全部分類
氧化反應(yīng)
①燃燒
乙醇燃燒產(chǎn)生的光譜
乙醇燃燒產(chǎn)生的光譜
完全燃燒:發(fā)出淡藍(lán)色火焰,生成二氧化碳和水蒸汽,并放出大量的熱;
不完全燃燒:生成一氧化碳,有黃色火焰,放出熱量。
②催化氧化:在加熱和有催化劑(Cu或Ag)存在的情況下進(jìn)行。
脫水反應(yīng)
乙醇可以在濃硫酸和高溫的催化發(fā)生脫水反應(yīng),隨著溫度的不同生成物也不同。
1、分子內(nèi)脫水:乙醇與濃硫酸加熱到170℃左右,發(fā)生分子內(nèi)脫水生成乙烯和水(切記要注酸入醇,酸與醇的比例是1:3)。制取時(shí)要在燒瓶中加入碎瓷片(或沸石)以免暴沸。
2、分子間脫水:乙醇與濃硫酸加熱到140℃左右,發(fā)生分子間脫水生成yi mi和水。
主要種類
1、按生產(chǎn)使用的原料可分為淀粉質(zhì)原料發(fā)酵酒精、糖蜜原料發(fā)酵酒精、亞硫酸鹽紙漿廢液發(fā)酵生產(chǎn)酒精。 [10]
淀粉質(zhì)原料發(fā)酵酒精(一般有薯類、谷類和野生植物等含淀粉質(zhì)的原料,在微生物作用下將淀粉水解為葡萄糖,再進(jìn)一步由酵母發(fā)酵生成酒精);
糖蜜原料發(fā)酵酒精(直接利用糖蜜中的糖分,經(jīng)過(guò)稀釋殺菌并添加部分營(yíng)養(yǎng)鹽,借酵母的作用發(fā)酵生成酒精); [10]
亞硫酸鹽紙漿廢液發(fā)酵生產(chǎn)酒精(利用造紙廢液中含有的六碳糖,在酵母作用下發(fā)酵成酒精,主要產(chǎn)品為工業(yè)用酒精。也有用木屑稀酸水解制作的酒精)。
2、按生產(chǎn)的方法來(lái)分,可分為發(fā)酵法、合成法兩大類。
3、按產(chǎn)品質(zhì)量或性質(zhì)來(lái)分,又分為高純度酒精、無(wú)水酒精、普通酒精和變性酒精。
4、按產(chǎn)品系列(BG384-81)分為優(yōu)級(jí)、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)。其中一、二級(jí)相當(dāng)于高純度酒精及普通精餾酒精。三級(jí)相當(dāng)于醫(yī)藥酒精,四級(jí)相當(dāng)于工業(yè)酒精。新增二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是為了滿足不同用戶和生產(chǎn)的需要,減少生產(chǎn)與使用上的浪費(fèi),促進(jìn)提高產(chǎn)品質(zhì)量而制訂的。
工業(yè)制備
工業(yè)上一般用淀粉發(fā)酵法或乙烯直接水化法制取乙醇:
發(fā)酵法
用含糖類的農(nóng)產(chǎn)品,如玉米、高粱、薯類以及某些植物的果實(shí)等,也常用廢糖蜜,經(jīng)過(guò)發(fā)酵、蒸餾,可以得到95%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的工業(yè)乙醇。
乙烯水化法
以石油裂解產(chǎn)生的乙烯為原料,在加熱加壓和有催化劑(硫酸或磷酸)的條件下,乙烯與水直接發(fā)生反應(yīng)生成乙醇:煤化工
以煤基合成氣為原料,經(jīng)甲醇、二甲醚羰基化、加氫合成乙醇的工藝路線。
聯(lián)合生物加工
利用生物能源轉(zhuǎn)化技術(shù)生產(chǎn)乙醇能緩解非再生化石能源日漸枯竭帶來(lái)的能源壓力。來(lái)源廣泛的纖維素將是很有潛力的生產(chǎn)乙醇原料。然而由于各種原因,一般的發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇成本較高,乙醇生產(chǎn)難以規(guī)模化。聯(lián)合生物加工技術(shù),一體化程度高,能有效降低生產(chǎn)成本,未來(lái)發(fā)展前景廣闊。
①原因
生物轉(zhuǎn)化使用的原料是玉米等糧食作物,但是這些原料的大量使用會(huì)影響到糧食安全,所以秸稈、麩皮、鋸木粉等農(nóng)業(yè)、工業(yè)廢棄物等含有大量的木質(zhì)纖維素,將是很有潛力的乙醇發(fā)酵原料。另外,生物燃料的生產(chǎn)過(guò)程中,纖維素的預(yù)處理和纖維素酶的生產(chǎn)成本較高。因此減少預(yù)處理,增強(qiáng)纖維素酶的活性,提高發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量和純度,減少中間環(huán)節(jié)也是降低生產(chǎn)成本的途徑。
②原理
聯(lián)合生物加工(consolidated bioprocessing,CBP)不包括纖維素酶的生產(chǎn)和分離過(guò)程,而是把糖化和發(fā)酵結(jié)合到由微生物介導(dǎo)的一個(gè)反應(yīng)體系中,因此與其他工藝過(guò)程相比較,底物和原料的消耗相對(duì)較低,一體化程度較高。
③工藝
sheng li學(xué)研究和1?C標(biāo)記的纖維素實(shí)驗(yàn)說(shuō)明,生長(zhǎng)于纖維素上的微生物的生物能量效益取決于胞內(nèi)低聚糖攝取過(guò)程中β-糖苷鍵磷酸解的效率,并且這些效益超過(guò)了纖維素合成的生物能量成本。這些研究為纖維素分解菌在纖維素上快速生長(zhǎng)提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論依據(jù)。 應(yīng)用聯(lián)合生物加工的關(guān)鍵是構(gòu)建出能完成多個(gè)生化反應(yīng)過(guò)程的酶系統(tǒng),使纖維素原料通過(guò)一個(gè)工藝環(huán)節(jié)就轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉串a(chǎn)品。一些細(xì)菌和真菌具有CBP所需要的特性,所以改造現(xiàn)有的微生物已成為研究的熱點(diǎn)。以基因重組等為代表的生物工程技術(shù)已經(jīng)使這種設(shè)想成為現(xiàn)實(shí),并為設(shè)計(jì)出更完善的CBP酶系統(tǒng)提供了可能。
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