甜高粱固體發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇工藝的研究的開題報告

甜高粱固體發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇工藝的研究的開題報告一、研究背景和意義燃料乙醇是一種可再生能源，具有環(huán)保、可持續(xù)、適用范圍廣等優(yōu)點，正在全球范圍內(nèi)逐漸得到推廣和應(yīng)用。當前燃料乙醇主要以玉米、小麥等糧食作物為原料生產(chǎn)，但這些糧食作物本身就是人口糧食和飼料資源，過度利用將帶來食品和肉類價格上漲，影響糧食安全。因此，尋找新的原料生產(chǎn)燃料乙醇，具有十分重要的現(xiàn)實意義。目前固體發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇已成為一個非常重要的研究方向，不僅能夠利用不需競爭的農(nóng)業(yè)廢棄物，還具有產(chǎn)品純度高、發(fā)酵溫度低等優(yōu)點。其中，甜高粱是一種天然生態(tài)農(nóng)作物，在我國南方地區(qū)廣泛種植，具有良好的適應(yīng)性和較高的產(chǎn)量。因此，采用甜高粱為原料生產(chǎn)燃料乙醇，對于推動鄉(xiāng)村經(jīng)濟發(fā)展、緩解農(nóng)業(yè)廢棄物排放等方面都有積極意義。二、研究內(nèi)容本研究計劃采用固態(tài)發(fā)酵的方式生產(chǎn)甜高粱燃料乙醇，具體包括以下幾個方面的研究內(nèi)容：1.確定甜高粱固體發(fā)酵的最佳工藝條件。通過調(diào)整發(fā)酵床層結(jié)構(gòu)、水分含量、發(fā)酵溫度和發(fā)酵時間等因素，確定最佳的甜高粱固體發(fā)酵工藝條件。2.建立甜高粱固體發(fā)酵燃料乙醇生產(chǎn)過程控制體系。包括發(fā)酵液酒精含量、pH值、溫度和壓力等參數(shù)的監(jiān)測和調(diào)控。3.優(yōu)化甜高粱固體發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的配比和營養(yǎng)成分。通過優(yōu)化發(fā)酵原料的配比、添加營養(yǎng)成分等措施，提高發(fā)酵液的酒精含量和純度。4.對發(fā)酵液進行蒸餾和干燥處理，獲得高純度燃料乙醇產(chǎn)品。三、研究方法本研究將通過實驗研究和仿真模擬兩個方面開展：1.實驗研究：在實驗室條件下，控制發(fā)酵床層結(jié)構(gòu)、水分含量、發(fā)酵溫度和時間等因素，利用甜高粱進行固體發(fā)酵實驗，并對實驗數(shù)據(jù)進行收集和處理。2.仿真模擬：在建立固態(tài)發(fā)酵燃料乙醇生產(chǎn)過程控制體系基礎(chǔ)上，采用MATLAB軟件對燃料乙醇生產(chǎn)過程進行仿真模擬，包括液態(tài)發(fā)酵過程、蒸餾過程和干燥過程等。四、研究預期結(jié)果本研究將通過實驗研究和仿真模擬，獲得以下預期結(jié)果：1.確定甜高粱固體發(fā)酵的最佳工藝條件。2.建立、完善甜高粱固體發(fā)酵燃料乙醇生產(chǎn)過程控制體系。3.優(yōu)化發(fā)酵原料的配比和營養(yǎng)成分，提高發(fā)酵液的酒精含量和純度。4.對發(fā)酵液進行蒸餾和干燥處理，獲得高純度燃料乙醇產(chǎn)品。五、研究進展計劃本研究計劃于2022年9月開始，預計為期兩年。具體進展計劃如下：2022年9月～2023年6月：甜高粱固體發(fā)酵實驗研究。2023年7月～2024年6月：甜高粱固體發(fā)酵燃料乙醇仿真模擬研究。2024年7月～2024年9月：實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析、論文撰寫。六、參考文獻1.趙志龍,劉葵.固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的研究進展[J].發(fā)酵工業(yè),2004,32(12):1-4.2.馮雨,李祎.甜高粱生產(chǎn)技術(shù)分析[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟,2019,5:20-21.3.