I mange dele af Canada er marker med majs eller hvede almindelige seværdigheder. Når du ser disse felter, tænker du måske på mad. Men disse korn er ikke kun til ristet brød og majsflager længere. De ender også i canadiernes brændstoftanke i form af ethanol.
Ethanol er en flydende alkohol. Det kan bruges som benzin i køretøjer med forbrændingsmotorer. Disse motorer komprimerer flydende brændstof og antænder det med en gnist. Dette skaber en forbrændingsreaktion, som frigiver energi. Forbrændingsmotorer fanger den energi til at drive køretøjet.
Vidste du det?
Der er nogle beviser for, at Henry Ford designede den første Model T-bil, der kørte på benzin, ethanol, eller en blanding af de to.
Ethanol er kendt som en første generations biobrændstof. Denne type brændstof er fremstillet af kilder som stivelse, sukker og vegetabilske olier. Det produceres kommercielt ved at nedbryde majs og hvede. Etanolproduktionsanlæg betragtes som bioraffinaderier. Det skyldes, at de omdanner kornbiomasse til biobrændstof ved hjælp af enzymer og levende mikroorganismer.
Hvordan fremstilles ethanol?
Indgangsmaterialet til fremstilling af ethanol kaldes råmateriale. Forskellige ethanolproduktionsfaciliteter bruger forskellige råvarer. Faciliteter i Ontario og Quebec bruger hovedsageligt majskerner. Faciliteter i det vestlige Canada bruger hovedsageligt hvedekerner. Dette skyldes den geografiske fordeling af majs og hvedelandbrug i Canada.
Vidste du det?
Forskere leder efter måder at bruge “skovråmateriale”, såsom træaffald, i ethanolen -produktionsindustri.
Processerne er dybest set de samme for majs, hvede og andre typer råmaterialer. Lad os bruge majs som et eksempel på råmateriale.
Der er seks hovedtrin i ethanolproduktionsprocessen.
Infografik – Tekstversion
Trinene i ethanolproduktionsprocessen inkluderer maling af majs til måltid, flydende måltid ved tilsætning af vand og madlavning, nedbrydning af stivelse til sukker, brug af gær til gæring af sukkeret til ethanol, destillation af ethanolen ved kogning og kondensering af det ved fjernelse af resterende vand og endelig denaturering, kan ikke drikkes.
- Fræsning: Hele c orn kerner formales til en form for mel eller måltid. Måltidet er hovedsageligt stivelse. En stivelse er et kulhydrat, der består af lange kæder af sukkermolekyler.
- Flydning: Vand tilsættes til måltidet for at gøre ‘opslæmning.’ Opslæmningen opvarmes for at bryde de lange stivelsesmolekyler i mindre stykker. Enzymet alfa-amylase tilsættes for at katalysere (eller fremskynde) nedbrydningen af stivelsesmolekylerne.
- Forsukkelse: Stivelsesmolekylstykker opdeles i den enkle sukkerglukose. Denne reaktion katalyseres af et enzym kaldet glucoamylase.
- Fermentering: Encellede mikroorganismer kaldet gær tilsættes til opslæmningen. Fermentering er den biokemiske proces, der opstår, når gær nedbryder glukose. Gær får energi fra glukose. Som et resultat produceres ethanol.
- Destillation og dehydrering: Produktet fra fermenteringsprocessen er kun 10-15% ethanol. Den skal koncentreres for at blive ren (100%) ethanol. Ethanol har et lavere kogepunkt end vand. Det inddampes og kondenseres selektivt i en proces kaldet destillation. Denne proces producerer ethanol, der er 95% ren. De resterende 5% af blandingen er vand. Blandingen er spændt og dehydreret for at producere ren ethanol.
- Denaturering: En lille mængde benzin tilsættes til ethanolbrændstof for at gøre det udrikkeligt.
Der er to hovedbiprodukter fra majsethanolproduktion: kuldioxid (CO2) og destilleriets korn. CO2 produceres af gær som et biprodukt af gæringsreaktionen. Det frigives ofte i atmosfæren. Men det kan også fanges og bruges til andre formål. For eksempel:
- fremstilling af kulsyreholdige drikkevarer
- der producerer tøris (frossen CO2) til brug til kold opbevaring
- understøtter fotosyntese i grøntsagshuse
Destillerikorn er rest fra gæringstankene. De indeholder alle de ikke-gærbare komponenter i majskerne plus den tilsatte gær. Destillerikorn er værdifulde som en højproteiningrediens i husdyrfoder.
Ethanol blandes med benzin, der bruges i vores køretøjer til at producere et mere miljøvenligt brændstof. Størstedelen af køretøjer fremstillet efter 1980’erne kan køre på en blanding af benzin, der består af 10% ethanol (E10).
Ethanol er en vedvarende ressource. Derfor opfordrer regeringer over hele verden folk til at bruge ethanol i stedet for fossile brændstoffer. I Canada har den føderale regering et sæt retningslinjer kaldet Clean Brændstofstandarder. Det tilskynder folk til at bruge brændstoffer med en højere blanding af ethanol.
Nogle mennesker er derimod bekymrede over at bruge ethanol som brændstof. For eksempel er der bekymringer over mængden af energi og jord, der kræves for at dyrke ethanolråvareafgrøder. Selv med disse bekymringer er ethanolbaseret brændstof stadig et vigtigt alternativ til fossile brændstoffer!