Monissa osissa Kanadaa maissi- tai vehnäpellot ovat yleisiä nähtävyyksiä. Kun näet nämä kentät, saatat ajatella ruokaa. Mutta nämä jyvät eivät ole enää vain paahtoleipää ja maissihiutaleita. Ne päätyvät myös kanadalalaisten polttoainesäiliöihin etanolin muodossa.
Etanoli on nestemäinen alkoholi. Sitä voidaan käyttää kuten bensiiniä polttomoottoreilla varustetuissa ajoneuvoissa. Nämä moottorit puristavat nestemäistä polttoainetta ja sytyttävät sen kipinällä. Tämä luo palamisreaktion, joka vapauttaa energiaa. Polttomoottorit sieppaavat tämän energian ajoneuvon virran saamiseksi.
Tiesitkö?
On joitain todisteita siitä, että Henry Ford suunnitteli ensimmäisen Model T -auton, joka toimi bensiinillä, etanolilla, tai näiden kahden yhdistelmä.
Etanoli tunnetaan ensimmäisen sukupolven biopolttoaineena. Tämän tyyppinen polttoaine on valmistettu tärkkelyksistä, sokereista ja kasviöljyistä. Sitä tuotetaan kaupallisesti hajottamalla maissi ja vehnä. Etanolin tuotantolaitoksia pidetään biojalostamoina. Tämä johtuu siitä, että ne muuntavat viljan biomassan biopolttoaineeksi käyttämällä entsyymejä ja eläviä mikro-organismeja.
Kuinka etanolia valmistetaan?
Etanolin valmistamiseen käytettävää materiaalia kutsutaan raaka-aineeksi. Eri etanolintuotantolaitokset käyttävät eri raaka-aineita. Ontarion ja Quebecin tiloissa käytetään pääasiassa maissin ytimiä. Länsi-Kanadan tiloissa käytetään pääasiassa vehnän ytimiä. Tämä johtuu maissin ja vehnän maatalouden maantieteellisestä jakautumisesta Kanadassa.
Tiesitkö?
Tutkijat etsivät tapoja käyttää ”metsän raaka-aineita”, kuten puujätettä, etanolissa -tuotantoteollisuus.
Maissin, vehnän ja muun tyyppisten raaka-aineiden prosessit ovat periaatteessa samat. Käytetään maissia esimerkiksi raaka-aineena.
Etanolin tuotantoprosessissa on kuusi päävaihetta.
Infographic – tekstiversio
Etanolin tuotantoprosessin vaiheet Sisältää maissin jauhamisen jauhoon, nesteytyksen aterian lisäämällä vettä ja keittämisen, tärkkelyksen hajottamisen sokeriksi, hiivan käyttämisen sokerin fermentoimiseksi etanoliksi, etanolin tislaamisen keittämällä ja lauhduttamisen poistamalla jäännösveden ja lopuksi denaturoimalla siten, että se on juotava.
- Jyrsintä: Koko c orn ytimet jauhetaan jauhoksi tai jauhoksi. Ateria on pääasiassa tärkkelystä. Tärkkelys on hiilihydraatti, joka koostuu pitkistä sokerimolekyyliketjuista.
- Nesteytys: Vettä lisätään ateriaan ”lieteen” valmistamiseksi. Liete kuumennetaan pitkiä tärkkelysmolekyylejä hajottamaan pienemmiksi paloiksi. Alfa-amylaasientsyymiä lisätään tärkkelysmolekyylien hajoamisen katalysoimiseksi (tai nopeuttamiseksi).
- Sakkarifikaatio: Tärkkelysmolekyylipalat hajotetaan yksinkertaiseksi sokeriglukoosiksi. Tätä reaktiota katalysoi glukoamylaasi-niminen entsyymi.
- Fermentaatio: Lieteeseen lisätään yksisoluisia mikro-organismeja, joita kutsutaan hiivaksi. Käyminen on biokemiallinen prosessi, joka tapahtuu, kun hiiva hajottaa glukoosin. Hiiva saa energiaa glukoosista. Tämän seurauksena syntyy etanolia.
- Tislaus ja kuivuminen: Käymisprosessin tuote on vain 10-15% etanolia. Se on väkevöitävä, jotta siitä tulee puhdasta (100%) etanolia. Etanolin kiehumispiste on matalampi kuin vedellä. Se haihdutetaan ja kondensoidaan valikoivasti tislaukseksi kutsutulla prosessilla. Tämä prosessi tuottaa etanolia, joka on 95% puhdasta. Loput 5% seoksesta on vettä. Seos suodatetaan ja dehydratoidaan puhtaan etanolin tuottamiseksi.
- Denaturaatio: Pieni määrä bensiiniä lisätään polttoaineen etanoliin juomattomaksi.
Maissin etanolin tuotannossa on kaksi päätuotetta: hiilidioksidi (CO2) ja tislaajan jyvät. CO2 tuotetaan hiivalla käymisreaktion sivutuotteena. Se vapautuu usein ilmakehään. Mutta se voidaan myös kaapata ja käyttää muihin tarkoituksiin. Esimerkiksi:
- hiilihappojuomien valmistus
- kuivajää (jäädytetty CO2) tuottaminen kylmävarastointiin
- fotosynteesin tukeminen kasvihuoneissa
Tislaajan jyvät ovat fermentointisäiliöiden jäännöksiä. Ne sisältävät kaikki maissiydinten käymättömät komponentit sekä lisätyn hiivan. Tislaajien jyvät ovat arvokkaita proteiinipitoisina ainesosina karjan rehussa.
Etanolia sekoitetaan ajoneuvoissamme käytetyn bensiinin kanssa ympäristöystävällisemmän polttoaineen tuottamiseksi. Suurin osa 1980-luvun jälkeen valmistetuista ajoneuvoista voi ajaa bensiiniseoksella, joka sisältää 10% etanolia (E10).
Etanoli on uusiutuva luonnonvara. Siksi hallitukset ympäri maailmaa kannustavat ihmisiä käyttämään etanolia fossiilisten polttoaineiden sijaan. Kanadassa liittovaltion hallituksella on joukko suuntaviivoja, joita kutsutaan puhtaiden polttoaineiden standardeiksi. Se kannustaa ihmisiä käyttämään polttoaineita, joissa on enemmän etanolia.
Toisaalta jotkut ihmiset ovat huolissaan etanolin käytöstä polttoaineena. Esimerkiksi etanolin raaka-aineiden viljelyyn tarvittavan energian ja maan määrä on huolestuttava. Näiden huolenaiheiden lisäksi etanolipohjainen polttoaine on edelleen tärkeä vaihtoehto fossiilisille polttoaineille!