In molte parti del Canada, i campi di grano o di grano sono luoghi comuni. Quando vedi questi campi, potresti pensare al cibo. Ma questi cereali non sono più solo per toast e corn flakes. Finiscono anche nei serbatoi di carburante dei canadesi, sotto forma di etanolo.
L’etanolo è un alcol liquido. Può essere utilizzato come la benzina nei veicoli con motore a combustione interna. Questi motori comprimono il carburante liquido e lo accendono con una scintilla. Questo crea una reazione di combustione, che rilascia energia. I motori a combustione interna catturano quell’energia per alimentare il veicolo.
Lo sapevi?
Ci sono alcune prove che Henry Ford abbia progettato la prima automobile Modello T per funzionare a benzina, etanolo, o una combinazione dei due.
L’etanolo è noto come biocarburante di prima generazione. Questo tipo di carburante è ottenuto da fonti come amidi, zuccheri e oli vegetali. Viene prodotto commercialmente abbattendo mais e grano. Gli impianti di produzione di etanolo sono considerati bioraffinerie. Questo perché convertono la biomassa del grano in biocarburante utilizzando enzimi e microrganismi viventi.
Come viene prodotto l’etanolo?
Il materiale di input per la produzione di etanolo è chiamato materia prima. Diversi impianti di produzione di etanolo utilizzano materie prime diverse. Le strutture in Ontario e Quebec utilizzano principalmente chicchi di mais. Gli stabilimenti nel Canada occidentale utilizzano principalmente chicchi di grano. Ciò è dovuto alla distribuzione geografica dell’agricoltura di mais e grano in Canada.
Lo sapevi?
Gli scienziati stanno cercando modi per utilizzare “materie prime forestali”, come i rifiuti di legno, nell’etanolo -industria di produzione.
I processi sono fondamentalmente gli stessi per mais, grano e altri tipi di materie prime. Usiamo il mais come materia prima di esempio.
Ci sono sei fasi principali nel processo di produzione dell’etanolo.
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Le fasi del processo di produzione di etanolo includere macinare il mais a farina, liquefare la farina aggiungendo acqua e cuocere, abbattere l’amido in zucchero, usare il lievito per fermentare lo zucchero in etanolo, distillare l’etanolo facendo bollire e condensarlo rimuovendo l’acqua residua e infine denaturandolo in modo che è imbevibile.
- Fresatura: intera c i noccioli di orn sono macinati in una forma di farina o farina. Il pasto è principalmente amido. Un amido è un carboidrato costituito da lunghe catene di molecole di zucchero.
- Liquefazione: l’acqua viene aggiunta al pasto per produrre “impasto liquido”. L’impasto viene riscaldato per rompere le lunghe molecole di amido in pezzi più piccoli. L’enzima alfa-amilasi viene aggiunto per catalizzare (o accelerare) la scomposizione delle molecole di amido.
- Saccarificazione: i pezzi di molecola di amido vengono scomposti nel semplice zucchero glucosio. Questa reazione è catalizzata da un enzima chiamato glucoamilasi.
- Fermentazione: alla sospensione vengono aggiunti microrganismi unicellulari chiamati lievito. La fermentazione è il processo biochimico che si verifica quando il lievito scompone il glucosio. Il lievito ottiene energia dal glucosio. Di conseguenza, viene prodotto etanolo.
- Distillazione e disidratazione: il prodotto del processo di fermentazione è solo il 10-15% di etanolo. Deve essere concentrato per diventare etanolo puro (100%). L’etanolo ha un punto di ebollizione inferiore dell’acqua. Viene selettivamente evaporato e condensato in un processo chiamato distillazione. Questo processo produce etanolo puro al 95%. Il restante 5% della miscela è acqua. La miscela viene filtrata e disidratata per produrre etanolo puro.
- Denaturazione: una piccola quantità di benzina viene aggiunta all’etanolo del carburante per renderlo imbevibile.
Ci sono due sottoprodotti principali della produzione di etanolo da mais: anidride carbonica (CO2) e grani dei distillatori. La CO2 è prodotta dal lievito come sottoprodotto della reazione di fermentazione. Viene spesso rilasciato nell’atmosfera. Ma può anche essere catturato e utilizzato per altri scopi. Ad esempio:
- produzione di bevande gassate
- produzione di ghiaccio secco (CO2 congelato) da utilizzare per la conservazione a freddo
- a supporto della fotosintesi nelle serre di ortaggi
I chicchi dei distillatori sono il residuo dei serbatoi di fermentazione. Contengono tutti i componenti non fermentabili dei chicchi di mais, più il lievito aggiunto. I cereali dei distillatori sono preziosi come ingrediente ad alto contenuto proteico nei mangimi per bestiame.
L’etanolo viene miscelato con la benzina utilizzata nei nostri veicoli per produrre un carburante più rispettoso dell’ambiente. La maggior parte dei veicoli prodotti dopo gli anni ’80 può funzionare con una miscela di benzina composta al 10% da etanolo (E10).
L’etanolo è una risorsa rinnovabile. Ecco perché i governi di tutto il mondo stanno incoraggiando le persone a usare l’etanolo invece dei combustibili fossili. In Canada, il governo federale ha una serie di linee guida chiamate Clean Fuel Standards. Incoraggia le persone a utilizzare combustibili con una maggiore miscela di etanolo.
Alcune persone, d’altra parte, hanno dubbi sull’utilizzo di etanolo come carburante. Ad esempio, ci sono preoccupazioni circa la quantità di energia e terra necessaria per coltivare colture di materie prime a base di etanolo. Nonostante queste preoccupazioni, il carburante a base di etanolo è ancora un’importante alternativa ai combustibili fossili!