I mange deler av Canada er felt av mais eller hvete vanlige severdigheter. Når du ser disse feltene, kan du tenke på mat. Men disse kornene er ikke bare for ristet brød og kornflak lenger. De havner også i kanadiernes drivstofftanker, i form av etanol.
Etanol er en flytende alkohol. Den kan brukes som bensin i kjøretøy med forbrenningsmotorer. Disse motorene komprimerer flytende drivstoff og antenner det med en gnist. Dette skaper en forbrenningsreaksjon, som frigjør energi. Forbrenningsmotorer fanger opp den energien for å drive kjøretøyet.
Visste du det?
Det er bevis for at Henry Ford designet den første Model T-bilen som kjørte på bensin, etanol, eller en blanding av de to.
Etanol er kjent som en første generasjons biodrivstoff. Denne typen drivstoff er laget av kilder som stivelse, sukker og vegetabilske oljer. Den produseres kommersielt ved å bryte ned mais og hvete. Etanolproduksjonsanlegg regnes som bioraffinerier. Det er fordi de konverterer kornbiomasse til biodrivstoff ved hjelp av enzymer og levende mikroorganismer.
Hvordan lages etanol?
Inngangsmaterialet for å lage etanol kalles råstoff. Forskjellige etanolproduksjonsanlegg bruker forskjellige råvarer. Fasiliteter i Ontario og Quebec bruker hovedsakelig maiskjerner. Fasiliteter i Vest-Canada bruker hovedsakelig hvetekjerner. Dette skyldes den geografiske fordelingen av mais- og hvetelandbruk i Canada.
Visste du det?
Forskere leter etter måter å bruke «skogfôrstoff», som treavfall, i etanolen -produksjonsindustri.
Prosessene er i utgangspunktet de samme for mais, hvete og andre typer råvarer. La oss bruke mais som eksempel råstoff.
Det er seks hovedtrinn i prosessen med etanolproduksjon.
Infographic – Tekstversjon
Trinnene i etanolproduksjonsprosessen inkluderer maling av mais til måltid, flytende måltid ved å tilsette vann og koke, bryte ned stivelse til sukker, bruke gjær til å gjære sukkeret til etanol, destillere etanol ved å koke av og kondensere det ved å fjerne gjenværende vann og til slutt denaturere slik at det kan ikke drikkes.
- Fresing: Hele c orn kjerner blir malt til en form for mel, eller måltid. Måltidet er hovedsakelig stivelse. En stivelse er et karbohydrat som består av lange kjeder av sukkermolekyler.
- Flytende væske: Det tilsettes vann til måltidet for å lage ‘oppslemming.’ Oppslemmingen varmes opp for å bryte de lange stivelsesmolekylene i mindre biter. Enzymet alfa-amylase tilsettes for å katalysere (eller fremskynde) nedbrytningen av stivelsesmolekylene.
- Forsukring: Stivelsesmolekylstykker brytes ned i den enkle sukkerglukosen. Denne reaksjonen katalyseres av et enzym kalt glukoamylase.
- Fermentering: Encellet mikroorganismer kalt gjær blir tilsatt oppslemmingen. Gjæring er den biokjemiske prosessen som oppstår når gjær bryter ned glukose. Gjær får energi fra glukose. Som et resultat produseres etanol.
- Destillasjon og dehydrering: Produktet fra gjæringsprosessen er bare 10-15% etanol. Den må konsentreres for å bli ren (100%) etanol. Etanol har et lavere kokepunkt enn vann. Den blir selektivt fordampet og kondensert i en prosess som kalles destillasjon. Denne prosessen produserer etanol som er 95% ren. De resterende 5% av blandingen er vann. Blandingen blir anstrengt og dehydrert for å produsere ren etanol.
- Denaturering: En liten mengde bensin tilsettes til etanol for å gjøre den udrikkelig.
Det er to hovedbiprodukter av maisetanolproduksjon: karbondioksid (CO2) og destillasjonskorn. CO2 produseres av gjær som et biprodukt av gjæringsreaksjonen. Det slippes ofte ut i atmosfæren. Men den kan også fanges opp og brukes til andre formål. For eksempel:
- lage kullsyreholdige drikker
- produsere tørris (frossen CO2) som skal brukes til fryselager
- som støtter fotosyntese i vegetabilske drivhus
Destillatørkorn er resten fra gjæringstankene. De inneholder alle de ikke-gjærbare komponentene i maiskjernene, pluss tilsatt gjær. Destillasjonskorn er verdifulle som en proteinrik ingrediens i husdyrfôr.
Etanol blandes med bensinen som brukes i kjøretøyene våre for å produsere et mer miljøvennlig drivstoff. De fleste kjøretøyer produsert etter 1980-tallet kan kjøre på en blanding av bensin som består av 10% etanol (E10).
Etanol er en fornybar ressurs. Derfor oppfordrer regjeringer over hele verden folk til å bruke etanol i stedet for fossilt brensel. I Canada har den føderale regjeringen et sett med retningslinjer kalt Clean Fuel Standards. Det oppfordrer folk til å bruke drivstoff med en høyere blanding av etanol.
Noen mennesker er derimot bekymret for å bruke etanol som drivstoff. For eksempel er det bekymringer for mengden energi og land som kreves for å dyrke etanolråvarer. Selv med disse bekymringene er etanolbasert drivstoff fremdeles et viktig alternativ til fossile drivstoff!