În multe părți din Canada, câmpurile de porumb sau de grâu sunt obiective comune. Când vedeți aceste câmpuri, s-ar putea să vă gândiți la mâncare. Dar aceste boabe nu mai sunt doar pentru pâine prăjită și fulgi de porumb. De asemenea, ajung în rezervoarele de combustibil canadieni, sub formă de etanol.
Etanolul este un alcool lichid. Poate fi folosit ca benzină în vehicule cu motoare cu ardere internă. Aceste motoare comprimă combustibilul lichid și îl aprind cu o scânteie. Aceasta creează o reacție de ardere, care eliberează energie. Motoarele cu ardere internă captează acea energie pentru a alimenta vehiculul.
Știați?
Există unele dovezi că Henry Ford a proiectat primul automobil Model T care funcționează pe benzină, etanol, sau un amestec al celor două.
Etanolul este cunoscut ca biocombustibil din prima generație. Acest tip de combustibil este fabricat din surse precum amidon, zaharuri și uleiuri vegetale. Este produs comercial prin descompunerea porumbului și grâului. Instalațiile de producție a etanolului sunt considerate biorefinării. Acest lucru se datorează faptului că transformă biomasa cerealelor în biocombustibil folosind enzime și microorganisme vii.
Cum se fabrică etanolul?
Materialul de intrare pentru fabricarea etanolului se numește materie primă. Diferite instalații de producție a etanolului utilizează materii prime diferite. Facilitățile din Ontario și Quebec utilizează în principal sâmburi de porumb. Facilitățile din vestul Canadei utilizează în principal sâmburi de grâu. Acest lucru se datorează distribuției geografice a agriculturii de porumb și grâu în Canada.
Știați?
Oamenii de știință caută modalități de utilizare a „materiei prime forestiere”, cum ar fi deșeurile de lemn, în etanol -industria producției.
Procesele sunt practic aceleași pentru porumb, grâu și alte tipuri de materii prime. Să folosim porumbul ca exemplu materie primă.
Există șase pași principali în procesul de producție a etanolului.
Infografie – Versiune text
Pașii procesului de producție a etanolului include măcinarea porumbului la masă, lichefierea mesei prin adăugarea de apă și gătit, descompunerea amidonului în zahăr, utilizarea drojdiei pentru fermentarea zahărului în etanol, distilarea etanolului prin fierbere și condensarea acestuia prin îndepărtarea apei reziduale și în cele din urmă denaturarea este de băut.
- Frezare: Întreg c miezurile orn sunt măcinate într-o formă de făină sau făină. Masa este în principal amidon. Un amidon este un carbohidrat format din lanțuri lungi de molecule de zahăr.
- Lichefierea: Apa este adăugată la masă pentru a face „nămol”. Nămolul este încălzit pentru a sparge moleculele lungi de amidon în bucăți mai mici. Enzima alfa-amilază este adăugată pentru a cataliza (sau accelera) descompunerea moleculelor de amidon.
- Zaharificare: bucățile moleculei de amidon sunt descompuse în glucoza simplă de zahăr. Această reacție este catalizată de o enzimă numită glucoamilază.
- Fermentare: microorganismele unicelulare numite drojdie sunt adăugate în suspensie. Fermentarea este procesul biochimic care apare atunci când drojdia descompune glucoza. Drojdia obține energie din glucoză. Ca rezultat, se produce etanol.
- Distilare și deshidratare: produsul procesului de fermentare este doar 10-15% etanol. Trebuie concentrat pentru a deveni etanol pur (100%). Etanolul are un punct de fierbere mai scăzut decât apa. Este evaporat selectiv și condensat într-un proces numit distilare. Acest proces produce etanol care este pur în proporție de 95%. Restul de 5% din amestec este apă. Amestecul este strecurat și deshidratat pentru a produce etanol pur.
- Denaturare: O cantitate mică de benzină este adăugată la combustibilul etanol pentru a-l face de băut.
Există două subproduse principale ale producției de etanol din porumb: dioxidul de carbon (CO2) și boabele distilatorilor. CO2 este produs de drojdie ca produs secundar al reacției de fermentare. Este adesea eliberat în atmosferă. Dar poate fi capturat și utilizat și în alte scopuri. De exemplu:
- producerea de băuturi carbogazoase
- producerea de gheață uscată (CO2 înghețat) pentru a fi utilizată pentru depozitarea la rece
- sprijinirea fotosintezei în sere de legume
Boabele distilatorilor sunt reziduurile din rezervoarele de fermentare. Acestea conțin toate componentele nefermentabile ale boabelor de porumb, plus drojdia adăugată. Boabele distilatorilor sunt valoroase ca ingredient bogat în proteine în hrana animalelor.
Etanolul este amestecat cu benzina utilizată în vehiculele noastre pentru a produce un combustibil mai ecologic. Majoritatea vehiculelor fabricate după anii 1980 pot funcționa pe un amestec de benzină compus din 10% etanol (E10).
Etanolul este o resursă regenerabilă. De aceea, guvernele din întreaga lume încurajează oamenii să folosească etanol în loc de combustibili fosili. În Canada, guvernul federal are un set de linii directoare numite Standardele de combustibil curat. Îi încurajează pe oameni să utilizeze combustibili cu un amestec mai mare de etanol.
Unii oameni, pe de altă parte, își exprimă îngrijorarea cu privire la utilizarea etanolului ca combustibil. De exemplu, există îngrijorări cu privire la cantitatea de energie și teren necesară creșterii culturilor de etanol. Chiar și cu aceste preocupări, combustibilul pe bază de etanol este încă o alternativă importantă la combustibilii fosili!