I många delar av Kanada är fält av majs eller vete vanliga sevärdheter. När du ser dessa fält kanske du tänker på mat. Men dessa korn är inte bara för rostat bröd och majsflingor längre. De hamnar också i kanadensers bränsletankar, i form av etanol.
Etanol är en flytande alkohol. Den kan användas som bensin i fordon med förbränningsmotorer. Dessa motorer komprimerar flytande bränsle och antänder det med en gnista. Detta skapar en förbränningsreaktion som frigör energi. Förbränningsmotorer fångar upp den energin för att driva fordonet.
Visste du det?
Det finns bevis för att Henry Ford designade den första Model T-bilen som kördes på bensin, etanol, eller en blandning av de två.
Etanol är känt som en första generationens biobränsle. Denna typ av bränsle är tillverkad av källor som stärkelse, socker och vegetabiliska oljor. Det produceras kommersiellt genom att bryta ner majs och vete. Etanolproduktionsanläggningar anses vara bioraffinaderier. Det beror på att de omvandlar kornbiomassa till biobränsle med hjälp av enzymer och levande mikroorganismer.
Hur tillverkas etanol?
Inmatningsmaterialet för framställning av etanol kallas råvara. Olika etanolproduktionsanläggningar använder olika råvaror. Anläggningar i Ontario och Quebec använder främst majskärnor. Anläggningar i västra Kanada använder främst vetekärnor. Detta beror på den geografiska fördelningen av majs och vetejordbruk i Kanada.
Visste du?
Forskare letar efter sätt att använda ”skogsråvara”, såsom träavfall, i etanolen -produktionsindustri.
Processerna är i princip desamma för majs, vete och andra typer av råvaror. Låt oss använda majs som ett exempel råvara.
Det finns sex huvudsteg i etanolproduktionsprocessen.
Infographic – Textversion
Stegen i etanolproduktionsprocessen inkluderar malning av majs till måltid, flytande av måltiden genom att tillsätta vatten och koka, bryta ner stärkelse till socker, använda jäst för att jäsa sockret till etanol, destillera etanolen genom att koka av och kondensera den genom att ta bort kvarvarande vatten och slutligen denaturera så att det kan inte drickas.
- Fräsning: Hela c ornkärnor males till en form av mjöl eller måltid. Måltiden är främst stärkelse. En stärkelse är ett kolhydrat som består av långa kedjor av sockermolekyler.
- Flytande: Vatten tillsätts till måltiden för att göra ”uppslamning.” Uppslamningen värms upp för att bryta de långa stärkelsemolekylerna i mindre bitar. Enzymet alfa-amylas tillsätts för att katalysera (eller påskynda) nedbrytningen av stärkelsemolekylerna.
- Sackarifiering: Stärkelsemolekylbitar bryts ner till det enkla sockerglukoset. Denna reaktion katalyseras av ett enzym som kallas glukoamylas.
- Fermentering: Encelliga mikroorganismer som kallas jäst tillsätts till uppslamningen. Jäsning är den biokemiska processen som uppstår när jäst bryter ner glukos. Jäst får energi från glukos. Som ett resultat produceras etanol.
- Destillation och uttorkning: Produkten från fermenteringsprocessen är endast 10-15% etanol. Den måste koncentreras för att bli ren (100%) etanol. Etanol har en lägre kokpunkt än vatten. Den indunstas selektivt och kondenseras i en process som kallas destillation. Denna process producerar etanol som är 95% ren. De återstående 5% av blandningen är vatten. Blandningen spänns och uttorkas för att producera ren etanol.
- Denaturering: En liten mängd bensin tillsätts till bränsleetanol för att göra den odrickbar.
Det finns två huvudbiprodukter av majsetanolproduktion: koldioxid (CO2) och destillatörens korn. CO2 produceras av jäst som en biprodukt av fermenteringsreaktionen. Det släpps ofta ut i atmosfären. Men det kan också fångas och användas för andra ändamål. Till exempel:
- tillverkning av kolsyrade drycker
- producerar torris (frusen CO2) som ska användas för kylförvaring
- som stöder fotosyntes i växthusgaser
Destillatörens korn är resterna från jäsningstankarna. De innehåller alla icke-jäsbara komponenter i majskärnorna, plus den tillsatta jästen. Destillerikornen är värdefulla som en proteinrik ingrediens i djurfoder.
Etanol blandas med bensinen som används i våra fordon för att producera ett mer miljövänligt bränsle. De flesta fordon tillverkade efter 1980-talet kan köras på en blandning av bensin som består av 10% etanol (E10).
Etanol är en förnybar resurs. Det är därför regeringar runt om i världen uppmuntrar människor att använda etanol istället för fossila bränslen. I Kanada har den federala regeringen en uppsättning riktlinjer som kallas Clean Fuel Standards. Det uppmuntrar människor att använda bränslen med en högre blandning av etanol.
En del människor har å andra sidan oro över att använda etanol som bränsle. Det finns till exempel oro över mängden energi och mark som krävs för att odla etanolråvaror. Även med dessa bekymmer är etanolbaserat bränsle fortfarande ett viktigt alternativ till fossila bränslen!