Jak powstaje etanol?

Etanol można wytwarzać z dowolnej uprawy lub rośliny, która zawiera dużą ilość cukru lub składników, które można przekształcić w cukier, takich jak skrobia lub celuloza.

Buraki cukrowe i trzcina cukrowa mogą być ekstrahowane i przetwarzane w cukry. Uprawy takie jak kukurydza, pszenica i jęczmień zawierają skrobię, którą można łatwo przekształcić w cukier, a następnie przekształcić w etanol. Większość produkcji etanolu w USA pochodzi ze skrobi, a prawie cała etanol na bazie skrobi jest wytwarzany z kukurydzy uprawianej w stanach środkowego zachodu.

Drzewa i trawy mają wiele cukrów zamkniętych we włóknistym materiale zwanym celulozą, który można rozbić na cukry i przetworzyć w etanol. Produkty uboczne działalności leśnej można wykorzystać do produkcji etanolu celulozowego: trociny, zrębki, gałęzie. Można również użyć resztek pożniwnych, takich jak kolby kukurydzy, liście kukurydzy lub łodygi ryżu. Niektóre uprawy można uprawiać specjalnie w celu wytworzenia etanolu celulozowego, w szczególności trawy trawiastej. Źródła etanolu celulozowego nie są jadalne, co oznacza, że ​​produkcja etanolu nie wchodzi w bezpośrednią konkurencję z wykorzystaniem upraw do żywności lub pasz dla zwierząt.

Większość etanolu wytwarza się w czteroetapowym procesie:

1. Surowiec etanolowy (rośliny lub rośliny) rozdrabnia się w celu ułatwienia przetwarzania;
2. Cukier jest rozpuszczany z mielonego materiału lub skrobia lub celuloza jest przekształcana w cukier. Odbywa się to poprzez proces gotowania.
3. Drobnoustroje, takie jak drożdże lub bakterie, żywią się cukrem, wytwarzając etanol w procesie zwanym fermentacją, zasadniczo w taki sam sposób jak piwo i wino. Dwutlenek węgla jest produktem ubocznym tej fermentacji;
4. Etanol jest destylowany w celu osiągnięcia wysokiego stężenia. Dodaje się benzynę lub inny dodatek, aby nie mógł być spożywany przez ludzi - proces ten nazywany jest denaturacją. W ten sposób etanol pozwala również uniknąć podatku od alkoholu w napojach.

Zużyta kukurydza jest produktem odpadowym zwanym ziarnem gorzelni. Na szczęście jest cenny jako pasza dla zwierząt gospodarskich, takich jak bydło, świnie i drób.

Możliwe jest również wytwarzanie etanolu w procesie mielenia na mokro, z którego korzysta wielu dużych producentów. Proces ten obejmuje okres namaczania, po którym zarodki ziarna, olej, skrobia i gluten są oddzielane i dalej przetwarzane na wiele przydatnych produktów ubocznych. Syrop kukurydziany o wysokiej zawartości fruktozy jest jednym z nich i jest stosowany jako środek słodzący w wielu gotowych potrawach. Olej kukurydziany jest rafinowany i sprzedawany. Gluten jest również ekstrahowany podczas procesu mielenia na mokro i jest sprzedawany jako dodatek paszowy dla bydła, świń i drobiu.

Stany Zjednoczone przodują w światowej produkcji etanolu, a następnie Brazylia. Produkcja krajowa w USA skoczyła z 3,4 miliarda galonów w 2004 roku do 14,8 miliarda w 2015 roku. W tym roku z USA wyeksportowano 844 mln galonów, głównie do Kanady, Brazylii i Filipin.

Nic dziwnego, że rośliny etanolu znajdują się tam, gdzie uprawiana jest kukurydza. Znaczna część etanolu opałowego w Stanach Zjednoczonych produkowana jest na Środkowym Zachodzie, z licznymi zakładami w Iowa, Minnesocie, Południowej Dakocie i Nebrasce. Stamtąd jest wysyłany ciężarówką lub pociągiem na rynki na zachodnim i wschodnim wybrzeżu. W planach są dedykowane rurociąg do wysyłki etanolu z Iowa do New Jersey.

Departament Energii. Centrum danych paliw alternatywnych.

Edytowany przez Frederic Beaudry.