セルロースエタノールとは何ですか？

セルロースエタノールは、植物細胞壁の主成分であるセルロースを使用して作られたバイオ燃料です。 セルロースはすべての植物に含まれており、地球で最も一般的な有機化合物です。 セルロースを澱粉やトウモロコシなどの砂糖ベースの作物から製造するよりもセルロースからエタノールを製造することは困難ですが、セルロースの供給源は事実上無制限です。 これは、生産者が農業廃棄物、芝生の副産物、庭や樹木の手入れ、急速に成長し望ましくない土地で育てることができる非食用作物などの資源を使用できるようにする大きな利点です。

セルロースエタノールを作成するために使用される2つの主な種類の原料、または原料があります：農業バイオマスと森林バイオマス。 農業バイオマスには、トウモロコシの穂軸、トウモロコシの茎、稲わらなどの食用作物からの廃棄物が含まれます。 また、エネルギー生産のために特別に栽培された作物に由来する場合もあります。 使用できる作物には、スイッチグラス、サトウキビ、ススキなどがあります。 通常、干ばつ耐性と耐候性を備えた、栽培のたびに再植付けする必要のない自殖作物が好まれます。

森林、または木質バイオマスは、エタノール生産のためのさまざまなオプションも提供し、農業バイオマスよりも特定の加工上の利点があり、貴重な代替品となります。 農業バイオマスと同様に、特定の種類の木はエネルギー作物として特別に栽培される場合があります。 植え付け、収穫、植え直しが可能な短回転の樹木作物は、セルロース系エタノール生産での使用に理想的な候補です。 林業副産物も別の選択肢です。 木材チップ、樹皮、おがくずはすべて使用できます。 別の選択肢は古紙パルプです。

セルロースエタノールを作成するには、2つの主なプロセスのいずれかを使用できます。 1つ目はセルロース分解で、セルロースを単純な糖に分解するために加水分解を使用します。 セルロースは、物理的および化学的の両方で、剛性構造の一部を破壊するために前処理されています。 その後、セルラーゼ酵素と呼ばれる酵素を使用して分子を糖に分解する加水分解プロセスによりアクセスしやすくなります。 砂糖は残った他の物質から分離され、微生物を使用して発酵させ、蒸留されます。

使用できる2番目のプロセスはガス化です。 ガス化中、セルロースに含まれる炭素は、部分燃焼を使用して水素、二酸化炭素、および一酸化炭素に変換されます。 次に、Clostridium ljungdhaliiと呼ばれる微生物を使用して、これらのガスを発酵させ、エタノールと水に変換します。 次に、エタノールを水から蒸留します。