Waar is cellulose-ethanol van gemaakt?
Cellulosethanol is een biobrandstof gemaakt van cellulose, het hoofdbestanddeel van plantencelwanden. Cellulose zit in alle planten en is de meest voorkomende organische verbinding op aarde. Hoewel het moeilijker is om ethanol uit cellulose te maken dan om het te maken uit zetmeel of op suiker gebaseerde gewassen zoals maïs, zijn de bronnen van cellulose vrijwel onbeperkt. Dit is een groot voordeel dat producenten in staat stelt hulpbronnen te gebruiken zoals landbouwafval, bijproducten van gazon, tuin en boomverzorging, en niet-voedselgewassen die snel groeien en op minder wenselijk land kunnen worden geteeld.
Er zijn twee hoofdtypen grondstof of grondstof die worden gebruikt om cellulose-ethanol te maken: agrarische biomassa en bosbiomassa. Landbouwbiomassa kan afvalstoffen van voedselgewassen zijn, zoals maïskolven, maïzena of rijststro. Het kan ook afkomstig zijn van gewassen die specifiek voor energieproductie zijn geteeld. Sommige gewassen die kunnen worden gebruikt, zijn onder andere switchgrass, suikerriet en miscanthus. Zelfzaaiende gewassen die na elke teelt niet opnieuw hoeven te worden geplant, die bestand zijn tegen droogte en weer, hebben meestal de voorkeur.
Bos, of houtachtige, biomassa biedt ook een verscheidenheid aan opties voor ethanolproductie en heeft bepaalde verwerkingsvoordelen ten opzichte van agrarische biomassa die het een waardevol alternatief maken. Net als bij agrarische biomassa kunnen bepaalde soorten bomen specifiek worden gekweekt als energiegewassen. Boomgewassen met korte rotatie die snel kunnen worden geplant, geoogst en herplant, zijn de ideale kandidaten voor gebruik bij de productie van cellulose-ethanol. Bosbouwbijproducten zijn een andere optie; houtsnippers, schors en zaagsel kunnen allemaal worden gebruikt. Een ander alternatief is oud papierpulp.
Om cellulose-ethanol te maken, kan een van de twee hoofdprocessen worden gebruikt. De eerste is cellulolyse, een proces dat hydrolyse gebruikt om cellulose in eenvoudige suikers te breken. De cellulose is voorbehandeld om een deel van zijn stijve structuur af te breken, zowel fysiek als chemisch. Het is dan beter toegankelijk voor het hydrolyseproces, waarbij de moleculen worden afgebroken tot suikers met behulp van enzymen die cellulase-enzymen worden genoemd. De suikers worden gescheiden van andere overgebleven materialen en vervolgens gefermenteerd met behulp van microben en gedestilleerd.
Het tweede proces dat kan worden gebruikt, is vergassing. Tijdens vergassing wordt de koolstof in de cellulose omgezet in waterstof, koolstofdioxide en koolmonoxide met behulp van gedeeltelijke verbranding. Een micro-organisme genaamd Clostridium ljungdhalii wordt vervolgens gebruikt om deze gassen te fermenteren en om te zetten in ethanol en water. De ethanol wordt vervolgens uit het water gedestilleerd.