Jakie są etapy produkcji etanolu?
Etanol, alkohol etylowy, jest odurzającym pierwiastkiem w piwie, winie i innych napojach alkoholowych. Jest również stosowany jako alternatywa dla biopaliw w kilku krajach na całym świecie. Duże zakłady przemysłowe są głównymi źródłami produkcji etanolu, choć niektóre osoby zdecydowały się na produkcję własnego paliwa etanolowego. Niezależnie od tego, czy produkcja odbywa się w ilości masowej, czy na podwórku, podstawowe etapy wytwarzania etanolu są takie same; pozyskiwanie ziarna lub rośliny, przekształcanie go w cukier, fermentację, destylację i dodatek benzyny.
Pierwszym krokiem w produkcji etanolu jest wybór ziarna lub rośliny, aby rozpocząć proces. Ziarna zbóż, takie jak kukurydza, żyto, ryż, jęczmień, soja i pszenica są popularne, ale buraki cukrowe i trzcina cukrowa są również skuteczne. Niektórzy producenci stosują rośliny o wysokiej zawartości skrobi, takie jak ziemniaki, a Nowa Zelandia wytwarza etanol z odpadów serwatki mlecznej. W USA najpopularniejszym wyborem jest kukurydza; Brazylia używa głównie trzciny cukrowej, Kanada używa jęczmienia, a głównymi wyborami w Unii Europejskiej są buraki cukrowe i pszenica.
Po wybraniu ziarna należy je zmielić na gruby proszek. Rezultat nie powinien być tak dobry jak mąka, ponieważ podczas skraplania zbija się jak pasta. Zmieloną substancję dodaje się następnie powoli do wody i ogrzewa. Dodaje się enzym upłynniający i mieszaninę gotuje się przez 20 do 30 minut w celu zabicia wszelkich obecnych bakterii.
Kolejnym etapem wytwarzania etanolu jest proces fermentacji. Po usunięciu ciekłej mieszaniny z ciepła dodaje się drożdże i pozwala na fermentację cieczy. Powstały produkt jest podobny do piwa lub wina. Po fermentacji ciecz przepływa przez destylator w celu oddzielenia alkoholu od wody. Filtr węglowy służy do usuwania wszelkich cząstek stałych.
Po zakończeniu procesu destylacji dodaje się substancję suszącą w celu zaabsorbowania dwutlenku węgla i wody. Alkohol zwykle pozostawia się na kilka godzin, a następnie przeprowadza się jeszcze jeden proces przesiewowy. Ten produkt końcowy powinien być alkoholem odpornym na 200 czynników, które można zweryfikować za pomocą areometru. Ostatnim krokiem w produkcji etanolu do stosowania w większości pojazdów z zasilaniem flex fuel jest dodanie benzyny bezołowiowej. Najpopularniejsza mieszanka nazywa się E85, która zawiera 85 procent etanolu i 15 procent benzyny.
Produkcja etanolu jako źródła paliwa rozpoczęła się w latach 70. XX wieku jako dodatek do benzyny. Odkryto, że dodanie etanolu zwiększa liczbę oktanową, poprawia spalanie i zmniejsza emisję tlenku węgla. Od tego czasu etanol stał się standardowym składnikiem benzyny o wyższej liczbie oktanowej, a także paliwem alternatywnym do pojazdów z zasilaniem flex fuel.
Etanol jest obecnie głównym źródłem paliwa w wielu krajach. Brazylia produkuje etanol z trzciny cukrowej, aby zmniejszyć zależność od importu ropy naftowej, i stały się drugim wiodącym producentem etanolu. Francja zaczęła wytwarzać etanol z winogron, które są zbyt niskiej jakości, aby można je było stosować do produkcji wina. Szwecja używa również dużych ilości etanolu, a Indie niedawno zaczęły stosować etanol jako mieszankę benzyny. Inne kraje zaangażowane w produkcję etanolu to między innymi Chiny, Rosja, Republika Południowej Afryki, Wielka Brytania, Hiszpania, Kanada, Tajlandia, Arabia Saudyjska i Niemcy.