Co to jest celulozowy etanol?
Etanol celulozowy jest biopaliwem wytwarzanym z celulozy, głównego składnika ścian komórkowych roślin. Celuloza jest zawarta we wszystkich roślinach i jest najczęstszym związkiem organicznym na ziemi. Chociaż wytwarzanie etanolu z celulozy jest trudniejsze niż wytwarzanie go ze skrobi lub upraw opartych na cukrze, takich jak kukurydza, źródła celulozy są praktycznie nieograniczone. Jest to główna zaleta, która pozwala producentom wykorzystywać zasoby, takie jak odpady rolnicze, produkty uboczne pielęgnacji trawników, ogrodów i drzew oraz szybko rosnące rośliny niespożywcze, które można uprawiać na mniej pożądanych gruntach.
Istnieją dwa główne rodzaje surowców lub surowców wykorzystywanych do wytwarzania etanolu celulozowego: biomasa rolnicza i biomasa leśna. Biomasa rolnicza może obejmować odpady pochodzące z upraw spożywczych, takich jak kolby kukurydzy, dusiciel kukurydziany lub słoma ryżowa. Może również pochodzić z roślin uprawianych specjalnie do produkcji energii. Niektóre uprawy, które mogą być użyte, to trawa mieszana, trzcina cukrowa i miskant. Zazwyczaj preferowane są rośliny samosiewne, które nie muszą być ponownie sadzone po każdym wzroście, odporne na suszę i warunki atmosferyczne.
Biomasa leśna lub drzewna oferuje również wiele opcji produkcji etanolu i ma pewne zalety przetwarzania w porównaniu z biomasą rolniczą, co czyni ją cenną alternatywą. Podobnie jak w przypadku biomasy rolniczej, niektóre rodzaje drzew mogą być uprawiane specjalnie jako rośliny energetyczne. Rośliny drzew o krótkiej rotacji, które można szybko sadzić, zbierać i przesadzać, są idealnymi kandydatami do zastosowania w produkcji etanolu celulozowego. Innym rozwiązaniem są leśne produkty uboczne; można używać wiórów drzewnych, kory i trocin. Inną alternatywą jest masa celulozowa.
W celu wytworzenia etanolu celulozowego można zastosować jeden z dwóch głównych procesów. Pierwszym z nich jest celuloliza, proces wykorzystujący hydrolizę do rozbicia celulozy na proste cukry. Celuloza jest wstępnie obrobiona w celu rozbicia części jej sztywnej struktury, zarówno fizycznie, jak i chemicznie. Jest wówczas bardziej dostępny dla procesu hydrolizy, który rozkłada cząsteczki na cukry za pomocą enzymów zwanych enzymami celulazy. Cukry są oddzielane od pozostałych materiałów, a następnie fermentowane przy użyciu drobnoustrojów i destylowane.
Drugi proces, który można zastosować, to zgazowanie. Podczas zgazowania węgiel zawarty w celulozie przekształca się w wodór, dwutlenek węgla i tlenek węgla przy częściowym spalaniu. Mikroorganizm zwany Clostridium ljungdhalii jest następnie wykorzystywany do fermentacji tych gazów i przekształcenia ich w etanol i wodę. Etanol jest następnie destylowany z wody.