Из чего сделан целлюлозный этанол?

Целлюлозный этанол - это биотопливо, изготовленное с использованием целлюлозы, основного компонента клеточных стенок растений. Целлюлоза содержится во всех растениях и является наиболее распространенным органическим соединением на Земле. Хотя этанол из целлюлозы сложнее создать, чем его из крахмала или таких культур на основе сахара, как кукуруза, источники целлюлозы практически не ограничены. Это главное преимущество, которое позволяет производителям использовать такие ресурсы, как сельскохозяйственные отходы, побочные продукты ухода за газоном, садом и деревьями, а также непродовольственные культуры, которые быстро растут и могут быть выращены на менее желаемой земле.

Существует два основных типа сырья или сырья, используемых для создания целлюлозного этанола: сельскохозяйственная биомасса и лесная биомасса. Сельскохозяйственная биомасса может включать отходы от пищевых культур, таких как початки кукурузы, кукурузная солома или рисовая солома. Это может также происходить из культур, выращенных специально для производства энергии. Некоторые зерновые культуры, которые могут использоваться, включают просо, сахарный тростник и мискантус. Обычно предпочтительны самосевные культуры, которые не нужно повторно сажать после каждого выращивания, которые устойчивы к засухе и погодным условиям.

Лесная или древесная биомасса также предлагает множество вариантов производства этанола и имеет определенные технологические преимущества по сравнению с сельскохозяйственной биомассой, что делает ее ценной альтернативой. Как и в случае с сельскохозяйственной биомассой, некоторые типы деревьев могут культивироваться специально как энергетические культуры. Культуры деревьев с коротким севооборотом, которые можно быстро высаживать, собирать и пересаживать, являются идеальными кандидатами для использования в производстве целлюлозного этанола. Лесные побочные продукты являются еще одним вариантом; можно использовать щепу, кору и опилки. Другой альтернативой является макулатура.

Чтобы создать целлюлозный этанол, можно использовать один из двух основных процессов. Во-первых, это целлюолиз, процесс, в котором используется гидролиз для расщепления целлюлозы на простые сахара. Целлюлозу предварительно обрабатывают, чтобы разрушить ее твердую структуру как физически, так и химически. Затем он становится более доступным для процесса гидролиза, который расщепляет молекулы на сахара с помощью ферментов, называемых ферментами целлюлазы. Сахара отделяют от любых других оставшихся материалов, а затем сбраживают с помощью микробов и перегоняют.

Второй процесс, который можно использовать, это газификация. Во время газификации углерод, содержащийся в целлюлозе, превращается в водород, диоксид углерода и оксид углерода с использованием частичного сжигания. Микроорганизм Clostridium ljungdhalii затем используется для ферментации этих газов и превращения их в этанол и воду. Затем этанол отгоняют из воды.