Πώς παρασκευάζεται η αιθανόλη;

Η αιθανόλη μπορεί να παρασκευαστεί από οποιαδήποτε καλλιέργεια ή φυτό που περιέχει μεγάλη ποσότητα ζάχαρης ή συστατικά που μπορούν να μετατραπούν σε ζάχαρη, όπως άμυλο ή κυτταρίνη.

Τα ζαχαρότευτλα και το ζαχαροκάλαμο μπορούν να έχουν τα σάκχαρά τους να εξαχθούν και να υποστούν επεξεργασία. Οι καλλιέργειες όπως το καλαμπόκι, το σιτάρι και η κριθάρι περιέχουν άμυλο το οποίο μπορεί εύκολα να μετατραπεί σε ζάχαρη και στη συνέχεια να μετατραπεί σε αιθανόλη. Το μεγαλύτερο μέρος της αμερικανικής παραγωγής αιθανόλης προέρχεται από άμυλο και σχεδόν όλη η αιθανόλη με βάση το άμυλο παρασκευάζεται από καλαμπόκι που καλλιεργείται σε κράτη Midwest.

Τα δέντρα και τα χόρτα έχουν πολλά από τα σάκχαρά τους κλειδωμένα σε ένα ινώδες υλικό που ονομάζεται κυτταρίνη, το οποίο μπορεί να διασπαστεί σε σάκχαρα και να μετατραπεί σε αιθανόλη. Υποπροϊόντα δασοκομικών εργασιών μπορούν να χρησιμοποιηθούν για κυτταρινούχο αιθανόλη: πριονίδι, τσιπς, κλαδιά. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν υπολείμματα καλλιέργειας, όπως κουνελιών καλαμποκιού, φύλλων αραβοσίτου ή στελεχών ρυζιού. Ορισμένες καλλιέργειες μπορούν να καλλιεργηθούν ειδικά για να παράγουν κυτταρινική αιθανόλη, και ειδικότερα χορτονομή. Οι πηγές κυτταρινικής αιθανόλης δεν είναι εδώδιμες, πράγμα που σημαίνει ότι η παραγωγή αιθανόλης δεν έρχεται σε άμεσο ανταγωνισμό με τη χρήση καλλιεργειών για τρόφιμα ή ζωοτροφές.

Η περισσότερη αιθανόλη παράγεται χρησιμοποιώντας μια διαδικασία τεσσάρων σταδίων:

1. Η πρώτη ύλη αιθανόλης (καλλιέργειες ή φυτά) είναι αλεσμένη για ευκολότερη επεξεργασία.
2. Η ζάχαρη διαλύεται από το αλεσμένο υλικό ή το άμυλο ή η κυτταρίνη μετατρέπεται σε ζάχαρη. Αυτό γίνεται μέσω μιας διαδικασίας μαγειρέματος.
3. Μικροβιακά όπως ζυμομύκητες ή βακτήρια τροφοδοτούν τη ζάχαρη, παράγουν αιθανόλη σε μια διαδικασία που ονομάζεται ζύμωση, ουσιαστικά με τον ίδιο τρόπο κάνουν μπύρα και κρασί. Το διοξείδιο του άνθρακα είναι ένα υποπροϊόν αυτής της ζύμωσης.
4. Η αιθανόλη αποστάζεται για να επιτευχθεί υψηλή συγκέντρωση. Βενζίνη ή άλλο πρόσθετο προστίθεται έτσι δεν μπορεί να καταναλωθεί από τον άνθρωπο - μια διαδικασία που ονομάζεται μετουσίωση. Με αυτόν τον τρόπο, η αιθανόλη αποφεύγει επίσης το φόρο στην αλκοόλη ποτών.

Ο χρησιμοποιούμενος καλαμπόκι είναι ένα απόβλητο προϊόν που ονομάζεται σιτάρι αποσταγμάτων. Ευτυχώς είναι πολύτιμη ως ζωοτροφή για ζώα όπως τα βοοειδή, τα γουρούνια και τα πουλερικά.

Είναι επίσης δυνατή η παραγωγή αιθανόλης μέσω μιας διαδικασίας υγρής άλεσης, η οποία χρησιμοποιείται από πολλούς μεγάλους παραγωγούς. Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει μια περίοδο απολέπισης, μετά την οποία το φύτρο των σιτηρών, το έλαιο, το άμυλο και η γλουτένη διαχωρίζονται και μεταποιούνται περαιτέρω σε πολλά χρήσιμα υποπροϊόντα. Το σιρόπι καλαμποκιού υψηλής φρουκτόζης είναι ένα από αυτά και χρησιμοποιείται ως γλυκαντικό σε πολλά παρασκευασμένα τρόφιμα. Το καλαμποκέλαιο εξευγενίζεται και πωλείται. Η γλουτένη εξάγεται επίσης κατά τη διάρκεια της διαδικασίας υγρής άλεσης και πωλείται ως πρόσθετο ζωοτροφής για βοοειδή, γουρούνια και πουλερικά.

Οι Ηνωμένες Πολιτείες οδηγούν παγκοσμίως στην παραγωγή αιθανόλης, ακολουθούμενη από τη Βραζιλία. Η εγχώρια παραγωγή στις ΗΠΑ σημείωσε άνοδο από 3,4 δισεκατομμύρια γαλόνια το 2004 σε 14,8 δισεκατομμύρια το 2015. Εκείνο το έτος, 844 εκατομμύρια γαλόνια εξήχθησαν από τις ΗΠΑ, κυρίως στον Καναδά, τη Βραζιλία και τις Φιλιππίνες.

Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι τα φυτά αιθανόλης βρίσκονται όπου καλλιεργείται καλαμπόκι. Μεγάλο μέρος της αιθανόλης καυσίμου του Ηνωμένου κράτους παράγεται στο Midwest, με πολλά εργοστάσια στην Αϊόβα, τη Μινεσότα, τη Νότια Ντακότα και τη Νεμπράσκα. Από εκεί στέλνεται με φορτηγό ή με τρένο στις αγορές στις δυτικές και ανατολικές ακτές. Τα σχέδια είναι σε εξέλιξη για μια αφιερωμένη αγωγός να μεταφέρει αιθανόλη από την Αϊόβα στο Νιου Τζέρσεϋ.

Τμήμα Ενέργειας. Κέντρο δεδομένων εναλλακτικών καυσίμων.

Επεξεργάστηκε από Φρέντερικ Μπόουντρι.