Hoe wordt ethanol gemaakt?

Ethanol kan worden gemaakt van elk gewas of plant die een grote hoeveelheid suiker bevat of componenten die kunnen worden omgezet in suiker, zoals zetmeel of cellulose.

Zetmeel versus cellulose

Suikerbieten en suikerriet kunnen worden geëxtraheerd en verwerkt. Gewassen zoals maïs, tarwe en gerst bevatten zetmeel dat gemakkelijk kan worden omgezet in suiker en vervolgens kan worden omgezet in ethanol. Het grootste deel van de Amerikaanse productie van ethanol is van zetmeel, en bijna alle ethanol op basis van zetmeel wordt gemaakt van maïs dat in Midwest-staten wordt geteeld. 

Bomen en grassen hebben veel van hun suikers opgesloten in een vezelachtig materiaal genaamd cellulose, dat kan worden afgebroken tot suikers en kan worden omgezet in ethanol. Bijproducten van bosbouwactiviteiten kunnen worden gebruikt voor cellulose-ethanol: zaagsel, houtsnippers, takken. Gewasresten kunnen ook worden gebruikt, zoals maïskolven, maïsbladeren of rijststengels. Sommige gewassen kunnen specifiek worden gekweekt om cellulose-ethanol te maken, met name switchgrass. Bronnen van cellulose-ethanol zijn niet eetbaar, wat betekent dat de productie van ethanol niet rechtstreeks concurreert met het gebruik van gewassen voor voedsel of veevoer.

Het freesproces

De meeste ethanol wordt geproduceerd met behulp van een proces in vier stappen:

1. De ethanolgrondstof (gewassen of planten) wordt gemalen voor eenvoudiger verwerking;
2. Suiker wordt opgelost uit het gemalen materiaal, of het zetmeel of cellulose wordt omgezet in suiker. Dit gebeurt via een kookproces.
3. Microben zoals gist of bacteriën voeden zich met de suiker en produceren ethanol in een proces dat gisting wordt genoemd, in wezen op dezelfde manier als bier en wijn worden gemaakt. Koolstofdioxide is een bijproduct van deze gisting;
4. De ethanol wordt gedestilleerd om een ​​hoge concentratie te bereiken. Benzine of een ander additief wordt toegevoegd zodat het niet door mensen kan worden geconsumeerd - een proces dat denaturatie wordt genoemd. Op deze manier vermijdt ethanol ook een belasting op drankalcohol.

De afgewerkte maïs is een afvalproduct dat het graan van de distilleerder wordt genoemd. Gelukkig is het waardevol als voer voor vee zoals vee, varkens en pluimvee.

Het is ook mogelijk om ethanol te produceren via een nat-maalproces, dat door veel grote producenten wordt gebruikt. Dit proces omvat een weekperiode waarna de graankiemen, olie, zetmeel en gluten allemaal worden gescheiden en verder verwerkt tot vele nuttige bijproducten. High-fructose glucosestroop is een van hen en wordt gebruikt als zoetstof in veel bereid voedsel. Maïsolie wordt geraffineerd en verkocht. Gluten wordt ook geëxtraheerd tijdens het natte maalproces en wordt verkocht als toevoegingsmiddel voor vee, varkens en pluimvee.

Een groeiende productie

De Verenigde Staten lopen wereldwijd voorop in ethanolproductie, gevolgd door Brazilië. De binnenlandse productie in de VS sprong van 3,4 miljard gallons in 2004 naar 14,8 miljard in 2015. Dat jaar werden 844 miljoen gallons geëxporteerd uit de VS, voornamelijk naar Canada, Brazilië en de Filippijnen.

Het is geen verrassing dat ethanolplanten zich bevinden waar maïs wordt verbouwd. Een groot deel van de ethanol van de staat wordt geproduceerd in de Midwest, met tal van fabrieken in Iowa, Minnesota, South Dakota en Nebraska. Van daaruit wordt het per vrachtwagen of trein naar markten aan de west- en oostkust vervoerd. Er zijn plannen voor een speciale pijpleiding om ethanol van Iowa naar New Jersey te verzenden. 

Bron

Ministerie van Energie. Gegevenscentrum voor alternatieve brandstoffen.

Uitgegeven door Frederic Beaudry.