Ethanol là gì? quy trình sản xuất ethanol

 Ethanol là gì? Nhiên liệu sinh học làm từ ethanol?

ethanol là gì? quy trình sản xuất ethanol gồm bao nhiều bước? 

Ethanol là một loại rượu lỏng. Nó có thể được sử dụng như xăng trong các loại xe có động cơ đốt trong. Những động cơ này nén nhiên liệu lỏng và đốt cháy nó bằng tia lửa điện. Điều này tạo ra phản ứng đốt cháy, giải phóng năng lượng. Động cơ đốt trong thu năng lượng đó để cung cấp năng lượng cho xe.

Ethanol được biết đến như một loại nhiên liệu sinh học thế hệ đầu tiên. Loại nhiên liệu này được làm từ các nguồn như tinh bột, đường và dầu thực vật. Nó được sản xuất thương mại bằng cách bẻ nhỏ ngô và lúa mì. Các nhà máy sản xuất ethanol được coi là nhà máy chế biến sinh học. Đó là bởi vì chúng chuyển đổi sinh khối ngũ cốc thành nhiên liệu sinh học bằng cách sử dụng các enzym và vi sinh vật sống.

Etanol được tạo ra như thế nào?

Nguyên liệu đầu vào để sản xuất etanol được gọi là nguyên liệu thô. Các cơ sở sản xuất ethanol khác nhau sử dụng các loại nguyên liệu khác nhau. Các cơ sở ở Ontario và Quebec chủ yếu sử dụng hạt ngô. Các cơ sở ở Tây Canada chủ yếu sử dụng hạt lúa mì. Điều này là do sự phân bố địa lý của nông nghiệp ngô và lúa mì ở Canada.

Các quy trình về cơ bản là giống nhau đối với ngô, lúa mì và các loại nguyên liệu thô khác. Hãy sử dụng ngô làm nguyên liệu thô.

Có sáu bước chính trong quy trình sản xuất ethanol.

quy trình sản xuất ethanol tại nhà máy sản xuất cồn

• Xay: Toàn bộ hạt ngô được nghiền thành bột hoặc bột. Tinh bột là một loại carbohydrate được tạo thành từ các chuỗi phân tử đường dài.
• Hóa lỏng: Nước được thêm vào bột để tạo ra “bột.” sau đó hỗn hợp được đun nóng để phá vỡ các phân tử tinh bột dài thành các mảnh nhỏ hơn. Enzyme alpha-amylase được thêm vào để xúc tác (hoặc tăng tốc độ) sự phân hủy của các phân tử tinh bột.
• Đường hóa: Các mảnh phân tử tinh bột được chia nhỏ thành đường đơn glucose. Phản ứng này được xúc tác bởi một enzym gọi là glucoamylase.
• Lên men: Các vi sinh vật đơn bào được gọi là nấm men được thêm vào bùn. Lên men là quá trình sinh hóa xảy ra khi nấm men phân hủy glucose. Men lấy năng lượng từ glucose. Kết quả là, etanol được sản xuất.
• Chưng cất và khử nước: Sản phẩm của quá trình lên men chỉ có 10-15% etanol. Nó phải được cô đặc để trở thành etanol tinh khiết (100%). Etanol có nhiệt độ sôi thấp hơn nước. Nó được làm bay hơi có chọn lọc và ngưng tụ trong một quá trình được gọi là chưng cất. Quá trình này tạo ra ethanol 95% tinh khiết. 5% hỗn hợp còn lại là nước. Hỗn hợp được lọc và khử nước để sản xuất etanol tinh khiết.
• Biến tính: Một lượng nhỏ xăng được thêm vào ethanol nhiên liệu để làm cho nó không thể uống được.

Có hai sản phẩm phụ chính của quá trình sản xuất ethanol từ ngô:

• carbon dioxide (CO2)
• Ngũ cốc của máy chưng cất.

CO2 được tạo ra bởi nấm men như một sản phẩm phụ của phản ứng lên men. Nó thường được giải phóng vào khí quyển. Nhưng nó cũng có thể được chụp lại và sử dụng cho các mục đích khác. Ví dụ:

• làm đồ uống có ga
• sản xuất đá khô (đông lạnh CO2) để sử dụng cho kho lạnh
• hỗ trợ quang hợp trong nhà kính trồng rau

Hạt của nhà chưng cất là phần còn lại từ các thùng lên men. Chúng chứa tất cả các thành phần không thể lên men của hạt ngô, cộng với men được bổ sung. Ngũ cốc chưng cất có giá trị như một thành phần protein cao trong thức ăn chăn nuôi.

Ethanol đóng vai trò quan trọng trong đời sống hằng ngày

• Ethanol được pha trộn với xăng được sử dụng trong các phương tiện của chúng ta để tạo ra một loại nhiên liệu thân thiện với môi trường hơn. Phần lớn các loại xe được sản xuất sau những năm 1980 có thể chạy bằng hỗn hợp xăng được tạo thành từ 10% etanol (E10).
• Ethanol là một nguồn tài nguyên tái tạo. Đó là lý do tại sao các chính phủ trên thế giới đang khuyến khích mọi người sử dụng ethanol thay vì nhiên liệu hóa thạch.
• Tại Canada, chính phủ liên bang có một bộ hướng dẫn được gọi là Tiêu chuẩn Nhiên liệu Sạch. Nó khuyến khích mọi người sử dụng nhiên liệu có hỗn hợp etanol cao hơn.
• Mặt khác, một số người lo ngại về việc sử dụng ethanol làm nhiên liệu. Ví dụ, có những lo lắng về lượng năng lượng và đất đai cần thiết để trồng cây nguyên liệu sản xuất ethanol.
• Ngay cả với những lo ngại này, nhiên liệu gốc ethanol vẫn là một thay thế quan trọng cho nhiên liệu hóa thạch!

Tìm hiểu thêm

Etanol được tạo ra như thế nào? (2015)

Video (1:47 phút) từ POET Biofuels chứa thông tin tổng quan ngắn gọn về quy trình sản xuất nhiên liệu sinh học, từ sản xuất đến phân phối.

Tinh chất Ethanol (2019)

Trang web của Liên minh Mỹ về Ethanol với một số đồ họa thông tin chứa thông tin về sản xuất ethanol và lợi ích của nó.

Lên men và điều chế etanol (2016)

Video (19:00 phút) từ iitutor mô tả quá trình lên men.

Tham Khảo

Clifford, C. B. (n.d.). How corn is processed to make ethanol. Pennsylvania State University.

Grain Farmers of Ontario. (2011, April 26). Food vs. fuel.

Mosier, N. S., & Ileleji, K. (2012). How fuel ethanol is made from corn. Purdue University.

Natural Resources Canada. (2018). Ethanol.