Iš ko gaminamas celiuliozės etanolis?

Celiuliozės etanolis yra biokuras, pagamintas naudojant celiuliozę – pagrindinę augalų ląstelių sienelių sudedamąją dalį. Celiuliozė yra visuose augaluose ir yra labiausiai paplitęs organinis junginys žemėje. Nors iš celiuliozės sukurti etanolį yra sunkiau nei iš krakmolo ar cukraus pagrindu pagamintų kultūrų, pavyzdžiui, kukurūzų, celiuliozės šaltiniai yra praktiškai neriboti. Tai yra didelis privalumas, leidžiantis gamintojams naudoti išteklius, tokius kaip žemės ūkio atliekos, šalutiniai vejos, sodo ir medžių priežiūros produktai ir ne maistinės kultūros, kurios greitai auga ir gali būti auginamos mažiau pageidaujamoje žemėje.

Celiuliozės etanoliui gaminti naudojamos dvi pagrindinės žaliavos arba žaliavos rūšys: žemės ūkio biomasė ir miško biomasė. Žemės ūkio biomasė gali apimti maistinių kultūrų atliekas, tokias kaip kukurūzų burbuolės, kukurūzų krosnis arba ryžių šiaudai. Jis taip pat gali būti gaunamas iš augalų, auginamų specialiai energijos gamybai. Kai kurios kultūros, kurias galima naudoti, yra žolė, cukranendrės ir miskantas. Dažniausiai pirmenybė teikiama savaime sėjančioms kultūroms, kurių nereikia persodinti po kiekvieno auginimo, kurios yra atsparios sausrai ir oro sąlygoms.

Miško arba medienos biomasė taip pat siūlo įvairias etanolio gamybos galimybes ir turi tam tikrų perdirbimo pranašumų, palyginti su žemės ūkio biomase, todėl ji yra vertinga alternatyva. Kaip ir naudojant žemės ūkio biomasę, tam tikrų rūšių medžiai gali būti auginami kaip energetiniai augalai. Trumpos rotacijos medžių pasėliai, kuriuos galima greitai pasodinti, nuimti ir persodinti, yra idealūs kandidatai naudoti celiuliozės etanolio gamyboje. Kitas pasirinkimas yra šalutiniai miškininkystės produktai; Galima naudoti medžio drožles, žievę ir pjuvenas. Kita alternatyva – makulatūros masė.

Norint sukurti celiuliozės etanolį, galima naudoti vieną iš dviejų pagrindinių procesų. Pirmasis yra celiuliozė, procesas, kurio metu hidrolizė suskaidoma celiulioze į paprastą cukrų. Celiuliozė iš anksto apdorojama, kad būtų suardyta dalis jos standžios struktūros tiek fiziškai, tiek chemiškai. Tada jis yra labiau prieinamas hidrolizės procesui, kuris suskaido molekules į cukrų, naudojant fermentus, vadinamus celiuliozės fermentais. Cukrus atskiriamas nuo bet kokių kitų likusių medžiagų, tada fermentuojamas naudojant mikrobus ir distiliuojamas.

Antrasis procesas, kurį galima naudoti, yra dujinimas. Dujinimo metu celiuliozėje esanti anglis dalinio degimo būdu paverčiama vandeniliu, anglies dioksidu ir anglies monoksidu. Tada šioms dujoms fermentuoti ir paversti etanoliu bei vandeniu naudojamas mikroorganizmas, vadinamas Clostridium ljungdhalii. Tada etanolis distiliuojamas iš vandens.