Come viene prodotto l'etanolo?

L'etanolo può essere prodotto da qualsiasi coltura o pianta che contenga una grande quantità di zucchero o componenti che possono essere convertiti in zucchero, come l'amido o la cellulosa.

Le barbabietole da zucchero e la canna da zucchero possono essere estratte e trasformate negli zuccheri. Colture come mais, grano e orzo contengono amido che può essere facilmente convertito in zucchero, quindi trasformato in etanolo. La maggior parte della produzione americana di etanolo proviene da amido e quasi tutto l'etanolo a base di amido è prodotto da mais coltivato negli stati del Midwest.

Gli alberi e le erbe hanno gran parte dei loro zuccheri chiusi in un materiale fibroso chiamato cellulosa, che può essere scomposto in zuccheri e trasformato in etanolo. I sottoprodotti delle operazioni forestali possono essere utilizzati per l'etanolo cellulosico: segatura, trucioli di legno, rami. Si possono anche usare residui di colture, come pannocchie di mais, foglie di mais o steli di riso. Alcune colture possono essere coltivate appositamente per produrre etanolo cellulosico, in particolare switchgrass. Le fonti di etanolo cellulosico non sono commestibili, il che significa che la produzione di etanolo non entra in diretta concorrenza con l'uso di colture per l'alimentazione o l'alimentazione del bestiame.

La maggior parte dell'etanolo viene prodotta utilizzando un processo in quattro fasi:

1. Le materie prime di etanolo (colture o piante) vengono macinate per facilitare la lavorazione;
2. Lo zucchero viene dissolto dal materiale macinato o l'amido o la cellulosa viene convertito in zucchero. Questo viene fatto attraverso un processo di cottura.
3. Microbi come lievito o batteri si nutrono dello zucchero, producendo etanolo in un processo chiamato fermentazione, essenzialmente allo stesso modo in cui vengono prodotti birra e vino. L'anidride carbonica è un sottoprodotto di questa fermentazione;
4. L'etanolo viene distillato per raggiungere un'alta concentrazione. Viene aggiunta benzina o un altro additivo, quindi non può essere consumato dall'uomo - un processo chiamato denaturazione. In questo modo, l'etanolo evita anche una tassa sull'alcol per bevande.

Il mais esaurito è un prodotto di scarto chiamato grano del distillatore. Fortunatamente è prezioso come mangime per bestiame come bestiame, maiali e pollame.

È anche possibile produrre etanolo attraverso un processo di macinazione a umido, utilizzato da molti grandi produttori. Questo processo prevede un periodo di macerazione dopo il quale germe di grano, olio, amido e glutine vengono tutti separati e ulteriormente trasformati in molti sottoprodotti utili. Uno sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio è uno di questi ed è usato come dolcificante in molti alimenti preparati. L'olio di mais viene raffinato e venduto. Il glutine viene anche estratto durante il processo di macinazione ad umido e viene venduto come additivo per mangimi per bovini, maiali e pollame.

Gli Stati Uniti sono leader mondiali nella produzione di etanolo, seguiti dal Brasile. La produzione interna negli Stati Uniti è passata da 3,4 miliardi di galloni nel 2004 a 14,8 miliardi nel 2015. Quell'anno, 844 milioni di galloni furono esportati dagli Stati Uniti, principalmente in Canada, Brasile e Filippine.

Non sorprende che le piante di etanolo si trovino dove viene coltivato il mais. Gran parte dell'etanolo del carburante negli Stati Uniti è prodotto nel Midwest, con numerosi impianti in Iowa, Minnesota, South Dakota e Nebraska. Da lì viene spedito in camion o in treno ai mercati delle coste occidentali e orientali. I piani sono in corso per un dedicato tubatura per spedire etanolo dall'Iowa al New Jersey.

Dipartimento dell'Energia. Data center per combustibili alternativi.

A cura di Frederic Beaudry.