Что является примером обычного биотоплива и как его обычно производят?

Распространенным биотопливом является этанол, обычно получаемый в результате ферментации растительных материалов, богатых углеводами, таких как кукуруза, сахарный тростник или пшеница. Обычно этот процесс включает в себя следующие этапы:

1. Подготовка сырья: Растительный материал (например, кукурузу) собирают и перерабатывают для получения сырья для производства этанола.

2. Предварительная обработка: Сырье может подвергаться предварительной обработке для увеличения высвобождения сахаров (ферментируемых углеводов). Это может включать механические процессы (например, измельчение), термическую обработку или ферментативную обработку для разрушения клеточных стенок растения.

3. Гидролиз: Предварительно обработанное сырье смешивается с водой и ферментами (обычно смесью целлюлаз, гемицеллюлаз и других ферментов) для расщепления полисахаридов (целлюлозы и гемицеллюлозы) на сбраживаемые сахара, такие как глюкоза и ксилоза. Этот процесс может происходить при высоких температурах (например, в плите) или при умеренных температурах с помощью специальных ферментов.

4. Охлаждение и стерилизация: Полученный раствор сахара охлаждают до соответствующей температуры (около 30°С) и стерилизуют для предотвращения загрязнения нежелательными микроорганизмами.

5. Ферментация: Охлажденный и стерилизованный раствор сахара ферментируется путем добавления определенных штаммов дрожжей, таких как Saccharomyces cerevisiae. Эти дрожжи метаболизируют сахара и превращают их в этанол в процессе ферментации.

6. Дистилляция и обезвоживание: Сброженную смесь подвергают перегонке для отделения этанола от других компонентов. Для получения высокой концентрации этанола может потребоваться несколько циклов перегонки. Для получения безводного этанола (полностью свободного от воды) используется процесс дегидратации с использованием молекулярных сит или других методов.

7. Очистка: Дистиллированный этанол может подвергаться дополнительным стадиям очистки для удаления примесей и нежелательных соединений, обеспечивая его качество как биотоплива топливного качества.

Конечным продуктом является высокоустойчивый этанол, который можно смешивать с бензином для создания смесей биотоплива, обычно используемых в транспортных средствах и других целях. Точные этапы и условия могут варьироваться в зависимости от конкретного сырья и производственного объекта.