Ethanol kan worden gemaakt van elk gewas of elke 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 onttrokken en verwerkt. Gewassen zoals maïs, tarwe en gerst bevatten zetmeel dat gemakkelijk kan worden omgezet in suiker en vervolgens kan worden verwerkt tot ethanol. Het grootste deel van de Amerikaanse productie van ethanol is afkomstig van zetmeel, en bijna alle op zetmeel gebaseerde ethanol wordt gemaakt van maïs geteeld in staten in het Midwesten.
Bij veel van hun suikers zit in bomen en grassen een vezelachtig materiaal, cellulose genaamd, dat kan worden afgebroken tot suikers en omgezet in ethanol. Bijproducten van bosbouwactiviteiten kunnen worden gebruikt voor cellulose-ethanol: zaagsel, houtsnippers, takken. Er kunnen ook gewasresten worden gebruikt, zoals maïskolven, maïsbladeren of rijststelen. Sommige gewassen kunnen specifiek worden verbouwd om cellulose-ethanol te maken, met name switchgrass. Bronnen van cellulose-ethanol zijn niet eetbaar, wat betekent dat de productie van ethanol niet in directe concurrentie komt met het gebruik van gewassen voor voedsel of veevoer.
Het freesproces
De meeste ethanol wordt geproduceerd in vier stappen:
- De ethanolgrondstof (gewassen of planten) wordt vermalen voor een gemakkelijkere verwerking;
- Suiker lost op uit het vermalen materiaal, of zetmeel of cellulose wordt omgezet in suiker. Dit gebeurt door middel van een kookproces.
- Microben zoals gist of bacteriën voeden zich met de suiker en produceren ethanol in een proces dat fermentatie wordt genoemd, in wezen op dezelfde manier als bier en wijn worden gemaakt. Kooldioxide is een bijproduct van deze fermentatie;
- De ethanol wordt gedestilleerd om een hoge concentratie te bereiken. Er wordt benzine of een ander additief toegevoegd, zodat het niet door mensen kan worden geconsumeerd - een proces dat denaturatie wordt genoemd. Zo vermijdt de ethanol ook een belasting op alcoholische dranken.
De gebruikte maïs is een afvalproduct dat distilleerkorrel wordt genoemd. Gelukkig is het waardevol als voer voor vee zoals vee, varkens en pluimvee.
Het is ook mogelijk om ethanol te produceren door middel van een nat maalproces, dat door veel grote producenten wordt gebruikt. Dit proces omvat een week waarin de graankiemen, olie, zetmeel en gluten allemaal worden gescheiden en verder verwerkt tot vele nuttige bijproducten. High-fructose glucosestroop is er een van en wordt gebruikt als zoetstof in veel bereid voedsel. Maïsolie wordt verfijnd en verkocht. Gluten wordt ook gewonnen tijdens het natte maalproces en wordt verkocht als toevoegingsmiddel voor runderen, varkens en gevogelte.
Een groeiende productie
De Verenigde Staten lopen wereldwijd voorop in de productie van ethanol, gevolgd door Brazilië. De binnenlandse productie in de VS is gestegen van 3,4 miljard gallon in 2004 naar 14,8 miljard in 2015. Dat jaar werd 844 miljoen gallons uit de Verenigde Staten geëxporteerd, voornamelijk naar Canada, Brazilië en de Filippijnen.
Het is geen verrassing dat er ethanolplanten staan waar maïs wordt verbouwd. Een groot deel van de brandstofethanol van de Amerikaanse staat wordt geproduceerd in het Midwesten, met tal van fabrieken in Iowa, Minnesota, South Dakota en Nebraska. Van daaruit wordt het per vrachtwagen of trein vervoerd naar markten aan de west- en oostkust. Er zijn plannen aan de gang voor een toegewijde pijpleiding om ethanol van Iowa naar New Jersey te verschepen.
Bron
Ministerie van Energie. Datacenter voor alternatieve brandstoffen.
Bewerkt door Frederic Beaudry.