Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

7.1: Виробництво етанолу - Загальна інформація

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    31869

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    7.1 Виробництво етанолу - загальні відомості

    Повернувшись до Уроку 2, я включив підручник з хімії про деякі основні складові палива. На цьому уроці ми будемо обговорювати виробництво етанолу (СН 3 -СН 2 -ОН) і бутанолу (СН 3 -СН 2 -СН 2 -СН 2 -ОН) з крохмалю і цукру. Етанол, або етиловий спирт, - хімічна речовина, яка летюча, безбарвна і легкозаймиста. Він може бути отриманий з нафти шляхом хімічної трансформації етилену, але він також може бути отриманий шляхом бродіння глюкози, використовуючи дріжджі або інші мікроорганізми; нинішні заводи паливного етанолу виробляють етанол шляхом бродіння.

    Основна формула приготування етанолу з цукрової глюкози виглядає наступним чином:

    С 6 Н 12 О 6 → 2С 2 Н 5 ОН + 2СО 2

    хімічна будова глюкози
    Малюнок 7.0 Хімічна структура глюкози

    Кредит: Вікіпадок

    Для бродіння потрібні дріжджі (використовуються інші ферменти, але дріжджі найбільш поширені), цукор, такий як глюкоза, є джерелом вуглецю, і повинні бути присутніми анаеробні умови (без кисню). Якщо у вас є аеробні (з киснем) умови, цукор буде повністю перетворений в СО 2 з невеликою кількістю етанолу. Інші поживні речовини включають воду, джерело азоту та мікроелементи.

    Тут, в США, нинішній поширений метод виробництва етанольного палива походить з крохмалів, таких як кукурудза, пшениця та картопля. Крохмаль гідролізується в глюкозу перед тим, як приступити до решти процесу. У Бразилії сахароза або цукор в цукровій тростини є найпоширенішою сировиною. А в Європі найпоширенішим кормом є цукровий буряк. При розробці методів використовується целюлоза, яка включає деревину, трави, рослинні залишки. Вважається, що розвивається, оскільки перетворення целюлози в глюкозу є більш складним завданням, ніж у крохмалі та цукрах.

    Міжнародне енергетичне агентство (МЕА) прогнозує, що етанол становитиме дві третини світового зростання звичайного біопалива з біодизелем та гідрообробленою рослинною олією, що припадає на решту (2018-2023 рр.). За оцінками, світове виробництво етанолу зросте на 14% з приблизно 120 млрд л у 2017 році до приблизно 131 млрд л до 2027 року (рис. 7.1). Бразилія вмістить п'ятдесят відсотків цього збільшення і буде використана для заповнення внутрішнього попиту (ОЕСР/ФАО (2018), «OECD-FAO Agriculture Outlook»).

    картина
    Малюнок 7.1: Розвиток світового ринку етанолу.

    Клацніть тут для тексту, альтернативного малюнку 7.1

    Розвиток світового ринку етанолу 2010-2027 рр. Всі значення засновані на візуальних наближеннях

    Рік Світова торгівля етанолом мільярдами літрів Світове виробництво етанолу в мільярдах літрів
    2010 6 104
    2011 10 103
    2012 9 101
    2013 8 109
    2014 7 115
    2015 7 119
    2016 9 118
    2017 10 120
    2018 9 123
    2019 9 124
    2020 9 125
    2021 9 126
    2022 9 127
    2023 9 128
    2024 9 129
    2025 9 130
    2026 9 130
    2027 9 131

    Кредит: ОЕСР/ФАО (2018), «Прогноз сільського господарства ОЕСР-ФАО», Статистика сільського господарства ОЕСР (база даних), http://dx.doi.org/10.1787/agr-outl-data-en

    Світове виробництво етанолу на основі країн показано на малюнку 7.2. США виробляють найбільше етанолу в усьому світі (~ 57%), переважно з кукурудзи. Бразилія - наступний за величиною виробник з 27%, насамперед із цукрової тростини. Інші країни, включаючи Австралію, Колумбію, Індію, Перу, Кубу, Ефіопію, В'єтнам та Зімбабве, також починають виробляти етанол з цукрової тростини.

    кругова діаграма світового виробництва етанолу, як описано в тексті
    Малюнок 7.2: Світове виробництво етанолу в розрізі країн, у відсотках.

    Клацніть тут для тексту, альтернативного малюнку 7.2

    Світове виробництво етанолу за країнами

    Країна Відсоток (%)
    США 57%
    Бразилія 27%
    Європа 6%
    Китай 3%
    Індія 2%
    Канада 2%
    Решта світу 3%

    Кредит: Асоціація відновлюваних видів палива (посилання зовнішнє)

    На малюнку 7.3а показано зростання цукрової тростини в світі, в тропічних або помірних регіонах. Виробництво цукрових буряків в Європі є іншим джерелом цукру для етанолу. Його вирощують в більш північних регіонах, ніж цукрова тростина, насамперед в Європі і невеликій кількості в США. На малюнку 7.3b показано зростання цукрових буряків у світі.

    карта світу, що показує виробництво цукрової тростини, зосереджене в Центральній та Південній Америці, Індії та деяких в Африці та Південній Азії
    Малюнок 7.3a: Виробництво цукрової тростини у всьому світі. Темно-зелений являє собою райони найбільшого виробництва.

    Кредит: Цукрова тростина: з Wikipedia.org

    карта світу, що показує виробництво цукрових буряків, зосереджене в Європі, з деяким виробництвом в сільській місцевості США
    Малюнок 7.3b: Виробництво цукрових буряків у всьому світі. Темно-зелений являє собою райони найбільшого виробництва.

    Джерело: Цукровий буряк: з Wikipedia.org