Etil alkol

KURUTULMUŞ MEYVE ARTIKLARINDAN ALKOL ELDESİ



Ekonomistlere göre, dünya çapındaki gerilemenin ana sebebi enerji üretiminin oldukça pahalı olması ve bu durumun ancak enerji tasarrufu ve alternatif yakıt üretiminde yeni teknolojilerin kullanılmasıyla dengeleneceğidir. Kaçınılmaz olarak fosil yakıt üretimi yerine, “biomas” fikri olabilirlik sınırları içinde, oldukça popüler olmuştur. Biomas enerji problemine kısmı bir çözüm sağlayabilir. Bu kısmi çözüm içerisinde, alışılagelmiş otomotiv yakıtı yerine geçecek alkol ve diğer uçucu bileşiklerin üretiminde, “biomasın şeker içeriğinin fermantasyonu” izlenecek ana yoldur. Bu yolla üretilen bileşikler, o ve bunlara bağlı ürünlerinde üretiminde kullanılan yağ kaynaklarının yerini de alabilirler.

Geniş çapta üretilen endüstriyel alkolün yakıt olarak kullanılabilmesi yanında; günümüzde alkolün teknikte yaygın bir kullanını alanı vardır. Eritken madde olarak birçok maddelerin hazırlanmasında, suni ipek yapımında, renk maddelerinin yapılmasında, sirke yapımında, renk maddelerinin yapılmasında, kimyasal birçok ecza ve kimyasal maddelerin hazırlanmasında, parfümeride, nitrosellüloz ve patlayıcı maddelerin yapılmasında konservecilikte ve içki yapımında kullanılır.

Günümüzde alkol üretimi büyük ölçüde fermantasyona dayanmaktadır. Fermantasyonda kullanılacak karbon kaynağının ucuz olması, biyolojik yapısı ve kimyasal bileşiminin kullanılan rnikroorganizmaların fızyolojik gereksinimlerine cevap verebilmesi gerekmektedir. Selülozik atıklar, bugün dünya üzerinde biomasın en çok kullanılan formudur. Ama bu atıkların enerji içeriklerini, direk yanma ile düzenlemek çok daha ekonomiktir. Yararlanılabilir şekerin doğal selülozdan çıkarılması için kullanılan, gelişmekte olan bu yöntemlerin problemi dünya çapında kabul görmemektir. Bugün fermantasyon endüstrisinde en gerçekçi substratlar, şeker deposu olan enerji ürünleri veya hidrolize polisakkaritlerdir. Bu substratlar, biomas dönüşümü için özel olarak yetiştirilmiş olabilecekleri gibi, gıda üretimi sırasında açığa çıkmış atıklar veya bozulmuş ürünlerde olabilirler. Bu tür hammadde, güneş ışığının bol bulunduğu ve işgücünün ucuz olduğu gelişmekte olan ülkelerde bulunmaktadır. Fermantasyonda kullanılan substratlara örnek olarak; hububat sap ve samanları ile hububat kepekleri, şeker melası ve küsbesi, meyve-sebze artıkları, peynir altı suyu, nişasta artıkları veya yan ürünleri ile, üretim fazlası meyve ve sebzeler verilebilir.

Ülkemiz, tarımsal ve gıda prosesi artıkları, tüketimi az olan hammaddelerin değerlendirilmeleri, fermantasyonda yararlanılmaları açısından çok etkileyici ve çekici imkanlar sergilese bile; değerlendirilmeyen veya kısmen değerlendirilen çok miktarda artık bulunmaktadır.

Atıkların değerlendirilmesiyle ilgili olarak birçok çalışma yapılmaktadır. Özellikle etil alkol üretimi, son zamanlarda önem kazanmakta birçok sanayi atığı, şehir kanalizasyon atığı ve diğer katı atıkları hammadde olarak kullanıp, etil alkol üretilmeye çalışılmıştır.Bu kaynakların hammadde olarak kullanılması için bazı ön işlemlerden geçirilmesi ve hidroliz yoluyla maya ve bakterilerin fermentasyon sırasında kullanabilecekleri karbon kaynaklarının oluşturulması gerekmektedir. Bunun için birçok yöntem uygulanmaktadır. ‘Wet Oxidation’ , asit hidrolizi, ‘ADP(Ammoniation Pressurization-Depressurization prosesi)’ ve selülaz enzimi ile hidroliz bu yöntemlerden bazılarıdır. Bu yöntemlerle elde edilen verimi arttırmak için bazı kombinasyonlar da uygulanır. Hidroliz olayında dikkat edilecek en önemli nokta yan uru n olarak oluşan hidroksi metil furfural (HMF), ü gibi maddelerin, alkol fermentasyonu sırasında mayaların çalışmasını inhibe etmeleridir. Bu problemi ortadan kaldırmak için genetik olarak adapte edilmiş mayalar kullanılarak etil alkol üretimi gerçekleştirilir. Bir çalışmada iki aşamalı asit hidrolizi sonucunda selülaz enzimi kullanarak şeker verimi %75’e çıkartılmış, hidroliz yan ürünleri olan inhibitörlere adapte edilmiş Saccharomyces cerevisiae ile %90 etil alkol üretilebilmiştir. Fermentasyon sonucunda elde edilen etil alkol distilasyon yoluyla ortamdan ayrılır. Bu yolla elde edilen etil alkol, alkollü içkilerde ana madde olarak ve kimyasal ürünlerin hammaddesi olarak kullanılmaktadır. Etil alkolün en önemli özelliği ise yanma sonucu açığa çıkardığı enerjiyle, diğer enerji kaynaklarına alternatif olmasıdır.

Bazı araştırmalarda ise hidroliz ve fermentasyon işlemleri art arda yapılarak, hem zaman hem ekonomik olarak kazanç sağlanmaya çalışılmış. Bu yöntemle, hidroliz yan ürünü olan inhibe edici maddelerin etkisi, hücrelerin glikozu hemen kullanmalarından dolayı azaltılmış ve verim arttırılmıştır. Fakat bu yöntemde, hidroliz sıcaklığıyla fermentasyon sıcaklığının birbirinden farklı olması problemlere yol açabilmektedir.

Bugün, etanol enerji ile anlamdaştır. Fermantasyon teknoloji de, tek kriter mikrobiyolojik faktör değildir. Sentetik petrokimyasal ürünlere olan acil ihtiyacın gerilemesine neden olduğu geleneksel fermantasyon endüstrisi bugün için yeterli değildir.

Proses atıklarının, alkol üretiminde kullanılmasındaki amaç hızlı artan ihtiyacı karşılamakla birlikte, tarımsal ve endüstriyel atıkları substrat olarak kullanmak ve çevre kirlenmesi sorununa çözüm getirirken, sonuçta ekonomik değeri olan bir ürün elde etmektir.

ince.gif



1. Etanol üretiminde kullanılan hammaddeler

Etanol üretiminde en önemli biyokimyasal olay, fermente olabilen şekerlerin mayalar tarafından etanole dönüştürülmesi olduğuna göre, bileşiminde etanol ve fermente olabilen şekerlere dönüştürülebilen tüm maddeler etanol üretiminde kullanılabilir.



1.1 Etanol içeren hammaddeler:

Bu hammaddelerden ilk grubu, başka amaçlarla etanol fermantasyonuna uğratılmış, kalite ve benzeri nedenlerle etanole işlenmesi daha uygun olan ve etanol içeren bira ve şarap artıkları gibi maddeler oluşturur. Buna örnek olarak, Fransa’da şarabın kanyak yapımında kullanılmasını örnek olarak verebiliriz. Ayrıca bazı yöntemlerle ekmek mayası üretiminde mayası üretiminde maya ayrıldıktan sonra kalan etanollü sıvıda bu gruba girer.



bira.gif



1.2 Fermente olabilen şeker içeren hammaddeler:

Bu hammaddelerin içerdiği şekerler, başka bir ön işlem gerektirmeksizin fermente olabilirler. Ferrnantasyondan önce uygulanan işlemler, bu hammaddelerin parçalanması veya sıkılması ile şıra elde edilmesidir. Bu hammaddeler şeker, şeker pancarı ve kamışı, melas, şekerli meyveler, keçiboynuzu, bazı bitkilerin özsuları ve yağsız süt vb. dir, Şekerli hammaddelerden şeker pancarı ve melası Fransa, Belçika, Macaristan ve Türkiye; şeker kamışı ve melası Doğu Asya ve Güney Amerika; üzüm ve meyveleri (kuru ve yaş) İspanya, Fransa, Türkiye, Yugoslavya, Yunanistan ve Almanya’da alkol eldesinde kullanılırlar.



1.3. Fermente olabilen şekerlere dönüştürülebilen karbonhidratları içeren hammaddeler:

Bu grupta patates ve tahıllar gibi nişasta içerenler yanında, nişasta gibi bir polisakkarit olan inülin, lihenin ve selüloz içeren hammaddeler söz konusudur. Etanol fermantasyonundan önce hammaddenin içeriğindeki oligosakkarit veya polisakkarit yapısındaki karbonhidratlar enzimatik hidroliz veya asit hidrolizi gibi yöntemlerle mikroorganizmanın kullaılabileceği monosakkaritlere dönüştürülmelidir. Nişastalı hammaddelerden patates Almanya, Macaristan, İtalya ve Amerika’da; çavdar Rusya ve Almanya’da; buğday İngiltere’de; pirinç İngiltere, Fransa, İtalya ve Doğu Asya memleketlerinde (Japonya ve Çin); darı Akdeniz memleketlerinde alkol üretiminde kullanılır. Selülozlu hammaddeler İsveç, Amerika ve Almanya’da, selüloz fabrikasyon artıkları ise Almanya ve Norveç’te alkol hammaddesi olarak kullanılır.



1.4. Alternatif hammaddeler:

Bu hammaddeler nadiren ferrnantasyonda kullanılan veya kullanılması önerilen hammaddelerdir. Okaliptüs ağaçları, çam gibi direk orman ürünleri; talaş, atık-kağıt, saman gibi selülozik atıklar, fındık yağı ekstraksiyonundan açığa çıkan polisakkarit atıklar; peynir üretimi sonrası açığa çıkan peynir altı suyu bunlar arasındadır. Ayrıca kalsiyum karpit ve kireçten elde edilen asetilen ve kok üretiminde oluşan etilen üzerinden de etil alkol elde edilebilir. Sentetik olarak kalsiyum karpit asetilen üzerinden Almanya ve İsveç’te: kok fabrikasyonu sonucu oluşan etilen üzerinden de Fransa ve Almanya’da alkol üretimi yapılmaktadır.



1.5. Etanol üretimine uygun besin stoğunun seçilmesi

Tüm bu kaynaklar değerli olmasına karşın, ekonomik olanaklar ve prosesteki teknolojik gelişmeler, bunlar arasında bir seçim yapma mecburiyeti getirmektedir. Bugün, şeker kamışından etanol üretimi yapılsa bile, bu tür işler hükümetlerin stratejilerine bağlıdır. Serbest Pazar ekonomisinde, substratlar üç temel hammaddeyle sınırlanmıştır. Bunlar mısır, şeker şurupları ve kasava’dır. Enerjinin birim değerinin yükselmesi gibi özel durumlarda diğer hammaddeler kullanılabilmektedir.

Fermantasyonda kullanacak hammaddenin yapısı, uygulanan proses metoduna dayanıklı olmalıdır. Besin stoklarının tüm bileşenleri önemlidir ve endüstriye substratlar ile araştırma için kullanılanlar arasında büyük farklılıklar vardır. En ideal substratlar, gerekli oranda besin içeren steril suda çözünmüş, basit heksoz şeker olan glikozdur. Aroma karakteri göz önüne alınmaksızın, geleneksel şekilde üretilen içilebilir ispirto ticaretinin, endüstriyel alkol üretimi üzerine de baskıları bulunmaktadır. Mısır veya şeker şurubundan üretilen endüstriyel alkol, genellikle rom veya viski imalinde kullanılmaktadır.

İçilebilir alkol üretim endüstrisi, kendi teknolojisini geliştirmiş, pratik ve karlı bir sistemdir. Bu endüstri dalı, düşük ücretli lüks pazarlara sunmaktadır. Bu endüstrinin teknikleri, enerji ve hammaddenin ucuz olduğu, kirlenme ile mücadelenin bir sosyal ihtiyaç olmadığı dönemlerde belirlenmiştir.

Hammaddeleri fermantasyona uygun hale getirmek için bir ön işlem gerekmektedir. Geçmişte, substratın orijinal koınpozisyonunun getirdiği fiziksel kısıtlamalarda göz önüne alınarak mümkün olduğunca ideale yakın hammadde üretimine yeterli önem verilmemiştir. İdeal fennantasyon işlemi için substratın aşağıdaki özellikleri içermesi gerekir;



1. Fermente olabilecek şeker konsantrasyonu, belirli fermantasyon metoduna uygun olacak şekilde düzenlenmeli ve işlem sonunda arta kalan şeker miktarının minimum seviyede tutulacağından emin olunmalıdır.

2. Substrat uygun sıcaklık derecesınde ve optimum pH’da berraklaştırılmalı ve maya için gerekli besin maddelerini yeterli miktarda içermelidir.

3. İnokulum hariç diğer mikroorganizmalar, pastörizasyon, antibiyotik veya antiseptik ılavesi, sterilizasyon metodlarının biriyle yok edilmelidir. Seçilen yok etme metodu ve derecesi, çalışmakta olan fermantasyon sistemine bağlıdır.

4. Maya üzerinde toksik etkiye sahip maddeler, uygun derecede azaltılmalı veya tamamen kaldırılmalıdır

5. Osmotik basıncın ters etkisi uygun seviyelerde tutulmalıdır. (Çelebi ve Güngör, 1997)



Tablo. Çeşitli hammaddelerden ton başına %95’lik etil alkolün galon olarak elde edilen miktarları (Başer,1987)



Hammadde


Galon


Hammadde


Galon

Buğday


85,0


Tatlı patates


34,2

Mısır


84,0


Patates


22,9

Karabuğday


83,4


Şeker pancarı


22,1

Kuru üzüm


81,4


Taze incir


21

Sorghum


79,5


Yer elması


20

Pirinç


79,5


Şeker kamışı


15,2

Arpa


79,2


Üzüm


15,1

Kuru hurma


79


Elma


14,4

Çavdar


78,8


Kayısı


13,6

Melas


70,4


Armut


11,5

Yulaf


63


Şeftali


11,5

Kuru incir


59


Erik


10,9

Kuru erik


72


Havuç


9,8

(Çelebi ve Güngör, 1997)



ince.gif

2. Etanol üretim yöntemleri



2.1. İndirek hidrasyon yöntemi:

Bu yöntem üç basamaktan oluşur;

a) Etilenin mono ve dietil sülfatlardan konsantre edilmiş sülfirik aside absorbe edilmesi.

b) Etil sülfatların etil alkole hidrolizleri.

c) Seyreltik sülfürik asidin yoğunlaştırılması.

Reaksiyonlar denklemlerle şöyle açıklanabilir:

forml.jpg

2.2. Etilen hidrasyon yöntemi:

Bu yöntem, katılan suyun etilene olan katalitik etkisiyle oluşur. 1000 psi gibi yüksek basınçlara ve 300 °C gibi yüksek sıcaklıklara ihtiyaç vardır. Reaksiyon egzotermiktir.

(CH2=CH2 + H2O à CH3CH2OH+ 19000 btu/Ib.mol)

Reaktör yavaş dönmektedir. Bu nedenle reaksiyon dışı etilenin, geniş bir döngü hacmiııe gereksinimi vardır. Taze etilen beslemesi geri döngü etilen 0.5 - 1.0 mol suyla karıştırılır. Her ikisi de reaktörün en üstünde buhar halindedir. Reaktörü terk eden buhar, reaksiyonun egzotermik bir reaksiyon olmasından dolayı, taze edlen beslemesinden daha sıcaktır. Reaktör artıkları; az ölçüde kostik soda ile soğutulup, nötralize edilir. Yoğuşmuş etil alkol ve su reaksiyona girmemiş gazlardan ayrılırlar. Etilen ile reaksiyona girmeyen gazlardaki etilalkol izlerini aktarmak ve geri göndermek için su ile yıkanır. Yoğuşmuş etil alkol 190°C lik etil alkole damıtılır.



2.3. Fermantasyon yöntemi:

Fermantasyonun basit tanımı; mikroorganizmaların faaliyeti ve tesiri ile, yüksek molekül ağırlıklı organik maddelerin, daha basit maddelere parçalanmasıdır. Egzotermik bir olaydır. Fermantasyon mekanizması ilk olarak Gay-Lussac tarafından, heksoz şekerin etanol ve karbondioksite stokrometrik olarak tanımlanmıştır.

(C6H12O6 à 2C2H5OH + 2CO2)

heksoz şeker etil alkol

(180) (92) (88)

100 kg heksoz şeker = 51.1 kg etanol + 48.9 kg karbondioksit ağırlıkça % 51.1 lik kazanç Gay-Lussac katsayısı olarak bilinir ve dönüşümün verimini ifade eden temel bilgidir.

Bu mekanizmanın anlaşılmasında, diğer bir adımda Louis Pasteur tarafından atılmış ve onun deneyleri mikrobiyolojinin bilim dalları arasında bir köprü vazifesi görmüştür.



Tablo 1 : İdeal Pastör Alkol Fermantasyonunda Elde Edilen Kazançlar

Wt %

Etanol......................................48.4

Karbondioksit..........................46.6

Gliserol.....................................3.3

Sukinik asit...............................0.6

Hücre materyali........................1.2

TOPLAM...............................100.1



Orijinal şekerle karşılaştırıldığından, ürünler daha geniş bir görünüm sergiler. Bunun sebebi oksijen ve dış kaynaklardan gelen, hücresel büyüme için gerekli olan besinlerdir.

Bu yüzden Pastör katsayısı, teorik GL (Gay-Lussac) kazancının % 94.7 sidir. GL kazancı, fermantasyonunda elde edilebilecek maksimum etanol kazancıdır. Pastör katsayısı mayanın tekar kullanımıyla veya karbonbidratlardan elde edilecek maya gelişimi ile artırılabilir. Ticari uygulamada, ideal olmayan substratlar kullanıldığı zaman, bu substrata uygun bir fermantasyon süresi içinde % 90 GL bölgesinde bir dönüşüm verimliliği elde edilir.

Fermantasyonda en çok kullanılan maya türleri Sacchromyces cerevisia ve Saccchromyces carlsbergenesis (uvarum) dır. Çünkü bu türler, yüksek alkol ve karbondioksit toleransı, hızlı gelişme ve fermantasyon kapasitesi, mikroorganizma sayısını endüstriyel çaptaki işlemler için uygun sayıya indirgeme gibi spesifik maya özellikleri ile en çok tercih edilen türlerdir.



Tablo: 2 - 100 gr. glikozun maya ile fermantasyonu sonucu elde edilmesi gereken ürünlerin konsantrasyon sınırları

ÜRÜNLER Konsantrasyon Sınırları (gr ürün / 100 gr fermente glikoz)

Etanol...................... 45-49

Karbondioksit.........43 -47

Gliserol................... 2 - 5

Sukinat ...................0.5- 1.5

Karışık alkol.......... 0.2 - 0.6

Asetat.....................0-1.4

Butilen glikol.........0.2 - 0.6

Hücre materyali......0.7 - 1.7



2.3.1. Fermantasyon işlemleri:

Kesikli ve sürekli proseslerin her ikisi de uygulanır ve bu proseslerin çoğu hücre çevriminin bazı formlarını birleştirirler. Hücre çevrimi, fermantasyon zamanını kısalttığı gibi hücre materyaline dönüştürülen substrat miktarını da azaltır. Yaygın kullanım alanı bulan Melle-Boinat kesikli prosesinde, fermantasyondan sonra geri alınan maya hücreleri, taze substrat içeren bir başka fermantasyon tankına ilave edilir. İşlemler m3 de 15 kg kuru madde içerecek şekilde ve maya türüne, substrat yapısına ve çalışma sıcaklığına bağlı olarak 8-18h arası bir zaman süreci içinde gerçekleştirilir.

Bugün, koskat sisteminde düzenlenmiş 3-5 kapalı tanktan oluşan, hızlı ve sürekli fermantasyon tekniklerine sahip üniteler oldukça değerlidir. Her bir tank kendi soğutma düzenine ve etanol konsantrasyonunu belirleyen bir sisteme sahiptir. Genellikle başlangıçtaki etanol konsantrasyonu %4 v/v ve çıkışta %10 v/v dir. Bu sistemin verimliliği 10-20 kg etanol/m3.h olmasına rağmen laboratuar sistemleri için daha yüksek bir verimlilik ön görülmektedir. Verimlilik; substratın idealliğine, şekerin dönüşümüne, ucuz ve güvenilirliğine bağlıdır. Klasik kesikli yöntemde elde edilen veriınlilik 1.5 - 3 kg etanol/m3.h dır. Yüksek verimlilik hızı ile Gay-Lussac katsayısı arasında bir bağlantı yoktur. Ekonomik yönden; atıklarda görülen azalma, fermantasyon hızında görülen artmaya tercih edilir.



Etanolün kısıtlayıcı etkisi:

Şekerin maya fermantasyonu ile etanole parçalanmasında en önemli kısıtlayıcı etki etanolün kendisidir. Glukozun, etanol’e ve CO2 e dönüşümü sırasında, bir mol glukoz için iki mol de ATP ortaya çıkar. Düşük etanol seviyesinde, bu ATP glikozun yeni hücrelere girmesinde kullanılır ve böylece büyüme hızı, substrat kullanım hızının en yüksek oranına ulaşır. Kesikli fermantasyonda açığa çıkan yüksek etanol seviyelerinde iki şey gözlenir. İlk olarak substrattan yararlanma hızı düşer. Bunun sebebi, şekerin katabolizmasının üzerinde, hala emin olunamayan bir mekanizma ile etanol açığa çıkar. İkinci olarak, ATP hücre fonksiyonlarının sürdürülmesi için gerekli onarım işlemlerine yönlendirildiği için, şeker katabolizmasının maya gelişimi için sağladığı enerji düşer. Sonuçta yükselen etanol seviyesinin etkileri, hem maya gelişimi üzerinde, hem de etanol üretim hızı üzerinde belirginleşir.

Eğer başlangıçtaki şeker seviyesi yeteri kadar yüksek olursa, sonuçtaki alkol seviyesi, hücrelerin daha fazla gelişmesini engelleyecek derecede yüksek olur; gerçekte hücreler ölmeye başlarlar ve yaşayabilmeleri, yüksek etanol seviyesine maruz kalmalarının süresine ve şiddetine bağlıdır. Buna rağmen gelişmeyen hücrelerde, etanol üretimini sürdürürler ve bu, etanol oldukça yüksek seviyeye ulaşana dek devam eder.

Aşırı substratlarla beslenen bir kesikli fermantasyonda başarılı olaylar şunlardır; başlangıçta, maya gelişimi, etanol üretimiyle paraleldir; etanol üretimi sürdüğü halde, maya gelişimi yavaşlar; olaya gelişimi durmasına ve hayatta kalma oranı düşmeye başladığı halde, etanol üretimi de durur. Maya gelişiminin durduğu etanol seviyesi bir çeşit sınırdır ve bu “Etanole karşı gelişme toleransı” olarak adlandırılır. Etanol üretiminin durduğu nokta ise farklı bir limit belirler ki buna da “üretim toleransı’’ denir. Genelde gelişme toleransı 6-9 % w/v sınırları olmasına rağmen, üretim toleransı %15 w/v ve daha üstüne çıkabilir.



Mayalar:

Alkol üretiminde kullanılan Saccharomyces cinsi mayalar; Endomycetaceae familyasının Ascomycetes sınıfında yer alırlar. Tek hücreli ve mikroskobik yapıdadırlar. Büyüklükleri 7-10 µ arasında değişir. Özellikle ekmek yapımında ve alkollü içki sektöründe kullanılırlar. Glikoz içeren hammaddeler, Saccharomyces türleri ile fermente edilirse seyreltik alkol çözeltisi elde edilir.

Mayaların gelişmesi için gerekli optimum sıcaklıkları türlere bağımlıdır. Örneğin, optimum sıcaklık Saccharomyces cerevisiae türü için 27-30°C, ellipsoideus için 25°C’dır. Optimum pH ise bira mayaları için 3,4-3.9’dur. Besi yerlerindeki suyun, besinlerin, osmotik basıncın, oksijenin ve ışığın da mayaların gelişmesi üzerine etkisi fazladır.

line.gif

incir.jpg



Hurda İncirden Alkol Eldesi



Ülkemiz dünyada üretilen incirin %46.5 ini üretmektedir. Bunun %14’ü endüstriyel yani hurda incirdir. Bunun anlamı her yı1 6000 ton incir, tüketim artığı olarak kalmaktadır. Bu incirlerin değerlendirilmesinde en iyi yolun, şeker oranı yüksek olan meyvelerden alkol üretilmesidir.



Çelebi ve Güngör (1997), denemelerinde, hurda incirden alkol üretilmesinde optimum şartları araştırmışlar. Bu çalışmalarında; şeker içeriğinin büyük bir kısmı indirgen şekerlerden oluşan incir, alkol hammaddesi olarak kullanılmıştır. Karıştırmalı - Isıtmalı tanka elde edilen incir şırası, filtre, sterilizasyon, besin elementi ilavesi, aşılama gibi işlemler sonrası fernantasyona terk edilmiştir. Kesikli fermantasyon yöntemi kullanılmıştır. Erlenler içine hazırlanan kültür ortamlarının ağızları süngerlerle kapatılarak etüvde fermantasyona bırakılmıştır. Maya olarak Saccharomyces cerevisia kullanılmıştır. Bu çalışma ile hurda incirin etanol verimliliğini maksimum seviyeye çıkarmanın yolları araştırılmıştır. Maya gelişimini ve etanol üretimin seviyesini artırmak maksadıyla, değişik oranlarda fermantasyon ortamına (NH4)2HPO4, MgSO4, pepton ve maya ekstraktı ilavesi yapılmıştır. Buna göre, pH’sı ayarlanmış, süzülmüş ve besi elementi ilavesi yapılmamış, kültür ortamında (incir şurubu) maksimum alkol yüzdesine ulaşılmıştır. Bunun sebebi, besi elementlerinin yeteri kadar aktif olamamaları veya seçilen maya suşu ile besin elementlerinin uygun olmaması olabilir. Bu yolla hazırlanmış kültür ortamında, ebülyometre ile yapılan ölçümde alkol yüzdesi %8.75 bulunmuştur. Besi elementlerinin ortama katılan miktarlarının artırılması, alkol oranını arttırdığı görülmüştür. Ülkemiz incirlerinde kükürt kullanılma zorunluluğu olması, kükürdün fermantasyona olan kötü koku oluşturma ve etanol üretimini inhibe etmek gibi olumsuz etkilerini bertaraf etmektir. Ayrıca incirin yüksek oranda şeker içermesi ve bu şekerin %73.97’sinin glikoz ve fruktoz (invert şeker) olması, enzimatik hidroliz yapılmasını gerektirmediği gibi, yüksek oranda alkol oluşumu da sağlamaktadır. (Çelebi ve Güngör, 1997)



line.gif

sekerpancari.jpg



Pancar Küspesinden Alkol Üretimi



Şeker fabrikaları artığı olan ve genellikle hayvan yemi olarak kullanılır. Fabrikaya gelen şeker pancarı, yeraltında yetişen bir bitki olması nedeniyle öncelikle taş ve toprağı temizlenip, dal ve yaprak kısımları ayrıldıktan sonra yıkanarak şeritler halinde kıyılır. Pancar şeritleri su ile muamele edilip 80°C’de kaynatılarak invert şekerlerin ekstrakte olması sağlanır. Daha sonra bu karışım preslenerek küspe ve şekerli su olarak ayrılır. Bu yolla elde edilen küspe, hayvan yemi olarak kullanılır. Toplam besinin en fazla %70’i olacak şekilde keçi ve koyun beslenmesinde ve %45-50 olacak şekilde atların beslenmesinde kullanılır. %8 protein ve %0,7 Ca içerir. Aslında bu Ca miktarı oldukça fazladır, dolayısıyla iyi bir Ca kaynağı olarak kabul edilebilir. Fakat yapısında bulunan yüksek miktarlardaki oksalatlar, kalsiyumu bağlar ve kullanılmasını engeller. Şeker ekstraksiyonundan sonra küspe pektik maddeler formunda %30 galaktronik asit içerir. Bu da C vitamini sentezinin iyi bir temel başlangıç maddesidir .

Özellikle şeker üretiminin fazla olduğu bölgelerde şeker pancarı küspesinin, alternatif enerji kaynağı olarak kullanılması tasarlanan etil alkol üretiminde hammadde olarak kullanılması düşünülmekte ve maksimum alkol verim için çeşitli araştırmalar sürdürülmektedir. Şeker üretilirken ekstaksiyon bölümünde oldukça yüksek verim elde edildiği için küspede glikoz, sukroz gibi mayanın alkol üretirken kullanabileceği şekerler azdır. Bu yüzden yapısında bulunan selulozik maddelerin bir ön işlemle hidrolize edilmeleri ve mayaların kullanabileceği invert şekerlerin elde edilmesi gerekir. Belli sıcaklık ve basınç uygulaması, asitle hidrolizi, selulaz enzimi kullanımı ya da ‘wet oxidation’ kullanılan yöntemlerden bazılarıdır. Küspe %27 selülozdan oluşmaktadır. Yapısındaki selülozik maddelerin parçalanması sonucu açığa çıkan ürünler mayalar ve diğer mikroorganizmalar tarafından kullanılabilir. Bu özelliği, özellikle fermentasyon teknolojisinde karbon kaynağı olarak önem kazanmasına neden olmuştur.

Etil alkol ise günümüzde, birçok kullanım alanı yanında, kömür, petrol gibi enerji kaynaklarına alternatif olmasıyla gittikçe artan bir öneme sahiptir. Hem yanması sonucu ortaya çıkan yan ürünlerin çevreye zararlarının oldukça az olması, hem de diğer enerji kaynaklarının rezervlerinin azalması gibi nedenlerden dolayı, etil alkol Amerika ve Brezilya gibi ülkelerde enerji kaynağı olarak kullanılmaya başlanmıştır. Özellikle Brezilya’da yakıtların %30’u şeker pancarından elde edilen etil alkolden oluşmaktadır.

Ergin ve ark. (2001) yaptığı çalışmada, atık olan şeker pancarı küspesinden etil alkol üretimi yapılmıştır. Selülozik maddeler içeren, kurutulmuş ve öğütülmüş şeker pancarı küspesi öncelikle selülaz enzimi kullanarak 8 saatlik bir hidroliz işlemine tabi tutulmuştur. Hidroliz sonrası, genellikle alkol fermentasyonunda kullanılan Saccharomyces cerevesiae aşılanarak dokuz gün süren fermentasyon başlatılmıştır. Bu deneme besiyeri kullanılarak da gerçekleştirilmiş ve alkol oluşumu ağırlık kaybı takip edilerek gözlenmiştir. Sonuç olarak %10 şeker pancarı küspesi %1 enzim kullanılarak hazırlanan alkol üretim ortamında 8 saatlik hidroliz sonucu 13.79 g/l00ml glikoz elde edilmiştir. Fermentasyon sonucu aynı ortamda besin elementleri ilavesi olmadan % 5.92; besin elementi ilavesiyle %6.3 alkol elde edilmiştir. (Ergin ve Çetin, 2001)



line.gif

Etil alkolün kullanım alanları

Etil alkol üç amaç için üretilmektedir; alkollü içkiler için, ana madde olarak ve kimyasal ürünlerin hammaddesi olarak. Alkollü içkilerde şekerin fermentasyonu sonucu etil alkol oluşur. Bunun yanında etil alkol çözgen olarak, önemli proseslerde, sudan sonra ikinci sırada bulunur. Etil alkol çözgenler, ekstrantlar, boyalar, farmasotikler, lubrikantlar, adezivler, deterjanlar, pestisidler, plastisizerler, yüzey kaplama maddeleri. kozmetikler, patlayıcı maddeler, sentetik liflerin yapılmasında kullanılan reçineler gibi diğer organik maddelerin sentezinde bir substrat olarak kullanılırlar . Ayrıca aset aldehit, etil asetat, asetik asit, etilen di bromür, glikoller ve etil klorür gibi kimyasal maddelerin hammaddesini gene etil alkol oluşturur. 2. Dünya Savaşından sonra lastik üretiminde de kullanılmaya başlanmıştır .

Etil alkol son zamanlarda enerji sektöründe de önem kazanmıştır. Kullanılmakta olan enerji kaynaklarının yerine alternatif olabilecek enerji kaynakları araştırılmaktadır. Petrol, gaz ve kömür gibi şu an kullanılan enerji kaynaklarının sınırlı oluşu ve 2100 yılına kadar tükenmesi beklendiği için etil alkolünde bir enerji kaynağı olarak kullanılması tasarlanmaktadır . Ayrıca bu kaynakların ‘Greenhouse Etkisi’ne sebep oldukları bilinmekte ve kullanımlarının mümkün olduğunca azaltılması istenmektedir . 1975 yılından itibaren Brezilya enerji kaynağı olarak etil alkol kullanmakta ve 1996 yılında artık Brezilya’daki yakıtların %30’unu şeker pancarından elde edilen etil alkol oluşturur .

Etil Alkol hakkında ansiklopedik bilgi

Etil Alkol (Etanol); Alm. Athylalkohol (m), Fr. Alcool (m), ethylique, İng. Ethyl alcohol. Alkoller diye anılan organik bileşikler sınıfının en önemli üyesi. Moleküler formülü (C2H5OH) göz önüne alındığında, doymuş bir hidrokarbon olan etanın (C2H6) altı hidrojeninden birinin yerine bir hidroksil grubunun (OH) geçmiş şekli olarak addedilir.

Özellikleri: Saf etil alkol berrak, renksiz, karakteristik kokulu bir sıvıdır. 78,4°C’de kaynar -114,5°C’de donar. Sıcaklıkla hacim büyümesi nisbeten muntazam olduğundan, hava sıcaklığını ölçen termometrelerde (evlerde kullanılan) bir termometre sıvısı olarak kullanılır. Sıvı seviyesinin rahat görülmesi için bir boyar madde konur. Özgül ağırlığı 20°C’de 0,789 g/cm3tür. Etanol, aynı miktarda su ile karışık olduğunda bile soluk, mavimsi, issiz bir alevle yanar. Etanolun yanma enerjisi 1 gram başına 7,09 kcal verecek şekildedir. Su, eter ve asetonda her nisbette karışır. Suyla karışınca bir hacim küçülmesi olur. Mesela, 52 hacim alkol ve 48 hacim su karıştırıldığında 100 hacimlik değil de, 96,3 hacimlik bir çözelti meydana gelir.

Üretim: Etanolun üç önemli üretim kaynağı vardır:

1. Fermantasyon ile üretme: Alkolik fermantasyonda şekerler başlıca olarak monosakkaritler (glikoz ve früktoz) kompleks enzim zymas ihtiva eden maya mevcudiyetinde, etanol ve karbondioksit verecek şekilde bozunurlar:

(Zymas)

C6H12O6 ———® 2C2H5OH+2CO2

Tamamen parçalanmada 100 g früktozdan 51,1 g etil alkol ve 48,9 gr karbondioksit meydana gelmelidir. Bu randımana gerçekte erişilemez. Çünkü maya hücreleri diğer metabolizma olayları için aynı şekilde monosakkaritleri harcamaktadırlar. Optimum mayalanma şartları maya hücrelerinin yaşama şartları ile belirlenir. Böyle gıda eriyiğindeki belirli protein ve mineral madde miktarı maya gelişmesini teşvik eder. Optimum mayalanma sıcaklığı maya çeşidine göre, 20°C ile 30°C arasında bulunur. Alkol fermantasyonu etil alkol miktarı % 10-18 arasında olduğu zaman durmaktadır. Çünkü etil alkol metabolizmanın artık ürünü olarak büyük konsantrasyonlarda mikroorganizmaların hayati faaliyetlerini önlemektedir. Endüstride alkolik fermantasyonda başlama maddesi olarak saf glikoz kullanılmaz. Bunun yerine melas (şeker rafinasyonu artığı) veya nişastalı ürünler (patates, çavdar, buğday, arpa) kullanılır.

2. Asetaldehidin (CH3CHO) indirgenmesiyle üretim: Asetilen kullanılarak elde edilen asetaldehit, 100-130°C’de nikel katalizörlüğünde hidrojenlenerek etanole indirgenir:

H

/ +2H

CH3 — C = O ——® CH3 — CH2 — OH

(Ni)

3. Etilenin hidrasyonu ile üretim: Endüstriyel üretimde önemli bir metoddur. Bir petrol ürünü olan etilenin hidrasyonu (bir su molekülü katılması) değişik şartlarda yapılabilir. Etilen, 100°C’de derişik sülfürük asitle tutulduğunda etil hidrojen sülfat ve etil sülfat ara ürünleri meydana gelir:

HOSO3H

H2C = CH2+ ————® C2H5O — SO3H + (C2H5O)2SO2

Reaksiyon karışımı eşdeğer miktarda sıcak su ile hidroliz edilir. Etanol ve sülfürik asit meydana gelir:

(C2H5O)2SO2+2H2O ® 2C2H5OH+H2SO4

Yine etilenden başlamak üzere katı katalizörler kullanarak 300°C ve yüksek basınç altında su buharı etkisiyle etanol sentezi yapılmaktadır.

Kullanılışı: Etanol bütün alkollü içkilerde bulunmaktadır. Çoğu da bu yollarla tüketilmektedir. İyi bir çözücü olduğu için, esansların yapımında, parfümeride kullanılır. Kimya endüstrisinde bir çok organik bileşiğin (asetaldehit, asetik asit, etilasetat, etilklorür ve butadien gibi) üretiminde başlama materyalidir. Petrolün çok pahalı olduğu bazı ülkelerde bir motor yakıtı bileşeni olarak kullanılmaktadır.

Mutlak (saf) etanol elde edilmesi: Endüstriyel etanolun çoğu denaturedir. Yani içilmemesi için, içine piridin ve metanol gibi zehir etkisi yapan maddeler konmuştur. Bunların uzaklaştırılması pek kolay değildir. Endüstride üretilen alkol denatüre olmasa bile saf değildir. Çünkü reaksiyon sonunda meydana gelen ürün damıtılırken etanol sudan tamamen kurtulmaz. Basit damıtma ile, en fazla % 96’lık bir saflıkta elde edilir. Bu kompozisyondaki sulu alkol saf bir maddeymiş gibi (ikili bir azeotrop teşekkülü) kaynar. Bu azeotropu bozmak için, genellikle benzen (veya triklor etilen) katılır. Su-alkol-benzen üçlüsü damıtıldığında su bitinceye kadar su-benzen ve alkol karışmı geçer. Daha sonra da benzen bitinceye kadar alkol-benzen karışımı geçer. Geriye saf alkol kalır. Laboratuvar ölçeğindeki saflaştırmalarda suyu uzaklaştırmak maksadıyla kalsiyum oksit, kalsiyum ve mağnezyum kullanılır.
Etanol, Etil alkol ya da Bitkisel alkol olarak da bilinir, renksiz ve yanıcı bir kimyasal bileşik. Alkollü içkilerin büyük bir kısmında bulunur. Kimyasal formülü C2H6O olup EtOH ya da C2H5OH olarak da ifade edilmektedir.

Etanol yakıtı

Etanol, otomobiller ve diğer motorlu araçlarda, tek başına bir yakıt olarak ya da benzine karıştırılan bir katkı maddesi olarak kullanılabilir.

Etanol, hava kirliliğini azaltmak ya da petrol ürünlerinin tüketimini azaltmak amacıyla, benzinle değişik oranlarda karıştırılarak kullanılabilir. En yaygın uygulamalar E10 ya da E85 diye bilinen sırasıyla %10 ve %85 etanol içeren karışımlardır.

Etanolün yakıt hücrelerinde kullanımı da yaygınlaşmaktadır.

Bitkilerden elde edilen etanol (biyo-etanol), sürdürülebilir bir enerji kaynağı olarak, sağladığı çevresel ve ekonomik yararlar nedeniyle, fosil yakıtlara göre avantajlar sağlamaktadır.

Etanol, yaygın olarak şeker kamışı ve mısırdan elde edilmektedir. Ancak etanol elde etmek için, bugün kullanılan teknolojiler, etanolden elde edilen enerjinin yaklaşık %70 fazlasını harcamayı gerektirdiğinden, hala fosil yakıtlar karşısında yeterince rekabet edici değilidir.

Kaynaklar [değiştir]
Şeker Kamışı mahsulü. Brezilya yabancı petrole bağımlılığını, şeker kamışından mamül etanol kullanarak kısmen çözmüştür.
Güney Afrika'da mısır tarlası

Endüstriyel amaçlı etanol, petrol ürünlerinden, çoğunlukla etilenin, sülfrik asitle katalitik hidrasyonundan elde edilmektedir. Bu süreç, alkollü içeceklerle alakalı, geleneksel fermantasyon yönteminden daha ekonomiktir. Aynı zamanda, eten ya da asetilen aracılığıyla, kalsiyum karbit, kömür, doğal gaz ve diğer kaynaklardan da elde edilebilir.

Bu güne kadar, kayda değer bir etanol yakıt programı dört ülke tarafından oluşturulmuştur: Brezilya, Kolombiya, ABD ve Çin. Brezilya örneğinde, etanol üreten kurumların bağımsız olarak karlı olabilmeleri için, hükümet tarafından, etanol endüstrisine ciddi yatırım yapılması gerekmektedir. Etanol, şeker kamışı, şeker pancarı, gine mısırı, dallı darı, arpa, kenevir, Hibiscus cannabinus, (tatlı) patates, manyok, ayçiçeği, meyveler, melas, kesik süt, mısır, mısır koçanı, hububat, buğday, tahta, kâğıt, saman, pamuk ve diğer biyokütleler ile çeşitli selüloz atıkları gibi pek çok farklı besin kaynağından elde edilebilir. Şeker kamışından etanol üretmek, mısıra göre daha verimlidir.

Artan etanol tüketiminin sonucu olarak, şeker kamışı ve mısır gibi besin kaynaklarına olan talep de artmıştır. Büyük ölçekte yakıt amaçlı zirai alkol üretimi, aynı zamanda geniş ve verimli ekilebilir alanlar ile suya olan talebi de artırmaktadır.
Üretimi [değiştir]
Dallı Darı

Etanol bir birinden çok farklı besin kaynaklarından, pek çok farklı yöntemle üretilebilir. Brezilya etanol üretiminde temel besin kaynağı olarak şeker kamışını kullanırken, kaynaklar kısmında belirtildiği gibi pek çok farklı besin kaynağının kullanılması mümkündür. Brezilya'nın hangi yöntemle etanol ürettiğine dair Brezilya'da etanol yakıtı üretimi (ingilizce) sayfasını inceleyebilirsiniz. Dallı darı etanol üretiminde mısıra göre iki kat daha verimlidir. Etanol üretiminin temel adımları: rafine ederek nişasta haline getirmek, sıvılaştırmak ve sakarifikasyon (hidroliz yöntemi ile nişasta glikoza dönüşür), fermentasyon, damıtma, dehidrasyon ve opsiyonel olarak denaturasyon. Fermentasyon sırasında karbondioksit gazı açığa çıkar.

Fermentasyon yöntemi ile üretilen etanol sonucunda suda çözünmüş etanol elde edilir. Etanolün bir yakıt olarak kullanılabilmesi için suyun uzaklaştırılması gerekmektedir. En eski yöntem, basitçe damıtmaktır, fakat bu yöntemle, su etanol karışımı azotrop oluştuğu için %95-96 saflıktan öteye gitmek mümkün değildir. Çözelti karışımı damıtmayı sürdürerek, %96'dan daha saf etanol elde edilmesi mümkün değildir.

Benzinle karıştırabilmek için, en az %95.5 ile %99.9 arasında bir saflığa ihtiyaç duyulmaktadır. En yaygın saflaştırma yöntemi, moleküler elek kullanarak fiziksel absorblama prosesidir.

Geçmişte, çiftçiler kendi etanollerini damıtırken, damıtım sürecinin bir parçası olarak ısı plakalarından yararlanırlarmış. ısı plakaları, çoğunlukla, etanolün içine karışabilen kurşun içerirlermiş. Bu şekilde kontamine olmuş yakıtın yakılması sonucu sinir sitemine zarar verebilen kurşun havaya karışırmış. Bugün etanol yakıtı, özel olarak yetiştirilen bitkilerden, kurşun içermeyen yöntemlerle elde edilmektedir.
Etanol yakıtı karışımları [değiştir]

Detaylı bilgi için

Genel olarak, bir benzin karışımındaki etanol miktarı yükseldikçe, standard araba motorları için uygunluğu azalmaktadır. Saf etanol kauçuk ve plastiklerle reaksiyona girdiği ya da onları çözdüğü için tadilat görmemiş motorlarda direk olarak kullanılamaz. Ek olarak saf etanol (116 AKI, 129 RON), normal benzine (86/87 AKI, 91/92 RON)göre çok daha yüksek oktan oranına sahiptir.Bu nedenle, en fazla yarar için, ateşleme zamanı ve sıkıştırma oranının değiştirilmesini gerektirir. [1] Saf benzin yakıtlı bir aracı, saf etanol yakıtlı bir araca dönüştürmek için, alan olarak %30-40 kadar daha büyük karbüratör kullanımını gerektirir. (Metanol kullanımı ise kabaca %50 daha da büyük yüzey alanı gerektirmektedir. Etanolle çalışan motorlar, 13 °C'nin altındaki sıcaklıklarda yanmayı maksimize edebilmek ve yanmamış, buharlaşmamış etanolü minimize edebilmek için, soğuk ortamda çalıştırma sistemine ihtiyaç duyarlar. Etanolün %10 ile %30 arasında bir karışımda kullanılması durumunda, hiçbir motor tadilatına ihtiyaç duyulmamaktadır. Pek çok yeni araç, bu oranlardaki karışımlarda güvenle çalışabilirler.

1999 yılndan başlayarak, dünyada artan sayıda pek çok araç, tadilat gerektirmeksizin, %0 etanolden %85 etanole kadar çalışabilecek şekilde üretilmişlerdir. Pek çok hafif kamyon, kamyonet ve SUV, dual yakıt ya da esnek yakıtlı araç olarak üretilmektedir. Bu motorlar, yakıt cinsini otomatik olarak belirleyerek motor davranışlarını, temel olarak, silindirin içerisindeki hava yakıt karışımıyla ayarlarlar.
Etanolün bölgesel üretimi ve kullanımı [değiştir]
Brezilya'da etanol yakıtı [değiştir]

Ana madde: Brezilya'da etanol yakıtı

Bugün, Brezilya dünyadaki en büyük etanol yakıtı üreticisi ve tüketicisidir. Brezilya, 1980lerden bu yana, şeker kamışına dayalı çok yaygın bir etanol yakıtı endüstrisi geliştirmiştir. Yılda yaklaşık 4 milyar gallon etanol üretir.Brezilya'daki etanol üretim tesisleri, şeker kamışından kalan şekersiz atıkları yakarak %34 pozitif enerji dengesi elde ederler. Brezilya'da etanol üretiminin geliştirilmesi hükümetin desteği ile gerçekleşmektedir. Brezilya'da tüketilen tüm benzinin en azından %25'i alkol içermek zorundadır. Brezilya etanolü galonu yaklaşık 1.00$'dan üretebilmektedir. Brezilya'daki tüm yeni araçlar ya esnek yakıtlı ya da benzin yerine saf etanolü yakabilecek özellikte araçlardır. Brezilya'da etanol yakıtı ve elektrik üretiminde yararlanılan yan ürünleri, ülkenin petrole olan bağımlılığını ve hava kirliliğini azaltmada önemli katkıda bulunur.
Kolombiya'da etanol yakıtı [değiştir]

Kolombiya'nın etanol yakıtı programı, 2002 yılında, hükümet benzindeki oksijen miktarının zenginleştirilmesine dair bir yasayı hayata geçirmesiyle başlamıştır. Bu karar başlangıçta benzinin oksijenle zenginleştirilerek, karbonmonoksit emisyonların azaltmak için alınmıştır. Daha sonraki kanunlarla, biyokütleden elde edilen etanolün, vergi avantajları ile benzinden daha ucuz olması sağlanmıştır. 2004 yılıyla başlayan petrol fiyatlarındaki artış ve yenilenebilir yakıtlara duyulan ilginin artması ile bu eğilim daha da kuvvetlenmiştir. Kolombiya'da gerek benzin fiyatları gerekse etanol fiyatları hükümet tarafından kontrol edilmektedir. Etanol programını bütünleyici olarak, bitkisel yağlardan yenilenebilir bir yakıt olarak biyodizel programı da geliştirilmiştir.

Şeker üretim prosesinin ucuna etanolü de ekleme ve aynı enerji kaynaklarını kullanma kolaylığı nedeniyle, etanol üretimine ilgi, büyük ölçüde mevcut şeker endüstrisinden gelmiştir. Hükümet ülke genelinde %10 etanol ve %90 benzin karışımının yaygınlaştırılmasına dair hedefini kademeli olarak hayata geçirmektedir. Etanol tesisleri vergi avantajları ile özendirilmektedir. Yuka (manyok) ve yeni, şeker kamışı tarımından elde edilen etanole ilgili olmakla birlikte, daha ucuz olan karbonhidratların üretimi henüz gerçekleştirilememiştir.

Kolombiya'daki ilk etanol yakıtı tesisi, 2005 Ekim ayında, Kauka bölgesinde, günde 300,000 litre kapasiteyle üretimine başlamıştır. 2006'nın Mart ayında, hepsi Kauka Vadisi'nde olmak üzere, birleşik olarak toplam günde 1,050,000 litre ya da yılda 357 milyon litre kapasite ile faal hale gelmişlerdir. Kauka Vadisi'nde, şeker tüm yıl boyunca üretilebilmektedir. Son eklenen yüksek kapasiteli damıtma tesisleri ile birlikte, toplam yatırımlar 100 milyon USD'ın üzerine çıkmıştır. Kolombiya, %10 etanol karışımlı benzin kullanabilme hedefine ulaşabilmek için, 2007 yılıyla birlikte, günlük 2,500,000 litre kapasiteye ulaşabilmeyi hedeflemektedir. Şu an için üretilen etanol yakıtı Kauka Vadisine yakın, Bogota, Kali ve Pareira gibi büyük şehirlerde kullanılmaktadır. Henüz ülkenin tamamına yetecek kadar etanol üretimi yapılamamaktadır.
Amerika Birleşik Devletleri'nde etanol yakıtı [değiştir]
Massachusetts eyaletinde bir Exxon benzin istasyonunda, yakıtın %10 kadar etanol içerdiğini gösteren etanol bilgi işareti

Ana madde: Amerika Birleşik Devletleri'nde etanol yakıtı

Etanol, Amerika Birleşik Devletleri'nde yaygın olarak bulunabilir değildir. Etanol üretiminin, ilk yatırımının büyüklüğü nedeniyle, üretimin ilk anından itibaren karlı olamaması, bir sorun olarak kabul edilmektedir. Benzin fiyatlarındaki yükselme devam ettiği sürece, etanolün de benzine oranla karlılığında bir artış olacaktır. Toplam 165,000 pompadan sadece, kabaca 685 istasyon E85 pompası sunmaktadır. Etanol yakıtı, yaygın olarak, sadece, etanolün işlendiği orta batıda ve Kaliforniyada bulunmaktadır. Mayıs 2006 itibarıyla, Birleşik Devletler'de yıllık 1.8 milyon m³ etanol üretim kapasitesi bulunmaktadır ve üzerine yıllık, yaklaşık 760,000 m³ kapasite eklenmeye devam etmektedir.[2] Ek olarak bir Amerikan şirketi Pacific Ethanol ise etanol üretimi yatırımlarını daha fazla Batı Amerika'da sürdürmektedir.
Romanya ve etanol [değiştir]
Kanunlar ve teşvikler [değiştir]

Brezilya, Kolombiya ve Birleşik Devletlerde, şeker kamışı ya da tahıllardan elde edilen etanolün kullanımı, hükümet programlarıyla teşvik edilmektedir. Teşvikler bazı eyaletlerde 1973 Arap petrol ambargosundan sonra başlamıştır. Birleşik Devletler'de 1978 yılında yürülülüğe giren Enerji Vergisi Akdi ile biyoyakıtlara vergi istisnası getirilmiştir. Bu istisnanın yıllık karşılığının 1.4 milyar US$ olduğu tahmin edilmektedir. Bir başka federe program ise etanol tesislerinin inşaası için ihtiyaç duyulan kredilere garantör olmaktadır. 1986 yılında Amerikan hükümeti etanol üreticilerine bedava mısır dahi dağıtmıştır.

Kolombiya'nın etanol programı ise biyokütlelerden elde edilen etanolün, vergiden muaf tutulması amacıyla çıkarılan bir kanunla başlamıştır.

2005 yılının Ağustos ayında, Birleşik Devletler Başkanı Bush, etanol ve biyodizel üretiminin, gelecek on yıl içerisinde, 15 milyon m³ ten 28 milyon m³'e çıkarılmasını öngören kapsamlı bir enerji yönetmeliğine imza atmıştır. Kısa vadede bu artışın hemen tamamının mısırdan elde edilen etanol ile karşılanması beklenmektedir.

Avrupa Parlamentosu'nun 2003/30/EC nolu direktifi, fosil yakıtların biyoyakıtlarla değiştirilmesini teşvik eder. İngiltere'de, biyodizel gibi alternatif yakıtların vergilendirilmesi en az fosil yakıtlarınki kadar sıkıntılı iken, İngiliz hükümeti, etanol dahil olmak üzere biyoyakıtların kullanımını özendiren bir ulusal mevzuatı adapte etmiştir. [3].
Etanol ve hidrojen [değiştir]

Alternatif bir yakıt olarak analiz edilmeye devam eden hidrojen, diğer yandan da, bir hidrojen ekonomisini yaratmaktadır. Diğer yakıtlarla karşılaştırıldığında, gaz halindeyken çok fazla hacim kaplayan hidrojen için lojistik en önemli sorun olarak görünmektedir. Hidrojenin taşınabilmesi için mümkün görünen bir çözüm, etanolün kullanılmasıdır. Daha sonra hidrojen, yeniden şekillendirici içerisinde, bağ kurduğu karbondan ayrıştırılarak, yakıt hücrelerini doldurmak için kullanılabilir. Alternatif olarak, bazı yakıt hücreleri (Direk etanol yakıt hücreleri), etanol ya da metanolün direk dökülmesi suretiyle de doldurulabilir. 2005 yılında, yakıt hücrelerinin metanolü etanolden çok daha verimli tüketebildiği gözlemlenmiştir.

2004 yılının başlarında, Minnesota Üniversitesi araştırmacıları, etanolün bir katalist yığınından beslendiği ve çıktısı hidrojenin yakıt hücreleri için uygun olduğu, basit bir etanol reaktörü bulduklarını açıkladılar. Cihaz, yaklaşık 700 °C'de gerçekleşen ilk tepkime için, rodyum-seryum katalisti kullanır. İlk tepkime esnasında etanol, su buharı ve oksijen karışarak, tepkime sonucunda oldukça yüksek miktarda hidrojen üretirler. Ne yazık ki, tepkimeyle birlikte karbonmonoksit gazı da açığa çıkar. Zehirli bir gaz olan karbonmonoksitin bir başka katalistten geçirilerek karbondioksite dönüşmesi gerekir. Cihazın son çıktısı, yaklaşık olarak %50 hidrojen, %30 azot gazı ve kalan %20 de karbondioksit gazıdır. Gerek azot gerekse karbondioksit yakıt hücrelerine pompalandıkları zaman etkisiz gaz davranışı sergilerler.

EEI, biyokütlelerden bütanol elde etmek üzere yani bir metod geliştirmiştir. Bu proses, etanolün yan ürün çıktılarını azaltmak üzere, iki farklı mikro organizmanın sırası ile kullanılması şeklinde gerçekleşir. İlginç bir şekilde, bu işlem sonucunda, bütanolün yanı sıra oldukça yüksek miktarda hidrojen açığa çıkar.[4]