الإثانول الحيوي أو البيو-إثانول، هو نوع من أنواع الإثانول المستخرجة من مصادر طبيعية او بيولوجية، و يتم إستخدامها كمصدر من مصادر الطاقة و خصوصة كوقود للسيارات.
و بالوقت الحالي، يعتبر من أهم الإكتشافات الحديثة في مجال الطاقات البديلة، الهادفة لتخفيف كميات الغازات السامة المتصاعدة من المراكب السيارة، و المؤذية لطبقة الأوزون و كوكبنا بشكل عام.
إن النباتات بالإجمال، تضم في تكوينها الكيميائي نوعين من أنواع السكريات النشاء و السكروز، و الذين يتحولان إلى الإثانول، و نحصل عليه عبر عملية تخمر السكر المستخرج من النباتات السكرية، أو عبر عملية التحليل المائي للنشاء الموجود في الحبوب.
و بالتالي نرى، أن أساس العملية ككل، هو السكر الموجود في داخل النباتات.
هذا الإثانول الذي نتكلم عنه، ليس سوى نوع من أنواع الكحول، الموجود في المشروبات الروحية (أو المشروبات المسكرة)، و يمكن خلطه مع وقود المركبات السيارة و لكن بنسب مختلفة ما بين ال5 و ال85%، و ذلك حسب نوعية الوقود المستعملة في كل بلد.
و لكن بجهة عامة، إن النسبة الدنيا لكمية الإثانول التي يجب إستعمالها أو خلطها مع الوقود، يجب أن يفوق ال20%. (أي في كل ليتر من الوقود نضع 200 ميليليتر من الإثانول).
و هنا نبدأ برؤية أهمية الإثانول المستخرج، بما إننا نخفض كمية الوقود المستعمل، و بالتالي نخفف و لو قليلا كمية الغازات السامة المتصاعدة.
فهرس |
طريقة التحضير في المختبر
إن طريقة تحضير الإثانول تختلف بين المختبر و بين المصانع الكبيرة، و لكن في هذا الجزء سوف نفسر طريقة الإستخراج، التي يمكن أن نقوم بها في المختبرات العادية ( مختبرات الجامعة مثلا)، و العملية تتألف من أربعة مراحل:
- نقوم بطحن حبوب الذرة أو القمح في جرن، والهدف من تلك العملية هو استخراج النشاء الموجود فيهما.
- يتم مزج الحبوب المستخرجة مع الماء و يسخنان قليلا، و من ثم نضيف الأنزيم المختص، أو الكفيل بتحويل النشاء إلى سكروز (نوع من أنواع السكريات)، عبر عملية كيميائية تسمى "التحليل المائي".
- نضيف على السكروز، الخميرة الكفيلة بتحويل السكروز إلى الإثانول، حسب المعادلة التالية: سكروز + خميرة ← إثانول
- و من ثم يتم عزل الإثانول من الخليط، عبر عملية التقطير، و أما التخلص من الماء المتبقي فيتم عبر عملية التجفيف، أو عبر زيادة الملح على الخليط، حيث تقوم جزيئات الملح بالتجمع حول جزيئات الماء، و تحبس جزيئات الماء.
في الوقت الحالي، تتركز الأبحاث حول طرق استخراج الإثانول من مصادر أخرى كبقايا الأخشاب أو المحاصيل الزراعية.
المبدأ لا يتغير، عن المذكور سابقا، و لكن الصعوبة تتمثل و تتركز في عملية "التحليل المائي"، و ذلك نظرا لصعوبتها و تعقيدها البالغ لدى استعمال بقايا المحاصيل، حيث نضطر للقيام بعدة عمليات تحضيرية قبل الوصول إلى عملية التحليل المائي.
تلخيص العملية
في هذا الرسم التوضيحي، نفسر كيفية الوصول للإثانول عبر الحبوب (الذرة مثلا)
ذرة أو قمح ← نشاء ← التحليل المائي للنشاء ← السكر ← تخمير السكر ← عملية التقطير ← البيو-إثانول
هل يمكن تطبيق عملية الإستخراج على نطاق صناعي؟
الجواب هو نعم،
فهذ العملية هي عملية كاملة متكاملة من كافة الصعد، فبقايا عملية الإستخراج يمكن إستعمالها كعلف للحيوانات، و بالتالي ليس هنالك بقايا مضرة للطبيعة أو الإنسان على حد سواء من هذه العملية.
و أما تطبيقها على صعيد واسع فهو ممكن جدا و ذلك نظرا للأرقام التالية:
هكتار من الحبوب 2.16 طن من البيو-إثانول 3 طن من البقايا التي يمكن إستعمالها كطعام للماشية هكتار من الشمندر 6 طن من البيو-إثانول 3.75 طن من البذور الجافة التي يمكن إستعمالها كطعام للماشية
هل عملية التحويل مضرة للبيئة؟
بالعكس إن هذه العملية، ليس لها أي عامل سلبي على البيئة أو صحة الإنسان، فهي ليست سوى تحويل المصادر الطبيعية إلى الإثانول، المتواجد حولنا في معظم جوانب حياتنا اليومية، من خلال المواد التنظيفية أو الأدوية أو المشروبات الروحية وغيرها...
ما هي سلبيات العملية؟
إن السلبيات هي بمعظمها، لا بل جميعها سلبيات إقتصادية و هي تتركز بالأمور التالي:
- لما اصبحت الحبوب مصدر للطاقة.. ارتفع سعرها
- ان تزرع لتحرق المحصول او تعصره لتنتج طاقة بينما هناك الملايين من الناس تموت من الجوع قد اعتبره البعض عن حق "جريمة ضد الانسانية"
- قد يتحول الكثير من المزارعين عن الزراعات التقليدية إلى الزراعات البديلة للمردود الأربح و تأثير هذا الأمر على المجاعة العالمية و الفقر