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從玉米到汽油：你知道乙醇燃料的生產過程嗎？
近年來，隨著全球環保意識的抬頭，乙醇燃料逐漸成為替代傳統石油燃料的一個熱門選擇。這種燃料不僅可再生，還有助於減少溫室氣體排放。根據研究，乙醇的主要來源是農作物，如玉米和甘蔗，並且其生產過程涉及多個科學技術步驟，從原料的收割到最終的燃料製作，幾乎每一個階段都是精心設計的。
乙醇是一種具有高八角值的生物燃料，加上其可再生的特性，讓其成為許多國家的能源選擇。
乙醇的製作來源
目前，大部分乙醇是利用微生物發酵的方式從富含糖類的植物中提取的，尤其是玉米和甘蔗等。生物質能夠轉化為乙醇的過程中，首先要經過糖化處理，將植物中的淀粉和纖維素轉換為可發酵的糖類，接著再進行發酵，生成乙醇和二氧化碳。
發酵過程
在發酵過程中，微生物還會產生一些副產物，如醋酸和glycols，這些副產物通常會在後續的淨化階段中被去除。液體中的乙醇濃度約為15%，這需要進一步進行蒸餾和脫水的步驟。
發酵過程中的化學反應可以簡單表示為：C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2 + 熱量。
蒸餾與脫水
蒸餾過程是將發酵後的混合液加熱，使乙醇蒸發並分離出來。這一過程的主要挑戰是因為乙醇和水會形成低沸點的共沸物，這意味著最終產品的純度通常無法超過95%-96%。因此，通常需要進一步的脫水處理以去除水分，使其與汽油混合燃燒。
現代乙醇廠借助分子篩技術有效去除水分，使生產更為高效。
乙醇使用的引擎性能
乙醇的使用雖然能有效減輕環境負擔，但其能量密度較低，大約為汽油的67%。這意味著同體積的乙醇能提供的能量要少於相等體積的汽油。因此，使用高濃度乙醇的車輛在行駛範圍方面會有較大的限制。
全球應用與市場
美國和巴西是全球最大的乙醇生產國，這兩個國家大約佔全球產量的87%。在美國，95%以上的汽油中都添加了乙醇，其中最多為E10（10%乙醇與90%汽油的混合物）。而巴西則早在1976年便開始強制汽油中混入乙醇，並逐步提升比例到目前的E25。
在一些比賽用車輛中，則會使用乙醇的高比例混合物，原因在於其促進引擎性能的特性。
挑戰與未來展望
儘管乙醇燃料有著良好的發展潛力，但其生產過程也引起了一些爭議，特別是關於糧食價格上升及其生產對環境的影響。例如，乙醇的生產需要大量的農地，導致糧食供應緊張，提高了全球糧食價格。此外，醣源的選擇也讓生產過程的衝突更加明顯。
未來的乙醇生產可能會更多地依賴於第二代或第三代的生產技術，例如利用非糧食作物或可再生資源作為原料，或者運用新科技提高生產效率，降低成本。這是否能緩解目前所面臨的挑戰，值得我們深思。
在全球尋求可持續能源的今天，乙醇無疑是一個值得重視的選項，但我們是否做好了完全擁抱它的準備呢？
