Fremstilling af bioethanol | Eksamensprojekt i Teknologi

Side 1

Bioethanol som erstattende brændstof

Teknologi B eksamensprojekt 2007

Side 2

Side 2 af 47

Forord

Vi har valgt projektoplæg 4, ”Naturens energi”, som vores eksamensprojekt.

Emnet vi har valgt at arbejde med er bioenergi, og herunder har vi valgt at beskæftige os med bioethanol.

Vi har fremstillet et immaterielt produkt i form af en forsøgsrække.

Formålet er at arbejde med bioethanol som et alternativt brændstof til transportindustrien.

Hensigten er at bioethanol skal blive en erstatning til de fossile brændstoffer såsom benzin og diesel da de bidrager negativt til den globale opvarmning med deres store CO -udslip.

2

Vi vil gerne takke følgende personer; Kent Tobiasen og Maj Britt Buch Güllich for god vejledning, og sidst men ikke mindst, Dalum UddannelsesCenter for at stille materialer, lokaler og udstyr til rådighed.

Antal normalsider: 29

(Beregningerne er eksklusiv, da de er lavet i Mathcad og ikke bliver talt med når man regner på normalsider) Dato: Dato:

______________________________ ______________________________

[navn fjernet] [navn fjernet]

Side 3

Side 3 af 47

Titelblad

Fag:

Teknologi B

Tema:

Natur i forandring – Naturens energi – Bioethanol

Institution:

Fyns Naturvidenskabelige Gymnasium

Forfattere:

[navn fjernet] & [navn fjernet] 2.g2.

Lærere/Vejledere:

Kent Tobiasen,

Cand.scient, Underviser på Fyns Naturvidenskabelige Gymnasium &

Maj Britt Buch Güllich,

Kemiingeniør, Underviser på Fyns Naturvidenskabelige Gymnasium.

Afleverings dato:

mandag den 21/5 2007 kl. 14:00

Side 4

Side 4 af 47

Indholdsfortegnelse

FORORD ........................................................................................................................................................................... 2 TITELBLAD ..................................................................................................................................................................... 3 INDHOLDSFORTEGNELSE ......................................................................................................................................... 4 PROJEKTBESKRIVELSE ............................................................................................................................................. 6 VALG AF PROJEKTOPLÆG ................................................................................................................................................ 6 VALG AF EMNE ............................................................................................................................................................... 6 PROBLEMANALYSE MED PROBLEMSTILLINGEN ............................................................................................................... 7 PROBLEMFORMULERING ................................................................................................................................................. 8 PROJEKT AFGRÆNSNING – PROBLEMTRÆ ........................................................................................................................ 9 IDÉ TIL PRODUKT SAMT KORT BESKRIVELSE ................................................................................................................. 10 MATERIALELISTE SAMT PRISOVERSLAG FOR PRODUKT ................................................................................................. 10 TIDSPLAN ..................................................................................................................................................................... 11 Foreløbig plan over behov for værkstedstimer ....................................................................................................... 12 NATURVIDENSKABELIG VIDEN ............................................................................................................................. 13 KULHYDRATER ............................................................................................................................................................. 13 BIOETHANOL ................................................................................................................................................................ 14 ENZYMER ..................................................................................................................................................................... 15 Enzym- og substratmængden ................................................................................................................................... 16 Temperaturens betydning for enzymernes aktivitet ................................................................................................. 17 pH’ens virkning på enzymet .................................................................................................................................... 18 DRIVHUSEFFEKTEN ....................................................................................................................................................... 19 TEKNOLOGIANALYSE .............................................................................................................................................. 20 PRODUKT ...................................................................................................................................................................... 21 STEP 1 – FERMENTERING .............................................................................................................................................. 21 Materialeliste .......................................................................................................................................................... 21 Forsøgsbeskrivelse – Fermentering ........................................................................................................................ 22 Fremgangsmåde ...................................................................................................................................................... 25 Opstilling af forsøgsrække ...................................................................................................................................... 26 Opstilling af forsøg ................................................................................................................................................. 26 Flowdiagram ........................................................................................................................................................... 27 Delkonklusion .......................................................................................................................................................... 27 STEP 2 - DESTILLATION ................................................................................................................................................ 28 Materialeliste .......................................................................................................................................................... 28 Forsøgsbeskrivelse - Destillation ............................................................................................................................ 28 Fremgangsmåde ...................................................................................................................................................... 28 Opstilling af forsøg ................................................................................................................................................. 29 Flowdiagram ........................................................................................................................................................... 29 Delkonklusion .......................................................................................................................................................... 29 STEP 3 – TEST AF PRODUKT .......................................................................................................................................... 30 Materialeliste .......................................................................................................................................................... 30 Forsøgsbeskrivelse - Bestemmelse af ethanol indhold ............................................................................................ 30 Fremgangsmåde ...................................................................................................................................................... 32 Opstilling af forsøg ................................................................................................................................................. 32 Flowdiagram ........................................................................................................................................................... 33 Delkonklusion .......................................................................................................................................................... 33 BEREGNINGER .............................................................................................................................................................. 34 Gennemsnitsberegning af areal for ethanol indholdet i vores produkter ................................................................ 34 Beregning af ethanol % i vores produkter .............................................................................................................. 35

Side 5

Side 5 af 47

KRAV TIL PRODUKT ...................................................................................................................................................... 36 RESULTATER ................................................................................................................................................................ 37 DISKUSSION .................................................................................................................................................................. 38 MILJØVURDERING......................................................................................................................................................... 39 PERSPEKTIVERING .................................................................................................................................................... 41 EVALUERING ............................................................................................................................................................... 42 KILDEKRITIK .............................................................................................................................................................. 43 KONKLUSION ............................................................................................................................................................... 45 LITTERATURLISTE .................................................................................................................................................... 46

Side 6

Side 6 af 47

Projektbeskrivelse

Valg af projektoplæg

Vi har valgt projektoplæg 4, ”Naturens energi” som vores eksamensprojekt.

Valg af emne

Emnet vi har valgt at arbejde med er bioenergi.

Nærmere betegnet bioethanol som alternativ brændstof til transportindustrien.

Bioethanol kan fremstilles ved at lave en forgæring af det sukker der findes i stort set alle typer

                1
planter og afgrøder.

Når man den dag i dag snakker om bioethanol, snakker man om første og anden generations processer;

Første generation

Første generation fremstiller bioethanol fra sukker- og stivelseholdige afgrøder som sukkerrør, sukkerroer, majs og korn.

Anden generation

Anden generation fremstiller bioethanol ud fra fiberholdige restprodukter som f.eks. halm, træ (flis, spåner) og papiraffald.

1

http://en.wikipedia.org/wiki/Ethanol_fuel, anvendt d. 12/04 2007

Side 7

Side 7 af 47

Problemanalyse med problemstillingen

Transportområdet er umiddelbart den sektor der står med på podet om at få 1. pladsen som den sektor, der udleder mest drivhusgasser som f.eks. CO.

2

Alene i EU køre omkring 98 % af alle med køretøjer som er benzin- eller dieseldrevne.

Transportsektoren står for 32 % af hele energiforbruget i EU, og for hele 28 % af det samlede CO -

2

udslip.^{2}

Dette er et kæmpe problem og et omdiskuteret emne. Global opvarmning skyldes bl.a.

afbrændingen af fossile brændstoffer som fx olie, benzin, diesel, kul osv.

Det er derfor afgørende og utrolig vigtigt, at vi udvikler alternative brændstoffer til køretøjerne, netop for at gøre dem mere miljøvenlige at køre i, så vi kan formindske det store CO -udslip.

2

Bioethanolen vil med 100 % sikkerhed nedbringe den samlede udledningen af CO, da denne type

2 brændstof indgår i et naturligt og lukket kredsløb (se billede 2). Det vil sige, at den CO som dannes

2 under forbrændingen i en bilmotor ikke øger det samlede udslip af kuldioxid.

Derimod er den CO udledning, som kommer fra benzin og diesel en del af et ”brudt kredsløb”.

2

De fossile brændstoffer hentes op fra jorden og ved afbrænding af disse, tilføres ny CO til

2 atmosfæren, og dermed øges det samlede udslip af kuldioxid.

Meningen med dette projekt er at udvikle bioethanol ud fra forskellige afgrøder som fx halm, korn, majs, havre osv. og gøre det til et erstatningsprodukt for fossile brændstoffer inden for

Billede 1 transportindustrien.

Det er nemlig sådan at med den rigtige blanding (op til 10 % bioethanol) kan alle biler køre på benzin og bioethanol.

CO reduktionspotentialer ved at brug af bioethanol som brændstof i forhold til benzin:

2

• Ethanol fra korn/majs: 20 til 40 procent reduktion

• Ethanol fra sukkerroer: 30 til 50 procent reduktion

• Ethanol fra sukkerrør: 50 til 90 procent reduktion

• Ethanol fra lignocellulose^{3}: 75 til 100 procent reduktion [4]

Vi kan samtidig informere om at der allerede den dag i dag bliver produceret de såkaldte Flexifuel-biler, som kan køre på næsten ren ethanol.

Det smarte ved Flexifuel-biler er, at de kan kører på alle blandinger af ethanol og benzin, hvor ethanolen udgør mellem 0 og 85 %.

                                                  5
Bilen tilretter sig automatisk efter blandingsforholdet i tanken.

2

http://europa.eu.int/comm/energy_transport, anvendt d. 12/04 2007 &

http://europa.eu.int/comm/research/energy/index_en.htm, anvendt d. 14/04 2007
3

Lignocellulose er en fællesbetegnelse for de vigtigste bestanddele i plantefibre.

4

Lew Fulton, IEA (International Energy Agency) 2002, anvendt d. 15/04 2007

5

http://www.oliebranchen.dk/Pro/Biobr%C3%A6ndstoffer/Biobr%C3%A6ndstoffer%20i%20benzin%20og%20diesel/E
85.aspx, anvendt d. 19/04 2007

Side 8

Side 8 af 47

Problemformulering

Fossile brændstoffer som for eksempel benzin og diesel forurener miljøet og har et stort CO -udslip,

2 og dette medvirker at, benzin og diesel som brændstoffer i transportindustrien, bidrager negativt til den globale opvarmning.

Vi har herunder opstillet nogle problemstillinger til videre bearbejdelse af vores produkt:

• Hvad kan man bruge som alternativt brændstof i transportindustrien så man reducere

CO -udslippet?

2 o Hvorfor er det farligt for naturen at der bliver udslippet CO?

2 o Hvordan laver man ethanol?

o Hvilke påvirkninger har ethanol på miljøet?

o Hvad skal man gøre for at forbedre kvaliteten og udbyttet af ethanolen?

o Hvor stor en procentdel af brændstoffet til et køretøj kan indeholde ethanol?

o Hvad betydning har det for samfundet at man kan erstatte de fossile brændstoffer med ethanol?

Side 9

Projekt afgrænsning – problemtræ
Omridset = afgrænsning
Tab af Menneskeliv
Tab af levesteder
Tab af afgrøder
Tab af økosystemer
Tab af kulturelle værdier
Der sker miljøforandringer
Varmen kan ikke slippe ud af atmosfæren
Drivhuseffekt
Virkning
Nøgleproblem
Den globale temperatur er stigende
Årsager
CO₂-udslippet
Stigende forbrug
Bruger mere energi
Fossile brændstoffer
Side 9 af 47

Side 10

Side 10 af 47

Idé til produkt samt kort beskrivelse

Det er nødvendigt at finde og udvikle et alternativ brændstof som kan erstatte de fossile brændstoffer som benzinen, dieselen osv. På grund af disse har et stort CO -udslip og derfor

2 konstant ”bidrager” negativt til den globale opvarmning.

I og med vi vil gøre det så miljøvenligt som over hovedet muligt, vil det være bedst at benytte halm el. træ til at fremstille bioethanol ud fra, grundet muligheden for 75 til 100 % reduktion af CO -

2 udslippet. (Henviser til CO reduktionspotentialer ved at brug af bioethanol som brændstof i forhold

2

til benzin). Men pga. halm/træ er anderledes opbygget biologisk end fx majs (Vil blive specificeret

senere), er det enormt svært at arbejde med og fremstille ethanol ud fra.

Pga. sukkerrør/sukkeroer ikke er lette at få fat i på denne årstid, har vi valgt at bruge majs til at

fremstille ethanol ud fra som erstattende brændstof til transportindustrien.

Materialeliste samt prisoverslag for produkt

20 stk. majsdåser, 335g pr. dåse á 3,95DKK. I alt 79DKK [6]

6

http://www.torvet.dk/products/productinfo.aspx?ExtProductID=137902, anvendt d. 24/04 2007

Side 11

Side 11 af 47

Tidsplan

Uge Dag Aktivitet Frister Lokaler

15 tirsdag Projektoplægget

Kl. 10-12 | udleveres og
torsdag | udarbejdes – problem
Kl. 12-16 | findes.

læses, brainstorming & informationssøgning.

Projektbeskrivelse

16 fredag Projektbeskrivelse Projektbeskrivelse C114

Kl. 08-12 færdiggøres. afleveres fredag d.

Indkøbslister udarbejdes, 20/4 2007 til

Information bearbejdes, godkendelse.

Indkøbslister afleveres

senest torsdag d.19/4

2007

17 | tirsdag | Rapport | C113-14

Kl. 12-16 | Produktfremstilling

18 | onsdag | Rapport | Edb

Kl. 8-14 | Produktfremstilling

B150+142+148

19 | tirsdag | Rapport | C113-14

Kl. 12-16 | Produktfremstilling

fredag

Kl. 8-12

B150+142+148

20 mandag Rapport

Kl. 8-14 Produktfremstilling B150+142+148

tirsdag

Kl. 10-16 onsdag

Kl. 8-14

21 mandag Korrektur læses Rapport + produkt C105+113+114

Kl. 8-12 Udskrivning af rapporter afleveres senest kl.

+ CD-rom 14.00

Side 12

Side 12 af 47

Foreløbig plan over behov for værkstedstimer

Dato | Timer | Udstyr
Onsdag d. 2. maj | 6 timer til rådighed | Diverse kemi udstyr
Fredag d. 11. maj | 4 timer til rådighed | Diverse kemi udstyr

Side 13

Side 13 af 47

Naturvidenskabelig viden

For at forstå den viden der ligger bag vores projekt og produkt vil vi i det følgende afsnit gennemgå emnerne: kulhydrater, bioethanol, enzymer og drivhuseffekten.

Kulhydrater
7

Kulhydrater er en af de tre vigtigste bestanddele i den menneskelige kost.

Ca. 55 % af ens daglige energi indtag bør efter anbefaling fra videnskaben, stamme fra kulhydrater.

Forklaret meget simpelt, så er kulhydrater et sukkerstof bestående af kemiske forbindelser mellem kul, brint og ilt. Kulhydraterne er vigtige for kroppen, da de bevirker at kroppens energistoftskifte kan optage de to sidste resterende grund bestanddele, protein og fedt, ordentligt.

Kemisk set, findes der flere forskellige kulhydrater, nemlig;

• Monosakkarider

• Disakkarider

• Polysakkarider

Monosakkarider er dem som vi kender som fruktose eller glukose. Glukose er det stof, som alt den energi vi indtager, bliver nedbrudt til i kroppen. Det er den simpleste sukkerform der findes.

Glukose og fruktose er funktions-isomere, hvilket vil sige de har den samme bruttoformel.

Det er kun deres strukturform der adskiller dem. Glukose er som sagt den struktur alt mad og drikke bliver nedbrudt til i kroppen, før de kan optages. Fruktose den sukker der findes i frugt.

Efter antallet af carbonatomer inddeles monosakkariderne i trioser, tetroser, pentoser, hexoser og heptoser. De har alle betydning i forbindelse med organismernes stofskifte. Nogle monosakkarider indeholder en aldehydgruppe (- CHO) og kaldes derfor aldoser. Disakkariderne er to monosakkarid molekyler sat sammen. Det er sukker arter, som vi i daglig dagen kender som, f.eks. laktose(mælkesukker).

Polysakkarider er meget store molekyler, da de er opbygget af flere monosakkarider, der sidder i varierende lange kæder. Det er det vi kender som stivelse. Polysakkariderne findes også i plante verden, hvor de ofte udgør en bestanddel i planter og plantefibre.

Stivelse er ét af de mest almindeligt forekommende organiske stoffer i naturen.

Alle de mange glukose molekyler stivelse er bundet sammen af er ved hjælp af 1,4- og 1,6 alpha forbindelser. Disse bindinger, binder stivelses molekylerne sammen i lange uforgrenede kæder.

7

http://www.netdoktor.dk/madogkrop/artikler/kulhydrat.htm, anvendt d. 09/05 2007

Side 14

Side 14 af 47

Bioethanol

De fleste har et eller andet forhold til fænomenet ethanol, om de så er klar over det eller ej.

Ethanol, også populært kaldt alkohol, kan give en 100 hestes brandert, men kan også få bilens 100 hestekræfter til at fungere ved forbrænding.

Bioethanol har samme kemiske struktur, som traditionel ethanol, men opfylder derimod nogle andre skrappere krav. Nedenfor ses en på en ethanol molekyle afbilledet i 3D og samtidig også et billede af dens struktur;

Figur 2: Ethanol molekyle i 3D Figur 3: Ethanols struktur

For at ethanol kan kalde sig selv bioethanol, skal den være fremstillet af en fornybar ressource.

Det vil sige en råvare, som der kan dyrkes gang på gang, såsom f.eks. raps, halm eller majs.

Ca. 85 % af verdens bioethanol produktion forgår enten i Brasilien eller USA.

I Brasilien forgår det typisk ved hjælp af sukkerroer, mens det i USA er råvare, som hvede og majs.

Der findes to slags bioethanol – 1. generations og 2. generations.

Ligesom 1. generations bioethanol kendertegner sig ved at være produceret af råvare, som har andre primære formål, så er 2. generations det stik modsatte. Den bliver nemlig produceret af ting, som ikke kan bruges det, hverken føde til mennesker eller dyr. Det er ting, som majsstængler, sukkerroestængler, halm og træspåner. Fælles for dem alle er at der indgår en nedbrydelse af noget cellulose, hvor det f.eks. ikke er nødvendig med sukkerroer. [8]

8

http://en.wikipedia.org/wiki/Ethanol_fuel, anvendt d. 09/05 2007

Side 15

Side 15 af 47

Enzymer
9

Enzymer fungerer som en slags biologiske katalysatorer. En katalysator er et stof eller et molekyle, der uden selv at medvirke i en reaktion, fremskynder reaktions tidsforløb. Uden enzymer ville de biologiske processer der konstant forekommer i vores krop ikke foregå. Det samme ville sådan set gælde for alle andre levende organismer.

Samlet kaldes de biokemiske processer i en celle for cellens stofskifte. Der findes både de anabolske og de kataboliske. Vi kender ordet anabolske, når vi hører om ordet blive sat i sammenhæng med bodybuilder, eftersom at bodybuilder bygger deres egen krop op, er en anabolsk proces i kemisk forstand, selvfølgelig også en opbyggende proces. Den modsatte proces, den kataboliske, er den nedbrydende. Enzymerne indgår altså både i nedbrydelsen og opbyggelsen af stoffer og molekyler i vores krop.

I vores projekt gør vi også brug af enzymer, hvilket vi kommer nærmere ind på, men kan da allerede løfte sløret for at vi bruger dem i forbindelse med en kataboliske proces.

De enzymer der befinder sig i vores krop, er dannet i cellerne ved den proces der kendes som proteinsyntesen. De enzymer der bruges i industrien, eller i vores forsøg, er fremstillet på kemiskvis.

Enzymer består dog ikke udelukkende af proteiner, men besidder også en bestanddel kaldet enten co-faktor eller co-enzymet. Det kaldes co-faktoren, når bestanddelen er uorganisk(metalioner, f.eks.

jern, zink m.m.). Det kaldes et co-enzym når bestanddelen er organisk, det kan f.eks. være vitaminer der er optaget i kroppen. Når der er tale om et co-enzym, så reagere denne tit med det stof, som skal

omdannes.
10

Enzymerne er meget specifikke, dvs. hvert enzym virker oftest kun på en enkelt biokemisk reaktion. Derfor finder man i en typisk menneskecelle flere tusinde forskellige enzymer.

Det molekyle/stof et enzym virker på kaldes et substrat og det der dannes, kaldes for et produkt.
Alt efter hvilken type reaktion der er tale om (anabolisme/katabolisme) kan et til flere substrater

omdannes til et til flere produkter.

9

http://www.bioweb.dk/bioemner/enzymer/enzym_hvader.html, anvendt d. 09/05 2007

10

http://www.bioweb.dk/bioemner/enzymer/enzym_hvordan.html, anvendt d. 09/05 2007

Side 16

Side 16 af 47

Enzym- og substratmængden

11

Det der karakterisere en katalysator, hvilket et enzym er, er netop at det ikke opbruges i selve processen, derfor kan enzymet blive ved med at blive brugt. Der er derfor også kun brug for en lille mængde enzym i forhold til substratmængden.

Overordnet set vil det gælde at enzymaktiviteten vil stige proportionalt med en stigende enzymmængde. Men selvom at enzymerne ikke bliver opbrugt, så vil enzymerne alligevel opnå et punkt, hvor der er blevet tilføjet så meget af substratet(det enzymerne nedbryder), at alle enzymer er engageret i substratomdannelse. Enzymer er nu nået et punkt, hvor de er mættet og enzymaktiviteten har nået sit maksimum. Det maksimum kan så igen flyttes ved at tilsætte flere enzymer.

Figur 4: Viser at enzymaktiviteten stiger proportionalt med en stigende enzymmængde indtil alle enzymerne er engageret i substratomdannelsen.

Kilde: http://www.bioweb.dk/bioemner/enzymer/enzym_faktorer.html, anvendt d. 09/05 2007

11

http://www.bioweb.dk/bioemner/enzymer/enzym_faktorer.html, anvendt d. 09/05 2007

Side 17

Side 17 af 47

Temperaturens betydning for enzymernes aktivitet

Jo varmere omgivelserne omkring molekylerne bliver, jo hurtigere bevæger molekylerne sig mellem hinanden og jo større chance er der for at de støder ind i hinanden.

Det betyder derfor også at enzym- og substratmolekylerne i vores forsøg vil bevæge sig hurtigere imellem hinanden hvis vi lader temperaturen stige og chancen for at de støder sammen bliver derfor også større. Overordnet set kan man sige at enzymernes aktivitet og omdannelsen af stofferne stiger i takt med temperaturen stiger. Dog gælder dette kun til en bestemt temperatur – denne temperatur kaldes optimum temperaturen og det er denne temperatur hvor enzymaktiviteten er optimal.

Hvis temperaturen stiger efterfølgende vil der ske en denaturering. Et fald i enzymaktiviteten som skyldes at strukturen på enzymets proteindel ændres så enzymet ikke virker optimalt.

Figur 5: Viser at enzymernes aktivitet og omdannelsen af stofferne stiger i takt med temperaturen stiger indtil en bestemt temperatur som kaldes optimum temperaturen (i det viste tilfælde er dette lige omkring

40˚C).

Kilde: http://www.bioweb.dk/bioemner/enzymer/enzym_faktorer.html, anvendt d. 09/05 2007

Side 18

Side 18 af 47 pH’ens virkning på enzymet

Fra biologi ved vi at de mange forskellige enzymer virker bedst ved en bestemt pH.

Enzymaktiviteten vil logisk nok være lavere, under og over den bestemte pH.

Overordnet set kan man sige at jo længere væk man er fra enzymets optimale pH jo færre enzymmolekyler vil virke optimalt.

Figur 6: Viser et eksempel en pH optimum på 7. Man kan samtidig se at jo længere væk man er fra enzymets optimale pH jo færre enzymmolekyler vil virke optimalt.

Kilde: http://www.bioweb.dk/bioemner/enzymer/enzym_faktorer.html, anvendt d. 09/05 2007

Side 19

Side 19 af 47

Drivhuseffekten

1) Solen opvarmer jordoverfladen via kortbølgede varmestråler.

2) En del af disse solstråler bliver reflekteret tilbage og ud til atmosfæren.

3) Jorden udsender langbølgede varmestråler.

4) Varmestrålingerne bliver ”fanget” af drivhusgasserne som sender noget af varmen tilbage til jordoverfladen.

5) Vi mennesker undslipper også CO

2 som er med til at forstærke den globale opvarmning og drivhuseffekten.

Drivhusgasser:

Den vigtigste drivhusgas er kuldioxid (CO

2

), som hovedsagligt bliver dannet ved afbrænding af fossile energikilder. Derefter kommer metangas(CH), klor-flour-kulstofforbindelser (CFC-gasser)

4 og kvælstofilter (NOxèr) Men en anden vigtig faktor er vanddamp der jo forekommer naturligt, men alligevel fungerer som drivhusgas. Drivhusgasserne stiger op i atmosfæren hvor de påvirker temperaturen ved at indkapsle jorden således at der kun kan trænge varme ind i atmosfæren og ikke ud i universet (en teori).

Side 20

Side 20 af 47

Teknologianalyse

Figur 7: Teknologibegrebet som sammensat af brikker i et puslespil^{12}

Teknik:

For at kunne fremstille bioethanol som er vores produkt skal der benyttes destillationsudstyr og gæringsudstyr. Til dette skal der benyttes majsstivelse, sukker, gær, vand, enzymer mm. Til test af produktet skal der benyttes en Gas Chromotograf. Til dette benyttes en computer, injektionssprøjte og en printer.

Viden:

Viden er en vigtig faktor under hele projektet.

Fra fagene, Kemi B og Biologi C har vi erfaret en vis mængde viden som vi vil bruge til at forstå principperne og processerne i forsøgene og fremstillingen af bioethanolen.

Ved siden af dette vil vi få en teoretisk indsigt i tingene, ved at læse om de forskellige teknikker osv.. Denne viden vil vi hovedsageligt få fra Internettet men også fra forskellige bøger.

Vi vil under hele projektet tale med vores vejleder. Under hele projektet vil vi også bruge vores intuition. Dvs. vi skal kunne læse, søge information på nettet og benytte IT.

Organisation:

Vores organisation består af en gruppe på to personer.

Under fremstillingsprocessen vil vi koordinere organisationen sådan at vi deler arbejdet op i delprocesser. Vi er begge derfor afhængige af hinanden under alle processerne.

Under udarbejdelsen af rapporten, vil vi arbejde sådan at vi hver i sær tager ansvar for noget og når den del så er blevet lavet retter vi det i fællesskab for så senere at skrive det ind.

Til sidst skal det hele samles sammen så det følger en rød tråd.

Produktet:

Produktet er bioethanol. Produktet er materielt og kan fungere som erstatning for de fossile brændstoffer i transportindustrien så som benzin og diesel.

12

Teknologibegrebet er helhedsorienteret dvs. de forskellige dele hænger uadskilleligt sammen.

Side 21

Side 21 af 47

Produkt

Step 1 – Fermentering

Materialeliste

Bagergær 10 g/forsøg
Glukose 10 g/forsøg
Majsstivelse 10 g/forsøg
Vand 100 mL/forsøg

Vækstmedier

1 % yeast extract 1-1,3 g/forsøg
2 % peptone 2-2,5 g/forsøg

Enzym

0,2 % AMG 2-2,3 g/forsøg

Substratflaske 1 stk./forsøg
Gærings rør 1 stk./forsøg

Vægt 1 stk.

Side 22

Side 22 af 47

Forsøgsbeskrivelse – Fermentering

Alkoholgæringens bruttoproces

C6H12O6 🡪 2 CO + 2C_{2} H_{5} OH + energi

2

Glukose Kuldioxid Ethanol

Mw 180.1 g/mol 44.00 g/mol 46.05 g/ml

n 1 mol 2 mol 2 mol m 180.1 g 88.0 g 92.1 g

Teoretisk udbytte ved brug af 10 g glukose:

Glukose:180,1/18,01 = 10 g
Kuldioxid: 88,0/18,01 = 4,886 g
Ethanol: 92,1/18,01 = 5,114 g

Det vil altså teoretisk sige at hvis vi bruger 10 g glukose udleder vi 4,886 g kuldioxid og får 5,114 g ethanol ud af det ved en fuldstændig gæring.

10 g glukose 🡪 4,886 g kuldioxid og 5,114 g ethanol.

Det er ikke muligt at få lige nøjagtig 10 g glukose ud af 10 g majsstivelse, men det er meget tæt på og derfor tager vi udgangspunkt i alkoholgæringens bruttoproces ved brug af 10 g glukose når vi skal beregne det teoretiske udbytte.

Side 23

Side 23 af 47

Fermentering

C_{6} H_{12} O_{6} 🡪 2 CO_{2} + 2C_{2} H_{5} OH

13

Formålet med dette forsøg er at fremstille ethanol.

Vi brugte normalt bagergær, vis latinske navn er Saccharomyces cerevisiae.

Overstående reaktionsskema viser normal bagergærs omsætning af glukose til ethanol.

Det mest grundlæggende krav for at en fermentering, også kaldt en gæring, kan lykkes er, at der

ikke er ilt tilstede under processen.
14

Arbejder gæringen under anaerob forhold, så vil gæren fremstille alkohol.

Reaktionsskemaet ses ovenfor.

Hvis der er ilt tilstede, altså en aerob proces, så vil gæret blot danne CO_{2} og HO_{2};

reaktionsskemaet ses nedenfor;

C_{6} H_{12} O_{6} + 6O_{2} 🡪 6H_{2} O + 6CO_{2}

Den aerobe proces kaldes også for en respiration.

Da vi vil fremstille bioethanol, er det selvfølgeligt vigtigt at vores proces kommer til at forgår anaerob. Dog er det med de redskaber vi har fået stillet til rådighed, umuligt at få en fuldstændig anaerob proces. Det kræver at man har med langt mere teknologiske redskaber at gøre, såsom dem der findes på bryggerierne rundt omkring i verden.

Gær er små levende celler der er i familie med svampe.

På den måde kan man sige at cellerne ”ånder”, når de gør det dannes der kuldioxid og alkohol som biprodukt. Gæren har et bredt pH optimum mellem 3,6 – 6.

Alle vores kolber lå indenfor dette pH optimum så dette var optimalt.

Bagergærs optimum er et sted mellem 27˚ og 35˚C, men kan sagtens gære ved stuetemperatur.

Ved 40˚C ophører gærens vækst og ved 60˚C dræbes gærcellerne.^{15}

Vores kolber gærede ved 20˚C og 30˚C.

Vi valgte at bruge 10 g glukose/majsstivelse, 5 g bagergær og 100 ml vand til gæringen.

Vi tilsætter altså 5 gram gær, 10 g glukose/majsstivelse og 100 ml vand i en 500ml substratflaske,
en prop med gærlås, skal sikre den dannede CO_{2} kan slippe ud, men at der samtidigt ikke kan

slippe noget luft ind.

Vi lod nu kolbe 1. A, 3.A og kolbe 1.B stå ved stuetemperatur og kolbe 3.C ved 30°C i fire dage for at gære. Efter de fire dage testede vi for sukker i opløsningerne og tilsyneladende var der ikke mere i og gæringen var slut.

13

http://da.wikipedia.org/wiki/Fermentering, anvendt d. 09/05 2007

14

http://da.wikipedia.org/wiki/Anaerob, anvendt d. 11/05 2007

15

http://www.vom.dk/vismad2.asp?id=186, anvendt d. 11/05 2007

Side 24

Side 24 af 47

Enzymbehandling

Benyttet enzym: Producent:

AMG 300 L Novozymes

Stivelse er et kompleks kulhydrat, et såkaldt polysakkarid og det består af en lang kæde af sukkermolekyler (glukose).

AMG 300L kan både nedbryde 1,4- og 1,6 alphabindinger.

Det er disse to bindinger der vil forekomme i vores majsstivelse,

Det er svært at vide præcist, hvor meget enzym man skal tilsætte et substrat, når substratets præcise biokemiske struktur ikke kendes. Vi blev rådet til at benytte 0,2 % AMG 300 L.

Stof Mængde

AMG 300L 0,23 g~0,2g

Væske^{16} 115 g

16

10g majsstivelse, 5 g gær og 100 mL vand. (I nogen af substratflaskerne var der også vækstmedier i)

Side 25

Side 25 af 47

Fremgangsmåde

Kolbe 1.A:

1) 100 mL vand tilføres en substratflaske.

2) 10g glukose opløses i vandet samtidig med 5g bagergær smuldres deri.

3) Kolben inklusiv væsken vejes præcist af.

4) Der sættes en prop med et gæringsrør på kolben.

5) Kolben sættes til gæring ved stuetemperatur

Kolbe 3.A:

1) 100 mL vand tilføres en substratflaske.

2) 10g majsstivelse opløses i vandet samtidig med 5g bagergær smuldres deri.

3) 0,2 % AMG fra Novozymes tilføjes.

4) Kolben inklusiv væsken vejes præcist af.

5) Der sættes en prop med et gæringsrør på kolben.

6) Kolben sættes til gæring ved stuetemperatur

Kolbe 1.B:

1) 100 mL vand tilføres en substratflaske.

2) 10g glukose opløses i vandet samtidig med 5g bagergær smuldres deri.

3) Vækstmedier tilføjes (1 % yeast extract + 2 % pepton)

4) Kolben inklusiv væsken vejes præcist af.

5) Der sættes en prop med et gæringsrør på kolben.

6) Kolben sættes til gæring ved stuetemperatur

Kolbe 3.C:

1) 100 mL vand tilføres en substratflaske.

2) 10g glukose opløses i vandet samtidig med 5g bagergær smuldres deri.

3) 0,2 % AMG fra Novozymes samt vækstmedier tilføjes (1 % yeast extract + 2 % pepton)

4) Kolben inklusiv væsken vejes præcist af.

5) Der sættes en prop med et gæringsrør på kolben.

6) Kolben sættes i varmeskab ved 30˚C

Side 26

Side 26 af 47

Opstilling af forsøgsrække

Vækstmedier Temperatur ændring pH ændring

A B C D

10,0 g glukose; 5,0 g gær; 100 mL vand 1

1.A 1.B 1.C 1.D

Majsstivelse 10 g; Gær 5 g; Vand 100 g 2

2.A 2.B 2.C 2.D

Majsstivelse 10 g; Gær 5 g; Vand 100 g; AMG

(0,2%) 3

3.A 3.B 3.C 3.D

Opstilling af forsøg

Side 27

Side 27 af 47

Flowdiagram

Delkonklusion

Under gæringen opnåede vi at afgive den mængde CO der teoretisk var muligt.

2

Samtidig med dette fik vi omtrent udvundet, hvad der teoretisk er muligt at udvinde af ethanol, ud

fra den mængde sukker/majsstivelse, gær og vand vi brugte.

100 mL Η_{2} O tilføres i hver

af de fire substratflasker.

10g glukose/majsstivelse

opløses i vandet.

5g bagergær smuldres deri.

Kolberne inklusiv væsken vejes præcist af.

Klæde om til passende laborant tøj (kitler).

Der sættes en prop med et gæringsrør på kolberne.

Til kolbe 3. A & 3. C opløses 10 g glukose. opløses 10 g majsstivelse.

Til kolbe 1. A & 1. B

Til kolbe 3. A tilføjes

0,2 % AMG fra

Novozymes.

Til kolbe 3. C tilføjes

0,2 % AMG fra Novozymes samt vækstmedier (1 %

yeast extract + 2 %

pepton)

Til kolbe 1. B tilføjes Enzymet og

Vækstmedier (1 % yeast

extract + 2 % pepton)

Kolbe 1. A, 1. B & 3. A Kolberne sættes i sættes i varmeskab ved stuetemperatur (20˚C)

Kolbe 3. C sættes i varmeskab ved 30˚C vækstmedierne tilføres.

varmeskab.

Side 28

Side 28 af 47

Step 2 - Destillation

Materialeliste

Den gærede væske

Svalerør 1 stk./forsøg
Kolbe 2 stk./forsøg
Gummislanger 2 stk./forsøg
Vand 1 stk./forsøg
Stativ med kolbe greb 2 stk./forsøg

Forsøgsbeskrivelse - Destillation

Det første vi gjorde var at hælde gæringsmæskerne i hver deres substratflaske.

Derefter varmede vi mæskerne op til kogepunktet for alkohol (78,3˚C) – det der sker nu er at alkoholdampene ledes fra beholderen gennem et svalerør (afkøles) hvorefter alkoholdampene fortættes til væske (ethanol).

Fremgangsmåde

Kolbe 1.A:

1) Opsætning af destillationssystem

2) Kolben opvarmes så gæringsblandingen begynder at koge.

3) Ved hjælp af ”destilleringsstativet” tappes sprit over i en anden kolbe.

Kolbe 3.A:

1) Opsætning af destillationssystem

2) Kolben opvarmes så gæringsblandingen begynder at koge.

3) Ved hjælp af ”destilleringsstativet” tappes sprit over i en anden kolbe.

Kolbe 1.B:

1) Opsætning af destillationssystem

2) Kolben opvarmes så gæringsblandingen begynder at koge.

3) Ved hjælp af ”destilleringsstativet” tappes sprit over i en anden kolbe.

Kolbe 3.C:

1) Opsætning af destillationssystem

2) Kolben opvarmes så gæringsblandingen begynder at koge.

3) Ved hjælp af ”destilleringsstativet” tappes sprit over i en anden kolbe.

Side 29

Side 29 af 47

Opstilling af forsøg

Flowdiagram

Delkonklusion

Vi opnåede at destillere den forventede mængde ethanol på 4-6g

Gæringsmæskerne hældes i hver deres substratflaske.

Mæskerne varmes op til kogepunktet for alkohol

(78,3˚C).

Alkoholdampene ledes fra beholderen gennem et svalerør (afkøles).

Klæde om til passende laborant tøj (kitler).

Alkoholdampene fortættes til væske

(ethanol).

Side 30

Side 30 af 47

Step 3 – Test af produkt

Materialeliste

Gas Chromotograf 1 stk.

Injektionssprøjte 1 stk.

Den destillerede væske

Forsøgsbeskrivelse - Bestemmelse af ethanol indhold

Der findes flere metoder til bestemmelse af alkoholindholdet i en opløsning.

Den ene er, at benyttet en gaskromatograf, den anden er en kemisk bestemmelse.

Gaskromatograf er et udstyr, der kan bestemme forskellige bestanddele i en væske. Væsken sprøjtes ind i gaskromatografen, hvorefter den fordamper væsken og den tegner udslagene på et stykke papir. Det med papiret er en smule gammeldags, så i dag kan man også overføre dens resultater til en computer og dermed aflæse resultaterne.

Et specifikt stof vil i gaskromatografen give en kurve, med en specifik afstand fra toppen af kurven og ned til x-aksen. Man laver derfor først testen med en f.eks. ethanol, hvor man kender koncentrationen. Derefter tester man den væske, hvor koncentrationen af stoffet er ukendt, f.eks.

vores ethanolblanding.

Starter kurven omtrent ved den samme tid, forefindes de to samme stoffer i både den kendte og den ukendte opløsning.

Vi har valgt at benytte os af gaskromatograf-metoden til at bestemme ethanol indholdet.

Formålet med denne øvelse var at bestemme indholdet af ethanol i vores prøver.

Det første vi gjorde var at køre en prøve på 99,9 % ethanol isothermt igennem maskinen, for at maskinen havde noget at sammenligne med.

For at beregne, hvor stor alkohol procent der var i vores fire væsker lavede vi en standardkurve og til denne opsatte vi nogle prøver med forskellige alkohol procenter i som vi lavede Gas

Chromotografi over.

Opsætningen for prøverne til udarbejdelsen af standardkurven er som følger:

Prøve 1 Prøve 2 Prøve 3 Prøve 4 Prøve 5 Prøve 6 Prøve 7

Dest. H O (ml) 50 50 50 50 50 50 50

2

99.9 % eth. (ml) 0 0,5 1 1,5 2,5 3,5 5

Ethanol (%)

0 1 2 3 5 7 10

Alle prøverne lavede vi på naturvidenskabelig metode. Dvs. vi lavede Gas Chromotografi på hver af prøverne tre gange, for derefter at regne det gennemsnitlige areal ud (På denne måde sikrede vi os det bedste resultat).

I forbindelse med fremstillingen af vores standardkurve fandt vi ud af at Gas Chromotografen havde en vis fejlprocent. Den gennemsnitlige afvigelsesprocenten under fremstillingen af standardkurven var 4,2 % og for de forskellige prøver ligger afvigelsesprocenten i intervallet 0-8,2 %.

Afvigelse kan skyldes at Gas Chromotografen er meget følsom.

Side 31

Side 31 af 47

Standardkurven:

Figur 8: Standardkurven. Lineær regression lavet ud fra 7 punkter. Regression har en korrosionsværdi på 1, hvilket betyder at punkterne ligger meget præcist på funktion y(x).

Standardkurven fik ligningen: y(x)= 4.866·x+1.287.

Det næste vi gjorde var så at lave en gas chromotografi over vores egne produkter for at sammenligne og for at bestemme alkohol procenten i disse.

Koncentrationerne af vores produkter er derefter fundet ved at sætte forskriften y(x) lig med arealet af vores væsker og derved finde x.

Side 32

Side 32 af 47

Fremgangsmåde

Alle tingene blev gjort tre gange pga. vi arbejdede ud fra den naturvidenskabelige metode.

Kolbe 1.A:

1) Væsken omrøres.

2) 1 µl injekteres i Gas Chromotografen

3) Resultatet udprintes.

Kolbe 3.A:

1) Væsken omrøres.

2) 1 µl injekteres i Gas Chromotografen

3) Resultatet udprintes.

Kolbe 1.B:

1) Væsken omrøres.

2) 1 µl injekteres i Gas Chromotografen

3) Resultatet udprintes.

Kolbe 3.C:

1) Væsken omrøres.

2) 1 µl injekteres i Gas Chromotografen

3) Resultatet udprintes.

Opstilling af forsøg

Side 33

Side 33 af 47

Flowdiagram

Delkonklusion

Vi fik et godt resultat og en forholdsvis høj alkohol procent.

En prøve på 99,9 % ethanol køres isothermt igennem maskinen.

Vores ethanolblandinger injiceres enkeltvis i maskinen.

Blandingerne brændes af ved høj temperatur, så Stilles på 90˚C.

prøven fordamper.

Stofferne bevæger sig igennem kolonnen med forskellige hastigheder.

Klæde om til passende laborant tøj (kitler).

Stofferne identificeres af en detektor på den tid de har været undervejs.

1 µl af hver blanding injiceres.

De enkelte stoffer i blandingerne ledes gennem en kolonne.

Detektoren måler arealet af stofferne.

Så maskinen har noget at sammenligne med.

Printeren printer informationerne ud.

Side 34

Side 34 af 47

Beregninger

Gennemsnitsberegning af areal for ethanol indholdet i vores produkter

Side 35

  Gennemsnitslig fejlprocent er:


Proc  av I   A+ Proc av 3  A+ Proc av I  B+ Proc av 3 C
                                                        = 5.217

                           4


Beregning   af  ethanol  %  i vores produkter


  1.A

       Given


       3.592x 107 = 4.857x 10°-x + -9.316 x 10?


      Find (x) > 73.974296891085031913


     I kolbe 1.A var der 73,97 % ethanol


   Hvor mange  gram 99,9%  ethanol er der i vores opløsning 1.A (4,93q):


    0.7397-4.93 = 3.647


  3A

        Given


        2.77x 107 = 4.887 x 10°-x +-9.316x 10°


       Find (x) > 57.050269713815112209


      I kolbe 3.A var der 57,05 % ethanol


    Hvor mange  gram 99.9%  ethanol er der i vores opløsning 3.A (6,78g):


     0.5705-6.78 = 3.868


 1B

      Given


      3.735   107 = 4.857 x 10°-x + -9.316 x 10°


     Find(x) > 76.918501132386246654


     I kolbe 1.B var der 76,91 % ethanol


  Hvor mange  gram 99,9%  ethanol er der i vores opløsning 1.B (4,22g):


    0.7692-4.22 = 3.246


                                                                                                Side 35 af 47

Side 36

Side 36 af 47

Krav til produkt

Ethanolen skal være;

• Der skal fremstilles ethanol

• Over 50 %

• Miljøvenlig – Den skal være miljøvenlig.

Side 37

Side 37 af 47

Resultater

I prøve 1.A fik vi udvundet 3,65 g ethanol ud fra 10,0 g glukose, 5,0 g gær og 100 mL vand.

I prøve 3.A fik vi udvundet 3,88 g ethanol ud fra 10,0 g Majsstivelse, 5,0 g gær, 100 mL vand og

0,2 % AMG (Novo).

I prøve 1.B fik vi udvundet 3,25 g ethanol ud fra 10,0 g glukose, 5,0 g gær, 100 mL vand, 1% yeast extract og 2% pepton.

I prøve 3.C fik vi udvundet 3,23 g ethanol ud fra 10,0 g Majsstivelse, 5,0 g gær, 100 mL vand, 0,2

% AMG (Novo), 1% yeast extract og 2% pepton.

Side 38

Side 38 af 47

Diskussion

Ud fra teorien skulle vi have fremstillet 5,1 g ren alkohol (99,9 % ethanol) ud fra 10 g glukose.

Ved 10 g majsstivelse vil der i teorien også med de rigtige enzymer og forhold, blive fremstillet omkring 10 g mono- og disakkarider, hvilket er det samme som 10 g glukose. Vi må derfor gå ud fra, ved brug af 10 g majsstivelse ville vi teoretisk kunne fremstille 5,1 g ren alkohol.

Vi regnede ikke med vi ville få et resultat der var utroligt tæt på pga. der også er en vis mængde fusel med i vores blandinger.

Som man kan se i vores resultater opnåede vi i kolbe 3. A næsten det optimale resultat (det var på

3,87 g ren alkohol). I resten af kolberne fik vi også et utrolig pænt resultat.

Vores forsøg viser, at vækstmedierne yeast extract og pepton i den mængde vi havde taget ikke havde den store indflydelse.

Når vækstmedierne blev sat sammen med enzymet AMG 300 L fungerede disse ikke optimalt.

AMG 300 L havde derimod stor indflydelse på produkterne med majsstivelse. Dette var forventet.

Yderligere, kan vi ud fra forsøgene se, at temperaturen havde en vis indflydelse men processen, hvori temperaturen blev ændret, benyttede vi enzymet AMG 300 L samtidig med vækstmedierne

(kolbe 3.C) og dette var som beskrevet ovenover ikke succesfuldt.

Side 39

Side 39 af 47

Miljøvurdering

At benzin og diesel er skadeligt for miljøet er klart, men hvad bliver der gjort af staten for at begrænse dette? Staten har indført en række afgifter, de såkaldte grønne afgifter.

Formålet med de grønne er at påvirke virksomhedernes og forbrugernes beslutninger, så de tager mere hensyn til miljøet.

De grønne afgifter udgør om året pt. 4,5 pct. af den danske BNP [17]. Danmarks BNP var i 2003 211,9 mia. US$ [18] hvilket svare til omkring 1171,83 mia. danske kroner. 4,5 procent af dette svare til ca. til

52,7 milliarder kroner.

Danmark er et af de europæiske lande som har de højeste afgifter og dette er selvfølgelig med til positivt at begrænse CO -udslippet.

2

Forurening kommer dog ikke som en overraskelse for folk. Det er noget vi har været klar over har eksisteret i mange år, og tit ser folk på problemet, men der bliver sjældent gjort noget alvorligt ved det. Der er mange grunde til dette. En af grundene er at vi som menneske har svært ved at ændre på vores levemåde. Forurening kan sammenlignes med økologiske varer. Vi ved at de økologiske varer er renere end de almindelige varer og uden sprøjtemidler, men de er samtidig dyre, så ofte falder valget på de billigere produkter der måske er skadelige.

Det samme gælder for forurening, selv om at bioethanol er CO

2 neutralt, så skifter folk stadig ikke, der er selvfølgelig også andre grunde, fx at det endnu ikke er muligt at købe bioethanol på en dansk tankstation som det ser ud lige nu, men mange folk er ikke villige til at bruge de ekstra penge, og den ekstra tid som det måske tager, for at undgå at forurene miljøet unødigt.

Hvis vi ikke stopper med at forurene og udlede overflødigt CO

2 vil det få katastrofale konsekvenser for miljøet. Ved udveksling af CO

2 fx vil der ske en drivhuseffekt som vil forvolde skade i form af global opvarmning, regionale klimaskift og ekstreme vejrsituationer. Det vil få konsekvenser i form tab af menneskeliv, tab af økosystemer, tab af levesteder, tab af kulturelle værdier, tab af afgrøder, tab af arter og til sidst resultere i ringere sundhed og faldende levealder.

Jordens klimasystem er meget kompliceret. En ydre påvirkning af klimaet kan medføre både selvforstærkende og selvsvækkende processer. Eksempelvis vil en øget drivhuseffekt, der starter en opvarmning af jordoverfladen og den nedre atmosfære, starte fænomener, som:

En højere temperatur i arktiske egne vil smelte sne og is. Dermed er der mindre tilbagestråling af sollys tilbage til verdensrummet; dette medvirker dermed til at opvarme Jordens overflade.

Ergo vil vindforholdene ændre sig i et varmere klima på grund af en kunstig påvirkning fra menneskenes side! Konsekvensen af denne ændring vil være en øget fordampning og dermed afkøling ved overfladen hvilket resulterer i et større skydække, da atmosfæren kan indeholde mere vanddamp.

Konklusionen må være at(hvis denne problematik er den, der styrer varmeforholdene på jorden) hvis vi fortsat slipper så mange drivgasser ud, som det er tilfældet lige nu, vil polerne smelte og det vil få katastrofale følger for de landområder som ligger lavt i forhold til havet.

17

http://www.skm.dk/tal_statistik/skatter_og_afgifter/675.html, anvendt d. 15/05 2007

18

http://www.leksikon.org/art.php?n=3072&t=257, anvendt d. 15/05 2007

Side 40

Side 40 af 47

Figur 10: Atmosfærens koncentration af CO_{2} siden 1975 og frem til år 2000.
Kilde: The WMO World Data Centre for Greenhouse Gases, anvendt d. 15/05 2007

Figur 9: Udviklingen i den globale middeltemperatur (lufttemperaturen ved jord- og havoverfladen) år for år siden 1860 i forhold til gennemsnittet for perioden

Den sorte kurve er en udglatning af de samme data.

Kilde: Climate Research Unit, University of East Anglia., anvendt d. 15/05 2007

Side 41

Side 41 af 47

Perspektivering

Hvis vi skulle arbejde videre med projektet kunne vi yderligere have undersøgt og lavet analyser over vores bioethanol for at finde ud af hvilke andre stoffer der evt. var i.

Vi kunne i samme anledning have destilleret noget mere på vores produkt for at gøre dette renere.

Vi kunne også have benyttet en anden type gær til gæringen og i sammen anledning kunne vi have benyttet et andet enzym.

Samtidig med dette kunne vi have prøvet vores bioethanol i en bil for at se om dette ville virke.

Vi kunne også have besøgt et firma der fremstillede bioethanol for at se hvordan det fungere i industrien og sammenligne med vores egen fremstilling.

Side 42

Side 42 af 47

Evaluering

Vi synes at projektet har været en succes.

Ikke mindst fordi vi fik fremstillet bioethanol, men også fordi vi lærte en masse nyt undervejs.

Teknologi er et utrolig spændende fag i sig selv, hvori måden man arbejder på især tiltaler os og i dette projekt kombinerede vi dét med fagene Biologi og Kemi, som for os begge var en udfordring.

Biologi afsluttede vi i 1g og det gjorde bl.a. at vi skulle i gang med at lære noget helt nyt stof og teori – dette mener vi er lykkedes og vi er den dag i dag en del klogere på enzymer, gæring, destillering mm..

Kemien bag processerne var også spændende at arbejde med.

Ingen af os er specielt gode til faget, så vi må sige at det også har været en udfordring.

Hvis vi skulle tage fat i noget der måske godt kunne have blevet gjort bedre, så må det være at vi kom lidt sent i gang. Dette var pga. vi ville finde det helt rigtige projekt og noget vi ville blive udfordret i.

Alt i alt et succesrigt, lærerigt og spændende projekt.

Side 43

Side 43 af 47

Kildekritik

I faget Kommunikation og IT har vi lært, hvordan man på bedste vis laver informationssøgning og forholder sig kritisk overfor de fundne kilder og denne viden har vi brugt som et værktøj til dette afsnit.

Pga. de uendelige muligheder af vidt forskellig kvalitet, når man søger informationer på Internettet valgte vi, for at få det bedste resultat af vores informationssøgning at starte med at lægge en søgestrategi, hvori vi gjorde det op med os selv hvilke kilder vi var interesseret i og hvor det var smartes at starte søgningen.

Vi afpassede vores strategi til, at det var en større opgave med lang afleveringsfrist og på baggrund af det kunne vi lave en grundigere informationssøgning, inden vi gik i gang med at skrive.

Ligeledes søgte vi undervejs i skriveprocessen, da vores nye viden om emnet betød at vi fandt nye indfaldsvinkler og materiale, som vi overså eller ikke fandt relevant i første omgang.

Vi har brugt Madsen, Preben mfl.: Teknologi HTX-Grundbog, Erhversskolernes forlag 1998 og

Larsen, Peter mfl.: Problemer og teknologi, Systime 2005 som vores primær kilder igennem eksamensprojektet til opbygning af rapporten og indholdet deri.

Vi brugte Internettet, herunder Energy and Transport afdelingen fra Europa kommissionen,

International Energy Agency, Bioweb, Netdoktoren og Wikipedia som vores sekundære kilder, og så brugte vi søgemaskinen Google til at finde illustrationer.

En anden vigtig ting ved siden af vores søgestrategi var vores metode til at vurdere kvaliteten og troværdigheden af de oplysninger vi fandt.

Her gjorde vi det bl.a. til et krav, at vurdere en hjemmesides troværdighed, inden vi brugte den funden information fra den, og altid at angive kilden korrekt.

I og med vi skulle lave en aflevering i teknologi om Bioethanol (Kemi og Biologi) vurderede vi at

det ville give et bedre resultat, hvis vi søgte i biologi/kemi databaser såsom Bioweb og Netdoktoren

i stedet skrive et søgeord på Google eller en af de andre store søgemaskiner.

På baggrund af at vi tidligere i undervisningsforløbet har gjort brug af Netdokteren samt, at mere end 100 af Danmarks mest fremtrædende læger, speciallæger og andre eksperter skriver, redigerer og opdaterer indholdet på Netdoktor.dk vurderede vi at det var en brugbar kilde. [19]

På baggrund af at Bioweb laves af Ole Djurhuus som fra 1994 til 2000 var gymnasielærer på Herlev Gymnasium, Biologi og Idræt som hovedfag og som siden 2000 har arbejdet med E-learning og været ansat på Pharmakon (i apotekerbranchen) og hos Novo Nordisk vurderede vi at det var en

           20
brugbar kilde.

På baggrund af at IEA er en anerkendt international energi agentur som består af omkring 150 energi eksperter fra 26 medlemslande vurderede vi at det var en brugbar kilde. [21]

På baggrund af at Energi og Transport er en afdeling under Europa kommissionen vurderede vi at

det var en brugbar kilde.^{22}

19

http://www.netdoktor.dk/om.htm – Siden blev brugt til at vurdere Netdoktors troværdighed og professionalisme.

anvendt d. 17/05 2007
20

http://www.bioweb.dk/ombioweb.php – Siden blev brugt til at vurdere Biowebs troværdighed og professionalisme.

anvendt d. 17/05 2007
21

http://www.iea.org/Textbase/about/index.asp – Siden blev brugt til at vurdere IEAs troværdighed og
professionalisme. anvendt d. 17/05 2007

Side 44

Side 44 af 47

Til illustrationer og billeder gjorde vi brug af søgemaskinen Google.

Vi havde i forvejen sat os ind i søgemaskinens søgevejledning og søgeteknikker således dette ikke skulle tage ekstra tid fra vores eksamensperiode. Her fandt vi ud af, hvordan vi udførte vores søgning på den mest hensigtsmæssige måde, så vi kunne opnå de bedste søgeresultater.

Deres enestående søgeteknologi, adskiller dem fra andre søgemaskiner ved at undersøge hele

linkstrukturen på Internettet og derefter afgøre, hvilke af billederne/siderne der er de vigtigste.

Teknologien kombinere søgeordets vigtighed og relevansen dertil og på baggrund af det, er Google i stand til at vise de mest relevante billeder først, som gør at man ikke skal til at lede 10.000 billeder igennem før man finder noget man kan bruge. [23]

Wikipedia er en encyklopædi på over 250 sprog, som skrives af frivillige bidragydere fra hele verden. Umiddelbart lyder dette ikke til at være en særlig god kilde, men pga.

Wikipedias retningslinjer som fx lyder på at skribenterne på retfærdig vis skal repræsenterer alle synsvinkler af en sag med en objektiv synsvinkel samt det faktum at ledelsen bag Wikipedia har ansatte, der validere teksterne der bliver lagt derind efterfølgende gjorde, at vi vurderede hjemmesiden til at være en brugbar kilde. Samtidig skal det også siges at der ofte, hvis ikke altid er henvisninger (kilder) til hvor informationerne kommer fra artiklerne. [24]

22

http://ec.europa.eu/dgs/energy_transport/index_da.html – Siden blev brugt til at vurdere Energi og Transport er en

afdelingens troværdighed og professionalisme. anvendt d. 17/05 2007
23

http://www.google.dk/intl/da/corporate/tech.html – Siden blev brugt til at vurdere Googles troværdighed og

professionalisme. anvendt d. 17/05 2007
24

http://da.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Forside – ”Information og vejledning” – Siden blev brugt til at vurdere
Wikipedias troværdighed og professionalisme. anvendt d. 17/05 2007

Side 45

Side 45 af 47

Konklusion

Vores indgangsvinkel til hele projektet har været at fremstille bioethanol af majsstivelse som skulle kunne bruges som alternativt brændstof til transportindustrien. Dette må siges er lykkedes.

Vi fremstillede i alt fire portioner bioethanol med en rimelig høj alkohol procent.

Vi kan konkludere at et motordrevent køretøj kan indeholde op til 10 % ethanol i brændstoffet og stadig fungere. Nogle miljøbiler kan endda køre på helt op til 85 % ethanol.

For at forbedre kvaliteten af ethanolen skal man benytte sig af det rette enzym og den rette enzymmængde. Yderligere er det vigtigt, at gæringen finder sted under de optimale forhold.

Udslip af CO vil øge drivhuseffekten, hvilket med tiden vil resultere i katastrofale konsekvenser

2 for miljøet. Med bioethanol som alternativt brændstof til transportindustrien vil man i store træk hjælpe med at dette ikke sker.

Bioethanol har ingen påvirkning af miljøet idet det er en del af et lukket kredsløb.

For samfundet vil erstatningen betyde, at det bliver billigere at køre bil, og miljøet vil blive sundere og renere.

Ved hjælp af gæring kan man fremstille ethanol.

Side 46

Side 46 af 47

Litteraturliste

Madsen, Preben mfl.: Teknologi HTX-Grundbog, Erhversskolernes forlag 1998.

Larsen, Peter mfl.: Problemer og teknologi, Systime 2005.

Billede 1: http://yachtcharterfinder.com/images/4326/benzin.jpg
Anvendelses dato: 14/04 2007

Billede 2: http://www.roulonspropre-roulonsnature.com/wp-content/uploads/shema_CO2.gif
Anvendelses dato: 15/04 2007

http://en.wikipedia.org/wiki/Ethanol_fuel
Anvendelses dato: 12/04 2007

http://europa.eu.int/comm/energy_transport
Anvendelses dato: anvendt d. 12/04 2007

http://europa.eu.int/comm/research/energy/index_en.htm
Anvendelses dato: anvendt d. 14/04 2007

http://www.iea.org/

Rapport af Fulton, Lew, IEA (International Energy Agency) 2002

Anvendelses dato: 15/04 2007

http://www.oliebranchen.dk/Pro/Biobr%C3%A6ndstoffer/Biobr%C3%A6ndstoffer%20i%20benzin
%20og%20diesel/E85.aspx
Anvendelses dato: anvendt d. 19/04 2007

http://www.torvet.dk/products/productinfo.aspx?ExtProductID=137902
Anvendelses dato: anvendt d. 24/04 2007

http://www.netdoktor.dk/madogkrop/artikler/kulhydrat.htm
Anvendelses dato: anvendt d. 09/05 2007

http://en.wikipedia.org/wiki/Ethanol_fuel
Anvendelses dato: anvendt d. 09/05 2007

http://www.bioweb.dk/bioemner/enzymer/enzym_hvader.html
Anvendelses dato: anvendt d. 09/05 2007

http://www.bioweb.dk/bioemner/enzymer/enzym_hvordan.html
Anvendelses dato: anvendt d. 09/05 2007

http://www.bioweb.dk/bioemner/enzymer/enzym_faktorer.html
Anvendelses dato: anvendt d. 09/05 2007

Side 47

Side 47 af 47

http://da.wikipedia.org/wiki/Fermentering
Anvendelses dato: 09/05 2007

http://da.wikipedia.org/wiki/Anaerob
Anvendelses dato: 11/05 2007

http://www.vom.dk/vismad2.asp?id=186
Anvendelses dato: 11/05 2007

http://www.skm.dk/tal_statistik/skatter_og_afgifter/675.html
Anvendelses dato: 15/05 2007

http://www.leksikon.org/art.php?n=3072&t=257
Anvendelses dato: 15/05 2007

http://www.netdoktor.dk/om.htm
Anvendelses dato: 17/05 2007

http://www.bioweb.dk/ombioweb.php
Anvendelses dato: 17/05 2007

http://www.iea.org/Textbase/about/index.asp
Anvendelses dato: 17/05 2007

http://ec.europa.eu/dgs/energy_transport/index_da.html
Anvendelses dato: 17/05 2007

http://www.google.dk/intl/da/corporate/tech.html
Anvendelses dato: 17/05 2007

http://da.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:Forside
Anvendelses dato: 17/05 2007