Etanol Nedir, Nerede Kullanılır?

Etanol, bir alkol türüdür. Alkollü içeceklerin hammaddesi olan etanol, araç yakıtlarında karışım olarak da kullanılmaktadır.

Etanol, hem alkol hem de yakıt olarak kullanılabilen bitkisel, yanıcı, renksiz, kimyasal bir bileşiktir. Organik bileşikler sınıfında yer alan etanol, alkollü içeceklerde kullanılan tek alkol türüdür. Genellikle şeker kamışı ve mısırdan üretilen etanolun üretiminde farklı bitkiler de kullanılabiliyor. Etanol, özellikle alkollü içeceklerin hammaddesi konumunda organik bir bileşiktir. Kullanım alanlarına göre etanolu biraz yakından tanıyalım.

Etanolun Özellikleri Nelerdir?

Diğer adı “etil alkol” olan etanolun saf hali sıvı, berrak, renksiz ve karakteristik bir kokuya sahiptir. “Bitkisel alkol” olarak da bilinir. Şeker kamışı ve mısır gibi bitkilerden üretilen etanole “biyoetanol” adı verilir. Daha verimli olması sebebiyle mısır yerine şeker kamışı ve pancarı etanol üretiminde daha çok kullanılır. Etanol, eten ve asetilen kullanılarak kömür, doğalgaz ve kalsiyum karbit gibi kaynaklardan ve petrol ürünlerinin çeşitli reaksiyonlarından da elde edilebiliyor. Su karıştırıldığında bile mavimsi bir alevle yanabilir; suyla karışınca hacmi küçülür.

Biyokütleler ve selüloz atıkları gibi çok sayıda bitki ve besin kaynağından üretilebilen etanolun elde edilmesi için kullanılan bitkilerden bazılarını şöyle sıralayabiliriz: Şeker kamışı ve pancarı, dallı darı, kenevir, arpa, buğday, hububatlar, Gine mısırı, mısır, mısır koçanı, tahta, patates, manyok, ayçiçeği, meyveler, kâğıt, saman, kesik süt, pamuk, melas…

Etanolün özgül ağırlığı 20 derecelik bir ortamda 0,789 gcm3’tür. Kaynama noktası 78,4 derece, donma noktası da -114,5 derecedir. Etanolun moleküler formülü: C2H6O, C2H5OH veya EtOH olarak 3 farklı şekilde ifade edilir.

Etanol ve Saf Etanol Nasıl Elde Edilir?

Etanol üretiminde genel olarak bitki kaynağının rafine edilmesi, nişasta haline getirilmesi, sıvılaştırılması, sakarifikasyon yani hidroliz yöntemi kullanılarak nişastanın glikoza dönüştürülmesi, mayalanması, damıtılması gibi adımlar izlenir. Mayalanma veya fermentasyon yöntemi ile etanol üretilmesi durumunda suda çözülmüş etanol elde edilir. Alkollü içeceklerde kullanılan etanol, fermentasyon yöntemi ile elde edilmektedir. Ancak etilen hidrasyonu yöntemi ile etanol üretimi fermentasyona göre daha ekonomik olduğu için bu yöntem de tercih edilir hale gelmiştir. Yakıt olarak kullanılabilmesi için de saf etanol elde edilmesi gerekir.

Saf etanol elde etmek için bazı kimyasal işlemler uygulanır. Çünkü etanol, uygulanan damıtma işlemi sonrası sudan tamamen arınamaz. Basit damıtma işlemlerinden sonra etanol yüzde 4 oranında su içerir. Etanolu sudan kurtararak saf halini elde etmek için su, benzen ve alkol damıtılır. Damıtma işlemi su ve benzen ortadan kalkıncaya kadar devam ettirilir. En son işlemde saf etanol ve etil alkol elde edilir. Saf etanol elde etmek için bazı durumlarda ve laboratuar ortamlarında magnezyum, kalsiyum ve kalsiyum oksit yani kireç gibi maddeler kullanılarak sudan arındırılır. Kuru tuzdan geçirilen etanolun sudan arındırılması yöntemi de kullanılabilmektedir.

Endüstride kullanılan etanole piridin ve metanol gibi bazı zehir maddeleri karıştırılır. Endüstride kullanılan etanol, alkollü içeceklerde kullanılan etanole göre daha ekonomiktir.

Etanol Nerelerde Kullanılır?

Etanol, ağırlıklı olarak alkollü içeceklerde ve araç yakıtı formunda kullanılır. Ancak başka kullanım alanları da var. Mesela termometre sıvısı olarak kullanılmasının sebebi sıcak ortamlarda hacminin büyümesidir. Renksiz olduğu için bir tür boya ile sıvı seviyesinin görünmesi sağlanır.

Etanol veya etil alkol aynı zamanda çok iyi bir çözücüdür. Bu sebeple parfümeri sektöründe ve esanslarda çok sık kullanılır. Vitamin şuruplarında da çözücü olarak kullanılmaktadır. Kimya endüstrisinin de önemli bir bileşiği olan etanol, organik bileşiklerin üretiminde başlangıç maddesi olarak da kullanılır.

Sarhoş edici maddeler içerdiği için alkollü içeceklerin hammaddesi olan etanolun geçmişinin Neolitik döneme kadar gittiği tahmin edilmektedir. Hatta Kuzey Çin’de 9000 yıllık bazı içki kaplarında kurumuş etanol bulunması, etanolun o dönemlerde bile içki olarak kullanıldığı tahminlerine yol açmıştır. İslam bilginleri, damıtma yöntemini bularak etanolu saf bir bileşik olarak elde etmiştir. M.S 700 ve 800’lü yıllardan kalma bazı kaynaklarda şarabın damıtılarak yanıcı buhar elde edildiğine dair bazı bilgiler yer almaktadır. 1800’lü yıllarda da bazı kimyagerler tarafından etanolun kimyasal formülü keşfedilmiş, çeşitli reaksiyonları denenmiştir.

Etanol, Petrole Alternatif mi?

Petrol gibi sıvı akaryakıt kaynaklarının giderek azalması ve petrol fiyatları ülkeleri farklı alternatiflere yöneltiyor. Hidrojen yakıtı günümüzde öne çıkan alternatiflerden. Peki, etanol de araçların yakıtı için alternatif olabilir mi? Etanolun yakıt olarak kullanılması için Amerika Birleşik Devletleri (ABD), Çin, Brezilya ve Kolombiya’da çeşitli programlar ve projeler uygulanıyor. Avrupa Birliği (AB) ülkelerinde de biyoyakıtı teşvik eden yasal düzenlemeler ve teşvikler yapılıyor.

Bazı araçlarda belli oranlarda etanol kullanılabiliyor. Motor yakıtlarına katkı maddesi olarak da katılabilen etanol, tek başına yakıt olarak da kullanılabiliyor. Ancak bunun bazı şartları var. Çevre sorunlarını ve hava kirliliğini önlemek, akaryakıt maliyetlerini ve tüketimini azaltmak için benzinle karıştırılarak kullanılabilmektedir. Genellikle “E10” ve “E85” olarak bilinen karışımlar yüzde 10 ve yüzde 85 oranlarında etanol içerir. Etanol içeriği arttıkça motorlar için uygunluğu azalmaktadır. Bu sebeple katkı maddesi olarak belli bir oranın üzerinde kullanılmamaktadır. Saf etanolun oktan oranı da benzine göre çok daha yüksektir. Örneğin; saf benzin yakıtı kullanan bir araçta saf etanol yakıtı kullanabilmek mevcut karbüratörden yaklaşık yüzde 40 daha büyük bir karbüratör kullanmak gerekir. Modifiye edilmemiş motorlarda hiçbir işlem yapmadan etanol veya katkılarını kullanabilmek için yüzde 10-30 arasında bir etanol karışımı yeterlidir. Yeni nesil motorlar etanol katkıları dikkate alınarak uygun özelliklerde üretilmektedir.

Biyoetanol, fosil yakıtlara göre daha çevreci ve ekonomiktir. Ancak etanol elde etmenin maliyetleri düşünüldüğünde fosil yakıtlara bağımlılık devam edecek gibi görünüyor. Çünkü etanol üretmek için kullanılan teknolojiler harcanan emeği karşılayacak kadar gelişmiş değil. Mevcut teknolojilerle etanol elde etmek için harcanan enerji, etanolden elde edilen enerjinin yaklaşık yüzde 70’ine tekabül ediyor. Bu sebeple etanol yakıtlar veya biyoetanol, fosil yakıtlarla rekabet edebilecek güce sahip değil. Ancak farklı teknolojilerin devreye girmesiyle etanol önümüzdeki yıllarda farklı bir akaryakıt ürünü olarak gündeme gelebilir.

Son tahlilde şunu net olarak söyleyebiliyoruz: Etanol, mevcut fosil akaryakıtlara henüz alternatif değildir. Etanol karışımı olan akaryakıtların daha fazla yakıt tüketimine yol açması da etanolu alternatif yakıt olmaktan çıkarıyor. Yani akaryakıtta etanol oranı arttıkça normal şartlar altında gidilen yol yaklaşık yüzde 40 daha az oluyor. Bu da yakıt tüketimini artırıyor. Sadece çevreci ve motora katkılarının olması maalesef etanolu tek başına yakıt olarak kullanmaya olanak vermiyor. Bu sebeple motoru modifiye edilmiş, yüksek performans gerektiren araçlarda etanol katkısı yüksek yakıtlar tercih edilmektedir. Özellikle ralli araçlarında etanol karışımlı yakıtlar çok sık kullanılmaktadır. Normal motorlu araçlarda da motorun yapısına göre etanol kullanımı sınırlıdır. Bazı otomotiv uzmanları standart motorlarda kullanılan yakıtlardaki etanol karışımlarının yüzde 5’i geçmemesi gerektiğine dikkat çekmektedir.

Ayrıca etanol üretmek için daha fazla verimli toprak, daha fazla su ve daha fazla besin tüketimi yapmak gerekiyor. Fosil yakıtlara göre çok daha az karbondioksit salınımı yapsa da etanol üretiminin zorluğu çevreci olmasını da tartışmalı hale getirmiştir.