Nebraska tuotti vuonna 2019 1,81 miljardia bushelia maissia. Etanolin tuotantoon menee noin 790 miljoonaa bushelia. Kuva kohteliaisuus F. John Hay

Maissi Viljaa, kuten Etanolin Raaka-aineeksi

Käyttöönotto
Maissi (Zea Mays) on suosittu raaka-aine etanolin tuotanto yhdysvalloissa, koska sen runsaus ja suhteellinen helppous muuntaminen etyylialkoholi (etanoli). Maissi ja muut korkea tärkkelyksen jyvät on muunnettu etanoli tuhansia vuosia, mutta vasta viime vuosisadalla on sen käyttö polttoaineena huomattavasti laajennettu., Muuntaminen sisältää hionta, ruoanlaitto entsyymien, käyminen hiivalla, tislaus poistaa vettä. Polttoaine-etanolin kaksi vaihetta ovat mukana; molekyyli-seulan poistaa kaikki vesi ja denaturointi tehdä etanolia juomakelvotonta.

Nykyiset Mahdollisuudet Käyttää Biopolttoaineita,

Maissi viljaa on hyvä biopolttoaineen raaka-aineeksi, koska sen tärkkelyspitoisuus ja suhteellisen helppo muuntaminen etanolia. Infrastruktuuri maissin istuttamiseksi, korjaamiseksi ja varastoimiseksi massamäärin hyödyttää maissin etanoliteollisuutta., Toisin kuin sokeriruoko, jossa puristetaan sokeri, vesi voi olla suoraan käynyt, maissi tärkkelys on keitetty alfa ja gluko-amylaasi-entsyymit muuntavat tärkkelyksestä yksinkertaisia sokereita. Selluloosapitoiset raaka-aineet ovat jopa vastahakoinen ja vaativat aikaa ja energiaa muuntaa yksinkertaisia sokereita.
kongressin vuonna 2007 asettaman uusiutuvan polttoaineen standardin (RFS-2) mukaisesti viljapohjainen etanoli voi muodostaa 15 miljardia gallonaa vuodessa 36 miljardista gallonasta. Etanolin tuotantokapasiteetti on 14,7 miljardia gallonaa vuonna 2015, kun se vuonna 2009 oli 10,6 miljardia gallonaa vuodessa (eia.gov).
maissintuotanto Yhdysvalloissa., ennätyslukemiin vuonna 2014 ylsi 14,2 miljardia bushelia (National AG Statistics Service). Käyttämällä maissi etanolia muuntaminen 2,8 litraa etanolia alkaen vakka maissi yhteensä YHDYSVALTAIN tuotanto maissi voi tuottaa noin 38 miljardia litraa etanolia, joka antaisi noin 26% meidän 137 miljardia gallonaa vuodessa bensiinin kulutus (Energy Information Administration). Kaiken maissimme käyttäminen etanoliin ei ole realistista, eikä sitä ole ehdotettu. 15 miljardin gallonan luominen RFS-2: n alle vaatisi 5,4 miljardia bushelia eli noin 39 prosenttia vuoden 2015 maissisadostamme., Kolmannes maissi kirjoittamalla etanoli biojalostamo tulee jättää mahdollisimman tislaajia jyvät, jotka voidaan korvata maissi karjan, sikojen ja siipikarjan ruokavalion. Tämä maissin korvaaminen tislaajien jyvillä muuttaisi lukumäärää. Se vaatisi 27 prosenttia vuoden 2015 maissisadostamme. Kun sadot kasvavat tasaisesti, Yhdysvallat voi lisätä etanolin tuotantoa laajentamatta sitä uusille hehtaareille.
Biologia ja Sopeutumista
Maissi (Zea Mays) on peräisin Keski-Amerikan ensimmäinen kesyttäminen väitetty olevan Tehuacan Laaksossa Meksikossa., Levittäytymisestä koko Pohjois-Amerikan mantereelle tuli tärkeä viljelykasvi varhaisille amerikkalaisille. Huipussaan vuonna 1917, 111 miljoonaa hehtaaria maissia istutettiin Yhdysvalloissa tänään maissi istutetaan monissa osissa maailmaa ja monissa osavaltioissa Yhdysvalloissa Etelä-Pohjois-Dakotasta Texasiin ja itään New Yorkiin. Maissi on hyvin sopeutunut kasvamaan 50-86 Fahrenheit (Hoeft et. al. 2000). Tuottaa viljaa, maissia käyttää noin 22 tuumaa vettä joka edellyttää 12-20 tuumaa sade tai kastelu kasvukauden aikana., Monet ylemmän Keskilännen osat soveltuvat hyvin viljelemään maissia, ja tätä aluetta kutsutaan joskus maissivyöksi.
Tuotannon ja Maatalouden Tiedot
Maissi ylemmässä Keskilännessä on kylvetään Maalis-Toukokuussa ja korjataan syyskuun ja marraskuun useimpina vuosina. Suurin osa maissi istutettu tänään on geneettinen vastustuskyky rikkakasvien ja jotkut hyönteiset nämä piirteet aids tuottajien valvonta rikkaruohot ja hyönteiset. Siemenkestävyydessä genetiikka on seurausta geenitekniikasta ja kasvinjalostuksesta. Suuri osa maissivyöhykkeestä pyörittää maissintuotantoa soijapavuilla tai vehnällä., Nämä rotaatiot rikkovat rikkakasvien ja hyönteisten syklejä ja vähentävät tuotantokustannuksia. Maissi reagoi parhaiten erittäin hedelmälliseen maaperään lisälannoitteella, jota käytetään useimpina vuosina. Lannoite voi olla epäorgaaninen kemiallinen lannoite tai lanta. Tärkeimmät maissin tarvitsemat ravinteet ovat typpi, fosfori ja kalium. Epäorgaanisten typpilannoitteiden tuotanto on erittäin energiaintensiivistä, ja sen seurauksena typen lannoite on lähes 30% energian tuloa maissi tuotanto (BESS 2009). Muita merkittäviä panoksia ovat kastelu ja Viljan kuivaus., Pienempiä mutta silti merkittäviä energiapanoksia maissintuotantoon ovat traktoreiden dieselpolttoaine, kuljetus, sadonkorjuu sekä tuholaistorjunnan kemikaalit ja käyttö.
potentiaaliset sadot
keskimääräinen maissituotto valtakunnallisesti oli 167,5 bushelia hehtaarilla vuonna 2015. Maissintuotanto on kasvanut vuodesta 1940 noin 2 bushelia hehtaarilla vuodessa (NASS 2009). Tämä kasvu jatkuu todennäköisesti myös tulevaisuudessa, ja jotkut ennustavat, että tuottosuuntaus kasvaa nopeammin biotekniikan ja jalostuksen edistymisen vuoksi. Etanolin saanto hehtaaria kohti olisi 462 gallonaa hehtaarilta 165 viljapensaasta., Hehtaarin sokeriruo ’ osta voi saada noin 35 tonnin tai noin 560 gallonan etanolin (Hofstrand, 2009).
Tuotantohaasteet
maissin tuotantoa siunataan lähes 100 vuoden infrastruktuurin rakentamisella ja tutkimuksella. Tuottajilla on paljon tietoa ja kokemusta maissin viljelystä. Tämä infrastruktuuri ja viljelijäosaaminen tekevät maissista luonnollisen viljelykasvin laajennettuihin käyttötarkoituksiin, kuten etanoliin. Korkeat tuotantokustannukset ja suuret tuotantopanokset tekevät maissista kuitenkin erittäin intensiivisen sadon. Muut bioenergiakasvit voivat olla vähemmän intensiivisiä ja vaativat vähemmän tuotantopanoksia., Kustannuksia ja voittoa hehtaaria kohti on verrattava, sillä talous on merkittävä tekijä päätettäessä, mikä sato on paras. Toisen sadon kasvattaminen hehtaarilla, jossa maissia voitaisiin viljellä, on riski, jota kutsutaan mahdollisuuskustannuksiksi. Riskejä voi sisältyä; uusi rajaus järjestelmä, ei sadonkorjuun, kuljetuksen tai varastoinnin infrastruktuuria ja myös ei hyödykemarkkinoilla turvautua, jos biopolttoaineiden markkinoilla epäonnistuu.
Arvioidut tuotantokustannukset
tuotantokustannukset vaihtelevat suuresti riippuen siitä, maanmuokkaus, kastelu, tuotto tavoite (viljavuus), ruiskutus aikataulu tai siementen valinta, ja kierto., Esimerkki maissi talousarvion rainfed, ei-till, biotekniikan siemenet, maissi soija kierto, ja 125 vakka tuotto tavoite sisältää: Spray, Kasvi, Spray, Spray, Spray, Sato, Kärryt, Kuorma -, ja Kuivaa Viljaa kuin toiminnan kokonaiskustannukset 211 dollaria eekkeriltä, jos yläpuolella (satovakuutus, maa, verot, jne…) on mukana yhteensä on $483 per acre. Tuotantokustannukset nousevat yli 900 dollariin kastelluilla pelloilla jatkuvalla maissilla (Klein and Wilson, 2015).
Ympäristö-ja Kestävän kehityksen Kysymykset
elinkaarianalyysi (LCA) etanolin tuotanto maissi viljaa on tuottanut net energian suhde 1,2 1.,45 (Liska et. al. 2009). Tämä edustaa vain 20-45 prosentin positiivista energiatasetta tuotettaessa etanolia maissista. Tämä numero on ollut kritiikkiä maissi etanolia, koska suuri määrä fossiilista energiaa käytetään tuottamaan etanolia. USDA Tutkimus julkaistiin vuonna 2016 raportit lisääntynyt tehokkuus etanoli tilat on johtanut fossiilisten energialähteiden suhteet kansallisesti 2.0 1 ja joitakin yksittäisiä palveluita, joiden suhdeluvut peräti 4.0 1., (2015 Energian Tasapaino Maissi Etanoli Teollisuus)
Maissi tuotanto on erittäin intensiivinen row crop tuotanto mukaan lukien, käyttää suuria määriä lannoitteita ja torjunta-aineita. Monien vuosien aikana jotkin vesistöt ovat saastuneet maaperän, ravinteiden ja torjunta-aineiden valumilla maatalouspelloilta. Kasvu ei-till ja vähentää maanmuokkaus käytäntöjä on vähentää maaperän eroosiota ja sen jälkeen ravinteiden ja torjunta-aineiden valumia ja suuntaus parempaa säilyttämistä näistä hehtaarin jatkuu., Tänään on maissi tuottajat tuottavat enemmän viljaa vähemmän hehtaarin käyttämällä paremmin säilyttämis-tekniikoita kuin edellisen sukupolven.

Biofuel Energy Systems Simulator (BESS), 2008, ver.2008.3.1, Malli, Life-Cycle Energy & Päästöt Analyysi Maissi-Etanolin Biopolttoaineiden Tuotannon Järjestelmät, University of Nebraska-Lincoln
Bromberg L. ja Cohn, D. R.,, 2008, Tehokas Oktaanista ja Tehokkuus Edut suorasuihkutus Alkoholin Moottorit, MIT Laboratory for Energy and Environment Report, LFEE 2008-01 RP
Environmental Protection Agency, http://www.EPA.gov
Hoeft R. G., Nafziger E. D., Johnson, R. R., 2000, Aldrich S. R. Moderni Maissi ja Soija Tuotanto, MCSP Julkaisuja Champaign, IL
Hofstrand D., 2009, Brasilian Etanolin Teollisuus -, Ag päätöksentekijä, Iowa State University, http://www.extension.iastate.edu/agdm
Klein SAIRAANHOITAJAMME., ja Wilson, R. K.,, 2010, Sato Budjetit Nebraska 2010, University of Nebraska – Lincoln Laajennus, EY 872, tammi
Liska A. J., Yang H. S. V. R. Bremer, Klopfenstein T. J., Walters, D. T., G. E. Erickson, Cassman K. G., 2009, Parannuksia Elinkaaren Energiatehokkuuden ja Kasvihuonekaasupäästöjen Maissi-Etanolin, Journal of Industrial Ecology, 13, 58-74
Kansallinen Maatalous-tilastopalvelu (NASS), http://www.nass.usda.gov
Uusiutuva Polttoaine, Yhdistys, http://www.ethanolrfa.org
Smith, J. L. ja Työmies J. P., 2004, Alkoholin Polttoaineet, Farm ja Ranch-Sarjan Laitteita ei ole. 5.010,