Börja med att titta på videon What is Enginering nedan
What is Engineering
Miljöingenjörer utvecklar produkter och processer som är snälla mot vår planet. Detta projekt syftar till att undersöka metoder för att få tillgång till energi utan att använda skadliga fossila bränslen. Vilka möjliga alternativa energikällor kan vi använda? (Möjliga svar: Solenergi, vindkraft, vattenkraft, kärnkraft eller biomassa). Låt oss titta på solkraft. Ingenjörer har jobbat med att bygga bilar och hus som använder solpaneler för att generera elektricitet. Finns det någon annan idé på hur vi skulle kunna ta tillvara solenergin så att den går att tanka i bilen ungefär som bensin? Svaret är biobränsle!
Biobränsle är en förnyelsebar form av bränsle som biokemister har tagit fram från biologiskt material som t.ex. växter. Kemisterna har kommit på ett sätt att göra om stärkelsen och sockret i majs och andra växter till ett bränsle kallat etanol. Med dagens teknik kan man bara tillverka etanol på ett effektivt sätt genom att använda den ätbara delen av majs. Biokemisterna håller emellertid på med att försöka få fram ett sätt att även använda de icke ätbara delarna av majsplantan som t.ex. stjälken och bladen, vilka först måste göras om till stärkelse innan de kan användas. Det skulle vara ett bra sätt att använda hela biomassan som blir över efter att majsen skördats.
Nu undrar du kanske vad detta har med solenergi att göra. Jo, i stället för att omvandla solenergin till elektricitet direkt, som i solceller, så förvandlar växter solens energi till sockerarter och stärkelse - det växter lever på. Växterna gör detta genom en process som kallas fotosyntes. Klorofyllen i växtens blad använder solenergin för att omvandla koldioxid och vatten till glukos och syre. Senare, i ett bioraffinaderi, kombineras glukosen med ett enzym som finns i jäst så att det kan förvandlas till etanol, vilket ger den kemiska energi som kan användas i bilar.
Socker + Enzym i jäst = Etanol + Koldioxid
Ingenjörer av olika slag arbetar tillsammans med att framställa alternativa energikällor, som till exempel biobränslet etanol. Till exempel arbetar biokemister med att ta fram processer för att förvandla majs och andra växter till etanol. Bioingenjörer kan ta fram genmanipulerade grödor som är effektivare som råmaterial vid etanoltillverkningen. Maskiningenjörer kan konstruera maskinerna som skördar växterna och gör om dem till etanol.
Ingenjörer med annan inriktning kan använda växter på andra sätt. Väg- och vatteningenjörer kan använda växter i vattenreningsprocesser. Många vattenreningsanläggningar använder konstgjorda eller naturliga dammar med växter och djur för att ta bort föroreningar ur vattnet innan det släpps ut i naturen. Samtidigt arbetar miljöingenjörer med att plantera ut alger i havet. Fotosyntesen i algerna tar bort koldioxid ur atmosfären som ett sätt att bekämpa den globala uppvärmningen. (Alger kan dessutom också användas till att producera biobränsle.) Detta är bara några exempel påhur ingenjörer använder levande material I sitt arbete för att skapa teknik som gör vårt liv bekvämare och hållbarare.
Vid produktion av biobränslen som är mindre skadliga för miljön än fossila bränslen så krävs det att bonden använder en del skadliga gödningsmedel för att odla majs för etanolproduktion och så behövs det en del fossila bränslen för att driva olika maskiner som till exempel traktorer. Dessutom, om man använder grödor som majs till att göra bränsle i stället för till mat så kan det leda till försörjningsproblem eftersom tillgången till mat minskar och priset på maten ökar. På samma sätt kan man tänka sig att marken kan behöva användas till att odla annat, som till exempel mat. Majs är väldigt omskrivet som grundmaterial till biobränsle, men andra växter som t.ex. rödhirs eller till och med gräsklipp är kanske mera miljövänligt. Rödhirs används inte till mat och kräver väldigt lite gödningsmedel, men samtidigt innehåller det tillräckligt med socker för att vara en användbar energikälla. Intressant att notera är att den koldioxid som frigörs vid etanolproduktionen absorberas av nästa gröda. Denna koldioxidbalans förhindrar att koldioxiden blir ett problem.
I detta projekt ska vi utföra ett experiment som jämför mängden etanol som kan utvinnas genom jäsning av olika sorters organiskt material såsom majs, gräs och frukter. Vi ska sedan utforska och jämföra för- och nackdelar med odling och hantering av dessa material för användning som biobränsle. till slut ska vi använda resultaten från experimenten för att bygga ett bioraffinaderi i liten skala.
