Butanoli
Butanolit ovat yksiarvoisia alkoholeja, joiden hiiliketju on neljän hiiliatomin pituinen. Puhekielessä butanoleiksi kutsutaan myös muita alkoholeja, jotka sisältävät neljä hiiliatomia. Suoraketjuisia haaroittumattomia butanoleja on kaksi isomeeriä, 1-butanoli ja 2-butanoli.
| 1-Butanoli | |
|---|---|
 |
|
| Tunnisteet | |
| CAS-numero | |
| Ominaisuudet | |
| Kemiallinen kaava | C4H9OH |
| Ulkomuoto | väritön neste |
| Tiheys | 0,8098 g/cm3 g/cm³ |
| Sulamispiste | –89,5 °C |
| Kiehumispiste | 117,73 °C |
| Liukoisuus | 9,1 ml/100 ml (25 °C) |
Muita butanoleiksi kutsuttuja yhdisteitä ovat isobutanoli eli 2-metyyli-1-propanoli ja tert-butanoli tai tertiaaributanoli eli oikeammin 2-metyyli-2-propanoli.
Näillä isomeereillä on melko erilaiset sulamis- ja kiehumispisteet, mikä johtuu niiden erilaisista rakenteista. Kaikki butanolit liukenevat kohtalaisesti veteen; vähemmän kuin etanoli ja enemmän kuin pidempiketjuiset alkoholit. Butanoli on useimpien alkoholien tapaan myrkyllistä.
Käyttö
Butanolia käytetään liuottimena sekä ohenteena erilaisiin kemikaali- ja tekstiiliprosesseihin, niin maalitinnerin kuin hydrauliseen nesteeseen ja jarrunesteeseen. Sitä käytetään myös parfyymien pohjana, vaikka sellaisenaan sillä on erittäin alkoholinen aromi. Eri butanoleilla on erilainen haju; tert-butanolin haju on lakkamainen, n-butanolin makea, hyvin lievästi butaanihappomainen.
 | 3D-malli 1-butanolista |
 | tert-butanoli |
Butanolia voidaan käyttää polttoaineena bensiinikäyttöisiksi tarkoitetussa ottomoottorissa ilman muutoksia.[1] Butanolin lämpöarvo on suurempi kuin metanolilla ja etanolilla ja on siten lähempänä moottoribensiiniä. Butanolin on raportoitu tuottavan energiaa 36 MJ/kg tai 29 MJ/l.
Tuotanto
Butanolia voidaan tuottaa biomassan käymisellä Clostridium acetobutylicum-bakteerin avulla. Bakteerista käytetään myös nimeä Weizmannin organismi, sillä Chaim Weizmann oli ensimmäinen, joka käytti tätä bakteeria tuottaakseen kordiitin valmistuksessa tarvittua asetonia tärkkelyksestä vuonna 1916. Butanolia syntyy käymisen sivutuotteena kaksinkertainen määrä. Prosessi tuottaa myös hyödynnettävän määrän vetykaasua sekä muita aineita.
Suurin osa Yhdysvalloissa kulutettavasta butanolista on tuotettu fossiilisista polttoaineista. Viimeaikaisen käymistekniikkojen kehittymisen johdosta butanolia saatetaan ryhtyä tuottamaan ensisijaisesti biomassasta petrokemikaalien sijaan.
David Ramey Ohiosta ja hänen yhtiönsä Environmental Energy, inc. ovat kehittäneet kaksiosaisen käymisprosessin. Tässä prosessissa biomassasyöte syötetään ensin Clostridium tyrobutyricum-bakteerille, joka muuntaa suuren määrän sitä butyyrihapoksi ja vedyksi. Toisessa prosessissa butyyrihappo syötetään Clostridium acetobutylicum-bakteerille, joka muuntaa sen butanoliksi. Ramey on saavuttanut 42 %:n hyötysuhteen butanolituotannossa tällä prosessilla.[2]
Sopivalla bakteerikäymisprosessilla butanolia voidaan tuottaa myös suoraan selluloosasta.[3]
Lähteet
- Butanol.net (englanniksi)
- PESwiki.net (Arkistoitu – Internet Archive) (englanniksi)
- Kortelainen, Kari: Tutkijat löysivät bakteerin, joka tekee selluloosasta suoraan butanolia – voi helpottaa uusiutuvan polttoaineen valmistusta Tekniikka & Talous. 10.4.2018. Viitattu 13.4.2018.