METHODS AND SYSTEMS USEFUL FOR DRYING ETHANOL

Mixtures of ethanol and water are dehydrated using starch pearls to adsorb and remove water. Vapor-phase adsorption equilibrium capacities of cassava starch pellets (tapioca pearls) having different particle sizes are disclosed, and tapioca pearl particles are shown to be surprisingly more effective...

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Hauptverfasser: Michael R. Ladisch, Ahmad K. Hilaly, Youngmi Kim, Richard L. Hendrickson, Nathan Mosier
Format: Patent
Sprache:eng ; spa
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Beschreibung
Zusammenfassung:Mixtures of ethanol and water are dehydrated using starch pearls to adsorb and remove water. Vapor-phase adsorption equilibrium capacities of cassava starch pellets (tapioca pearls) having different particle sizes are disclosed, and tapioca pearl particles are shown to be surprisingly more effective for dehydrating 88 to 97% w/w feed ethanol than corn grits. The adsorption equilibrium curve and BET surface area measurement show that the adsorption capacity of tapioca pearls is a function of surface area available to water molecules. SEM images demonstrate that the particle architecture required for the adsorption and dehydration properties is that of a core- shell configuration with pre-gel starch acting as a central scaffold holding together other particles to the outer layer of the particle. The outer surface area of the pearls, populated with dry starch granules, is the main factor determining the adsorption capacity of the pearls. Tapioca pearls are shown to possess a surprisingly higher adsorption capacity than corn grits of the same particle size. Pearls of 2 mm size in diameter gave 34% higher linear adsorption equilibrium constant ( K ) than grits of 1.7 mm. Mezclas de etanol y agua se deshidratan usando perlas de almidón para adsorber y remover agua. Se describen capacidades de equilibrio de adsorción de fase de vapor de pelotillas de almidón de mandioca (perlas de tapioca) que tienen diferentes tamaños de partícula, y se muestran partículas en perla de tapioca que son sorprendentemente más efectivas para deshidratar 88 a 97% p/p de etanol de alimentación que las sémolas de maíz. La curva de equilibrio de adsorción y la medición de área de superficie BET muestra que la capacidad de adsorción de las perlas de tapioca es una función del área de superficie disponible a las moléculas de agua. Las imágenes SEM demuestran que la arquitectura de partícula requerida para las propiedades de adsorción y deshidratación es aquella de una configuración de núcleo-cubierta con almidón pre-gel que actúa como una estructura central que sostiene conjuntamente otras partículas a la capa exterior de la partícula. El área de superficie exterior de las p erlas, poblada con gránulos de almidón secos, es el factor principal que determina la capacidad de adsorción de las perlas. Las perlas de tapioca se muestran que poseen una capacidad de adsorción sorprendentemente más alta que las sémolas de maíz del mismo tamaño de partícula. Las perlas de 2 mm tamaño en diámetro dier