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...

Ausführliche Beschreibung

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Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser: KIM, YOUNGMI, MOSIER, NATHAN, HENDRICKSON, RICHARD L, LADISCH, MICHAEL R, HILALY, AHMAD K
Format: Patent
Sprache:eng ; fre
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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. L'invention concerne des mélanges d'éthanol et d'eau qui sont déshydratés en utilisant des perles d'amidon pour adsorber et retirer l'eau. Les capacités d'équilibre d'adsorption en phase vapeur de boulettes de fécule de manioc (perles de tapioca) ayant différentes tailles de particule sont décrites, et les particules de perles de tapioca se révèlent étonnamment plus efficaces que le gruau de maïs pour déshydrater 88 à 97 % p/p d'éthanol traité. La courbe d'équilibre d'adsorption et la mesure de surface BET montrent que la capacité d'adsorption des perles de tapioca est fonction de la surface spécifique disponible pour les molécules d'eau. Les images en MEB démontrent que l'architecture des particules nécessaire pour les propriétés d'adsorption et de déshydratation est celle d'une configuration cœur-enveloppe avec l'amidon prégélifié agissant comme un échafaudage central maintenant ensemble les autres particules sur la couche externe de la particule. La surface externe des perles, peuplée de granules d'amidon sec, est le principal facteur déterminant la capacité d'adsorption des perles. On montre que les perles de tapioca possèdent une capacité d'adsorption étonnamment plus élevée que celle du gruau de maïs. Des perles de 2 mm de diamètre donnent une constante d'équilibre d'adsorption linéaire (