生物乙醇

Abstract(#br)The separation of organic components has become increasingly important as one of the applications of pervaporation membranes. This interest is due to their application in areas that include the recovery of ethanol from a fermentation broth as a lower-energy-cost alternative to classical separation processes such as distillation. The present work seeks to evaluate the separation of ethanol produced from banana waste (unused fruit and pulp) using pervaporation.

摘要\n亲水金属有机骨架( MOFs )和疏水聚二甲基硅氧烷( PDMS )之间的界面相容性通过表面活性剂和聚合物包裹等超分子修饰而不被有效调和。下面我们报道一种共价交联策略来加强MOFs ~ PDMS界面。三甲氧基硅烷( TMS )修饰锆MOFs ( UiO-66 - NH2 )，可进一步与硅醇终止的PDMS反应，增强UiO-66 ~ PDMS界面相容性。高含量的UiO-66 - TMS (最高可达50 wt % )负载到PDMS中，保持了较好的成膜能力、机械性能和渗透汽化选择性，但与原UiO-66 - NH2相比，即使在较低的负载量( 10 wt % )下，膜的强度和分离性能都有所下降。在保持选择性的前提下，混合基质膜在乙醇-水混合脱水中的通量得到了很大的提高。在40℃下连续2次渗透蒸发，可从稀进料中高效生产浓乙醇(等效通量为2234 g / m2 h，渗透液中乙醇质量分数为53 wt % )，且具有共价增强界面的膜在连续运行100 h时性能稳定。

高能源需求、竞争激烈的燃料价格以及对环境友好工艺的需要，导致了酒精工业的不断发展。渗透汽化被看作是一种分离过程，能耗低，在乙醇的发酵脱水方面具有很高的应用潜力。本工作给出了渗透汽化回收乙醇的实验和部分通量的半经验模型。在乙醇进料浓度为4 ~ 37 mM ( 1 ~ 9 wt % )、温度为34 ~ 50 μ mol / L ~ ( - 1 )、渗透通量为15.6 ~ 68.6 mol · m ~ ( - 1 ) ~ ( - 1 ) ( 289 ~ 1565 ) g · m ~ ( - 1 ) ~ ( - 2 ) h ~ ( - 1 ) )、分离因子为3.4 ~ 6.4、乙醇摩尔分数为16 ~ 171 mM ( 4 ~ 35 wt % )的条件下，采用商业聚二甲基硅氧烷( PDMS )膜，获得了总渗透通量为15.6 ~ 68.6 mol · m ~ ( - 1 ) ( 289 ~ 1565 ) g · m ~ ( - 2 ) · h ~ ( - 1 )，分离因子为3.4 ~ 6.4。从实验数据出发，综合考虑温度和进料组成的影响，以及表观活化能的行为，建立了描述部分渗透通量行为的半经验模型。因此，所得到的模型显示出一种修正的Arrhenius型行为，能够高精度地计算部分渗透通量。此外，模型在乙醇回收、乙醇和丁醇脱水等过程中显示了通用性。

高能源需求、竞争激烈的燃料价格以及对环境友好工艺的需要，导致了酒精工业的不断发展。渗透汽化被看作是一种分离过程，能耗低，在乙醇的发酵脱水方面具有很高的应用潜力。本工作给出了渗透汽化回收乙醇的实验和部分通量的半经验模型。在乙醇进料浓度为4 ~ 37 mM ( 1 ~ 9 wt % )、温度为34 ~ 50 μ mol / L的PDMS膜上，总渗透通量为15.6 ~ 68.6 mol m-2 h-1 ( 289 ~ 1565 g m-2 h-1 )，分离因子为3.4 ~ 6.4，乙醇摩尔分数为16 ~ 171 mM ( 4 ~ 35 wt % )。从实验数据出发，综合考虑温度和进料组成的影响，以及表观活化能的行为，建立了描述部分渗透通量行为的半经验模型。因此，所得到的模型显示出一种修正的Arrhenius型行为，能够高精度地计算部分渗透通量。此外，模型在乙醇回收、乙醇和丁醇脱水等过程中显示了通用性。