Development and characterization of composite membranes for the selective separation of bioalcohols by pervaporation

Abstract

Recientemente, existe un creciente interés sobre la pervaporación en los procesos industriales de fermentación de acetona-butanol-etanol (ABE) downstream porque es una alternativa económica y segura a los métodos de separación que consumen más energía para la recuperación/eliminación de productos orgánicos. Tiene ventajas conocidas para la recuperación de biocombustibles líquidos como el butanol así como en la eliminación de orgánicos, sin afectar a los microorganismos y evitar pérdidas de nutrientes y sustratos. Sin embargo, esta técnica podría estar limitada por la eficiencia de la separación del rendimiento de la membrana y su estabilidad a largo plazo. Esta tesis se centra en el desarrollo de membranas con diferentes configuraciones para contribuir a la mejora de las membranas de pervaporación para la recuperación de butanol de los procesos de fermentación ABE. Estas membranas innovadoras junto con un buen diseño en el proceso de separación podrían agregar valor a las biorrefinerías donde cantidades suficientes de bioalcoholes son de mucha importancia para que el desarrollo de la industria ABE sea económica e industrialmente factible, y por lo tanto deberían ser de interés.

Pervaporation has recently seen increasing interest in industrial downstream acetone-butanol-ethanol (ABE) fermentation processes because is an economic and safe alternative to more energy intensive separation methods for recover/removal of organic product. It is a membrane technology with known advantages for the recovery of liquid biofuels such as butanol as well as the removal of organics, in addition to not affecting microorganisms and avoiding losses of nutrients and substrates. Nevertheless, this technique might be limited by the efficiency of the separation of the membrane performance and the long-term stability. This dissertation focuses on membrane development with different configurations to contribute to the improvement of pervaporation membranes for the recovery of butanol from ABE fermentation processes. These innovative membranes along with a good design in the separation process might add value to biorefineries where sufficient quantities of bioalcohols are of much importance for the developing of the ABE industry to become economically and industrially feasible, and thus should be of interest.