This work focuses on Vacuum Membrane Distillation (VMD) and Sweeping Gas Membrane Distillation (SGMD) as a separating technique of ethanol from aqueous solutions. VMD was studied at moderate temperature (30, 40 and 50°C) and pressure (0.11, 0.20 and 0.30 atm) conditions, whereas SGMD was studied at different temperatures (50 and 70°C) and air-flow rates (10x10 -6 and 20x10 -6 m 3. min -1 ). These techniques were experimentally studied using prepared ethanol-water solutions and fermented broths, with ethanol at 10% w/w. Under these operating conditions and using prepared ethanol-water solutions, an average total flux of 22.61 and 1.6 kg . m -2. h -1 , and concentration factors of 2.3 and 1.7 were obtained for VMD and SGMD, respectively. For fermented broths, total flux of 17.66 and 0.9 kg . m -2. h -1 , and concentration factors of 1.8 and 1.9 were obtained for VMD and SGMD, respectively. The fouling impact was also studied, finding a significant effect of pressure (vacuum) for VMD technique; mainly due to the biomass presence in the solution. Experimental results show that applying pressurization/depressurization cycles decreases membrane fouling, stabilizing flux and concentration in the permeate. While for SGMD configuration, the incidence of fouling was significantly lower.
ABSTRACTHow to cite: Cotamo-De la Espriella, R. J., Barón-Núñez, F. W., Muvdi-Nova, C. J. (2015). Operating conditions influence on VMD and SGMD for ethanol recovery from aqueous solutions. CT&F -Ciencia, Tecnología y Futuro, 6(2), 69-80.
INFLUENCIA DE LAS CONDICIONES DE OPERACIÓN EN VMD Y SGMD PARA LA RECUPERACIÓN DE ETANOL DE SOLUCIONES ACUOSAS INFLUÊNCIA DAS CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO EM VMD E SGMD PARA A RECUPERAÇÃO DE ETANOL DE SOLUÇÕES AQUOSAS
70E ste trabalho está focado na Destilação com Membranas em Vácuo (VMD em inglês) e com Gás de Arrastre (SGMD, em inglês) como técnica para a separação do etanol de soluções aquosas. A VMD foi estudada utilizando condições moderadas de temperatura (30, 40 e 50°C) e pressão (0.11, 0.20 e 0.30 atm), enquanto a SGMD foi estudada em temperaturas de 50 e 70°C e fluxos de ar de 10x10 -6 e 20x10 -6 m 3. min -1 . As técnicas foram estudadas de forma experimental utilizando soluções etanol:água preparadas e caldos de fermentação, ajustando a concentração de etanol a 10% w/w. Sob estas condições de operação e utilizando soluções etanol:água preparadas, conseguimos obter flux totais médios de 22.61 e 1.6 kg . m -2. h -1 , e fatores de concentração de 2.3 e 1.7 para VMD e SGMD, respectivamente. No caso dos caldos de fermentação, obtivemos flux totais médios de 17.66 e 0.9 kg . m -2. h -1 , e fatores de concentração de 1.8 e 1.9 para VMD e SGMD, respectivamente. O impacto da incrustação também foi estudado, encontrando um efeito significativo da pressão (de vácuo) para a técnica VMD; principalmente, causada pela presença de biomassa na solução. Provas experimentais mostram que aplicando ciclos de pressurização/despressurização diminuímos a incrustação da membrana, estabilizando o fluxo e a concentração no perm...
