Using factorial design to increase the efficiency on a small-scale ethanol distillation

Abstract

This research assessed experimentally the performance of a small-scale ethanol/water distillation column. Statistical analysis was performed using Statistica® 7.0, considering a significance level of 90% (p < 0.10), to evaluate if the independent variables (feed stream ethanol concentration and flow rate) influence on the production of ethanol in accordance with the Brazilian legislation, i.e., a Hydrous Ethanol Fuel with ethanol content between 92.5 and 93.8 wt%. The results demonstrated that the influence of the feed stream ethanol concentration and flow rate were significant for both the top product concentration and the recovery ratio. The recovery ratio of ethanol was above 80%, demonstrating that the performance of the small-scale column is satisfactory. RESUMEN:Este estudio evaluó experimentalmente el comportamiento de una columna de destilación de etanol/agua a pequeña escala. Se realizó análisis estadístico utilizando el software Statistica® 7,0, considerando un nivel de significación del 90% (p < 0,10), para evaluar si las variables independientes (concentración de etanol y caudal de alimentación) influencian la producción de etanol de acuerdo con la legislación brasileña, i.e., etanol combustible con concentración de etanol entre 92,5 y 93,8 % en masa. Los resultados demostraron que la influencia de la concentración de etanol y el caudal de alimentación fueron significativos para la concentración del producto destilado y la tasa de recuperación. La tasa de recuperación de etanol fue mayor que 80%, lo que señala que el rendimiento de la columna a pequeña escala fue satisfactorio.