La separación de agua y etanol es especialmente difícil debido a la formación de un azeótropo al 95% vol. de etanol. A esta concentración de etanol y agua a presión atmosférica no es posible separar los componentes por medios convencionales. Esto se debe a que la composición de los componentes en la fase líquida y en la fase gaseosa es equivalente. Existen varias formas de evitar esta limitación. Sin embargo, la atención se centra en las técnicas de separación física, que utilizan tamices moleculares. Los tamices moleculares son bolas sintéticas con poros pequeños. Los poros son lo suficientemente grandes como para permitir el paso de las moléculas de agua, pero lo suficientemente pequeños como para limitar el flujo de etanol hacia las bolas. El agua satura las bolas y el etanol deshidratado fluye por el sistema. Las altas temperaturas y las fluctuaciones de presión evaporan el agua de las perlas. Las perlas se reutilizan para una nueva separación. Esta técnica es una separación física, lo que significa que el componente azeotrópico no limita la capacidad de eliminar el agua. Con el desarrollo de los procesos de adsorción y la invención de los tamices moleculares, el proceso de adsorción por cambio de presión (PSA) ha sustituido por completo a la destilación azeotrópica y de extracción para la deshidratación del etanol por razones de rendimiento, coste y medio ambiente. La PSA es ahora la tecnología elegida para la deshidratación del etanol tanto en plantas pequeñas como grandes. En el proceso de PSA del etanol, el agua se elimina con un adsorbente de tamiz molecular del tamaño adecuado. La adsorción de etanol en la zeolita 3A se suele descuidar en los estudios de deshidratación de etanol. Hoy en día, los procesos PSA de dos y tres capas para la deshidratación del etanol son habituales en la industria. La tecnología PSA es el mejor método establecido industrialmente para separar mezclas acuosas-etanol para la producción de etanol. Las tecnologías de adsorción son una solución atractiva para la separación de productos finales de bioprocesado debido a la flexibilidad en la elección de adsorbentes, condiciones de operación, diseño del proceso y ciclos.
