La séparation de l'eau et de l'éthanol est particulièrement difficile en raison de la formation d'un azéotrope à 95 % vol. d'éthanol. À cette concentration d'éthanol et d'eau à la pression atmosphérique, il n'est pas possible d'obtenir une séparation supplémentaire des composants par des moyens conventionnels. En effet, la composition des composants en phase liquide et en phase gazeuse est équivalente. Il existe plusieurs moyens de contourner cette limitation. Toutefois, l'accent est mis sur les techniques de séparation physique, qui utilisent des tamis moléculaires. Les tamis moléculaires sont des billes synthétiques dotées de petits pores. Les pores sont suffisamment grands pour laisser passer les molécules d'eau, mais suffisamment petits pour limiter le flux d'éthanol dans les billes. L'eau sature les billes et l'éthanol déshydraté s'écoule dans le système. Les températures élevées et les fluctuations de pression évaporent l'eau contenue dans les billes. Les billes sont réutilisées pour une nouvelle séparation. Cette technique est une séparation physique, ce qui signifie que le composant azéotropique ne limite pas la capacité à éliminer l'eau. Avec le développement des processus d'adsorption et l'invention des tamis moléculaires, le processus d'adsorption modulée en pression (AMP) a complètement remplacé la distillation azéotropique et la distillation par extraction pour la déshydratation de l'éthanol, pour des raisons de performance, de coût et d'environnement. Le PSA est désormais la technologie de choix pour la déshydratation de l'éthanol, tant pour les petites que pour les grandes usines. Dans le processus PSA de l'éthanol, l'eau est éliminée à l'aide d'un adsorbant à tamis moléculaire de taille appropriée. L'adsorption de l'éthanol sur la zéolithe 3A est généralement négligée dans les études sur la déshydratation de l'éthanol. De nos jours, les procédés PSA à deux ou trois couches pour la déshydratation de l'éthanol sont courants dans l'industrie. La technologie PSA est la meilleure méthode établie industriellement pour séparer les mélanges aqueux d'éthanol pour la production d'éthanol. Les technologies d'adsorption sont une solution attrayante pour la séparation des produits finis des bioprocédés en raison de la flexibilité dans le choix des adsorbants, des conditions d'exploitation, de la conception des procédés et des cycles.
