(57)【要約】生成システム（１０、１１０）およびプロセス（１８０、１９６）は、電気化学的に活性化された液体と原料顆粒とを混合して、スラリーを形成し、スラリーからアルコールを生成するステップを含む。一実施形態において、生成システムは、液体を受容し、該受容した液体を電気化学的に活性化するように構成される、電解セルと、該電気化学的に活性化された液体および原料顆粒を受容し、該電気化学的に活性化された液体と該原料顆粒とを混合し、スラリーを形成するように構成される、スラリークッカーと、加水分解された状態で該スラリーを受容し、該加水分解されたスラリーから液体混合物を生成するように構成され、該液体混合物は、水およびアルコールを含む、発酵容器と、該液体混合物を受容し、該液体混合物の水から該液体混合物のアルコールの少なくとも一部を分離するように構成される、蒸留アセンブリとを含む。
2010530244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を受容し、該受容した液体を電気化学的に活性化するように構成される、電解セルと、
該電気化学的に活性化された液体および原料顆粒を受容し、該電気化学的に活性化された液体と該原料顆粒とを混合し、スラリーを形成するように構成される、スラリークッカーと、
加水分解された状態で該スラリーを受容し、該加水分解されたスラリーから液体混合物を生成するように構成され、該液体混合物は、水およびアルコールを含む、発酵容器と、
該液体混合物を受容し、該液体混合物の水から該液体混合物のアルコールの少なくとも一部を分離するように構成される、蒸留アセンブリと
を含む、生成システム。
【請求項２】
前記電解セルは、
チャンバと、
該チャンバ内に配置され、電源に電気的に接続されるように構成される、アノード電極と、
該チャンバ内に配置され、該電源に電気的に接続されるように構成される、カソード電極と
を含む、請求項１に記載の生成システム。
【請求項３】
前記電解セルは、前記アノード電極と前記カソード電極との間に配置されるイオン交換膜をさらに含む、請求項２に記載の生成システム。
【請求項４】
前記電解セルと前記スラリークッカーとを相互接続し、前記電気化学的に活性化された液体の第１の部分を該電解セルから該スラリークッカーに誘導するように構成される、第１の流出線と、
該電解セルから延在し、該電気化学的に活性化された液体の第２の部分を該電解セルから離れるように誘導するように構成される、第２の流出線と
をさらに含む、請求項１に記載の生成システム。
【請求項５】
前記電気化学的に活性化された液体の第１の部分は、アルカリ水および酸性水から成る群から選択される、請求項４に記載の生成システム。
【請求項６】
前記電解セルは、第１の電解セルであって、前記生成システムは、第２の電解セルをさらに含む、請求項１に記載の生成システム。
【請求項７】
前記第２の電解セルは、前記液体混合物を電気化学的に活性化するように構成され、該電気化学的に活性化された液体混合物は、前記蒸留アセンブリによって受容される液体混合物である、請求項６に記載の生成システム。
【請求項８】
アルコール生成物を生成するためのプロセスであって、
電気化学的に活性化された液体および原料顆粒をスラリークッカー内で加熱し、スラリーを形成するステップであって、該電気化学的に活性化された液体は、該原料顆粒を少なくとも部分的に溶媒和する、ステップと、
該スラリーを加水分解させるステップと、
該加水分解されたスラリーを発酵させ、水およびアルコールを含む液体混合物を形成するステップと、
該液体混合物を蒸留アセンブリに送出するステップと、
該蒸留アセンブリ内で該送出された液体混合物のアルコールを該送出された該液体混合物の水から分離するステップと
を含む、プロセス。
【請求項９】
送出液体を電解セル内に導入するステップであって、該電解セルは、少なくとも１つのカソード電極および少なくとも１つのアノード電極を有する、ステップと、
該少なくとも１つのカソード電極と該少なくとも１つのアノード電極に跨って電圧を印加し、該送出液体から該電気化学的に活性化された液体を発生させるステップと
をさらに含む、請求項８に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのカソード電極と前記少なくとも１つのアノード電極との間に配置される少なくとも１つのイオン交換膜によって、前記送出液体の少なくとも２つの部分の分離を維持するステップをさらに含む、請求項９に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記液体混合物を前記蒸留アセンブリに送出するステップに先立って、該液体混合物を電気化学的に活性化するステップをさらに備える、請求項８に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記液体混合物を電気化学的に活性化するステップは、
該液体混合物を電解セル内に導入するステップであって、該電解セルは、少なくとも１つのカソード電極および少なくとも１つのアノード電極を有する、ステップと、
該少なくとも１つのカソード電極と該少なくとも１つのアノード電極に跨って電圧を印加し、該液体混合物を電気化学的に活性化するステップと
を含む、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記液体混合物を電気化学的に活性化するステップは、該液体混合物内で気泡を発生させるステップを含む、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１４】
アルコール生成物を生成するためのプロセスであって、
水およびアルコールを含む液体混合物を電気化学的に活性化するステップと、
該電気化学的に活性化された液体混合物を蒸留アセンブリに送出するステップと、
蒸留アセンブリ内で該電気化学的に活性化された液体混合物のアルコールを該電気化学的に活性化された液体混合物の水から分離するステップと
を含む、プロセス。
【請求項１５】
前記液体混合物を電気化学的に活性化するステップは、
該液体混合物を電解セル内に導入するステップであって、該電解セルは、少なくとも１つのカソード電極および少なくとも１つのアノード電極を有する、ステップと、
該少なくとも１つのカソード電極と該少なくとも１つのアノード電極に跨って電圧を印加し、該液体混合物から前記電気化学的に活性化された液体混合物を発生させるステップと
を含む、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項１６】
イオン交換膜によって、前記電解セル内の前記アノードチャンバおよび前記カソードチャンバの分離を維持するステップをさらに含む、請求項１５に記載のプロセス。
【請求項１７】
前記液体混合物を電気化学的に活性化するステップは、
液体混合物の第１の部分を電解セルのアノードチャンバ内に導入するステップと、
該液体混合物の第２の部分を該電解セルのカソードチャンバ内に導入するステップと、
該液体混合物の該第１および第２の部分に跨って電圧を印加し、該液体混合物の該第１および第２の部分を電気化学的に活性化するステップと
を含む、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項１８】
前記液体混合物を電気化学的に活性化するステップは、該液体混合物内で気泡を発生させるステップを含む、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項１９】
送出液体および原料顆粒をスラリークッカー内で加熱し、スラリーを形成するステップであって、該送出液体は、該原料顆粒を少なくとも部分的に溶媒和する、ステップと、
該スラリーを加水分解するステップと、
該加水分解されたスラリーを発酵させ、前記液体混合物を形成するステップと
をさらに含む、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項２０】
前記加水分解されたスラリーを発酵させるステップは、残留物も形成し、前記プロセスは、前記液体混合物を電気化学的に活性化するステップに先立って、該液体混合物を該残留物から少なくとも部分的に分離するステップをさらに含む、請求項１９に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、アルコールを生成するためのシステムおよびプロセスに関する。より具体的には、本開示は、電気化学的に活性化された水を使用するアルコール生成に関する。
【背景技術】
【０００２】
エチルアルコール等のアルコールは、典型的には、湿式製粉または乾式製粉プロセスを使用して生成される。湿式製粉プロセスは、発酵プロセスを受け、アルコールを生成するステップに先立って、澱粉等の成分に原料を分離するステップを伴う。対照的に、乾式製粉プロセスは、原料を微粉顆粒に粉砕し、次いで、発酵プロセスの際、顆粒内の澱粉をアルコールに変換するステップを伴う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
多くの種類の農業原料生成物から、アルコールを作ることが可能である。しかしながら、生成のあるステップは、プロセス効率の維持に従うことが望ましい。例えば、典型的には、アルコールを生成するために使用される穀類１ブッシェル当たり、約３０ガロンの水が必要とされる。蒸気または高温で加熱処理する場合、開始時により少ない水を使用することによって、エネルギーを節約することができる。さらに、アルコールへの変換は、大量の水を使用して、高速煮沸を促進することによって、増加する。故に、アルコール生成システムにおける効率を増加させるための技術の継続的必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示のある側面は、受容された液体を電気化学的に活性化するように構成される電解セルと、電気化学的に活性化された液体と原料顆粒とを混合し、スラリーを形成するように構成されるスラリークッカーと、加水分解された状態のスラリーを受容し、液体混合物を加水分解されたスラリーから生成するように構成され、液体混合物は、水およびアルコールを含む、発酵容器と、液体混合物のアルコールの少なくとも一部を液体混合物の水から分離するように構成される蒸留アセンブリとを含む、生成システムを対象とする。
【０００５】
本開示の別の側面は、アルコール生成物を生成するためのプロセスを対象とする。本プロセスは、電気化学的に活性化された液体および原料顆粒をスラリークッカー内で加熱して、スラリーを形成するステップであって、電気化学的に活性化された液体は、原料顆粒を少なくとも部分的に溶媒和する、ステップを含む。本プロセスは、スラリーを加水分解するステップと、加水分解されたスラリーを発酵させ、水およびアルコールを含む液体混合物を形成するステップと、蒸留アセンブリ内で液体混合物のアルコールを液体混合物の水から分離するステップとをさらに含む。
【０００６】
本開示のさらなる側面は、アルコール生成物を生成するためのプロセスを対象とする。本プロセスは、水およびアルコールを含む液体混合物を電気化学的に活性化するステップと、電気化学的に活性化された液体混合物を蒸留アセンブリに送出するステップと、蒸留アセンブリ内で電気化学的に活性化された液体混合物のアルコールを電気化学的に活性化された液体混合物の水から分離するステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、電気化学的に活性化された液体を使用して、アルコールを生成するための生成システムの概略図である。
【図２】図２は、電気化学的に活性化された液体を使用して、さらに電気化学的に活性化されたアルコール／水混合物を使用して、アルコールを生成するための代替生成システムの概略図である。
【図３】図３は、生成システムの電解セルの概略図であって、電解セルは、イオン交換膜を伴う、二重チャンバ構成を有する。
【図４】図４は、生成システムの代替電解セルの概略図であって、代替電解セルは、イオン交換膜を伴わない、単一チャンバ構成を含む。
【図５】図５は、電気化学的に活性化された液体によって、アルコールを生成するためのプロセスの工程図である。
【図６】図６は、電気化学的に活性化された液体によって、および電気化学的に活性化されたアルコール／水混合物によって、アルコールを生成するためのプロセスの工程図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本開示のある側面は、アルカリ液体、酸性液体、またはアルカリおよび酸性種の混合組み合わせの形態の電気化学的に活性化された液体の使用によって、エチルアルコール（ＣＨ３ＣＨ２ＯＨ）等のアルコールを生成するためのシステムおよび方法に関する。電気化学的に活性化された液体は、アルコール生成の１つ以上の段階のために使用されてもよく、特に、加水分解反応および発酵のための原料顆粒を伴うスラリーの生成に好適である。以下の議論は、エチルアルコール等のアルコールを生成するための水および電気化学的に活性化された水の使用に焦点を当てるが、種々の異なる液体が使用され得ることを理解されたい。
【０００９】
図１は、生成システム１０の概略図であって、電気化学的に活性化された水を使用して、アルコール（例えば、エチルアルコール）を生成するための本開示のある側面を示す。示されるように、生成システム１０は、電解セル１２、原料製粉機１４、スラリークッカー１６、発酵タンク１８、固体／液体（Ｓ／Ｌ）分離器２０、蒸留アセンブリ２２、および収集タンク２４を含む。図１に示される生成システム１０の図は、議論を容易にするために簡略化され、また、生成システム１０は、望ましくは、流体および気体ポンプ、フィルタ、熱交換器、弁アセンブリ、処理センサ（例えば、熱電対）、処理／制御機構等の種々の付加的処理および調節構成要素を含む。
【００１０】
電解セル１２は、少なくとも１つのアノード電極と少なくとも１つのカソード電極との間の水（または、他の液体）全体に電場を印加するように適合される、流体処理セルである。電解セル１２の好適なセルは、任意の好適な数の電極と、水を収容するための任意の好適な数のチャンバとを有し得る。後述のように、電解セル１２は、アノードとカソードとの間に１つ以上のイオン交換膜を含み得、またはイオン交換膜を伴わずに構成可能である。電解セル１２は、２００７年８月１６日公開のＦｉｅｌｄらの米国特許公開第２００７／０１８６３６８号に開示される等の種々の異なる構造を有し得るが、それらに限定されない。代替実施形態では、生成システム１０は、直列および／または並列配列で動作し、水を電気化学的に活性化する、複数の電解セル１２を含み得る。付加的代替実施形態では、水は、１つ以上の外部源（例えば、１つ以上の外部電解セル）から電気化学的に活性化され得る。
【００１１】
水は、相応じて、送出線２８および再循環線３０から水を受容する流入線２６を通して、電解セル１２に供給される。送出線２８は、供給源（図示せず）から新鮮な水を提供する水線であって、再循環線３２は、蒸留アセンブリ２２からの水線である。送出線２８および再循環線３０からの水流が合流し、水を流入線２６に供給する。一実施形態では、水は、別個の流れとして、電解セル１２を通して流動し得る。例えば、図１に示されるように、流入線２６は、１対の水線に分離され、それによって、電解セル１２内への流入に先立って、水を副流に分離し得る。代替として、水は、電解セル１２内に流入後、分離され得る。水が電解セル１２を通して流動すると、電解セル１２内の水全体に印加された電場が、水を電気化学的に活性化し、電気回路の片側で正イオン（すなわち、陽イオン、Ｈ＋）を収集し、反対側で負イオン（すなわち、陰イオン、ＯＨ−）を収集することによって、水を分離する。それによって、陽イオンを有する水は、酸性にされ、相応じて、陰イオンを有する水は、アルカリ性にされる。代替実施形態では、水は、単一流として、流入線２６から電解セル１２に直接流入し得る。
【００１２】
また、電解プロセスは、気泡を発生させてもよく、気泡のサイズは、電解セル１２を通る圧力および電気化学的活性化の程度等、種々の要因に依存して、可変であり得る。故に、気泡は、種々の異なるサイズを有し得、マクロ気泡、マイクロ気泡、ナノ気泡、およびそれらの混合物を含むが、それらに限定されない。マクロ気泡を含む実施形態では、発生される気泡の好適な平均気泡径の実施例は、約５００マイクロメートル乃至約１ミリメートルの範囲の直径を含む。マイクロ気泡を含む実施形態では、発生される気泡の好適な平均気泡径の実施例は、約１マイクロメートル乃至約５００マイクロメートル未満の範囲の直径を含む。ナノ気泡を含む実施形態では、発生される気泡の好適な平均気泡径の実施例は、約１マイクロメートル未満の直径を含み、特に好適な平均気泡径は、約５００ナノメートル未満の直径を含み、さらに特に好適な平均気泡径は、約１００ナノメートル未満の直径を含む。
【００１３】
また、電解プロセスは、通常の水よりもさらに効率的にセルに浸透可能なより小さな単位に水を分解することによって、水を再構築する。例えば、ほとんどの水道水およびミネラルウォーターは、非構造化水分子の大きな集合体から成り、大き過ぎてセル内に効率的に移動できない。しかしながら、電気化学的に活性化された水は、構造化された水であって、より優れた栄養吸収およびより効率的廃棄物の除去のために、非常に高速でセルに浸透する。また、より小さな水の単位は、代謝プロセスの効率にプラス効果を有する。
【００１４】
図１にさらに示されるように、電気化学的に活性化された水の結果として生じる流れは、別個の水線（流出線３２および３４と称される）を通して、電解セル１２から流出する。流出線３２は、電解セル１２およびスラリークッカー１６を相互接続し、それによって、所望の水生成物流を電解セル１２からスラリークッカー１６に誘導する。流出線３４は、望ましくない水生成物流の浄化線であって、破棄または再利用され得る。一実施形態では、酸性にされた水は、所望の水生成物流として、流出線３２を通して、電解セル１２から流出する。結果として生じる酸性水は、電子を欠いており（すなわち、水を酸化する）、高酸化還元電位を有する。したがって、酸性水は、抗細菌薬、抗微生物薬、および／または抗真菌薬として機能し得る。本実施形態では、アルカリ性にされた水は、望ましくない水生成物流として、流出線３４を通して、電解セル１２から流出する。
【００１５】
代替実施形態では、アルカリ性にされた水は、所望の水生成物流として、流出線３２を通して、電解セル１２から流出する。結果として生じるアルカリ水は、電子が豊富であって（すなわち、水を還元する）、効率的速度で遊離基を中和する能力を有する。本実施形態では、酸性にされた水は、望ましくない水生成物流として、流出線３４を通して、電解セル１２から流出する。付加的代替実施形態では、酸性にされた水およびアルカリ性にされた水は、再結合され、所望の水生成物流として、流出線３２を通して、電解セル１２から流出する。後述のように、再結合にかかわらず、酸性水およびアルカリ水は、スラリークッカー１６内でスラリーを形成する際の補助のために、十分な時間の間、そのイオン特性および気泡を留保する。本実施形態では、流出線３４は、省略され得る。
【００１６】
原料製粉機１４は、スラリークッカー１６内での使用のために、受容された原料を微粉顆粒に粉砕するように構成される、１つ以上の機構を含む。穀類製粉機１４は、原料を粉砕するための種々の異なる構成を有し得る（例えば、ハンマーミル）。アルコールを生成する際の使用に好適な原料は、糖類（例えば、砂糖大根、サトウキビ、スイートソルガム、および完熟果実）、澱粉（例えば、穀類、ジャガイモ、およびキクイモ）、発酵性糖類に容易に変換され得るセルロース（例えば、茎葉、草、および木）、およびそれらの組み合わせを含む材料を含む。特に好適な原料の実施例は、アミロースアミロペクチン系澱粉等、多糖類炭水化物澱粉（Ｃ６Ｈ１０Ｏ５）を含有する材料を含む。原料製粉機１４は、（スラリークッカー１６内で）電気化学的に活性化された水中に原料顆粒を懸濁させるために好適な粒子サイズに、原料顆粒を粉砕する。粉砕後、結果として生じる原料顆粒は、輸送線３６を介して、スラリークッカー１６に中継される。
【００１７】
スラリークッカー１６は、１つ以上のタンクを含み、原料顆粒は、電気化学的に活性化された水および１つ以上の酵素（例えば、αアミラーゼ酵素）と混合され、加水分解反応のための原料顆粒を調製する。また、付加的材料は、混合物（例えば、ｐＨ調整剤）に添加され得る。原料顆粒と電気化学的に活性化された水との好適な比率は、使用される原料の種類、使用される酵素の種類、加熱処理温度、加熱処理時間等、種々の要因に依存して可変であり得る。原料顆粒と電気化学的に活性化された水との好適な比率の実施例は、約２：１乃至約１０：１の範囲であって、特に好適な比率は、約４：１乃至約８：１の範囲である。結果として生じるスラリーは、望ましくは、好適な時間の間、加熱され、その後の処理のための所望の粘度を達成する。加熱処理プロセスの好適な高温は、約７７°Ｃ（約１７０°Ｆ）乃至約９３°Ｃ（約２００°Ｆ）の範囲であって、特に好適な高温は、約８２°Ｃ（約１８０°Ｆ）乃至約８８°Ｃ（約１９０°Ｆ）の範囲である。加熱処理プロセスの好適な時間は、約１５分乃至約２時間の範囲であって、特に好適な時間は、約３０分乃至約１時間の範囲である。
【００１８】
電気化学的に活性化された水中の陽イオンおよび／または陰イオンは、液体媒体内の原料顆粒および酵素を少なくとも部分的に溶媒和する補助をする。水の陽イオンおよび／または陰イオンは、原料顆粒および酵素の種々の分子と少なくとも部分的に結びつき、それによって、液体媒体内に原料顆粒を懸濁させる。例えば、陽イオンおよび／または陰イオンは、澱粉鎖のアミロースおよびアミロペクチン成分のヒドロキシル（−ＯＨ）基とイオン結合を形成し得る。これは、原料顆粒が沈殿するのを防止するために有益であって、そうでなければ、酵素との混合の均一性を低減し得る。これは、相応じて、その後の加水分解反応の際の変換率を低減し得る。また、原料顆粒の沈殿は、望ましくないことに、スラリークッカー１６の壁に沿って原料顆粒が集まり、生成システム１０内の原材料効率を低減する場合があり、潜在的に、加熱処理プロセス完了後、スラリークッカー１６から結果として生じるスラリーの通過を阻止する可能性がある。一実施形態では、また、スラリーは、加熱処理プロセスの際、撹拌され、液体媒体内での原料顆粒の懸濁をさらに補助し、スラリー内のホットスポットの形成を防止するが、ホットスポットは原料顆粒を焦土化させ得る。
【００１９】
加熱処理プロセス完了後、結果として生じるスラリーは、冷却され、加水分解反応を誘発する。一実施形態では、また、スラリークッカー１６は、スラリーを急冷する冷却熱交換器として機能するように構成される。代替実施形態では、スラリーは、スラリークッカー１６から別個の冷却ユニット（例えば、フラッシュコンデンサ、図示せず）に移送され得る。また、追加的電気化学的に活性化された水は、流出線３２を介して、添加され、加熱処理されたスラリーを冷却する補助をし得る。
【００２０】
一実施形態では、冷却後、スラリーは、十分な時間の間、再加熱され、酵素に澱粉をより小さな連鎖に分解させる（例えば、デキストロースおよびデキストリン）。加水分解反応の好適な再加熱温度は、約７７°Ｃ（約１７０°Ｆ）乃至約９３°Ｃ（約２００°Ｆ）の範囲であって、特に好適な高温は、約８２°Ｃ（約１８０°Ｆ）乃至約８８°Ｃ（約１９０°Ｆ）の範囲である。加水分解反応の好適な時間は、約３０分乃至約４時間の範囲であって、特に好適な時間は、約１時間乃至約２時間の範囲である。加水分解反応完了後、結果として生じる加水分解されたスラリー（すなわち、マッシュ状）は、移送線３８を介して、発酵タンク１８に中継される。
【００２１】
発酵タンク１８は、１つ以上の酵素（例えば、グルコアミラーゼ）の使用によって、加水分解されたスラリーを単糖類にさらに分解させるように構成される、１つ以上の容器を含む。次いで、発酵タンク１８内に導入される酵母が、単糖類をエチルアルコールおよび二酸化炭素に分解し、二酸化炭素は、浄化線４０を通して、発酵タンク１８から浄化され得る。発酵プロセスの好適な時間は、約５０時間乃至約７５時間の範囲である。次いで、結果として生じるアルコール／水混合物は、固体（例えば、穀類および酵母残留物）とともに、輸送線４２を介して、Ｓ／Ｌ分離器２０に移送される。
【００２２】
Ｓ／Ｌ分離器２０は、所望のアルコール／水混合物から固体を分離するように構成される、１つ以上の分離器ユニットを含む。Ｓ／Ｌ分離器２０の好適な分離器ユニットは、種々の分離技術を組み込んでもよく、遠心分離機、回転ふるい、螺旋状の刃先を伴う穿孔管、およびそれらの組み合わせを含み得る。分離された固体は、浄化線４４を介して、Ｓ／Ｌ分離器２０から流出し得、さらなる使用（例えば、動物の飼料）のために収集され得る。所望のアルコール／水混合物は、流体線４６を通して、蒸留アセンブリ２２に中継される。
【００２３】
蒸留アセンブリ２２は、１つ以上の蒸留塔（例えば、塔４８）と、１つ以上の凝縮器および再沸器（例えば、凝縮器５０および再沸器５２）とを含み、所望のアルコールから水を分離するように構成される。塔４８の好適な蒸留塔の実施例は、充填塔、多孔塔、泡鐘塔、およびそれらの組み合わせを含む。示されるように、アルコール／水混合物は、望ましくは、濃縮部と回収部との間の中間位置で塔５２に流入する。水およびアルコールはそれぞれ、一定の蒸発速度を有し、それは熱とともに変化し、密閉容器内に発生する蒸気圧によって決定され、流体との平衡を達成するため、アルコールは、混合物に印加される熱を制御することによって、水から分離可能である。アルコールの蒸気圧は、水よりも高く、したがって、アルコールの蒸気圧は、水の蒸気圧よりも先に、気圧との平衡に達する。しかしながら、水およびアルコールが混合される場合、その組み合わせの沸点は、別個の成分の沸点の間となる（すなわち、水は、１００°Ｃで沸騰し、エチルアルコールは、７８．３°Ｃで沸騰する）。また、水とアルコールの比率は、混合物の実際の沸騰温度を決定する。高濃度アルコールは、沸点を下げ、逆の場合も同様である。したがって、混合物の温度は、アルコールが導出されるにつれ、蒸留実行中を通して上昇するであろう。
【００２４】
アルコールは、水よりも高い蒸気圧を有するため、２つの組み合わせを煮沸することによって放出される蒸気は、不均衡に大きな割合のアルコールを有するであろう。例えば、体積比１０％のエチルアルコールおよび体積比９０％の水を有する混合物では、放出される蒸気は、体積比約８０％のアルコールとなるであろう。アルコールの割合を増加させるために、蒸気は、凝縮器５０および再沸器５２を使用して、濃縮および再蒸発される。各再蒸留は、液体が共沸限界に達するまで、バッチのアルコール濃度を上昇させる。
【００２５】
次いで、塔２２および凝縮器５０の上部で収集される所望のアルコール（例えば、エチルアルコール）は、流体線５４を通して、保管容器２４に移送され得る。一実施形態では、また、所望のアルコールは、分子ふるいを通過し、共沸限界のせいで留保された水を除去し得る。次いで、塔２２および再沸器５２の底部で収集される分離された水は、浄化線５６を介して浄化される、および／または再循環線３０を介して再循環され得る。上述のように、電気化学的に活性化された水の使用は、原料顆粒の懸濁を増加させ、それによって、加水分解されたスラリーのアルコールへの変換率を上昇させる。相応じて、これは、アルコールを生成するために必要とされる原料の量を低減させる。
【００２６】
図２は、生成システム１１０の概略図であって、生成システム１０（図１に示される）の代替であり、それぞれの構成要素の参照ラベルは、「１００」ずつ増加する。図２に示されるように、生成システム１１０は、生成システム１０と同様に機能し、電解セル１１２内で発生される電気化学的に活性化された水を使用して、アルコール（例えば、エチルアルコール）を生成する。加えて、また、生成システム１１０は、Ｓ／Ｌ分離器１２０と蒸留アセンブリ１２２との間に配置される電解セル１５８を含む。電解セル１５８は、少なくとも１つのアノード電極と少なくとも１つのカソード電極との間のアルコール／水混合物全体に電場を印加するように適合される、第２の流体処理セルである。故に、電解セル１５８は、電解セル１２（図１に示される）と同様に機能し得、電解セル１５８の好適な設計は、電解セル１２の上述のものを含む。
【００２７】
アルコール／水混合物は、流体線１４６を通して、電解セル１５８に供給される。一実施形態では、アルコール／水混合物は、別個の流れとして、電解セル１５８を通して、流動し得る。例えば、図２に示されるように、流体線１４６は、１対の流体線に分離し、それによって、電解セル１５８への流入に先立って、アルコール／水混合物を副流に分離し得る。代替として、アルコール／水混合物は、電解セル１５８に流入後に分離され得る。アルコール／水混合物が、電解セル１５８を通して流動すると、電解セル１５８内のアルコール／水混合物全体に印加される電場は、アルコール／水混合物を電気化学的に活性化し、電気回路の片側で陽イオンを収集し、反対側で陰イオンを収集することによって、アルコール／水混合物を分離する。代替実施形態では、アルコール／水混合物は、単流として、流入線１２６から電解セル１５８に直接流入し得る。
【００２８】
また、電解プロセスは、望ましくは、気泡を発生し、気泡のサイズは、電解セル１５８を通る圧力および電気化学的活性化の程度等、種々の要因に依存して可変であり得る。故に、気泡は、マクロ気泡、マイクロ気泡、ナノ気泡、およびそれらの混合物を含む種々の異なるサイズを有し得るが、それらに限定されない。マクロ気泡を含む実施形態では、発生される気泡の好適な平均気泡径の実施例は、約５００マイクロメートル乃至約１ミリメートルの範囲の直径を含む。マイクロ気泡を含む実施形態では、発生される気泡の好適な平均気泡径の実施例は、約１マイクロメートル乃至約５００マイクロメートル未満の範囲の直径を含む。ナノ気泡を含む実施形態では、発生される気泡の好適な平均気泡径の実施例は、約１マイクロメートル未満の直径を含み、特に好適な平均気泡径は、約５００ナノメートル未満の直径を含み、さらに特に好適な平均気泡径は、約１００ナノメートル未満の直径を含む。
【００２９】
次いで、電気化学的に活性化されたアルコール／水混合物は、再結合され、流体線１６０を介して、蒸留アセンブリ１２２に誘導され得る。アルコールの高揮発度のため、気泡は、望ましくは、高濃度のアルコールを含み、それによって、蒸留アセンブリ１２２内のアルコールと水の分離速度を増加させる。これは、水からアルコールを分離するために必要とされる時間およびエネルギーを低減することによって、蒸留アセンブリ１２２を動作させる際の効率を増加させる。
【００３０】
図３は、電解セル１５８の概略図であって、また、電解セル１２（図１に示される）および電解セル１１２（図２に示される）に好適な設計である。図３に示されるように、電解セル１５８は、膜１６２を含み、電解セル１５８をアノードチャンバ１６４およびカソードチャンバ１６６に分離する。電解セル１５８は、図３では、単一アノードチャンバおよび単一カソードチャンバを有するように示されるが、電解セル１５８は、代替として、１つ以上の膜１６２によって分離される複数のアノードおよびカソードチャンバを含み得る。
【００３１】
膜１６２は、陽イオン交換膜（すなわち、プロトン交換膜）、または陰イオン交換膜等のイオン交換膜である。膜１６２の好適な陽イオン交換膜は、部分的および完全フッ素化イオノマー、多環芳香族イオノマー、およびそれらの組み合わせを含む。膜１６２の好適な市販のイオノマーの実施例は、Ｅ．Ｉ．  ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、Ｄｅｌａｗａｒｅ）から商標名「ＮＡＦＩＯＮ」として市販の硫酸テトラフルオロエチレンコポリマー、Ａｓａｈｉ  Ｇｌａｓｓ  Ｃｏ．，  Ｌｔｄ．（日本）から商標名「ＦＬＥＭＩＯＮ」として市販のペルフルオロカルボン酸イオノマー、Ａｓａｈｉ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｃｏ．  Ｌｔｄ．（日本）から商標名「ＡＣＩＰＬＥＸ」として市販のペルフルオロ化スルホン酸イオノマー、およびそれらの組み合わせを含む。
【００３２】
アノードチャンバ１６４およびカソードチャンバ１６６はそれぞれ、アノード電極１６８およびカソード電極１７０を含み、膜１６２は、アノード電極１６８とカソード電極１７０との間に配置される。アノード電極１６８およびカソード電極１７０は、チタニウム等の任意の好適な電導性材料から成ることが可能であって、１つ以上の貴金属（例えば、白金）によってコーティングされ得る。また、アノード電極１６８およびカソード電極１７０はそれぞれ、平プレート、同軸プレート（例えば、管状電解セル用）、棒、およびそれらの組み合わせ等、種々の異なる幾何学形状設計および構造を呈し得、中実構造を有し得、または１つ以上の開口（例えば、金属メッシュ）を有することが可能である。アノードチャンバ１６４およびカソードチャンバ１６６はそれぞれ、単一アノード電極１６８およびカソード電極１７０によって示されるが、アノードチャンバ１６４は、複数のアノード電極１６８を含み得、カソードチャンバ１６６は、複数のカソード電極１７０を含み得る。
【００３３】
アノード電極１６８およびカソード電極１７０は、従来の電源（図示せず）の対向端子に電気的に接続され得る。電源は、電解セル１５８に、アノード電極１６８およびカソード電極１７０への一定の直流（ＤＣ）出力電圧、パルス状または別様に変調されたＤＣ出力電圧、あるいはパルス状または別様に変調されたＡＣ出力電圧を提供可能である。電源は、任意の好適な出力電圧レベル、電流レベル、デューティサイクル、または波形を有することが可能である。一実施形態では、電源は、比較的安定な状態において、アノード電極１６８およびカソード電極１７０に供給される電圧を印加する。電源は、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御方式を使用して、電圧電流出力を制御する、ＤＣ／ＤＣ変換器を含む。また、パルス状または非パルス状であり得る、他の種類の電源も、他の電圧および電力範囲で使用可能である。パラメータは、用途特有である。また、アノード電極１６８およびカソード電極１７０の極性は、動作の間に反転され、アノード電極１６８およびカソード電極１７０上に形成される可能性のある任意のスケールを除去し得る。
【００３４】
動作の際、アルコール／水混合物は、流体線１４６の分離された経路である、送出流入口１４６ａおよび１４６ｂから電解セル１５８に供給される。送出流入口１４６ａを通って流動するアルコール／水混合物は、アノードチャンバ１６４内に流入し、送出流入口１４６ｂを通って流動するアルコール／水混合物は、カソードチャンバ１６６内に流入する。電圧が印加され、アノードチャンバ１６４およびカソードチャンバ１６６を通って流動するアルコール／水混合物を電気化学的に活性化する。例えば、膜１６２が陽イオン交換膜である実施形態では、好適な電圧（例えば、ＤＣ電圧）は、アノード電極１６８とカソード電極１７０に跨って印加される。電解セル１５８内の任意の位置で必要とされる実際の電位は、アルコール／水混合物の局所組成によって決定され得る。加えて、より大きな電位差（すなわち、過電位）が、望ましくは、アノード電極１６８とカソード電極１７０に跨って印加され、有意な反応速度をもたらす。白金系電極は、典型的には、電極間の電位差に対して、約２分の１ボルトの追加を必要とする。加えて、さらなる電位が、電解セル１５８を通る電流を駆動するために望ましい。電解セル１５８の好適な印加電圧の実施例は、約１ボルト乃至約４０ボルトの範囲であって、特に好適な電圧は、約５ボルト乃至約２５ボルトの範囲であって、さらに特に好適な電圧は、約１０ボルト乃至約２０ボルトの範囲である。
【００３５】
アノード電極１６８とカソード電極１７０を跨ぐ電圧の印加によって、アノードチャンバ１６４のアルコール／水混合物内で発生される陽イオン（例えば、Ｈ＋）は、膜１６２を越えてカソード電極１７０に向かって移送される一方、アノードチャンバ１６４のアルコール／水混合物内で発生される陰イオン（例えば、ＯＨ−）は、アノード電極１６８に向かって移動する。同様に、また、カソードチャンバ１６６のアルコール／水混合物内で発生される陽イオン（例えば、Ｈ＋）は、カソード電極１７０に向かって移動し、カソードチャンバ１６６のアルコール／水混合物内で発生される陰イオン（例えば、ＯＨ−）は、アノード電極１６８に向かって移動を試みる。しかしながら、膜１６２は、カソードチャンバ１６６内に存在する陰イオンの移送を防止する。したがって、陰イオンは、カソードチャンバ１６６内に拘束されたままである。
【００３６】
電解は継続する間、アルコール／水混合物内の陰イオンは、アノード電極１６８において金属原子（例えば、白金原子）に結合し、アルコール／水混合物（例えば、水素）内の陽イオンは、カソード電極１７０において金属原子（例えば、白金原子）に結合する。これらの結合された原子は、さらなる反応に関与するまで、それぞれの電極の表面上で、２次元に拡散する。また、他の原子および多原子基は、同様に、アノード電極１６８およびカソード電極１７０の表面に結合し得、また、その後、反応を受け得る。表面で生成された酸素（Ｏ２）および水素（Ｈ２）等の分子は、気体としてアルコール／水混合物の液相内の小空洞（すなわち、気泡）に流入し得、および／またはアルコール／水混合物の液相によって、溶媒和された状態になり得る。上述のように、アルコールの高揮発度（水の揮発度と比較して）のため、気泡は、望ましくは、高濃度のアルコールを含み、それによって、蒸留アセンブリ１２２内のアルコールおよび水の分離速度を増加させる。
【００３７】
表面分子は、電極表面における気体の分子よりもアルコール／水混合物内の分子により誘引されるため、気体／液体界面における表面張力は、アノード電極１６８およびカソード電極１７０の表面から離れるように誘導される分子間の引力によって生成される。対照的に、アルコール／水混合物のバルクの分子は、全方向に等しく誘引される。したがって、可能な相互作用エネルギーを増加させるために、表面張力は、電極表面における分子を液体のバルクに流入させる。
【００３８】
気相のナノ気泡が発生される実施形態では、また、ナノ気泡（すなわち、約１マイクロメートル未満の直径を有する気泡）内に含まれる気体は、その小径にかかわらず、液相アルコール／水混合物内において、かなりの時間の間、安定していると考えられる。理論に束縛されるものではないが、アルコール／水混合物の表面張力は、気体／液体界面では、気泡の曲面が分子次元に接近すると低下すると考えられる。これは、消散するナノ気泡の自然な傾向を低減させる。
【００３９】
さらに、ナノ気泡の気体／液体界面は、膜１６２を横切り印加される電圧のため、帯電される。電荷は、表面張力に対抗する力を導入し、また、ナノ気泡の消散を減速または防止する。界面における同符号の存在は、電荷斥力が表面張力による表面最小化に対して反対方向に作用し、見かけ上の表面張力を低減する。任意の効果は、気体／液体界面に有利に働く付加的帯電材料の存在によって、増加され得る。
【００４０】
気体／液体界面の自然状態は、負であると考えられる。また、低表面電荷密度および／または高分極率を伴う他のイオン（Ｃｌ−、ＣｌＯ−、ＨＯ２−、およびＯ２−等）も、水和電子のように、気体／液体界面に有利に働く。また、水性ラジカルは、そのような界面に属することを好む。したがって、陰極液（すなわち、カソードチャンバ１６６を通って流動する副流）内に存在するナノ気泡は、負に帯電されるが、陽極液（すなわち、アノードチャンバ１６４を通って流動する副流）内のものは、ほとんど電荷を保有しないだろう（過剰陽イオンが自然負電荷を相殺する）と考えられる。故に、陰極液ナノ気泡は、流体線１６０の収束点（図２に示される）において陽極液副流と混合されるとすぐに、その電荷を損失する可能性は低く、あるいは、流体線１６０内の電気化学的に活性化されたアルコール／水混合物の滞留時間を上回る時間の間、安定している。
【００４１】
加えて、気体分子は、カソード上の過剰電位によって、ナノ気泡内で帯電された状態となり（Ｏ２−等）、それによって、ナノ気泡の全体的電荷を増加させ得る。帯電されたナノ気泡の気体／液体界面における表面張力は、非帯電ナノ気泡と比較して低減され、そのサイズは安定化され得る。これは、表面張力が表面を最小限にする一方で、帯電表面は、類似電荷間の斥力を最小限にするように拡張する傾向にあるので、定性的に理解可能である。また、電解に必要なものを上回る過剰電力損失による電極表面における上昇温度は、局所気体溶解度を低減することによって、ナノ気泡形成を増加させ得る。
【００４２】
同符号間の反発力は、その離間距離の２乗に反比例して増加するため、気泡径の減少に伴って、増加する外向きの圧力が存在する。電荷の効果は、表面張力の影響を低減することであって、表面張力は、表面を減少させる傾向にある一方、表面電荷は、それを拡張する傾向にある。したがって、平衡は、これらの対向する力が等しくなる場合に達成される。例えば、気泡（半径ｒ）の内面上の表面電荷密度は、Φ（ｅ−／メートル２）であると仮定すると、外向きの圧力（「Ｐｏｕｔ」）は、ナビエ−ストークス方程式を解法することによって求められ得る。
Ｐｏｕｔ＝Φ２／２ＤI０    （式１）
式中、Ｄは、気泡（単一体と仮定）の相対的誘電定数であって、「I０」は、真空の誘電率（すなわち、８．８５４  ｐＦ／メートル）である。気体上の表面張力による内向きの圧力（「Ｐｉｎ」）は、以下となる。
Ｐｉｎ＝２ｇ／ｒＰｏｕｔ    （式２）
式中、「ｇ」は、表面張力である（２５°Ｃで、０．０７１９８ジュール／メートル２）。したがって、これらの圧力が等しい場合、気泡の半径は、以下となる。
ｒ＝０．２８７９２I０／Φ２    （式３）
故に、５ナノメートル、１０ナノメートル、２０ナノメートル、５０ナノメートル、および１００ナノメートルのナノ気泡径の場合、ゼロ過剰内圧に対して求められる電荷密度は、それぞれ、０．２０、０．１４、０．１０、０．０６、および０．０４ｅ−／ナノメートル２気泡表面積である。そのような電荷密度は、電解セル２４の使用によって、容易に達成可能である。ナノ気泡半径は、気泡上の全電荷の増加の２／３乗に伴って、増加する。平衡時のこれらの状況下、ナノ気泡表面におけるアルコール／水混合物の有効表面張力は、ゼロであって、気泡内の帯電気体の存在は、安定したナノ気泡のサイズを増加させる。気泡サイズのさらなる減少は、それが気圧を下回る内圧の減少を生じるので、示されないであろう。
【００４３】
電解セル１５８内の種々の状況下、ナノ気泡は、表面電荷によって、さらに小さな気泡に分割され得る。例えば、半径「ｒ」および全電荷「ｑ」の気泡が、分配された体積および電荷（半径ｒ１／２＝ｒ／２１／３、および電荷ｑ１／２＝ｑ／２）の２つの気泡に分割すると仮定し、気泡間のクーロン相互作用を無視すると、表面張力（ΔＥＳＴ）および表面電荷（ΔＥｑ）によるエネルギー変化の計算は、以下となる。
【００４４】
【化１】
2010530244.tif 000003
および
【００４５】
【化２】
2010530244.tif 000004
ΔＥＳＴ  ＋  ΔＥｑが負である場合に生じる全体的エネルギー変化が負である場合、気泡は、準安定性であって、それによって、以下がもたらされる。  
【００４６】
【化３】
2010530244.tif 000005
これは、半径と電荷密度（Φ）との間の関係を提供する。
【００４７】
【化４】
2010530244.tif 000006
故に、５ナノメートル、１０ナノメートル、２０ナノメートル、５０ナノメートル、および１００ナノメートルのナノ気泡径の場合、計算された気泡の電荷密度は、それぞれ、０．１２、０．０８、０．０６、０．０４、および０．０３ｅ−Ｖナノメートル２の気泡表面積を分裂させる。同一表面電荷密度の場合、気泡径は、典型的には、気泡を２つに分裂させるための場合よりも見かけ上の表面張力をゼロに低減するための場合の法が、約３倍大きい。したがって、ナノ気泡は、概して、さらなるエネルギー入力が存在しない限り、分割されないであろう。
【００４８】
気泡（例えば、マクロ気泡、マイクロ気泡、およびナノ気泡）を含有する電気化学的に活性化されたアルコール／水混合物は、送出流出口１６０ａおよび１６０ｂを介して、電解セル１５８から流出し、副流は、蒸留アセンブリ１４８への流入に先立って、流体線１６０に再収束する。陽極液および陰極液燃料は、蒸留アセンブリ１４８への流入に先立って混合されるが、最初は、平衡ではなく、その電気化学的に活性化された状態を一時的に留保する。故に、電気化学的に活性化されたアルコール／水混合物は、液相アルコール／水混合物内に分散／懸濁された気泡を含有し、蒸留アセンブリ１２２内のアルコール／水混合物の分離効率を増加させる。
【００４９】
図４は、電解セル１７２の概略図であって、イオン交換膜を使用せずに、流体線１４６を通って流動するアルコール／水混合物を電気化学的に活性化するためのセル１５８（図２および３に示される）の代替電解セルの実施例である。また、電解セル１７２は、スラリークッカー１６（図１に示される）およびスラリークッカー１１６（図２に示される）内での使用のために、水を電気化学的に活性化するための電解セル１２（図１に示される）および電解セル１１２（図２に示される）の好適な代替設計である。
【００５０】
図４に示されるように、電解セル１７２は、流体線１４６および１６０と直接係合し得、反応チャンバ１７４、アノード電極１７６、およびカソード電極１７８を含む。反応チャンバ１７４は、電解セル１７２の壁によって、アノード電極１７６およびカソード電極１７８が配置される容器または導管の壁によって、あるいはアノード電極１７６およびカソード電極１７８自体によって、画定可能である。アノード電極１７６およびカソード電極１７８の好適な材料および構造は、アノード電極１６８およびカソード電極１７０（図３に示される）に対する上述のものを含む。
【００５１】
動作の際、アルコール／水混合物は、送出線１４６を介して、反応チャンバ１７４内に導入され、電圧が、アノード電極１７６とカソード電極１７８に跨って印加される。これは、アルコール／水混合物を電気化学的に活性化し、アノード電極１７６およびカソード電極１７８の近傍またはそれに接触するアルコール／水混合物の一部が、電解セル１５８の上述の方法で気泡を発生させる。したがって、電解セル１７２を通って流動するアルコール／水混合物は、液相アルコール／水混合物内に分散または別様に懸濁される気泡を含有する。しかしながら、電解セル１５８と比較して、電気化学的に活性化されたアルコール／水混合物は、電解セルから上流、または電解セル内で分裂されるのではなく、全電解プロセスの間、混合され、次いで、電解セル内または電解セルから下流で再収束される。故に、結果として生じる電気化学的に活性化されたアルコール／水混合物は、液相アルコール／水混合物内に分散／懸濁される気泡を含有し、上述のように、蒸留アセンブリ１２２内のアルコール／水混合物の分離効率を増加させる。
【００５２】
図５は、生成システム１０（図１に示される）等のアルコール生成システムによって、アルコール（例えば、エチルアルコール）を生成するためのプロセス１８０の工程図である。方法１８０は、ステップ１８２−１９４を含み、最初に、スラリークッカー内での使用のために、原料を微粉顆粒に製粉するステップを伴う（ステップ１８２）。次いで、１つ以上の水流が、電解セルに供給され、水流が電解セルを通って流動するが、電圧は、アノードとカソード電極全体に跨って、およびその流れに印加される（ステップ１８４）。上述のように、これは、水を電気化学的に活性化する。
【００５３】
次いで、電気化学的に活性化された水は、製粉された原料と組み合わせられ、スラリーを形成し、スラリーは、スラリークッカー内で加熱処理される（ステップ１８６）。電気化学的に活性化された水中の陽イオンおよび／または陰イオンは、液体媒体内の原料顆粒および酵素を少なくとも部分的に溶媒和する補助をし、それによって、液体媒体内に原料顆粒を懸濁させる。これは、原料顆粒が沈殿するのを防止するために有益であって、そうでなければ、酵素との混合の不均一性を減少し、その後の加水分解反応の際の変換率を低減し得る。加熱処理プロセス完了後、加熱処理されたスラリーは、加水分解され、原料材料（例えば、澱粉）をより小さな連鎖（例えば、デキストロースおよびデキストリン）に分解し（ステップ１８８）、次いで、加水分解されたスラリーは、加水分解されたスラリーをアルコール（例えば、エチルアルコール）に変換するための好適な時間の間、発酵される（ステップ１９０）。
【００５４】
発酵プロセス完了後、結果として生じるアルコール／水混合物は、望ましくは、残留物から分離され（ステップ１９２）、アルコール／水混合物は、蒸留され、アルコールを水から少なくとも部分的に分離する（ステップ１９４）。上述のように、水を電気化学的に活性化するステップは、原料顆粒の懸濁を増加させ、それによって、加水分解されたスラリーをアルコールに変換する速度を増加させる。相応じて、これは、アルコールを生成するために必要とされる原料の量を低減する。図６は、生成システム１１０（図２に示される）等のアルコール生成システムによって、アルコール（例えば、エチルアルコール）を生成するためのプロセス１９６の工程図である。方法１９６は、ステップ１９８−２１２を含み、ステップ１９８−２０８は、プロセス１８０のステップ１８２−１９２（図５に示される）の上述と同様に行なわれ得る。方法１８０と比較して、プロセス１９６は、蒸留アセンブリへの混合物の送出に先立って、アルコール／水混合物のうちの１つ以上の流れを電解セルに供給するステップをさらに含む。アルコール／水混合物流は、電解セルを通って流動するが、電圧は、アノードとカソード電極に跨って、およびその流れに印加される（ステップ２１０）。これは、アルコール／水混合物を電気化学的に活性化し、望ましくは、気泡を発生させる。次いで、結果として生じる電気化学的に活性化されたアルコール／水混合物は蒸留され、アルコールから水を少なくとも部分的に分離する（ステップ２１２）。上述のように、電気化学的に活性化されたアルコール／水混合物は、蒸留アセンブリ内のアルコール／水混合物の分離効率を増加させ、それによって、蒸留アセンブリの動作効率を増加させる。
【００５５】
本発明は、好ましい実施形態を参照して記載されたが、当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、その形態および詳細に変更を成し得ることを認識するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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