La combinación de fermentación a alta temperatura y separación por membrana tiene el potencial de realizar un proceso simple en el lugar para producir bioetanol concentrado. En este estudio se investigó el rendimiento de las membranas de deshidratación en la separación de bioetanol. Se sintetizaron tres tipos de membranas de zeolita, LTA, MFI y MOR. Se comparó su capacidad de deshidratación utilizando una solución de bioetanol producida por fermentación a alta temperatura seguida de destilación al vacío. Las membranas de zeolita LTA se deformaron y se volvieron amorfas al tratar el destilado. Por el contrario, no se observaron cambios significativos en las membranas de zeolita MFI y MOR analizadas por difracción de rayos X después de tratar el destilado. Sin embargo, el flujo disminuyó cuando las membranas estuvieron en contacto con el destilado (pH = 3.8). Neutralizar el destilado a pH 6.6 con hidróxido de sodio no evitó la disminución del flujo. A pesar de que el flujo disminuyó en aproximadamente un 20-30%, la membrana MOR mostró una selectividad de agua bastante alta, con una concentración de agua de más del 99.9% en el permeado, lo que sugiere la viabilidad de su aplicación para concentrar bioetanol.