无机载体吸附固定梭菌发酵制备丁醇的研究文献综述

 2021-10-12 22:17:33

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一、丁醇的用途及主要制备方法丁醇也称正丁醇，是一种优良的有机溶剂和重要的化工原料，广泛应用于化学工业[1]。

近年的研究表明丁醇是一种极具潜力的新型燃料，与燃料乙醇相比，具有能量含量高、与汽油的混合比高、可使用现有的管道输送、腐蚀性小等优势[2]，受到广泛重视。

发酵法曾经是丁醇的主要工业生产方法， 20世纪中期，随着廉价石油资源的开发和石化工业的迅速兴起，丁醇发酵生产逐渐被化学合成法取代[3]。

随着能源危机的日趋加重，发酵法制备丁醇由于不依赖石油资源而再次受到关注，成为新的研究热点[4]。

二、发酵法制备丁醇的研究概况丁醇的生物合成是通过产溶剂梭菌Clostridia的厌氧发酵（如丙酮丁醇梭菌Clostridium acetobutylicum、拜氏梭菌Clostridium beijerinckii），可将来源于淀粉质、糖蜜质、纤维质等合适的碳水化合物转化为丙酮(Acetone)、丁醇(Butanol)和乙醇(Ethanol)等溶剂，因而也被简称为ABE发酵[5]。

在生物法制备丁醇的过 程中，丁醇对菌体具 有毒害作用，当丁醇浓 度达到5 g/L时，对细 胞有明显的毒害作用，当 丁醇浓度达到10 g/L，可导 致细胞大批死亡[6]。

目前通过以下2个方法解决 这个问题：（1）采用诱变、基因工程手 段改造菌种使其能耐受 溶剂和高底物浓度[7]；（2）采 用技术手段，将产物 在发酵过程中移走，减少其 对细胞的毒害。

采用诱 变、基因工程手段改造的 菌种虽然生 产性能有所提高，但产物 ABE浓度仍≤3%，并不能显著 降低分离成本。

Qureshi认为[8]：将分 离技术原位集成于丁醇 发酵，是降低分离成本 最根本的手段。

渗透汽化（Pervaporation）是利用极 性低、表面能小的橡胶 态聚合物制备的疏水性 膜，将挥发组分或有机 组分有选择性的在膜内 汽化透过并被浓缩回收 ，而营养物质、糖以及细 胞等被截留的一种分离 技术，具有选择性好、 清洁无污染、分离条件 温和等优点。

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