-
丁醇分子式CH3CH2CH2CH2OH，分子量74.12，是一种伯醇化合物，能量密度较高，燃料经济性较好，热值、辛烷值与汽油相当，含氧量同汽油中常用的甲基叔丁基醚相近，与汽油的配伍性好，能够与汽油达到更高的混合比，且腐蚀性小，安全性能高，且便于管道输送[2]，亲水性弱。丁醇熔点-89.3℃，沸点117.7℃，易燃，具刺激性，毒性低，遇明火、高热易燃烧爆炸。丁醇具有较高的能量密度，具有较好的燃料经济性[3-6]。8641
- 上一篇：非结构化道路的检测技术国内外研究现状
- 下一篇：伽马能谱解析的研究现状
1.1.2生物丁醇生产
丁醇有两种生产方法，一种是化学生产，即传统石化法；一种是生物生产，生物丁醇可由丙酮丁醇梭菌、拜氏梭菌等产溶剂梭菌Clostridia通过生物厌氧发酵法转化为丙酮（Acetone）、丁醇（Butanol）和乙醇（Ethanol）[7]。与传统石化法相比，生物发酵丁醇有高选择性、友好环境等特点而有良好的发展前景。
传统发酵法生产丁醇的工艺主要包括溶剂的连续发酵、产物及副产物的蒸馏法分离提取，生产过程中的环境保护措施等等。目前，国内厌氧发酵生产生物丁醇的主要原料为玉米、谷物、薯干等淀粉质粮食资源[8]。原料来源广泛，工艺设备简单，设备投资较少；发酵法生产条件温和，一般常温操作，不需贵重金属催化剂；选择性好、安全性高、副产物少，易于分离纯化[26]。
但是生物丁醇生产中存在三个主要问题：生产原料的成本高、丁醇毒性导致和发酵产物中的丙酮、乙醇副产物。其中最主要的是粮食成本高的问题，粮食成丁醇原料成本占75%。
针对传统丁醇发酵产业存在的问题，可从以下几方面着手，具体策略如下：
(1)改良现有菌株。利用基因工程和代谢工程技术，解除代谢过程中可能存在的产物或者中间产物的抑制。提高菌种对丁醇的耐受性，强化丁醇生产中的关键酶，切断丙酮、乙醇的生成代谢途径，提高丁醇在溶剂中的比例[9]。
(2)研究从稀发酵料液中经济、有效回收丁醇的方法。如渗透蒸发、汽提、液一液萃取等技术[10]。
(3)用酶学、微生物生理、发酵技术等知识优化和再商品化丁醇发酵工艺[11]。
(4)拓展发酵原料品种，改进原料预处理方法。
近年来国内外对纤文原料发酵产丁醇的研究很多，主要围绕菌种选育、寻找合适的可再生原料及其糖液制备、发酵工艺条件优化和溶剂提取等方面进行[8]。
上海生物丁醇协作组设定了由易到难的技术路线图：通过代谢工程提高丁醇比例；在丁醇高耐受菌株中导入和优化丁醇合成途径；去除葡萄糖阻遏效应使之可利用复杂原料。协作组相信，通过与国内外广泛的产学研合作，应可在不远的将来开发出有经济竞争力并可持续发展的生物丁醇生产工艺。近年来，国内外对纤文原料发酵产生丁醇的研究很多，寻找非粮食来源廉价的生物质原料生产丁醇已成为生物发酵丁醇的主要发展方向。