荷兰代尔夫特理工大学 (TU Delft) 的一组研究人员在从废气发酵中纯化异丙醇和丙酮方面取得了开创性进展，向可持续工业发酵迈出了一大步。该研究发表在《化学技术与生物技术杂志》上，介绍了有望提高大规模生产效率和可行性的新颖工艺。

异丙醇和丙酮的全球市场总计达 100 亿美元。这两种化学品都是重要的工业溶剂，异丙醇由于其低毒性也作为药物成分具有重要的应用。传统生产依赖于化石碳依赖方法，随着更严格的环境法规的出台，这种方法变得越来越不利。

颠覆传统生产

一种有前途且更可持续的制造工艺涉及使用工程细菌回收工业废气和合成气(可以从生物废物中产生的一氧化碳和氢气的混合物)。值得注意的是，LanzaTech 是一家美国生物技术公司，与代尔夫特理工大学的研究无关，目前正在试验这种合成气发酵方法来生产异丙醇和丙酮。

该技术规模化的潜在障碍在于产品纯化阶段;发酵方法的限制意味着产品浓度较低，导致发酵液非常稀。

代尔夫特理工大学化学工程和生物技术教授、该研究的通讯作者 Anton A. Kiss 解释说：“挑战在于在不增加能源成本的情况下去除每公斤产品的大量水分。我们的研究解决了这个问题通过确定允许大量工艺热回收的最佳操作条件。”

高效的下游流程

该团队重点研究了异丙醇和丙酮初始回收的两种选择：真空蒸馏和传递蒸馏。

Kiss 解释说：“真空蒸馏是一种可用于回收挥发性发酵产物的经典方法，而直通蒸馏是一种新颖的分离方法，从未应用于复杂的混合物。”他指出，通过式蒸馏方法不需要使用真空蒸馏所需的昂贵的制冷设备。

通过工业规模工艺的成功设计，获得了高纯度异丙醇和丙酮，回收率超过99.2%。研究表明，所有提出的工艺在成本和环境影响方面都具有高度竞争力。在考虑将这些工艺集成到工厂中时，Kiss 表示：“由于电力和供暖设施的可用性可能存在差异，因此应根据工厂的具体位置选择最佳工艺设计。”

为可持续工业发酵铺平道路

本研究中提出的新型异丙醇和丙酮回收工艺标志着可持续工业发酵向前迈出了重要一步。该团队现在将注意力转向其他高价值化学品的纯化。

Kiss 解释说：“我们正在设计发酵液中各种挥发性化学物质的回收工艺，以找到通用设计规则。我们正在开展合作，将我们的知识转移给能够在工业中实施这些设计的公司。”

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