化
工进展CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS
2019年第38卷第1期合成气乙醇发酵技术研究进展许敬亮，常春，韩秀丽，韩一帆
（郑州大学化工与能源学院，河南郑州450001）摘要：采用合成气发酵生产燃料乙醇具有反应条件温和、产物耐受性好、原料来源丰富等优点，是燃料乙醇生产的一种新型工艺。文章综述了国内外合成气厌氧发酵的微生物种类，常见合成气乙醇发酵微生物的生长、代谢特点以及底物利用范围；分析了合成气乙醇发酵的Wood-Ljungdahl 代谢途径，以及Wood-Ljungdahl 代谢途径中涉及的关键酶类甲酸脱氢酶和CO 脱氢酶/乙酰辅酶A 合成酶；探讨了过程工艺参数如培养介质、还原剂、pH 、气体组成、终产物、培养基和培养方法对合成气发酵的影响；比较了不同反应器在体积传质系数等方面的差异，并重点分析了搅拌罐式反应器和柱式反应器等的反应特点。同时，对合成气发酵的未来发展方向进行了展望。
关键词：合成气；乙醇；发酵；代谢机理；生物反应器
中图分类号：TK6；TQ517.43文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2019）01-0586-12
Research progress on bioethanol production technologies through syngas fermentation
XU Jingliang ，CHANG Chun ，HAN Xiuli ，HAN Yifan
(School of Chemical Engineering and Energy,Zhengzhou University,Zhengzhou 450001,Henan,China)
Abstract:Bioethanol production through syngas fermentation has many advantages,such as mild reaction conditions,higher end-product tolerance,rich source of raw carbon materials and so on,which is a novel method for fuel ethanol productions.In this paper,the types of microorganisms for syngas fermentation,the characteristics of growth,metabolism and substrate utilization of the main microorganisms,Wood-Ljungdahl pathways,the key enzymes of formate dehydrogenase and carbon monoxide dehydrogenase/acetyl-CoA synthase,the influence factors of culture medium,reducing agent,pH,gas composition,products,medium composition and culture methods on syngas fermentation,and the types of syngas fermentation reactor were reviewed.The prospect of future development direction of syngas fermentation was proposed.Keywords:syngas;ethanol;fermentation;metabolic mechanism;bioreactor
当前，世界能源供应主要依赖于化石能源。2017年，我国原油净进口量3.96亿吨，原油进口对外依存度高达67.4%[1]。近年，受世界原油价格
变幻，我国经济、社会的持续、快速、健康发展面
临着诸多严峻的不确定因素。而与此同时，化石能源的广泛使用也带来了一系列的生态环境污染问题，影响着人类社会的和谐发展。因此，寻找、开发高效、清洁、可再生的替代能源已成为人类社会的共识。燃料乙醇作为一种清洁、高效、环保的替代燃料，具有很多的优点。在比热容、辛烷值和汽
特约评述DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2018-1129收稿日期：2018-05-31；修改稿日期：2018-08-13。
基金项目：中国科学院对外合作重点项目（182344KYSB20160056）；广东省工业高新技术领域科技计划（2017A010105018）。第一作者：许敬亮（1977—），男，教授，博士生导师，研究方向为生物质生化转化与高值化利用。E-mail ：xujl@https://www.doczj.com/doc/39279911.html, 。通信作者：韩一帆，教授，博士生导师，研究方向为C 1资源化利用。E-mail ：yifanhan@https://www.doczj.com/doc/39279911.html, 。
引用本文：许敬亮,常春,韩秀丽,等.合成气乙醇发酵技术研究进展[J].化工进展,2019,38(1):586-597.
Citation ：XU Jingliang,CHANG Chun,HAN Xiuli,et al.Research progress on bioethanol production technologies through syngas fermentation[J].Chemical Industry and Engineering Progress,2019,38(1):586-597.··586万方数据