Fermentación acetona-butanol-etanol


La fermentación acetona-butanol-etanol (ABE) es un proceso que utiliza la fermentación bacteriana para producir acetona , n-butanol y etanol a partir de carbohidratos como almidón y glucosa . Fue desarrollado por el químico Chaim Weizmann y fue el proceso principal utilizado para producir acetona, que se necesitaba para fabricar cordita , una sustancia esencial para la industria de guerra británica durante la Primera Guerra Mundial . [1]

El proceso puede compararse con cómo la levadura fermenta azúcares para producir etanol para vino, cerveza o combustible, pero los organismos que llevan a cabo la fermentación ABE son estrictamente anaeróbicos (anaerobios obligados). La fermentación ABE produce disolventes en una proporción de 3 partes de acetona, 6 partes de butanol por 1 parte de etanol. Por lo general, utiliza una cepa de bacterias de la clase Clostridia (familia Clostridiaceae ). Clostridium acetobutylicum es el más estudiado y ampliamente utilizado. Aunque menos eficaces, las cepas bacterianas de Clostridium beijerinckii y Clostridium saccharobutylicum también han mostrado buenos resultados. [2] [3]

Para la extracción de gases, los gases que se utilizan con mayor frecuencia son los gases de escape de la propia fermentación, una mezcla de dióxido de carbono e hidrógeno . [ cita requerida ]

La producción de butanol por medios biológicos fue realizada por primera vez por Louis Pasteur en 1861. [4] En 1905, el bioquímico austriaco Franz Schardinger descubrió que la acetona podía producirse de manera similar. [4] En 1910 Auguste Fernbach (1860-1939) desarrolló un proceso de fermentación bacteriana utilizando almidón de patata como materia prima en la producción de butanol. [5]

La explotación industrial de la fermentación ABE comenzó en 1916, durante la Primera Guerra Mundial, con el aislamiento de Clostridium acetobutylicum por Chaim Weizmann , como se describe en la patente estadounidense 1315585. [6]

El proceso Weizmann fue operado por Commercial Solvents Corporation desde aproximadamente 1920 hasta 1964 con plantas en los EE. UU. ( Terre Haute, IN y Peoria, IL ) y Liverpool, Inglaterra . La planta de Peoria fue la más grande de las tres. Utilizaba melaza como materia prima y tenía 96 fermentadores con un volumen de 96.000 galones cada uno. [7]


Vía de fermentación acetona-butanol-etanol por clostridios.
Diagrama de equilibrio de fases para la mezcla ternaria de 1-butanol-etanol-agua
Demanda mundial de n-butanol [21]