Acetone- butylfermentering er en kemisk proces med nedbrydning af kulhydrater af acetonobutylbakterier og passerer anaerobt (uden iltadgang) med dannelse af acetone, butylalkohol samt eddikesyre, smørsyre og fermenteringsgasser - brint og kuldioxid. Udviklet af kemiker Chaim Weizmann før Første Verdenskrig , var det den vigtigste metode til at opnå acetone til sprængstoffer.
Fermenteringsprocessen er forårsaget af bakterien Clostridium acetobutylicum og beslægtede mikroorganismer [1] .
Dette var hovedprocessen til fremstilling af acetone under Første Verdenskrig og blev brugt til at fremstille cordit. ABE-processen er anaerob (forekommer i fravær af ilt), svarende til hvordan gær gærer sukker til dannelse af ethanol i vin eller øl. I processen opnås en opløsning i forholdet 3-6-1, eller 3 dele acetone, 6 dele butanol og 1 del ethanol. Almindeligt anvendte arter af bakterier fra klassen Clostridia (familien Clostridium). Clostridium acetobutylicum er den bedst kendte art. Clostridium beijerinckii giver også gode resultater.
Den biologiske produktion af butanol blev udført af Louis Pasteur i 1861. Den østrigske biokemiker Franz Shardinger opdagede i 1905, at acetone kunne opnås på lignende måde. Det næste skridt i udviklingen blev taget i 1919 af Chaim Weizmann (som senere blev Israels første præsident). Han var den første til at isolere Clostridium acetobutylicum og patenterede både bakterien og processen til fremstilling af acetone og butanol ved hjælp af denne bakterie. Med den nye metode kunne der opnås et højere udbytte, og der kunne anvendes stivelsesholdige substrater. Efter krigen steg efterspørgslen efter butanol til malingsproduktion på grund af den begyndende bilindustri, så produktionen blev udvidet i stor skala, først i USA og Canada, og siden i mange andre lande. Efter Anden Verdenskrig kom den enzymatiske produktion af butanol gradvist i bagsædet, fordi en billigere petrokemisk syntese af butanol blev opdaget i 1950'erne. I løbet af de næste to årtier blev industriel Abb-gæring fuldstændig udfaset i Europa og USA. Kun i nogle få lande (f.eks. Kina) fortsatte denne teknologi med at blive brugt indtil slutningen af det 20. århundrede. på grund af stigende oliepriser og planer om at bruge biobutanol som et vedvarende brændstof, er teknologien blevet genoplivet mange steder i verden.
Afhængigt af det anvendte substrat og bakteriestammen dannes n-butanol, acetone og ethanol under reaktionen i forholdet 6:3:1. Der dannes også talrige biprodukter, herunder kuldioxid, brint, smørsyre og eddikesyre.
I en klassisk industriel proces anvendes fortyndet melasse eller majspulp som substrater for Clostridium acetobutylicum i en statisk batchproces. Forholdet mellem butanolprodukter og acetone og ethanol i denne proces er 6:3:1, og produktkoncentrationen er 12-22 g/l. Udbyttet af opløsningen er 25-33 vægt% af det anvendte substrat. Produktblandingen adskilles derefter ved destillation. Derudover kan der anvendes brint- og kuldioxidbiprodukter samt cellemasse, der kan bruges som dyrefoder.
Denne proces nåede sit højdepunkt før Anden Verdenskrig og bruges ikke længere i dag.
Processen kan nu også fungere som en fed-batch proces eller som en kontinuerlig proces med optimal processtyring afhængig af anlæggets størrelse. For at opretholde en lav koncentration af butanol i reaktoren anvendes forskellige behandlingsmetoder på stedet, såsom gasstripping og væske-væske-ekstraktion . [2] .