随着化石性资源和能源的日渐枯竭、传统化工造成环境的严重污染以及人们对生物基化学品和生物能源需求的快速增加,化学工业显现了从石油丛到生物基的转变趋势。在这一转变过程中,可再生生物质资源利用和生物加工已经成为一个巨大的研究方向,特别是非粮原料和废弃生物量已成为当前生物炼制工程的主要热点。丁酸是一种非常重要的市场容最巨大的基础化学品和精细化工品,已经在食品、化学、饲料和医药等多种行业得到广泛的应用,但目前只能采用石油炼制的方法合成。主要原因是目前丁酸的发酵水平比较低,生产成本比较高,新型的生物反应器和仄氧发酵过程未能进行中试放大和试生产开发,从而极大地制约了丁酸的大规模工业化生产和广泛应用。本文将从非粮原料(木薯)和废弃生物最(废糖蜜)出发,采用代谢工程技术改造的生产菌种(酪丁酸梭菌),通过反应器和过程水平的强化和集成创新,发展生物法高产丁酸和氢气的新技术和新工艺。本项目开辟一条从非粮原料和废弃生物量出发高效生产重要化学品(丁酸)和氢气的生物炼制新途径,不仅促进生物丁酸行业和生物制氢的兴起和发展,而且对实现我国工业生产的节能减排和循环经济的重大战略目标,都具有重要的社会和经济意义。