乙醇是用途最广和用量最大的有机溶剂之一,并且作为汽油添加剂,还是解决严重的城市污染的一种清洁可再生燃料。甚至燃料乙醇还被认为是摆脱对进口石油依赖的战略物资。因此许多国家都开始积极的发展燃料乙醇的生产。但是由于传统的乙醇发酵工艺发酵效率低、能耗高,使得乙醇的生产成本远远高于石油的价格,极大的抑制了乙醇工业的发展。本论文从影响发酵的各个因素入手,分别研究了底物浓度、产物浓度和气提种类及通气量等因素对发酵过程的影响,确定了适宜的发酵条件,并建立了一个新的产物抑制动力学方程,能够准确地确定发生明显产物抑制效应时的产物乙醇浓度和抑制效应的强度。本论文的核心部分是产物乙醇的在位分离技术。本研究在前人的基础上,将气提发酵和真空闪蒸发酵耦合起来,并利用游离细胞循环技术,提出了一个新的发酵乙醇的在位分离方法。新方法综合了气提与真空闪蒸的优点,能够将发酵罐中的乙醇浓度保持在较低的范围内,在一定程度上能消除产物抑制效应,同时也能够提高粗乙醇产品的浓度,降低后序分离工段的能耗,极大地降低了发酵乙醇的生产成本。