发酵法生产乙醇、丁醇的最大特点是可供发酵用原料丰富.然而,在发酵法生产乙醇或丁醇的过程中,发酵产物乙醇或丁醇-丙酮-乙醇(ABE)的产生对微生物的生长起着典型的非竞争性抑制作用,使乙醇发酵中发酵液中乙醇浓度低,通常仅达10％左右.而对丁醇发酵,由于丁醇对微生物极强的抑制作用,产物浓度更低,ABE的总浓度只有1～5％(通常为1.6％,其中丁醇、丙酮、乙醇的比例为6∶3∶1).因此,采用传统的蒸馏法从低浓度发酵液中浓缩分离乙醇、丁醇的能耗很高,成为制约发酵法生产乙醇、丁醇经济性的主要因素之一.渗透汽化技术(Pervaporation,简称PV)因其分离效率高、流程简单、对微生物无毒害等特点,在构造连续发酵生物反应器方面具有突出的优势受到各国的普遍关注.渗透汽化是一种效率高、能耗低、投资少的新型膜分离技术.它是一种利用膜对液体混合物中各组分的吸附溶解及在膜中扩散性能的不同而实现组分分离的膜过程,即可用于有机溶剂中微量水分的脱除,也适合含少量有机液的水溶液中有用成分的回收.发酵—渗透汽化分离耦合可实现在生物质发酵生产燃料乙醇或丁醇的过程中,将发酵产生的抑制性产物乙醇或ABE 及时脱除,从而加快发酵速度,提高乙醇或丁醇的产率.针对目前生物质发酵生产乙醇、丁醇技术中过程效率低、产品浓度低、后续分离成本高、污染严重等问题,我们开展了生物质发酵－膜分离耦合生产生物乙醇、丁醇关键技术研究,重点开展了新型高效优先透醇渗透汽化膜的研制和发酵－渗透汽化膜分离耦合过程研究.对膜材料、膜配方设计、制膜工艺以及发酵－渗透汽化膜分离耦合进行了系统研究,探讨了利用该工艺实现连续或半连续发酵的可行性.