Asetoni-butyylifermentaatio on kemiallinen prosessi, jossa asetonobutyylibakteerit hajottavat hiilihydraatteja ja kulkevat anaerobisesti (ilman happea) asetonin, butyylialkoholin sekä etikka-, voihapon ja käymiskaasujen - vedyn ja hiilidioksidin - muodostuessa. Kemisti Chaim Weizmannin ennen ensimmäistä maailmansotaa kehittämä se oli tärkein menetelmä asetonin saamiseksi räjähteitä varten.
Käymisprosessin aiheuttavat Clostridium acetobutylicum -bakteeri ja siihen liittyvät mikro -organismit [1] .
Tämä oli pääasiallinen asetonin valmistusprosessi ensimmäisen maailmansodan aikana, ja sitä käytettiin kordiitin valmistukseen. ABE-prosessi on anaerobinen (tapahtuu hapen puuttuessa), samalla tavalla kuin hiiva fermentoi sokeria muodostaen etanolia viinissä tai oluessa. Prosessissa saadaan liuos suhteessa 3-6-1 eli 3 osaa asetonia, 6 osaa butanolia ja 1 osa etanolia. Yleisesti käytetty bakteerilaji Clostridia-luokasta ( Clostridium -perhe). Clostridium acetobutylicum on tunnetuin laji. Myös Clostridium beijerinckii antaa hyviä tuloksia.
Butanolin biologisen tuotannon suoritti Louis Pasteur vuonna 1861. Itävaltalainen biokemisti Franz Shardinger havaitsi vuonna 1905, että asetonia voidaan saada samalla tavalla. Seuraavan askeleen kehityksessä otti vuonna 1919 Chaim Weizmann (josta tuli myöhemmin Israelin ensimmäinen presidentti). Hän eristi ensimmäisenä Clostridium acetobutylicumin ja patentoi sekä bakteerin että menetelmän asetonin ja butanolin valmistamiseksi tätä bakteeria käyttämällä. Uudella menetelmällä voidaan saavuttaa suurempi saanto ja käyttää tärkkelyspitoisia substraatteja. Sodan jälkeen maalien valmistukseen käytettävän butanolin kysyntä kasvoi syntyvän autoteollisuuden myötä, joten tuotantoa laajennettiin laajasti ensin Yhdysvalloissa ja Kanadassa ja sitten monissa muissa maissa. Toisen maailmansodan jälkeen butanolin entsymaattinen tuotanto jäi vähitellen taka-alalle, koska 1950-luvulla löydettiin halvempi butanolin petrokemiallinen synteesi. Seuraavien kahden vuosikymmenen aikana teollinen Abb-käyminen lopetettiin kokonaan Euroopassa ja Yhdysvalloissa. Vain muutamissa maissa (esim. Kiinassa) tätä tekniikkaa käytettiin 1900-luvun loppuun asti. Öljyn hinnannousun ja biobutanolin uusiutuvan polttoaineen käytön vuoksi teknologia on herännyt henkiin monissa osissa maailmaa.
Käytetystä substraatista ja bakteerikannasta riippuen reaktion aikana muodostuu n-butanolia, asetonia ja etanolia suhteessa 6:3:1. Muodostuu myös lukuisia sivutuotteita, kuten hiilidioksidia, vetyä, voihappoa ja etikkahappoa.
Klassisessa teollisessa prosessissa laimeaa melassia tai maissimassaa käytetään Clostridium acetobutylicumin substraattina staattisessa panosprosessissa. Butanolituotteiden suhde asetoniin ja etanoliin tässä prosessissa on 6:3:1 ja tuotteen pitoisuus on 12-22 g/l. Liuoksen tuotto on 25-33 painoprosenttia käytetystä substraatista. Tuoteseos erotetaan sitten tislaamalla. Lisäksi voidaan käyttää vety- ja hiilidioksidisivutuotteita sekä solumassaa, jota voidaan käyttää eläinten rehuna.
Tämä prosessi saavutti huippunsa ennen toista maailmansotaa, eikä sitä enää käytetä nykyään.
Prosessi voi nyt toimia myös syöttöpanosprosessina tai jatkuvana prosessina optimaalisella prosessiohjauksella laitoksen koosta riippuen. Butanolin alhaisen pitoisuuden ylläpitämiseksi reaktorissa käytetään erilaisia paikan päällä tapahtuvia liuoskäsittelymenetelmiä, kuten kaasustrippausta ja neste-nesteuuttoa . [2] .