生物基羧酸（乳酸、琥珀酸、富马酸等）的工业生产大部分依靠发酵，在发酵过程后有机酸分离和纯化仍然面临巨大的挑战。未来十年里，依靠农林废弃物生物合成产品将成为主要的尝试方向。然而，通过废弃物生物合成的产品比依靠食物资源（淀粉、葡萄糖）发酵更具复杂性，发酵液中会混杂大量的杂质，如细菌细胞、碳水化合物、蛋白质、纤维素、木质素、酚类化合物、各类有机酸和糠醛、羟甲基糠醛（HMF）等。

　　下游的有机酸分离纯化是工业放大最关键的瓶颈之一，想要达到高纯度的有机酸产品，这一阶段可能需要高达30~40%的生产成本。如何更好的从发酵液中分离高纯度的目标有机酸产物是解决问题的关键。

　　发酵工程中工业化可以借助的分离技术主要有：化学中和、离子交换和吸附、液液萃取、膜提取和精馏，这些技术有各自的优劣势。

　　目前工业上常用超滤、纳滤、活性炭和离子交换树脂的组合形式来达到有机酸分离和纯化的目的。然而，多工艺的串联增加了投资成本、运维成本和工艺占地，不符合绿色化学集约化发展的趋势。

　　在发酵的过程中，不添加任何碱作为pH调节剂，将阴离子交换树脂直接投放到发酵液中，通过有机酸离子在发酵过程中吸附到树脂上，达到维持发酵液所需的pH值的目的。树脂可以通过过滤或离心的手段从发酵液中回收，之后进行洗脱再生，通常使用甲醇或碱液再生。该过程相对更直接，下游处理路线更短。

　　针对发酵液体系，通过表面修饰改性的离子交换树脂，具有高选择性和吸附精度，已成功在乳酸、琥珀酸、富马酸和谷氨酸发酵体系中原位去除目标产物，并消除了酸性物质累积对发酵产生的抑制影响。在生产乳酸的对照实验中，相同葡萄糖浓度下，投加树脂的批次发酵体系表现出比常规批次发酵体系高出24.8%的产量，提高了近5倍的产率。每克吸附剂对于乳酸的吸附量达0.996g。

　　1. 需要简化树脂的回收设备，方便工业化操作流程；2. 需要后续工艺对回收的有机酸进行提纯，因为回收的有机酸浓度和纯度并不能直接达到产品要求；3. 树脂的再生会伴随着含盐废液的产生。

　　综合来看，离子交换树脂是最直接的发酵液产物固相萃取策略之一，在农林废弃物生产有机酸的工艺中，将扮演重要的角色。这得益于它在复杂体系的有机酸吸附中，表现出高容量和良好的选择性。在直接投放入发酵液的技术中，离子交换树脂可以很好地降低发酵液中有机酸积累的抑制作用，从而大幅度提高产量和产率。与传统方法相比，「离子交换回收有机酸技术」有望成为一种低能耗、低成本和高集约化的工艺，助力合成生物的发展。