1. 研究目的与意义
课题旨在研究绿液预处理对杨木各化学成分的影响，主要是指木质素和聚糖的含量；经过预处理后的杨木的酶水解糖化性能，主要通过酶水解糖转化率和酶水解糖得率来评价；预处理后化学成分的变化对后续酶水解的影响，如木质素和糖含量的变化对最终酶解糖化的影响。
杨木中纤维素和半纤维素含量较高，它们能被水解成单糖，是一种很有发展前景的丰富可再生能源，已经逐渐成为制取生物乙醇的有效原料。杨木作为最丰富的木材纤维原料之一，资源丰富，价格也相对便宜，用来生产乙醇具有很好的发展前景。预处理的主要目的是从通过去除木质素和少量半纤维素、增加纤维素孔隙度的角度提高纤维素的可及性，同时从降低纤维素结晶度的角度来提高酶水解率和糖转化率。通过适当的预处理可将木质纤维素原料分解，从而提高纤维素、半纤维素的转化效率，降低制生物乙醇的成本。因此采用绿液预处理技术能有效降低乙醇生产成本并减少污染物排放。
本论文的目的在于通过绿液预处理方法研究杨木原料的主要化学成分及酶水解性能的影响，研究提高杨木酶水解糖化效率的途径，并对过程进行优化，提出合适的工艺条件，为我国杨木高效综合利用和生物乙醇的生产提供依据。
2. 国内外研究现状分析
当今世界各国正面临着能源短缺、环境污染和全球变暖等危机。石油、煤炭、天然气等作为不可再生能源，将逐渐走向枯竭。为了逐渐摆脱对石油的过度依赖，减少温室气体排放，必须开发可持续新能源。由于基因工程的飞速发展和广泛应用，可以批量生产杨木树苗，且它的成材周期较短，能够满足供应需求，因此速生材杨木生产制取生物乙醇有了可能性并受到了广泛的关注。
生物乙醇以其高辛烷值、抗爆性好而成为应用最广泛的生物燃料，也是较为理想的汽油替代品，在一些国家和地区已经广泛使用，并且其成本已经接近于石油产品的成本。以可再生的木质纤维素生物质生产燃料乙醇，实现改善能源结构、减少对化石能源的依赖，已成为解决能源危机的重要手段之一，可以实现能源的可持续发展。燃料乙醇是最易工业化的一种民用燃料或内燃机燃料，也是公认的最具发展潜力的石油替代燃料。木质纤维素原料作为丰富而廉价的可再生资源，已经逐渐成为制取生物乙醇的有效途径。将农林废弃物等木质生物质原料转化为燃料乙醇，形成产业化利用，不仅可缓解石油资源的枯竭，还可解决废弃木质生物质资源的再利用问题，消除其造成的环境污染和生态危害。可再生木质素资源转化为燃料乙醇有着独特的和理想的功能：安全的供应来源，少量化石燃料的投入等。
预处理是酶水解木质纤维原料和生产生物乙醇的必经过程，可以提高酶解效率、原料利用率和总得糖率。美国学者在多篇论文中指出：预处理是低成本纤维素乙醇生产过程中的关键技术。绿液是纸浆造纸工业在进行黑夜回收时，黑液经过蒸发浓缩后于回收锅炉内燃烧，从回收锅炉中流出的熔融物溶解于稀白液或者水中所形成的，其主要化学成分是碳酸钠和硫化钠。对美国南方混合阔叶木的研究表明，绿液预处理能有效地将纤维原料中的高聚糖酶水解转化为单糖。绿液预处理和酶水解所产生的废液废渣，其中的无机物以绿液的形式回收重新用于预处理，而有机物则转化成为热能用来发电产汽。
3. 研究的基本内容与计划
课题内容包括原料成分分析，预处理实验，酶水解实验以及利用高效液相色谱测定单糖含量实验。
主要是做杨木分析。
1、备料：主要是将杨木劈成规格为3*1.5*0.5的薄片，便于蒸煮预处理。
4. 研究创新点
杨木是一种速生丰产树种，它具有适应性广、年生长期长、生产速度快等特点，我国南方及北方均有广泛的种植，杨木资源较为丰富。本课题主要抓住杨木高聚糖含量高、灰分等含量相对较少的特点，在科学可行性基础上提高木素的脱除率，提高总糖转化率。
此外，利用绿液对杨木进行预处理，同正在研究的其它预处理方法相比，还具有以下主要优点：1、以绿液预处理可省略酸预处理段，避免了酶水解液中单糖浓度过低；2、对纸浆工艺稍作改进，即可完全利用制浆厂现有的碱回收系统得到绿液，价格低廉，整个过程不仅可实现能量自给自足，而且降低了污染；3、技术所需的设备均为目前在制浆厂和乙醇生产厂使用的设备，因此投资风险较低，设备使用和维护相对容易；4、通常制浆厂使用的环保设施同样可用来废水处理本工艺产生的废水。整个过程没有化学污染物（如硫酸钙）排放，符合绿色经济的要求。相信在不就的将来这一研究能被广泛应用，解决能源问题，满足广大群众的日益需求。
