1. 研究目的与意义
随着社会发展，人类对能源需求逐增，石化及煤炭资源的有限性及不可再生性，必然导致供给不足，因此，寻找再生能源成为迫在眉睫的事情。
目前，可利用再生能源有风能、太阳能、水能、海洋能等，但这些能源的利用受诸多因素影响，因此，科学家们把目光集中在木质纤维素可再生资源上。地球植物每年生长量中所含生物质能量相当于600亿吨～800亿吨石油，仅有极少部分被利用[1]。
我国是农业大国，每年农作物秸秆的量近7.5亿吨，多数被白白烧掉，既污染环境，又浪费资源。随着燃料乙醇需求量急剧增加，大量的粮食作为原料用于生产燃料乙醇，导致全球粮食供求关系紧张。国内，受企业逐利及产区政府招商引资双轮驱动影响，部分地区存在燃料乙醇产业过热及盲目发展势头，对我国的粮食安全构成威胁[2]。因此，针对我国国情，发展木质纤维生产燃料乙醇的能源技术，建立以利用农业废弃物、林业残余物及杂草等木质纤维资源为依托的原料能源保障模式，可避免以粮食为原料生产燃料乙醇所带来的弊端。
2. 国内外研究现状分析
预处理的目的是分离、除去生物质秸秆中的木质素和半纤维素，降低纤维素的结晶度，增加生物质秸秆的孔隙率和酶对纤维素的可及性，从而提高纤维素的转化率。在预处理中要尽可能实现以下几点：①提高糖的产率或酶水解糖化率；②避免碳水化合物的降解和对后续的水解发酵过程有抑制作用的副产品的生成；③生产的低成本。目前生物质秸秆的预处理方法可以大体上分为物理预处理法、化学预处理法、物理化学法和生物预处理法四大类
浓酸预处理优点是糖转化率高，纤维素和半纤维素的转化率都高达80%以上，工艺流程的管路和反应器采用玻璃纤维等廉价耐腐蚀材料，但其缺点是反应速度慢，工艺流程复杂，纤维素在较低的温度下(10～45℃)能完全溶解于浓硫酸和浓盐酸中，但形成的产物不是葡萄糖而是寡糖等，浓酸必须回收并且费用昂贵[9]。
稀酸在酶水解预处理中得到了广泛的应用，对多种木质纤维素生物质采用稀酸去除半纤维素的方法，大多数都有较好的效果。稀酸预处理可以提高反应速率，可以显著提高纤维素水解。在低温的情况下直接糖化时糖的产率很低，这是由于糖降解的原因。研究表明稀酸高温有利于纤维素的水解。稀酸水解过程中，条件不是很苛刻却获得了较好的木糖得率。
3. 研究的基本内容与计划
在预处理中要尽可能实现以下几点：①提高糖的产率或酶水解糖化率；②避免碳水化合物的降解和对后续的水解发酵过程有抑制作用的副产品的生成；③生产的低成本。目前生物质秸秆的预处理方法可以大体上分为物理预处理法、化学预处理法、物理化学法和生物预处理法四大类
浓酸预处理优点是糖转化率高，纤维素和半纤维素的转化率都高达80%以上，工艺流程的管路和反应器采用玻璃纤维等廉价耐腐蚀材料，但其缺点是反应速度慢，工艺流程复杂，纤维素在较低的温度下(10～45℃)能完全溶解于浓硫酸和浓盐酸中，但形成的产物不是葡萄糖而是寡糖等，浓酸必须回收并且费用昂贵[9]。
稀酸在酶水解预处理中得到了广泛的应用，对多种木质纤维素生物质采用稀酸去除半纤维素的方法，大多数都有较好的效果。稀酸预处理可以提高反应速率，可以显著提高纤维素水解。在低温的情况下直接糖化时糖的产率很低，这是由于糖降解的原因。研究表明稀酸高温有利于纤维素的水解。稀酸水解过程中，条件不是很苛刻却获得了较好的木糖得率。
4. 研究创新点
以生物质为原料生产车用液体燃料，可大量减少温室气体的积累，近年来欧盟提出到2010年生物质燃料的使用量将占车用燃料消耗量的5.75%。
美国、巴西、欧盟的农业政策开始向新兴的乙醇工业倾斜，即用玉米、甘蔗和其他木质纤维素等生物质原料商业化生产乙醇。
在我国能源安全问题日益突出、传统化石能源的消耗造成严重环境危害的形势下，在我国生物质(木质纤维素)低水平利用的社会背景下，利用木质纤维素为原料来生产乙醇具有重要的经济效益和社会意义。
