随着能源短缺、环境污染、温室效应等问题的日趋严重，人们越来越重视洁净、可持续能源的开发和应用，生物质能源近来成为研究的热点。在生物质能源中，木质纤维素乙醇具有产量潜力大、可再生、无污染等优点，得到了世界范围内的广泛关注和研究。美国、加拿大、日本、瑞典等通过纤维素酶技术、工艺改进等措施来实现本国木质纤维素乙醇的产业化，中国也开始大力发展木质纤维素乙醇产业。本课题着重研究了生物质制备燃料乙醇的发酵和水解两个阶段，通过对这两个阶段的影响因子进行研究，初步确定两阶段的最优反应条件，并在最优条件下进行了分步、同步糖化发酵实验。首先，通过对酿酒酵母BY4742发酵糖类生产乙醇的序批式实验研究，探索了发酵的最优条件。研究发现，发酵温度、底物浓度和pH对发酵过程的影响是显著的，在不同发酵条件下乙醇的生产效率会发生变化。酿酒酵母利用葡萄糖制备燃料乙醇的最优化条件是温度35℃，pH4.5，基质浓度80g/L，在此条件下进行发酵生产乙醇的效率可达到理论值的近100%。其次，课题以纤维素、滤纸和两种秸秆为底物，对纤维素酶在不同条件下的水解效率进行了研究，考察的影响因子包括时间、温度和pH，同时利用扫描电子显微镜（SEM）分析了酶水解过程中两种底物的结构变化。研究结果表明，在不同pH条件下，纤维素水解效率有显著差异，pH4.0～5.0为其最适范围；温度对水解效率的影响很大，40℃时纤维素和秸秆生成葡萄糖效率最高，分别为56.32%和35.80%；两种底物的水解过程均在24h内基本完成，48h达到最高，纤维素酶水解进行的前6h中，底物的结构变化最为明显。最后，为了探究分步糖化发酵和同步糖化发酵工艺在最佳条件下产乙醇的效率，本课题结合水解、发酵两阶段的最佳条件，设计了分步糖化发酵和同步糖化发酵过程：分步糖化发酵分别采用了水解和发酵过程的最佳条件，同步糖化发酵分别采用了两阶段的最佳温度。分步糖化发酵过程中，上清液发酵和混合液发酵产乙醇效果无明显差别，其中混合液发酵能更好地发挥酵母菌的活力；同步糖化发酵过程中，35℃条件下乙醇产量更高，同时发现该过程中木糖产量高于纯水解过程中的木糖产量。在实验条件下，同步糖化发酵产乙醇效率高于分步糖化发酵。