秸秆类废弃物,是地球上贮藏的一种含量极为丰富的可再生纤维资源。它经过预处理、水解、发酵后可以制备燃料2,3-丁二醇或乙醇,是未来能源发展的一个重要方向,既能缓解能源危机,又有利于环境保护,但提高原料利用率和产品得率却成为发展该技术的瓶颈。本文在实验室“液化”和酶解技术的基础上,主要研究了稻草秸秆制2,3-丁二醇的转化工艺。其中以乙二醇为液化剂对稻草进行液化和酶解预处理,经肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae CICC 10011)发酵制备2,3-丁二醇,并将双膜浓缩、发酵及双水相萃取等工艺有机地结合,以获得高浓度的目标产物。同时针对稻草液化产物水解制糖效果显著的特点,将其应用在发酵制乙醇的工艺中,并对酿酒酵母和休哈塔假丝酵母发酵生产乙醇的能力进行了对比分析,从而确定适宜菌种,优化出了较佳的发酵条件。首先,稻草液化产物酶解后,经双膜浓缩总糖浓度可控制在85-95mg/mL,不但为后续发酵提供充足的碳源,而且实现了工艺控制的自动化,易于提高产物浓度,降低分离成本。对其脱色发酵制取2,3-丁二醇,最佳发酵条件为:初始总糖浓度94.3 mg/mL、37℃、pH值5.5、接种量10%、转速170r/min、反应72h,制得2,3-丁二醇浓度为36.47mg/mL,且2,3-丁二醇对总糖的转化率可达42.5%,生产效率为0.51 g/(L·h),对其液化产物的转化率最高为33.4%。其次,考察了三种不同的双水相萃取体系对发酵液中2,3-丁二醇的萃取效果,最后选定乙醇/硫酸铵体系,并确定了其最佳相的组成。当乙醇浓度为28%(w/w)、硫酸铵浓度为22%(w/w)时,2,3-丁二醇的分配系数以及产物回收率都分别达到6.3、86.4%的高值;若将发酵液浓缩50%后再采用该体系,萃取效果更佳,其上相的2,3-丁二醇浓度最高可达127.5 mg/mL。最后,通过双菌发酵乙醇的条件比较,选定酿酒酵母作为较优的菌种来完成秸秆制乙醇的转化。适宜的发酵条件:初始葡萄糖浓度60-65mg/mL、温度30℃、pH值6.0、装液量80mL、接种量10%、发酵时间36h,乙醇对糖的转化率可达49.3%,对其液化产物的转化率最高为27.3%。