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随着传统化石燃料供应的日益紧张,且将不可避免地耗尽,燃料乙醇作为理想的替代能源之一受到越来越多的关注。目前几乎所有的燃料乙醇都利用粮食原料生产而来,而供应更丰富,价格更低廉的木质纤维素生物质没能得到更广泛的利用。木质纤维生物质转化成乙醇的关键问题是,缺少低成本的打破木质素与纤维素紧密结合的预处理技术,缺少快速的纤维素和半纤维素解聚而释放出游离糖分子的技术,缺少高效利用己糖和戊糖生产乙醇的发酵工艺。本文基于优化和比较木质纤维生物质生物转化乙醇工艺这一目的,进行了里氏木霉RUT C-30液体发酵产纤维素酶实验,杨木的稀酸预处理及其同步糖化发酵转化乙醇实验,杨木蒸汽爆破预处理及其同步糖化共发酵产乙醇实验。通过统计软件SPSS进行方差分析及LSD分析表明,接种物对里氏木霉RUT C-30产纤维素酶的影响有显著性差异。然后,利用实验设计软件Design-Expert寻找适宜的麸皮与微晶纤维素的配比以研究麸皮对里氏木霉RUT C-30产纤维素酶的影响。结果表明,适当的麸皮添加量能够促进纤维素酶的生产：通过二元二次正交旋转组合设计,确定了微晶纤维素含量和麸皮含量分别为1.223%和2.350%的优化产酶条件。此条件下,在250 ml摇瓶中滤纸酶活达到6.383 IU/ml,得率系数521.913FPIU/g微晶纤维素；在7.5 L发酵罐中,滤纸酶活和得率系数分别为6.807IU/ml和556.582 FPIU/g微晶纤维素。相比于优化前,优化后摇瓶实验和发酵罐实验中滤纸酶活分别提高了14.247%和17.403%,但纤维素酶的得率系数却分别降低了6.584%和4.004%。尝试分别以酸解杨木残渣和蒸汽爆破杨木浆替代微晶纤维素作为碳源,最终获得最高滤纸酶活为1.953IU/ml和1.745IU/ml。根据快速登高法获得了最优杨木屑的稀硫酸预处理条件,即0.4%的硫酸中加入15%(w/v)杨木屑,在190℃下反应75分钟。经过稀酸预处理,约66%的半纤维素和20%的纤维素溶解于酸解液。以大肠杆菌KO11为发酵菌株,在酶载入量为20FPIU/g酸解残渣的同步糖化发酵过程中,得到9.7g/l的乙醇产量,约占理论产量(以葡聚糖计)的63.3%。酸解液经过Ca(OH)2脱毒,初始还原糖量为47.2g/l,以大肠杆菌KO11为发酵菌株,最高乙醇产量为12.4g/l,约占理论产量(以葡萄糖计)的56.9%。蒸汽爆破杨木浆呈褐色泥状,含水量约为96.5%。以大肠杆菌KO11为发酵菌株,在酶载入量为20 FPIU/g蒸汽爆破残渣的同步糖化共发酵过程中,得到3.6 g/l的乙醇产量,约占理论产量(以葡聚糖计)的51.4%。通过扫描电镜观察、红外光谱分析、X射线衍射分析,表明稀酸预处理和蒸汽爆破处理导致了杨木材料的理化性质发生了一系列变化,这些变化增加了纤维素酶的对纤维素的可及性,从而提高了酶解效率。