天然木质纤维结构紧密,纤维素、半纤维素和木质素相互结合,化学键能较大,未经预处理的木质纤维,生物酶和纤维的可及度较低,导致直接酶解效率极低,所以木质纤维转化生物乙醇工艺中,预处理成为了关键技术之一,将木质纤维进行有效的预处理,可以提高酶解效率。同时,纤维素酶自身是微生物代谢产物,以蛋白质为主,其活性受到温度、pH值等诸多因素的影响,并且不同的纤维素酶性质有所差异,对纤维素酶解工艺进行优化,有助于提高酶解效率,从而提高发酵生产生物乙醇的产率。.本论文以杨木纤维作为原料,以低能耗、绿色环保且高效为目的,探索预处理工艺条件和参数、酶解工艺条件和参数,并进行工艺优化,旨在为后续的发酵生产生物乙醇提供基础。通过实验得出以下结论:(1)以酶解液中还原糖浓度为评价标准,利用单因素和正交实验,对稀磷酸浸泡联合蒸汽爆破预处理工艺条件进行优化,通过XRD、FT-IR、SEM对杨木原料、未加酸爆破、磷酸浸泡爆破、磷酸浸泡爆破酶解渣进行结构表征。杨木纤维通过磷酸浸泡蒸汽爆破预处理,半纤维素降解显著,相对于半纤维素,纤维素降解程度较小,木质素基本无变化;磷酸浸泡联合蒸汽爆破对杨木进行预处理,能很好的破坏杨木纤维的结构,增大纤维素酶和纤维的可及度,从而提高酶解效率;各因素对稀磷酸浸泡联合蒸汽爆破预处理的影响程度大小为酸浓度>爆破压强>维压时间>浸泡料液比;最佳的工艺条件为磷酸浓度1%,浸泡料液比1:2,爆破压强为2.5 MPa,维压时间210 s,此条件下预处理后酶解液中还原糖浓度平均值为27.02 mg/mL;磷酸浸泡联合蒸汽爆破对杨木进行预处理,能很好的破坏杨木纤维的结构,增大纤维素酶和纤维的可及度,从而提高酶解效率。(2)探索杨木稀氨水浸泡联合蒸汽爆破预处理工艺条件和参数,以酶解液中还原糖浓度为评价标准,利用单因素和响应面实验,对稀氨水浸泡联合蒸汽爆破预处理工艺条件进行优化,通过XRD、FTI-R、SEM对杨木原料、未加氨水爆破、氨水浸泡爆破、氨水浸泡爆破酶解渣进行结构表征。结果表明:杨木纤维通过氨水浸泡蒸汽爆破预处理,半纤维素降解显著,纤维素降解程度较小,其含量没有下降,反而上升,说明相对于酸性环境,碱性环境下蒸汽爆破预处理,纤维素的降解程度小。木质素含量下降,说明碱性环境能很好的对木质素进行降解和溶解,有效的脱除木质素;氨水浓度、爆破压强、维压时间对预处理效果都存在较大影响,各预处理条件对酶解液中还原糖浓度的影响程度大小为爆破压强>维压时间>氨水浓度;稀氨水浸泡联合蒸汽爆破预处理最佳工艺条件为:氨水浓度2.06%、爆破压强为2.52 MPa,维压时间192 s,响应面模拟线性回归方程预估值为19.229 mg/mL,此条件下预处理后酶解液中还原糖浓度平均值为19.683 mg/mL;氨水浸泡联合蒸汽爆破对杨木进行预处理,能很好的破坏杨木纤维的结构,增大纤维素酶和纤维的可及度,从而提高酶解效率。(3)对杨木纤维进行预处理,以爆破渣为原料,对杨木纤维酶解工艺条件进行优化,以对酶解效果影响较大的酶解温度、酶液载入量、酶解体系固液比、酶解体系pH四因素进行正交实验优化。结果表明:对酶解液中还原糖浓度的影响程度大小为酶解温度>酶液载入量>体系固液比>酶解pH,并且确定最佳酶解工艺条件为酶解温度50℃、酶液载入量30 IU/g、酶解体系固液比1:11、酶解体系pH=5.0。