木质纤维素的水解和选育高效利用木糖生产酒精的菌株一直是纤维质原料制取燃料乙醇的两个关键，也是两个难点。本论文针对这两个重要环节进行研究，以期为燃料乙醇生产提供可借鉴的方法、数据和菌种。本文主要研究经单螺杆挤出汽爆处理的农作物秸秆的稀酸水解和酶水解、木糖酒精发酵菌种的选育、发酵条件的优化。主要工作如下：　　 1.稀硫酸水解在硫酸浓度为3％，水解温度为110℃，水解时间为60min，采用固液比为1:15，7＃原料(120℃下汽爆10min)有着最佳的还原糖得率39.76％，原料中可水解部分有83.9％转化为还原糖，水解液中还原糖浓度可达27.87g/L。稀盐酸水解在盐酸浓度为3％，温度110℃，水解时间60min，固液比1:20时，5＃原料(120℃下汽爆6min)有最佳的还原糖得率42.0％，原料中74.9％的半纤维素和纤维素转化为还原糖，水解液中还原糖浓度可达23.36g/L。当酸性纳米二氧化钛溶液与水的比例为3∶17时，在温度110℃，水解时间60min，固液比1:20时，6＃原料(120℃下汽爆8min)有最佳的还原糖得率41.5％，与稀盐酸水解的得率基本接近。　　 2.比较三种加热方式，常规加热有着最高的还原糖得率，超声加热水解的糖得率略高于微波加热水解的糖得率。但超声水解后的原料结构被破坏，表面呈现出不规则的破碎，因而超声水解作为一种酶水解的预处理手段能更有效的提高原料的水解效果；微波水解虽然糖得率较低，但在所有加热方式中却是用时最短的，并且能量的利用最为充分，如能有良好的反应容器，微波水解的效率或许能进一步提高。　　 3.研究了超声联合酸预处理以及酸、碱性过氧化物预处理对酶水解的影响。在超声总时间为40min，以3％的盐酸为超声介质对样品进行预处理，其残渣1的酶水解还原糖得率为34.2％，总还原糖得率Yo1为56.2％；残渣2酶水解的还原糖得率为46.7％，总还原糖得率Yo2为66.5％。高浓度的碱性过氧化氢预处理能有效的降低原料中半纤维素和木质素的含量，尤其是木质素含量的降低，较大的提高了酶水解的能力，其中1＃原料用30％碱性过氧化氢溶液预处理后，其酶水解的还原糖得率为60.8％，比不经过预处理的原料酶水解所得的还原糖得率提高了3倍左右。2＃原料经盐酸预处理后其酶水解的还原糖得率可达59.0％，比不经过预处理的原料酶水解所得的还原糖得率提高了2倍左右。而经过碱性过氧化氢预处理后再联合盐酸预处理的1＃原料有着最高的酶水解还原糖得率72.0％。可见原料中半纤维素和木质素最大程度的去除能有效的提高原料酶水解的效果。扫描电镜图片表明单螺杆挤出汽爆处理的玉米秸秆纤维都得到一定程度的分离，再经碱性过氧化氢预处理，纤维又被进一步分离。经碱性过氧化氢处理的纤维的酸性纤维素酶水解液成分主要是葡萄糖，而其它副产物很少，说明碱处理再经纤维素酶水解更适于后续的酒精发酵，是一种很有潜力的木质纤维素预处理方法。　　 4.从自然界中筛选能利用木糖产酒精的菌株，初筛获得156株具有典型酵母菌落特征的菌株，经复筛获得12株，最后选定乙醇得率较高，发酵性能稳定的1125-3进行发酵性能研究。72h木糖的利用率达62.52％，酒精得率10.62％，定向驯化后对木糖的利用率可达92.92％，酒精得率达12.88％。菌株1125-3可以快速有效地利用木糖，但酒精得率不高。不过在2.5％葡萄糖与2.5％木糖做混合碳源发酵时，其酒精得率达到了纯葡萄糖发酵水平。　　 5.通过对嗜单宁管囊酵母木糖酒精发酵的发酵性能的研究，分离、筛选、驯化培养出一株高效木糖酒精发酵菌株g-13。其酒精发酵适宜转速为100r/min，而根据菌株生长的不同阶段适当地调节转速有利于提高酒精得率，适宜的初始木糖浓度为50g/l，温度为30℃。最适条件下其木糖酒精发酵的转化率为0.446 g/g(酒精/消耗的糖)。　　 6.管囊酵母g-13既能发酵葡萄糖又能发酵木糖生产酒精，而稻壳粉水解液的主要成份为葡萄糖和木糖，采用管囊酵母发酵时可以同时将两种碳源都转化为酒精，酒精转化率为0.38 g/g(酒精/消耗的糖)。对稻壳粉的水解条件的研究发现水解温度、水解时间、硫酸浓度及固形物含量都对相对水解率有显著影响，其中水解温度影响最大，硫酸浓度次之，再次是水解时间，固形物含量影响最小。