目前，我国有灌木林、林业剩余物等可作为生物质能源利用的生物量大约3亿吨，丰富的沙生灌木资源实际利用率仅为5％，因此林业生物质能源是国家替代能源和生物质能源发展战略中最重要的组成部分。沙柳（Salix psammophila）是常见的沙生灌木，具有良好的防风固沙、保持水土特性，每3～4年必须平茬一次，平茬以后可继续茂盛生长、否则会自然衰败枯死。目前平茬下来的枝条大部分未被充分利用，少部分用来造纸及生产人造板。据统计，目前仅内蒙古鄂尔多斯市的沙柳面积就达67万公顷，枝条蓄积量达1000多万吨，如果能实现林业资源的转化增值，其效益将更加可观。　　 而预处理是制约木质纤维素原料酶解糖化的关键技术瓶颈，由于原料中纤维素、半纤维素和木质素三者结构复杂致密，难于直接被酶水解，通过预处理可以破坏其致密复杂的结构，除去木质素，增加原料的孔隙率和酶对纤维素的可及性，提高原料中半纤维素和纤维素的转化率。目前比较常用的预处理方法有酸预处理、碱预处理和蒸汽爆破预处理。本文围绕上述三种预处理方法对木质纤维素的高效酶解技术进行了研究，主要结果如下:　　 1、考察了诺维信、博兰、尤特尔、隆大等公司生产的13个商品纤维素酶的基本性质，对其滤纸酶活(FPU)、CMC酶活、β-葡萄糖苷酶活、木聚糖酶活、蛋白含量等性质进行了测定分析，通过实验结果证明，不同来源纤维素酶的性质有显著差异。　　 利用混料试验设计法对纤维素酶的复配进行了研究，得到了尤特尔纤维素酶和诺纤力纤维素酶的最佳复配比例为58∶42，即滤纸酶活(FPU)∶CMC酶活(IU)∶β-葡萄糖苷酶(IU)∶木聚糖酶(IU)=1.52∶5.35∶29.55∶1.00，复配后纤维素酶的水解效率提高了28％。　　 2、以沙柳原料酶解效率为考察指标，分析了蒸爆预处理、超微粉碎+稀酸预处理、超微粉碎+稀碱预处理技术对纤维素酶解的影响，并对预处理过程进行了优化。　　 超微粉碎+稀碱预处理的最佳条件为: NaOHO.79％、43.4min、95℃。　　 超微粉碎+稀酸预处理的最佳条件为:固液比1∶12、160℃、H2SO4O.5％、20min。　　 蒸爆预处理的最佳条件为:压力3.5Mpa、维压时间300s，酶解条件:pH4.8、温度53.5℃，酶加量29.8FPU/g底物。　　 3、沙柳酶解液活性炭脱毒的最优条件为:pH4.8，碳加量4％，温度70℃，1h，该条件下的沙柳水解液脱色率达到97.4％、糖损失率3.1％。预处理沙柳原料的酶解液经活性炭脱毒后都可以被丙酮丁醇梭菌正常利用发酵产丁醇，发酵液总溶剂(ABE)浓度约为14g/L。而未经过活性炭处理的纤维素酶解液，会抑制丙酮丁醇梭菌的生长甚至将其毒死。　　 4、蒸爆预处理、超微粉碎+稀酸预处理、超微粉碎+稀碱预处理沙柳原料在相同的酶水解条件下水解，蒸汽爆破预处理沙柳原料水解效率最高，原料的水解率可以达到93.8％，超微粉碎+稀酸、超微粉碎+稀碱处理法水解效果较低。　　 预处理沙柳原料的高浓底物补料酶解实验表明，蒸汽爆破预处理原料酶水解速度最快，酶解最终底物浓度可以达到30％，酶解4天后酶解液中总糖浓度达到132g/L，葡萄糖浓度105g/L;超微粉碎+稀酸预处理原料底物浓度可以达到22％，酶解液中总糖浓度123g/L，葡萄糖浓度73g/L;超微粉碎+稀碱预处理原料底物浓度可以达到22％，酶解液中总糖浓度133g/L，葡萄糖浓度77g/L。　　 蒸爆、超微粉碎+稀酸、超微粉碎+稀碱预处理沙柳原料高浓底物酶解液乙醇发酵结果表明，三种预处理方法所得沙柳水解液都可以较好的被酿酒酵母利用发酵产乙醇，蒸爆预处理的原料酶解液葡萄糖浓度最高，因而发酵液中乙醇含量也最高，可以达到47g/L。　　 5、在纤维原料的酶法水解工艺中，根据高底物浓度酶解的目的要求，我们设计加工了适用于纤维素原料高浓底物酶解的反应器。根据搅拌理论设计了相应的搅拌器并且研究了高浓底物酶解体系的流变学曲线和流变学参数。