木薯是目前经济上可行、应用最为广泛的非粮燃料乙醇生产原料,但是每生产1吨乙醇,副产约400公斤的木薯渣,木薯渣是木薯生产燃料乙醇的固体废渣,主要含有20 wt%纤维素、5 wt%半纤维素和18 wt%木质素等,目前多采用生物发酵法生产生物天然气,该处理方案使其中大部分纤维素和半纤维素组分没有被利用,随厌氧渣作为肥料排放或干燥后焚烧。如何将木薯渣进行高附加值的利用,是木薯燃料乙醇产业发展的重要技术关注点。本论文首次采用水热反应技术处理木薯渣原料,并结合五碳糖和六碳糖的共代谢技术的发展,提出了木薯渣纤维素及半纤维素组分的糖平台利用方案,同时提高剩余木质素品质,实现基于燃料乙醇生产的木薯原料全组分的高效利用。本论文首先通过木薯酒精渣和木薯厌氧渣两种原料的全组分分析,并结合SEM、XRD等技术对原料的可发酵性进行了分析,实验结果表明木薯酒精渣结晶度为28.3,木薯厌氧渣结晶度为18.9,与玉米秸秆结晶度为36.2相比,木薯渣结构较松散,纤维素结晶度较低,具有较好的可发酵性。本论文分别对酒精渣和厌氧渣两种原料进行了水热反应处理工艺研究,研究了反应温度、反应时间及固液比等单因子工艺条件对水热反应过程中木糖收率、葡萄糖收率,以及副产物乙酸、糠醛及HMF等生成量的影响规律,分别确定了处理两种木薯渣原料过程中获得较高的木糖收率及较高的酶解葡萄糖收率的情况下,所对应的适宜的水热反应工艺条件。在水热反应处理工艺研究的基础上,确定了两种原料水热反应适宜的条件区域,以原料中五碳糖和六碳糖的共发酵乙醇生产量为评价指标,采用响应曲面法对两种木薯渣原料水热反应工艺进行多因子实验设计,并选择Box-Behnken设计模型对影响乙醇生成量的关键因素进行最佳水平研究,获得两种木薯渣水热反应优化工艺条件,优化值与实验验证值比较误差均小于3%,证明本模型对两种木薯渣水热反应条件优化是可行和准确的。本文对两种木薯渣原料的水热反应处理工艺做了初步的探索和优化。具体优化结果如下:木薯酒精渣水热反应优化条件:反应温度193℃,固液比0.115,反应时间51 min,乙醇生成量为70.6 mg/g,三影响因素与响应目标值乙醇生成量不呈线性关系,影响程度为反应温度>反应时间>固液比;木薯厌氧渣水热反应优化条件:温度163℃,固液比0.095,反应时间59 min,乙醇生成量为19.5 mg/g,三影响因素与响应目标值乙醇生成量不呈线性关系,影响程度为反应温度>反应时间>固液比。