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木质纤维素生物质资源储量丰富,通过适当预处理方法转化为低聚糖或可发酵糖,可进一步制备生物化学品或燃料乙醇等高值产品,为人类减少对化石资源的依赖、减缓全球气候变暖提供了可能。本论文以玉米秸秆为原料,开展了NaOH/AQ碱法预处理研究,对影响预处理过程的NaOH用量、预处理时间、温度等主要因素进行探讨;以木质素脱除率、聚糖转化率为指标,优化了NaOH预处理的最佳工艺条件;使用响应面(RSM)实验设计方法,确定了酶水解的工艺条件;用HPLC高效液相色谱,对玉米秸秆预处理和酶解过程中的糖转化率及降解产物的含量进行分析,并进行了预处理和酶解前后化学组分的质量衡算。采用温和化学处理条件,开展了NaOH+盘磨、石灰+盘磨、氨+盘磨和SPORL法等4种化学+盘磨预处理方法的预处理实验,比较了NaOH/AQ预处理与这4种化学+盘磨组合预处理的性能差异。以脱木质素率和聚糖转化率为指标,探讨了NaOH/AQ预处理过程中,不同NaOH用量、反应时间和反应温度对原料去木质素情况和最终产物的酶解效率的影响。NaOH用量对脱木质素效果产生重要影响,脱木质素程度为65-85%时,物料的聚糖转化率达到较高值范围。物料的酶解效果与木质素脱除率密切相关。通过单因素和正交实验的分析得出,NaOH/AQ预处理的最佳工艺条件为:在温度160oC,NaOH用量2.8%w/w,反应时间90min,此时预处理效果达到最佳。在正交实验设计的条件范围内,各因素对聚糖转化率的影响次序为:反应时间>NaOH用量>反应温度。对NaOH+AQ预处理的物料的酶解条件进行了优化。利用响应面优化(RSM)软件分析得出酶解最佳条件为:纤维素酶用量29.82FPU/g,时间71.48h,温度50.73oC。酶水解的其他条件为:β-葡萄糖苷酶用量为10CBU/g,底物浓度为2.5%。经回归方程计算得到的还原糖得率为88.35%,实际测得的还原糖得率为89.76%。水解液中主要糖组分为葡萄糖和木糖。根据HPLC对原料和酶水解液中的糖组分的分析结果进行计算,NaOH/AQ预处理在优化酶水解条件下的总糖转化率为78.09%从物料得率、木质素脱除程度、还原糖得率和聚糖转化率4个方面,比较了NaOH/AQ预处理与4种化学(采用温和的化学处理条件)+盘磨预处理的性能差异。玉米秸秆经4种化学+机械预处理,仅有部分木质素和半纤维素的溶出;NaOH/AQ预处理采用较强烈的化学预处理条件,木质素脱除程度高,物料得率最低,但聚糖转化率最高,为75.56%,NH3·H2O+盘磨预处理的聚糖转化率也较高,为70.49%。NaOH/AQ预处理和NH3·H2O+盘磨预处理,是有良好发展前景的预处理方法。