生物质能是一种储量巨大的可再生能源，可用于缓解世界的能源危机。其中木质纤维素作为最廉价、最丰富的生物质，将其作为发酵制备燃料乙醇的原料，经济效益高，契合我国能源发展的需求。木质纤维素结构致密，直接对原料进行纤维素酶解发酵，产量低下，因此需要利用预处理的方法，破坏木质纤维素的紧密结构，达到增加酶解效率的目的。水热预处理能够有效地降解半纤维素，而真菌预处理具有极大的木质素降解潜力，两种预处理方式结合的新技术可以暴露出更多的纤维素，增加酶解效率。但是目前对这种新技术的研究较少，预处理效果不明确，预处理机理不清晰，因此本文针对小麦秸秆的水热结合真菌预处理过程和后续酶解发酵进行研究，主要分析其预处理前后的成分变化、水热预处理过程的反应动力学、预处理后的酶解效率变化以及乙醇发酵产量。
　　以小麦秸秆为研究对象，实验研究了木质纤维素水热预处理过程的组分变化规律及反应动力学。研究发现，在水热预处理过程中，小麦秸秆的主要降解过程是半纤维素降解产生低聚木糖、木糖以及糠醛的过程，随着预处理温度的增加，半纤维素能够被完全降解。随着预处理温度的增加，水解液中低聚木糖和木糖的浓度降低，而糠醛的浓度增加；随着保温时间的增加，低聚木糖与木糖的浓度先增加后减小，糠醛的浓度会趋于稳定。根据实验结果提出反应路径并拟合获得动力学速率常数和反应活化能，所获的动力学模型可以很好的解释反应物浓度的变化，与实验数据吻合良好。该模型可以为小麦秸秆水解预处理系统的设计提供参考。最后，对小麦秸秆水热残渣进行酶解产糖，预处理温度在180-190℃时，酶解效率随预处理温度和保温时间的增加而增加，当预处理温度高于200℃后，预处理条件的改变对酶解效率的影响不明显，秸秆残渣的酶解转化率达到70%。
　　以水热后的小麦秸秆残渣为实验对象，研究了真菌预处理过程的木质素降解酶活性以及小麦秸秆残渣的组分变化规律。黄孢原毛平革菌降解木质素过程分泌的木质素降解酶主要为锰过氧化物酶，其含量随时间呈现先增加后降低的趋势，预处理结束阶段其含量较少，说明此时真菌主要以纤维素作为新陈代谢能量来源。小麦秸秆残渣经真菌预处理后，木质素含量显著降低，同时，真菌预处理过程会分泌纤维素酶，造成碳水化合物损失，因此经真菌预处理后，小麦秸秆残渣有部分的纤维素被降解。实验发现220℃水热工况结合真菌预处理后比200℃水热工况结合真菌预处理有更大的木质素去除率以及更少的纤维素损失，原因在于220℃水热后木质素含量更高而纤维素含量降低，因此真菌处理过程会更多的利用木质素。将真菌预处理后的小麦秸秆进行酶解，发现真菌预处理后酶解转化率显著提升，证明真菌结合水热预处理能有效的处理木质纤维素，增加纤维素的酶解效率。
　　对水热预处理后的残渣酶解液进行发酵实验，发现预处理温度在180℃和190℃时，乙醇发酵产量随预处理温度和保温时间的增加而增加；当预处理温度高于200℃后，预处理条件的改变对乙醇发酵产量没有明显的影响。同时，发酵底物的葡萄糖转化率在82%-88%之间，不随预处理条件的改变而改变。对真菌预处理后的残渣酶解液进行发酵，发现200℃水热工况结合真菌预处理后，乙醇发酵产量变低。原因在于200℃水热工况下，真菌预处理后具有较大的纤维素损失，因此尽管纤维素酶解转化率增加，酶解液中葡萄糖的含量反而降低，造成乙醇产量的较少。220℃水热工况结合真菌预处理时，乙醇发酵产量变高，再一次证明水热结合真菌预处理可以更有效地处理木质纤维素，获得更多的乙醇发酵产量。