能源危机和环境问题催生了我国可再生能源的发展。纤维乙醇因其原料来源丰富并具有生态效益而成为最佳液体替代燃料,也成为当今工业技术的研究热点。纤维乙醇的工艺路线已经打通,而针对纤维乙醇生产过程中的关键设备——搅拌设备尚未进行专门的研究。为了提高转化率、降低能源消耗和生产成本,本实验针对酶解过程进行研究：优化酶解条件和自行设计的不同搅拌器。本文以蒸汽爆破玉米秸秆为原料,首先在小试试验中以糖度为考察指标,综合经济性和技术可行性,利用单因素实验优化酶解条件。研究说明原料不经粉碎、在温度50℃、底物浓度15%(w/w)、酶用量为60IU/(g底物)以及不添加Tween20的条件下,效果最好。其次还研究了蒸汽爆破玉米秸秆悬浮液的流变特性,利用幂律模型对实验数据进行拟合,其R2都在0.98以上；除此之外,研究还说明其表观黏度具有依时性。然后利用双层六直叶圆盘涡轮式搅拌器在7L发酵罐中进行放大实验,考察酶解过程酶解液糖度和表观黏度变化,结果说明表观黏度随反应时间的增加呈现降低的趋势,而糖度则呈现上升的趋势。利用分步加料的方式可以显著地提高底物浓度,从而提高酶解液糖度,对比不同的分步加料方式,结果表明分三步加料效果更好。根据酶解过程物料表观黏度变化情况,对自行设计的不同搅拌器进行优化。最佳条件为：四斜叶T型桨A搅拌器,转速100r/min。研究一步加料和三步加料的高底物浓度酶解过程,结果表明三步加料比一步加料方式的转化率略低,但是其功耗明显降低,对设备的要求也更低。最后利用生物显微镜、粒度分布仪、X射线衍射以及扫描电镜对酶解过程中物料变化进行分析。研究说明在酶解过程中固体颗粒粒度呈现降低的趋势,比表面积逐渐增加,结晶度和微晶尺寸也有所降低,颗粒内部空腔增多。