李 洲 王高升,* 王 霞 肖 林 夏蕊蕊

(1.天津科技大学天津市制浆造纸重点实验室,天津,300457；2. 山东龙力生物科技股份有限公司,山东省秸秆生物炼制技术重点实验室,山东德州,251200)

面对日益严重的能源危机,利用来源丰富、廉价且可再生的植物纤维原料生产燃料乙醇是一条解决能源问题的有效途径[1]。植物纤维原料主要由纤维素、半纤维素和木素等组成,利用纤维素水解得到的葡萄糖发酵生产乙醇是目前制备纤维素乙醇的主流技术。由于木素和半纤维素对纤维素的包裹以及纤维素本身的复杂结构，对植物纤维直接进行酶水解时,其水解程度很低,一般只有10%～20%。只有经过有效预处理,破坏植物纤维的复杂结构,增加纤维素酶对纤维素的可及度,才能使植物纤维原料被充分利用。因此,预处理是利用植物纤维原料生产燃料乙醇的关键技术。研究开发高效、低成本的预处理技术是植物纤维原料生产燃料乙醇的主要方向之一。目前,开发了许多预处理技术,并取得了一些成果。这些预处理技术可分为物理法、化学法、物理化学法和生物法,基本原理都是去除木素和半纤维素,破坏原料的物理结构,降低纤维素结晶度和聚合度。研究较多的方法有蒸汽爆破法(Steam Explosion)[2]、 稀酸法(Dilute Acid)[3]、 有机溶剂法(Organosolv)[4]、 氨气爆破法(AFEX)[5]、 碱法(Alkaline)[6]、 热水法(Hot Water)[7-8]、 替代溶剂预处理(Alternative Solvents Pretreatment)[9-11]、 生物预处理(Fungal Pretreatment)[12]等。这些方法都存在各自的缺点,主要有以下几个方面：①氨气爆破法、稀酸法、热水法对原料的适应性差,通常对木素含量低的农业废弃物有效,但对木素含量高的针叶木效果不理想；……