解先利，刘云云，曹运齐，赵元元，陈世贤

木质纤维素酶水解分形动力学的研究进展*

解先利，刘云云†，曹运齐，赵元元，陈世贤

（陕西科技大学 机电工程学院，西安 710021）

酶水解作为发酵法生产燃料乙醇的关键步骤之一，其高效的转化过程对后续糖发酵至关重要，酶水解动力学研究可为高效转化机理的研究提供理论支持。但纤维素酶水解是一个复杂的多相异质反应过程，很难用简单的动力学模型进行表征。由于酶分子表面具有分形特性，其与分形动力学具有局部相似性，因此，分形理论可为木质纤维素酶水解的复杂动力学研究提供理论基础。从纤维乙醇生产工艺出发，在分析木质纤维素酶水解机理及影响酶解效率主要因素的基础上，总结了国内外分形动力学目前用于木质纤维素类生物质酶水解过程的主要动力学模型研究进展，并对其发展趋势和应用前景进行了展望。

木质纤维素；酶水解；燃料乙醇；动力学模型；分形动力学

0 引 言

木质纤维素类生物质是地球上储量最丰富的可再生资源，主要包括农作物秸秆、林业废弃物、畜禽排泄物等，其纤维素含量可观，将其转化为能源可缓解化石燃料短缺的危机，同时可减少环境污染问题[1-2]。将木质纤维素类生物质转化为纤维乙醇，称为第二代燃料乙醇。与第一代以粮食为原料的燃料乙醇相比，纤维乙醇不仅解决了“人粮危机”，而且使废弃资源变废为宝得到资源循环利用[3]。纤维乙醇的生产一般需要经过原料预处理、酶水解和发酵过程的转化。……