由于多年來(lái)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不合理，能源危機(jī)日益加劇，生物質(zhì)能源的開(kāi)發(fā)利用已成為當(dāng)今國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)目前，世界各國(guó)積極展開(kāi)對(duì)新能源，特別是可再生生物能源的研究 近年來(lái)，利用木質(zhì)纖維素來(lái)生產(chǎn)燃料乙醇的研究與開(kāi)發(fā)最引人注目與糧食作物為原料生產(chǎn)燃料乙醇相比，木質(zhì)纖維素如稻草麥來(lái)源廣， 木質(zhì)纖維素生產(chǎn)燃料乙醇主要步驟是預(yù)處理水解發(fā)酵和產(chǎn)品分離與提純其中預(yù)處理是纖維素轉(zhuǎn)化為燃料乙醇的關(guān)鍵技術(shù)，是提高物料的可及性，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本的最佳突破口。
木質(zhì)纖維素的組成和結(jié)構(gòu)對(duì)纖維素水解的影響木質(zhì)纖維素是一種由不同種類碳水化合物結(jié)合而成的復(fù)雜聯(lián)合體，其主要成分是木質(zhì)素 纖維素和半纖維素 纖維素是 葡萄糖以 糖苷鍵結(jié)合起來(lái)的鏈狀高分子化合物，纖維素分子鏈牢牢連在一起，形成高結(jié)晶結(jié)構(gòu)，不溶于水，并且具有抗解聚能力；半纖維素是由幾種不同類型的單糖構(gòu)成的異質(zhì)多聚體，這些糖是五碳糖和六碳糖 ，包括木糖阿拉伯糖甘露糖和半乳糖等木質(zhì)素是由苯基丙烷結(jié)構(gòu)單元通過(guò)碳碳鍵連接而成的三維空間高分子化合物，在酸性條件下難以水解 ，且在纖維素周圍形成保護(hù)層，影響纖維素水解半纖維素和纖維素微纖維間以氫鍵聯(lián)接，形成的空間結(jié)構(gòu)是植物細(xì)胞壁的主體框架，而木質(zhì)素內(nèi)部除了有強(qiáng)大的氫鍵連接外，還與半纖維素通過(guò)共價(jià)鍵形成穩(wěn)定的木質(zhì)素碳水化合物復(fù)合體由于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特征，木質(zhì)纖維素的纖維素酶解率很低（小于20% ）影響木質(zhì)纖維素水解的因素主要是纖維素的結(jié)晶度有效表面積木質(zhì)素對(duì)纖維素的保護(hù)作用物料特性和半纖維素對(duì)纖維素的包覆故在進(jìn)行預(yù)處理時(shí)應(yīng)排除這些影響水解的因素，才能有效提高水解率。
預(yù)處理的目的
從對(duì)木質(zhì)纖維素結(jié)構(gòu)影響角度來(lái)說(shuō)，降低纖維素結(jié)晶度，改變及去除木質(zhì)素，增加纖維素的可及表面積，這樣可以達(dá)到提高纖維素酶解和轉(zhuǎn)化效率的目的從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)說(shuō)，有效的預(yù)處理應(yīng)當(dāng)避免 減小物料顆粒尺寸，限制發(fā)酵抑制物的形成 ，減少纖維素酶量，降低能量需求和成本投入等評(píng)判預(yù)處理的標(biāo)準(zhǔn)除了上述因素外，還有其他的標(biāo)準(zhǔn)，如降低預(yù)處理成本 提高木質(zhì)素副產(chǎn)品的利用率等 同時(shí)，預(yù)處理效果還需權(quán)衡其對(duì)后續(xù)工藝的影響
預(yù)處理方法
物理法
高能輻射 高能輻射處理木質(zhì)纖維原料提高轉(zhuǎn)化效率的作用機(jī)理有2 個(gè)方面，一是使纖維素解聚，二是使纖維素的結(jié)構(gòu)松散，晶體結(jié)構(gòu)改變 ，活性增加，可及度提高。
棉纖維素經(jīng)60co-y 射線和高能電子輻射后，無(wú)定形區(qū)表面的部分共價(jià)鍵斷裂形成自由基，自由基引發(fā)纖維素發(fā)生降解反應(yīng) 哈益明研究發(fā)現(xiàn)纖維素粘度 聚合度隨著輻射劑量的增加而迅速降低，當(dāng)劑量大于10KGY 時(shí)，粘度的下降趨于平緩，并且纖維素大分子鏈斷裂增加陳靜萍等研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)60co-y 射線輻射處理稻草秸稈，其表面結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，稻草秸稈表面的蠟質(zhì) 硅晶體隨著輻照劑量的增大破損程度增大，可消除蠟質(zhì) 硅晶體對(duì)稻草纖維束的保護(hù)作用；提高可溶性還原糖和總糖的含量；之后與纖維素酶協(xié)同處理稻草秸稈，纖維素轉(zhuǎn)化率提高到88.7% ，可溶性還原糖為21.44% ，可溶性總糖75.85%.
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