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在可预见的未来，化石燃料终将枯竭，大力研究发展再生能源势在必行，这其中以乙醇作为诸如石油等化石燃料的替代物有着高度可行性。木质纤维素类物质作为可持续性能源中生物能源的开发和研究具有广泛的前景和远大的意义，其中具有代表性的玉米秸秆因其来源之广和附加值之高，成为能够制备生物乙醇的最佳原料之一。水解、发酵和纤维素酶处理等关键因素和技术在全世界范围内深入研究并取得一些重大突破。然而后期处理日趋成熟的同时，玉米秸秆的预处理工艺在一定程度上没有同步发展，因此寻求合适的预处理工艺亟待解决。玉米秸秆中能够有效利用的成分为纤维素，但玉米秸秆结构致密、分子排列规整以及高度结晶等特点阻碍了纤维素酶的可及性，致使玉米秸秆转化率较低，乙醇制取成本较大。因此玉米秸秆水解发酵处理之前对其结构的破坏和纤维素的有效剥离成为关键。综合对此领域的前沿研究及进展做了大量调研和文献查阅工作，以啮合型双螺杆挤出机作为实验装置进行玉米秸秆预处理的方案研究。
双螺杆挤出机应用场合多为饲料膨化和塑料挤出，而应用于制备生物乙醇的预处理并不常见。实验过程中，对螺纹元件的配合和螺杆整体、局部构型设计进行实验研究，并根据实验要求和目的改进实验设备，如在螺段局部构型中加装整齐输入段、对挤出模头优化处理、按照汽爆条件改进阀门选用瞬时快开动作阀门；同时因为预处理工艺涉及到的因素较多，随机配合难以提高预处理效率，通过对实验方案进行实验设计优化——均匀设计和正交设计寻求因素间的最佳配合达到组合最优化。通过对预处理后玉米秸秆的酶解数据处理和扫描电镜显微图像分析可以看到，经过组合优化预处理后的玉米秸秆糖得率和乙醇得率相对于未经过预处理得到的糖得率和乙醇得率有了明显的提升和增加，从而肯定了此预处理工艺的可行性，对以后的工业应用提供了实验依据。