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作为生产第二代生物乙醇原料的木质纤维素生物质，近年来一直备受重视。但各种木质纤维素生物质的结构比较复杂，将其直接转化为生物乙醇是不现实的。预处理是将木质纤维素生物质用于生产生物乙醇的关键步骤。通过预处理可以改变原料的结构和组成，从而提高酶解糖化过程的效率。棉花秸秆含有丰富的纤维素，可通过生物转化生产生物乙醇，但高含量的木质素会阻碍纤维素酶作用，降低水解效率。本研究以乙二醇为有机溶剂对棉花秸秆进行预处理，采用单因素试验、Box-Behnken试验分析预处理条件对纤维素、木质素含量的影响规律，优化预处理条件；以酶解时间、酶解温度、pH、底物浓度和酶浓度为试验因素，考察各因素对还原糖产量的影响，采用Box-Behnken试验优化酶解糖化条件。取得的主要研究成果如下：在乙二醇对棉花秸秆预处理过程中，乙二醇浓度、液固比、处理时间、处理温度对纤维素、木质素含量有显著影响。所建乙二醇浓度、处理时间、处理温度与纤维素、木质素含量之间的回归模型有统计学意义，各因素影响的主次顺序为乙二醇浓度>处理时间>处理温度。预处理优化条件为乙二醇浓度90%、液固比为20:1、180℃处理2.5h，棉花秸秆的纤维素含量为75.65%，显著高于原秸秆（34.83%），而木质素含量为7.12%，显著低于原秸秆（18.89%）。SEM图片表明乙二醇预处理可以有效破坏秸秆的紧凑结构，溶出部分木质素，乙二醇预处理效果显著。棉花秸秆酶解糖化研究表明，纤维素酶浓度和酶解时间对还原糖产量的影响极显著，二者交互作用对还原糖产量有显著影响。还原糖产量与纤维素酶浓度、底物浓度、酶解时间之间的回归模型有统计学意义，各因素影响的主次顺序为纤维素酶浓度＞酶解时间＞底物浓度。优化糖化条件为纤维素酶浓度90FPU/g、底物浓度47.2g/L、50℃、pH4.8下糖化72h，还原糖产量高达486.9mg/g，显著高于原秸秆（178.2mg/g）。发酵初步研究表明发酵起始阶段的速率较快，乙醇增量较大；18h发酵速率减慢，乙醇增量变小，48h最大乙醇得率为47.3%。