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化石能源的加速耗竭和环境危机的日益恶化迫使人类亟待寻找可替代性、环境友好型、可持续的新型能源。因生物质能自身独特属性，目前研究重心转向了微藻生物质的开发。作为“第三代燃料乙醇”的理想原料，微藻具备生长周期短、高光合效率、富含碳水化合物和可全天候培养等优势，可为燃料乙醇的可持续发展提供充足的原料保障，但因技术不成熟，延缓了该工业化道路的进程。 微藻乙醇工艺主要包括:微藻培养与收获、糖化、发酵及蒸馏。目前研究仍主要集中在富含碳水化合物的微藻筛选、碳水化合物高效累积技术的探究、预处理及糖化参数的优化等，而对高底物浓度酶解与乙醇发酵研究相对匮乏。因此，现阶段仍存在几大技术瓶颈:规模化培养技术、低能耗收获技术、高效糖化方法、高底物浓度酶解研究和高浓度乙醇生产等。针对以上部分瓶颈，本文进行了相关研究如下: 以栅藻Scenedesmus raciborskii WZKMT作为实验对象，对比了均质、水热处理、稀硫酸法、稀盐酸法和生物酶法的处理效果，筛选最佳的栅藻预处理方法。此外，优化了温度、时间、硫酸浓度和微藻浓度的影响，并采用FTIR手段分析了预处理前后栅藻细胞结构与形态变化。研究表明，最佳条件为:20g·L-1底物浓度、140℃、40min和4％H2SO4。该条件下，葡萄糖和木糖收率分别可高达85.80％，99.70％(w·w-1)，而它们的含量分别可高达18.10g·L-1，11.17g·L-1(160g·L-1)。此外，傅里叶红外光谱学分析(FTIR)分析表明，稀酸处理后的栅藻细胞被破坏，致使细胞壁上大量氢键断裂，半纤维素、纤维素和蛋白质等大分子结构也被降解，细胞内脂质等成分大量溶出。 采用响应面分析方法优化了温度、时间和硫酸浓度的影响。结果表明，最优条件为:148℃，36min和6％H2SO4。该条件下，葡萄糖含量和收率分别为2.927g·L-1和93.04％，相对单因素条件和高温液态水处理，葡萄糖和总糖收率分别提高了7.24％，13.20％和29倍，4倍。 以葡萄糖收率为指标，确定了最佳酶组合，并探究了五个过程因素的影响，包括酶负载量、温度、时间、pH和底物浓度。研究表明，最佳酶组合（纤维素酶∶淀粉酶∶淀粉转葡萄苷酶=1∶1∶1，酶活力比）可有效降解栅藻细胞壁，释放出可发酵性糖。在30u·g-1酶载量，50℃，pH5.5和120g·L-1底物浓度条件下，葡萄糖含量和收率高达26.6g·L-1，83.85％。 采用分批补料方式进行了高底物浓度酶解和高浓度乙醇生产工艺探究，旨在提高乙醇浓度。研究表明，在最佳酶解条件下，当底物浓度为330g·L-1，可获得58.03g·L-1葡萄糖，12.57g·L-1木糖和1.45g·L-1纤维二糖，但降低了葡萄糖的利用率，使它从85.04％(120g·L-1)降低至66.51％(330g·L-1)。通过SHF进行330g·L-1的酶解液发酵后，乙醇含量和得率分别高达30.43g·L-1，89.60％。此外，经过96h高底物浓度酶解后，葡萄糖、木糖和纤维二糖达到最大值，其含量分别为111.59g·L-1，37.86g·L-1和7.85g·L-1，并通过SSF处理，乙醇浓度和得率分别高达79.38g·L-1，89.20％，葡萄糖和木糖的回收率分别为95.33％，92.33％。