木质纤维素是自然界中存在的极为广泛的可再生资源，其中有大量的农业副产物如秸秆、玉米芯等产生，因此农业副产物的有效再利用意义巨大。一方面能缓解因煤炭、石油等能源消耗所带来的能源危机，另一方面也能解决因传统的焚烧方式所造成的环境污染。许多国家正在积极开发木质纤维素的乙醇转化技术，美国、巴西等国家已经有了成熟的生产体系。我国近年开始不断开发研究木质纤维素的能源转化技术，也摸索出一些相对成熟的生产工艺，但这个过程中仍存在着成本高、纤维素分解率低等因素影响大规模的工业生产。因此对于农业大国的我国来说，木质纤维素的乙醇发酵技术显得尤为重要。本论文共分三个部分，分别探讨了玉米芯的预处理、水解和发酵条件与优化。第一部分采用磷酸-硫酸混合酸对玉米芯进行预处理，讨论了不同的混合酸质量比、预处理时间对玉米芯纤维素的分解率的影响，以纤维素分解率为检测标准。实验证明当磷酸-硫酸比例为50:50、预处理时间为6h时，预处理效果最好。从SEM图可以看出，预处理时间的增加，更利于木质纤维素中的非结晶松散结构的破坏。原料和预处理残渣的FT-IR图谱均出现了纤维素的特征峰，说明预处理并未破坏纤维素结构。XRD谱图表明，经过预处理的原料比未经预处理的原料结晶程度更高，说明半纤维素和低聚糖被破坏导致纤维素含量增加。原料和预处理残渣的TGA曲线表明预处理改变了玉米芯生物质的结构，故热稳定性有所提高。本章还讨论了超声参与的预处理对纤维素分解率的影响，发现短时间的超声处理并未对纤维素的分解产生明显的作用。最后对比了冰乙酸-浓硫酸和磷酸-硫酸混合酸的预处理效果，发现经磷酸-硫酸混合酸的处理的纤维素分解率更高。第二部分在最优预处理条件下对预处理产物进行水解研究，分别讨论了不同水解温度和水解时间下玉米芯纤维素的分解率大小，同样以纤维素分解率为检测标准。实验证明当水解温度为90℃，时间在2h时，水解效果最好。从SEM图可以看出，水解后的玉米芯样品较水解前有较大改变，纤维素结构破坏明显。水解残渣的FT-IR图谱表明仍有纤维素特征峰，说明纤维素结构未完全分解。XRD谱图显示水解后的样品纤维素特征衍射峰消失，结晶结构大幅度降低，这也表明了水解过程确实很好地破坏了玉米芯中的纤维素结构。原料和水解残渣的TGA曲线表明，由于水解更大程度改变玉米芯生物质的结构，提高了其热稳定性，同时残留量明显增加。FT-IR图谱表明水解液中有明显的葡萄糖特征峰，说明确实生成了葡萄糖，同时也有少量其他杂质生成。最后对比了冰乙酸-浓硫酸和磷酸-硫酸混合酸的水解效果，发现在糖产量上，磷酸-硫酸混合酸的处理效果更好。第三部分首先研究了高效酿酒酵母的最适发酵条件，以生成乙醇的量和残余还原糖的量为检测标准，分别探究了温度、底物浓度、接种量、初始pH值以及发酵时间等因素。结果表明安琪高效酿酒酵母的最佳发酵温度为27℃，底物浓度为75g/L，接种量为0.5%，初始pH值为5.0，发酵时间为65h。在该条件下对之前的水解液进行发酵，经过衡算，所得乙醇产率相当于理论值的45%。