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随着全球经济的迅速发展,以木质纤维素为原料的生物炼制技术是解决当前资源、环境等难题的有效途径之一,越来越多的国家将他们的目光集中在如何从可再生资源中得到清洁能源的大规模发展和利用上。在我国,玉米秸秆和稻壳资源丰富,是大宗农业废弃物。因其富含纤维素、半纤维素、木质素,因而被认为是生产有价值的化学品的重要生物质。木质纤维素经水解后得到碳水化合物,可通过生化转化技术制成洁净能源产品,如乙醇,生物柴油和生物丁醇等。因此,寻找绿色高效的预处理方法、提高酶的水解效率将对降低微生物油脂成本,甚至人类社会的可持续发展产生重要意义。本论文首先以玉米秸秆为材料,研究了由CO2、H2O以及H202组成的绿色溶液中C02压力对玉米秸秆预处理的影响。为检验各种压力下的预处理效果,研究了不同C02压力对预处理后的残渣和上清液酶解试验的影响。结果表明,当C02压力为4MPa时,预处理效果最好,干重回收率仅为30%,并且不同的压力对酶解率影响很大。将预处理上清液和固体残渣分别酶解24h后,可相应得到还原糖389mg/g口266mg/g。其次,本文根据稻壳组成和结构特点,采用N-甲基吡咯烷酮(NMP)/1-乙基-3-甲基-咪唑醋酸离子液体(EmimAc)(XIL=0.2)组成的电解质混合体系对稻壳进行了预处理,再生稻壳经纤维素酶酶解,制备可发酵单糖、微生物油脂及纳米二氧化硅,给出了一种稻壳综合利用的新途径。结果表明,10wt%的稻壳可以在140℃下加热180min时达到最佳溶解状态。溶解过程不仅使纤维素由Ⅰ型转变为Ⅱ型,而且达到了脱除木质素的作用。这些物理化学的变化使酶解产率有所提高,可以得到总还原糖0.64g/g和葡萄糖0.34g/g。酶解液经浓缩处理后,使用R.toruloidesY4酵母发酵100小时,油脂得率为9.2%,油脂含量为32.5%。酶解残渣中富含的硅可作为生产硅材料的来源。研究表明,稻壳酶解残渣在600℃热解3小时可得到纳米级无定形二氧化硅,粒子为球形,粒径大约为150nm,其表面积为179.3m2/g。