纤维素原料预处理技术的过程工程研究及系统评价

木质纤维素转化成燃料乙醇是目前国内外的研究热点，但迄今为止尚不能实现大规模的工业化生产，关键之一在于预处理技术未能实现有效突破。本课题针对目前预处理技术对反应过程缺乏深入的基础理论研究及对工艺过程缺乏定量化科学评价等问题，以玉米秸秆原料的稀酸水解、稀碱球磨预处理集成工艺路线为研究体系，剖析多相多尺度复杂流体系统的相互作用机制，建立质量、能量和动量守恒方程和动力学反应方程，实现多尺度复杂系统的非均匀结构定量表达；以后续过程的高戊糖发酵水平、高纤维素酶解效率作为目标函数建立前馈-反馈控制系统模型，实现反应过程的优化与定量化调控；以总糖得率作为综合性能指标建立最优控制系统模型，实现整体优化下的高糖得率，并对整个预处理工艺过程进行定量化评价。本课题的研究旨在从根本上提升目前预处理技术的研究层次，为预处理工艺的过程设计、放大和调控的定量化积累具有指导意义的基础技术数据。