木质纤维素预处理技术
木质纤维素化学方法预处理
木质纤维素化学方法预处理木质纤维素是一种重要的生物质资源，具有丰富的可再生特性和广泛的应用前景。
然而，由于其独特的结构和复杂的化学成分，木质纤维素在直接利用前需要进行预处理，以提高其可转化性和降低生产成本。
在本文中，我们将介绍常见的木质纤维素化学方法预处理技术，并讨论其优点和应用领域。
木质纤维素主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。
纤维素是最主要的组分，占据了40%至50%的木质纤维素总质量。
半纤维素和木质素的含量较低，但对木质纤维素的结构和特性有着重要的影响。
因此，木质纤维素的化学方法预处理通常包括对纤维素、半纤维素和木质素进行分离和降解。
最常用的木质纤维素化学方法预处理技术之一是酸处理。
酸处理可以将纤维素酸解为可溶性纤维素和不溶性纤维素，从而降低木质纤维素的结晶度和分子量，提高其可转化性。
酸处理通常使用硫酸或盐酸作为催化剂，同时加热反应系统以促进反应进行。
酸处理的优点是操作简单、成本低廉，但其缺点是产生大量废水和酸性气体，对环境造成污染。
另一种常见的木质纤维素化学方法预处理技术是氧化处理。
氧化处理可以通过氧化剂的作用将木质纤维素部分降解为低聚糖和酚类化合物，从而降低木质纤维素的结晶度和分子量。
氧化处理通常使用过氧化氢、臭氧或高锰酸钾作为氧化剂，反应条件一般较温和。
氧化处理的优点是对环境友好，但其缺点是操作复杂、成本较高。
此外，还有其他木质纤维素化学方法预处理技术，如碱处理、酶处理和有机溶剂处理等。
碱处理可以将木质纤维素中的半纤维素部分水解为低聚糖，从而降低木质纤维素的结晶度和分子量。
酶处理可以利用纤维素酶或半纤维素酶将木质纤维素部分水解为可溶性纤维素和低聚糖，从而提高其可转化性。
有机溶剂处理可以利用有机溶剂将木质纤维素溶解或脱除，从而提高其可转化性。
这些木质纤维素化学方法预处理技术具有各自的优点和适用范围，可以根据具体情况选择合适的方法。
总之，木质纤维素化学方法预处理是提高木质纤维素可转化性和降低生产成本的重要步骤。
4种木质纤维素预处理方法的比较
4种木质纤维素预处理方法的比较木质纤维素是一种重要的可再生生物质资源，具有广泛的应用前景。
然而，由于木质纤维素的天然结构复杂，存在着高度的结晶度和丰富的羟基官能团，这些特性限制了其在工业生产中的广泛应用。
因此，针对木质纤维素的预处理方法非常重要，可以改善其可溶性和可降解性，提高其利用率。
目前，常见的木质纤维素预处理方法主要包括物理研磨法、化学预处理法、生物酶处理法和离子液体处理法。
下面我将对这四种方法进行详细比较。
1.物理研磨法物理研磨法是通过机械力对木质纤维素进行破碎和分散，从而降低其结晶度和微观结构的紧密度。
常见的物理研磨方法包括超声处理、球磨、高压处理等。
物理研磨法的优点是操作简单、易于扩大规模，并且不需要使用任何化学试剂。
然而，由于木质纤维素分散性差，物理研磨法在降低结晶度和改善可降解性方面效果有限。
2.化学预处理法化学预处理法是通过使用化学试剂对木质纤维素进行化学变性，改变其物化性质。
常见的化学预处理方法包括酸处理、氧化处理、溶剂预处理等。
化学预处理法可以有效地降低木质纤维素的结晶度和分子量，提高其水解性和可降解性。
尤其是酸处理可以降低木质纤维素的结晶度，使其更容易被生物酶降解。
但是，化学预处理法需要使用大量的化学试剂，会产生环境污染和废弃物处理问题，并且会导致木质纤维素的损失。
3.生物酶处理法生物酶处理法是通过使用生物酶对木质纤维素进行降解。
常见的生物酶处理方法包括酶解法、酶解法、微生物降解法等。
生物酶处理法不需要使用化学试剂，不会产生废弃物，并且能够实现对木质纤维素的高效降解。
但是，生物酶处理法需要较长的反应时间，并且酶的成本较高。
4.离子液体处理法离子液体处理法是近年来发展起来的一种新型木质纤维素预处理方法。
离子液体是一种特殊的无机盐，具有低熔点、宽液温操作范围、良好的溶解性等优点。
通过用离子液体处理木质纤维素，可以降低其结晶度和分子量，并且改善其物化性质。
离子液体处理法具有无污染、高效率、可循环使用等优点，但是离子液体的成本较高，目前尚存在一定的技术难题。
木质纤维素的生物预处理工艺流程
木质纤维素的生物预处理工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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木质纤维素燃料乙醇生物转化预处理技术
１２２ 碱 预 处 理 ．．
机械粉碎 即将物料切碎 、 碾磨处理 成 ｌ ３ ｍ或 ０ ２～２ ０～ ０ ｍ ． ｍ ｍ的颗粒 ， 比表 面积增高 ， 结晶度 、 聚合度降低 ， 可及 度增加 ， 有 利于提高基质浓度和酶解效 率 ， 但不 能去除木质 素及 半纤 维素。 粉碎分为干粉碎 、 粉碎 ， 湿 包括 球磨 、 盘磨 、 辊磨 、 磨 、 锤 胶体 磨 、
熟高效的戊糖发酵技 术 因素 制约 ， 纤维 素乙 醇至今未能 完全 工 业化 。经济有效 的 预处 理技术 一般 应 具备 以下 几个 特点 或优
醇是生物质液体能源 的主要形式 ， 清洁可再生 ， 化石燃料 的理 势 ： 是 ①适 用范围广 ， 多种原料 均有较 高 的得 率 ； 对 ②降低 粉碎 成 本， 高消化 （ 酶解 ） ； 率 ③糖 浓度 高 、 降解 损 失少 ； 抑制性 产物 ④ 低； ⑤废弃物 少； ⑥设备 合理 、 投资 少 ； 戊糖 、 ⑦ 己糖发酵 兼容性 好； ⑧木 质素可分离 回收； 能耗低… 。本 文对前景较好 的热点 ⑨
２１ 年 ３ ０ １ ９卷第 ｌ ３期
广州 化工
・ ９・
结晶度和聚合度 。常用 的物理方法包 括机械粉碎 、 械挤 出、 机 高 能辐射等… 。
１ １１ 机 械 粉 碎 ．．
木质 素被水解或降解 ， 同时纤维素结晶度降低 ， 升高温度或增大硝 酸浓度会加速纤 维素的 乙酰化 。稀酸法结 合新 型的反应器如逆
技术及方 向的研究进 展进行 了综 述和总结 ， 并展 望 了其 发展趋
势。
１ 木质 纤维素预处理技术
单独某一种预处理方 法并非 对任何 原料 都有较 好 的效 果。 目前的木质纤 维素 预处 理方 法有 很 多种 ， 可分 为 物理 法 、 学 化
4种木质纤维素预处理方法的比较
化 学 与 工 业
Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｆ ｏ ｒ ｅ ｓ ｔ Ｐｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ
Ｖｏ ｌ ＿ ３ ３ Ｎｏ ． ２
Ａｐ ｒ ． ２ ０１ ３
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ０ ２ ５ ３ — ２ ４ １ ７ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ ０ ４
ｓ ｔ ｅ ａ ｍ ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｌ ｕ ｔ ｅ ａ ｃ ｉ ｄ ｓ ｔ ｅ ａ ｍ ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｌ ｌ ｏ ｗ ｅ ｄ ｂ ｙ ｗ ａ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ，ｔ ｈ ｅ ｃ ｅ ｌ ｌ ｕ ｌ ｏ ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ— ｄ ｒ ｏ ｐ ｐ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ３ ７． １ ７ ｇ ｔ ｏ ３ ３ ． ９ ６，
ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｓ ｉ ｎ ｐ ｒ ｅ — ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｌ ｙ ａ ｔ ｅ ｗ ｅ ｒ ｅ ａ ｌ ｓ ｏ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ．Ａ ｆ ｔ ｅ ｒ １ ０ ０ ｇ Ｃ Ｏ ｎ ｒ ｓ ｔ ａ ｌ ｋ ｗ ａ ｓ ｐ ｒ ｅ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｄ ｉ ｌ ｕ ｔ ｅ ａ ｃ ｉ ｄ ， ｄ ｉ ｌ ｕ ｔ ｅ ａ ｃ ｉ ｄ ｒ ｅ ｉ ｆ ｎ ｉ ｎ ｇ ， ｎ ｅ ｕ ｔ ｒ ｌ ａ
４种 木 质 纤 维 素预 处 理 方 法 的 比较
马 斌， 储秋 露 ， 朱均均 ， 欧 阳嘉 ， 余世 袁 ，勇 强
（ 南京林业大 学 化 学工程 学院，江苏 南京 ２ １ ０ ０ ３ ７ ） 摘
Ｃ
．
要： 采用 ４种方法对玉米秸秆预处理 ， 研 究 了不 同预 处理方 法对酶水解性 能和可发 酵性糖得 ｇ 分别降为 ３ ３ ． ９ ６ 、 ３ ３ ． ５ ４ 、 ３ ２ ． ６ ３和 ３ ２ ． ８ ８ ｇ ， 木聚糖 由２ ２ ． ８ ４ ｇ 分别降为２ ． ７ ７ 、 ２ ． ４ ７ 、
木质纤维素生物质预处理技术的研究进展
2.1 物理法
2.1.1 机械粉碎 利用削片、粉碎或研磨把木质纤维素
生物质变成 10~30 mm 的切片或 0.2~2 mm 甚至更为细
小的颗粒，以提高比表面积可及性，降低纤维素结晶度
和聚合度，从而提高酶解转化率 。 [4] 机械粉碎的优点
是经处理的纤维素粉颗粒没有膨润性，体积小，原料的
水溶性组分增加，可提高基质浓度，纤维素的水解率也
蒸汽爆破技术分为添加化学试剂和不添加化学试 剂 2 种。Ballesteros 等[14]对不同颗粒大小的禾本农业 废弃物基质通过汽爆处理后的酶解效果研究表明：基 质颗粒较大时（8~12 mm），处理后酶解效果较好，基质 较小时采用汽爆处理后酶解效果反而不理想。 Mielenz 等 研 [15] 究了用蒸汽爆破杨木时加入 NaOH，随 碱浓度的增加，木质素脱除率升高，最高可达 90%。 Linde 等[16]在蒸汽爆破处理前用 0.2% H2SO4 预浸处理 麦秆，分别在 190℃、200℃和 210℃条件下处理 2 min、 5 min 和 10 min。 结 果 表 明 ，在 190℃ 温 度 下 处 理 10 min，葡萄糖和木糖的得率最高。蒸汽爆破预处理 技术因其节能、无污染、酶解效率高和应用范围广，适 用于处理植物纤维原料的简单高效的处理方式，可用 于硬木、软木和农业废弃物等各种植物生物质。 2.2.2 SO2 蒸汽爆破 SO2 蒸汽爆破是在蒸汽爆破预处 理过程中添加 SO2 气体，旨在提高纤维素和半纤维素 的转化率和酶水解效率。Öhgren 等[17]研究了用 SO2爆 破法处理玉米秸秆，处理条件为 190°C，5 min，3% SO2 （按原料干重计算），处理后的玉米秸秆在酶解过程中 除了采用纤维素酶外，还添加了半纤维素酶，葡萄糖得 率 达 到 了 接 近 理 论 转 化 率 的 酶 解 效 率 ，木 糖 得 率 达 70%~74%。 2.2.3 氨纤维爆裂 氨纤维爆裂是指将木质纤维素生物 质置于高温高压状态的液态氨中，保持一定时间，然后
木质纤维素类生物质高效制糖及综合利用关键技术_概述及解释说明
木质纤维素类生物质高效制糖及综合利用关键技术概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文旨在概述和解释木质纤维素类生物质高效制糖及综合利用关键技术。
随着全球能源需求的日益增长和环境污染问题的加剧，寻找新型可再生能源和可持续发展路径已成为当前国际社会的共同关注点。
作为最为广泛分布且主要来源的生物质资源之一，木质纤维素类生物质以其丰富的碳水化合物组分倍受研究者们的关注。
近年来，众多科学家和工程师致力于利用先进的技术手段将木质纤维素类生物质转化为有价值的糖类产物，并开发出相关综合利用方法，以实现生物质资源高效利用，从而满足能源、化工品和材料等多领域的需求。
1.2 文章结构本文将按照以下结构来进行叙述：首先，在第2部分中，我们将重点介绍木质纤维素类生物质高效制糖关键技术。
这包括分离和预处理、酶法降解和水解以及纤维素糖化工艺优化等方面的内容。
然后，在第3部分中，我们将探讨木质纤维素类生物质综合利用关键技术，包括生物质能源转化、生物质制备化学品与材料以及生物质废弃物资源化利用等领域的技术进展。
最后，在第4部分，我们将总结本文中介绍的主要观点和发现，并对未来的研究方向提出建议。
1.3 目的通过本文的详细介绍与说明,我们旨在提供一个全面而清晰的概述木质纤维素类生物质高效制糖及综合利用关键技术。
希望这些信息能够为科学家、工程师和相关领域的研究人员提供有价值的参考，并推动木质纤维素类生物质转化成果在实际应用中更好地推广和落地。
只有通过不断创新和完善相关技术，才能实现可持续发展并促进全球环境保护与经济建设的协调发展。
2. 木质纤维素类生物质高效制糖关键技术2.1 分离和预处理木质纤维素类生物质是一种复杂的多聚糖结构，其中包含纤维素、半纤维素和木质素等组分。
在高效制糖过程中，首先需要对原料进行分离和预处理。
分离主要是将木质纤维素类生物质与其他杂质分离开来，以提高后续酶解过程的效率。
预处理则是通过物理、化学或生物方法对木质纤维素类生物质进行改性，以增加其可降解性和易于转化为糖类的特性。
木质纤维素预处理方法
木质纤维素预处理方法
木质纤维素预处理方法
一、简介：
木质纤维素（Lignocellulose）是指以木质素和纤维素为主要组成的天然复合物，在工业上具有重要的经济价值，其中利用木质素和纤维素，可以生产食品、纸张、纤维，以及生物能源等。
但是，由于木质素和纤维素之间存在不可分解的结合，使得在发挥给物质的最大价值之前，需要对木质纤维素进行预处理。
二、预处理方法：
1、酸处理：即使用酸性条件，使木质素和纤维素失去结合，由于木质素比较稳定，所以以木质素的溶解速度最快。
酸的溶解作用不仅可以降低木质素和纤维素的结合，还可以使纤维素更容易被微生物降解。
2、碱处理：即使用碱性条件，使木质素和纤维素失去结合，碱处理的速度较慢，但是木质素的溶解速度较快。
碱处理的效果也可以使纤维素更容易被微生物降解。
3、酶处理：即使用多种酶，如淀粉酶、半乳糖酶等，对木质素进行处理，使木质素和纤维素失去结合，使纤维素更容易被微生物降解。
4、物理处理：通过物理方法打破木质素和纤维素的结合，如磨碎、挤压等，使木质素和纤维素更容易被微生物降解。
三、优缺点：
优点：
1、有助于木质素和纤维素之间的结合，使得木质纤维素更容易被微生物和化学反应降解；
2、可以分解木质素和可溶性糖分，增加木质素的可利用性；
3、有助于制备木质素类高分子物质，如纤维、纸张等；
4、提高纤维的分离可能性，提高产品利用价值。
缺点：
1、工艺复杂，需要耗费大量的能源和资源；
2、酸处理、碱处理或酶处理会导致毒素产生，污染环境；
3、物理处理可能会改变纤维的物理结构，影响其利用性。
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木质纤维素预处理技术单独某一种预处理方法并非对任何原料都有较好的效果。
目前的木质纤维素预处理方法有很多种，可分为物理法、化学法、物理化学法、分步组合法和生物法几大类。
1物理方法物理方法预处理主要是增大比表面积、孔径，降低纤维素的结晶度和聚合度。
常用的物理方法包括机械粉碎、机械挤出、高能辐射等[1]。
1.1机械粉碎机械粉碎即将物料切碎、碾磨处理成10～30mm或0.2～2mm的颗粒，比表面积增高，结晶度、聚合度降低，可及度增加，有利于提高基质浓度和酶解效率，但不能去除木质素及半纤维素。
粉碎分为干粉碎、湿粉碎，包括球磨、盘磨、辊磨、锤磨、胶体磨、机械挤出等，胶体磨适用湿物料，而球磨对干、湿物料都适合。
由于粒径与能耗相关，经济性不高，效果单一，故粉碎常与其他方法相互补充[2]。
研究表明，甘蔗渣、麦秆经球磨与盘磨粉碎后酶解率及乙醇得率均显著提高；经宽角X射线衍射分析，球磨主要通过降低结晶度改善酶解，而盘磨则主要依靠去纤维化。
机械挤出是一种应用前景良好的预处理新技术，处理效果受到设备尺寸及参数的影响。
物料通过挤出器时在热、混合和剪切作用下引起物理、化学性质的改变，依靠螺旋挤出转速及温度打破木质纤维结构，引发去纤维化、纤维化效应，缩短纤维长度，改善了酶对底物的可及性[1]。
1.2高能辐射高能辐射是用高能射线如电子射线、γ射线对原料进行预处理，可使纤维素聚合度下降，降解为小纤维片段、寡葡聚糖甚至纤维二糖，使结构松散，打破纤维素晶体结构，增加反应活性。
采用γ射线辐照处理秸秆，可使纤维素酶解转化率提高至88.7%。
KIM等[3]证明电子束照射确实能增加纤维素的酶解率：稻秆用80kGy、0.12mA、1MeV的电子束照射后酶解葡萄糖得率达52.1%，比直接酶解的22.6%增加近30%。
2化学方法2.1酸预处理酸法是研究得最早、最深入的化学预处理方法，分为低温浓酸法和高温稀酸法。
低温浓酸(如72%H2SO4、41%HCl、100%TFA)处理效果通常优于高温稀酸，能溶解大部分纤维素和半纤维素，但是其毒性、腐蚀性及危害大，需要特殊的防腐反应器，酸回收难度较大，后期中和需消耗大量的碱，因此应用受到限制[2]。
稀酸法是目前较常用而成熟的方法之一，生物质在较高温度(如140～190℃)和低浓度酸(如0.1%～1%硫酸)作用下，可实现较高的反应速率，半纤维素组分几乎100%除去，纤维素的平均聚合度下降，反应能力增大，酶水解率显著提高，但去除木质素不很有效。
稀酸法因其效果好、污染少成为研究的热点并获得了较大进展，如美国国家可再生能源实验室(NREL)开发了比较成熟的稀硫酸预处理—酶解发酵工艺并建成了中试装置。
稀酸法最大的缺点是产生副产物如甲酸、乙酸、糠醛、羟甲基糠醛、糖醛酸、己糖酸等，即影响酶解又抑制微生物生长和发酵。
稀酸法可在较高温度(180℃)处理较短时间(5min)也可在较低温度(120℃)处理较长时间(30～90min)，温度和酸浓度越剧烈预处理效果越好，但抑制产物会增加。
CHEN等[4]提出“半纤维素/纤维素分离-分步发酵”(XCFSF)工艺路线，玉米芯经稀硫酸预处理后木糖得率为78.4%，纤维素回收率为96.81%，水解木糖和纤维素残渣酶解后的糖液发酵乙醇，酶解残渣同步糖化发酵(SSF)，最终将70.4%的半纤维素和89.77%的纤维素转化为乙醇。
酸可以用硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、碳酸等无机酸，也可用乙酸、丙酸、草酸等有机酸。
将蔗渣在高于160℃条件下经稀磷酸预处理，可有效水解半纤维素为单糖，且副反应少[5]。
用80%乙酸、0.92%硝酸在120℃处理麦秆20min，81%的半纤维素和92%的木质素被水解或降解，同时纤维素结晶度降低，升高温度或增大硝酸浓度会加速纤维素的乙酰化。
稀酸法结合新型的反应器如逆流收缩床，可改善处理效果，得到很高的葡萄糖得率。
2.2碱预处理碱预处理是用NaOH、Ca(OH)2、NH3等的水溶液脱除木质素和部分半纤维素，有效增加酶分子对纤维素的可及性，从而显著提高糖化率。
碱能破坏木质素结构，溶解木质素，削弱纤维素和半纤维素之间的氢键及半纤维素和其它组分的酯键，增加空隙率，半纤维素部分溶解、纤维素则因水化作用而膨胀，结晶度降低。
跟酸处理不同，一部分碱与生物质会发生反应转化为不可回收的盐而损失掉[1]。
NaOH不易回收，成本高且污染环境，而Ca(OH)2预处理试剂成本低、安全性高，可通过生成不溶的CaCO3得到回收。
碱法可在高温(100～150℃)、低浓度下短时间处理，也可在低温、高浓度下处理较长时间，通常对农业废弃物比对木料更加有效。
JEYA等[6]将稻秆按固液比1∶4与2%NaOH混合，85℃保温1h，酶解率达到88%。
KIM等[7]用15%氨水(固液比1∶6)60℃浸没玉米秸秆12h，可去除62%的木质素，保留了100%的葡聚糖和85%的木聚糖，酶解率分别提高至85%和78%，经同步糖化共发酵(SSCF)乙醇得率达77%。
高粱纤维、氨、水按比例1∶0.14∶8混合于160℃、160psi压力下处理1h，约44%木质素和35%半纤维素被脱除，半纤维素回收率、纤维素酶解率分别达到84%、73%；经酿酒酵母发酵，乙醇得率25g/100g干料，比未预处理条件下提高了2.5倍[8]。
2.3氧化法氧化法是利用O2、O3、H2O2等强氧化剂将木质素氧化分解，同时溶出大部分半纤维素，纤维素几乎不受影响而保留下来。
木质纤维原料于室温在碱性(如pH=11～12)H2O2水溶液中浸泡一定时间(如4～16h)，通过脱除木质素来提高酶解率：麦秆可发酵糖酶解转化率达到97%。
研究表明，经H2O2预处理后蔗渣酶解敏感性大大增加：2%H2O2、30℃处理8h，50%的木质素和大部分半纤维素溶解，葡萄糖回收率达95%。
臭氧法一般在常温常压下进行，条件温和、操作简便，能有效降解木质素和部分半纤维素，无酸碱残留、不产生抑制物质，其处理效果主要受到物料水分、粒径和O3浓度的影响，缺点是需消耗大量臭氧，成本昂贵[9]。
湿式氧化法(WO)通常是在高于120℃条件下(如148～200℃)，以水、空气/氧气、碱(Na2CO3)共同处理木质纤维素原料一段时间(如30min)，发生水解产酸和氧化反应，包括木质素降解、氧化，半纤维素降解为单糖溶解，纤维素部分降解。
温度、时间和氧分压是重要因素，此法能有效将纤维素与木质素、半纤维素分离，不会产生糠醛、羟甲基糠醛等发酵阻抑物，溶解的半纤维素、羧酸等还是微生物的营养来源[2]。
WO处理可提高蔗渣酶解转化率，但酸、碱条件下效果差异很大。
195℃处理15min可溶解93%～94%的半纤维素和40%～50%的木质素，而185℃碱性WO处理5min仅溶解30%的半纤维素和20%的木质素；碱性条件可减少糠醛的生成；185℃酸性WO处理5min液相中糖得率最高(16.1g/100g)，而195℃碱性WO处理15min条件下获得了最高的纤维素含量(70%)和最高的酶解转化率(74.9%)[10]。
2.4离子液体抽提离子液体是一类新型纤维素溶剂，一般由有机阳离子和无机阴离子所组成，是低温(＜100℃)下呈液态的离子型有机化合物，具有极低的蒸汽压、良好的热稳定性和一些奇特的物理化学性质[1]。
作为一种新型的预处理技术，离子液体对纤维素有良好的溶解能力，未经任何前处理的纤维素在氯化1-丁基-3-甲基咪唑(BMIMCI，[C4mim]Cl)的溶解度达到300g/L以上。
ZHU等[11]使用BMIMCI在微波辐射和加压的条件下溶解木质纤维素原料，纤维素乙醇或丁醇的发酵转化效率明显高于蒸汽爆破、化学预处理等常规工艺，且再生的纤维素性质如酶解性得到显著改善。
LEE等[12]用1-乙基-3-甲基咪唑乙酸([Emim][CH3COO])溶解木质纤维中的木质素，结果表明脱除40%的木质素则可使酶解率提高至90%以上。
然而，在大规模应用之前，离子液体的低成本回收技术及其对酶和微生物的毒性还需进一步研究。
2.5有机溶剂法有机溶剂法是利用有机溶剂在高温(如150～200℃)下破坏木质素-碳水化合物复合体(LCC)，分解木质素网络、脱除木素，还可能去除部分半纤维素，同时可回收得到纯度较高、低分子量的木质素产品。
有机溶剂常包括醇类(甲醇、乙醇)、酮类(丙酮)、酯类、醚类、酚类(苯酚)、甘醇类(乙二醇、甘油)、酸类(甲酸、乙酸、草酸、水杨酸)等，出于成本考虑，选用低分子量、低沸点的醇类如乙醇、甲醇等比高沸点的更加有利[2]。
辐射松在最优条件下(195℃、pH=2.0、丙酮-水体积比1∶1)经丙酮-水体系预处理5min，最高乙醇得率达99.5%[13]。
某些研究中，酸催化的有机溶剂法对于水解半纤维素、提高木糖得率非常有效。
有机溶剂法可降低成本，避免生成抑制性副产物，但同时存在腐蚀、毒性及环境污染等问题。
3物理-化学方法3.1蒸汽爆破蒸汽爆破是一个“热-化学降解(自催化水解)-机械爆破”过程：以高温(如160～230℃)蒸气快速加热纤维原料，维持一段时间(如2～10min)，结束时瞬间泄压实施爆破，实现原料组分分离和结构改变，增加其反应活性，提高酶解率。
高温下水解离度增加，H+催化部分半纤维素水解并释放乙酰基成为乙酸，这进一步加速了半纤维素的水解。
爆破时高温蒸汽急剧膨胀做功，温度和压力迅速下降终止了水解反应，剪切力作用于孔隙结构使物料蓬松，可及性提高[1]。
预处理后纤维素的结晶度和聚合度下降，纤维素-半纤维素-木质素的结构被破坏，半纤维素自水解转变成单糖和寡糖，木质素发生部分降解，O/C和H/C原子比、疏水性等性质也发生变化。
影响蒸汽爆破的因素有原料种类、颗粒大小、爆破压力、温度和维压时间等，其中温度(T)和时间(t)可由强度因子(RO)来描述[2]：RO=t×e[(T-100)/14.5]蒸汽爆破投资少、能量效率高、糖回收率高、无危险的化学试剂、生产安全、环境影响小，适用于硬木及农业废弃物等(如杨木、稻秆、橄榄废弃物、玉米秆、麦秆)，但对软木的效果不是很好。
CHEN等[14]开发了无污染汽爆技术，不加任何化学试剂，只需控制秸秆的水分含量便可分离出80%以上的半纤维素，纤维素酶解率达到90%以上，该技术已成功放大至5m3装置。
加入某些化学催化剂可改善汽爆处理效果，提高半纤维素水解、降低处理强度、减少副反应、改善酶解效果，如SO2汽爆法、碱汽爆法、稀酸汽爆法等。
添加SO2对松木片进行蒸汽爆破，纤维素转化率＞90%。
碱(NaOH)催化蒸汽爆破处理大麦秆、小麦杆，原料中30%、40%的阿拉伯木聚糖以大分子量形式被提取出来，纤维素完全保留，72h酶解率分别达到80%～90%和70%～85%[15]。