纤维素生产酒精
利用木质纤维素生产燃料乙醇
利用木质纤维素生产燃料乙醇前言经济社会的发展以能源为重要动力，经济越发展，能源消耗越多。
到2059年，也就是世界上第一口油井开钻200周年之际，世界石油资源大概所剩无几。
而生物质能是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能，最有可能成为21世纪主要的新能源之一。
据估计，植物每年贮存的能量约相当于世界主要燃料消耗的10倍；而作为能源的利用量还不到其总量的1%。
专家预测，生物质能源将成为未来持续能源重要部分，到2015年，全球总能耗将有40%来自生物质能源。
然而燃料乙醇的生产如均以糖类或粮食为原料，其产量受到粮食资源的限制，难以长期满足能源需求。
从长远考虑必须进行科技创新，扩大原料来源。
含木质纤维素的生物质废弃物是生产燃料乙醇的另一原料来源，它包括农作物秸秆、林业加工废料、甘蔗渣及城市垃圾中所含的废弃生物质等。
国内外专家对木质纤维素原料转化为乙醇燃料进行了大量的研究。
一．木质纤维素发酵生产乙醇的原理木质纤维素转化为乙醇的步骤主要分为两步：纤维素水解成糖，糖发酵成醇。
由于木质纤维素结构复杂，纤维素、半纤维素不但被木质素包裹，而且半纤维素部分共价和木质素结合，纤维素具有高度有序晶体结构．因此必须经过预处理，使得纤维素、半纤维素、木质素分离开，切断它们的氢键，破坏晶体结构，降低聚合度，以提高水解效率。
表2列出了几种木质纤维素中纤维素、半纤维素和木质素的含量。
表 2 几种典型木质纤维素原料的组成质量分数/％原料纤维素半纤维素木质素玉米秸秆36 28 29小麦秸秆36 28 22稻草37 19 10稻壳36 20 19高粱秸秆32 19 14云杉43 26 29松木44 26 29桦木40 39 21柳木51 29 16杨木51 29 16新闻纸62 16 21图1 植物细胞壁构成示意图所有植物来源的木质纤维素均含有丰富的纤维素、半纤维素和木质素，纤维素和半纤维素可作为乙醇发酵的原料。
图2 木质纤维素发酵生产乙醇的路线纤维素是一种有100--1000个β-D-吡喃型葡萄糖单体以β-1,4-糖苷键连接的直链多糖，多个分子平行紧密排列成丝状不溶性微小纤维。
纤维素乙醇生产技术的技术风险、环保风险和经营风险
纤维素乙醇生产技术的技术风险、环保风险和经营风险
1. 原料选择和处理：生产纤维素乙醇需要大量的生物质原料，包括秸秆、木材、甘蔗渣等，如何选择和处理原料是影响纤维素乙醇产量和质量的关键因素。
2. 发酵过程：纤维素乙醇的生产需要通过微生物发酵，不同的微生物对生产效率和酒精含量有重要影响，如何选择和调控微生物的生长条件是技术难点。
3. 能源消耗：纤维素乙醇的生产需要大量的能源供应，如何降低生产过程中的能源消耗是一个重要的经济和环境问题。
纤维素乙醇生产的环保风险主要包括以下几个方面：
1. 水资源：纤维素乙醇生产的过程中需要大量的清洗、冷却和蒸发水，对当地水资源的压力比较大，如何合理利用和回收水资源是环保问题亟需解决的。
2. 气体排放：纤维素乙醇生产过程中会产生大量的二氧化碳和其他有害气体的排放，对大气环境和附近居民的健康造成影响，如何减少排放量是环保问题的重要方面。
3. 废物处理：纤维素乙醇生产过程中会产生大量的废物，在经济效益和环保之间需要平衡，如何合理利用和处理废物是环保问题亟待解决的。
纤维素乙醇生产的经营风险主要包括以下几个方面：
1. 市场需求：纤维素乙醇是新兴的生物能源产业，市场需求和价格不够稳定，需要与政策和技术不断调整和适应。
2. 产品质量：纤维素乙醇的产量和质量与生产技术的稳定性和成熟度密切相关，产品质量一旦出现问题会对生产企业的信誉和经济效益造成严重影响。
3. 资金投入：纤维素乙醇生产需要大量的资金投入，如何平衡生产和经济效益是企业面临的挑战。
纤维素燃料乙醇生产的工艺流程
纤维素燃料乙醇生产的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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纤维素燃料乙醇的生产首先需要准备合适的原料。
关于纤维素酒精生产预处理方法的探讨
０ 前言 能源紧张是全人类 面临的共 同问题 ， 目前世界上主要 的
本文研究 了秸秆生产纤维 素酒精 的预处理过程的两种 不
同工艺 ，希望可以为此领域的仁人 志士们提供一些有价值 的
参考 。
１ 材 料 与 方 法
１１ 试验 材 料 ．
能源生产国和能源消费国都在研究能源 的可持续发展问题 。
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李春玲 ｔ ， 解成华 ｚ张 ，
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［ 中粮生化能源（ 肇东 ） 限公 司， 有 黑龙江
摘
要： 木质纤维素原料 的预处理是 纤维素转化 乙醇过程 中的关键步骤， 其直接影响 着纤维素的水解效率和
纤维素产生 乙醇的生产成本 。 大量试验研 究证 明， 以秸 秆为原料 生产 纤维素酒精的预处理过程 ， 采用蒸汽爆破
ｐ ｅ ｕ ｅ ｔ ａ ｅ ｔｅ ｓ ｐ ｒ ｒ ｙ ｃ ｍｐ ｒｄ ｔ ｈ ｉ ｔ ｄ ａ ｉ ｙ ｍｌ ｓ ，ｅ ｓｅ ０ ｒａ ｉ ｈ ｎ ｕ ｔ ｎａ ｇ ｍｅ ｔ ｍｃ ｄ ｒ ０ ｈ ｖ ｈ ｕ ｅ ｉ ｉ ０ ａ ｅ ０ ｔ ｅ ｄ ｌ ｅ ｃｄ ｈ ｄ ｙ ｉ ａ ｉ ｒ ｔ ｅ ｌ ｅ ｔ ｅ ｉ ｄ ｓ ｙ ｅ ｌｒ ｅ ｎ ． ０ｔ ｕ ｓ ｚ Ｉ Ｋｅ ｒ ｓｓｍｗ ｃ ｙ ｔ Ｕ ｎｔ ；ｒ ｔ ａｍｅ ｔ ｔｅ ｍ ｘ ｌ ｓ ｎ ｃ ｌ ｌ ｓ ｔａ ｏ；ｃｄ ｍｅ ｈ ｄ ｅｈ ｎ ｌｙ ｅｄ ｙ ｗＯ ｄ ： ｔ ；ｒ ｓ ｉ ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ห้องสมุดไป่ตู้ ； ｒａ ｅ ｐｏ ｉ ；ｅｌ ０ ｅ ｅｈ ｎ ｌ ｉ ｔ ｏ ；ｔ ａ ｏ ｉｌ ｙ ｒ ｓ ０ ｕ ａ
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纤维素乙醇酶解工艺流程项目技术的环保风险
纤维素乙醇酶解工艺流程项目技术的环保风险纤维素乙醇是一种可再生的生物燃料，其制备过程主要包括纤维素的酶解和发酵。
纤维素酶解工艺是将纤维素水解为糖分，再经过发酵转化为乙醇。
该工艺具有很多环保风险与挑战，在项目实施过程中需要采取一系列措施来降低其环境影响。
首先，纤维素酶解工艺生产乙醇的过程中会产生大量的废水。
这些废水含有酶剂、糖、酒精和其他有机物。
废水中的酶剂和有机物对水体的生物多样性和生态系统产生负面影响，可能引起水体富营养化，导致水中氧气的缺氧。
因此，在项目中需要建立废水处理系统，有效去除有机物和酶剂，确保废水的排放符合环保标准。
其次，纤维素酶解生产过程中还会产生大量的废弃物，如纤维素的残渣和废酒精。
这些废弃物需要进行处理和处置，以防止对土壤和环境造成污染。
废弃物处理应遵循相关的环保法规，采用有效的处理方法，如焚烧、堆肥或资源化利用等。
另外，纤维素酶解过程中使用的酶剂也会对环境产生潜在的风险。
一些常用的酶剂对水体中生物有毒性，在酶解工艺中可能会释放到废水中。
因此，在工艺设计和生产实施中应该选择环境友好型的酶剂，减少对环境的不良影响。
此外，在可持续发展的理念下，纤维素乙醇的生产过程应考虑能源利用和二氧化碳排放的问题。
传统的纤维素酶解工艺使用大量的能源和水资源，同时也会产生大量的二氧化碳。
为了降低环境风险，可以采取节能降耗的措施，如优化工艺参数，提高酶的利用效率、重复使用废水和净化废弃物来节约资源。
最后，项目实施过程中需要遵守当地的环保法规和标准，确保纤维素乙醇生产过程不对环境造成不可逆转的损害。
此外，还应根据具体情况进行环境影响评估，制定相应的应急预案和环保监测措施，及时发现和解决潜在的环境风险。
综上所述，纤维素乙醇的酶解工艺流程项目在环保方面存在一定的风险，主要包括废水处理、废弃物处理、酶剂的选择和能源利用等方面。
为了降低环境风险，项目实施过程中应采取有效的措施，并遵守相关法规和标准，确保生产过程对环境的影响最小化。
纤维素发酵制酒精研究进展
吉林化工学院生物与食品工程学院文献综述以纤维素为原料生产燃料乙醇学生学号：学生姓名：朱晨阳专业班级：生物技术1101指导教师: 葛雅琨吉林化工学院Jilin Institute of Chemical Technology摘要：介绍了纤维素的基本特征，重点阐述了纤维素发酵生产酒精工艺中的发酵工艺的技术特点，综述了美国、加拿大、日本、瑞典、巴西、中国在利用纤维素原料生产乙醇方面的发展现状，并且对纤维素发酵生产酒精的前景进行了展望。
关键词:纤维素；酒精；水解；发酵1引言酒精被誉为可再生绿色能源燃料，由于其燃烧污染小、容易运输和贮藏，在价格上酒精也可与汽油相竞争。
因此，酒精成为最有可能取代石油的新能源,具有巨大的开发前景［1].目前生产燃料酒精是以玉米为原料，但原料成本占总成本的70％~80％.纤维素是地球上最丰富、最廉价可再生资源。
据资料表明，植物通过光合作用使光能以生物能形式固定下来，其生成量每年高达50×109t干物质,这些能量相当于目前为止世界能耗总量的10倍,且这些生物能年复一年通过自然界物质循环生成，是永远不会枯竭可再生资源。
它们主要来源于农业废弃物，如麦草、玉米秸秆、甘蔗渣等;工业废弃物，如制浆和造纸厂的纤维渣、锯末等；林业废弃物;城市废弃物，如废纸、包装纸等。
这些资源中有大部分是以纤维素、半纤维素形式存在,因此研究开发纤维素转化技术，将秸秆、蔗渣、废纸、垃圾纤维等纤维素类物质高效转化为糖，进一步发酵成酒精，对开发新能源，保护环境，具有非常重要现实意义［2～4]。
2 国内外研究现状2。
1 国内研究现状中国科学院早在1980年就在广州召开了“全国纤维素化学学术会议”，把开发利用纤维素资源作为动力燃料提上了议事日程。
我国在“十五"规划中制定了发展燃料乙醇的规划，规划中分三步走，其中的第三步就是利用植物秸秆、稻壳等纤维素生产燃料乙醇，并全面推广。
《变性燃料乙醇及车用乙醇汽油“十一五”发展专项规划》专门对代表燃料乙醇发展方向的纤维素燃料乙醇技术做出规划，“十一五”期间要投入几十亿元财政资金扶持纤维素乙醇工业化生产的发展，并在税费方面实行减免.2006年9月，河南天冠年产3000t的纤维乙醇项目在河南镇平县奠基,天冠称这是国内首条千吨级纤维乙醇产业化试验生产线。
利用纤维素原料生产燃料酒精的研究进展
利用纤维素 原料 生产燃料酒精 的研 究进展
冯 南
（ 中粮生化 能源（ 肇 东） 有限公司 ， 黑龙江 肇 东 １ ５ ｌ １ ０ ０ ） 摘 要： 随着全球经济的快速发展 ， 不可再 生资源越来越 少， 粮食 危机 、 能 源危机 以及环境危机都 也都随之到 来， 如何开发 出可持 续 性利 用的可再生资源已经成为各国竞相研究的重要项 目， 人们 生活于大 自然， 立足于大 自然 ， “ 衣食 住行” 都 离不开 大 自然的馈赠 ， 纤维素 是 由类似 于多葡萄糖分子组成的大分子 多糖 ， 麻、 麦秸、 稻草 、 甘蔗 渣等都是它的来源 ， 利 用纤 维素 类物 质生产燃料酒精作 为一种新 兴的 环保 的可持续型开发利 用的新技术 ， 在很 多国家都 已经开始 着手进行 ， 就 此文章探讨 了纤维素原料是如何 生产燃料 酒精 的过程 ， 分析 比 较 了纤维素生产燃料 酒精技术 中预 处理 、 水解、 发酵等非常重要的环节的技 术特 点， 最终展望 了纤维素原料 生产 酒精的前景。 关键词 ： 可再 生资源 ； 纤维素 ； 燃料酒精 ； 前景 我 国作为一个能源大 国，能源蕴藏和生产量 居于世界前列 ， 但 地水解纤维素 ， 但是酸性具有腐蚀性 ， 在使用过 程中对人体 的身心 同时也 是世界第二大能源消费 国 ， 经济 的快速发展 ， 使得 我国对能 健康产生不利影 响 ； 碱水解法使 用热或者冷 的碱 液（ Ｎａ ０ Ｈ ） ， 使 纤维 源的需求量急剧增加 ，除 了对居 于主导地 位煤炭能源 的开发利用 素原料膨胀 ， 增加纤维素 内表面积 、 减少结 晶度 、 最终使木质素和糖 外， 石油的使用量也在逐年提升 。 石油是不可再生 资源 ， 工农业 以及 得到有效的分离 。 ２ ． ３ ． 物理化学预处理 。物理化学预处理 的方 法是结合 了两种方 人们 的 日常生活出行等都离不开石油 ， 对 于石 油的依赖性使得很多 国家竞相抢购石油 ， 国际上也时常发生两 国之 间争夺石油资源 的矛 法的长处又有效地弥补 了两种方法 的短处 。 常用的物理化学方法是 盾， 所以寻找新的可持续性的 、 环保的能源代替不可再 生资源具有 蒸汽爆裂法 。这种方法是将 片状 的纤维素 原材料放 置于高压蒸 汽 重要的现实意义 。纤维素作为世界上最为丰富 的可再生资源 ， 存在 中 ， 然后迅速 降低 高压蒸汽中的压力 ， 原料 由于压力 差的骤变使 其 在进行汽爆 的过程 中可 以适量加入 Ｈ ： Ｓ Ｏ 和Ｃ Ｏ ， 于 自然界一切植物 中， 现如今对于纤维素的开发和利用 仅仅 只局 限 爆炸并得到分解 ， 于于造纸 、 纺织 、 建筑 、 饲料等行业 ， 纤维 素的利用率不高 ， 很大一部 有效促进酶水解的发生。 分都 白白地浪费掉 。在研发新 型能源的过程 中， 发现利用植 物中的 ３ 纤 维 素发 酵 方 法 纤维素 ， 经过一系列工艺加工后 ， 最终能够生产 出燃 料酒精 的工 艺 纤维素 发酵成 为乙醇 的方法有多种 ， 以下将介绍几种常 见的方 技术 。 法。 １纤维素燃料酒精 国内外发展现状 ３ ． １ 直接发酵法 。直接发酵法是使 用最 为原始的方法 ， 其不对纤 这 美国作为一个能源蕴含丰富的发达国家 ， 对纤维素原料制取 乙 维素原料进行酸解或者酶解 ，而是 以纤 维素原料 进行 直接 发酵 ， 醇技术开发较早 ，政府也积极鼓励和支持燃 料酒 精的使用 的生产 ， 种工艺方法成本低廉 ， 操作简便 ， 但是产 出率不高。 加大对生产燃料酒精 的投入 ； 日本作为一个 自然资源严重匮乏的发 ３ ． ２水解发酵二段法 。这种方法是先将纤维素酶糖化 ， 然后再发 值得注意 的是水解发酵二段法在使用 的 达国家 ， 严重依赖 于对外来资源的进 口， 可再生能源 的开发 和利用 酵成为酒精 的方法 。但是 ， 故 而在该 国显得尤为重要 ， 所 以 日本在很多专 门的科 研机构 、 大学 第一阶段 中 ， 降解的纤 维素原料产生 的葡萄糖和木糖会对纤维素酶 都开设 了相关的专题研究 ， 建立起了较为完善的与纤维 素燃料息息 产生抑制 的作 用 ， 在第二 阶段 ， 酒精 发酵的末端产物会抑 制酶 的活 相关的研发体系 ； 我 国是世界上第三大酒精 生产 国 ， 仅 次于 巴西 和 性 ， 综合两者 因素都会 降低最终 的酒精产出。 美国。 基于人 口基数庞大 、 劳动力廉价 以及 自然资源丰富的现状 ， 我 ３ ． ３ 同步糖化发酵 。同步糖化发酵法 的使用 是把发酵菌加入 酶 国在纤维素生产燃料酒精上具有更大 的优势 ， 但是 由于我国关 于纤 水解糖化纤维素容器 中 ， 进而使得在糖化 作用 下产 生的葡萄糖和纤 维素生产燃料酒精 工艺技巧的研发起步较晚 ， 在酶生产工 艺 、 戊糖 维二糖转 化成 乙醇 ， 这种方法有效地去 除了产 物的抑制 ， 节约 了生 发酵菌株等方面还没有取得 实质性 的突破 ， 所 以我国应该 加大对纤 产时 间， 提高 了生产效率 。 ３ ． ４非等温同步糖化发酵法。经过大量 的研究表明 ， 纤维素酶糖 维素生产燃料酒精 的投入力度 ， 促进我国经济 的可持续性发展＿ ｌ ｌ 。 ２纤维素的预 处理 化的最适 宜的温度是 ５ ０ ℃左右 ，对 于酵母发酵温度则应该 控制在 用纤维素原料生产燃料酒精要经过一系列 复杂 的过程 ， 纤维素 ３ ０ — ３ ８ ￣ Ｃ 之 间。 使用 非等温 同步糖化发酵法 ， 通过热交换器 的热量传 能 够很 好地实现对这两个过程 温度 的控制 ， 最 大限度地 减少反 的组成成 分复杂稳定 ， 如若对其直接进行酶水解 时 ， 纤维素 电解成 递 ， 糖 的百 分率只有 １ ０ ％一 ２ ０ ％左右 ， 所以 ， 为了提高纤维 素的水解率 ， 应体系能量 的损失 ， 使用这种方法可以节约纤维素酶 ３ ０ ％一 ４ ０ ％， 最 对纤 维素的预处理在整个燃料酒精生产 过程 中的作用显得 尤为重 终在乙醇的产 出率方面也有较大的提升［ ４ １ 。
纤维素制备乙醇
纤维素制备乙醇摘要：木质纤维素是地球上最丰富的可再生资源，据测算年总产量高达1500亿吨，蕴储着巨大的生物质能（6.9×1015千卡）。
我国是一个农业大国，作物秸秆(如稻草、麦秆等)的年产量非常巨大(年产可达7亿吨左右，相当于5亿吨标煤)，据统计，目前的秸秆利用率33%，但经过一定技术处理后利用的仅占 2.6%，其余大部分只是作为燃料等直接利用，开发前景非常广阔。
关键字：纤维素 燃料乙醇纤维素原来生产乙醇的过程可以分为两步。
第一步，把纤维素水解为可发酵的糖，即糖化。
第二步，将发酵液发酵为乙醇。
通过发酵法制取乙醇的工艺流程图。
1、木质纤维素的降解技术木质纤维素降解可以采用酸水解和酶水解两条不同的技术路线来实现。
1.1酸水解技术纤维素的结构单位的D-葡萄糖，是无分支的链状分子，结构单位之间以糖苷键结合而成长链。
纤维素经水解后可生成葡萄糖。
纤维素分子中的化学键在酸性条件下是不稳定的。
在酸性水溶液中纤维素的化学键断裂，聚合度下降，其完全水解产物是葡萄糖。
纤维素酸水解的发展已经历了较长时间，水解中常用无机盐，可分为浓酸水解和稀酸水解。
1.2 酶水解技术同植物纤维酸法水解工艺相比,酶法水解具有反应条件温和、不生成有毒降解产物、糖得率高和设备投资低等优点。
而妨碍木质纤维素资源酶法生物转化技术实用化的主要障碍之一,是纤维素酶的生产效率低、成本较高。
目前使用的纤维素酶的比活力较低,单位原料用酶量很大,酶解效率低,产酶和酶解技术都需要改进。
为了满足竞争的需要，生产每加仑乙醇的纤维素酶的成本应该不超过7 美分。
但在目前产酶技术条件下,生产1加仑乙醇需用纤维素酶的生产费用约为30～50 美分。
要实现纤维素物质到再生能源的转化主要有两点：首先可以寻找适合于工业生产的高比活力的纤维素酶。
细菌和真菌产生的纤维素酶均可纤维素 粉碎与混合 酸水解酸回收 预处理 酶水解 发酵 乙醇以水解木质纤维素物质，细菌和真菌中都存在有复杂的纤维素酶水解系统，虽然其水解微晶纤维素的能力非常强，但是由于其复合物的分子量十分巨大，并且单个组份又不具有水解微晶纤维素的能力，所以人们一直试图从其他物种中寻找更符合工业应用以及更具有应用前景的纤维素酶。
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天然纤维素生产酒精的研究进展秸杆的主要成分是木质纤维素。
是纤维素、半纤维素和木质素混合在一起的材料。
用木质纤维素作为糖源生产燃料酒精，目前糖的利用和转化率还很低，通常只有百分之十几。
在秸秆中纤维素、半纤维素和木质素通过共价键或非共价键紧密结合而成的木质纤维，占秸杆总重量的约70-90％左右。
植物中三者各占的比例随不同来源的植物或植物的不同部分而有所区别，大概的比例数字为：纤维素30-50%半纤维素 20-35%木质素20-30%灰份0-15%其实纤维素的非结晶结构是很容易被打破的，它可以完全降解成葡萄糖，后者是发酵乙醇的原料。
目前遭遇的主要问题是，纤维素的结晶结构难以被破坏，致使人们无法完成后续处理。
纤维素和半纤维素被难以降解的木质素包裹，使得纤维素酶和半纤维素酶无法接触底物，这构成了木质纤维素利用的重大障碍。
只有经过有效的预处理方法，破坏了木质纤维素的高级结构，实现纤维素酶和半纤维素酶对纤维素的可及性，才能使木质纤维素作为自然界里最大宗的资源，像淀粉一样被人和动物完全利用。
纤维素被纤维素酶水解的反应通常又称为糖化反应，水解的主要产物是单糖。
植物细胞壁中，纤维素被半纤维素和木质素通过物理和化学作用所包裹，不利于纤维素酶对纤维素的进攻。
木质素是由苯基丙烷聚合而成的一种非多糖物质。
由芳香烃的衍生物以-C-C-键、-O-键纵横交联在一起，其侧链又与半纤维素以共价键结合，形成一个十分致密的网络结构，将纤维素紧紧包裹在里面。
所以，要彻底降解纤维素，必须首先降解木质素。
未经预处理的植物纤维原料的天然结构存在许多物理和化学的屏障作用，纤维素酶水解得率低，仅为10%～20%。
禾本科植物秸秆含有的半纤维素一般为木聚糖，占干重的25－30％。
半纤维素能被木聚糖酶( xylanase，EC3．2．1．8)——半纤维素酶，降解成木糖。
天然半纤维素水解产物的85-90%是木糖。
以植物纤维素原料中的木糖发酵生产酒精，能使纤维素原料的酒精发酵的产量在原有的基础上增加25%。
因此，木糖发酵生产酒精是决定植物纤维资源生产酒精经济可行的关键因素。
酵母木糖代谢的途径比葡萄糖代谢的途径复杂得多。
在代谢的过程中部分木糖转化为其它副产物。
因此，酵母木糖代谢产生酒精的理论得率为0.46克酒精/克木糖，低于葡萄糖酒精发酵的理论得率为0.51克酒精/克葡萄糖。
代谢葡萄糖和木糖产生乙醇的总反应式如下：Glucose ADP Pi->2Ethnanol 2Co2 ATP3Xylose 3ADP 3Pi->5Ethnanol 5Co2 3ATP理论上1吨葡萄糖可生产539公斤的酒精（180份C6H10O6在酶的作用下生成88份CO2和92份C2H5OH）许多细菌、丝状真菌和酵母菌均可产生半纤维素酶。
由于丝状真菌产生的胞外半纤维素酶便于分离和提取，产酶能力比一般酵母菌和细菌都高，并可以同时产生降解半纤维素支链所必需的多种辅助酶等优点，便于工业化推广应用。
因此人们对丝状真菌的产酶研究较多，尤其是对木霉属和曲霉属的研究。
同时，对这两种菌属产生的木聚糖酶的基本性质和降解产物特点也研究得较为透彻。
里氏木霉（Trichoderma reesei）和黑曲霉（Aspergillus niger）具有稳定的生物学性状和高产半纤维素酶的能力，但由于同时含有纤维素酶基因，生长在含有纤维素的培养基中会同时产生较多的纤维素酶。
木糖一直被认为不能被微生物发酵转化成酒精。
直到1980年科学家发现，一些微生物可通过发酵木糖产生酒精。
如细菌、丝状真菌和酵母菌。
至今已发现一百多种微生物能代谢木糖。
细菌能发酵的糖类物质较多，除了单糖外还能发酵纤维素、生物高聚糖等，但细菌发酵的缺点是副产物多，酒精得率低，同时，高pH条件下的细菌发酵容易引起杂菌污染。
与细菌一样，真菌不仅能发酵单糖，还能发酵二糖、纤维素和木聚糖等，真菌的这种特性特别适合于植物纤维原料的同步糖化发酵。
有6个种的酵母菌能通过发酵木糖产生大量的酒精（嗜鞣管囊酵母 Pachysolen tannophilus、休哈塔假丝酵母 Candida shehatae、树干毕赤酵母 Pichia stipitis、季也蒙毕赤酵母、酒香酵母和产朊假丝酵母）。
与细菌的酒精发酵相比，酵母菌具有酒精耐受能力高，副产物少等优点。
同时，经酵母菌发酵过的木质纤维素原料能直接用于饲料而不会产生毒性。
酵母菌酒精发酵不易被细菌和病毒污染。
酿酒酵母是工业上生产酒精的优良菌种。
但酿酒酵母不能发酵木糖，只能发酵木糖的异构体——木酮糖。
因此，人们正在设法构建能共发酵木糖-葡萄糖产生酒精的工程菌。
瑞典科学家对酿酒酵母菌进行了基因工程重组，把参与木糖代谢的全套酶基因从不生产酒精的真菌中克隆出来，整合到酿酒酵母菌的染色体中，从而使它能够把木糖转化为酒精。
运动发酵单孢菌（Zymomonas mobilis）的研究较为引人注目。
这种菌虽是原核生物，是厌氧菌。
但它的功能与酿酒酵母一样，它的酶系统能将己糖高效转化为酒精。
酒精产率、得率高(1 mol葡萄糖可生成1.9 mol酒精)，耐酒精能力、抗纤维素原料水解液中的抑制物能力强。
菌体生成少，代谢产物少，发酵温度高，不必定期供氧，酒精生产强度高（能够在相同原料条件下，产出的乙醇比酿酒酵母菌高出8倍多）等优点。
但就是不能发酵木糖。
美国的一个研究小组（Zhang.M)把大肠杆菌的戊糖代谢途径的基因组克隆到运动发酵单孢菌中，使之能将含25％一40％木糖的生物质发酵制成乙醇。
正是由于这点差异，用运动发酵单胞菌来制取酒精能使生产成本降低。
工程微生物是利用基因移植技术构建的有特殊功能的微生物，也称其为转基因微生物。
用这一方法生产酒精，不仅酒精纯度可达100％，而且生产效率也比酵母发酵法高出30％。
美国佛罗里达大学构建的工程克氏杆菌，在将废纸转化为酒精时，产量达到了理论极限值的80％。
半纤维素发酵制酒精:我国半纤维素水解，不论酸法和酶法水解，均有成熟经验。
半纤维素水解液制木糖、木糖醇，均有一定工业规模，但是没有半纤维素发酵制酒精。
国外有报道，利用特殊的酿酒酵母菌可使木糖发酵成酒精，也可以使木糖转换成木酮糖再用普通酿酒酵母发酵成酒精。
美国Purdue大学可再生能源实验室利用基因工程发现了可将五碳糖转化为乙醇的转基因酶,使技术难度极大的“五碳糖发酵制乙醇技术”获得重大突破, 为燃料乙醇生产成本的降低提供了技术上的保证。
据1996年报道，稻草半纤维素水解液，用假丝酵母发酵，每克水解液中的还原物，可获得0.37～0.45克的酒精，即对糖得率37％～45％。
植物废料半纤维素水解得率一般为20％～25％，玉米心达35％，即每吨植物纤维废料半纤维素水解后，可获得对原料10％～15％的酒精。
植物纤维原料制取酒精包括4个过程：木质纤维素原料的预处理脱除木质素、纤维素和半纤维素糖化、糖液发酵和酒精蒸馏。
由于戊聚糖占植物纤维原料干重的10%～40%，植物纤维原料水解液中含有戊糖和己糖，其中戊糖（主要是木糖）占30%左右。
因此，戊糖、己糖同步转化成酒精是决定植物纤维原料制取酒精经济可行的关键。
利用可再生的植物纤维资源制取酒精目前存在的主要问题是成本偏高。
选择性能优良的纤维素酶生产菌种和戊糖发酵菌种，以及进一步完善工艺达到降低生产成本的目的是未来该领域努力的方向。
目前国内外利用秸杆物质生产酒精的技术水平还是停留在先用纤维素酶产生菌株（或其产生的纤维素酶）分解秸杆物质产生戊糖和己糖，再由乙醇发酵菌把单糖转化为乙醇。
不管是分步发酵还是混合发酵，人们都必须提供两种菌生长所需要的时间、原料和设备，其生产成本必定高于传统的淀粉发酵。
因此，有必要使乙醇发酵菌获得分解秸杆物质的能力。
人们多年来一直设法把一系列编码纤维素酶和半纤维素酶的基因重组进能利用单糖发酵生产酒精的工程菌中，使之能直接将秸秆分解成单糖，进而转化成酒精。
近年来美国能源部鼓励采用具有分解纤维素、半纤维素的整套酶类、能发酵戊糖产生有机酸的某些极端嗜热细菌，设法引入乙醇发酵途径的基因，同时敲除细菌中的有机酸发酵途径，构建利用秸杆发酵乙醇代谢工程菌，这方面的前景非常诱人。
纤维素酶是降解纤维素生成葡萄糖的一类酶的总称。
它不是单一组分的酶，而是多组分的复合酶系。
纤维素酶主要包括3种组分：内切型葡萄聚糖酶（EC 3.2.1.4，EG），外切型葡萄聚糖酶（EC 3.2.1.91，CBH），纤维素二糖酶（EC 3.2.1.21，CB，或称β－葡萄糖苷酶，β－G），每一组分又由若干亚组分组成。
纤维素水解生成葡萄糖的过程必须依靠这3种组分的协同作用才能完成。
许多细菌、放线菌和真菌都能产生纤维素酶。
目前应用于纤维素酶生产的菌种主要是木霉属（Trichoderma）、曲霉属（Aspergillus）、青霉属（Penicillium）、镰孢菌属（Fusarium）的菌种，其中最重要的是木霉属中的里氏木霉（Trichoderma reesei）。
近几年来，采用原生质体融合技术来改良纤维素酶生产菌株的研究日益增多。
美国Cetus公司用基因工程技术构建产纤维素酶的“工程酵母菌”获得了成功，该公司将里氏木霉的产酶基因移入酿酒酵母细胞中，通过这种“工程酵母”可由纤维素直接发酵获得乙醇和甘油。
用纤维素作原料时，酿酒酵母菌很难施展它的发酵本领。
但是，微生物中的球菌、杆菌和一些真菌、放线菌等，能分泌出能分解纤维素的酶——纤维素酶。
用纤维酶先把纤维素分解成单个葡萄糖分子，然后酿酒酵母菌再把单糖发酵成乙醇。
日本和韩国等国微生物学家，利用木霉和酿酒酵母菌的联合作用，也成功地用纤维素生产出了乙醇。
有一种叫嗜热梭菌的微生物，它能够直接以纤维素作碳源生产乙醇。
日本曾从温泉中分离出1株高温型产酒精细菌，它能利用稻草和废木材的纤维生产乙醇，也能把半纤维素，木糖等五碳糖发酵为乙醇。
1996年，美国可再生资源实验室（NREL）研究开发出利用纤维素废料生产酒精的技术，由美国哈斯科尔工业集团公司建立了一个1MW稻壳发电示范工程：年处理稻壳12，000吨，年发电量800万度，年产酒精2，500吨，具有明显的经济效益。
加拿大的Iogen公司，利用从遗传工程真菌所制成的纤维素酶有效地使纤维素水解为葡萄糖和其它糖类。
同时，采用常规的酿酒酵母使葡萄糖发酵为乙醇。
专用的菌种还可使酵母发酵困难的其它糖类如戊糖进行发酵转化。
Iogen能源公司拥有一套市值2230万美元的示范设备，用于以生物质原料生产乙醇的装置，该装置被认为是目前世界上同类装置中规模最大的。
验证装置可使1.2万"1.5万吨/年麦秸转化为300万"400万升/年燃料级乙醇。
采用这一新技术，可使生产费用减少到约0.23美分/公升。
这是世界上第一个纤维素酒精示范设备（pre-commercial demonstration scale facility），日处理麦秸40吨（用酶来自于邻近的本公司的产酶厂）。