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本试验以未经预处理的甜高粱秆为原料,研究了不同甜高粱品种,不同菌种,不同发酵条件(包括pH值、接种量、发酵温度和发酵时间等)对酒精度的影响,并进行了放大发酵试验;研究了稀酸、碱和超声波辅助酶解预处理对甜高粱秆中还原糖浓度的影响,确定了适宜的预处理方法,并在适宜的预处理条件下进行同步糖化发酵试验;以甜高粱秸秆汁液为原料,研究了液态发酵过程中不同丹宝利酵母接种量、不同发酵时间、原料不同可溶性固形物含量与酒精度之间的关系,建立了正交回归模型。试验结果如下:1.当采用未经预处理的甜高粱秆进行固态发酵时,“四粒美”为适宜发酵的甜高粱品种;丹宝利酵母为适宜的发酵菌种;适宜发酵条件为:pH值为甜高粱秆初始自然pH值,酵母接种量为5%,发酵温度为33℃,发酵时间为3 d;发酵酒精度可达4.1%(v/v)。在上述优化条件下,将可溶性固形物含量为16 Brix,含水量约为76%的四粒美秸秆直接粉碎进行固态发酵,按每亩收获甜高粱秆5000 kg计算,按以上比例折算理论上每亩可得到无水乙醇400 kg,而实际燃料乙醇的产量可达328.0 kg,酒精得率为82%。采用未经预处理的四粒美秸秆,进行了50 kg发酵池放大发酵试验。当发酵时间为48 h时,酒精度为3.5%(v/v),总糖含量为3.58%,还原糖含量为0.11 mg/mL,pH值为4.67,酵母总数为1.52×109。这在工业生产中将大大提高设备利用率,有利于降低发酵成本。2.当采用四种预处理方法对四粒美秸秆进行预处理时:过孔径4.75 mm方孔筛的甜高粱秆为适宜的粉碎程度;3%稀硫酸为适宜的稀酸预处理浓度;NaOH预处理方法处理甜高粱秆不可行;超声波处理90 min后辅助酶解的方法最优。当采用超声波处理90 min辅助酶解的预处理方法酶解四粒美秸秆时,适宜的酶解条件为:纤维素酶加入量为10 mL,酶解温度为55℃,初始pH值为5.0,还原糖含量最高。当采用超声波预处理90 min后的四粒美秸秆进行同步糖化发酵时,适宜的发酵条件为:酵母接种量为5%, pH值为5.0,发酵时间为3 d,发酵温度为30℃,纤维素酶的加入量为15 mL,酒精度最高。在此条件下,按每亩收获甜高粱秆5000 kg计算,燃料乙醇的产量可达384.5 kg。酒精得率96.1%,比未经预处理的试验结果提高17.2%。3.通过三元一次正交回归试验设计,建立了甜高粱汁液态发酵酒精度(Y)对丹宝利酵母接种量(x1)、发酵时间(x2)和甜高粱汁的糖度(x3)正交回归模型:Y=9.854+1.619x2+1.209x2x3(1%≤x1≤5%;1 d≤x2≤3 d;12%≤x3≤36% )。