劉 忠，王慧梅，惠嵐峰

(1. 中國輕工業(yè)造紙與生物質(zhì)精煉重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津科技大學(xué)輕工科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300457；2. 生物基材料與綠色造紙國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，齊魯工業(yè)大學(xué)，濟(jì)南 250353)

蒸汽爆破技術(shù)是應(yīng)用最為廣泛的生物質(zhì)預(yù)處理技術(shù)之一，蒸汽爆破主要是以高溫高壓水蒸氣對原料進(jìn)行處理，通過瞬間釋壓來實(shí)現(xiàn)原料的組分分離和內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變[1–2].蒸汽爆破預(yù)處理過程主要包括兩個階段：汽相蒸煮階段和減壓爆破階段.在汽相蒸煮階段，飽和蒸汽首先進(jìn)入原料孔隙中，加劇了內(nèi)部氫鍵的破壞，同時也改變了纖維的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，釋放出更多的羥基，提高了纖維的吸附能力，可以吸附更多的高溫水蒸氣進(jìn)入纖維內(nèi)部，從而促進(jìn)半纖維素和木質(zhì)素的水解[3–4].此外，此過程中，半纖維素結(jié)構(gòu)中的乙?；l(fā)生脫落，生成有機(jī)酸(CH3COOH 為主)，產(chǎn)生自催化作用，從而使半纖維素降解程度增加，促使半纖維素降解為可溶性糖；同時，有機(jī)酸的存在也可以使木質(zhì)素的β–O–4 結(jié)構(gòu)部分?jǐn)嗔?，部分木質(zhì)素發(fā)生解聚.而在減壓爆破階段，已進(jìn)入纖維內(nèi)部的水分子以氣流的方式從閉孔中釋放，這就導(dǎo)致了纖維細(xì)胞間發(fā)生摩擦和碰撞，從而引起纖維的機(jī)械破裂.

蒸汽爆破技術(shù)最早是由Mason 提出的[5]，采用7～8 MPa 的飽和水蒸氣為介質(zhì)進(jìn)行蒸汽爆破，主要用于生產(chǎn)人造纖維板，但是由于壓力過高使得該技術(shù)難以推廣.1980 年以后，蒸汽爆破技術(shù)得到了快速發(fā)展，且隨著研究的深入，該技術(shù)在木質(zhì)纖維原料組分的高效分離、纖維預(yù)處理活化以及固體廢棄物處理等領(lǐng)域中得到了越來越廣泛的應(yīng)用.該技術(shù)作為一種木質(zhì)纖維原料的物理化學(xué)預(yù)處理技術(shù)，在對原料處理過程中不用或僅用少量的化學(xué)藥品，對環(huán)境污染負(fù)荷小，是一種安全、高效的預(yù)處理技術(shù).本文主要綜述了影響蒸汽爆破預(yù)處理效果的主要因素、蒸汽爆破處理植物纖維的新技術(shù)以及蒸汽爆破的應(yīng)用.

1 蒸汽爆破預(yù)處理的影響因素

蒸汽爆破溫度和維壓時間是影響爆破效果的最主要因素[6–7].蒸汽爆破是在一定溫度下，以蒸汽為蒸煮介質(zhì)對原料完成加熱和滲透，從而實(shí)現(xiàn)對纖維素、半纖維素以及木質(zhì)素有選擇的分離，所以該過程中溫度(由蒸汽壓力控制)是影響處理效果的關(guān)鍵因素.而維壓時間的長短對木質(zhì)纖維原料中半纖維素的溶出、木質(zhì)素的軟化以及蒸汽分子的滲透程度都有非常重要的影響[8].除溫度和維壓時間之外，較小尺寸的木質(zhì)纖維素原料能夠促進(jìn)蒸汽爆破過程的熱傳遞[9–10].此外，在某些情況下，可以在蒸汽爆破前用一些氣態(tài)或液態(tài)酸性化學(xué)品(主要是SO2、H2SO4和CO2等)作為催化劑來處理木質(zhì)纖維原料[11–13].這樣，不僅可以減少維壓時間，降低處理溫度，還可以更高效地分離半纖維素.

1.1 蒸汽爆破溫度(壓力)和維壓時間

對于傳統(tǒng)蒸汽爆破而言，溫度是由反應(yīng)容器的飽和蒸汽壓力決定的，當(dāng)溫度升高時，容器壓力也會增加，從而會增加容器內(nèi)部和外部大氣環(huán)境的壓力差，而壓力差的增加會增強(qiáng)釋壓時水蒸氣膨脹產(chǎn)生的剪切力，同時會導(dǎo)致半纖維素溶解程度的增加[14].但是，溫度過高時，則會使半纖維素過度降解而形成糠醛等物質(zhì)，同時也會導(dǎo)致纖維素發(fā)生降解，不利于木質(zhì)纖維素的高值化利用[15].此外，維壓時間也是影響蒸汽爆破效果的重要因素之一，維壓時間的長短對半纖維素的降解以及木質(zhì)素的軟化程度有非常重要的影響[8].

研究發(fā)現(xiàn)，在高溫條件下，即使維壓時間較短(如270 ℃下1 min)，半纖維素也可以大量水解溶出；此外，溫度較低時，通過延長維壓時間(如190 ℃下10 min)也能實(shí)現(xiàn)半纖維素的大量溶出[16].這說明蒸汽爆破溫度和維壓時間之間會相互影響，因此，研究者們普遍將蒸汽爆破溫度和維壓時間融合為一個參數(shù)——爆破強(qiáng)度因子(S)，其計算公式[17]為

式中：t 為維壓時間，min；T 為溫度，℃.

但是，當(dāng)反應(yīng)容器較大時，達(dá)到目標(biāo)壓力所需要的時間較長，在這種情況下，處理強(qiáng)度必須包括達(dá)到目標(biāo)壓力所需的時間，因此，爆破強(qiáng)度因子的計算方法需重新建立.

式中：t1和t2分別為反應(yīng)開始和結(jié)束時間，min.

然而，爆破強(qiáng)度因子并不適用于所有的原料，Kaar 等[18]采用纖維素酶水解蒸汽爆破后的甘蔗渣，當(dāng)爆破強(qiáng)度恒定時，葡萄糖的得率并不是恒定不變的，這說明爆破強(qiáng)度因子計算方法仍需進(jìn)行調(diào)整，以適用于不同的木質(zhì)纖維原料.

1.2 蒸汽爆破前的預(yù)浸處理

蒸汽爆破前的預(yù)浸處理也是影響蒸汽爆破效果的一個關(guān)鍵因素.預(yù)浸處理主要是為了軟化纖維，使得爆破時纖維在不受機(jī)械損傷的情況下發(fā)生分離.同時預(yù)浸處理還可以潤脹纖維，在汽相蒸煮時可提高水蒸氣的滲入程度，從而達(dá)到改善蒸汽爆破的效果[19]的目的.常用的預(yù)浸試劑主要包括稀酸溶液、堿溶液以及水.Rocha 等[20]采用稀硫酸預(yù)浸后用蒸汽爆破對甘蔗渣進(jìn)行處理，結(jié)果表明在預(yù)處理過程中有90%的戊聚糖被溶出，并且后續(xù)木質(zhì)素的脫除效果非常好.陳洪章等[21]對麥草進(jìn)行蒸汽爆破處理，研究不同的試劑預(yù)浸對蒸汽爆破效果的影響.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明鹽酸預(yù)浸處理有利于半纖維素的降解溶出.而氨水預(yù)浸處理后，蒸汽爆破處理后半纖維素的溶出相對較少，這說明汽相蒸煮的酸堿度是影響半纖維素降解溶出的關(guān)鍵因素.Silva 等[22]也研究了不同預(yù)浸試劑對蒸汽爆破的影響，以甘蔗渣為原料，分別采用水、檸檬酸溶液以及NaOH 溶液對其進(jìn)行預(yù)浸處理.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：以水為預(yù)浸試劑時，只有12.86%的木質(zhì)素和14.89%的半纖維素溶出，但是纖維素保留率高達(dá)97.5%；采用檸檬酸為預(yù)浸試劑時，經(jīng)蒸汽爆破處理后，甘蔗渣的纖維表面有裂紋產(chǎn)生，這也促進(jìn)了半纖維素更大程度的溶出(41.5%)，但是只有14.3%的木質(zhì)素得到了脫除；而當(dāng)以NaOH 溶液為預(yù)浸試劑時，蒸汽爆破處理后，纖維結(jié)構(gòu)得到了很大程度的破壞，木質(zhì)素脫除率高達(dá)65%.

1.3 原料的種類

木質(zhì)纖維原料主要包括針葉木、闊葉木和禾本科植物.其主要成分為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，也稱為三大組分，它們在植物體內(nèi)的占比高達(dá)80%～90%[23].對于不同植物纖維原料來說，三大組分的含量不同，使其在蒸汽爆破的作用機(jī)制和工藝條件上會有明顯的差異[24].一般認(rèn)為，蒸汽爆破對禾本科植物的作用效果最好，其次是闊葉木，而對針葉木效果最差.這主要是因?yàn)樵谡羝七^程的熱酸性環(huán)境主要來源于半纖維素脫乙?；a(chǎn)生的乙酸，而蒸汽爆破對木質(zhì)素的脫除能力不高，因此，木質(zhì)素含量相對較高以及半纖維素含量相對較低的特點(diǎn)會導(dǎo)致針葉木對蒸汽爆破的抗性較強(qiáng)[25].

此外，蒸汽爆破的效果與纖維原料的組織結(jié)構(gòu)也密切相關(guān)[26].針葉木纖維排列有規(guī)則且結(jié)構(gòu)致密，因此，蒸汽爆破處理時，水蒸氣很難滲入到針葉木的孔隙結(jié)構(gòu)中，從而難以形成充滿高壓水蒸氣的作用位點(diǎn)，導(dǎo)致纖維不易被撕裂；而闊葉木纖維結(jié)構(gòu)中存在可以輸送水分的導(dǎo)管，且纖維排列不規(guī)則，因此，在蒸汽爆破過程中水蒸氣的閃蒸有利于纖維的撕裂；對于禾本科植物來說，大量薄壁細(xì)胞組織的存在有利于水蒸氣的滲透與傳輸，因此，蒸汽爆破對禾本科植物的作用效果較強(qiáng)[27].

1.4 原料的尺寸

原料的尺寸對蒸汽爆破的效果也具有非常重要的影響.尺寸較小的原料比表面積較大，傳熱阻力小，因此，在處理強(qiáng)度相同的條件下，高壓蒸汽滲透速率較快，受熱程度也相對均勻.但是，尺寸過小的物料并不適合采用蒸汽爆破對其進(jìn)行預(yù)處理，這是因?yàn)槭軣岢潭忍^劇烈會引起木糖等半纖維素基糖發(fā)生降解，并生成糠醛等抑制物，而且對原料進(jìn)行粉碎時，粉碎能耗也較高.王許濤[28]探究了蒸汽爆破對不同尺寸(6～10 cm、1～3 cm 以及20～30 目)玉米秸稈預(yù)處理效果的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著原料尺寸的減小，半纖維素含量降低，但是蒸汽爆破后，1～3 cm 以及20～30 目的秸稈的半纖維素含量差別很小，這說明原料的尺寸過小時，尺寸的大小影響較小，可以不必將秸稈過于粉碎，以降低能耗.

2 蒸汽爆破處理植物纖維的新技術(shù)

值得注意的是，傳統(tǒng)蒸汽爆破處理木質(zhì)纖維原料時，溫度是由蒸汽壓力決定的，這意味著當(dāng)溫度增加時，壓力也會隨之增加.因此，傳統(tǒng)蒸汽爆破技術(shù)不能將溫度和壓力對原料的影響區(qū)分開來.近年來，本課題組研究一種溫壓分控爆破技術(shù)[29–30]，通過控制系統(tǒng)中的蒸汽分壓來控制溫度，同時通過調(diào)節(jié)氮?dú)獾姆謮簛砜刂票茐毫?，從而探究溫度恒定時，壓力對木質(zhì)纖維原料的影響.與傳統(tǒng)蒸汽爆破一樣，采用此方法對木質(zhì)纖維原料進(jìn)行預(yù)處理，大部分半纖維素和部分木質(zhì)素溶解，得到富含纖維素的固體產(chǎn)物和富含半纖維素的液體產(chǎn)物.研究過程中，以楊木片為原料，分別對比了傳統(tǒng)蒸汽爆破技術(shù)和溫壓分控爆破技術(shù)對原料的作用效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與傳統(tǒng)蒸汽爆破相比，溫壓分控爆破技術(shù)作用更強(qiáng)，半纖維素和木質(zhì)素的降解程度更大.并且，隨著壓力的增加，纖維素的相對含量呈現(xiàn)上升的趨勢，半纖維素的相對含量明顯降低，同時，木質(zhì)素的相對含量也呈現(xiàn)下降的趨勢，但是，下降幅度遠(yuǎn)低于半纖維素.而當(dāng)壓力過高時，纖維素的相對含量又有所下降，見表1[30].

表1 不同壓力條件下各組分含量Tab. 1 Composition of poplar pretreated at different pressure

與傳統(tǒng)蒸汽爆破一樣，溫壓分控爆破過程中也會產(chǎn)生大量的有機(jī)酸(如甲酸、乙酸等)，從而使得半纖維素以及部分木質(zhì)素發(fā)生降解.當(dāng)系統(tǒng)溫度不變，壓力增加時，越來越多的有機(jī)酸會被迫進(jìn)入楊木片孔隙中，從而作用于更多的半纖維素和木質(zhì)素，進(jìn)而使得更多的半纖維素和木質(zhì)素降解溶出.

此外，H2O 分子的直徑為0.4 nm，大于N2分子直徑(0.364 nm)，因此，N2分子可以進(jìn)入楊木片中相對較小的孔隙中[31–32].當(dāng)瞬間釋壓時，N2和水蒸氣瞬間從纖維孔隙中噴出，兩種氣體都會產(chǎn)生剪切力.溫度相同時，采用溫壓分控爆破技術(shù)適當(dāng)?shù)卦黾訅毫梢蕴岣哚寜哼^程中產(chǎn)生的剪切力，從而可以增加對纖維原料的撕裂作用，進(jìn)而增加爆破后纖維樣品的比表面積.因此，當(dāng)采用纖維素酶對爆破后的纖維樣品進(jìn)行酶水解時，纖維素酶與纖維樣品的接觸面積也增加.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溫壓分控爆破處理后，纖維樣品的酶水解效率明顯高于傳統(tǒng)爆破處理后的纖維樣品，且隨著壓力的增加，纖維樣品的酶水解效率基本呈現(xiàn)一個增加的趨勢[30].

3 蒸汽爆破技術(shù)在木質(zhì)纖維原料轉(zhuǎn)化方面的應(yīng)用

經(jīng)過幾十年的研究，蒸汽爆破技術(shù)得到了快速發(fā)展，可以廣泛應(yīng)用于食品、制藥、化學(xué)品、環(huán)境以及生物能源等多個領(lǐng)域[33].近年來，以生物質(zhì)為原料構(gòu)建了以蒸汽爆破為中心的生物質(zhì)精煉產(chǎn)業(yè)鏈，其產(chǎn)品主要包括生物質(zhì)能源、生物質(zhì)基材料以及相關(guān)化學(xué)品，如圖1[27]所示.

圖1 以蒸汽爆破技術(shù)為核心的生物質(zhì)煉制工藝示意圖Fig. 1 Schematic diagram of steam explosion-derived biomass refining process

3.1 蒸汽爆破技術(shù)在制漿過程中的應(yīng)用

蒸汽爆破技術(shù)是一種新型的清潔生產(chǎn)制漿技術(shù)，主要包括蒸汽爆破法制漿、蒸汽爆破–化學(xué)預(yù)浸–蒸汽爆破法制漿以及化學(xué)預(yù)浸漬蒸汽爆破法制漿.蒸汽爆破制漿過程中，用到化學(xué)藥品很少或不添加化學(xué)藥品，因此，廢液的污染負(fù)荷較小，是一種清潔生產(chǎn)技術(shù)[34].該方法具有制漿得率高、打漿能耗低、紙張性能好、原料適用性廣等優(yōu)點(diǎn).目前，常見的用于蒸汽爆破法制漿的原料主要有楊木、麥草、梗木、黑云杉、蘆葦、山毛櫸、竹子、南非槿麻、亞麻、甘蔗渣等[35].胡健等[36]以麥草為原料，探究了蒸汽爆破壓力對紙漿性能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，爆破壓力越高，得到的漿料打漿越容易，同時紙張各種物理性能(裂斷長、撕裂指數(shù)、耐破指數(shù)以及環(huán)壓指數(shù))也都得到了不同程度的提高，但是紙漿得率有所下降.黃干強(qiáng)等[37]以楊木為原料，采用化學(xué)預(yù)浸漬蒸汽爆破法制漿，洗滌后，測定爆破漿料得率為86.5%.此外，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，楊木爆破漿的裂斷長(7.1 km)以及撕裂指數(shù)(20.9 Nm·m2/g)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于未打漿的馬尾松化學(xué)漿(裂斷長和撕裂指數(shù)分別為2.2 km 和12.6 Nm·m2/g)，這主要是因?yàn)檎羝茖?dǎo)致纖維內(nèi)細(xì)纖維化，從而使得爆破漿成紙時纖維之間的結(jié)合能力較好.

3.2 用于制糖業(yè)中生產(chǎn)木聚糖

木聚糖是半纖維素的重要組成部分，通過降解半纖維素可以得到大量的木聚糖.蒸汽爆破法已被證明是一種可行的降解并溶出半纖維素的方法，同時并不會影響后續(xù)纖維素造紙，這樣可以大大提高木質(zhì)纖維原料的利用價值[38].洪楓等[39]以玉米秸稈為原料，采用蒸汽爆破技術(shù)制備低聚木糖，戊聚糖得率可達(dá)40.0%～59.0%，其中低聚糖占比為36.0%～59.0%.為了更好地實(shí)現(xiàn)蒸汽爆破制備木聚糖的工業(yè)化，Carvalho 等[40]采用微型中試規(guī)模的蒸汽爆破裝置研究不同工藝條件對低聚木糖得率和選擇性的影響.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，即使在非最佳條件下(190 ℃，5 min，0.5%硫酸作催化劑)，木聚糖的得率也高達(dá)40%.此外，采用蒸汽爆破技術(shù)得到的富含低聚木糖的半纖維素降解產(chǎn)物在聚合程度上具有較大的多樣性，因此，該產(chǎn)物有非常好的應(yīng)用前景.

此外，蒸汽爆破后得到的半纖維素基糖類還可以制備糠醛、木糖、木糖醇等.其中，糠醛是迄今為止唯一無法從石油化工行業(yè)得到的產(chǎn)品，而木質(zhì)纖維原料中的多聚戊糖水解后可得到大量的戊糖和糠醛酸，經(jīng)脫水后可形成糠醛.木糖醇是一種五碳糖醇，已被廣泛用于醫(yī)藥、食品以及化工等行業(yè)[34].

3.3 用于木質(zhì)纖維原料的酶解發(fā)酵

木質(zhì)纖維原料結(jié)構(gòu)復(fù)雜，含有豐富的纖維素、半纖維素以及木質(zhì)素，且這3 種組分緊密相連，形成了天然緊密的植物細(xì)胞壁，從而使得其對微生物及物理化學(xué)等因素具有較強(qiáng)的抵抗性，即形成了天然抗降解屏障[41].這種結(jié)構(gòu)會使得利用纖維素酶對其水解并轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵糖的效率較低，因此，為打破屏障，提高木質(zhì)纖維的酶水解效率，木質(zhì)纖維原料的預(yù)處理過程是必要的.采用蒸汽爆破技術(shù)處理木質(zhì)纖維原料，大量半纖維素得到了脫除，可以增加木質(zhì)纖維原料的孔隙度和比表面積，從而提高后續(xù)的酶解糖化效率.Zhao 等[42]以玉米秸稈為原料，研究原料的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和酶水解之間的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，蒸汽爆破預(yù)處理改變了玉米秸稈的孔徑分布，從而可以改善酶及產(chǎn)物分子在玉米秸稈孔徑的傳質(zhì)性能，進(jìn)而可以提高玉米秸稈的酶解效率.經(jīng)蒸汽爆破處理后，玉米秸稈葉、節(jié)、髓以及皮的酶水解效率分別增加了336%、201%、79%和64%.為提高預(yù)處理過程中原料的利用率，蒸汽爆破技術(shù)經(jīng)常用添加不同的化學(xué)試劑來預(yù)浸原料.羅鵬等[14]采用0.5%的稀硫酸對麥草進(jìn)行預(yù)浸漬12 h，研究蒸汽爆破強(qiáng)度對纖維素酶水解得率的影響.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著蒸汽爆破強(qiáng)度的增加，纖維素酶水解得率也隨之增加，當(dāng)蒸汽爆破強(qiáng)度因子為4.14 時，纖維素酶水解得率最高，為73.4%.

將木質(zhì)纖維原料采用酶水解技術(shù)水解成可發(fā)酵糖類是纖維素乙醇生產(chǎn)過程中的一個重要步驟，然后需要經(jīng)過微生物(如酵母)發(fā)酵成乙醇.常用的發(fā)酵方法主要包括：分步糖化發(fā)酵(SHF)、同步糖化發(fā)酵(SSF)、同步糖化共發(fā)酵(SSCF)[43].

分步糖化發(fā)酵主要是基于酶水解和發(fā)酵都可達(dá)最優(yōu)水平的目的，使兩個過程分步進(jìn)行，首先對纖維素進(jìn)行酶水解(最優(yōu)溫度在50 ℃左右)，收集酶水解后的糖液作為酵母發(fā)酵的碳源(最優(yōu)溫度在35 ℃左右).勇強(qiáng)等[44]采用蒸汽爆破技術(shù)對玉米秸稈進(jìn)行預(yù)處理，采用分步糖化發(fā)酵技術(shù)發(fā)酵產(chǎn)乙醇，其中纖維素水解得率為71.3%，經(jīng)樹干畢赤酵母發(fā)酵16 h 后，可發(fā)酵糖的利用率和酒精得率分別為 87.17% 和0.439 g/g(酒精/可發(fā)酵糖).

同步糖化發(fā)酵是指木質(zhì)纖維原料的酶水解過程和發(fā)酵產(chǎn)乙醇過程在同一反應(yīng)容器內(nèi)同時進(jìn)行，該方法可以使得酶水解得到的可發(fā)酵糖逐漸轉(zhuǎn)化成乙醇，從而可以有效消除酶水解過程中糖對纖維素酶的抑制作用.Alfani 等[45]對比了SHF 和SSF，當(dāng)酶水解溫度為45 ℃、發(fā)酵溫度為37 ℃時，采用SHF 得到的乙醇的理論產(chǎn)量為81%；而采用SSF 在37 ℃條件下發(fā)酵時，乙醇的理論產(chǎn)量約為68%.但是，SSF 所需發(fā)酵時間(30 h)顯著低于SHF(96 h)，同時SSF 所制得的乙醇的生產(chǎn)能力(0.837 g/(L·h))明顯高于 SHF(0.313 g/(L·h)).

同步糖化共發(fā)酵(SSCF)是指在最優(yōu)條件下進(jìn)行酶水解至一定程度后加入酵母進(jìn)行發(fā)酵，同時改變實(shí)驗(yàn)條件，從而盡可能地提高發(fā)酵能力.劉娜等[46]以蒸汽爆破后的楊木為原料，采用SSCF 制備乙醇，發(fā)酵72 h 后，乙醇得率可達(dá)81.68%.

4 展 望

蒸汽爆破技術(shù)具有污染負(fù)荷小、化學(xué)藥品用量少、處理時間短以及能耗低等優(yōu)點(diǎn)，是一種非常有發(fā)展?jié)摿Φ纳镔|(zhì)預(yù)處理技術(shù).本文綜述了蒸汽爆破技術(shù)的影響因素以及在木質(zhì)纖維原料轉(zhuǎn)化方面的應(yīng)用，同時也提出了一種新的爆破技術(shù)——溫壓分控爆破技術(shù).為使蒸汽爆破技術(shù)能夠得到快速發(fā)展并得到廣泛應(yīng)用，還需開展如下工作：

(1)基于溫壓分控爆破技術(shù)，應(yīng)對木質(zhì)纖維原料的特性與爆破過程的關(guān)系進(jìn)行探究，并建立全新的爆破強(qiáng)度因子計算方法，以期為不同種類木質(zhì)纖維原料爆破過程參數(shù)的選擇提供理論依據(jù).

(2)蒸汽爆破過程中，大量的半纖維素會降解，并溶解在水洗液中，但是溶解的半纖維素基聚糖的聚合度不一，且水洗液中還會存在大量的酸類物質(zhì)，各種聚糖的分離提純是技術(shù)關(guān)鍵.因此，尋找一種高效分離提純半纖維素基聚糖的方法尤為重要.

(3)蒸汽爆破過程中會產(chǎn)生酸醛等酶解及發(fā)酵抑制物，如何獲得高耐受的釀酒酵母，從而實(shí)現(xiàn)高效的不脫毒乙醇發(fā)酵，需進(jìn)一步研究.