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菊芋作为一种非粮作物,块茎和秸秆均可以被微生物发酵生成乙醇,是燃料乙醇生产的理想底物之一首先,本文采用酸解法将菊芋块茎水解为果糖后进行乙醇发酵。通过单因素实验和正交试验,考察了物料固液比、酸浓度、反应温度和反应时间对菊芋粉稀酸水解的影响,采用响应面法对乙醇发酵时的营养盐种类及浓度进行了优化。研究结果表明,菊芋稀酸水解的最优条件为：固液比1：3,硫酸浓度1.5%,反应温度80℃,反应时间90min。此条件下水解菊芋,水解液中的还原糖得率为94.8%；水解液经过中和后,利用响应面软件优化发酵培养基中的营养盐,在MgSO43g/L,K2HPO41.5g/L和NH4HCO32.94g/L条件下,酿酒酵母S. cerevisiae6525发酵菊芋水解液,乙醇浓度可达到72g/L,生产效率达到2.0g/L/h,较优化前的乙醇产量65.8g/L,提高了9%。其次,本文采用了稀酸法对菊芋秸秆进行预处理,通过单因素实验,考察了预处理温度、预处理时间、稀酸浓度、料液比四个因素,得到的优化结果：料液比1：8、酸解温度121℃、酸解浓度1.5%、酸解时间1h。此条件下水解菊芋秸秆,还原糖得率高达53.7%；预处理后的水解液经过碱脱毒,优化菊芋秸秆酶解条件。在温度50℃,pH5.0,转速150rpm的水浴条件下,分别添加30U/g的纤维素酶和木聚糖酶,还原糖得率达到86.5%；考察三种不同菌种--Kluyveromyces marxianus1727、Pichia stipitis JCM10742、 Pichia stipitis CBS5733的乙醇发酵能力,结果发现K. marxianus1727发酵能力最佳,其同步糖化发酵与分同步糖化发酵乙醇产量分别为25.91g/L和25.63g/L,生产效率分别是0.54g/L/h和0.26g/L/h。在上述优化工艺的基础上,综合菊芋乙醇工厂建设和生产过程中的投资、成本、收益的估算值,通过计算财务净现值和内部现值率,对菊芋乙醇进行技术经济性分析,发现利用菊芋生产乙醇,5.4年内可追回成本,在工业上具有可行性。