面对当今社会的化石能源枯竭及环境恶化问题，木质纤维素基化学品是近年来世界各国生物质工程领域研究的热点。目前大多关注于纤维素和木质素的利用，对半纤维素利用的研究较少。半纤维素是植物纤维原料中含量较多的一类碳水化合物，是地球上含量最丰富、价格最廉价的可再生资源之一，具有巨大的利用潜力和市场价值。半纤维素主要由五碳糖组成，相比纤维素来说，更容易被降解，有效利用这部分天然资源将有利于降低发酵工业的成本。目前半纤维素利用的少量研究主要集中在水解液液态发酵各类化学品，尚无固态发酵的相关研究。因此本论文以柠檬酸为目标产品，主要从以下几个方面对半纤维素的利用进行研究，并取得以下主要研究结果：（1）首先研究了汽爆对秸秆半纤维素解离度、单糖溶出等的影响，进一步通过红外光谱和紫外光谱扫描对其结构基团的变化进行表征，优化出汽爆秸秆半纤维素的操作参数，汽爆压力为1.0 MPa，处理时间为5 min或汽爆压力1.3 MPa，处理时间为3 min时，半纤维素水解糖浓度较高。（2）研究了蠕动强化汽爆秸秆半纤维素在低酶加量下高固半纤维素酶解效果。结果证明在添加0.1 FPU/g底物下，25%高固酶解时间为4 h，与静置酶解相比，酶解时间缩短了6倍，总糖浓度增加了23.8%。（3）研究了气相双动态汽爆秸秆半纤维素固态发酵柠檬酸工艺，证实了气相双动态技术是一种有效的强化技术，与传统静置固态发酵相比，可使柠檬酸产率提高74%。