生質酒精為綠色能源發展的重點,利用纖維素作為生質酒精的原料來源是近年來的研究方向之一。由於生質物料的木質纖維素結構緻密、不易分解,間接阻礙了酵素對纖維素的水解效果及糖類發酵製程,利用有效的前處理方法可破壞生質物料結構並解決上述問題。本研究以狼尾草 (Napiergrass, Pennisetum purpureum)作為生質酒精製程的纖維素來源,以超臨界CO2前處理為主,另以超臨界CO2為介質配搭超聲波於高壓系統內進行物理性前處理,並嘗試利用超臨界CO2前處理再配搭過氧化氫進行化學性前處理。研究中首先利用美國國家再生能源實驗室 (National Renewable Energy Laboratory, NREL)標準方法水解未經處理之狼尾草,並將檢測值視為糖類總組成含量。經不同前處理後之狼尾草則透過酵素水解分析,將其值除以糖類總組成含量視為糖類糖化率,並利用糖類糖化率判定前處理效果。透過實驗設計可得狼尾草經超臨界CO2前處理之最佳操作條件,在溫度180 oC、壓力3500 psi、液固比為4以及處理時間為75分鐘時,可得葡聚糖糖化率為39%,並且可知溫度為最顯著影響因子。此外,研究中亦嘗試以超臨界CO2為介質配搭超聲波於高壓系統內進行物理性前處理,由於超聲波需要高密度之介質傳遞能量,因此實驗皆採低溫高壓之操作方式,然而其葡聚糖糖化率提升效果不明顯。另一方面,若以超臨界CO2前處理再配搭過氧化氫化學性前處理,其葡聚糖糖化率為未處理狼尾草原料的3倍,約46%。在表面結構分析方面,透過掃描式電子顯微鏡 (Scanning electron microscopy, SEM)可觀察出狼尾草表面經不同前處理後均有開放性破壞的現象。最後利用商業軟體Aspen Plus進行狼尾草經超臨界CO2前處理放大製程之穩態模擬,計算超臨界CO2前處理程序所需能源之消耗,可得總操作成本為26.4 $/tonne dry biomass及49.0 $/tonne dry biomass,與文獻中不同前處理總操作成本 (19~60 $/tonne dry biomass)相比較,超臨界CO2前處理程序是具競爭力。