基于DES的预处理方法优化以提高甘蔗渣中木质素的去除率：实验与响应面方法论研究

《Sugar Tech》：Optimization of DES-based Pretreatment for Enhanced Lignin Removal from Sugarcane Bagasse: An Experimental and Response Surface Methodology Approach

深共熔溶剂（DES）作为绿色替代方案用于甘蔗渣废料中木质素提取，通过响应面法（CCD设计）优化得到最佳条件：1:3（ChCl/Gly）摩尔比、100°C、液固比20:1，木质素去除效率达80.14%，SEM/FTIR/XRD分析显示预处理破坏木质素结构并提升结晶度至55.70%。

　　

摘要

传统上，从甘蔗渣废料中去除木质素依赖于强化学物质和高温处理，这对可持续性和能源效率构成了挑战。本研究探讨了使用深共晶溶剂（DES）作为木质素提取的绿色、温和替代方法，这些溶剂由氯化胆碱（ChCl）和甘油（Gly）合成，在75–100°C的温度范围内进行提取。通过基于中心复合设计（CCD）的响应面方法（RSM）确定了最佳条件：ChCl/Gly的摩尔比为1:3，处理温度为100°C，液固比为20:1，从而实现了80.14%的木质素去除效率。扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）的表征结果显示，DES预处理破坏了木质素结构，并将其结晶度提高了55.70%，显著增加了纤维素含量。总体而言，所提出的DES系统符合绿色化学的原则，用环保替代品替代了有害试剂，为木质素的增值利用提供了可持续的方法，可用于生产乳酸等高价值产品。