甘蔗渣与秸秆稀酸水解工艺优化及处理顺序对木糖醇发酵糖产率的影响机制研究

【编辑推荐】本研究系统评估了稀硫酸水解甘蔗渣/秸秆混合生物质的关键参数（酸浓度2%w/v、5%固载量、30min反应时间），创新性对比了"先中和后浓缩"与常规处理顺序对木糖回收率和抑制剂（乙酸/甲酸/呋喃/酚类）形成的影响，揭示了有机氮源（酵母提取物）对热带假丝酵母（Candida tropicalis）代谢的协同促进作用，为生物炼制C5糖（木糖xylose）的高效转化提供了工艺优化范式。

　　

【Highlight】

原料特性

甘蔗渣与秸秆采自哥伦比亚Villeta地区糖厂（2021年7月收获季），经45℃烘干24小时后粉碎过1mm筛网。初始含水率分别为14.14%（渣）和19.71%（秸秆），处理后降至10%以下。

组分分析

如表1所示，甘蔗渣的热值显著高于秸秆，这与既往生物质能源研究相符。灰分含量等指标显示其适合作为水解原料，纤维素与半纤维素占比符合木质纤维素（lignocellulose）典型特征。

【结论】

最优工艺路线确认为Route 1（先中和后浓缩），在2%w/v硫酸、5%生物质负载量、30分钟水解条件下，木糖（xylose）回收率提升且抑制剂生成减少。研究发现固液比对发酵糖产率具有决定性影响，为工业化放大提供了关键参数依据。