Sunn hemp fibre – a cellulose-rich crystalline non-food energy crop, containing 75.6% cellulose, 10.05% hemicellulose, 10.32% lignin, with high crystallinity (80.17%) and degree of polymerization (650) – is identified as a new non-food substrate for lignocellulosic biofuel production. Microwave irradiation is employed to rapidly rupture the cellulose’s glycosidic bonds and enhance glucose yield to 78.7% at 160 °C in only 46 min. The reactants – long-chain cellulose, ionic liquid, transition metal catalyst, and water – form a polar supramolecular complex that rotates under the microwave’s alternating polarity and rapidly dissipates the electromagnetic energy through molecular collisions, thus accelerating glycosidic bond breakage. In 46 min, 1 kg of Sunn hemp fibres containing 756 g of cellulose produces 595 g of glucose at 160 °C, and 203 g of hydroxymethyl furfural (furanic biofuel precursor) at 180 °C. Yeast mediated glucose fermentation produces 75.6% bioethanol yield at 30 °C, and the ionic liquid is recycled for cost-effectiveness.

中文翻译：

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微波辅助离子液体介导的非食用木质纤维素桑恩大麻纤维快速催化转化为生物燃料


桑恩大麻纤维——一种富含纤维素的结晶型非粮食能源作物，含有75.6%纤维素、10.05%半纤维素、10.32%木质素，具有高结晶度（80.17%）和聚合度（650）——被确定为一种新型非食用能源作物。用于生产木质纤维素生物燃料的食品基质。采用微波辐射快速破坏纤维素的糖苷键，在 160 °C 下仅用 46 分钟即可将葡萄糖产率提高至 78.7%。反应物——长链纤维素、离子液体、过渡金属催化剂和水——形成极性超分子复合物，该复合物在微波交替极性下旋转，并通过分子碰撞快速消散电磁能，从而加速糖苷键断裂。在 46 分钟内，1 公斤含有 756 克纤维素的 Sunn 大麻纤维在 160 °C 下产生 595 克葡萄糖，在 180 °C 下产生 203 克羟甲基糠醛（呋喃生物燃料前体）。酵母介导的葡萄糖发酵在 30°C 下产生 75.6% 的生物乙醇，并且离子液体被回收以实现成本效益。