Sugar derived from lignocellulosic biomass is an important intermediate product, often used for the production of biofuels and value‐added chemicals. It is therefore essential to understand and reduce the production costs of sugar derived from lignocellulosic biomass. This study evaluates the economic feasibility of a biorefinery producing sugar from lignocellulosic biomass using a combination of autohydrolysis and mechanical refining pretreatment. This biorefinery is self‐sufficient in energy, producing excess electricity for sale. The minimum sugar selling price (MSSP) that achieves a zero net present value is $446/metric ton. The possibility of using the two main by‐products, dissolved hemicellulose and lignin, for the production of high‐value products, xylitol and polyol, is also evaluated. When dissolved hemicellulose is used for xylitol production, the MSSP decreases to $347/metric ton. When lignin is liquefied to produce polyol, the MSSP is further reduced to $342/metric ton. External energy (natural gas) must be purchased if xylitol and polyol are produced. An analysis of capital and operating costs reveals that, although the production of xylitol and polyol incurs additional capital investment, their correspondingly high values outweigh the additional capital costs. Sensitivity analysis results indicate that efficient recovery and recycling of expensive chemicals like acetone and glycerol are key to the success of the biorefinery. Yields of xylitol and polyol also have strong impacts on the process economics. © 2020 Society of Industrial Chemistry and John Wiley & Sons Ltd

中文翻译：

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利用半纤维素和木质素生产高价值副产品的木质纤维素生物质制糖技术经济分析

来自木质纤维素生物质的糖是一种重要的中间产品，通常用于生产生物燃料和增值化学品。因此，必须了解并降低木质纤维素生物质衍生的糖的生产成本。这项研究评估了使用自动水解和机械精制预处理相结合的方式从木质纤维素生物质生产糖的生物精炼厂的经济可行性。这家生物精炼厂的能源自给自足，会产生多余的电力出售。达到零净现值的最低食糖售价（MSSP）为$ 446 /公吨。还评估了使用两种主要副产品（溶解的半纤维素和木质素）生产高价值产品（木糖醇和多元醇）的可能性。当溶解的半纤维素用于木糖醇生产时，MSSP降至$ 347 /公吨。当木质素液化生产多元醇时，MSSP进一步降低至342美元/吨。如果生产木糖醇和多元醇，则必须购买外部能源（天然气）。对资本和运营成本的分析表明，尽管木糖醇和多元醇的生产需要额外的资本投资，但它们相应的高价值却超过了额外的资本成本。敏感性分析结果表明，有效回收和再循环昂贵的化学品（如丙酮和甘油）是生物精炼厂成功的关键。木糖醇和多元醇的收率也对工艺经济性有很大影响。©2020工业化学学会和John Wiley＆Sons Ltd 当木质素液化生产多元醇时，MSSP进一步降低至342美元/吨。如果生产木糖醇和多元醇，则必须购买外部能源（天然气）。对资本和运营成本的分析表明，尽管木糖醇和多元醇的生产需要额外的资本投资，但它们相应的高价值却超过了额外的资本成本。敏感性分析结果表明，有效回收和再循环昂贵的化学品（如丙酮和甘油）是生物精炼厂成功的关键。木糖醇和多元醇的收率也对工艺经济性有很大影响。©2020工业化学学会和John Wiley＆Sons Ltd 当木质素液化生产多元醇时，MSSP进一步降低至342美元/吨。如果生产木糖醇和多元醇，则必须购买外部能源（天然气）。对资本和运营成本的分析表明，尽管木糖醇和多元醇的生产需要额外的资本投资，但它们相应的高价值却超过了额外的资本成本。敏感性分析结果表明，有效回收和再循环昂贵的化学品（如丙酮和甘油）是生物精炼厂成功的关键。木糖醇和多元醇的产率也对工艺经济性有很大影响。©2020工业化学学会和John Wiley＆Sons Ltd 如果生产木糖醇和多元醇，则必须购买外部能源（天然气）。对资本和运营成本的分析表明，尽管木糖醇和多元醇的生产需要额外的资本投资，但它们相应的高价值却超过了额外的资本成本。敏感性分析结果表明，有效回收和再循环昂贵的化学品（如丙酮和甘油）是生物精炼厂成功的关键。木糖醇和多元醇的收率也对工艺经济性有很大影响。©2020工业化学学会和John Wiley＆Sons Ltd 如果生产木糖醇和多元醇，则必须购买外部能源（天然气）。对资本和运营成本的分析表明，尽管木糖醇和多元醇的生产需要额外的资本投资，但它们相应的高价值却超过了额外的资本成本。敏感性分析结果表明，有效回收和再循环昂贵的化学品（如丙酮和甘油）是生物精炼厂成功的关键。木糖醇和多元醇的收率也对工艺经济性有很大影响。©2020工业化学学会和John Wiley＆Sons Ltd 敏感性分析结果表明，有效回收和再循环昂贵的化学品（如丙酮和甘油）是生物精炼厂成功的关键。木糖醇和多元醇的收率也对工艺经济性有很大影响。©2020工业化学学会和John Wiley＆Sons Ltd 敏感性分析结果表明，有效回收和再循环昂贵的化学品（如丙酮和甘油）是生物精炼厂成功的关键。木糖醇和多元醇的收率也对工艺经济性有很大影响。©2020工业化学学会和John Wiley＆Sons Ltd