蔗渣是甘蔗糖厂最大宗的副产物，其产量约为 甘蔗榨量的25%。从末座压榨机输送出来的湿蔗渣 含水量较高（约为48%），也含有一定的糖分（约为 3%）。经水洗、干燥后的蔗渣中纤维素含量占50% 左右，半纤维素含量占20%以上^[1]。与其它纤维质 农业副产物（树皮、稻草等）相比，蔗渣含有丰富 的纤维素和半纤维素，其综合利用和深加工价值更 高，应用途径也更加广泛。

生物燃料是指通过廉价、易得的生物质（蔗渣、 秸秆等）生产的气体燃料和液体燃料(包括燃料乙醇 和生物油)，可以部分替代由石油制取的汽油和柴 油，是可再生能源开发利用的重要方向。

利用蔗渣制备燃料乙醇的主要工艺流程如图2 所示^[2]，预处理方法的选择对蔗渣纤维素和半纤维 素的降解率以及乙醇的转化率有较大影响，如何选 用简单、高效的预处理方法以提高燃料乙醇的产量 及质量是近年来研究的热点。Cao 等^[3]通过比较微碱 高压蒸煮、高碱浸泡、微碱高压蒸煮结合H₂O₂浸泡、 碱性过氧化物预处理以及高压蒸煮法5 种蔗渣预处 理方法，发现微碱高压蒸煮结合H₂O₂浸泡的预处理 方法效果最佳，预处理后的蔗渣经纤维素酶降解后， 纤维素水解率达到74.29%（w/w），糖化液中总糖含 量为90.94%（w/w），且每升发酵液中乙醇含量达 6.12 g。在乙醇发酵过程中，特性菌株的筛选也是提 高乙醇产率的重要一环。厦门大学陆雪英等^[4]从腐 烂蔗渣、酒曲、酒糟等样品中分离到一批耐受20% 的乙醇浓度且高产乙醇的菌株，利用该菌株发酵蔗 渣糖化液，计算得每克蔗渣可产0.136 g 乙醇，表明 该菌株有产业化应用前景。此外，发酵过程动力学 及参数优化也受到研究学者的重视^[5,6]。

图2(Figure 2)

图2 蔗渣制备燃料乙醇的工艺流程

生物油是指在中温（500～600℃）、隔绝氧气的 条件下将生物质（蔗渣、木材、秸秆等）颗粒物迅 速加热使其裂解，再迅速冷凝后得到的一种棕黑色 液体^[7]。Asadullah 等^[8]在图3 所示的装置中高温裂 解获得发热量分别为17.25 和19.91 MJ/kg 的2 种生 物油，该法获得生物油占蔗渣重量的66%，气体收 集器处收集到的不凝气的主要成分为CO、CO₂、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷和丙烯，这些气体亦可回收 再利用。Chumpoo 等^[9]研究在乙醇超临界液体中加 氢液化甘蔗渣粉末制备生物油，在无催化剂的液化 条件下（330℃，4.93 MPa）生物油产率及生物量转 化率最高可分别达到59.6%和89.8%，若加入催化剂 FeSO₄ 可将生物油产率及生物量转化率分别提高到 73.8% 和99.9%。所制得生物油的发热量（ 26.8 MJ/kg）是蔗渣发热量（14.8 MJ/kg）的1.81 倍；生 物油的主要成分是酚类化合物、醛和酯类（如苯酚、 苯酚衍生物和呋喃衍生物等）。

锅炉烟道气的综合利用最能体现节能减排的环 保理念，其利用价值主要体现在2 方面：一方面是 热能的回收利用，另一方面是烟道气中CO₂ 的回收 利用。

糖厂锅炉烟道气温度在160℃到180℃之间^[21]， 具有很大的热能利用价值。钮德明^[21]于2011 年1 月申请了“锅炉烟道气废热加热蔗汁”的发明专利： 锅炉烟道气经除尘后进入喷射式直接接触换热塔 中，与喷雾状的蔗汁直接接触，可充分利用低品位 的烟道气废热将蔗汁加热到工艺要求的温度。周少 基等^[22]利用烟道气的热量来干燥入炉的湿蔗渣以提 高蔗渣的燃烧热值，并开发了一种新型螺旋输送烟 道气蔗渣干燥器。其它类型的蔗渣干燥器也有相关 研究报道^[23]。

我国大部分甘蔗糖厂的锅炉都以蔗渣为燃料， 经水膜除尘器处理后的烟道气中CO₂ 含量为8%～ 10%^[24]。近年来，广西一些糖厂将烟道气中的CO₂ 进行富集后重新应用于亚硫酸法制糖澄清工艺，取 得了较大进展。在原有的亚硫酸法工艺基础上增设 烟道气CO₂ 饱充工艺，可适当减少硫磺和石灰乳的 用量，且在制品和成品糖的质量均有所提高^[25]，但 需增设CO₂ 富集装置和饱充上浮装置。另外，烟道 气流量不稳定、CO₂ 富集困难、糖汁饱充后留存有 气泡等是制约该技术大规模应用于各糖厂的关键因素。

蔗渣灰，也叫冲灰渣，是蔗渣燃烧所产生的灰 经过水膜除尘器冲淋，再经几道沉淀池沉淀后所得 到的灰渣^[26]，糖厂通常将其低价卖给农民作为田间 肥料。Faria 等^[27]对经过干燥的蔗渣灰进行成分分 析，结果表明，其主要成分为SiO₂（61.59%），其 次是Fe₂O₃、K₂O 和Al₂O₃ （7.36%、6.22%和5.92%）， 可作为粘土砖^[27]、陶瓷^[28]及水泥^[29]工业的添加物。 值得注意的是，蔗渣灰燃烧损失（LOI，1000 ℃条 件下）很大（9.78%），这是由于蔗渣灰中含有较多 不完全燃烧的有机物质。

目前，应用上浮法处理糖厂混合汁、糖浆和真 空吸滤机滤汁已有较好的研究与应用。但上浮法产 生的浮渣量大、粘结潮湿，且会带走一部分糖分， 其二次利用较为困难。韩忠等^[30,31]测定了甘蔗糖厂 混合汁浮渣的基本成分及其抗氧化能力，结果表明， 干浮渣含灰分7.30%、蛋白质17.02%、粗脂肪7.00%、 粗纤维11.23%和碳水化合物68.67%，且混合汁浮渣 具有较强的抗氧化能力，浮渣油脂类提取物清除 ?OH 的能力是芦丁的79.40 倍。充分利用混合汁浮 渣的营养成分及抗氧化性能，开发功能性饲料、抗 氧化剂等产品，可以实现甘蔗糖厂混合汁中有机非 糖分的资源化利用。

Hossain 等^[32]在三相流化床生物反应器中利用 糖厂酒精废醪液进行厌氧发酵制备生物沼气（甲 烷），其设计的反应装置如图4 所示。50 L 的塑料储 料罐中加入20 L 糖厂酒精废醪液和20 L 产甲烷的 细菌悬浮液（由活性污泥在30℃条件下需氧发酵7 d 制得）作为发酵主体；流化床生物反应器中加入球 形玻璃珠（直径为0.5 mm）作为液体流化材料；气 体收集处配备有火焰离子化检测器以检测所有产生 的气体中甲烷的含量。在料液温度为40℃、初始pH 为7.5 的条件下，以14 L/min 的速度将料液泵入载 量为18.6 L 的三相流化床生物反应器中进行厌氧发 酵8 h，可检测到生成的甲烷占产生气体总体积的 61.56% （v/v），而废醪液的COD 与BOD 含量分别 下降76.82%（w/w）和81.65%（w/w）。该反应装置 能够充分利用甘蔗糖厂废弃物快速生产清洁燃料， 值得在制糖及相关企业中推广。