生物质主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，它们是植物的纤维结构成分。这些成分存在于各种生物质来源中，如森林残渣、作物残渣、能源作物、动物粪便和食物废料。
纤维素 是地球上最丰富的有机聚合物，是植物细胞壁的主要结构成分。它是由葡萄糖分子连接而成的长链，为植物细胞提供刚性和强度。纤维素具有很强的抗降解性，因此将其转化为有用的产品是一项技术挑战。
半纤维素 是生物质的另一种主要成分，在结构上与纤维素不同，它由较短的糖链组成，包括木糖、甘露糖和半乳糖。半纤维素是植物细胞壁的粘合剂，有助于将纤维素纤维固定在一起。它比纤维素更容易分解，但其复杂的结构和各种糖类的存在使其在生物燃料生产中的利用变得复杂。
木质素 是一种复杂的聚合物，为植物提供结构支撑和刚性，帮助植物直立和抗压。它由酚类化合物组成，耐微生物和酶降解。木质素在生物质中的作用至关重要，因为它阻碍了纤维素和半纤维素的提取和加工，使得将木质纤维素生物质转化为生物燃料和其他产品在技术上具有挑战性。
这些成分虽然难以分解，但对开发先进的生物燃料和生物基化学品至关重要。生物精炼厂的目标是将这些成分有效地转化为碳氢化合物生物燃料（其化学性质与化石燃料相同）以及各种生物基化学品和材料等产品。目前的挑战在于开发能够经济、高效地转化这些成分的技术，使生物质成为与化石资源相比具有竞争力的可再生资源。
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