BR112012016986B1 - Métodos para resfriamento e processamento de materiais - Google Patents

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Abstract

resfriamento e processamento de materiais. são descritos sistemas e métodos para resfriamento e processamento de materiais.

Description

“MÉTODOS PARA RESFRIAMENTO E PROCESSAMENTO DE MATERIAIS” PEDIDOS RELACIONADOS
Este pedido reivindica prioridade do Pedido Provisório de No. Serial US 61/295,476, depositado em 15 de janeiro de 2010. A descrição completa desse pedido provisório é, por meio deste, incorporada aqui por referência.
FUNDAMENTOS
A biomassa, particularmente o resíduo de biomassa, está abundantemente disponível. Seria útil derivar materiais e combustível, tal como etanol, a partir da biomassa.
Seria também útil processar mais eficientemente o petróleo contendo materiais para obtenção de combustíveis e outros produtos.
RESUMO
Os métodos descritos aqui utilizam o resfriamento e o processamento de materiais, isolados ou em combinação com uma ou mais outras técnicas de processamento, para mudar a estrutura e, desse modo, facilitar o processamento adicional dos materiais. Por exemplo, no caso da biomassa, o resfriamento é utilizado para reduzir a recalcitrância da biomassa para facilitar o processamento da biomassa em um produto tal como um combustível. Uma ou mais das etapas dos métodos descritos aqui podem ser desempenhadas em trânsito, por exemplo, através de trem, navio, barca, caminhão-tanque ou similares, e/ou duas ou mais etapas do método podem ser desempenhadas em diferentes localizações. Em algumas implementações, o equipamento que é utilizado para desempenhar uma ou mais etapas do processo é portátil, por exemplo, para permitir que o equipamento de processamento seja movido de um local de produção para outro, dependendo da disponibilidade de matérias-primas e/ou outros recursos. Por exemplo, os métodos podem incluir um ou mais dentre os sistemas de processamento móvel descritos em No. Serial US 12/374,549, a descrição integral do qual está incorporada aqui por referência.
Ao resfriar a biomassa ou outro material, a capacidade de quebra de vários componentes da biomassa ou outro material (por exemplo, hemicelulose e/ou lignina e/ou proteínas e/ou pectina e/ou minerais) pode ser aumentada, desse modo, melhorando significativamente a eficiência das técnicas de processamento que são utilizadas para alterar o material. Ao aumentar a capacidade de quebra dos materiais, os materiais podem ser fraturados (por exemplo, as bordas das fibras podem ser fraturadas) ou craqueados como um resultado de várias etapas de processamento. A fratura pode ser, por exemplo, microfratura.
Petição 870190048847, de 24/05/2019, pág. 14/17
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Adicionalmente, o resfriamento do material pode ter outros efeitos que surgem a partir das taxas diferenciais de expansão e/ou contração de vários componentes do material. Por exemplo, certos componentes (por exemplo, lignina com água presente) podem se contrair ou expandir em taxas mais rápidas, ou em 5 quantias diferentes que outros componentes (por exemplo, hemicelulose, celulose) com os quais são associados. Como resultado, o material-objeto pode ser enfraquecido, promovendo a modificação, a reestruturação e/ou a separação (por exemplo, separação de fase, delaminação, divagem interfacial, craqueamento ou fratura, por exemplo, microfratura) de seus vários componentes. 10 Esses processos - que podem ocorrer independentemente de outras técnicas de processamento ou em conjunção com outras técnicas de processamento — podem também melhorar os rendimentos de produtos, por exemplo, etanol e/ou butanol, obtidos a partir de hemicelulose ou celulose. O resfriamento reduz a recalcitrância do material, facilitando a conversão dos componentes celulósicos do material em 15 uma solução de açúcar (sacarificação da celulose por uma enzima). Sem desejar se ater à teoria, acredita-se que a fratura do material pode permitir que a enzima penetre o material nos locais da fratura, desse modo, acelerando a sacarificação. O material sacarificado pode, então, ser convertido em um produto, por exemplo, fermentado para etanol e/ou butanol.
Quando o resfriamento é combinado com outras técnicas de processamento, por exemplo, radiação e/ou oxidação, as outras técnicas podem ser utilizadas em uma extensão menor para obter resultados equivalentes. Por exemplo, quando o resfriamento é utilizado com radiação, a radiação pode ser utilizada em uma dose mais baixa para prover o mesmo grau de redução em 25 recalcitrância. Outras técnicas de processamento podem incluir, por exemplo, moagem, trituração, agitação, esmerilhamento, corte, cisalhamento, corte à faca em água, corte à faca em gás, corte à faca em vapor, uma ou mais etapas de processamento de radiação (por exemplo, exposição a partículas carregadas, tais como elétrons e/ou íons), uma ou mais etapas de sonicação, uma ou mais etapas 30 de processamento químico (por exemplo, utilizando agentes tais como ácidos, bases, agentes oxidantes, agentes redutores e/ou solventes), e/ou uma ou mais etapas de processamento térmico (por exemplo, pirólise, na presença de agentes oxidantes e/ou outros agentes, e/ou em ambientes de pressão reduzida). Essas outras técnicas de processamento, se utilizadas, podem ser desempenhadas 35 antes, durante ou após o resfriamento.
3/30
Durante as várias técnicas de processamento que são utilizadas para alterar e/ou converter materiais em outros materiais, uma quantia significativa de calor pode ser gerada nos materiais. A fim de evitar a combustão ou, de outro modo, iniciar a alteração térmica indesejada dos materiais, os métodos de 5 resfriamento descritos aqui podem ser utilizados para dissipar ou compensar o excesso de calor. A extensão do resfriamento (por exemplo, a quantia de calor removida do material) pode ser variada de acordo com a quantia de calor gerado durante o processamento do material. A extensão do resfriamento pode também ser ajustada para ajustar certas propriedades do material de biomassa, tais como 10 sua capacidade de quebra, a fim de melhorar a eficiência de certas etapas de processamento subsequentes. Por exemplo, a fragmentação da hemicelulose, celulose e lignina, e a separação desses componentes podem ser melhoradas pelos métodos descritos aqui.
Os métodos de resfriamento e processamento podem também ser 15 utilizados para tratar outros tipos de materiais, tais como materiais contendo hidrocarbonetos (por exemplo, materiais contendo petróleo). Vários tipos de materiais contendo petróleo - incluindo, por exemplo, petróleo bruto pesado ou leve, gás natural, areias betuminosas, xisto betuminoso, areias asfálticas, betume, carvão e/ou várias misturas de hidrocarbonetos - podem ser resfriados e 20 processados utilizando os métodos descritos aqui para promover a extração, craqueamento, fragmentação, separação e refinamento de vários componentes do material, e para regular a temperatura durante os processos de refinamento, conversão e purificação, tais como o craqueamento, reforma (catalítica e não catalítica), destilação e conversão catalítica.
Conforme utilizado aqui, um material “criogênico” é um material a uma temperatura de -73,1 °C ou menos (por exemplo, -103,1°C ou menos, -123,1°C ou menos, -143,1°C ou menos, -153,1°C ou menos, -163,1°C ou menos, -173,1°C ou menos, -183,1°C ou menos, -193,1°C ou menos, -203,1°C ou menos, -213,1°C ou menos, -223,1°C ou menos, -233,1°C ou menos, -243,1°C ou menos). Assim, por 30 exemplo, um “líquido criogênico” é um líquido tendo uma temperatura de -73,1 °C ou menos.
Conforme será discutido em detalhes adicionais abaixo, vários materiais podem ser utilizados para resfriamento, incluindo, por exemplo, nitrogênio líquido, dióxido de carbono e gelo.
Os métodos descritos aqui podem produzir partículas de material (por exemplo, fibras) tendo uma proporção de comprimento para diâmetro de 5:1 ou
4/30 mais (por exemplo, 6:1 ou mais, 8:1 ou mais, 10:1 ou mais, 12:1 ou mais, 15:1 ou mais, 20:1 ou mais).
Os métodos descritos aqui podem também produzir partículas tendo uma maior dimensão, por exemplo, diâmetro, menor que, por exemplo, 2000 nm, 1000, 5 750, 500, 250,100, 50, 25, 20,10, 5 ou até mesmo 1 nm.
Os métodos descritos aqui podem produzir materiais tendo uma densidade aparente reduzida. Por exemplo, a densidade aparente dos materiais produzidos utilizando os métodos descritos aqui pode ser 0,8 g/cm3 (por exemplo, 0,6, 0,5, 0,4, 0,3, 0,2 ou menos, por exemplo, 0,1 g/cm3).
' Ί0 Os métodos descritos aqui podem produzir materiais tendo seções transversais relativamente finas, devido aos efeitos combinados do resfriamento do material para aumentar sua capacidade de quebra, e do processamento do material utilizando qualquer uma ou mais das técnicas descritas aqui. Em geral, os materiais tendo seções transversais finas podem ser resfriados mais eficientemente que os materiais tendo seções transversais mais espessas; como resultado, os custos (por exemplo, consumo de energia) para o processamento de material (por exemplo, particularmente os custos para o consumo de energia em técnicas de processamento) podem ser reduzidos.
Em um aspecto, a invenção caracteriza um método que inclui a conversão de um material de biomassa resfriado para um produto utilizando um microrganismo e/ou enzima, em que pelo menos um dentre o resfriamento e a conversão do material de biomassa é desempenhado utilizando uma unidade de processamento móvel.
Algumas implementações incluem uma ou mais das seguintes características. O material de biomassa pode ter sido tratado por moagem e fragmentação do material de biomassa, por exemplo, antes, durante ou após o resfriamento. O material de biomassa pode ser irradiado, por exemplo, antes, durante ou após o resfriamento. A fragmentação pode ser desempenhada em um dispositivo de moagem à baixa temperatura ou trituração à baixa temperatura. O produto pode ser, por exemplo, álcool, por exemplo, etanol e/ou butanol. O material de biomassa pode ser ou incluir um material celulósico ou lignocelulósico.
Em alguns casos, o material de biomassa inclui celulose e a conversão do material resfriado inclui a utilização de uma enzima para sacarificar a celulose. Em tais casos, o método pode adicionalmente incluir a fermentação do produto da 35 sacarificação para produzir um álcool.
5/30
A invenção também caracteriza métodos semelhantes em que a matériaprima compreende um material contendo hidrocarboneto. Por exemplo, em um aspecto, a invenção caracteriza um método que inclui a conversão de um material contendo hidrocarboneto resfriado para um produto utilizando um microrganismo 5 e/ou enzima, em que pelo menos um dentre o resfriamento e a conversão do material é desempenhado utilizando uma unidade de processamento móvel.
A invenção também caracteriza produtos formados por qualquer um dos métodos descritos aqui.
A menos que definido de outro modo, todos os termos técnicos e científicos ‘ 10 utilizados aqui têm o mesmo significado como compreendido normalmente por alguém comumente versado na técnica à qual essa invenção pertence. Embora métodos e materiais semelhantes ou equivalentes àqueles descritos aqui possam ser utilizados na prática ou teste da presente descrição, métodos adequados e materiais são descritos abaixo. Todas as publicações, pedidos de patente, 15 patentes e outras referências mencionadas aqui são incorporadas por referência em sua totalidade. No caso de conflito, a presente especificação, incluindo as definições, irão controlar. Adicionalmente, os materiais, métodos e exemplos são ilustrativos apenas e não pretendem ser limitantes.
Esse pedido incorpora por referência aqui todos os conteúdos totais de cada um dos seguintes pedidos: Números Seriais US 12/374,549, 12/417,699, 12/417,707, 12/417,720, 12/417,723, 12/417,731, 12/417,786, 12/417,840, 12/417,880, 12/417,900, 12/417,904, 12/429,045, 12/486,436, e 12/502,629, e Pedido Provisório No. US 61/151.695.
Outras características e vantagens se tornarão evidentes a partir da 25 descrição, figuras e reivindicações.
DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
A FIG. 1 é um diagrama esquemático mostrando um sistemade processamento de biomassa.
A FIG. 2 é um diagrama esquemático mostrando um sistemade processamento de biomassa.
A FIG. 3 é um diagrama esquemático mostrando uma unidadede trituração.
DESCRIÇÃO DETALHADA
Em alguns casos, os processos descritos aqui são utilizados para converter uma matéria-prima celulósica ou lignocelulósica para uma forma conveniente e concentrada que pode ser facilmente transportada e utilizada, por exemplo, em
6/30 uma instalação de manufatura, por exemplo, uma planta adaptada para manufaturar etanol. Em tais casos, o processo inclui a sacarificação da matériaprima e o transporte da matéria-prima a partir de uma localização remota, por exemplo, onde a matéria-prima é produzida ou armazenada, para a instalação de manufatura. Em alguns casos, a sacarificação pode ocorrer parcialmente ou totalmente durante o transporte. A fim de facilitar a sacarificação, o processo adicionalmente inclui a redução da recalcitrância da matéria-prima, antes ou durante a sacarificação, por resfriamento do material conforme será descrito em detalhes abaixo.
Em algumas modalidades, o resfriamento ocorre em uma primeira localização, ou durante o trânsito (por exemplo, em um veículo automotriz ou caminhão ou em uma barca ou navio), e a sacarificação e/ou outro processo adicional (tal como fermentação) ocorre em uma ou mais de outras localizações. Em alguns casos, o resfriamento do material ocorre em trânsito devido às condições ambientes frias sob as quais o material é transportado, por exemplo, temperaturas ambientes de sub-congelamento.
Em algumas modalidades, o equipamento utilizado para resfriamento e/ou para etapas de processamento adicionais é móvel e é transportado a partir de um local de manufatura a outro, por exemplo, com base na disponibilidade da matéria-prima.
Alguns desses sistemas eliminam ou pelo menos reduzem a necessidade de transporte do material inicial, por exemplo, biomassa, que é frequentemente de uma densidade aparente baixa, para uma instalação de produção em larga escala estacionária. Também pode reduzir a necessidade de transportar o produto desejado produzido pela instalação móvel por uma longa distância até seu usuário final ou uma instalação de distribuição.
PROCESSAMENTO MÓVEL
Instalações móveis podem ser utilizadas para desempenhar uma ou mais etapas do método descrito aqui. O transporte da instalação ou componentes de produção da instalação em vez do material inicial de biomassa é particularmente útil e econômico dado o tanto de matéria-prima utilizada para produzir energia (por exemplo, bioetanol, gasolina, hidrogênio, gás natural) ou outros produtos desejados podem ser sazonais ou, de outro modo, apenas disponível periodicamente. Portanto, uma instalação de produção apenas necessita ser operacional na área quando a matéria-prima ou outra biomassa está disponível para processamento. Após o processamento estar concluído, a instalação ou
7/30 certos componentes da instalação pode viajar para outra área com materia-prima ou outra biomassa disponível para conversão para um produto desejado.
As instalações ou componentes da mesma podem ser transportados através da água, ar, terra ou qualquer combinação dos mesmos. Por exemplo, a instalação de produção ou componentes da mesma pode ser transportável em um bote, barca, navio ou outra embarcação náutica. Tais instalações são particularmente úteis para a produção de etanol, butanol ou outros produtos de biomassa aquática, tais como algas (por exemplo, Sargassum) ou plantas aquáticas. Essas instalações são também úteis na viagem em um corpo de água para diferentes áreas com biomassa adequada para a produção do produto desejado (por exemplo, a viagem em um rio ou no oceano e o atracamento em uma área com biomassa adequada para processamento). As instalações móveis ou componentes das mesmas podem ser também transportáveis em terra. Por exemplo, a instalação pode ser transportada por um carro, um caminhão, caminhão pesado e vagão(ões). Novamente, o veículo terrestre com a instalação portátil pode viajar para áreas com biomassa adequada para a produção do produto desejado. Finalmente, as instalações podem ser transportadas pelo ar. A instalação pode ser transportada por avião, helicóptero e dirigível. O transporte aéreo da instalação permite a utilização da biomassa tipicamente muito distante das instalações de produção a serem utilizadas. A instalação pode ser no avião, ou a instalação ou componentes podem ser soltos a partir do avião ou entregues pelo avião. A instalação móvel tipicamente tem tamanho conveniente e é organizada para prover o transporte fácil da instalação e/ou de seus componentes individuais. No caso de transporte terrestre, os veículos de transporte são tipicamente capazes de viajar por estradas e rodovias utilizadas por carros, caminhões e caminhões pesados. No caso de transporte marítimo, a instalação ou componentes são tipicamente carregados por um barco ou barca que é movido por um bote. No caso de transporte aéreo, a instalação ou componentes tem tamanho para servir em um avião (por exemplo, avião de carga) ou helicóptero.
As instalações móveis ou instalações construídas a partir de componentes móveis podem incluir qualquer ou todos os seguintes aparelhos úteis na produção do produto desejado (por exemplo, etanol ou butanol): equipamento para préprocessamento da biomassa (por exemplo, com o resfriamento e/ou outros tratamentos, tais como a radiação), moinhos, fogões, recipientes de resfriamento, recipientes de armazenamento, fermentadores, aparelhos de destilação, colunas, recipientes de transferência por encanamento e recipientes de mistura. Em certas
8/30 modalidades, os diferentes estágios das instalações de produção são ligados em conjunto eficientemente de modo que um usuário possa transferir materiais facilmente de um estágio do processo de produção para outro. As instalações podem também incluir quaisquer reagentes necessários no processo de produção incluindo levedura ou outros microrganismos (incluindo microrganismos geneticamente modificados), enzimas (por exemplo, amilase e celulase), ácidos (por exemplo, ácido sulfúrico, ácido clorídrico), bases (por exemplo, hidróxido de sódio), reagentes químicos, água, sais, peneiras moleculares e colunas. Em certas modalidades, quando o etanol está sendo produzido, a instalação inclui desnaturantes tais como gasolina ou outros alcoóis para desnaturação do etanol. As instalações podem incluir todos os equipamentos necessários e reagentes convenientemente armazenados na instalação feitos para a fácil utilização da instalação.
Em certas modalidades, a instalação produz etanol, butanol ou outra fonte de energia suficiente para fornecer as necessidades energéticas de uma fábrica, cidade, vilarejo e ilha. Em certas modalidades, a instalação de produção produz menos de 5 milhões de galões de etanol ou butanol por ano. A instalação pode também opcionalmente incluir qualquer equipamento regulamentado por lei internacional, federal, estadual ou local, incluindo, por exemplo, equipamento de segurança necessário para evitar ou lidar com derramamentos, incêndios ou outras emergências.
A instalação de produção pode ser montada a partir de vários componentes transportáveis. A instalação pode incluir componentes não transportáveis. Os componentes são preferencial mente projetados para a fácil montagem da instalação de trabalho no local. Os componentes podem ser pré-fabricados. Os componentes podem ser intercambiáveis e podem prever a escalabilidade da instalação. Em certos casos, o sistema de componente permite que a instalação seja facilmente montada e separada para facilitar a portabilidade. Os vários componentes da instalação podem ser trazidos ao local utilizando qualquer combinação de meios de transporte (por exemplo, ar, água e terra). Em certas modalidades, os componentes são trazidos a um local com certa infraestrutura que pode incluir eletricidade, abrigo, alicerce, esgoto, água e linhas de gás natural. Todos os alguns componentes podem ser desmontados e movidos para um novo local. Em certas modalidades, componentes particulares e/ou a infreestrutura pode permanecer no local e pode ser opcionalmente utilizada novamente.
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Em algumas modalidades, a instalação ou componentes da mesma sao pretendidos para serem transportados de lugar para lugar com biomassa adequada. A instalação pode ser completamente auto-suficiente requerendo apenas a adição de biomassa, ou a instalação pode requerer outros materiais ou utilidades tais como água, eletricidade, gás natural, gasolina e esgoto. Por exemplo, o etanol, butanol ou outra energia produzida pela instalação móvel pode ser utilizada para alimentar um gerador para fornecer o calor para separar a biomassa em um fogão ou para efetuar uma destilação. O etanol, butanol ou outra fonte de energia pode também ser utilizada para alimentar o veículo utilizado para transportar a instalação ou componentes da mesma.
A instalação pode ser uma instalação de produção de pequena escala (por exemplo, produção de menos que 5 milhões de galões, ou menos que 1 milhão de galões). Essas instalações de pequena escala podem incluir um módulo para resfriar o material ou o resfriamento pode ser desempenhado em uma localização diferente ou em trânsito. Em certas modalidades, a instalação produz combustível suficiente para fornecer as necessidades de uma fábrica, cidade, vilarejo e ilha. Em certas modalidades, a instalação produz menos que 5 milhões de galões por ano.
Em alguns casos, o processo utiliza biomassa a partir de uma área local em uma escala pequena e/ou instalação de produção móvel para produzir um produto desejado localmente. O produto produzido localmente (por exemplo, etanol, butanol, gasolina, gás natural, gás hidrogênio e hidrocarbonetos) é, então, preferencialmente utilizado localmente para evitar o custo do transporte tanto da biomassa quanto do produto final. Preferencialmente, uma fonte de água local é utilizada no processo de produção. Outros reagentes necessários para o processo podem ser providos pela instalação ou providos localmente. O resíduo ou coprodutos a partir do processo de produção, por exemplo, os grãos de destilação, podem ser utilizados localmente como uma alimentação animal altamente nutritiva ou como um fertilizante. Outros produtos residuais ou co-produtos do processo, tais como as biomoléculas, carboidratos, proteína e polímeros podem ser embalados, utilizados e/ou vendidos.
As instalações de produção com base em componentes móveis e instalações de produção em pequena escala complementam as instalações de produção em maior escala (ou seja, instalações que produzem mais de 10-20 milhões de galões de etanol por ano). Em alguns casos, as instalações inventivas podem eliminar a necessidade de instalações de produção em larga escala em
10/30 algumas áreas. A natureza portátil de certos sistemas funciona especialmente bem dada a natureza cíclica de plantações e outra biomassa em várias áreas geográficas. Essas instalações inventivas também permitem a produção econômica de etanol e/ou outros combustíveis a partir de biomassa de baixo custo, que auxiliarão, por exemplo, a tornar o etanol um aditivo combustível competitivo.
Detalhes adicionais de processamento móvel são descritos em No. Serial US 12/374,549, a descrição do qual foi incorporado por referência no descrito acima.
RESFRIAMENTO
Os métodos descritos aqui são técnicas de resfriamento, por exemplo, técnicas de resfriamento criogênico, por exemplo, para assegurar que aquela decomposição térmica indesejada, por exemplo, de celulose e/ou hemicelulose, não ocorra durante o processamento do material. O resfriamento pode também ser utilizado para modificar as propriedades do material e facilitar a conversão do material pela redução da recalcitrância do material.
Particularmente, os métodos de resfriamento descritos aqui podem também ser utilizados isolados ou em combinação para aumentar a capacidade de quebra do material, tornando os materiais resfriados mais passíveis de modificação através de um ou mais métodos de processamento, tais como uma ou mais etapas de processamento (por exemplo, moagem, craqueamento, estilhaçamento, compressão, trituração, agitação, esmerilhamento, corte, cisalhamento), uma ou mais etapas de processamento de radiação (por exemplo, exposição a partículas carregadas, tais como elétrons e/ou íons), uma ou mais etapas de sonicação, uma ou mais etapas de processamento químico (por exemplo, utilizando agentes tais como ácidos, bases, agentes oxidantes, agentes redutores e/ou solventes), e/ou uma ou mais etapas de processamento térmico (por exemplo, pirólise, na presença de agentes oxidantes e/ou outros agentes, e/ou em ambientes de pressão reduzida). Ao aumentar a capacidade de quebra do material por resfriamento e melhorar a eficiência com a qual o material por resfriamento pode ser processado, por exemplo, por fragmentação ou separação, custos de produção (por exemplo, custos de processamentos relativos à energia) podem ser reduzidos e rendimentos de produto pretendido podem ser aumentados.
Além disso, quando um material de componentes múltiplos é resfriado, diferentes compostos do mesmo se contrairão e/ou expandirão em diferentes taxas e/ou em diferentes quantias. Em certas modalidades, esse processo pode
11/30 !
ι
I levar à quebra de ligações químicas no material. Por exemplo, esse comportamento de resfriamento pode introduzir tensões entre componentes ligados, levando a processos tais como delaminação, fratura, descamação, dissociação e separação de componentes ligados. Como resultado, a eficiência com a qual os componentes podem ser separados - e os rendimentos de vários I produtos pretendidos derivados do material - pode ser aumentada ou diminuída ou mantidas em equilíbrio.
O resfriamento, isolado ou em combinação com outros tratamentos, tais como a irradiação e/ou oxidação, pode ser utilizado para controlar a 10 funcionalização do material fibroso, ou seja, os grupos funcionais que estão presentes no ou dentro do material. A funcionalização do material pode aumentar a solubilidade e/ou capacidade de dispersão e pode tornar o material mais suscetível para conversão por enzima e/ou microrganismos.
A temperatura à qual o material é resfriado depende de um número de fatores, incluindo as técnicas de processamento que são utilizadas para alterar o material e a natureza do material. Em algumas modalidades, por exemplo, o material é resfriado a uma temperatura menor que a temperatura de transição vítrea de lignina, que é cerca de 100° a 170°C, por exemplo, cerca de 120 a 150°C, por exemplo, cerca de 125°C. Quando a lignina é resfriada abaixo da temperatura de transição vítrea, muda de um material deformável macio para um material vítreo quebradiço. A lignina vítrea quebradiça pode ser mais prontamente alterada por vários processos, incluindo os processos descritos acima. Adicionalmente, ao resfriar a lignina abaixo de sua temperatura de transição vítrea, a estrutura física da lignina pode ser mudada. As mudanças na estrutura da lignina podem levar a tensões internas dentro do material onde a lignina está ligada à celulose e/ou hemicelulose. Essas tensões internas podem levar à delaminação e, assim, à separação da lignina da celulose e/ou hemicelulose. Em algumas implementações, o material é resfriado abaixo da temperatura à qual o material se torna quebradiço (o “ponto quebradiço” do material). Esse ponto quebradiço de um material particular pode ser medido utilizando equipamento de teste comercialmente disponível, por exemplo, o Benz BPT2100 Brittlepoint
Tester, disponibilizado pela Benz Material Testing Instruments, Providence,
Rhode Island.
Em algumas modalidades, o material pode ser resfriado abaixo de uma temperatura de transição vítrea de um ou mais outros elementos ou componentes no material, tal como hemicelulose. Considerações semelhantes àquelas que são
12/30 discutidas acima em conexão com a aplicação de lignina aplicam-se à hemicelulose também. Particularmente, o resfriamento da hemicelulose pode torná-la mais quebradiça, melhorando a eficiência das etapas de processamento subsequentes. O resfriamento pode também introduzir tensões internas dentro da estrutura da biomassa, que pode levar à separação da hemicelulose a partir de outros componentes (por exemplo, celulose) no material.
O material pode ser resfriado a uma temperatura de, por exemplo, 126,8°C ou menos (por exemplo, 106,8°C ou menos, 86,8°C ou menos, 66,8°C ou menos, 46,8°C ou menos, 26,8°C ou menos, 6,8°C ou menos, -13,1°C ou menos, -33,1°C ou menos, -53,1°C ou menos, -73,1°C ou menos, -123,1°C ou menos, -173,1°C ou menos, -193,1°C ou menos, -196,1°C ou menos, -203,1°C ou menos, -223,1°C ou menos). Em algumas modalidades, o material pode ser resfriado a uma temperatura menor que ou igual à temperatura ambiente (por exemplo, 19,8°C). Em certas modalidades, o material pode ser resfriado à cerca da temperatura do nitrogênio líquido (por exemplo, -196,1°C) ou menos. O resfriamento do material a temperaturas menores que a temperatura do nitrogênio líquido pode ser alcançado pela utilização de fluidos de resfriamento com um ponto de ebulição menor que o nitrogênio líquido (por exemplo, hélio líquido).
A taxa à qual o material é resfriado pode ser controlada para assistir na separação de componentes do material. Por exemplo, ao resfriar o material rapidamente, as disposições de energia mais baixas dos componentes associados na biomassa podem não ter tempo para se formar. Ou seja, o material resfriado pode ser em um estado de energia que não é um estado de energia mínimo, e pode, portanto, ser instável e mais prontamente alterável utilizando etapas de processamento adicionais. Em certas modalidades, por exemplo, a taxa à qual o material é resfriado é -272,1°C/s ou mais (por exemplo, -271,1°C/s ou mais, -270,1°C/s ou mais, -268,1°C/s ou mais, -265,7°C/s ou mais, -263,1°C/s ou mais, -258,1°C/s ou mais, -253,1°C/s ou mais, -243,1°C/s ou mais, -233,1°C/s ou mais, -223,1°C/sou mais, -198,1°C/s ou mais, -173,1°C/s ou mais, ou ainda mais).
O material pode ser mantido em uma temperatura selecionada e/ou dentro de uma faixa de temperatura selecionada durante o processamento do material utilizando qualquer uma das várias técnicas de processamento descritas aqui. Por exemplo, o material pode ser mantido a uma temperatura de 126,8°C ou menos (por exemplo, 106,8°C ou menos, 86,8°C ou menos, 66,8°C ou menos, 46,8°C ou menos, 26,8°C ou menos, 6,8°C ou menos, -13,1°C ou menos, -33,1°C ou menos, -53,1°C ou menos, -73,1°C ou menos, -123,1°C ou menos, -173,1°C ou menos,
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193,1°C ou menos, -196,1°C ou menos, -203,1°C ou menos, -223,1°C ou menos). Em algumas modalidades, o material pode ser mantido à ou abaixo da temperatura ambiente (por exemplo, 19,8°C). Em certas modalidades, a biomassa pode ser mantida à temperatura do nitrogênio líquido (por exemplo, -196,1°C) ou menos.
Em certas modalidades, o material pode ser sujeitado a uma sequência de aquecimento e estágios de resfriamento que são selecionados para causar a ruptura adicional da associação (por exemplo, ligações covalentes suspeitas) entre a lignina e a celulose e/ou hemicelulose. O ciclismo térmico rápido do material pode introduzir tensões internas dentro do material, o que pode levar à separação dos componentes de biomassa (por exemplo, sem processamento adicional, ou como um resultado de etapas de processamento adicionais).
Em algumas modalidades, os múltiplos estágios de resfriamento diferentes podem ser utilizados, cada um do qual é configurado para resfriar o material a uma temperatura diferente. Por exemplo, em um estágio inicial do processamento, o material pode ser resfriado a uma temperatura selecionada e pode ser processado (por exemplo, mecanicamente, com exposição de radiação, com sonicação e/ou com várias outras técnicas). Por exemplo, em cada estágio subsequente de processamento, como as partículas de material podem ser feitas cada vez menores, o material pode ser resfriado a temperaturas sucessivamente menores e adicionalmente processado, para continuar a reduzir o tamanho das partículas e/ou dissociar adicionalmente os componentes do material tal como biomassa (por exemplo, dissociar a lignina da celulose e/ou hemicelulose) ou para mudar a estrutura.
Em alguns casos, o resfriamento pode ser desempenhado ao levar o material para fora ou em uma construção ou recinto não aquecido em um clima frio (por exemplo, onde a temperatura ambiente média durante o período de resfriamento é menor que 0°C, menor que -5°C, -10°C, ou até mesmo menor que 15°C), ou pode ser desempenhado enquanto o material está em trânsito, por exemplo, em um trem, barca ou navio.
Detalhes adicionais de tratamentos de resfriamento são descritos em No. Serial US 12/502,629, a descrição do qual foi incorporada por referência na descrição acima.
SISTEMAS DE PROCESSAMENTO
Exemplos de sistemas de processamento para utilização nos métodos descritos aqui são mostrados nas FIGS. 1-3 e descritos abaixo. Nesses sistemas,
14/30 um ou mais componentes do sistema, ou o sistema como um todo, podem ser móveis. Além disso, um ou mais dos componentes podem ser localizados remotamente a partir de um ou mais outros componentes do sistema.
A FIG. 1 mostra um diagrama esquemático de um sistema de processamento de biomassa 100. O sistema 100 inclui uma unidade de armazenamento de material 102, um primeiro subsistema de processamento de material 104, um conduíte de resfriamento 106, um segundo subsistema de processamento de material 108, um reservatório de material processado 110 e uma unidade de fornecimento de fluido de resfriamento 112. Durante a operação, o material armazenado na unidade de armazenamento 102 é transportado através do conduíte 114 para o primeiro subsistema de processamento de material 104.
O subsistema 104 pode incluir uma variedade de unidades de processamento diferentes. Por exemplo, em algumas modalidades, o subsistema 104 pode incluir uma ou mais unidades de processamento mecânico (por exemplo, unidades de moagem, unidades de agitação, unidades de trituração, unidades de abrasão, unidades de corte, unidades de cisalhamento). Em certas modalidades, o subsistema 104 pode incluir uma ou mais unidades de processamento de radiação. As unidades de processamento de radiação podem incluir fontes de partículas carregadas (por exemplo, fontes de feixes de elétrons e/ou fontes de íons), em que o material é exposto a partículas carregadas para causara alteração do material. Em algumas modalidades, o subsistema 104 pode incluir uma ou mais unidade de sonicação, em que o material é exposto a ondas ultrassônicas para alterar o material. Em certas modalidades, o subsistema 104 pode incluir uma ou mais unidades de pirólise e/ou uma ou mais unidades de processamento químico. Em algumas modalidades, o subsistema 104 pode incluir uma ou mais unidades de processamento de explosão de vapor. Em algumas modalidades, o subsistema 104 pode incluir uma ou mais combinações dessas unidades de processamento.
Em geral, o subsistema 104 pode incluir qualquer uma ou mais das unidades de processamento acima, em qualquer combinação. O subsistema 104 é geralmente configurado para prover um estágio inicial de alteração do material, em preparação para etapas de processamento adicionais. Em algumas modalidades, o subsistema 104 pode não estar presente de forma alguma, e o material pode ser transferido diretamente a partir da unidade de armazenamento 102 para o conduíte de resfriamento 106. A FIG. 2 mostra uma modalidade de um sistema de processamento de material que não inclui um subsistema de
15/30 processamento 104. Os vários componentes na FIG. 2 foram discutidos acima em conexão com a FIG. 1, e suas descrições não são repetidas nesse ponto.
Em referência novamente à FIG. 1, após o material ter sido processado no subsistema 104, por exemplo, por entalhe, corte, cisalhamento ou retalhamento, o material é transferido através do conduíte 116 para o conduíte de resfriamento 106. A unidade de fornecimento de fluido de resfriamento 112 fornece o fluido de resfriamento (por exemplo, nitrogênio líquido e/ou gás nitrogênio resfriado, e/ou hélio líquido e/ou gás hélio resfriado, e/ou argônio líquido e/ou gás argônio resfriado, CO2 sólido e/ou CO2 líquido, e/ou ar líquido e/ou ar gasoso resfriado) para resfriar o conduíte 106 através do conduíte 120. O material é transportado através do conduíte de resfriamento 106 na direção mostrada pela seta 128. Como o material move-se através do conduíte 106 (por exemplo, em um dispositivo de transporte, tal como uma correia transportadora e/ou um trado), o material é resfriado através de troca de calor com o fluido de resfriamento fornecido pela unidade de fornecimento de fluido de resfriamento 112.
Quando o material alcança o fim do conduíte de resfriamento 106, o material é transportado através do conduíte 118 para o segundo subsistema de processamento de material 108. Em algumas modalidades, a unidade de suprimento de fluido de resfriamento 112 fornece fluido de resfriamento através do conduíte 122 para o segundo subsistema 108, conforme mostrado na FIG. 1. Em geral, o segundo subsistema de processamento 108 pode incluir um ou mais de qualquer uma das unidades de processamento descritas aqui em conexão com o primeiro subsistema de processamento 104. Unidades de processamento exemplares incluem uma ou mais unidades de processamento, tais como unidades de moagem, corte ou cisalhamento, unidades de processamento de radiação, unidades de processamento de sonicação, unidades de processamento de pirólise, unidades de processamento de explosão de vapor e unidades de processamento químico. O fluido de resfriamento pode ser reciclado para utilização adicional em conduíte de resfriamento 106 pelo transporte de fluido através do conduíte 124.
O material processado, após emergir do segundo subsistema de processamento 108, é transportado para o reservatório de material 110 através do conduíte 126. Uma vez no reservatório 110, o material pode ser sujeitado a etapas adicionais, incluindo qualquer uma ou mais das etapas adicionais dentre aquelas descritas em conexão com os subsistemas de processamento 104 e 108 acima. Alternativamente, ou adicionalmente, o material processado pode ser
16/30 sujeitado a etapas de processamento adicionais, incluindo um ou mais processos utilizando agentes biológicos, tais como enzimas e/ou microrganismos, tais como bactérias e/ou levedura e vários produtos químicos e formulações e soluções químicas.
Em algumas modalidades, o material é fragmentado, por exemplo, triturado ou moído, durante o resfriamento. Por exemplo, a FIG. 3 mostra uma modalidade exemplar de uma unidade de trituração 200 que pode formar uma porção de um ou ambos os subsistemas de processamento 104 e 108. A unidade de trituração 200 inclui um conduíte 202 através do qual o material é transportado. Lâminas fixas 204 são posicionadas dentro do conduíte. Lâminas rotativas 206 são anexadas a uma haste posicionada centralmente 208. Durante a operação, o material é triturado através da ação de entalhe das lâminas 204 e 206.
Equipamento de trituração à baixa temperatura, moagem à baixa temperatura, criotrituração e criomoagem comercialmente disponíveis podem ser utilizados. Tais equipamentos combinam o resfriamento do material com fragmentação do material. Exemplos de dispositivos de moagem criogênica comercialmente disponíveis incluem Freezer/Mill 6870, disponíveis pela SPEX CertiPrep, Metuchen, New Jersey, e dispositivos de moagem criogênica disponíveis pela Pulva Corporation, Saxonburg, PA. Outros fornecedores incluem a Air Products, Praxair, e Air Liquide. Em algumas modalidades, o equipamento pode incluir uma área de pré-resfriamento, por exemplo, um transportador de resfriamento, tal como um extrusora de rosca resfriada. Em alguns casos, o nitrogênio líquido é aspergido sobre o material a ser resfriado na área de préresfriamento. A moagem pode ser provida, por exemplo, através de um pino alternativo ou outro elemento. Por exemplo, o dispositivo de moagem pode ser uma moagem por pinos. É geralmente preferencial que a temperatura do material seja monitorada e controlada através de alimentação e moagem.
A moagem à baixa temperatura pode ser combinada com irradiação, nesse caso, a irradiação pode ser desempenhada antes, durante ou após a moagem à baixa temperatura. Em alguns casos, a moagem à baixa temperatura pode reduzir a quantia de radiação que é necessária para reduzir a recalcitrância de um material de biomassa ou processar um material contendo hidrocarboneto.
OUTRAS ETAPAS DE PROCESSAMENTO
Em geral, os métodos de resfriamento descritos aqui podem ser utilizados com uma ampla variedade de biomassa diferente e outras técnicas de processamento de material. Técnicas exemplares que podem ser utilizadas com
17/30 os métodos de resfriamento discutidos aqui são descritas, por exemplo, nos seguintes pedidos de patente: WO 2008/073186; e Números Seriais 12/417,699, 12/417,707, 12/417,720, 12/417,723, 12/417,731, 12/417,786, 12/417,840, 12/417,880, 12/417,900, 12/417,904, 12/429,045 e 12/486,436. Os métodos de resfriamento podem ser geralmente utilizados antes, durante e/ou após qualquer uma das técnicas de processamento descritas acima serem implementadas.
As técnicas de processamento de sonicação podem ser, em certas modalidades, particularmente vantajosas quando utilizadas em combinação com, por exemplo, antes, imediatamente após ou durante os métodos de resfriamento descritos aqui. Em geral, o processamento de sonicação de material é eficiente na alteração do material devido a calor fornecido ao material através de ondas mecânicas (por exemplo, ondas de som). Quando os métodos de resfriamento são utilizados para reduzir a temperatura do material, o material torna-se mais quebradiço, e é menos capaz de deformar em resposta a ondas mecânicas incidentes e/ou se submete à expansão rápida devido a aquecimento local. Como resultado, a eficiência com a qual a sonicação muda eficientemente o material é aumentada.
Em algumas modalidades, as técnicas que utilizam radiação (por exemplo, feixes de elétrons e/ou feixes de íons) para processar material podem ser particularmente vantajosas quando utilizadas em combinação com, por exemplo, antes, imediatamente após ou durante o resfriamento do material. Por exemplo, em certas modalidades, o material pode ser irradiado primeiro (por exemplo, no subsistema 104), antes de ser resfriado. Alternativamente, o material pode ser resfriado primeiro e então irradiado (por exemplo, no subsistema 108). A dose de radiação pode ser, por exemplo, a partir de cerca de 0,1 MRad a 200 MRad, por exemplo, por exemplo, a partir de cerca de 10 MRad a 100 MRad ou cerca de 30 MRad a 90 MRad. A radiação pode ser entregue em uma etapa de irradiação única ou etapas de irradiação múltiplas, e o material pode ser resfriado entre etapas de irradiação se desejado. Tal resfriamento é descrito em No. Serial US 12/417,880.
A exposição do material a certos tipos e dosagens de radiação pode aumentar a capacidade de quebra do material. O material pode ser resfriado para diminuir sua temperatura e adicionalmente aumentar sua capacidade de quebra. Durante e/ou após o resfriamento do material, o material pode ser processado (por exemplo, através de trituração, moagem, cisalhamento e outras técnicas tais) para alterar o material em preparação para etapas de processamento adicionais
18/30 que produzem produtos úteis. Alternativa mente, ou adicionalmente, a exposição à radiação (por exemplo, exposição a feixe de elétron e/ou exposição a feixe de íon) do material após o resfriamento do material pode também ser utilizada para alterar adicionalmente o material e/ou tornar o material mais quebradiço. Quando tanto a exposição à radiação quanto o resfriamento são utilizados para tornar o material mais quebradiço, os rendimentos de produto (por exemplo, etanol e/ou outros alcoóis) podem ser significativamente aumentados, e a quantia de energia requerida para processar o material pode ser reduzida.
Em certas modalidades, estágios de resfriamento múltiplos e processamento mecânico, ou alternando estágios de resfriamento e aquecimento, por exemplo, com ou sem processamento mecânico adicional ou outro processamento físico, podem ser utilizados para processar um material, por exemplo, biomassa. Por exemplo, cada estágio sucessivo pode adicionalmente reduzir o tamanho médio das partículas de biomassa, até que um tamanho de partícula desejado seja obtido. Cada estágio de resfriamento pode ser semelhante ou diferente (por exemplo, o sistema pode incluir uma pluralidade de subsistemas de resfriamento semelhantes). Em algumas modalidades, o sistema pode incluir um subsistema de resfriamento único através do qual o material passa múltiplas vezes. Alternativamente, em certas modalidades, estágios de resfriamento diferentes (por exemplo, estágios de resfriamento que resfriam a biomassa para diferentes temperaturas, tais como temperaturas progressivamente mais baixas) podem ser utilizados para processar o material.
De modo semelhante, em certas modalidades, os estágios de processamento mecânico múltiplos podem ser utilizados para processar biomassa ou outros materiais, tais como produtos de petróleo. Os materiais podem ser recirculados através da mesma unidade de processamento múltiplas vezes, e/ou o sistema pode incluir unidades mecânicas múltiplas. As unidades podem ser todas semelhantes entre si, ou algumas das unidades podem diferir (por exemplo, em estrutura) entre si.
Em geral, uma ampla variedade de fluidos de resfriamento diferentes pode ser utilizada para resfriar o material. Nas modalidades discutidas acima, o nitrogênio líquido e/ou gasoso frio foi utilizado como o fluido de resfriamento. No entanto, em algumas modalidades, um ou mais de outros fluidos de resfriamento podem ser utilizados, incluindo hélio líquido, oxigênio líquido, hidrogênio líquido, ar líquido, outros fluidos tais, e combinações dos mesmos. Em certas modalidades, os fluidos podem ser gases em vez de líquidos, ou podem incluir
19/30 sólidos (por exemplo, gelo, CO2 sólido) misturados com, ou ao invés de, líquidos. Por exemplo, uma ampla variedade de gases frios (incluindo gases nobres resfriados, gás nitrogênio resfriado, gás oxigênio resfriado e gás hidrogênio resfriado) podem ser utilizados em vez de, ou juntamente com, fluidos de resfriamento líquidos.
Em certas modalidades, os sólidos podem ser adicionados a materiais para assistir no processamento dos materiais. Por exemplo, o CO2 sólido pode ser adicionado aos materiais para assistir na alteração dos materiais em uma ou mais unidades de processamento. Outros sólidos que podem também ser utilizados incluem gelo, por exemplo. O sólido pode ser um elemento sólido que é removido posteriormente ou separado do material, por exemplo, uma ou mais esferas, pinos ou outros elementos de trituração sólidos.
Opcionalmente, os sistemas de processamento descritos aqui incluem um subsistema de separação que funciona para separar vários componentes do material após 0 material ter sido resfriado e processado. Por exemplo, quando 0 material é processado para dissociar lignina da celulose e/ou hemicelulose, o sistema de processamento pode incluir um subsistema de separação configurado para remover a lignina dissociada, o sistema de processamento pode incluir um subsistema de separação configurado para remover a lignina dissociada. Vários métodos, incluindo métodos de separação física, tais como decantação, centrifugação, destilação e extração podem ser utilizados para separar os componentes, por exemplo, a lignina a partir de outros componentes de um material lignocelulósico, ou areia a partir de hidrocarbonetos em uma areia betuminosa. Outros métodos que podem ser implementados no subsistema de separação incluem processamento termoquímico, processamento químico e processamento de exposição à radiação.
Os sistemas de processamento descritos aqui podem opcionalmente incluir uma ou mais estações de umedecimento para introduzir vários agentes de umedecimento - particularmente água e/ou outros líquidos tais como dimetilsulfóxido - em outros materiais. Por exemplo, seguindo as unidades de processamento mecânico, tais como a unidade de trituração mostrada na FIG. 3, o sistema de processamento pode incluir um aspersor que adiciona água e/ou outros agentes ao material. O aspersor pode criar uma névoa fina que se deposita sobre superfícies das partículas do material. Se 0 material é resfriado durante ou após a névoa ser aplicada, a névoa pode ser congelada sobre outras superfícies das partículas para assegurar a adesão. A temperatura do material pode se
20/30 submeter a um ou mais ciclos de aquecimento-resfriamento para adicíonalmente dilatar o material com a névoa aplicada. Adicionalmente, em certas modalidades, as mudanças, por exemplo, mudanças rápidas, na temperatura do material pode adicionalmente alterar a estrutura do material.
Em algumas modalidades, estágios de umedecimento múltiplos podem ser utilizados. Cada um dos estágios de umedecimento múltiplos pode introduzir o mesmo agente no material, ou estágios diferentes podem introduzir agentes diferentes. A seleção de quais agentes a ser introduzido depende de fatores tais como a aplicação pretendida do material, o estado fisioquímico do material e as condições em estágios de processamento de material subsequentes.
Sistemas e métodos para aumentar a umidade de materiais antes, durante e após o processamento são descritos, por exemplo, em No. Serial US 12/417,880, a descrição do qual está incorporada aqui por referência.
Em algumas modalidades, após os materiais terem sido processados utilizando os métodos descritos aqui, os materiais processados podem ser contatados com agentes biológicos tais como enzimas, e/ou com microrganismos tais como levedura (por exemplo, P. Stipitis) e/ou bactérias para extrair uma variedade de produtos úteis a partir de materiais processados, incluindo produtos tais como hidrogênio, alcoóis (por exemplo, etanol e/ou butanol), ácidos orgânicos (por exemplo, ácido acético), hidrocarbonetos, co-produtos (por exemplo, proteínas) ou misturas de qualquer um desses. Agentes biológicos adequados e microrganismos para processamento adicional de materiais são descritos, por exemplo, em No. Serial US 12/429,045, que foram incorporados por referência acima.
Por exemplo, conforme mencionado acima, em algumas modalidades, as técnicas descritas aqui são utilizadas para separar e remover lignina a partir de um material lignocelulósico, e então os componentes celulósicos remanescentes são sacarificados, por exemplo, utilizando uma enzima. A remoção da lignina reduz a recalcitrância do material, permitindo a conversão da celulose em açúcares, que podem então ser fermentados para produzir alcoóis.
MATERIAIS
Exemplos de materiais de biomassa podem incluir qualquer material de biomassa que seja ou inclua carboidratos compostos totalmente por uma ou mais unidades de sacarídeo ou que inclua uma ou mais unidades de sacarídeos que possam ser processadas por qualquer um dos métodos descritos aqui. Por exemplo, a matéria-prima ou o material de biomassa pode ser materiais
21/30 celulósicos ou lignocelulósicos, materiais amiláceos, tais como grãos de milho, grãos de arroz ou outros alimentos, ou materiais que sejam ou que incluam um ou mais açúcares de peso molecular baixo, tais como sacarose ou celobiose.
Por exemplo, tais matérias-primas ou materiais de biomassa podem incluir papel, produtos de papel, madeira, matérias relativos à madeira, aglomerado de partículas, gramíneas, cascas de arroz, bagaço, algodão, juta, cânhamo, linho, bambu, sisal, abacá, palha, espigas de milho, cascas de arroz, pelo de coco, algas, macroalga, algodão, celuloses sintéticas ou misturas de qualquer um desses.
A biomassa também inclui fonte de fibra celulósica, incluindo papel e produtos de papel (por exemplo, papel poli-revestido e papel Kraft), e fontes de fibra lignocelulósica, incluindo madeira, e materiais relativos à madeira, por exemplo, aglomerado de partícula. Ainda outra biomassa inclui fonte de fibra natural, por exemplo, gramíneas, cascas de arroz, bagaço, algodão, juta, cânhamo, linho, bambu, sisal, abacá, palha, espigas de milho, cascas de arroz, pelo de coco; fontes de fibra altas em conteúdo de α-celulose, por exemplo, algodão; e fontes de fibras sintéticas, por exemplo, fio têxtil extrudado (fio têxtil orientado ou fio têxtil desorientado). Fontes naturais ou sintéticas podem ser obtidas a partir de materiais têxteis em pedaços virgens, por exemplo, restos, ou podem ser resíduos pós-consumidor, por exemplo, trapos. Quando os produtos de papel são utilizados, podem ser materiais virgens, por exemplo, materiais virgens em pedaços, ou podem ser resíduos pós-consumidor. À parte das matérias-primas, resíduos pós-consumidor, industriais (por exemplo, miúdos) e de processamento (por exemplo, efluentes a partir de processamento de papel) podem também ser utilizados. Também, a fonte de fibra pode ser obtida ou derivada a partir de resíduos humanos (por exemplo, esgoto), animal ou vegetal. Fontes de biomassa adicionais foram descritas em Nos. de Patente US 6,448,307, 6,258,876, 6,207,729, 5,973,035 e 5,952,105.
Uma variedade de agentes diferentes pode ser adicionalmente ao material antes, durante e/ou em seguida ao resfriamento do material. Agentes exemplares que podem ser adicionados incluem água (e, mais geralmente, qualquer outro composto que expanda ou contraia quando resfriado), agentes oxidantes, agentes redutores, ácidos, bases e materiais que se contraiam significativamente com o resfriamento. Em geral, agentes, tais como água, podem ser introduzidos em um ou mais dos componentes do material para causar a dilatação dos componentes quando hidratados. Por exemplo, quando o material, por exemplo, biomassa, é
22/30 resfriado, a água expande-se e/ou se contrai, criando tensões internas periódicas no material que podem levar à divagem de ligações dentro do material, por exemplo, entre a lignina e a celulose e/ou hemicelulose. Outros agentes que se submetem à sublimação (por exemplo, dióxido de carbono) podem também ser utilizados para produzir resultados semelhantes. Agentes que sublimam geralmente se submetem a mudanças significativas em volume molar em uma fase de transição. Tais agentes podem ser introduzidos no material para promover adicionalmente a separação de componentes no mesmo quando a expansão e/ou contração relativamente rápida do material ocorre como um resultado dos agentes adicionados.
Conforme notado acima, vários agentes químicos, tais como agentes oxidantes e/ou agentes redutores e/ou ácidos e/ou bases podem ser adicionados ao material. Vários agentes podem reagir com o material antes, durante e/ou após o resfriamento para assistir adicionalmente na alteração do material antes da formação e extração do produto. Em geral, certos componentes do material podem ser estáveis na presença de um agente, mas reativos na presença de outros agentes. Por exemplo, a celulose é estável a bases, mas é alterada por ácidos. Ao introduzir bases em um ou mais dos vários subsistemas de processamento, um ou mais componente(s) selecionado(s) do material, por exemplo, lignina, podem ser seletivamente alterados ou dissociados a partir de outro(s) componente(s), por exemplo, celulose e/ou hemicelulose, aumentando os rendimentos de produtos derivados do material. Agentes químicos podem ser adicionados aos vários subsistemas de processamento como líquidos, em soluções e/ou como gases. Em algumas modalidades, os agentes podem ser introduzidos na forma gasosa e podem ser condensados em líquidos conforme o material é resfriado.
Em certas modalidades, vários agentes oxidantes e/ou redutores químicos podem ser adicionados antes, durante e/ou após o resfriamento para promover a separação de pelo menos alguns dos componentes materiais através de reações químicas. O resfriamento isolado, ou juntamente com uma ou mais das técnicas de processamento descritas acima, pode ser utilizado para promover modificação, reestruturação e/ou dissociação, por exemplo, de lignina a partir da celulose e/ou hemicelulose. Essa modificação, reestruturação e/ou dissociação podem ser adicionalmente promovidas pela reação de celulose, hemicelulose e/ou lignina com agentes tais que os produtos de tais reações não re-associem tão
23/30 prontamente. Agentes oxidantes e redutores exemplares incluem ozônio, oxigênio, ar, amônia e uma ampla variedade de outros agentes.
OUTRAS MODALIDADES
Os métodos de resfriamento e processamento descritos aqui podem também ser utilizados para tratar outros tipos de materiais tais como materiais contendo hidrocarbonetos (por exemplo, materiais contendo petróleo). Vários tipos de materiais contendo petróleo - incluindo petróleos brutos pesado e leve, gás natural, areia betuminosa, xisto betuminoso, areia asfáltica, betume, carvão e/ou várias misturas de hidrocarbonetos - podem ser resfriados e processados utilizando os métodos descritos aqui para promover a separação de vários componentes do material, e para regular a temperatura durante os processos de refinamento, conversão e purificação, tais como a fratura, reforma (catalítica e não catalítica), destilação e conversão catalítica, a fim de aumentar a eficiência e reduzir o custo de tais processos.
Em algumas modalidades, os métodos descritos aqui podem ser utilizados para extrair e/ou separar materiais contendo hidrocarbonetos de materiais tais como areia betuminosa, xisto betuminoso e areia asfáltica. Os métodos podem ser utilizados, por exemplo, para separar materiais contendo petróleo de areia, pedra e outras matérias inorgânicas e orgânicas.
Nas seções a seguir, várias etapas de processamento de petróleo são discutidas; em geral, o resfriamento isolado, ou em combinação com algumas das técnicas de processamento descritas aqui, pode ser utilizado para aumentar a eficiência dessas várias etapas de processamento.
Petróleos brutos tipicamente incluem grandes números de espécies de hidrocarbonetos diferentes, variando a partir de hidrocarbonetos relativamente leves, voláteis, de peso molecular baixo, até frações pesadas, densas, altamente viscosas (por exemplo, petróleo bruto pesado, betume) de peso molecular alto. Os brutos pesados tipicamente contêm mais enxofre e/ou nitrogênio e/ou metais, em relação a brutos mais leves, mais doces, tais como “West Texas Intermediate”, que é comercializado no New York Mercantile Exchange. Em geral, brutos doces incluem quantias relativamente baixas de compostos contendo enxofre; os brutos ácidos incluem quantias maiores de compostos contendo enxofre. As refinarias simples são geralmente projetadas para lidar com brutos doces, enquanto refinarias de conversão profunda mais complexa são requeridas para o processamento de petróleos brutos pesados ácidos.
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O grande número de espécies de hidrocarbonetos diferentes (e outras) em petróleo bruto tipicamente estabelece um sistema de solubilidade coloidal relativamente equilibrado delicadamente. Quando certas propriedades do petróleo bruto são mudadas (por exemplo, temperatura, pressão e/ou composição), o equilíbrio de solubilidade pode ser desestabilizado, fazendo com que uma matéria-prima de petróleo bruto de fase única mude para uma mistura de componentes múltiplos e de fases múltiplas (que pode incluir uma ou mais fases gasosas, líquidas e sólidas). À temperatura e pressão ambientes, vários componentes de petróleo bruto estão em diferentes estados físicos. Por exemplo, hidrocarbonetos mais leves (por exemplo, metano, etano, propano, butano) são gases à temperatura e pressão ambiente. Os componentes de peso molecular intermediário (por exemplo, pentano, hexano, octano, gasolina, querosene e combustível diesel) são líquidos sob essas condições. Frações pesadas (por exemplo, asfalto, cera) são sólidas à temperatura e pressão padrões. Devido a essa variação de estados físicos, refinarias convencionais tipicamente processam petróleo bruto à temperaturas e/ou pressões elevadas para assegurar que a maior parte das (ou todas) frações de hidrocarboneto no bruto sejam líquidos ou gases.
O refinamento de petróleo bruto compreende processos que separam vários hidrocarbonetos e outros componentes no petróleo e, em alguns casos, convertem certos hidrocarbonetos em outras espécies de hidrocarbonetos através de re-disposição molecular (por exemplo, reações químicas que quebram ligações). Em algumas modalidades, uma primeira etapa no processo de refinamento é uma etapa de lavagem em água para remover componentes solúveis tais como sais a partir do petróleo bruto. Tipicamente, o petróleo bruto inclui um grande número de componentes diferentes com viscosidades diferentes; alguns componentes podem até mesmo serem sólidos à temperatura ambiente. Ao aquecer o petróleo bruto, a mistura de componente pode ser convertida em uma mistura que pode ser fluida a partir de um sistema de processamento para outro (e a partir de uma extremidade de um sistema de processamento para outra) durante o refinamento.
O bruto pré-aquecido é, então, enviado para uma torre de destilação, onde o fracionamento de vários componentes na mistura de petróleo bruto ocorre com aquecimento em uma coluna de destilação. A quantia de energia de aquecimento fornecida para a mistura de petróleo bruto no processo de destilação depende em parte da composição do óleo; em geral, no entanto, energia significativa é gasta no aquecimento do petróleo bruto durante a destilação, o resfriamento dos
25/30 destilados, pressurização da coluna de destilação e em outras de tais etapas. Dentro dos limites, certas refinarias são capazes de reconfiguração para lidar com matéria-prima e produtos de petróleo bruto diferentes. Em geral, no entanto, devido ao aparelho de refinamento relativamente especializado, a capacidade de refinarias de lidar com matérias-primas de petróleo bruto significativamente diferentes é restrita.
Em algumas modalidades, o pré-tratamento de matérias-primas de petróleo bruto utilizando métodos descritos aqui - incluindo uma ou mais etapas de resfriamento - pode melhorar a capacidade de um aparelho de refinamento de aceitar petróleos brutos tendo composições diferentes. Por exemplo, várias propriedades químicas e/ou físicas da mistura de petróleo bruto podem ser mudadas: componentes de pesos moleculares mais leves com viscosidades mais baixas podem ser produzidos a partir de compostos mais pesados com viscosidades maiores; e certos componentes podem ser isomerizados. Os isômeros recém-formados podem ter viscosidades mais baixas que os componentes a partir dos quais eles são formados. Os componentes de peso molecular mais baixo e/ou os isômeros com viscosidades mais baixas podem então ser introduzidos na refinaria, permitindo o processamento de matéria-prima de petróleo bruto enquanto pode não ser adequado para processar inicialmente.
Em geral, os vários componentes de destilação de petróleo bruto em diferentes variações de temperatura, correspondentes às diferentes alturas verticais em uma coluna de destilação. Tipicamente, por exemplo, uma coluna de destilação de refinaria incluirá fluxos de produto em um grande número de variações de entalhamento de temperatura diferentes, com os componentes de ponto de ebulição mais baixo (e, geralmente, de menor peso molecular) retirado a partir do topo da coluna, e os componentes de ponto de ebulição mais alto e peso molecular mais pesado retirado dos níveis mais baixos da coluna. Como um exemplo, destilados leves extraídos das regiões mais altas da coluna tipicamente incluem um ou mais dentre gasolina de aviação, gasolina de motor, naftas, querosene e petróleos refinados. Destilados intermediários, removidos da região mediana da coluna, podem incluir um ou mais óleo gasoso, combustível de fornalha pesado, e combustível diesel. Destilados pesados, que são geralmente extraídos a partir de níveis mais baixos da coluna, podem incluir um ou mais dentre óleo lubrificante, graxa, óleos pesados, cera e estoque de craqueamento. Resíduos remanescentes na destilaria podem incluir uma variedade de componentes de alta ebulição tais como óleo lubrificante, combustível, vaselina,
26/30 óleos de estrada, asfalto e coque. Certos outros produtos podem também ser extraídos da coluna, incluindo gás natural (que pode ser adicionalmente refinado e/ou processado para produzir componentes tais como combustível de aquecimento, gasolina natural, gás petróleo liquefeito, fuligem e outros petroquímicos), e vários subprodutos (incluindo, por exemplo, fertilizantes, amônia e ácido sulfúrico).
Geralmente, o tratamento de petróleo bruto e/ou componentes do mesmo utilizando os métodos descritos aqui podem ser utilizados para modificar pesos moleculares, estruturas químicas, viscosidades, solubilidades, densidades, pressões de vapor e outras propriedades físicas dos materiais tratados. Em geral, um grande número de protocolos de processamento diferentes pode ser implementado de acordo com a composição e as propriedades físicas da matériaprima.
Antes ou seguindo a destilação em uma refinaria, o petróleo bruto e/ou os componentes do mesmo podem se submeter a uma variedade de outros processos de refinamento para purificar componentes e/ou converter componentes em outros produtos.
(i) Craqueamento catalítico
O craqueamento catalítico é um processo de refinaria amplamente utilizado, no qual óleos pesados são expostos a calor e pressão na presença de um catalisador para promover o craqueamento (por exemplo, a conversão para produtos de peso molecular mais baixo). Originalmente, o craqueamento era obtido termicamente, mas o craqueamento catalítico vem substituindo grandemente o craqueamento térmico devido ao maior rendimento de gasolina (com octano maior) e um menor rendimento de óleo combustível pesado e gases leves. A maioria dos processos de craqueamento catalítico pode ser classificada como processos de leito móvel ou de leito fluidizado, com os processos de leito fluidizado sendo mais prevalecentes. O fluxo de processo é geralmente conforme segue. Uma matéria-prima de óleo quente é contatada com o catalisador em uma linha de tubo de subida de alimentação ou o reator. Durante a reação de craqueamento, a formação do coque na superfície do catalisador progressivamente desativa o catalisador. O catalisador e os vapores de hidrocarboneto se submetem à separação mecânica, e o óleo remanescente no catalisador é removido por extração a vapor. O catalisador então entra em um regenerador, onde é reativado ao queimar cuidadosamente os depósitos de coque no ar. Os vapores de hidrocarbonetos são direcionados para uma torre de
27/30 fracionamento para separação em vapores de produto em variações de ebulição particulares.
Unidades de craqueamento antigas (por exemplo, 1965 e antes) eram tipicamente projetadas com um leito catalisador fluidizado de fase densa discreto no receptáculo de reator, e operadas de modo que a maioria do craqueamento ocorria no leito de reator. A extensão do craqueamento era controlada pela variação da profundidade do leito de reator (por exemplo, tempo) e temperatura. A adoção de catalisadores de zeólito reativo levou a designs de reator moderno melhorado nos quais o reator é operado como um separador para separar o catalisador e os vapores de hidrocarbonetos, e o processo de craqueamento é controlado pela aceleração do catalisador regenerado para uma velocidade particular em um reator de tubo de subida antes de introduzi-lo no tubo de subida e injetar a matéria-prima no tubo de subida.
Os métodos descritos aqui podem ser utilizados antes, durante e/ou após o craqueamento catalítico tratar os componentes do petróleo bruto. Particularmente, os métodos descritos aqui podem ser utilizados para pré-tratar a matéria-prima antes da injeção no tubo de subida, para tratar os hidrocarbonetos (incluindo vapores de hidrocarbonetos) durante o craqueamento, e/ou para tratar os produtos do processo de craqueamento catalítico.
Os catalisadores de craqueamento tipicamente incluem materiais tais como aluminossilicatos naturais tratados com ácido, combinações de sílica-alumina sintética amorfa, e catalisadores de sílica-alumina sintética cristalina (por exemplo, zeólitos). Durante o processo de craqueamento catalítico, os componentes do petróleo bruto podem ser expostos a íons de um ou mais feixes de íons para aumentar a eficiência desses catalisadores. Por exemplo, os componentes de petróleo bruto podem ser expostos a um ou mais tipos diferentes de íons de metal para aumentar a atividade catalisadora pela participação em reações catalíticas. Alternativamente, ou adicionalmente, os componentes de petróleo bruto podem ser expostos a íons que removem tóxicos catalíticos típicos, tais como compostos de nitrogênio, ferro, níquel, vanádio e cobre, para assegurar que a eficiência do catalisador permaneça alta. Além disso, os íons podem reagir com o coque que se formam sobre superfícies de catalisador para remover o coque (por exemplo, pelos processos tais como pulverização catódica e/ou através de reações químicas), durante o craqueamento ou a regeneração catalítica.
(ii) Alquilação
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Na terminologia petrolífera, a alquilação refere-se à reação de olefinas de baixo peso molecular com uma isoparafina (por exemplo, isobutano) para formar isoparafinas de peso molecular mais alto. A alquilação pode ocorrer em alta temperatura e pressão sem catalisadores, mas implementações comerciais tipicamente incluem alquilação de baixa temperatura na presença de um catalisador de ácido sulfúrico ou ácido fluorídrico. Processos de ácido sulfúrico são geralmente mais sensíveis à temperatura que os processos baseados em ácido fluorídrico, e precaução é tomada para minimizar as reações de oxidaçãoredução que levam à formação de alcatrões e dióxido de enxofre. Em ambos os processos, o volume de ácido utilizado é tipicamente aproximadamente igual à carga de hidrocarboneto líquido, e o receptáculo de reação é pressurizado para manter os hidrocarbonetos e o ácido em um estado líquido. Os tempos de contato são geralmente a partir de cerca de 10 a 40 minutos, com agitação para promover o contato entre as fases de ácido e hidrocarbonetos. Se as concentrações de ácido caírem abaixo de 88% em peso de ácido sulfúrico ou ácido fluorídrico, a polimerização excessiva pode ocorrer nos produtos de reação. A utilização de grandes volumes de ácidos fortes torna os processos de alquilação caros e potencialmente danosos. Os métodos descritos aqui podem ser utilizados antes, durante e/ou após a alquilação para tratar componentes de petróleo bruto.
(iii) Reforma Catalítica e Isomerização
Em processos de reforma catalítica, as estruturas moleculares de hidrocarboneto são re-dispostas para formar aromáticos de octano maiores para a produção de gasolina; uma quantia relativamente minoritária de craqueamento ocorre. A reforma catalítica aumenta primariamente o octano de gasolina de motor.
Matérias-prima típicas para reformadores catalíticos são naftas pesadas de destilação direta e naftas pesadas de hidrocraqueamento, que incluem parafinas, olefinas, naftenos e aromáticos. Parafinas e naftenos se submetem a dois tipos de reação durante a conversão para componentes de octano maiores: ciclização e isomerização. Tipicamente, parafinas são isomerizadas e convertidas, em alguma medida, para naftenos. Naftenos são subsequentemente convertidos para aromáticos. Olefinas são saturadas para formar parafinas, que então reagem conforme acima. Os aromáticos permanecem essencialmente imutáveis.
Durante a reforma, as principais reações que levam à formação de aromáticos são a desidrogenação de naftenos e desidrociclização de parafinas. Os métodos descritos aqui podem ser utilizados antes, durante e/ou após a
29/30 reforma catalítica para tratar componentes de petróleo bruto. Os catalisadores utilizados em reforma catalítica geralmente incluem platina apoiada em uma base de alumina. O rênio pode ser combinado com platina para formar catalisadores mais estáveis que permitem diminuir a operação de pressão dos processos de reforma. Sem desejar se ater à teoria, acredita-se que a platina serve como um local de catalisação para reações de hidrogenação e desidrogenação, e alumina clorinada provê um local ácido para reações de isomerização, cicíização e hidrocraqueamento. Em geral, a atividade de catalisação é reduzida pela deposição de coque e/ou perda de cloridrato do apoio de alumina. A restauração da atividade de catalisação ocorre através de oxidação de alta temperatura do coque depositado, seguido de cloração do apoio.
(iv) Hidrocraqueamento catalítico
O hidrocraqueamento catalítico, um processo de contrapartida do craqueamento catalítico comum, é geralmente aplicado a componentes de petróleo bruto que são resistentes a craqueamento catalítico. Um craqueador catalítico tipicamente recebe como matéria-prima óleos gasosos atmosféricos e de vácuo parafínicos mais facilmente craqueados como estoques de carga. Hidrocraqueadores, em contraste, tipicamente recebem óleos de ciclo aromático e destilados de coque como matéria-prima. As pressões mais altas e a atmosfera de hidrogênio dos hidrocraqueadores tornam esses componentes relativamente mais fáceis de craquear.
Em geral, embora muitas reações químicas simultâneas diferentes ocorram em um hidrocraqueador catalítico, o mecanismo químico total é aquele do craqueamento catalítico com hidrogenação. Em geral, a reação de hidrogenação é exotérmica e provê calor às reações de craqueamento (tipicamente) endotérmicas; o excesso de calor é absorvido pelo gás hidrogênio frio injetado no hidrocraqueador. As reações de hidrocraqueamento são tipicamente executadas em temperaturas entre 287,7°C e 398,8°C, e em pressões entre 8275 e 15.200 kPa. A circulação de grandes quantidades de hidrogênio com a matéria-prima auxilia a reduzir a incrustação e regeneração de catalisador. A matéria-prima é tipicamente hidrotratada para remover o enxofre, compostos de nitrogênio e metais antes de entrar no primeiro estágio de hidrocraqueamento; cada um desses materiais pode agir como tóxicos para o catalisador de hidrocraqueamento.
A maioria dos catalisadores de hidrocraqueamento inclui uma mistura cristalina de sílica-alumina com uma pequena quantia distribuída de modo
30/30 relativamente uniforme de um ou mais metais terrestres raros (por exemplo, platina, paládio, tungstênio e níquel) contidos dentro da grade cristalina. Sem desejar se ater à teoria, acredita-se que a porção de sílica-alumina do catalisador provê atividade de craqueamento, e que os metais terrestres raros promovem hidrogenação. As temperaturas de reação são geralmente tomadas como diminuições de atividade de catalisação durante o hidrocraqueamento para manter a taxa de reação e a taxa de conversão de produto. A regeneração do catalisador é geralmente obtida pela queima de depósitos que se acumulam na superfície do catalisador. Os métodos descritos aqui podem ser utilizados antes, durante e/ou após o hidrocraqueamento catalítico para tratar componentes de petróleo bruto.
(v) Outros Processos
Uma variedade de outros processos que ocorrem durante o curso do refinamento de petróleo bruto também pode ser melhorada, ou suplantada, pelos métodos descritos aqui. Por exemplo, os métodos descritos aqui podem ser utilizados antes, durante e/ou após os processos de refinamento tais como cozimento, tratamentos térmicos (incluindo o craqueamento térmico), hidroprocessamento e a polimerização para melhorar a eficiência dos rendimentos totais e reduzir o resíduo gerado a partir de tais processos.
Por exemplo, os métodos e sistemas descritos aqui podem ser utilizados para fazer uma variedade de produtos diferentes ou produtos intermediários que podem ser adicionalmente processados em outros produtos. Por exemplo, qualquer um dos métodos de processamento mecânicos descritos pode ser utilizado para fazer os compostos de fibra de resina que incluem resinas tais como polietileno, polipropileno e/ou lignina.
Um número de modalidades foi descrito. No entanto, será compreendido que várias modificações podem ser feitas sem desviar do espírito e escopo da invenção. Consequentemente, outras modalidades estão dentro do escopo das reivindicações.

Claims (12)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:
    resfriar um material de biomassa celulósico e/ou lignocelulósico, em que o resfriamento compreende resfriar o material a uma temperatura abaixo do ponto quebradiço do material; e converter o material de biomassa celulósico e/ou lignocelulósico resfriado em um produto compreendendo um álcool utilizando um microrganismo e/ou enzima, em que o material de biomassa compreende celulose e converter o material resfriado compreende utilizar uma enzima para sacarificar a celulose, em que a lignina foi separada e removida do material lignocelulósico antes de sacarificar a celulose, e em que pelo menos um dentre o resfriamento e a conversão do material de biomassa é realizado utilizando uma unidade de processamento móvel.
  2. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que adicionalmente compreende a moagem ou fragmentação do material de biomassa antes que o material de biomassa seja resfriado, ou após resfriamento e antes da conversão.
  3. 3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o tratamento adicionalmente compreende a irradiação do material de biomassa.
  4. 4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o material de biomassa resfriado possui uma densidade aparente menor que 0,8 g/cm3
  5. 5. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a moagem ou fragmentação é desempenhada em um dispositivo de moagem à baixa temperatura ou trituração à baixa temperatura.
  6. 6. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o produto compreende etanol e/ou butanol.
  7. 7. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o método adicionalmente compreende a fermentação do produto de sacarificação para produzir o álcool.
  8. 8. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o resfriamento e/ou a conversão são desempenhados enquanto o material está em trânsito através de trem, navio, barca, caminhão-tanque ou caminhão.
  9. 9. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de processamento móvel é transportável por navio, barca, trem ou
    Petição 870190048847, de 24/05/2019, pág. 16/17
    2/2 caminhão.
  10. 10. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o material é resfriado abaixo da temperatura de transição vítrea de lignina ou hemicelulose.
    5
  11. 11. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o material é resfriado a uma temperatura de 126,8 °C (400 K) ou menos, opcionalmente, a uma temperatura menor ou igual à temperatura ambiente (19,8 °C (293 K)).
  12. 12. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo
    10 fato de que o material é resfriado a -196,1 °C (77 K) ou menos.
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