JP6655393B2 - 放射線から材料加工処理機器を保護する方法 - Google Patents

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Description

本出願は、以下の同時係属仮出願の完全な開示を参照により組み込まれる：共に２０１２年１０月１０日に出願されたＵＳＳＮ６１／７１１，８０１号およびＵＳＳＮ６１／７１１，８０７号、２０１３年３月８日に出願された同時係属仮出願：ＵＳＳＮ６１／７７４，６８４号、ＵＳＳＮ６１／７７４，７７３号、ＵＳＳＮ６１／７７４，７３１号、ＵＳＳＮ６１／７７４，７３５号、ＵＳＳＮ６１／７７４，７４０号、ＵＳＳＮ６１／７７４，７４４号、ＵＳＳＮ６１／７７４，７４６号、ＵＳＳＮ６１／７７４，７５０号、ＵＳＳＮ６１／７７４，７５２号、ＵＳＳＮ６１／７７４，７５４号、ＵＳＳＮ６１／７７４，７７５号、ＵＳＳＮ６１／７７４，７８０号、ＵＳＳＮ６１／７７４，７６１号、ＵＳＳＮ６１／７７４，７２３号、および２０１３年３月１５日に出願されたＵＳＳＮ６１／７９３，３３６号。
多くの可能性のあるリグノセルロース供給原料が今日入手可能であり、２〜３例を挙げると、農業残渣、木質バイオマス、自治体廃棄物、油料種子／ケーキおよび海藻が挙げられる。現在のところ、これらの材料は、十分に活用されておらず、例えば、動物飼料、バイオコンポスト材料として使用されるか、コジェネレーション施設で燃やされるか、または埋め立てられる。
リグノセルロースバイオマスは、リグニンにより囲まれた、ヘミセルロースマトリクス中に埋め込まれた結晶セルロース繊維を含む。これは、酵素および他の化学、生化学および／または生物学的プロセスによりアクセスするのが困難なコンパクトなマトリクスを生成する。セルロースバイオマス材料（例えば、リグニンが取り出されたバイオマス材料）は酵素および他の変換プロセスにより利用しやすいが、例えそうであっても、天然起源のセルロース材料はしばしば、加水分解酵素と接触させても（理論的収率に比べて）収率が低い。リグノセルロースバイオマスは、酵素攻撃に対してよりいっそう不応性である。さらに、各型のリグノセルロースバイオマスはそれ固有の組成のセルロース、ヘミセルロースおよびリグニンを有する。
本発明は、材料、例えば、バイオマス材料から生成物を生成するために使用されるシステム、方法および加工処理機器に関する。一般に、本方法は、ボールト内の１個以上のコンベヤーを使用して材料を運搬し、その後、減少した難分解性材料を例えば、エタノール、キシリトールおよび他の生成物に生化学的および化学的に加工処理しながら、電子ビームで難分解性バイオマスを処理することを含む。ボールト内の放射線は、ボールト内の加工処理機器へ損傷を与え得るか、または加工処理機器も低下させ得る反応性ガス、例えば、オゾンを作成し得る。この損傷により、機器の故障によるハザードが提示されるだけでなく、故障時間および必要な修理により費用がかかり得る。この損傷の軽減は、放射線不透明性であり、構成要素および／もしくは機器に対して不活性であるガスでパージすることができる機器筐体内に機器ならびに／または加工処理機器の構成要素を封入することによって達成することができる。
一態様において、本発明は、バイオマスの照射に必要とされ得る加工処理機器、例えば、材料（例えば、バイオマス）加工処理機器、バイオマス加工処理機器、および他の補助機器を保護する方法に関する。加工処理機器は、例えば、電子ビームおよび特にバイオマスの移動を促進させるコンベヤーに必要な関連機器の下にバイオマス材料を運搬するための振動コンベヤーを含むことができる。これは、コンベヤーに振動を提供する機器を含む。補助コンベヤーの部品は、運搬に必要な部品の全てと、必要に応じて、コンベヤーの振動部品とを含む。本方法は、機器筐体にガスでパージしながら、実質的に放射線不透明性機器筐体（例えば、鉛を含む材料）に振動コンベヤーのモーター構成要素を封入することを含む。本方法は、機器筐体がない場合に生じる放射線曝露と比較して、放射線へのモーターの曝露を低減することができる。例えば、モーターへの放射線曝露は、少なくとも１０％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも５０％、少なくとも７０％またはそれ以上（例えば、少なくとも９０％）低減することができる。
場合によっては、本方法で使用されるガスは、例えば、空気、酸素低減空気、不活性ガス、窒素、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素、およびこれらの混合物を含むことができる。必要に応じて、機器筐体内のガスは、少なくとも１０分の交換時間（例えば、５分に１回、１分に１回、３０秒に１回）で交換される。
場合によっては、本方法は、さらに、機器筐体を移動させること、例えば、モーターにアクセスし、機器筐体を配置し、かつ／または機器筐体を調整することを含む。この機器筐体は、移動可能になるように（例えば、車輪、レール、スライダーに搭載されるように）構成することができる。必要に応じて、本方法は、使用中に振動コンベヤーの構成要素の振動に対応するために、機器筐体と振動コンベヤーとの間に隙間を提供すること、かつ／または機器筐体から生じる空気流のための経路を提供することを含む。
いくつかの他の場合では、本方法は、ボールト内にバイオマス加工処理機器を配置することを含む。例えば、本方法は、振動コンベヤーがボールト内に配置される方法を含み得る。加えて、および必要に応じて、本方法は、ボールトが照射機器を含む方法を含むことができる。必要に応じて、例えば、機器筐体をパージするために使用されるガスが、ボールト内部から提供される。例えば、ボールト内部から提供されるガスは、機器筐体にパージされる前に、（例えば、オゾンを除去し、かつ／またはオゾンを破壊するために）濾過または処理することができる。
別の態様では、本発明は、モーター、例えば、振動コンベヤーのモーターを保護するためのシステムに関する。このシステムは、平面構造に搭載されるモーター構成要素を有する振動コンベヤーおよびモーターの上に配置されるように構成される実質的に放射線不透明性の機器筐体を含むことができる。機器筐体が所定の位置にある場合は、機器筐体と平面構造との間に円周方向の隙間を提供するように、機器筐体の開放端が寸法決めされている。必要に応じて、この隙間は、ストップ、溝、スペーサーおよび／または留め具を使用して、コンベヤーに対して機器筐体を固定することによって維持される。このシステムは、さらに、機器筐体にパージガスを流すために構成される導管を含むことができる。必要に応じて、このシステムは、例えば、機器筐体に取り付けられた車輪、機器筐体をスライドさせるためのトラック、機器筐体の下方に配置された（例えば、地面に付着した）車輪、スライダー（例えば、スライドレール）、リニアガイドおよびこれらの組み合わせを含む構成要素上の位置の内外に機器筐体を移動させるための機器を含む。モーター構成要素には、モーター、支持構造、導管、配管、電気構成要素が含まれる。これは、筐体を移動するのに必要な機器を含むことができる。
さらに別の態様では、本発明は、バイオマス加工処理機器を保護する方法に関する。本方法は、電子ビーム下などの放射場を通って、振動コンベヤー上でバイオマス材料、例えば、リグノセルロース材料などの材料を運搬することを含む。本方法はさらに、モーター構成要素、例えば、実質的に放射線不透明性の機器筐体内のコンベヤー、例えば、振動コンベヤーのモーター構成要素を含む。さらなる保護のために、この機器筐体は、ガス、例えば、空気、窒素、またはこれらの組み合わせでパージすることができる。
記載の機器筐体は、材料の放射線加工処理に利用される加工処理機器／構成要素を保護するのに有効である。この機器筐体は、雰囲気制御が容易にできる、例えば、オゾンを含まない空気および／もしくは他の不活性ガスを交換または排気することができる体積も提供する。この機器筐体は、構築が容易で、放射線による加工処理機器の偶発的、突発的および／または意図的でない分解に対して耐久性があり、経済的な解決策を提示することができる。
発明の実行は任意で下記の要約された特徴の１つ以上を含む。いくつかの実行では、選択された特徴は任意の順序で適用または利用することができ、一方、他の実行では、特定の選択された順番が適用または利用される。個々の特徴は、２回以上、任意の順番で適用または利用することができる。加えて、適用または利用される特徴の全順番、または順番の一部は、１回または繰り返し任意の順序で適用または利用することができる。いくつかの任意の実行では、特徴は異なる、または適用可能であれば同じ、設定または変動された、当業者により決定される量的または質的パラメータを用いて適用または利用することができる。例えば、特徴のパラメータ、例えばサイズ、個々の寸法（例えば、長さ、幅、高さ）、位置、程度（例えば、不応性の程度などの程度）、持続期間、使用頻度、密度、濃度、強度および速度は、適用可能であれば当業者により決定されるように、変動または設定させることができる
特徴には、例えば、空気であり得るガスで筐体をパージしながら、例えば、材料加工処理機器を保護し、電子ビーム下でコンベヤー上でバイオマス材料を運搬し、かつ放射線不透明性機器筐体にコンベヤーのモーター構成要素を封入するための方法が含まれる。機器筐体内のガスは、１０分ごとに一回未満の割合で交換される。機器筐体をパージするのに用いられるガスは、空気、酸素低減空気、窒素、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素、およびそれらの混合物であってよい。
バイオマスを運搬するためのコンベヤーは、一般的に、ボールト内にある。照射機器もボールト内にあり得る。機器筐体をパージするのに用いられるガスは、ボールト内部から生じ、機器筐体にそれを使用する前に濾過することができる。ガスのろ過は、オゾンの除去を含んでもよい。機器筐体にパージガスを流すように構成された導管もある。コンベヤーは、振動コンベヤーであり得る。
機器筐体は、振動モーターなどのモーターにアクセス可能であるように移動可能である。機器筐体およびコンベヤーは、コンベヤーが振動コンベヤーである場合に、構成要素の動きに適応するように構成されており、機器筐体と振動コンベヤー機器、特にモーターとの間に隙間が存在し得る。モーター構成要素を有する振動コンベヤーは、機器筐体がモーター機器を保護する位置にある場合に、構造と機器筐体との間に設けられた隙間があるような構造上に搭載されている。この隙間は、ストップ、溝、スペーサーまたは留め具を使用して、コンベヤーに対して機器筐体を固定することによって維持される。加えて、機器は、コンベヤー構成要素上の位置の内外に機器筐体を移動させるために設けられている。機器筐体を移動させるための機器は、車輪、トラック、スライドレール、リニアガイドおよびそれらの組み合わせであり得る。
機器筐体は、機器筐体がない場合と比較した時に、コンベヤー機器が得る放射線曝露量を少なくとも１０％低減することができる。あるいは、放射線曝露の低減は、少なくとも２０％、必要に応じて少なくとも３０％、またはさらに必要に応じて少なくとも５０％、さらに少なくとも７０％、あるいは少なくとも９０％の放射線曝露の低減であり得る。
本発明の他の特徴および利点は、下記詳細な説明および特許請求の範囲から明らかになるであろう。
前述のことは、添付の図面に示すように、以下の本発明の例示的な実施形態のより具体的な説明から明らかになるであろう。これらの図面は、必ずしも縮尺通りではなく、むしろ本発明の実施形態を説明することに重点が置かれている。
バイオマスコンベヤーの構成要素を保護するための筐体を示すボールトの斜視切欠図である。 図２Ａは、コンベヤーのモーター構成要素を保護するための機器筐体を含む振動コンベヤーの斜視図である。図２Ｂおよび図２Ｃは、機器筐体の詳細な斜視図である。 図３Ａは導管の斜視図である。図３Ｂは導管の軸方向断面図である。図３Ｃは、図３Ａの線３Ｃ〜３Ｃに沿った導管の半径方向断面図である。
本明細書に記載の方法およびシステムを使用して、例えば、バイオマス（例えば、植物バイオマス、動物バイオマス、紙、および自治体廃棄物系バイオマス）から供給することができ、容易に入手できるが、加工処理が困難である場合が多いセルロース系およびリグノセルロース系供給原材料は、有用な生成物（例えば、キシロースおよびグルコースなどの糖類、ならびにエタノールおよびブタノールなどのアルコール類）に変換することができる。加工処理機器および／または加工処理機器の構成要素が、放射線不透明性機器筐体内に封入されている中で、放射線でバイオマスを処理するための方法およびシステムが含まれる。好ましい実行では、この機器筐体は、構成要素および／または機器に不活性なガスでパージされる。
糖溶液およびそれに由来する生成物を製造するための多くのプロセスについて、本明細書に記載する。これらのプロセスは、例えば、必要に応じて、セルロース系および／またはリグノセルロース系原料を機械的に処理することを含んでもよい。この処理の前および／または後に、原料は、別の物理的処理、例えば、照射、蒸気爆発、熱分解、超音波処理および／もしくは酸化で処理して、その難分解性物質を低減またはさらに低減することができる。糖溶液は、例えば、１種類以上の酵素の添加により原料を糖化することによって形成される。生成物は、例えば、アルコールへの発酵により、糖溶液から生じ得る。さらなる加工処理は、例えば、蒸留によって溶液を精製することを含み得る。必要であれば、例えば、２０１１年２月１１日に出願された米国出願第１２／７０４，５１９号（この完全な開示は参照により本明細書に組み込まれる）に記載されているように、リグニン量を測定する工程およびこの測定値に基づいてプロセスパラメータ（例えば、照射線量）を設定または調整する工程は、プロセスの様々な段階で実施することができる。
難分解性物質を低減する処理工程は高エネルギープロセスであり得るので、この処理は、エネルギーおよび／もしくは有害で有り得るエネルギープロセスから生じる生成物の一部を含むボールトならびに／またはバンカー内で行うことができる。例えば、ボールトは、熱エネルギー、電気エネルギー（例えば、高電圧、放電）、放射エネルギー（例えば、Ｘ線、加速粒子、ガンマ線、紫外線の照射）、爆発エネルギー（例えば、衝撃波、発射体、爆風）、ガス（例えば、オゾン、水蒸気、窒素酸化物および／または揮発性有機化合物）、ならびにこれらの組み合わせを含むように構成することができる。ボールト内のこの封じ込めは、ボールトの外の人々および機器を保護するが、ボールト内の機器は、エネルギーおよび／またはエネルギープロセスから生じる生成物に曝される。場合によって、ボールトによるこの封じ込めは、ガス（例えば、オゾン、水蒸気、窒素酸化物および／または揮発性有機化合物）を消散させないことによって、もしくは放射線のための反射面を提供することによって悪影響を及ぼし得るか、ボールトが爆発による衝撃波を反射面に提供し得るか、または筐体がボールト内の温度を上昇させる絶縁を提供し得る。したがって、運転中のボールトの内部は悪環境であり得る。人間への危険は、運転中にボールト内に誰もいないことを確実にすることによって軽減される。機器への危険は、ボールトおよび／またはバンカー内の保護筐体に機器または機器の構成要素を封入することによって軽減することができる。
難分解性物質を低減するための処理法が、例えば、電離放射線による供給原料の照射を含む場合には、ボールト内の機器の意図的でない照射が生じ得る。例えば、材料に衝突する電子ビームは、それらのエネルギーに応じてイオン化することもできる「制動」放射（「ｂｒｅａｋｉｎｇ」 ｒａｄｉａｔｉｏｎ）（制動放射（Ｂｒｅｍｓｓｔｒａｈｌｕｎｇ））を介してＸ線を作り出すことができる。例えば、金属（例えば、ステンレス鋼）からなるコンベヤー表面上のバイオマス供給原料の照射は、特に電子が金属表面に衝突する場合に、Ｘ線を作り出す。バイオマスが存在しないか、またはコンベヤー面を覆うほど十分な量のバイオマスがない場合のＸ線の生成は、例えば、起動時、シャットダウン時、またはプロセスが正常パラメータ外で動作している時に、特に強い。
加えて、電子ビームは、酸素（例えば、空気中に存在する酸素）の照射によってオゾンを生成することができる。オゾンは、酸化還元電位がそれぞれ１.７７Ｖ、１.６７Ｖ、１.３６Ｖおよび０.９４Ｖである過酸化水素、過マンガン酸塩、塩素ガスおよび次亜塩素酸などの他の既知の強力な酸化剤よりも（標準水素電極に対して）２.０７Ｖ高い酸化還元電位を有する強力な酸化剤である。したがって、材料、例えば、有機材料は、電離放射線およびオゾンによる酸化により分解を受けやすい。例えば、材料は、鎖切断、架橋結合、酸化および加熱により分解することができる。加えて、金属成分はオゾンによる酸化および分解を受けやすく、例えば、それらを腐食させる／穴を開けるか、かつ／または錆びさせる。
したがって、ポリマーおよび（例えば、おそらく耐食性または貴金属類を除く）いくつかの金属を含む機器が損傷を受け得る。例えば、損傷は、例えば、駆動モーターと振動コンベヤーの偏心フライホイールとの間の結合として、有機材料、例えば、機器に使用されるものを含むベルトに生じ得る（振動コンベヤーは、２０１２年１０月１０日に出願された米国仮出願第６１／７１１，８０７号（そこに記載されている開示全体は、参照により本明細書に組み込まれる）に記載されている）。オゾンおよび放射線による損傷を受けやすいシステムおよび／またはモーター構成要素には、例えば、ホイール、ベアリング、スプリング、衝撃吸収材、ソレノイド、アクチュエータ、スイッチ、ギヤ、車軸、ワッシャー、接着剤、留め具、ボルト、ナット、ねじ、ブラケット、フレーム、滑車、カバー、防振部材、スライダー、フィルター、通気孔、ピストン、ファン、ファンブレード、ワイヤー、ワイヤー被覆材料、バルブ、ドライブシャフト、コンピュータチップ、マイクロプロセッサ、回路基板およびケーブルが含まれる。電離放射線およびオゾンによって分解され得るいくつかの有機材料は、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂を含む。例えば、損傷を受けやすい有機材料には、フェノール樹脂（例えば、ベークライト）、フッ素化炭化水素（例えば、テフロン（登録商標））、熱可塑性樹脂、ポリアミド類、ポリエステル類、ポリウレタン類、ゴム類（例えば、ブチルゴム、塩素化ポリエチレン、ポリノルボルネン）、ポリエーテル類、ポリエチレン（直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン）、ポリスチレン類、ポリビニル類（例えば、ポリ塩化ビニル）、セルロース誘導体類、アミノ樹脂類（例えば、尿素ホルムアルデヒド）、ポリアミン類、ポリウレタン類、ポリアミド類、アクリル類（例えば、メチルメタクリレート）、アセタール類（例えば、ポリオキシメチレン）、滑剤（例えば、油類およびゲル類）、ポリシロキサン類ならびにこれらの組み合わせが含まれる。
本明細書に記載の上記の材料もしくは他の材料または機器を含むことができる機器を保護するために、本発明は、材料を封入すること、かつ／または放射線不透明材料を用いて放射線から材料をシールドすることを含む。いくつかの実行では、放射線不透明材料は、多くの材料に侵入することができる高いエネルギー（短波長）を有するＸ線から構成要素をシールドすることができるように選択される。放射線シールド筐体を設計する際の１つの重要な因子は、使用される材料の減衰長であり、これは特定の材料、材料のブレンド、または層状構造に対し要求される厚さを決定する。減衰長は放射線が入射放射線のおよそ１／ｅ（ｅ＝オイラー数）倍まで低減される侵入距離である。十分厚ければ、事実上全ての材料は放射線不透明であるが、高い組成パーセンテージ（例えば、密度）の、高いＺ値（原子番号）を有する元素を含む材料は、より短い放射線減衰長を有し、よって、そのような材料が使用される場合、より薄く、軽いシールドが提供され得る。放射線シールドにおいて使用される高いＺ値材料の例は、タンタルおよび鉛である。放射線シールドにおける別の重要なパラメータは、半減距離であり、これは、γ線強度を５０％だけ低減させる特定の材料の厚さである。一例として、０．１ＭｅＶのエネルギーを有するＸ線放射線に対しては、半減厚さは、コンクリートでは約１５．１ｍｍ、鉛では約０．２７ｍｍであり、一方、１ＭｅＶのＸ線エネルギーを用いると、半減厚さはコンクリートでは約４４．４５ｍｍ、および鉛では約７．９ｍｍである。放射線不透明材料は、もう一方の側まで通過する放射線を低減させることができる限り、厚い、または薄い材料とすることができる。よって、例えば、軽量のために、またはサイズの制約のために、特定の筐体が低い壁厚を有することが望ましい場合、選択される材料はその半減長が筐体の所望の壁厚より小さい、またはこれに等しくなるように、十分なＺ値および／または減衰長を有しなければならない。
場合によって、放射線不透明材料は、例えば、良好なシールドを提供するためのより高いＺ値材料の層を有する層状材料、および他の特性（例えば、構造統合性、耐衝撃性、など）を提供するためのより低いＺ値材料の層を有する層状材料であってよい。場合によっては、層状材料は「段階的Ｚ（ｇｒａｄｅｄ−Ｚ）」積層物であってもよく、例えば、層が高いＺから連続的により低いＺ元素の勾配を提供する積層物が含まれる。
放射線不透明材料は、その材料で形成された構造（例えば、壁、ドア、天井、筐体、一連のこれらまたはこれらの組み合わせ）の放射線通過を、入射放射線と比べて少なくとも約１０％、（例えば、少なくとも約２０％、少なくとも約３０％、少なくとも約４０％、少なくとも約５０％、少なくとも約６０％、少なくとも約７０％、少なくとも約８０％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％、少なくとも約９６％、少なくとも約９７％、少なくとも約９８％、少なくとも約９９％、少なくとも約９９．９％、少なくとも約９９．９９％、少なくとも約９９．９９９％）だけ低減させることができる。よって、放射線不透明材料で製造された機器筐体は、機器／システム／構成要素の曝露を同じ量だけ低減させることができる。放射線不透明材料はステンレス鋼、２５を超えるＺ値を有する金属（例えば、鉛、鉄）、コンクリート、泥、砂およびそれらの組み合わせを含むことができる。放射線不透明材料は入射放射線の方向に、少なくとも約１ｍｍ（例えば、５ｍｍ、１０ｍｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、１００ｃｍ、１ｍ、１０ｍ）のバリアを含むことができる。
放射線不透明性として選択される材料は、それらの他の機能に基づいて、それらの放射線減衰特性と共に選択することができる。例えば、重天井および／または機器を支持することができ、めったに移動させる必要がないボールトの壁は、コンクリートで構築することができる。ボールトへのドアは、好ましくは、比較的薄く、軽く、かつ開閉が容易であるように（例えば、ヒンジ付きまたはトラック上に）作られてもよく、鉄および鉛を含む層で作られていてもよい。好ましくは、本明細書に記載のシステム／機器／構成要素のための筐体は、比較的小さく、移動可動である必要がある。例えば、それらは、小さなフォークリフト、電動式滑車などの軽量機器によるか、または人による手動で移動可能でなければならない。したがって、重量は、約２０００ｋｇ未満（例えば、約１０００ｋｇ未満、約９００ｋｇ未満、約８００ｋｇ未満、約７００ｋｇ未満、約６００ｋｇ未満、約５００ｋｇ未満、約４００ｋｇ未満、約３００ｋｇ未満、約２００ｋｇ未満、約１００ｋｇ未満、約５０ｋｇ未満、約２５ｋｇ未満）でなければならない。この構造は、２５を超えるＺ値を有する鉛、ステンレス鋼および他の金属を含み得る。筐体は、材料、例えば、鉛およびステンレス鋼の積層を含み得、鉛は放射線防護を提供することができ、ステンレス鋼は優れた構造特性を提供することができる。
場合によって、筐体は、容易に移動および／または除去されるように取り付けられている。例えば、筐体は、車輪（例えば、キャスター）、レール、滑車および／またはヒンジ上に取り付けるか、かつ／またはつるすことができる。筐体は分割することもでき、パーティションは、封入される機器／システム／構成要素の周りから組み立てられるか、または分解され得る。筐体の一部は、封入されるシステム／機器／構成要素と統合することができる。例えば、機器は、保護板上に取り付けられ、筐体と嵌合するように構成されてもよい。筐体は、例えば、フック、ねじ、ボルト、ストラップ、スナップ、および／または他の留め具によって機器に固定することができる。
１種以上の筐体は、構成要素、例えば、外側の（またはいくつかの外側の）筐体（複数可）に囲まれた内側の筐体に使用することができる。筐体は、任意の形状のものであり得、湾曲した、平坦な、粗い、滑らかな、球状および／または角度が付けられている壁を含むことができる。筐体は、管とダクトを含むことができる。筐体は、例えば、より大きな筐体を作るためか、または筐体の異なる部分を形成するために、組み合わせて構成することができる（例えば、パイプは、機器の一部を封入することができ、ボックスは、機器の第２の部分を封入することができる）。
上述のような金属および有機物を含む機器をオゾンから保護するために、機器の筐体は、オゾンを含まない流動ガスによってパージされるように構成されるか、または照射プロセス中に存在する場合よりも少ないオゾンを有する。このパージは、保護すべきアイテムの周りを容易に密封することができない場合、例えば、振動コンベヤーのモーターなどの移動および／または振動している機器の場合に特に有用である。この場合、機器筐体内のパージガスの存在は、特に密閉されていない機器筐体に入ることができる他のガス（例えば、オゾン）または微粒子の侵入を排除する。いくつかの実行では、各筐体は、パージガスが入ることを可能にするための１つ以上の入口およびパージガスが出るための１つ以上の出口を有する。パージガスは、照射機器を含むボールトの外部から供給することができ、例えば、大気中の空気、タンクからの空気、窒素、アルゴン、ヘリウムまたはこれらの組み合わせであり得る。ボールトの空気が利用される場合、好ましくは、空気は処理される、例えば、（例えば、活性炭フィルターを含む）オゾンを減らすフィルターを通って濾過されるべきだが、パージガスは、必要に応じて、ボールト内部から供給され得る。空気の流れは、筐体の外側に存在する全てのオゾンが筐体に侵入するのを防ぐのに十分であるべきである。例えば、筐体内の交換速度（筐体に入る空気および筐体から出る空気の量が、筐体の全体積と等しくなるまでの時間）は、例えば、約１０分未満（例えば、９分未満、８分未満、約７分未満、約６分未満、約５分未満、約４分未満、約３分未満、約２分未満、約１分未満、約３０秒未満、約１０秒未満、約１秒未満）である。あるいは、またはさらに、筐体の内部の圧力は、外部より、例えば、少なくとも約０.０００１％（例えば、少なくとも約０.００１％、少なくとも約０.０１％、少なくとも約０.１％、少なくとも約１％、少なくとも約１０％、少なくとも約５０％、少なくとも約１００％）わずかに高くすることができる。あるいは、またはさらに、筐体の出口（複数可）におけるパージガスの平均フラックスは、少なくとも０.１ｍＬ／ｃｍ２／秒（例えば、少なくとも約０.５ｍＬ／ｃｍ２／秒、少なくとも約１.０ｍＬ／ｃｍ２／秒、少なくとも約２.０ｍＬ／ｃｍ２／秒、少なくとも約５.０ｍＬ／ｃｍ２／秒、少なくとも約１０ｍＬ／ｃｍ２／秒、少なくとも約２０ｍＬ／ｃｍ２／秒、少なくとも約３０ｍＬ／ｃｍ２／秒、少なくとも約４０ｍＬ／ｃｍ２／秒、少なくとも約５０ｍＬ／ｃｍ２／秒、少なくとも約６０ｍＬ／ｃｍ２／秒、少なくとも約７０ｍＬ／ｃｍ２／秒、少なくとも約８０ｍＬ／ｃｍ２／秒、少なくとも約９０ｍＬ／ｃｍ２／秒、少なくとも約１００ｍＬ／ｃｍ２／秒）である。
いくつかの実施形態では、パージガスは冷却ガスであり得、例えば、その流れはモーター構成要素を冷却する。例えば、このガスは、筐体に送られる前に冷却され得るか、または冷却源（例えば、吹き出す液体窒素）に由来し得る。
本発明の実施形態を、コンベヤーの機械構成要素を保護する筐体を有するボールトの斜視図である図１を参照して示す。ボールト内部がより明確に見えるように、天井／屋根はこの図には示されていない。ボックス１１２および１１４は、第１のコンベヤー１１６の隣に位置している。ボックス１２２および１２４は、第２のコンベヤー１２６の隣に位置している。電気ケーブルおよび／またはボックスへのガス（例えば、空気、窒素）のための導管も、天井から下方に延びる管１１８、１２０、１２８および１３０として示す。管１１８、１２０、１２８および１３０は、天井を通過する。ボックスおよび導管は、放射線不透明材料で構成され、ボックス内部の構成要素（例えば、コンベヤーを駆動するモーターおよび関連ベルト）を放射線から保護しており、機器／システムおよび／または構成要素を保護するための筐体の両方の例である。
使用時には、バイオマスは、天井を通過する管（図示せず）によってボールトの外部に接続された落下口１４０を通ってボールト内および第１のコンベヤー上に運搬される。バイオマスは、矢印で示す方向に移動し、第２のコンベヤー上に落下する。第２のコンベヤーは、走査ホーン１４２の下にバイオマス運搬する。走査ホーンは、天井を通って、高真空電子管路１４４および電子加速器１４６に接続される。電子加速器および電源１４８は、ボールトの屋根によって支持されている。ボールト内の雰囲気は、プロセス中に大気中の酸素の電子ビーム照射により上昇したレベルのオゾンを含む。ボールト雰囲気よりもオゾンが少ない流体でそれぞれの導管を通るボックスをパージすることにより、コンベヤー機械構成要素の近傍のオゾンが低減される。流体は、例えば、大気、窒素、水素、ヘリウム、オゾンレベルを低減するために処理されたボールト空気およびこれらの混合物であり得る。筐体をパージするのに用いられる空気が、オゾンを減少させるために処理されたボールト空気である場合には、パージガス用の導管は、屋根を通過する必要がなく、オゾンを含んだ空気を除去し、オゾンを含まない空気を（筐体内に）送り込むためのポンプおよびフィルター（例えば、オゾンフィルター）を含むシステムの一部であり得る。
図２Ａは、機械構成要素を覆うためのボックス１１４および１１２を有する振動コンベヤー１１６の図である。車輪、例えば、２２２および２２４を通ってレール２１２および２１４上に取り付けられているボックスを示す。これらのボックスは、双頭矢印によって示される方向にレール上を移動することができる。この図では、ボックスは、モーター構成要素２３２を示すコンベヤーから離れて移動する。電気および／またはガスパージのための導管は、コンベヤーに取り付けられた１１８および１２０として示されている。コンベヤーが動作している時、ボックスは、モーター構成要素を封入するプレート２５０および２５１の近くに押される。コンベヤーが動作している時に、ボックスの端に対してコンベヤー（および取り付け板）の振動によって生じる摩擦が摩耗および発熱を引き起こすので、好ましくは、ボックスの端２５８は、プレートに接触していない。Ｘ線は、電子ビームが材料、特に、その上にバイオマスを有していないコンベヤーなどの金属の表面に当たる時に形成されるＸ線に対して任意の位置で示されている。加えて、ボックスの端とプレートとの間の隙間は、機器筐体をパージすることができるように機器筐体から出る流路を提供する。例えば、端とプレートとの間の隙間の平均値は、好ましくは、１ｍｍ〜６０ｍｍ（例えば、約１〜５ｍｍ、１〜１０ｍｍ、１〜２０ｍｍ、１〜３０ｍｍ、１〜４０ｍｍ、２〜１０ｍｍ、２〜２０ｍｍ、２〜３０ｍｍ、２〜４０ｍｍ、２〜５０ｍｍ、３〜１０ｍｍ、３〜２０ｍｍ、３〜３０ｍｍ、３〜４０ｍｍ、３〜５０ｍｍ、４〜１０ｍｍ、４〜２０ｍｍ、４〜３０ｍｍ、４〜４０ｍｍ、４〜５０ｍｍ、５〜１０ｍｍ、５〜２０ｍｍ、５〜３０ｍｍ、５〜４０ｍｍ、５〜５０ｍｍ、１０〜２０ｍｍ、１０〜３０ｍｍ、１０〜４０ｍｍ）である。スロット２５２および２５４は、ボックスおよびプレートが、プレート／導管とボックスとの間に（例えば、プレートとボックス端との間の隙間と類似した）最小限の隙間のみを有する機器筐体を形成することができるように、それぞれ、導管１１８および１２０を収容できる。
図２Ｂは、振動コンベヤー構成要素、例えば、モーター構成要素を受け入れるための開口部２５８の端を示す斜視図の中のボックス１１４のクローズアップ図である。レール２１２は、レール上の所望の位置にボックスを固定することができるストップ２４２および２４４を有する。
図２Ｃは、箱の別の斜視図である。ボックスは、それらが移動する必要がある時に、ボックスを把持するのに有用であり得るハンドル２６２および２６４を含む。
他の実施形態では、機器筐体と振動コンベヤーとの間の隙間は、上記に開示したもの以外の方法により維持することができる。例えば、機器筐体は、機器筐体のフットプリントを受け入れるように構成された窪みに配置することができる。可動ストップは、例えば、摩擦または留め具（例えば、ピン、ボルト）によって床に固定され、機器筐体の位置を保つことができる。機器筐体は、窪みにはまるか、またはストップに対して設置されるキャスターを有することができる。磁気ストップを利用することもできる。いくつかの実施形態では、ボックスは、所望の位置の構造（例えば、リッジ構造、鉄骨、梁、壁の窪み、ケーブル、これらの組み合わせ）によって、天井または壁から吊り下げることができる。機器筐体は、スペーサーおよび留め具を使用して、隙間を残しながら、振動子上に取り付けることができる。場合によって、機器筐体は、コンベヤーの一部として含めることができ、例えば、それらは、放射線不透明材料で作られ、ガスでパージするための注入口および通気口を有するモーターのためのカバーであり得る。
図３Ａは、中に配置されるケーブル３１２を示す導管１１８の斜視図である。ケーブルは、モーターに電力および信号を供給するための絶縁電気ケーブルであり得る。ケーブルは、例えば、スイッチを機械的に始動させるための（例えば、緊急遮断用）電気ケーブルも含み得る。図３Ａは、１本のみのケーブルを示すが、複数のケーブルおよび／またはワイヤーは、導管内に配置することができる。図３Ｂおよび図３Ｃは、それぞれ、導管の半径方向および軸方向の断面図であり、内部空洞３１４内の適所にケーブル３１２を示している。ケーブル３１２は、導管を通りぬけるが、図３Ｂに矢印で示すように導管を通るガスの流れが提供できるように、導管を塞がない。
放射線処理
供給原料は電子衝撃で処理することができ、その構造が改変され、その不応性が低減される。そのような処理は、例えば、供給原料の平均分子量を低減させ、供給原料の結晶構造を変化させ、および／または供給原料の表面積および／または多孔度を増加させることができる。
電子ビームを介する電子衝撃は、非常に高いスループットを提供するので、一般的に好ましい。電子ビーム加速器は、例えば、ベルギーのＩＢＡ、および日本のＮＨＶコーポレーションから利用可能である。
電子衝撃は１０ＭｅＶ未満、例えば、７ＭｅＶ未満、５ＭｅＶ未満、または２ＭｅＶ未満、例えば、約０．５〜１．５ＭｅＶ、約０．８〜１．８ＭｅＶ、または約０．７〜１ＭｅＶの公称エネルギーを有する電子ビーム装置を用いて実施され得る。いくつかの実行では、公称エネルギーは約５００〜８００ｋｅＶである。
電子ビームは比較的高い総ビーム出力（全ての加速ヘッドの合計ビーム出力、または、複数の加速器が使用される場合、全ての加速器および全てのヘッドの合計ビーム出力）、例えば、少なくとも２５ｋＷ、例えば、少なくとも３０、４０、５０、６０、６５、７０、８０、１００、１２５、または１５０ｋＷを有し得る。場合によっては、出力は５００ｋＷ、７５０ｋＷ、またはさらに１０００ｋＷまたはそれ以上もの高さである。場合によっては、電子ビームは、１２００ｋＷ以上、例えば、１４００、１６００、１８００、またはさらに３００ｋＷのビーム出力を有する。
この高い総ビーム出力は、通常、複数の加速ヘッドを用いて達成される。例えば、電子ビーム装置は２、４、またはそれ以上加速ヘッドを含み得る。その各々が比較的低いビーム出力を有する複数のヘッドの使用は、材料における過度の温度上昇を防止し、よって材料の燃焼を防止し、また、材料の層の厚さを通る線量の均一性を増加させる。
バイオマス材料の床は比較的均一な厚さを有することが一般に好ましい。いくつかの実施形態では、厚さは約１インチ未満（例えば、約０．７５インチ未満、約０．５インチ未満、約０．２５インチ未満、約０．１インチ未満、約０．１〜１インチの間、約０．２〜０．３インチの間）である。
いくつかの実施形態では、電子衝撃で材料を投与している間に材料を冷却することが望ましい。例えば、材料は、運搬している間に、例えば、スクリュー押出機、振動コンベヤーまたは他の運搬機器によって冷却することができる。例えば、運搬しながら冷却することは、米国仮出願第６１／７７４，７３５および同第６１／７７４，７５２号（これらの中の全記載は参照により本明細書に組み込まれる）に記載されている。
難分解性物質を低減するプロセスに必要なエネルギーを低減するためには、可能な限り迅速に材料を加工処理することが望ましい。一般に、処理を約０．２５Ｍｒａｄ／秒超、例えば、約０．５、０．７５、１、１．５、２、５、７、１０、１２、１５超、またはさらに約２０Ｍｒａｄ／秒超、例えば、約０．２５〜２Ｍｒａｄ／秒の線量率で実施することが好ましい。より高い線量率は標的（例えば、所望）線量に対しより高いスループットを可能にする。より高い線量率は一般に、材料の熱分解を回避するためにより高い線速度を必要とする。１つの実行では、約２０ｍｍの試料厚さに対し（例えば、０．５ｇ／ｃｍ３の嵩密度を有する粉砕されたトウモロコシ穂軸材料）、加速器は３ＭｅＶ、５０ｍＡビーム電流に設定され、線速度は２４フィート／分である。
いくつかの実施形態では、電子衝撃は、材料が少なくとも０．１Ｍｒａｄ、０．２５Ｍｒａｄ、１Ｍｒａｄ、５Ｍｒａｄ、例えば、少なくとも１０、２０、３０または少なくとも４０Ｍｒａｄの総線量を受けるまで実施される。いくつかの実施形態では、処理は、材料が、約１０Ｍｒａｄ〜約５０Ｍｒａｄ、約２０Ｍｒａｄ〜約４０Ｍｒａｄ、または約２５Ｍｒａｄ〜約３０Ｍｒａｄの線量を受けるまで実施される。いくつかの実行では、２５〜３５Ｍｒａｄの総線量が好ましく、理想的には数秒にわたって、例えば、５Ｍｒａｄ／パスで適用され、各パスには約１秒間適用される。７〜８Ｍｒａｄ／パスより多い線量を適用することは、場合によって、供給原料の熱分解を引き起こし得る。冷却は、照射前、照射後または照射中に適用することができる。例えば、以下の出願に記載されているような冷却の方法、システムおよび機器を利用することができる：米国仮出願第６１／７７４，７３５および同第６１／７７４，７５４号（これらの開示全体は参照により本明細書に組み込まれる）。
上記のように複数のヘッドを使用すると、材料は複数のパスで処理することができ、例えば、数秒のクールダウンにより分離された、１０〜２０Ｍｒａｄ／パス、例えば、１２〜１８Ｍｒａｄ／パスでの、２つのパス、または７〜１２Ｍｒａｄ／パス、例えば、５〜２０Ｍｒａｄ／パス、１０〜４０Ｍｒａｄ／パス、９〜１１Ｍｒａｄ／パスの３つのパスである。本明細書で記載されるように、１回の高い線量ではなく、数回の比較的低い線量により材料を処理すると、材料の過熱を防止する傾向があり、材料の厚さを通る線量均一性もまた増加される。いくつかの実行では、材料は各パス中または後に撹拌され、または別の方法で混合され、その後、次のパス前に、再び平滑化されて均一な層となり、さらに処理均一性が増強される。
いくつかの実施形態では、電子は、例えば、光の速度の７５パーセント超、例えば、光の速度の８５、９０、９５、または９９パーセント超の速度まで加速される。
いくつかの実施形態では、本明細書で記載される任意の加工処理は、リグノセルロース材料上で起こり、これは、取得されたように乾燥したままであり、または、例えば、熱および／または減圧を用いて乾燥されている。例えば、いくつかの実施形態では、セルロースおよび／またはリグノセルロース材料は、２５℃および５０パーセント相対湿度で測定すると、約２５ｗｔ％未満の保有水を有する（例えば、約２０ｗｔ％未満、約１５ｗｔ％未満、約１４ｗｔ％未満、約１３ｗｔ％未満、約１２ｗｔ％未満、約１０ｗｔ％未満、約９ｗｔ％未満、約８ｗｔ％未満、約７ｗｔ％未満、約６ｗｔ％未満、約５ｗｔ％未満、約４ｗｔ％未満、約３ｗｔ％未満、約２ｗｔ％未満、約１ｗｔ％未満、約０．５ｗｔ％未満、約１５ｗｔ％未満。
いくつかの実施形態では、２つ以上の電離源などの２つ以上の電子衝撃が用いられる。例えば、試料は、任意の順序で、電子ビームで、続いて、γ放射線および約１００ｎｍ〜約２８０ｎｍの波長を有するＵＶ光で処理することができる。いくつかの実施形態では、試料は、３つの電離放射線源、例えば電子ビーム、γ放射線、およびエネルギーＵＶ光で処理される。バイオマスは処理ゾーンを通して運搬され、そこでは電子と衝突させることができる。
バイオマスの不応性をより完全に低減させるおよび／またはさらにバイオマスを改変するために処理を繰り返すことが有利である可能性がある。特にプロセスパラメータは、第１（例えば、第２、第３、第４またはそれ以上）のパス後に、材料の不応性によって調整することができる。いくつかの実施形態では、再循環システムを含むコンベヤーを使用することができ、この場合、バイオマスは以上で記載される様々なプロセスを通して複数回運搬される。いくつかの他の実施形態では複数の処理装置（例えば、電子ビーム発生器）が、バイオマスを複数（例えば、２、３、４またはそれ以上）回処理するために使用される。さらに他の実施形態では、単一の電子ビーム発生器は、バイオマスの処理のために使用することができる複数のビーム（例えば、２、３、４またはそれ以上のビーム）の源であってもよい。
炭水化物含有バイオマスの分子／超分子構造の変更および／または不応性の低減における有効性は、使用される電子エネルギーおよび適用される線量に依存し、一方、曝露時間は出力および線量に依存する。いくつかの実施形態では、線量率および総線量はバイオマス材料を破壊する（例えば、焦がすまたは燃焼させる）ことがないように調整される。例えば、炭水化物は加工処理で損傷されてはならず、よって、それらはバイオマスから無傷で、例えば単糖類として放出させることができる。
いくつかの実施形態では、（任意の電子源または源の組み合わせを用いた）処理は、材料が、少なくとも約０．０５Ｍｒａｄ、例えば、少なくとも約０．１、０．２５、０．５、０．７５、１．０、２．５、５．０、７．５、１０．０、１５、２０、２５、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１２５、１５０、１７５、または２００Ｍｒａｄの線量を受けるまで実施される。いくつかの実施形態では、処理は、材料が０．１〜１００Ｍｒａｄ、１〜２００、５〜２００、１０〜２００、５〜１５０、５０〜１５０Ｍｒａｄ、５〜１００、５〜５０、５〜４０、１０〜５０、１０〜７５、１５〜５０、２０〜３５Ｍｒａｄの線量を受けるまで実施される。
いくつかの実施形態では、例えば、セルロースまたはリグノセルロース材料の分子量を増加させるために、比較的低い線量の放射線が使用される（本明細書で記載される任意の放射線源または源の組み合わせを用いて）。例えば、少なくとも約０．０５Ｍｒａｄ、例えば、少なくとも約０．１Ｍｒａｄまたは少なくとも約０．２５、０．５、０．７５．１．０、１．５、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０、または少なくとも約５．０Ｍｒａｄの線量。いくつかの実施形態では、照射は、材料が、０．１Ｍｒａｄ〜２．０Ｍｒａｄの間、例えば、０．５ｒａｄ〜４．０Ｍｒａｄの間または１．０Ｍｒａｄ〜３．０Ｍｒａｄの間の線量を受けるまで実施される。
放射線の材料中への所望の侵入度を達成するために、複数方向から、同時にまたは連続して照射することもまた、望ましい可能性がある。例えば、材料、例えば木材の密度および含水量、および使用される放射線源の型（例えば、γまたは電子ビーム）によって、放射線の材料中への最大侵入は、約０．７５インチにすぎないかもしれない。そのような場合、より厚いセクション（最大１．５インチまで）は、最初に、材料を１つの側から照射し、その後、材料を回転させ、他の側から照射することにより照射させることができる。複数方向からの照射は、電子ビーム放射線を用いる場合に特に有用であり得、これは、γ放射線よりも速く照射するが、典型的には大きな侵入深さを達成しない。
放射線不透明材料
本発明は、放射線不透明材料を使用して構築されたボールトおよび／またはバンカー内で材料を加工処理することを含むことができる。いくつかの実行では、放射線不透明材料は高いネルギー（短波長）を有するＸ線（多くの材料に侵入することができる）から構成要素をシールドすることができるように選択される。放射線シールド筐体を設計する際の１つの重要な因子は、使用される材料の減衰長であり、これは特定の材料、材料のブレンド、または層状構造に対し要求される厚さを決定する。減衰長は放射線が入射放射線のおよそ１／ｅ（ｅ＝オイラー数）倍まで低減される侵入距離である。十分厚ければ、事実上全ての材料は放射線不透明であるが、高い組成パーセンテージ（例えば、密度）の、高いＺ値（原子番号）を有する元素を含む材料は、より短い放射線減衰長を有し、よって、そのような材料が使用される場合、より薄く、軽いシールドが提供され得る。放射線シールドにおいて使用される高いＺ値材料の例は、タンタルおよび鉛である。放射線シールドにおける別の重要なパラメータは、半減距離であり、これは、γ線強度を５０％だけ低減させる特定の材料の厚さである。一例として、０．１ＭｅＶのエネルギーを有するＸ線放射線に対しては、半減厚さは、コンクリートでは約１５．１ｍｍ、鉛では約０．２７ｍｍであり、一方、１ＭｅＶのＸ線エネルギーを用いると、半減厚さはコンクリートでは約４４．４５ｍｍ、および鉛では約７．９ｍｍである。放射線不透明材料は、もう一方の側まで通過する放射線を低減させることができる限り、厚い、または薄い材料とすることができる。よって、例えば、軽量のために、またはサイズの制約のために、特定の筐体が低い壁厚を有することが望ましい場合、選択される材料はその半減長が筐体の所望の壁厚より小さい、またはこれに等しくなるように、十分なＺ値および／または減衰長を有しなければならない。
場合によっては、放射線不透明材料は、例えば良好なシールドを提供するためのより高いＺ値材料の層および他の特性（例えば、構造統合性、耐衝撃性、など）を提供するためのより低いＺ値材料の層を有する層状材料であってもよい。場合によっては、層状材料は「段階的Ｚ（ｇｒａｄｅｄ−Ｚ）」積層物であってもよく、例えば、層が高いＺから連続的により低いＺ元素の勾配を提供する積層物が含まれる。場合によっては、放射線不透明材料は、インターロッキングブロックとすることができ、例えば、鉛および／またはコンクリートブロックはＮＥＬＣＯ Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ（Ｂｕｒｌｉｎｇｔｏｎ、ＭＡ）により供給され得、米国仮出願第６１／７７４，７４４号に記載されるように、再構成可能なボールトが利用され得る。
放射線不透明材料は、その材料で形成された構造（例えば、壁、ドア、天井、筐体、一連のこれらまたはこれらの組み合わせ）の放射線通過を、入射放射線と比べて約少なくとも約１０％、（例えば、少なくとも約２０％、少なくとも約３０％、少なくとも約４０％、少なくとも約５０％、少なくとも約６０％、少なくとも約７０％、少なくとも約８０％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％、少なくとも約９６％、少なくとも約９７％、少なくとも約９８％、少なくとも約９９％、少なくとも約９９．９％、少なくとも約９９．９９％、少なくとも約９９．９９９％）だけ低減させることができる。よって、放射線不透明材料で製造された筐体は機器／システム／構成要素の曝露を同じ量だけ低減させることができる。放射線不透明材料はステンレス鋼、２５を超えるＺ値を有する金属（例えば、鉛、鉄）、コンクリート、泥、砂およびそれらの組み合わせを含むことができる。放射線不透明材料は入射放射線の方向に、少なくとも約１ｍｍ（例えば、５ｍｍ、１０ｍｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、１００ｃｍ、１ｍ、１０ｍ）のバリアを含むことができる。
放射線源
放射線の型は使用される放射線源の種類ならびに放射線装置および関連機器を決定する。例えば材料を放射線で処理するための、本明細書で記載される方法、システムおよび機器は本明細書で記載される供給源ならびに任意の他の有用な供給源を使用することができる。
γ線源としては、放射性核、例えばコバルト、カルシウム、テクネチウム、クロム、ガリウム、インジウム、ヨウ素、鉄、クリプトン、サマリウム、セレン、ナトリウム、タリウム、およびキセノンの同位体が挙げられる。
Ｘ線源としては、金属ターゲット、例えばタングステンまたはモリブデンまたは合金との電子ビーム衝突、または小型光源、例えば商業的にＬｙｎｃｅａｎにより生成されたものが挙げられる。
α粒子はヘリウム原子の核と同一であり、様々な放射性核、例えばビスマス、ポロニウム、アスタチン、ラドン、フランシウム、ラジウム、いくつかのアクチニド、例えばアクチニウム、トリウム、ウラン、ネプツニウム、キュリウム、カリフォルニウム、アメリシウム、およびプルトニウムの同位体のα崩壊により生成される。
紫外線のための供給源としては重水素またはカドミウムランプが挙げられる。
赤外線のための供給源としてはサファイア、亜鉛、またはセレン化物ウィンドウセラミックランプが挙げられる。
マイクロ波のための供給源としてはクライストロン、Ｓｌｅｖｉｎ型ＲＦ源、または水素、酸素、または窒素ガスを使用する原子ビーム源が挙げられる。
粒子（例えば、電子またはイオン）を加速するために使用される加速器は、静電ＤＣ、例えば、動電ＤＣ、ＲＦ線形、磁気誘導線形または連続波とすることができる。例えば、様々な照射機器が本明細書で開示される方法において使用され得、電界電離源、静電イオンセパレータ、電界電離発生器、熱電子放出源、マイクロ波放電イオン源、再循環または静的加速器、動的線形加速器、ファンデグラフ加速器、Ｃｏｃｋｒｏｆｔ Ｗａｌｔｏｎ加速器（例えば、ＰＥＬＬＥＴＲＯＮ（登録商標）加速器）、ＬＩＮＡＣＳ、ダイナミトロン（例えば、ＤＹＮＡＭＩＴＲＯＮ（登録商標）加速器）、サイクロトロン、シンクロトロン、ベータトロン、変圧器型加速器、マイクロトロン、プラズマ発生器、カスケード加速器、および折り返しタンデム加速器が挙げられる。例えば、サイクロトロン型加速器はＩＢＡ、Ｂｅｌｇｉｕｍから入手可能であり、例えばＲＨＯＤＯＴＲＯＮ（商標）システムであり、一方、ＤＣ型加速器はＲＤＩ、現在ＩＢＡ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌから入手可能であり、例えばＤＹＮＡＭＩＴＲＯＮ（登録商標）である。他の好適な加速器システムとしては、例えば下記が挙げられる：Ｎｉｓｓｉｎ Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ、Ｊａｐａｎから入手可能なＤＣ絶縁コア変圧器（ＩＣＴ）型システム；Ｌ３−ＰＳＤ（ＵＳＡ）、Ｌｉｎａｃ Ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｆｒａｎｃｅ）、Ｍｅｖｅｘ（Ｃａｎａｄａ）、およびＭｉｔｓｕｂｉｓｈｉ Ｈｅａｖｙ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（Ｊａｐａｎ）から入手可能なＳバンドＬＩＮＡＣ；Ｉｏｔｒｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（Ｃａｎａｄａ）から入手可能なＬバンドＬＩＮＡＣ；ならびに、Ｂｕｄｋｅｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ（Ｒｕｓｓｉａ）から入手可能なＩＬＵ系加速器。イオンおよびイオン加速器は、下記に記載される：Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｏｒｙ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｐｈｙｓｉｃｓ， Ｋｅｎｎｅｔｈ Ｓ． Ｋｒａｎｅ， Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ， Ｉｎｃ． （１９８８）， Ｋｒｓｔｏ Ｐｒｅｌｅｃ， ＦＩＺＩＫＡ Ｂ ６ （１９９７） ４， １７７‐２０６， Ｃｈｕ， Ｗｉｌｌｉａｍ Ｔ．， “Ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ Ｌｉｇｈｔ−Ｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｔｈｅｒａｐｙ”， Ｃｏｌｕｍｂｕｓ−Ｏｈｉｏ， ＩＣＲＵ−ＩＡＥＡ Ｍｅｅｔｉｎｇ， ２００６年３月１８〜２０日、Ｉｗａｔａ， Ｙ． ｅｔ ａｌ．， “Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ−Ｐｈａｓｅ−Ｆｏｃｕｓｅｄ ＩＨ−ＤＴＬ ｆｏｒ Ｈｅａｖｙ−Ｉｏｎ Ｍｅｄｉｃａｌ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒｓ”， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＥＰＡＣ ２００６， Ｅｄｉｎｂｕｒｇｈ， Ｓｃｏｔｌａｎｄ、およびＬｅｉｔｎｅｒ， Ｃ．Ｍ． ｅｔ ａｌ．， “Ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ＥＣＲ Ｉｏｎ Ｓｏｕｒｃｅ Ｖｅｎｕｓ”， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＥＰＡＣ ２０００， Ｖｉｅｎｎａ， Ａｕｓｔｒｉａ。いくつかの粒子加速器およびそれらの使用が、例えば、Ｍｅｄｏｆｆの米国特許第７，９３１，７８４号（その完全な開示内容は参照により本明細書に組み込まれる）で開示される。
電子はβ崩壊を受ける放射性核、例えばヨウ素、セシウム、テクネチウム、およびイリジウムの同位体により生成され得る。あるいは、電子銃は、電子源として、熱電子放出を介して使用することができ、加速電位により加速され得る。電子銃は電子を生成させ、これはその後、大きな電位（例えば、約５０００００超、約１００万超、約２００万超、約５００万超、約６００万超、約７００万超、約８００万超、約９００万超、またはさらに１０００万超ボルト）により加速され、その後、磁気的にｘ−ｙ面で走査され、この場合、電子は最初にｚ方向に加速管を下って加速され、窓箔を通して取り出される。電子ビームの走査は、走査ビームを通して運搬される材料、例えば、バイオマスを照射する場合に、照射表面を増加させるのに有用である。電子ビームの走査はまた、熱負荷を均一にウィンドウ上に分配し、電子ビームによる局部加熱による窓箔破裂を低減させるのを助ける。窓箔破裂はその後の必要とされる修復および電子銃の再起動による著しいダウンタイムの原因である。
電子ビームは、放射線源として使用することができる。電子ビームは高い線量率（例えば、１、５、またはさらに１０Ｍｒａｄ／秒）、ハイスループット、より低い封じ込め、およびより低い閉じ込め機器という利点を有する。電子ビームはまた、高い電気効率（例えば、８０％）を有し、他の放射線法に比べより低いエネルギー使用を可能にし、これにより、より低い運転コストおよびより低い温室効果ガス放出となり得、より少量の使用エネルギーに対応する。電子ビームは、例えば、静電起電機、カスケード起電機、変圧起電機、走査システムを有する低エネルギー加速器、リニアカソードを有する低エネルギー加速器、線形加速器、およびパルス加速により生成させることができる。
電子はまた、例えば、鎖切断のメカニズムにより、炭水化物含有材料の分子構造の変化を引き起こすのに、より効率的であり得る。加えて、０．５〜１０ＭｅＶのエネルギーを有する電子は低密度材料、例えば本明細書で記載されるバイオマス材料、例えば、０．５ｇ／ｃｍ３未満の嵩密度を有する材料に、０．３〜１０ｃｍの深さで侵入することができる。電離放射線源としての電子は、例えば、材料の比較的薄いパイル、層または床、例えば、約０．５インチ未満、例えば、約０．４インチ未満、０．３インチ、０．２５インチ、または約０．１インチ未満に対し有用であり得る。いくつかの実施形態では、電子ビームの各電子のエネルギーは約０．３ＭｅＶ〜約２．０ＭｅＶ（１００万電子ボルト）、例えば、約０．５ＭｅＶ〜約１．５ＭｅＶ、または約０．７ＭｅＶ〜約１．２５ＭｅＶである。材料を照射する方法は、２０１１年１０月１８日に出願された米国特許出願公開２０１２／０１００５７７Ａ１号（その全開示内容は本明細書にて参照により組み込まれる）に記載される。
電子ビーム照射機器は商業的に調達されてもよく、構築されてもよい。例えば要素または構成要素、例えばインダクタ、コンデンサ、ケーシング、電源、ケーブル、配線、電圧制御システム、電流制御要素、絶縁材料、マイクロコントローラおよび冷却機器を購入し、組み立てて装置にすることができる。任意で、市販の装置は改良することができ、および／または適合させることができる。例えば、装置および構成要素は、下記を含む本明細書で記載される商業的供給源のいずれかから購入することができる：Ｉｏｎ Ｂｅａｍ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ（Ｌｏｕｖａｉｎ−ｌａ−Ｎｅｕｖｅ，Ｂｅｌｇｉｕｍ）、ＮＨＶ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｊａｐａｎ）、the Ｔｉｔａｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（ＳａｎＤｉｅｇｏ，ＣＡ）、Ｖｉｖｉｒａｄ Ｈｉｇｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｒｐ（Ｂｉｌｌｅｒｉｃ，ＭＡ）および／またはＢｕｄｋｅｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ（Ｒｕｓｓｉａ）。典型的な電子エネルギーは０．５ＭｅＶ、１ＭｅＶ、２ＭｅＶ、４．５ＭｅＶ、７．５ＭｅＶ、または１０ＭｅＶとすることができる。典型的な電子ビーム照射機器出力は１ｋＷ、５ｋＷ、１０ｋＷ、２０ｋＷ、５０ｋＷ、６０ｋＷ、７０ｋＷ、８０ｋＷ、９０ｋＷ、１００ｋＷ、１２５ｋＷ、１５０ｋＷ、１７５ｋＷ、２００ｋＷ、２５０ｋＷ、３００ｋＷ、３５０ｋＷ、４００ｋＷ、４５０ｋＷ、５００ｋＷ、６００ｋＷ、７００ｋＷ、８００ｋＷ、９００ｋＷまたはさらに１０００ｋＷとすることができる。使用することができる加速器としては、下記が挙げられる：ＮＨＶ照射器中間的エネルギーシリーズＥＰＳ−５００（例えば、５００ｋＶ加速器電圧および６５、１００または１５０ｍＡビーム電流）、ＥＰＳ−８００（例えば、８００ｋＶ加速器電圧および６５または１００ｍＡビーム電流）、またはＥＰＳ−１０００（例えば、１０００ｋＶ加速器電圧および６５または１００ｍＡビーム電流）。また、ＮＨＶの高エネルギーシリーズからの加速器、例えばＥＰＳ−１５００（例えば、１５００ｋＶ加速器電圧および６５ｍＡビーム電流）、ＥＰＳ−２０００（例えば、２０００ｋＶ加速器電圧および５０ｍＡビーム電流）、ＥＰＳ−３０００（例えば、３０００ｋＶ加速器電圧および５０ｍＡビーム電流）ならびにＥＰＳ−５０００（例えば、５０００および３０ｍＡビーム電流）を使用することができる。
電子ビーム照射機器出力仕様を考慮する際のトレードオフは、運転コスト、資本コスト、減価償却、および装置設置面積を含む。電子ビーム照射の曝露線量レベルを考慮する際のトレードオフはエネルギーコストおよび環境、安全性、および健康（ＥＳＨ）懸案事項である。典型的に、発生器は、とりわけ、プロセスにおいて生成されるＸ線からの生成のために、例えば、鉛またはコンクリートのボールトに収容される。電子エネルギーを考慮する際のトレードオフはエネルギーコストを含む。
電子ビーム照射機器は、固定ビームまたは走査ビームのいずれかを生成させることができる。走査ビームは大きな走査掃引長さおよび高い走査速度を有すると有利である可能性があり、というのも、これは大きな、固定ビーム幅に効果的にとって代わるからである。さらに、０．５ｍ、１ｍ、２ｍまたはこれ以上の有効な掃引幅が使用可能である。本明細書で記載されるほとんどの実施形態では、走査ビームが好ましく、というのも、走査幅がより大きく、局部加熱およびウィンドウの故障の可能性が低減するからである。
電子銃−ウィンドウ
電子加速器のための取り出しシステムは２つの窓箔を含むことができる。窓箔は、２０１２年１０月１０日に出願された米国仮出願第６１／７１１，８０１号（その完全な開示は、参照により本明細書に組み込まれる）に記載されている。２つの窓箔取り出しシステムにおける冷却ガスはパージガスまたは混合物、例えば空気、または純粋ガスとすることができる。１つの実施形態では、ガスは不活性ガス、例えば窒素、アルゴン、ヘリウムおよびまたは二酸化炭素である。液体ではなくガスを使用することが好ましく、というのも、電子ビームに対するエネルギー損失が最小に抑えられるからである。純粋ガスの混合物もまた使用することができ、予混合され、あるいはウィンドウに衝突する前にラインでまたはウィンドウ間の空間で混合される。冷却ガスは、例えば、熱交換システム（例えば、冷却装置）を使用することにより、および／または凝縮ガス（例えば、液体窒素、液体ヘリウム）からのボイルオフを使用することにより冷却することができる。
コンベヤー筐体を使用する場合、封入されたコンベヤーはまた、雰囲気を低減された酸素レベルで維持するために不活性ガスでパージさせることができる。酸素レベルを低く維持すると、場合によっては、その反応性および毒性のために望ましくないオゾンの形成が回避される。例えば、酸素は約２０％未満（例えば、約１０％未満、約１％未満、約０．１％未満、約０．０１％未満、またはさらに約０．００１％未満酸素）とすることができる。パージは、不活性ガス、例えば、限定はされないが、窒素、アルゴン、ヘリウムまたは二酸化炭素を用いて実施することができる。これは、例えば、液体源（例えば、液体窒素またはヘリウム）のボイルオフから供給させる、空気からインサイチューで生成または分離させる、または槽から供給させることができる。不活性ガスは再循環させることができ、残存酸素は触媒、例えば銅触媒床を使用して全て除去することができる。あるいは、酸素レベルを低く維持するために、パージ、再循環および酸素除去の組み合わせを使用することができる。
コンベヤー筐体はまた、バイオマスと反応することができる反応性ガスでパージすることができる。これは、照射プロセス前、中または後に実施することができる。反応性ガスは、亜酸化窒素、アンモニア、酸素、オゾン、炭化水素、芳香族化合物、アミド、過酸化物、アジド、ハロゲン化物、オキシハロゲン化物、リン化物、ホスフィン、アルシン、スルフィド、チオール、ボランおよび／または水素化物とすることができるが、それらに限定されない。反応性ガスはコンベヤー筐体中で、例えば、照射（例えば、電子ビーム、ＵＶ照射、マイクロ波照射、加熱、ＩＲ放射線）により活性化することができ、よって、それはバイオマスと反応する。バイオマス自体を、例えば照射により活性化することができる。好ましくは、バイオマスは電子ビームにより活性化され、ラジカルが生成され、これはその後、活性化または非活性化反応性ガスと、例えば、ラジカルカップリングまたはクエンチングにより反応する。
封入されたコンベヤーに供給されるパージガスはまた、例えば約２５℃未満、約０℃未満、約−４０℃未満、約−８０℃未満、約−１２０℃未満に冷却させることができる。例えば、ガスは、圧縮ガス、例えば液体窒素から煮沸して取り除くことができ、または固体二酸化炭素から昇華させることができる。別の例として、ガスは冷却装置により冷却することができ、あるいはコンベヤーの一部または全体を冷却することができる。
放射線処理中の加熱およびスループット
電子ビームからの電子が非弾性衝突において物質と相互作用する時に、いくつかのプロセスがバイオマスにおいて起こり得る。例えば、材料の電離、材料中のポリマーの鎖切断、材料中のポリマーの架橋、材料の酸化、Ｘ線の発生（「制動放射」）および分子の振動励起（例えば、フォノン生成）。特定のメカニズムに縛られないが、不応性の低減はこれらの非弾性衝突効果のいくつか、例えば電離、ポリマーの鎖切断、酸化およびフォノン生成によるものであり得る。効果のいくつか（例えば、とりわけＸ線発生）は、シールドおよび工学バリアを必要とし、例えば、照射プロセスがコンクリート（または他の放射線不透明材料）ボールト内に封入される。照射の別の効果、振動励起、は、試料の加熱と等価である。照射による試料の加熱は不応性低減を助けることができるが、以下で説明されるように、過度の加熱は材料を破壊する可能性がある。
電離放射線の吸着からの断熱温度上昇（ΔΤ）は下記式により与えられる：ΔΤ＝Ｄ／Ｃｐ：ここで、ＤはｋＧｙで表される平均線量であり、ＣｐはＪ／ｇ℃で表される熱容量であり、ΔΤは℃で表される温度変化である。典型的な乾燥バイオマス材料は２に近い熱容量を有するであろう。湿潤バイオマスは水の量によるより高い熱容量を有し、というのも、水の熱容量は非常に高いからである（４．１９Ｊ／ｇ℃）。金属はずっと低い熱容量を有し、例えば３０４ステンレス鋼は、０．５Ｊ／ｇ℃の熱容量を有する。様々な線量の放射線に対するバイオマスおよびステンレス鋼における放射線の即時吸着による温度変化を表１に示す。
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高温はバイオマス中のバイオポリマーを破壊するおよびまたは改変する可能性があり、よって、ポリマー（例えば、セルロース）は、さらなる加工処理に適していない。高温にさらされたバイオマスは黒く、粘着性になり、分解を示す匂いを放つ可能性がある。粘着性はさらに、材料を運搬しにくくする可能性がある。匂いは不快で、安全性の問題となる可能性がある。実際に、バイオマスを約２００℃未満で保つことは、本明細書で記載されるプロセスでは有益であることが見出されている（例えば、約１９０℃未満、約１８０℃未満、約１７０℃未満、約１６０℃未満、約１５０℃未満、約１４０℃未満、約１３０℃未満、約１２０℃未満、約１１０℃未満、約６０℃〜１８０℃の間、約６０℃〜１６０℃の間、約６０℃〜１５０℃の間、約６０℃〜１４０℃の間、約６０℃〜１３０℃の間、約６０℃〜１２０℃の間、約８０℃〜１８０℃の間、約１００℃〜１８０℃の間、約１２０℃〜１８０℃の間、約１４０℃〜１８０℃の間、約１６０℃〜１８０℃の間、約１００℃〜１４０℃の間、約８０℃〜１２０℃の間）。
約１０Ｍｒａｄを超える照射が本明細書で記載されるプロセスでは望ましいことが見出されている（例えば、不応性の低減）。ハイスループットもまた望ましく、よって、照射はバイオマスの加工処理において障害とならない。処理は、線量率式により支配され：Ｍ＝ＦＰ／Ｄ×時間、式中、Ｍは照射された材料の質量（Ｋｇ）であり、Ｆは吸着された出力の割合（単位なし）であり、Ｐは放出された出力（ｋＷ＝ＭｅＶで表された電圧×ｍＡで表された電流）、時間は処理時間（ｓｅｃ）であり、Ｄは吸着線量（ｋＧｙ）である。吸着出力の割合が固定され、放出された出力が一定であり、設定された線量が望ましい例示的なプロセスでは、スループット（例えば、Ｍ、加工処理されたバイオマス）は、照射時間を増加させることにより増加させることができる。しかしながら、材料を冷却させずに照射時間を増加させると、上記で示される計算により例示されるように材料を過度に加熱する可能性がある。バイオマスは低い熱伝導率（約０．１Ｗｍ−１Ｋ−１未満）を有するので、熱放散が遅く、例えば、金属（約１０Ｗｍ−１Ｋ−１超）とは異なり、これはエネルギーが伝達されるヒートシンクが存在する限り迅速にエネルギーを放散することができる。
電子銃−ビームストップ
いくつかの実施形態では、システムおよび方法はビームストップ（例えば、シャッター）を含む。例えば、ビームストップは、電子ビーム装置の電源を切らずに材料の照射を迅速に中断または低減するために使用することができる。あるいは、ビームストップは電子ビームを起動しながら使用することができ、例えば、所望のレベルのビーム電流が達成されるまでビームストップは電子ビームを中断させることができる。ビームストップは第１の窓箔と第２の窓箔の間に配置することができる。例えば、ビームストップは移動可能となるように取り付けることができ、すなわち、ビーム経路中に出入りさせることができる。例えば、照射線量を制御するために、ビームの一部被覆さえも使用することができる。ビームストップは床面、バイオマスのためのコンベヤー、壁、放射線装置（例えば、走査ホーン）、または任意の構造支持体に取り付けることができる。好ましくは、ビームストップは走査ホーンとの関係で固定され、よって、ビームは、ビームストップにより効果的に制御することができる。ビームストップはヒンジ、レール、車輪、スロット、またはビーム中に出入りする際にその動作を可能にする他の手段は組み込むことができる。ビームストップは、少なくとも５％の電子、例えば、少なくとも１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、少なくとも８０％、８５％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％またはさらに約１００％の電子を中断させる任意の材料から製造することができる。
ビームストップは、金属、例えば、限定はされないが、ステンレス鋼、鉛、鉄、モリブデン、銀、金、チタン、アルミニウム、スズ、またはこれらの合金、またはそのような金属により製造された積層物（層状材料）（例えば、金属コートセラミック、金属コートポリマー、金属コート複合物、多層金属材料）から製造することができる。
ビームストップは、例えば、冷却流体、例えば水溶液またはガスを用いて冷却することができる。ビームストップは部分的にまたは完全に中空とすることができ、例えば空洞を有する。ビームストップの内部空間は、流体およびガスを冷却するために使用することができる。ビームストップは任意の形状とすることができ、平面、湾曲、円形、卵形、正方形、長方形、斜角およびくさび形形状が挙げられる。
ビームストップは穴を有することができ、よって、いくつかの電子を通し、よってウィンドウの全領域にわたる、またはウィンドウの特定の領域における放射線レベルを制御する（例えば、低減させる）ことを可能にする。ビームストップは、例えば、繊維またはワイヤーから形成されたメッシュとすることができる。照射を制御するために、複数のビームストップを一緒にまたは独立して使用することができる。ビームストップは、例えば、無線信号により遠隔操作することができ、またはビームを定位置に出入りさせるためにモーターに配線接続される。
ビームダンプ
本明細書で開示される実施形態はまた、ビームダンプを含むことができる。ビームダンプの目的は荷電粒子のビームを安全に吸収することである。ビームストップのように、ビームダンプは荷電粒子のビームをブロックするために使用することができる。しかしながら、ビームダンプはビームストップよりずっと強固であり、電子ビームの全出力を長期間ブロックすることが意図される。それらはしばしば、加速器が出力を上げた時にビームをブロックするために使用される。
ビームダンプはまた、そのようなビームにより発生した熱に対応するように設計され、通常、銅、アルミニウム、炭素、ベリリウム、タングステン、または水銀などの材料から製造される。ビームダンプは、例えば、ビームダンプと熱接触する冷却流体を使用することにより冷却することができる。
バイオマス材料
リグノセルロース材料としては下記が挙げられるが、それらに限定されない：木材、パーティクルボード、林業廃棄物（例えば、おがくず、アスペン材、木材チップ）、草、（例えば、スイッチグラス、ススキ、スパルティナ（ｃｏｒｄｇｒａｓｓ）、クサヨシ）、穀物残渣、（例えば、もみ殻、カラスムギ殻、コムギもみ殻、オオムギ殻）、農業廃棄物（例えば、サイレージ、キャノーラわら、麦わら、オオムギわら、カラスムギわら、コメわら、ジュート、麻、亜麻、竹、サイザル麻、アバカ、トウモロコシ穂軸、コーン・ストーバー、ダイズストーバー、トウモロコシ繊維、アルファルファ、干し草、ココナツの毛）、糖加工処理残渣（例えば、バガス、ビートパルプ、リュウゼツランバガス）、藻類、海藻、堆肥、下水、およびこれらのいずれかの混合物。
場合によっては、リグノセルロース材料はトウモロコシ穂軸を含む。破砕またはハンマーミリングされたトウモロコシ穂軸は、照射のために比較的均一な厚さの層に散布させることができ、照射後、さらなる加工処理のために媒質中に分散させることが容易になる。収穫および収集を促進するために、場合によっては、全トウモロコシ植物が使用され、トウモロコシ葉柄、トウモロコシ穀粒、場合によっては植物の根系までも含まれる。
有利に、トウモロコシ穂軸またはかなりの量のトウモロコシ穂軸を含むセルロースまたはリグノセルロース材料の発酵中、追加の栄養分（窒素源、例えば、尿素またはアンモニア以外）は要求されない。
トウモロコシ穂軸はまた、粉砕前および後、運搬および分散するのがより容易であり、他のセルロースまたはリグノセルロース材料、例えば干し草および草よりも、空気中で爆発性混合物を形成する傾向が小さい。
セルロース材料としては、例えば下記が上げられる：紙、紙製品、紙くず、紙パルプ、着色紙、塗被紙、コート紙、充填紙、雑誌、印刷物（例えば、本、カタログ、マニュアル、ラベル、カレンダー、グリーティングカード、パンフレット、案内書、新聞用紙）、プリンター用紙、ポリコート紙、カード用紙、ボール紙、板紙、高いαセルロース量を有する材料、例えば綿、およびこれらのいずれかの混合物。例えば紙製品は米国特許出願第１３／３９６，３６５号（Ｍｅｄｏｆｆらによる“Ｍａｇａｚｉｎｅ Ｆｅｅｄｓｔｏｃｋｓ”、２０１２年２月１４日に出願）（その全開示内容は参照により本明細書に組み込まれる）に記載される。
セルロース材料はまた、部分的にまたは完全に脱リグニンさせたリグノセルロース材料を含むことができる。
場合によっては、他のバイオマス材料、例えば澱粉質材料を利用することができる。澱粉質材料としては、下記が挙げられる：デンプン自体、例えば、トウモロコシデンプン、コムギデンプン、ジャガイモデンプンまたはコメデンプン、デンプンの誘導体、またはデンプンを含む材料、例えば可食食品または作物。例えば、澱粉質材料はアラカチャ、ソバ、バナナ、オオムギ、キャッサバ、クズ、オカ、サゴ、ソルガム、一般家庭用ジャガイモ、サツマイモ、タロイモ、ヤム、または１つ以上の豆類、例えばソラマメ、レンズマメまたはエンドウマメとすることができる。任意の２つ以上の澱粉質材料のブレンドもまた澱粉質材料である。澱粉質、セルロースおよびまたはリグノセルロース材料の混合物もまた使用することができる。例えば、バイオマスは植物全体、植物の一部または植物の異なる部分、例えば、コムギ植物、綿植物、トウモロコシ植物、コメ植物または木とすることができる。澱粉質材料は、本明細書で記載される方法のいずれかにより処理することができる。
微生物材料としては下記が挙げられるが、それらに限定されない：炭水化物（例えば、セルロース）源を含む、またはこれを提供することができる任意の天然起源または遺伝子改変微生物または生物、例えば、原生生物、例えば、動物原生生物（例えば、原虫、例えば鞭毛虫、アメーバ、繊毛虫、および胞子虫）ならびに植物原生生物（例えば、藻類、例えばアルベオラータ、クロララクニオン藻、クリプト藻類、ユーグレナ、灰色藻、ハプト藻類、紅藻類、黄色植物、および緑色植物亜界）。他の例としては、海藻、プランクトン（例えば、マクロプランクトン、メソプランクトン、マイクロプランクトン、ナノプランクトン、ピコプランクトン、およびフェムトプランクトン）、植物プランクトン、細菌（例えば、グラム陽性細菌、グラム陰性細菌、および好極限性細菌）、酵母および／またはこれらの混合物。場合によっては、微生物バイオマスは自然源、例えば、海洋、湖、水体、例えば、塩水または真水から、あるいは陸上で入手することができる。その代わりに、あるいは加えて、微生物バイオマスは培養系、例えば、大規模乾燥および湿潤培養および発酵系から入手することができる。
他の実施形態では、バイオマス材料、例えばセルロース、澱粉質およびリグノセルロース供給原料材料は、野生型種に対して改変されたトランスジェニック微生物および植物から入手することができる。そのような改変は、例えば、植物において所望の形質を得るための選択および繁殖の反復工程によるものであってもよい。さらに、植物は野生型種に対して、遺伝子材料を除去、改変、発現停止および／または付加させることができる。例えば、遺伝子改変植物は組換えＤＮＡ方法により生成させることができ、この場合、遺伝子改変は、親種由来の特定の遺伝子を導入または改変することを含み、または、例えば、トランスジェニック繁殖を使用することにより、この場合、１つまたは複数の特定の遺伝子が植物に異なる種の植物および／または細菌から導入される。遺伝的変異を生成させる別の方法は突然変異繁殖によるものであり、この場合、新しいアレルが内在性遺伝子から人工的に生成される。人工遺伝子は、様々な方法により生成させることができ、植物または種子を、例えば、化学変異原（例えば、アルキル化剤、エポキシド、アルカロイド、過酸化物、ホルムアルデヒドの使用）、照射（例えば、Ｘ線、γ線、中性子、β粒子、α粒子、プロトン、重陽子、ＵＶ放射線）および温度ショックまたは他の外部ストレスおよびその後の選択技術で処理することが含まれる。改変遺伝子を提供する他の方法はエラープローンＰＣＲおよびＤＮＡシャッフリング、続いて所望の改変ＤＮＡの所望の植物または種子中への挿入による。所望の遺伝的変異を種子または植物に導入する方法は、例えば、細菌運搬体、微粒子銃、リン酸カルシウム沈殿、電気穿孔、遺伝子スプライシング、遺伝子サイレンシング、リポフェクション、マイクロインジェクションおよびウイルス運搬体の使用を含む。追加の遺伝子改変材料は２０１２年２月１４日に出願された米国特許出願第１３／３９６，３６９号（その全開示内容は参照により本明細書に組み込まれる）に記載されている。
本明細書で記載される方法のいずれも本明細書で記載される任意のバイオマス材料の混合物を用いて実施することができる。
他の材料
他の材料（例えば、天然または合成材料）、例えばポリマーは、本明細書で記載される方法、機器およびシステムを使用して処理および／または製造することができる。例えばポリエチレン（例えば、直鎖低密度エチレンおよび高密度ポリエチレン）、ポリスチレン、スルホン化ポリスチレン、ポリ（塩化ビニル）、ポリエステル（例えば、ナイロン、Ｄａｃｒｏｎ（商標）、Ｋｏｄｅｌ（商標））、ポリアルキレンエステル、ポリビニルエステル、ポリアミド（例えば、Ｋｅｖｌａｒ（商標））、ポリエチレンテレフタレート、酢酸セルロース、アセタール、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート（例えば、Ｌｅｘａｎ（商標））、アクリル［例えば、ポリ（メタクリル酸メチル）、ポリ（メタクリル酸メチル）、ポリアクリルニトリル、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリイソブチレン、ポリアクリロニトリル、ポリクロロプレン（例えばネオプレン）、ポリ（ｃｉｓ−１，４−イソプレン）［例えば、天然ゴム］、ポリ（ｔｒａｎｓ−１，４−イソプレン）［例えば、ガッタパーチャ］、フェノールホルムアルデヒド、メラミンホルムアルデヒド、エポキシド、ポリエステル、ポリアミン、ポリカルボン酸、ポリ乳酸、ポリビニルアルコール、ポリ酸無水物、ポリフルオロカーボン（例えば、Ｔｅｆｌｏｎ（商標））、シリコン（例えば、シリコーンゴム）、ポリシラン、ポリエーテル（例えば、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド）、ワックス、油およびこれらの混合物。プラスチック、ゴム、エラストマー、繊維、ワックス、ゲル、油、接着剤、熱可塑性物質、熱硬化性物質、生分解性ポリマー、これらのポリマーから製造された樹脂、他のポリマー、他の材料およびそれらの組み合わせもまた、含まれる。ポリマーは、任意の有用な方法により製造することができ、カチオン性重合、アニオン性重合、ラジカル重合、メタセシス重合、開環重合、グラフト重合、付加重合が挙げられる。場合によっては、本明細書で開示される処理は、例えば、ラジカル開始グラフト重合および架橋のために使用することができる。ポリマーの、例えば、ガラス、金属、バイオマス（例えば、繊維、粒子）、セラミックとの複合物もまた、処理および／または製造させることができる。
本明細書で開示される方法、システムおよび機器を使用して処理することができる他の材料はセラミック材料、ミネラル、金属、無機化合物である。例えば、ケイ素およびゲルマニウム結晶、窒化ケイ素、金属酸化物、半導体、絶縁体、セメントおよびまたは導体。
加えて、製造されたマルチパートまたは成型材料（例えば、成形され、押し出され、溶接され、リベットで留めされ、層状とされ、または任意の様式で組み合わされる）、例えばケーブル、パイプ、ボード、筐体、集積半導体チップ、回路基板、ワイヤー、タイヤ、ウィンドウ、積層物材料、ギヤ、ベルト、機械、これらの組み合わせは、処理することができる。例えば、材料を本明細書で記載される方法により処理すると、表面を改変することができ、例えば、さらなる機能化、結合（例えば、溶接）を受けやすくし、および／または処理は材料を架橋させることができる。
バイオマス材料調製−機械的処理
バイオマスは乾燥形態とすることができ、例えば約３５％未満の含水量（例えば、約２０％未満、約１５％未満、約１０％未満約５％未満、約４％未満、約３％未満、約２％未満またはさらに約１％未満）を有する。バイオマスはまた、湿潤状態で、例えば湿潤固体、スラリーまたは少なくとも約１０ｗｔ％の固体を有する懸濁液（例えば、少なくとも約２０ｗｔ％、少なくとも約３０ｗｔ％、少なくとも約４０ｗｔ％、少なくとも約５０ｗｔ％、少なくとも約６０ｗｔ％、少なくとも約７０ｗｔ％）として送達させることができる。
本明細書で開示されるプロセスは、約０．７５ｇ／ｃｍ３未満、例えば、約０．７未満、０．６５、０．６０、０．５０、０．３５、０．２５、０．２０、０．１５、０．１０、０．０５またはそれ以下、例えば、約０．０２５ｇ／ｃｍ３未満の嵩密度を有するように物理的に前処理された、低嵩密度材料、例えばセルロースまたはリグノセルロース供給原料を使用することができる。嵩密度はＡＳＴＭ Ｄ１８９５Ｂを用いて決定される。簡単に言うと、方法は公知の体積のメスシリンダーを試料で満たし、試料の重量を得ることを含む。嵩密度はグラムで表された試料の重量を立方センチメートルで表されたシリンダーの公知の体積で割ることにより計算される。所望であれば、低嵩密度材料は、例えば、Ｍｅｄｏｆｆの米国特許第７，９７１，８０９号（その全開示内容は本明細書で参照により組み込まれる）で記載される方法により高密度化させることができる。場合によっては、前処理加工は、バイオマス材料のスクリーニングを含む。スクリーニングは所望の開口サイズ、例えば、約６．３５ｍｍ（１／４インチ、０．２５インチ）未満、（例えば、約３．１８ｍｍ（１／８インチ、０．１２５インチ）未満、約１．５９ｍｍ（１／１６インチ、０．０６２５インチ）未満、約０．７９ｍｍ（１／３２インチ、０．０３１２５インチ）未満、例えば、約０．５１ｍｍ（１／５０インチ、０．０２０００インチ）未満、約０．４０ｍｍ（１／６４インチ、０．０１５６２５インチ）未満、約０．２３ｍｍ（０．００９インチ）未満、約０．２０ｍｍ（１／１２８インチ、０．００７８１２５インチ）未満、約０．１８ｍｍ（０．００７インチ）未満、約０．１３ｍｍ（０．００５インチ）未満、またはさらに約０．１０ｍｍ（１／２５６インチ、０．００３９０６２５インチ）未満）を有するメッシュまたは有孔板を通すことによって行うことができる。１つの構成では、所望のバイオマスは穴またはスクリーンを通り抜け、よって、穴またはスクリーンよりも大きなバイオマスは照射されない。これらのより大きな材料は、例えば粉砕により再加工処理することができ、あるいはそれらは単純に、加工処理から除去され得る。別の構成では、穴より大きな材料は照射され、より小さな材料はスクリーニングプロセスにより除去され、またはリサイクルされる。この種の構成では、コンベヤーは、それ自体（例えばコンベヤーの一部）穴が開けられまたはメッシュで製造され得る。例えば、１つの特定の実施形態では、バイオマス材料は湿性であってもよく、穴またはメッシュは水を照射前にバイオマスから流出させることができる。
材料のスクリーニングはまた、手作業による方法、例えば望まれない材料を除去するオペレーターまたはメカノイド（例えば、色、反射または他のセンサが取り付けられたロボット）によるものとすることができる。スクリーニングはまた、磁気スクリーニングによるものとすることができ、この場合、磁石が運搬される材料の近くに配置され、磁気材料が磁気的に除去される。
任意の前処理加工は材料を加熱することを含むことができる。例えば、コンベヤーの一部は、加熱ゾーンを通して送ることができる。加熱ゾーンは、例えば、ＩＲ放射線、マイクロ波、燃焼（例えば、ガス、石炭、油、バイオマス）、抵抗加熱および／または誘導コイルにより生成させることができる。熱は、少なくとも１つの側または１を超える側から適用することができ、連続または周期的とすることができ、材料の一部のみ、または材料全てに対するものとすることができる。例えば、運搬トラフの一部は、加熱ジャケットの使用により加熱することができる。加熱は、例えば、材料を乾燥させるためとすることができる。材料を乾燥させる場合、これはまた、加熱あり、またはなしで、運搬される時にバイオマス上および／またはこれを通すガスの移動（例えば、空気、酸素、窒素、Ｈｅ、ＣＯ２、アルゴン）により促進することができる。
任意で、前処理加工は材料を冷却することを含むことができる。材料の冷却はＭｅｄｏｆｆの米国特許第７，９００，８５７号（その開示は参照により本明細書に組み込まれる）に記載される。例えば、冷却は、冷却流体、例えば水（例えば、グリセロールと共に）、または窒素（例えば、液体窒素）を運搬トラフの底部に供給することによるものとすることができる。あるいは、冷却ガス、例えば、冷却窒素がバイオマス材料上または運搬システム下で吹き付けられ得る。
別の任意の前処理加工方法は、材料をバイオマスに添加することを含むことができる。追加の材料は、例えば、材料をバイオマス上に、これが運搬される時に浴びせる、まき散らすおよびまたは注ぐことにより添加することができる。添加することができる材料としては、例えば、米国特許出願公開２０１０／０１０５１１９Ａ１号（２００９年１０月２６日に出願）および米国特許出願公開２０１０／０１５９５６９Ａ１号（２００９年１２月１６日に出願）（その全開示内容は参照により本明細書に組み込まれる）に記載される金属、セラミックおよび／またはイオンが挙げられる。添加することができる任意の材料としては、酸および塩基が挙げられる。他の添加することができる材料はオキシダント（例えば、過酸化物、塩素酸塩）、ポリマー、重合可能なモノマ（例えば、不飽和結合を含む）、水、触媒、酵素および／または生物である。材料は、例えば、純粋形態で、溶媒中の溶液として（例えば、水または有機溶媒）および／または溶液として添加することができる。場合によっては、溶媒は揮発性であり、および、例えば、前に記載されるように、加熱および／またはガスを吹き付けることにより、蒸発させることができる。添加された材料はバイオマス上で均一なコーティングを形成することができ、または異なる成分（例えば、バイオマスおよび追加の材料）の均一混合物となり得る。添加された材料はその後の照射工程を、照射効率を増加させる、照射を減衰させるまたは照射の効果を変化させる（例えば、電子ビームからＸ線または熱へ）ことにより調節することができる。方法は、照射に影響を与えない可能性があるが、さらに下流の加工処理に有用となる可能性がある。添加された材料は、例えば、ダストレベルを低下させることにより材料の運搬を助けることができる。
バイオマスはベルトコンベヤー、空気コンベヤー、スクリューコンベヤー、ホッパー、パイプにより、手作業でまたはこれらの組み合わせにより、コンベヤー（例えば、本明細書で記載されるボールトにおいて使用される振動コンベヤー）に送達させることができる。バイオマスは、例えば、これらの方法のいずれかによりコンベヤー上に落とす、注ぐおよび／または配置することができる。いくつかの実施形態では、材料は、低酸素雰囲気を維持するおよび／またはダストおよび微粒子を制御するのを助けるために、封入された材料分配システムを使用してコンベヤーに送達される。打ち上げられたまたは空気中に浮いたバイオマス微粒子およびダストは望ましくなく、というのも、これらは、爆発の危険を形成し、または電子銃の窓箔に損傷を与える可能性があるからである（そのような装置が材料を処理するために使用される場合）。
材料は、約０．０３１２〜５インチの間（例えば、約０．０６２５〜２．０００インチの間、約０．１２５〜１インチの間、約０．１２５〜０．５インチの間、約０．３〜０．９インチの間、約０．２〜０．５インチの間、約０．２５〜１．０インチの間、約０．２５〜０．５インチの間の均一な厚さを形成するように水平にすることができる。
一般に、スループットを最大にするためには、材料をできる限り迅速に電子ビームを通して運搬することが好ましい。例えば、材料は、少なくとも１ｆｔ／ｍｉｎ、例えば、少なくとも２ｆｔ／ｍｉｎ、少なくとも３ｆｔ／ｍｉｎ、少なくとも４ｆｔ／ｍｉｎ、少なくとも５ｆｔ／ｍｉｎ、少なくとも１０ｆｔ／ｍｉｎ、少なくとも１５ｆｔ／ｍｉｎ、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０ｆｔ／ｍｉｎの速度で運搬することができる。運搬速度はビーム電流に関連し、例えば、１／４インチの厚さのバイオマスおよび１００ｍＡでは、コンベヤーは、有用な照射線量を提供するために約２０ｆｔ／ｍｉｎで移動することができ、５０ｍＡでは、コンベヤーは、およそ同じ照射線量を提供するために約１０ｆｔ／ｍｉｎで移動することができる。
バイオマス材料が放射線ゾーンを通って運搬された後、任意の処理後加工処理を実施することができる。任意の処理後加工処理は、例えば、照射前加工処理に関して記載されたプロセスとすることができる。例えば、バイオマスはスクリーニングされ、加熱され、冷却されおよび／または添加物と合わせられ得る。照射後に一意的に、ラジカルのクエンチング、例えば、流体またはガスの添加（例えば、酸素、亜酸化窒素、アンモニア、液体）による、圧力、熱、および／またはラジカルスカベンジャーの添加を用いることによるラジカルのクエンチングが起こり得る。例えば、バイオマスは、封入されたコンベヤーから外に運搬され、ガス（例えば、酸素）に曝露することができ、ここで、クエンチされ、カルボキシル化された基を形成する。１つの実施形態ではバイオマスは照射中に反応性ガスまたは流体に曝露される。照射されたバイオマスのクエンチングは、Ｍｅｄｏｆｆの米国特許第８，０８３，９０６号（その全開示内容は本明細書において参照により組み込まれる）に記載されている。
所望であれば、さらに、炭水化物含有材料の不応性を低減させるために、１つ以上の機械的処理を照射に加えて使用することができる。これらのプロセスは、照射前、中およびまたは後に適用することができる。
場合によっては、機械的処理は受理したままの供給原料の初期調製、例えば、粉砕、例えば、切断、破砕、せん断、微粉化または細断などによる材料のサイズ低減を含み得る。例えば、場合によっては、ルースな供給原料（例えば、再生紙、澱粉質材料、スイッチグラス）がせん断または寸断によって調製される。機械的処理は炭水化物含有材料の嵩密度を低減させ、炭水化物含有材料の表面積を増加させ、および／または炭水化物含有材料の１つ以上の寸法を減少させることができる。
その代わりに、または加えて、供給原料材料は別の処理、例えば化学的処理を用いて、例えば酸（ＨＣｌ、Ｈ２ＳＯ４、Ｈ３ＰＯ４）、塩基（例えば、ＫＯＨおよびＮａＯＨ）、化学オキシダント（例えば、過酸化物、塩素酸塩、オゾン）、照射、蒸気爆発、熱分解、超音波処理、酸化、化学的処理を用いて処理することができる。処理は任意の順序ならびに任意の順番および組み合わせとすることができる。例えば、供給原料材料は最初に、１つ以上の処理方法、例えば、酸加水分解（例えば、ＨＣｌ、Ｈ２ＳＯ４、Ｈ３ＰＯ４）を含む、およびこれと組み合わせた化学的処理、放射線、超音波処理、酸化、熱分解または蒸気爆発により物理的に処理することができ、その後機械的に処理することができる。この順番は有利である可能性があり、というのも、１つ以上の他の処理、例えば、照射または熱分解により処理された材料は、より脆性となる傾向があり、よって、材料の構造を機械的処理によりさらに変化させることがより容易になり得るからである。別の例として、供給原料材料は、本明細書で記載されるコンベヤーを使用して電離放射線を通して運搬し、その後、機械的に処理することができる。化学的処理はリグニンのいくらかまたは全てを除去することができ（例えば化学パルプ化）、材料を部分的にまたは完全に加水分解することができる。方法はまた、前加水分解された材料と共に使用することができる。方法はまた、前加水分解されていない材料と共に使用することができる。方法は、加水分解および非加水分解材料の混合物、例えば、約５０％以上の非加水分解材材料、約６０％以上の非加水分解材材料、約７０％以上の非加水分解材材料、約８０％以上の非加水分解材材料またはさらに９０％以上の非加水分解材材料と共に使用することができる。
加工処理において最初におよび／または後に実施することができるサイズ低減に加えて、機械的処理もまた、炭水化物含有材料を「切り開く」「応力を加える」、破壊するまたは粉々にする、材料のセルロースを、物理的処理中の鎖切断および／または結晶構造の破壊をより受けやすくするのに有利である可能性がある。
炭水化物含有材料を機械的に処理する方法は、例えば、ミリングまたは破砕を含む。ミリングは、例えば、ハンマーミル、ボールミル、コロイドミル、円錐またはコーンミル、ディスクミル、エッジミル、Ｗｉｌｅｙミル、グリストミルまたは他のミルを用いて実施することができる。破砕は、例えば、切断／衝撃型グラインダーを用いて実施することができる。いくつかの例示的なグラインダーとしては、石材グラインダー、ピングラインダー、コーヒーグラインダー、およびバーグラインダーが挙げられる。破砕またはミリングは、例えば、ピンミルの場合と同様に、ピンまたは他の要素を往復運動させることにより提供することができる。他の機械的処理方法としては機械的リッピングまたはテアリング、圧力を繊維に適用する他の方法、およびエアアトリションミリングが挙げられる。好適な機械的処理はさらに、前の加工処理工程により開始された材料の内部構造の破壊を続けさせる任意の他の技術を含む。
機械的供給調製システムは、特定の特性、例えば、例として、特定の最大サイズ、特定の長さ対幅、または特定の表面積比を有するストリームを生成するように構成させることができる。物理的調製は、材料を切り開き、それらを、プロセスおよび／または試薬、例えば溶液中の試薬によりアクセスしやすいものとすることにより、反応速度を増加させ、コンベヤー上での材料の動きを改善し、材料の照射プロファイルを改善し、材料の放射線均一性を改善し、または要求される加工処理時間を低減させることができる。
供給原料の嵩密度は制御する（例えば、増加させる）ことができる。場合によっては、例えば、材料を高密度化し（例えば、高密度化は、より簡単に、より安価で別の場所に輸送することを可能にする）、その後、材料をより低い嵩密度状態に戻す（例えば、輸送後）ことにより低嵩密度材料を調製することが、望ましい可能性がある。材料は、例えば、約０．２ｇ／ｃｃ未満から約０．９ｇ／ｃｃ超まで（例えば、約０．３未満から約０．５ｇ／ｃｃ超まで、約０．３未満から約０．９ｇ／ｃｃ超まで、約０．５未満から約０．９ｇ／ｃｃ超まで、約０．３未満から約０．８ｇ／ｃｃ超まで、約０．２未満から約０．５ｇ／ｃｃ超まで）高密度化させることができる。例えば、材料はＭｅｄｏｆｆの米国特許第７，９３２，０６５号および国際公開第ＷＯ２００８／０７３１８６号（２００７年１０月２６日に出願され、英語で公開され、米国を指定した）（その全開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる）で開示された方法および機器により、高密度化させることができる。高密度化された材料は、本明細書で記載される方法のいずれかにより加工処理することができ、または本明細書で記載される方法のいずれかにより加工処理された材料はいずれもその後高密度化させることができる。
いくつかの実施形態では、加工処理される材料は繊維性材料の形態であり、これは、繊維源をせん断することにより提供される繊維を含む。例えば、せん断はロータリーナイフカッターを用いて実施することができる。
例えば、不応性であるまたはその不応性レベルが低減された、例えば、繊維源は、例えば、ロータリーナイフカッターにおいてせん断することができ、第１の繊維性材料が提供される。第１の繊維性材料は、例えば、１．５９ｍｍ以下（１／１６インチ、０．０６２５インチ）の平均開口サイズを有する第１のスクリーンを通過し、第２の繊維性材料を提供する。所望であれば、繊維源はせん断前に、例えば、シュレッダーを用いて切断することができる。例えば、紙が繊維源として使用される場合、紙は最初に、シュレッダー、例えば、反対方向に回転するスクリューシュレッダー、例えばＭｕｎｓｏｎ（Ｕｔｉｃａ、Ｎ．Ｙ．）により製造されたものを用いて切断してストリップにすることができ、これらは、例えば、１／４〜１／２インチ幅である。寸断の代わりとして、紙は、ギロチンカッターを使用して、切断によりサイズを低減させ、所望のサイズにすることができる。例えば、ギロチンカッターは、紙をシートに切断するために使用することができ、それらは、例えば、１０インチ幅×１２インチ長である。
いくつかの実施形態では、繊維源のせん断および得られた第１の繊維性材料の第１のスクリーンの通過は同時に実施される。せん断および通過はまた、バッチ型プロセスで実施することができる。
例えば、ロータリーナイフカッターは、同時に、繊維源をせん断し、第１の繊維性材料をスクリーニングするために使用することができる。ロータリーナイフカッターは、ホッパーを含み、これには、繊維源を寸断することにより調製された寸断された繊維源を入れることができる。
いくつかの実行では、供給原料は、糖化および／または発酵前に物理的に処理される。物理的処理プロセスは、本明細書で記載されるもの、例えば機械的処理、化学的処理、照射、超音波処理、酸化、熱分解または蒸気爆発のいずれかの１つ以上を含むことができる。処理方法は、これらの技術の２、３、４またはさらに全ての組み合わせで（任意の順序で）使用することができる。１を超える処理方法が使用される場合、方法は同時に、または異なる時に適用することができる。バイオマス供給原料の分子構造を変化させる他のプロセスもまた、単独で、または本明細書で開示されるプロセスと組み合わせて使用され得る。
使用され得る機械的処理、および機械的に処理された炭水化物含有材料の特性は、２０１１年１０月１８日に出願された米国特許出願公開２０１２／０１００５７７Ａ１号（その全開示内容はこれにより参照により本明細書に組み込まれる）でさらに詳細に記載される。
超音波処理、熱分解、酸化、蒸気爆発
所望であれば、１つ以上の超音波処理、熱分解、酸化または蒸気爆発のプロセスを、炭水化物含有材料の不応性を低減させるまたはさらに低減させるために、照射の代わりにまたはこれに加えて使用することができる。例えば、これらのプロセスは、照射前、中およびまたは後に適用することができる。これらのプロセスは、Ｍｅｄｏｆｆの米国特許第７，９３２，０６５号（その全開示内容は参照により本明細書に組み込まれる）で詳細に記載される。
処理されたバイオマス材料の使用
本明細書に記載の方法を用いて、開始バイオマス材料（例えば、植物バイオマス、動物バイオマス、紙、および自治体廃棄物系バイオマス）を供給原料として使用して、有用な中間体および生成物、例えば有機酸、有機酸の塩、無水物、有機酸のエステルおよび燃料、例えば、内燃機関のための燃料または燃料電池のための供給原料が生成され得る。供給原料として、容易に入手することができるが、しばしば加工処理するのが困難であり得るセルロースおよび／またはリグノセルロース材料、例えば、自治体廃棄物ストリームおよび紙くずストリーム、例えば新聞紙、クラフト紙、段ボール紙またはこれらの混合物を含むストリームを使用することができる、システムおよびプロセスが本明細書で記載される。
供給原料を容易に加工処理することができる形態に変換するために、供給原料中のグルカンまたはキシラン含有セルロースは、糖化剤、例えば、酵素または酸、糖化と呼ばれるプロセスにより、低分子量炭水化物、例えば糖類に加水分解させることができる。低分子量炭水化物はその後、例えば、既存の製造プラント、例えば単細胞タンパク質プラント、酵素製造プラント、または燃料プラント、例えば、エタノール製造施設において使用することができる。
供給原料は、酵素を用いて、例えば、材料および酵素を溶媒中、例えば、水溶液中で合わせることにより加水分解させることができる。
あるいは、酵素はバイオマス、例えばセルロースおよび／またはバイオマスのリグニン部分を分解し、様々なセルロース分解酵素（セルラーゼ）、リグニナーゼまたは様々な小分子バイオマス分解代謝物を含むまたは製造する生物により供給させることができる。これらの酵素は、相乗的に作用し、結晶セルロースまたはバイオマスのリグニン部分を分解する酵素の複合体としてもよい。セルロース分解酵素の例としては下記が挙げられる：エンドグルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、およびセロビアーゼ（βグルコシダーゼ）。
糖化中、セルロース基質は最初に、エンドグルカナーゼによりランダムな位置で加水分解させることができ、オリゴマー中間体が生成される。これらの中間体はその後、エキソ開裂グルカナーゼ、例えばセロビオヒドロラーゼのための基質となり、セルロースポリマーの端部からセロビオースが生成される。セロビオースはグルコースの水溶性１，４−結合二量体である。最後に、セロビアーゼは、セロビオースを切断し、グルコースが得られる。このプロセスの効率（例えば、加水分解するための時間、および／または加水分解の完全性）はセルロース材料の不応性に依存する。
中間体および生成物
本明細書で記載されるプロセスを使用して、バイオマス材料は１つ以上の生成物、例えばエネルギー、燃料、食品および材料に変換することができる。生成物の具体例としては下記が挙げられるが、それらに限定されない：水素、糖類（例えば、グルコース、キシロース、アラビノース、マンノース、ガラクトース、果糖、二糖類、オリゴ糖類および多糖類）、アルコール（例えば、一価アルコールまたは二価アルコール、例えばエタノール、ｎ−プロパノール、イソブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノールまたはｎ−ブタノール）、水和または含水アルコール（例えば、１０％超、２０％、３０％またはさらに４０％超の水を含む）、バイオディーゼル、有機酸、炭化水素（例えば、メタン、エタン、プロパン、イソブテン、ペンタン、ｎ−ヘキサン、バイオディーゼル、バイオガソリンおよびそれらの混合物）、副産物（例えば、タンパク質、例えばセルロース分解性タンパク質（酵素）または単細胞タンパク質）、ならびに任意の組み合わせまたは相対濃度の、および任意で任意の添加物（例えば、燃料添加物）と組み合わされた、これらのいずれかの混合物。他の例としては下記が挙げられる：カルボン酸、カルボン酸の塩、カルボン酸およびカルボン酸の塩の混合物ならびにカルボン酸のエステル（例えば、メチル、エチルおよびｎ−プロピルエステル）、ケトン（例えば、アセトン）、アルデヒド（例えば、アセトアルデヒド）、αおよびβ不飽和酸（例えば、アクリル酸）およびオレフィン（例えば、エチレン）。他のアルコールおよびアルコール誘導体としては下記が挙げられる：プロパノール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，３−プロパンジオール、糖アルコール（例えば、エリスリトール、グリコール、グリセロール、ソルビトールトレイトール、アラビトール、リビトール、マンニトール、ズルシトール、フシトール、イジトール、イソマルト、マルチトール、ラクチトール、キシリトールおよび他のポリオール）、およびこれらのアルコールのいずれかのメチルまたはエチルエステル。他の生成物としては下記が挙げられる：アクリル酸メチル、メチルメタクリル酸、乳酸、クエン酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、コハク酸、吉草酸、カプロン酸、３−ヒドロキシプロピオン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、オレイン酸、リノール酸、グリコール酸、γヒドロキシ酪酸、およびそれらの混合物、これらの酸のいずれかの塩、酸のいずれかおよびそれらの個々の塩の混合物。
上記生成物の互いとの、および／または上記生成物の他の生成物（その他の生成物は本明細書で記載されるプロセスまたは他の方法により製造され得る）との任意の組み合わせは、一緒にパッケージされ、製品として販売され得る。生成物は組み合わされ、例えば、混合され、ブレンドされ、または共に溶解され得、または単純にパッケージされ、一緒に販売され得る。
本明細書で記載される生成物のいずれかまたは生成物の組み合わせは生成物を販売する前に、例えば、精製または単離後またはさらにパッケージング後、生成物（複数可）において存在し得る１つ以上の潜在的に望ましくない汚染物質を中和するために、衛生化または滅菌され得る。そのような衛生化は電子衝撃を用いて実施することができ、例えば、約２０Ｍｒａｄ未満、例えば、約０．１〜１５Ｍｒａｄ、約０．５〜７Ｍｒａｄ、または約１〜３Ｍｒａｄの線量であり得る。
本明細書で記載されるプロセスは、プラントの別の部分で使用される（コジェネレーション）、または公開市場で販売される水蒸気および電気を生成させるのに有用な様々な副産物ストリームを生成させることができる。例えば、副産物ストリームを燃焼させることから生成される水蒸気は、蒸留プロセスにおいて使用することができる。別の例として、副産物ストリームを燃焼させることから生成される電気は、前処理において使用される電子ビーム発生器に電力供給するために使用することができる。
水蒸気および電気を生成させるために使用される副産物はプロセスを通して多くの源から誘導される。例えば、廃水の嫌気性消化は、メタンの含有量が高いバイオガスおよび少量の廃棄バイオマス（スラッジ）を生成させることができる。別の例として、糖化後および／または蒸留後固体（例えば、前処理および一次プロセスから残った未変換リグニン、セルロース、およびヘミセルロース）は使用することができ、例えば、燃料として燃焼させることができる。
他の中間体および生成物（食品および医薬品を含む）は、２０１０年５月２０日に公開された、Ｍｅｄｏｆｆの米国特許出願公開２０１０／０１２４５８３Ａ１号（その全開示内容はこれにより参照により本明細書に組み込まれる）に記載される。
リグニン誘導生成物
記載される方法によるリグノセルロース加工処理から消費されたバイオマス（例えば、消費されたリグノセルロース材料）は高いリグニン量を有し、加えて、コジェネレーションプラントにおいて燃焼によりエネルギーを生成させるのに有用であることが予期され、他の価値のある生成物としての用途を有し得る。例えば、リグニンは、プラスチックとして捕獲されて使用することができ、またはこれは、他のプラスチックに合成的にグレードアップさせることができる。場合によっては、それはまたリグノスルホネートに変換することができ、これはバインダ、分散剤、乳化剤または捕捉剤として利用することができる。
バインダとして使用される場合、リグニンまたはリグノスルホネートは、例えば、練炭、セラミックにおいて、カーボンブラックを結合させるために、肥料および除草剤を結合させるために、ダスト抑制剤として、ベニヤ板およびパーティクルボードの製造において、動物飼料を結合させるために、ガラス繊維のためのバインダとして、リノリウムペーストにおけるバインダとして、ならびに土壌安定剤として使用することができる。
分散剤として、リグニンまたはリグノスルホネートは、例えば、コンクリート混合物、粘土およびセラミック、染料および顔料、革なめしおよび石こうボードにおいて使用することができる。
乳化剤として、リグニンまたはリグノスルホネートは、例えば、アスファルト、顔料および染料、駆除剤およびワックスエマルジョンにおいて使用することができる。
捕捉剤として、リグニンまたはリグノスルホネートは、例えば、微量栄養素システム、クリーニング化合物および水処理システムにおいて、例えば、ボイラーまたは冷却システムのために使用することができる。
エネルギー生成ではリグニンは一般にホロセルロース（セルロースおよびヘミセルロース）よりも高いエネルギー量を有し、というのも、ホモセルロースよりも多くの炭素を含むからである。例えば、乾燥リグニンは、７，０００〜８，０００ＢＴＵ／ポンドのホロセルロースに比べ、約１１，０００〜１２，５００ＢＴＵ／ポンドの間のエネルギー量を有することができる。そのようなものとして、リグニンは高密度化され、燃焼のためのブリケットおよびペレットに変換され得る。例えば、リグニンは、本明細書で記載される任意の方法によりペレットに変換することができる。よりゆっくり燃焼するペレットまたはブリケットのために、リグニンは、例えば、約０．５Ｍｒａｄ〜５Ｍｒａｄの間の放射線量を適用して、架橋させることができる。架橋はよりゆっくり燃焼する形状因子を作ることができる。形状因子、例えばペレットまたはブリケットは、空気なしで、例えば、４００〜９５０℃の間で熱分解することにより、「合成石炭」または木炭に変換することができる。熱分解前に、リグニンを架橋させ構造統合性を維持することが、望ましい可能性がある。
使用済みバイオマスを用いるコジェネレーションは、米国仮出願第６１／７７４，７７３（その中の開示全体は参照により本明細書に組み込まれる）に記載されている。
照射後のバイオマス加工処理
照射後に、バイオマスは糖化のための容器に移され得る。あるいは、バイオマスは、糖化工程の前に照射された後、加熱することができる。このバイオマスは、例えば、ＩＲ放射線、マイクロ波、燃焼（例えば、ガス、石炭、油、バイオマス）、抵抗加熱および／または誘導コイルにより生成することができる。この加熱は、液体、例えば、水性溶媒または他の水性溶媒中で行われ得る。熱は、少なくとも１つの側または１を超える側から適用することができ、連続または周期的とすることができ、材料の一部のみ、または材料全てに対するものとすることができる。バイオマスは、酸または塩基が存在し得る水性液体中で９０℃超の温度まで加熱することができる。例えば、水性バイオマススラリーは約９０〜１５０℃、あるいは、１０５〜１４５℃、必要に応じて、１１０〜１４０℃、またはさらに必要に応じて１１５〜１３５℃）まで加熱することができる。水性バイオマス混合物がピーク温度で保持される時間は、１〜１２時間、あるいは、１〜６時間、必要に応じて１〜４時間である。場合によっては、水性バイオマス混合物は酸性であり、ｐＨは１〜５、必要に応じて、１〜４個、あるいは、２〜３である。他の場合では、水性バイオマス混合物はアルカリ性であり、ｐＨは６〜１３、あるいは、８〜１２、または必要に応じて、８〜１１である。
糖化
被処理バイオマス材料は、一般に、材料およびセルラーゼ酵素を流体媒質、例えば、水溶液中で合わせることにより糖化させることができる。場合によっては、材料は、２０１２年４月２６日に公開された、ＭｅｄｏｆｆおよびＭａｓｔｅｒｍａｎによる米国特許出願公開２０１２／０１００５７７Ａ１号（その全内容は本明細書に組み込まれる）に記載されるように、糖化前に、熱水中で煮沸し、浸し、または調理される。
糖化プロセスは、部分的にまたは完全に、製造プラント内の槽（例えば、少なくとも４０００、４０，０００、または５００，０００Ｌの体積を有する槽）で実施することができ、および／または、輸送中、例えば、鉄道車両、タンカートラック、または超大型タンカーあるいは船倉内で部分的にまたは完全に実施することができる。完全糖化のために要求される時間は、プロセス条件ならびに使用される炭水化物含有材料および酵素に依存する。糖化が製造プラント内で制御された条件下で実施される場合、セルロースは糖、例えば、グルコースに約１２〜９６時間で実質的に完全に変換され得る。糖化が部分的にまたは完全に輸送中に実施される場合、糖化にはより長く時間がかかる可能性がある。
槽内容物は、２０１０年５月１８日に出願され、ＷＯ２０１０／１３５３８０号として英語で公開され、米国を指定した国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３５３３１号（その全開示内容は参照により本明細書に組み込まれる）に記載されるように、糖化中、例えば、ジェット混合を用いて混合されることが一般に好ましい。
界面活性剤の添加は、糖化速度を増強させることができる。界面活性剤の例としては、下記が挙げられる：非イオン性界面活性剤、例えばＴｗｅｅｎ（登録商標）２０またはＴｗｅｅｎ（登録商標）８０ポリエチレングリコール界面活性剤、イオン性界面活性剤、または両性界面活性剤。
糖化から得られる糖溶液の濃度は比較的高い、例えば、４０重量％超、または５０重量％超、６０、７０、８０、９０またはさらに９５重量％超であることが一般に好ましい。水は、例えば、蒸発により除去することができ、糖溶液の濃度が増加する。これにより出荷される体積が低減し、また、溶液中での微生物増殖が阻止される。
あるいは、より低い濃度の糖溶液を使用してもよく、この場合、抗菌添加物、例えば、広域スペクトル抗生物質を、低濃度、例えば、５０〜１５０ｐｐｍで添加することが望ましい可能性がある。他の好適な抗生物質としては下記が挙げられる：アンホテリシンＢ、アンピシリン、クロラムフェニコール、シプロフロキサシン、ゲンタマイシン、ハイグロマイシンＢ、カナマイシン、ネオマイシン、ペニシリン、ピューロマイシン、ストレプトマイシン。抗生物質は、輸送および貯蔵中の微生物の増殖を阻害し、適切な濃度、例えば、１５〜１０００ｐｐｍの間（重量）、例えば、２５〜５００ｐｐｍの間、または５０〜１５０ｐｐｍの間で使用することができる。所望であれば、糖濃度が比較的高い場合であっても抗生物質を含めることができる。あるいは、他の添加物を保存特性の抗菌薬と共に使用してもよい。好ましくは、抗菌添加物（複数可）は食品グレードである。
比較的高濃度の溶液は、酵素と共に炭水化物含有材料に添加される水の量を制限することにより入手することができる。濃度は、例えば、どれくらい糖化が起こるかを制御することにより制御することができる。例えば、濃度はより多くの炭水化物含有材料を溶液に添加することにより増加させることができる。溶液中で生成された糖を維持するために、界面活性剤、例えば、以上で記載されるものの１つが添加され得る。溶解度はまた、溶液の温度を増加させることにより増加させることができる。例えば、溶液は４０〜５０℃、６０〜８０℃、またはさらにより高い温度で維持することができる。
糖化剤
好適なセルロース分解酵素としては、バチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）、コプリナス（Ｃｏｐｒｉｎｕｓ）、ミセリオフソラ（Ｍｙｃｅｌｉｏｐｈｔｈｏｒａ）、セファロスポリウム（Ｃｅｐｈａｌｏｓｐｏｒｉｕｍ）、スキタリジウム（Ｓｃｙｔａｌｉｄｉｕｍ）、ペニシリウム（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ）、アスペルギルス（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ）、シュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）、ヒュミコラ（Ｈｕｍｉｃｏｌａ）、フサリウム（Ｆｕｓａｒｉｕｍ）、チエラビア（Ｔｈｉｅｌａｖｉａ）、アクレモニウム（Ａｃｒｅｍｏｎｉｕｍ）、クリソスポリウム（Ｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｍ）およびトリコデルマ（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ）属における種由来のセルラーゼが挙げられ、とりわけ、下記種から選択される株により生成されるものが挙げられる：アスペルギルス（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ）（例えば、欧州公開第０ ４５８ １６２号を参照されたい）、ヒュミコラ・インソレンス（Ｈｕｍｉｃｏｌａ ｉｎｓｏｌｅｎｓ）（スキタリジウム・サーモフィルム（Ｓｃｙｔａｌｉｄｉｕｍ ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｍ）として再分類、例えば、米国特許第４，４３５，３０７号を参照されたい）、コプリヌス・シネレウス（Ｃｏｐｒｉｎｕｓ ｃｉｎｅｒｅｕｓ）、フサリウム・オキシスポルム（Ｆｕｓａｒｉｕｍ ｏｘｙｓｐｏｒｕｍ）、ミセリオフソラ・サーモヒラ（Ｍｙｃｅｌｉｏｐｈｔｈｏｒａ ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌａ）、メリピウス・ギガンテウス（Ｍｅｒｉｐｉｌｕｓ ｇｉｇａｎｔｅｕｓ）、チエラビア・テレストリス（Ｍｅｒｉｐｉｌｕｓ ｇｉｇａｎｔｅｕｓ）、アクレモニウム（Ａｃｒｅｍｏｎｉｕｍ）種（例えば、限定はされないが、Ａ．ペルシシナム（Ａ． ｐｅｒｓｉｃｉｎｕｍ）、Ａ．アクレモニウム（Ａ． ａｃｒｅｍｏｎｉｕｍ）、Ａ．ブラキペニウム（Ａ． ｂｒａｃｈｙｐｅｎｉｕｍ）、Ａ．ジクロモスポルム（Ａ． ｄｉｃｈｒｏｍｏｓｐｏｒｕｍ）、Ａ．オブクラバタム（Ａ． ｏｂｃｌａｖａｔｕｍ）、Ａ．ピンケルトニエ（Ａ． ｐｉｎｋｅｒｔｏｎｉａｅ）、Ａ．ロセオグリセウム（Ａ． ｒｏｓｅｏｇｒｉｓｅｕｍ）、Ａ．インコロラタム（Ａ． ｉｎｃｏｌｏｒａｔｕｍ）、およびＡ．フラタム（Ａ． ｆｕｒａｔｕｍ））。好ましい株としては下記が挙げられる：ヒュミコラ・インソレンス（Ｈｕｍｉｃｏｌａ ｉｎｓｏｌｅｎｓ）ＤＳＭ １８００、フサリウム・オキシスポルム（Ｆｕｓａｒｉｕｍ ｏｘｙｓｐｏｒｕｍ）ＤＳＭ ２６７２、ミセリオフソラ・サーモヒラ（Ｍｙｃｅｌｉｏｐｈｔｈｏｒａ ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌａ）ＣＢＳ １１７．６５、セファロスポリウム種ＲＹＭ−２０２、アクレモニウム種ＣＢＳ ４７８．９４、アクレモニウム種ＣＢＳ ２６５．９５、アクレモニウム・ペルシシナムＣＢＳ １６９．６５、アクレモニウム・アクレモニウム（Ａｃｒｅｍｏｎｉｕｍ ａｃｒｅｍｏｎｉｕｍ）ＡＨＵ ９５１９、セファロスポリウム種ＣＢＳ ５３５．７１、アクレモニウム・ブラシペニウム（Ａｃｒｅｍｏｎｉｕｍ ｂｒａｃｈｙｐｅｎｉｕｍ）ＣＢＳ ８６６．７３、アクレモニウム・ジクロモスポルム（Ａｃｒｅｍｏｎｉｕｍ ｄｉｃｈｒｏｍｏｓｐｏｒｕｍ）ＣＢＳ ６８３．７３、アクレモニウム・オブクラバタム（Ａｃｒｅｍｏｎｉｕｍ ｏｂｃｌａｖａｔｕｍ）ＣＢＳ ３１１．７４、アクレモニウム・ピンケルトニエ（Ａｃｒｅｍｏｎｉｕｍ ｐｉｎｋｅｒｔｏｎｉａｅ）ＣＢＳ １５７．７０、アクレモニウム・ロセオグリセウム（Ａｃｒｅｍｏｎｉｕｍ ｒｏｓｅｏｇｒｉｓｅｕｍ）ＣＢＳ １３４．５６、アクレモニウム・インコロラタム（Ａｃｒｅｍｏｎｉｕｍ ｉｎｃｏｌｏｒａｔｕｍ）ＣＢＳ １４６．６２、およびアクレモニウム・フラタム（Ａｃｒｅｍｏｎｉｕｍ ｆｕｒａｔｕｍ）ＣＢＳ ２９９．７０Ｈ。セルロース分解酵素はまた、クリソスポリウム、好ましくはクリソスポリウム・ラクノウェンスの株から入手することができる。使用することができる追加の株としては下記が挙げられるが、それらに限定されない：トリコデルマ（特に、Ｔ．ビリデ、Ｔ．リーセイ、およびＴ．コニンギイ）、好アルカリ性バチルス（例えば、米国特許第３，８４４，８９０号および欧州公開第０ ４５８ １６２号を参照されたい）、およびストレプトマイセス（例えば、欧州公開第０ ４５８ １６２号を参照されたい）。
リグノセルロースおよびセルロース材料を糖化するために、酵素に加えて、またはこれと組み合わせて、酸、塩基および他の化学物質（例えば、オキシダント）を利用することができる。これらは、任意の組み合わせまたは順番で使用することができる（例えば、酵素の添加前、後および／または中）。例えば強鉱酸（例えばＨＣｌ、Ｈ２ＳＯ４、Ｈ３ＰＯ４）および強塩基（例えば、ＮａＯＨ、ＫＯＨ）を利用することができる。
糖類
本明細書で記載されるプロセスでは、例えば糖化後、糖類（例えば、グルコースおよびキシロース）は単離することができる。例えば糖類は沈殿、結晶化、クロマトグラフィー（例えば、疑似移動床クロマトグラフィー、高圧クロマトグラフィー）、遠心分離、抽出、当技術分野で知られている任意の他の単離方法、およびそれらの組み合わせにより単離することができる。
水素化および他の化学転換
本明細書で記載されるプロセスは水素化を含むことができる。例えば、グルコースおよびキシロースはそれぞれ、ソルビトールおよびキシリトールに水素化することができる。水素化は触媒（例えば、Ｐｔ／γ−Ａｌ２Ｏ３、Ｒｕ／Ｃ、ラネーニッケル、または当技術分野において知られている他の触媒）の使用をＨ２と組み合わせることにより、高圧下（例えば、１０〜１２０００ｐｓｉ）で達成することができる。本明細書で記載されるプロセスからの生成物の他の型の化学転換を、使用することができ、例えば有機糖誘導生成物（例えば、フルフラールおよびフルフラール誘導生成物）の生成である。糖誘導生成物の化学転換は２０１３年７月３日に出願された、米国特許出願第１３／９３４，７０４号（その全開示内容はその全体が参照により本明細書に組み込まれる）に記載される。
発酵
酵母およびザイモモナス細菌は、例えば、糖（複数可）のアルコール（複数可）への発酵または変換のために使用することができる。他の微生物を以下で記載する。発酵のための最適ｐＨは約ｐＨ４〜７である。例えば、酵母のための最適ｐＨは約ｐＨ４〜５であるが、ザイモモナスのための最適ｐＨは約ｐＨ５〜６である。典型的な発酵時間は、２０℃〜４０℃の範囲の温度（例えば、２６℃〜４０℃）を用いると約２４〜１６８時間（例えば、２４〜９６時間）であるが、しかしながら好熱性微生物はより高い温度を好む。
いくつかの実施形態では、例えば嫌気性生物が使用される場合、発酵の少なくともの一部は、酸素なし、例えば、不活性ガス、例えばＮ２、Ａｒ、Ｈｅ、ＣＯ２またはそれらの混合物のブランケット下で実施される。加えて、混合物は、発酵の一部または全体中に、槽を通して流れる不活性ガスの一定パージを有し得る。場合によっては、嫌気性条件は発酵中の二酸化炭素生成により達成または維持することができ、追加の不活性ガスは必要ない。
いくつかの実施形態では、発酵プロセスの全てまたは一部は低分子量糖が完全に生成物（例えば、エタノール）に変換される前に中断させることができる。中間発酵生成物は糖および炭水化物を高濃度で含む。糖類および炭水化物は当技術分野で知られている任意の手段を介して単離することができる。これらの中間発酵生成物はヒト用または飼料用の食品の調製において使用することができる。加えてまたはその代わりに、中間発酵生成物は、ステンレス鋼研究室用ミルにおいて微細粒子サイズまで破砕することができ、小麦粉様物質が生成される。ジェット混合を発酵中に使用することができ、場合によっては糖化および発酵は同じ槽内で実施される。
微生物のための栄養分、例えば、２０１１年７月１５日に出願された米国特許出願公開２０１２／００５２５３６号（その完全な開示内容は参照により本明細書に組み込まれる）に記載される食品に基づく栄養分パッケージは糖化中および／または発酵中に添加され得る。
「発酵」は、２０１２年１２月２２日に出願されたＷＯ２０１３／０９６７００号および２０１２年１２月２２日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ２０１２／０７１０８３号（それらの両方の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる）で開示される方法および生成物を含む。
国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０７４０２８号（これは、２００７年７月２０日に出願され、英語でＷＯ２００８／０１１５９８号として公開され、米国を指定した）、米国発行特許第８，３１８，４５３号（その内容は、その全体が本明細書に組み込まれる）に記載される可動発酵槽が利用され得る。同様に、糖化機器は可動性とすることができる。さらに、糖化および／または発酵は、一部または完全に輸送中に実施することができる。
発酵剤
発酵で使用される微生物（複数可）は、天然微生物および／または操作された微生物とすることができる。例えば、微生物は細菌（限定はされないが、例えば、セルロース分解性細菌を含む）、真菌（限定はされないが、例えば、酵母を含む）、植物、原生生物、例えば原虫または真菌様原生生物（ｐｒｏｔｅｓｔ）（限定はされないが、例えば、粘菌を含む）、または藻類とすることができる。生物が適合性である場合、生物の混合物を使用することができる。
好適な発酵微生物は炭水化物、例えば、グルコース、果糖、キシロース、アラビノース、マンノース、ガラクトース、オリゴ糖類または多糖類を発酵生成物に変換する能力を有する。発酵微生物としては下記の株が挙げられる：サッカロマイセス属種（例えば、限定はされないが、Ｓ．セレビシエ（Ｓ． ｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）（パン酵母）、Ｓ．ディスタチカス（Ｓ． ｄｉｓｔａｔｉｃｕｓ）、Ｓ．ウバラム（Ｓ． ｕｖａｒｕｍ））、クリベロミセス属、（例えば、限定はされないが、Ｋ．マルキシアヌス（Ｋ． ｍａｒｘｉａｎｕｓ）、Ｋ．フラジリス（Ｋ． ｆｒａｇｉｌｉｓ））、カンジダ属（例えば、限定はされないが、Ｃ．シュードトロピカリス（Ｃ．ｐｓｅｕｄｏｔｒｏｐｉｃａｌｉｓ、およびＣ．ブラシカ（Ｃ． ｂｒａｓｓｉｃａｅ））、ピキア・スティピティス（Ｐｉｃｈｉａ ｓｔｉｐｉｔｉｓ）（カンジダ・シハタエ（Ｃａｎｄｉｄａ ｓｈｅｈａｔａｅ）の近縁種）、クラビスポラ属（例えば、限定はされないが、Ｃ．ルシタニエ（Ｃ． ｌｕｓｉｔａｎｉａｅ）およびＣ．オプンティアエ（Ｃ． ｏｐｕｎｔｉａｅ））、パキソレン属（例えば、限定はされないが、Ｐ．タンノフィルス（Ｐ． ｔａｎｎｏｐｈｉｌｕｓ））、ブレタノミセス属（例えば、限定はされないが、例えば、Ｂ．クラウセニイ（Ｂ． ｃｌａｕｓｅｎｉｉ）（Ｐｈｉｌｉｐｐｉｄｉｓ， Ｇ． Ｐ．， １９９６， Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｂｉｏｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｉｎ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｎ Ｂｉｏｅｔｈａｎｏｌ： Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ， Ｗｙｍａｎ， Ｃ．Ｅ．， ｅｄ．， Ｔａｙｌｏｒ ＆ Ｆｒａｎｃｉｓ， Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ， ＤＣ， １７９−２１２））。他の好適な微生物としては、例えば、下記が挙げられる：ザイモモナス・モビリス（Ｚｙｍｏｍｏｎａｓ ｍｏｂｉｌｉｓ）、クロストリジウム種（例えば、限定はされないが、Ｃ．サーモセラム（Ｃ． ｔｈｅｒｍｏｃｅｌｌｕｍ）（Ｐｈｉｌｉｐｐｉｄｉｓ、１９９６、上記）、Ｃ．サッカロブチルアセトニカム（Ｃ． ｓａｃｃｈａｒｏｂｕｔｙｌａｃｅｔｏｎｉｃｕｍ）、Ｃ．チロブチリクム（Ｃ． ｔｙｒｏｂｕｔｙｒｉｃｕｍ）Ｃ．サッカロブチリカム（Ｃ． ｓａｃｃｈａｒｏｂｕｔｙｌｉｃｕｍ）、Ｃ．パニセウム（Ｃ． Ｐｕｎｉｃｅｕｍ）、Ｃ．ベイジェリンキ（Ｃ． ｂｅｉｊｅｒｉｎｃｋｉｉ）、およびＣ．アセトブチリカム（Ｃ． ａｃｅｔｏｂｕｔｙｌｉｃｕｍ））、モニリエラ種（例えば、限定はされないが、Ｍ．ポリニス（Ｍ． ｐｏｌｌｉｎｉｓ）、Ｍ．トメントサ（Ｍ． ｔｏｍｅｎｔｏｓａ）、Ｍ．マジダ（Ｍ． ｍａｄｉｄａ）、Ｍ．ニグレセンス（Ｍ． ｎｉｇｒｅｓｃｅｎｓ）、Ｍ．オデオセファリ（Ｍ． ｏｅｄｏｃｅｐｈａｌｉ）、Ｍ．メガチリエンシス（Ｍ． ｍｅｇａｃｈｉｌｉｅｎｓｉｓ））、ヤロウイア・リポリティカ（Ｙａｒｒｏｗｉａ ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）、アウレオバシジウム種、トリコスポロノイデス種、トリゴノプシス・バリアビリス（Ｔｒｉｇｏｎｏｐｓｉｓ ｖａｒｉａｂｉｌｉｓ）、トリコスポロン種、モニリエラ・アセトアブタンス種、チフラ・バリアビリス（Ｔｙｐｈｕｌａ ｖａｒｉａｂｉｌｉｓ）、カンジダ・マグノリアエ（Ｃａｎｄｉｄａ ｍａｇｎｏｌｉａｅ）、ウスチラジノマイシーテス種、シュードジーマ・ツクバエンシス（Ｐｓｅｕｄｏｚｙｍａ ｔｓｕｋｕｂａｅｎｓｉｓ）、ザイゴサッカロミセス属の酵母種、デバリオマイセス、ハンゼヌラ（Ｈａｎｓｅｎｕｌａ）およびピキア（Ｐｉｃｈｉａ）、ならびに黒色（ｄｅｍａｔｉｏｉｄ）トルラ（Ｔｏｒｕｌａ）属の真菌（例えば、Ｔ．コラリナ（Ｔ． ｃｏｒａｌｌｉｎａ））。
多くのそのような微生物の株は、商業的にまたは保管所、例えば、２〜３例を挙げると、ＡＴＣＣ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｔｙｐｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ， Ｍａｎａｓｓａｓ， Ｖｉｒｇｉｎｉａ， ＵＳＡ）、ＮＲＲＬ（Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ， Ｐｅｏｒｉａ， Ｉｌｌｉｎｏｉｓ， ＵＳＡ）、またはＤＳＭＺ（Ｄｅｕｔｓｃｈｅ Ｓａｍｍｌｕｎｇ ｖｏｎ Ｍｉｋｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｅｎ ｕｎｄ Ｚｅｌｌｋｕｌｔｕｒｅｎ ＧｍｂＨ， Ｂｒａｕｎｓｃｈｗｅｉｇ， Ｇｅｒｍａｎｙ）を介して公的に入手可能である。
市販の酵母としては、例えば、下記が挙げられる：ＲＥＤ ＳＴＡＲ（登録商標）／Ｌｅｓａｆｆｒｅ Ｅｔｈａｎｏｌ Ｒｅｄ（Ｒｅｄ Ｓｔａｒ／Ｌｅｓａｆｆｒｅ、ＵＳＡから入手可能）、ＦＡＬＩ（登録商標）（Ｆｌｅｉｓｃｈｍａｎｎ’ｓ Ｙｅａｓｔ、Ｂｕｒｎｓ Ｐｈｉｌｉｐ Ｆｏｏｄ Ｉｎｃ．， ＵＳＡの一部門から入手可能）、ＳＵＰＥＲＳＴＡＲＴ（登録商標）（Ｌａｌｌｅｍａｎｄ Ｂｉｏｆｕｅｌｓ ａｎｄ Ｄｉｓｔｉｌｌｅｄ Ｓｐｉｒｉｔｓ， Ｃａｎａｄａ）、ＥＡＧＬＥ Ｃ６ ＦＵＥＬ（商標）またはＣ６ ＦＵＥＬ（商標）（Ｌａｌｌｅｍａｎｄ Ｂｉｏｆｕｅｌｓ ａｎｄ Ｄｉｓｔｉｌｌｅｄ Ｓｐｉｒｉｔｓ， Ｃａｎａｄａから入手可能）、（ＧＥＲＴ ＳＴＲＡＮＤ（登録商標）（Ｇｅｒｔ Ｓｔｒａｎｄ ＡＢ， Ｓｗｅｄｅｎから入手可能）、およびＦＥＲＭＯＬ（登録商標）（ＤＳＭ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓから入手可能）。
蒸留
発酵後、得られた流体は、例えば、「ビール塔」を使用して蒸留することができ、エタノールおよび他のアルコールが大部分の水および残留固体から分離される。ビール塔を出て行く蒸気は、例えば、３５重量％エタノールとすることができ、精留塔に送ることができる。精留塔からのほぼ共沸（９２．５％）エタノールおよび水の混合物は、気相モレキュラーシーブを使用して純粋（９９．５％）エタノールに精製することができる。ビール塔底部は、３効用蒸発器の第１のエフェクトに送ることができる。精留塔還流冷却器は、この第１のエフェクトのために熱を提供することができる。精留塔還流冷却器は、この第１のエフェクトのために熱を提供することができる。第１のエフェクト後、固体は、遠心分離機を用いて分離することができ、および回転乾燥機中で乾燥させることができる。遠心分離機排出物の一部（２５％）は、発酵にリサイクルすることができ、残りは、第２および第３の蒸発器エフェクトに送ることができる。蒸発器凝縮物のほとんどは、かなりきれいな凝縮物としてプロセスに戻すことができ、ごく一部が分離されて廃水処理に送られ、低沸点化合物の蓄積が防止される。
炭化水素含有材料および木材
本明細書で記載される方法およびシステムを使用する他の実施形態では、炭化水素含有材料は加工処理することができる。本明細書で記載される任意の炭化水素含有材料を処理するために、本明細書で記載される任意のプロセスが使用され得る。「炭化水素含有材料」は、本明細書では、オイルサンド、オイルシェール、タールサンド、炭塵、石炭スラリー、ビチューメン、様々な型の石炭、ならびに炭化水素構成成分および固体物質の両方を含む他の天然および合成材料を含むことを意味する。固体物質としては、木材、岩、砂、粘土、石、シルト、掘削スラリー、または他の固体有機および／または無機物質が挙げられる。用語はまた、廃棄物、例えば掘削廃棄物および副産物、精製廃棄物および副産物、または炭化水素構成成分を含む他の廃棄物、例えばアスファルトシングルおよびカバリング、アスファルト舗装、などを含むことができる。
本明細書で記載される方法およびシステムを使用するさらに他の実施形態では、木材および木材含有製品は加工処理され得る。例えば材木製品、例えばボード、シート、積層物、ビーム、パーティクルボード、複合物、ラフカット木材、軟材および硬材は加工処理され得る。加えて、切断された木、低木、木材チップ、のこぎりくず、根、樹皮、切り株、腐敗木材およびバイオマス材料を含む他の木材は加工処理され得る。
運搬システム
様々な運搬システムが、バイオマス材料を例えば、ボールトまで、ボールトにおける電子ビーム下で運搬するために使用することができる。例示的なコンベヤーはベルトコンベヤー、空気コンベヤー、スクリューコンベヤーであり、カート、列車、レール上の列車もしくはカート、エレベーター、フロントローダー、バックホー、クレーン、様々なスクレーパーおよびシャベル、トラック、および投出装置が使用され得る。例えば、振動コンベヤーは、２０１２年１０月１０日に出願された米国仮出願６１／７１１，８０１（その開示全体は、参照により本明細書に組み込まれる）に開示されるように、本明細書に記載の様々なプロセスで使用することができる。
他の実施形態
本明細書で記載される任意の材料、プロセスまたは処理された材料は、生成物および／または中間体、例えば複合物、フィラー、バインダ、プラスチック添加物、吸着剤および制御放出剤を製造するために使用することができる。方法は、例えば、圧力および熱を材料に適用することによる高密度化を含むことができる。例えば、複合物は繊維性材料を樹脂またはポリマーと組み合わせることにより製造することができる。例えば、放射線架橋性樹脂、例えば、熱可塑性樹脂は繊維性材料と組み合わされ、繊維性材料／架橋性樹脂の組み合わせを提供することができる。そのような材料は、例えば、建築材料、保護シート、容器および他の構造材料（例えば、成形されおよび／または押し出された生成物）として有用であり得る。吸収剤は、例えば、ペレット、チップ、繊維および／またはシートの形態とすることができる。吸着剤は、例えば、ペット寝床、パッケージング材料として、または汚染制御システムにおいて使用することができる。制御放出マトリクスはまた、例えば、ペレット、チップ、繊維およびまたはシートの形態とすることができる。制御放出マトリクスは、例えば、薬物、殺生物剤、芳香を放出するために使用することができる。例えば、複合物、吸収剤および制御放出剤ならびそれらの使用は２００６年３月２３日に出願された米国特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０１０６４８号、および２０１１年１１月２２日に出願された米国特許第８，０７４，９１０号（その全開示内容は本明細書にて参照により組み込まれる）に記載される。
場合によっては、バイオマス材料は第１のレベルで、例えば、加速電子を使用して、不応性を低減させるように処理され、１つ以上の糖類（例えば、キシロース）が選択的に放出される。バイオマスはその後、第２のレベルまで処理することができ、１つ以上の他の糖類（例えば、グルコース）が放出される。任意で、バイオマスは処理間で乾燥させることができる。処理は化学的および生化学的処理を適用し、糖類を放出させることを含むことができる。例えば、バイオマス材料は約２０Ｍｒａｄ未満（例えば、約１５Ｍｒａｄ未満、約１０Ｍｒａｄ未満、約５Ｍｒａｄ未満、約２Ｍｒａｄ未満）のレベルまで処理することができ、その後、１０％未満の硫酸（例えば、約９％未満、約８％未満、約７％未満、約６％未満、約５％未満、約４％未満、約３％未満、約２％未満、約１％未満、約０．７５％未満、約０．５０％未満、約０．２５％未満）を含む硫酸溶液で処理することができ、キシロースが放出される。例えば、溶液中に放出されたキシロースは固体から分離することができ、任意で固体は、溶媒／溶液（例えば、水および／または酸性水）で洗浄することができる。任意で、固体は、例えば、空気中および／または真空下、任意で加熱を用いて（例えば、約１５０℃未満、約１２０℃未満）、約２５ｗｔ％未満（約２０ｗｔ％未満、約１５ｗｔ％未満、約１０ｗｔ％未満、約５ｗｔ％未満）の含水量まで乾燥させることができる。固体はその後、約３０Ｍｒａｄ未満（例えば、約２５Ｍｒａｄ未満、約２０Ｍｒａｄ未満、約１５Ｍｒａｄ未満、約１０Ｍｒａｄ未満、約５Ｍｒａｄ未満、約１Ｍｒａｄ未満またはさらに全くなし）のレベルで処理することができ、その後、酵素（例えば、セルラーゼ）で処理することができ、グルコースが放出される。グルコース（例えば、グルコースを含む溶液）は、残りの固体から分離することができる。固体はその後、さらに加工処理することができ、例えば、エネルギーまたは他の生成物（例えば、リグニン誘導生成物）を製造するために利用され得る。
香味、芳香および着色剤
例えば、本明細書で記載されるプロセス、システムおよび／または機器により生成される、本明細書で記載される生成物および／または中間体のいずれも、香味、芳香、着色剤および／またはこれらの混合物と組み合わせることができる。例えば、糖類、有機酸、燃料、ポリオール、例えば糖アルコール、バイオマス、繊維および複合物のいずれか１つ以上（任意で香味、芳香および／または着色剤と共に）は組み合わせて（例えば、配合、混合または反応させて）あるいは使用して、他の生成物を製造することができる。例えば、１つ以上のそのような生成物を使用して、セッケン、洗浄剤、キャンディ、飲料（例えば、コーラ、ワイン、ビール、蒸留酒、例えばジンまたはウォッカ、スポーツドリンク、コーヒー、紅茶）、医薬品、接着剤、シート（例えば、織物、不織、フィルター、ティッシュ）および／または複合物（例えば、ボード）を製造することができる。例えば、１つ以上のそのような生成物は、ハーブ、花、花弁、スパイス、ビタミン、ポプリ、またはろうそくと組み合わせることができる。例えば、配合、混合または反応させた組み合わせはグレープフルーツ、オレンジ、リンゴ、ラズベリー、バナナ、レタス、セロリ、シナモン、チョコレート、バニラ、ペパーミント、ミント、タマネギ、ニンニク、コショウ、サフラン、ショウキョウ、ミルク、ワイン、ビール、紅茶、牛赤身、魚、二枚貝、オリーブ油、ココナツ脂肪、ブタ脂、バター脂肪、ビーフブイヨン、マメ科植物、ジャガイモ、マーマレード、ハム、コーヒーおよびチーズの香味、芳香を有することができる。
香味、芳香および着色剤は、任意の量、例えば約０．００１ｗｔ％〜約３０ｗｔ％の間、例えば、約０．０１〜約２０の間、約０．０５〜約１０の間、または約０．１ｗｔ％〜約５ｗｔ％の間で添加することができる。これらは、（例えば、本明細書で記載されるさらなる生成物または中間体のいずれか１つと）任意の手段により、および任意の順序または順番で配合、混合およびまたは反応（例えば、かくはん、混合、乳化、ゲル化、注入、加熱、超音波処理、および／または懸濁）させることができる。フィラー、バインダ、乳化剤、抗酸化剤、例えばタンパク質ゲル、デンプンおよびシリカもまた、利用することができる。
１つの実施形態では、香味、芳香および着色剤はバイオマスに、バイオマスが照射された直後に添加することができ、よって、照射により生成された反応部位は、香味、芳香および着色剤の反応性対応部位と反応し得る。
香味、芳香および着色剤は天然および／または合成材料とすることができる。これらの材料は、化合物、組成物またはこれらの混合物（例えば、いくつかの化合物の配合または天然組成物）の１つ以上とすることができる。任意で香味、芳香、抗酸化剤および着色剤は生物学的に、例えば、発酵プロセス（例えば、本明細書で記載される糖化された材料の発酵）から誘導することができる。その代わりに、または加えて、これらの香味、芳香および着色剤は、全生物（例えば、植物、真菌、動物、細菌または酵母）あるいは生物の一部から収穫することができる。生物は、本明細書で記載される方法、システムおよび機器の使用、熱水抽出、超臨界流体抽出、化学抽出（例えば、酸および塩基を含む溶媒または反応性抽出）、機械的抽出（例えば、加圧、粉砕、濾過）、酵素の使用、例えば開始材料を分解させるための細菌の使用、およびこれらの方法の組み合わせを含む任意の手段により、収集およびまたは抽出され、色、香味、芳香および／または抗酸化剤を提供することができる。化合物は、例えば、糖の組み合わせ（例えば、本明細書で記載されるように生成される）のアミノ酸との化学反応（Ｍａｉｌｌａｒｄ反応）により誘導させることができる。香味、芳香、抗酸化剤および／または着色剤は本明細書で記載される方法、機器またはシステムにより生成された中間体およびまたは生成物とすることができ、例えば、エステルおよびリグニン誘導生成物とすることができる。
香味、芳香または着色剤のいくつかの例はポリフェノールである。ポリフェノールは多くの果物、野菜、穀物粒、および花の赤、紫および青色着色剤と関与する顔料である。ポリフェノールはまた、抗酸化特性を有し、かつ、しばしば苦味を有する可能性がある。抗酸化特性によりこれらが重要な保存剤となっている。ポリフェノールのクラスには、フラボノイドがあり、例えばアントシアニジン、フラバノノール、フラバン−３−オール、フラバノンおよびフラバノノールである。使用することができる他のフェノール化合物としては、フェノール酸およびそれらのエステル、例えばクロロゲン酸およびポリマータンニンが挙げられる。
着色剤の中で、無機化合物、ミネラルまたは有機化合物、例えば二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、カドミウムイエロー（例えば、ＣｄＳ）、カドミウムオレンジ（例えば、いくらかのＳｅを有するＣｄＳ）、アリザリンクリムソン（例えば、合成または非合成ローズマダー）、ウルトラマリン（例えば、合成ウルトラマリン、天然ウルトラマリン、合成ウルトラマリンバイオレット）、コバルトブルー、コバルトイエロー、コバルトグリーン、ビリジアン（例えば、水和酸化クロム（ＩＩＩ））、黄銅鉱（ｃｈａｌｃｏｐｈｙｌｉｔｅ）、コニカルサイト、コルヌバイト、コーンウォーライトおよびリロコナイトを使用することができる。黒色顔料、例えばカーボンブラックおよび自己分散ブラックが使用され得る。
使用することができるいくつかの香味および芳香としては下記が挙げられる：アカレアＴＢＨＱ（ＡＣＡＬＥＡ ＴＢＨＱ）、ＡＣＥＴＣ−６（ＡＣＥＴ Ｃ−６）、アリルアミルグリコラート（ＡＬＬＹＬ ＡＭＹＬ ＧＬＹＣＯＬＡＴＥ）、αテルピネオール（ＡＬＰＨＡ ＴＥＲＰＩＮＥＯＬ）、アンブレットリド（ＡＭＢＲＥＴＴＯＬＩＤＥ）、アンブリノール９５（ＡＭＢＲＩＮＯＬ ９５）、アンドラン（ＡＮＤＲＡＮＥ）、アフェルマート（ＡＰＨＥＲＭＡＴＥ）、アプレライド（ＡＰＰＬＥＬＩＤＥ）、バクダノール（登録商標）（ＢＡＣＤＡＮＯＬ（登録商標））、ベルガマル（ＢＥＲＧＡＭＡＬ）、βイオノンエポキシド（ＢＥＴＡ ＩＯＮＯＮＥ ＥＰＯＸＩＤＥ）、βナフチルイソブチルエーテル（ＢＥＴＡ ＮＡＰＨＴＨＹＬ ＩＳＯ−ＢＵＴＹＬ ＥＴＨＥＲ）、ビシクロノナラクトン（ＢＩＣＹＣＬＯＮＯＮＡＬＡＣＴＯＮＥ）、ボルナフィックス（登録商標）（ＢＯＲＮＡＦＩＸ（登録商標））、カントキサール（ＣＡＮＴＨＯＸＡＬ）、カシュメラン（登録商標）（ＣＡＳＨＭＥＲＡＮ（登録商標））、カシュメラン（登録商標）ベルベット（ＣＡＳＨＭＥＲＡＮ（登録商標）ＶＥＬＶＥＴ）、カッシフィックス（登録商標）（ＣＡＳＳＩＦＦＩＸ（登録商標））、セドラフィックス（ＣＥＤＲＡＦＩＸ）、セドランバー（登録商標）（ＣＥＤＲＡＭＢＥＲ（登録商標））、セドレニルアセタート（ＣＥＤＲＹＬ ＡＣＥＴＡＴＥ）、セレストリド（ＣＥＬＥＳＴＯＬＩＤＥ）、シンナマルバ（ＣＩＮＮＡＭＡＬＶＡ）、シトラールジメチルアセタート（ＣＩＴＲＡＬ ＤＩＭＥＴＨＹＬ ＡＣＥＴＡＴＥ）、シトロレート（商標）（ＣＩＴＲＯＬＡＴＥ（商標））、シトロネロール７００（ＣＩＴＲＯＮＥＬＬＯＬ７００）、シトロネロール９５０（ＣＩＴＲＯＮＥＬＬＯＬ９５０）、シトロネロールクール（ＣＩＴＲＯＮＥＬＬＯＬ ＣＯＥＵＲ）、シトロネリルアセタート（ＣＩＴＲＯＮＥＬＬＹＬ ＡＣＥＴＡＴＥ）、シトロネリルアセタートピュア（ＣＩＴＲＯＮＥＬＬＹＬ ＡＣＥＴＡＴＥ ＰＵＲＥ）、シトロネリルホルマート（ＣＩＴＲＯＮＥＬＬＹＬ ＦＯＲＭＡＴＥ）、クラリセット（ＣＬＡＲＹＣＥＴ）、クロナール（ＣＬＯＮＡＬ）、コニフェラン（ＣＯＮＩＦＥＲＡＮ）、コニフェランピュア（ＣＯＮＩＦＥＲＡＮ ＰＵＲＥ）、コルテックスアルデヒド５０％ペオモサ（ＣＯＲＴＥＸ ＡＬＤＥＨＹＤＥ ５０％ ＰＥＯＭＯＳＡ）、シクラブテ（ＣＹＣＬＡＢＵＴＥ）、シクラセット（登録商標）（ＣＹＣＬＡＣＥＴ（登録商標））、シクラプロップ（登録商標）（ＣＹＣＬＡＰＲＯＰ（登録商標））、シクレマックス（商標）（ＣＹＣＬＥＭＡＸ（商標））、シクロヘキシルエチルアセタート（ＣＹＣＬＯＨＥＸＹＬ ＥＴＨＹＬ ＡＣＥＴＡＴＥ）、ダマスコール（ＤＡＭＡＳＣＯＬ）、デルタダマスコン（ＤＥＬＴＡ ＤＡＭＡＳＣＯＮＥ）、ジヒドロシクラセット（ＤＩＨＹＤＲＯ ＣＹＣＬＡＣＥＴ）、ジヒドロミルセノール（ＤＩＨＹＤＲＯ ＭＹＲＣＥＮＯＬ）、ジヒドロテルピネオール（ＤＩＨＹＤＲＯ ＴＥＲＰＩＮＥＯＬ）、ジヒドロテルピニルアセタート（ＤＩＨＹＤＲＯ ＴＥＲＰＩＮＹＬ ＡＣＥＴＡＴＥ）、ジメチルシクロルモール（ＤＩＭＥＴＨＹＬ ＣＹＣＬＯＲＭＯＬ）、ジメチルオクタノールＰＱ（ＤＩＭＥＴＨＹＬ ＯＣＴＡＮＯＬ ＰＱ）、ジミルセトール（ＤＩＭＹＲＣＥＴＯＬ）、ジオーラ（ＤＩＯＬＡ）、ジペンテン（ＤＩＰＥＮＴＥＮＥ）、ダルシニル（登録商標）再結晶化品（ＤＵＬＣＩＮＹＬ（登録商標）ＲＥＣＲＹＳＴＡＬＬＩＺＥＤ）、エチル−３−フェニルグリシダート（ＥＴＨＹＬ−３−ＰＨＥＮＹＬＧＬＹＣＩＤＡＴＥ）、フレーラモン（ＦＬＥＵＲＡＭＯＮＥ）、フレーラニル（ＦＬＥＵＲＡＮＩＬ）、フローラルスーパー（ＦＬＯＲＡＬ ＳＵＰＥＲ）、フロラロゾン（ＦＬＯＲＡＬＯＺＯＮＥ）、フロリフォル（ＦＬＯＲＩＦＦＯＬ）、フライストン（ＦＲＡＩＳＴＯＮＥ）、フルクトン（ＦＲＵＣＴＯＮＥ）、ガラクソリド（登録商標）５０（ＧＡＬＡＸＯＬＩＤＥ（登録商標）５０）、ガラクソリド（登録商標）５０ＢＢ（ＧＡＬＡＸＯＬＩＤＥ（登録商標）５０ＢＢ）、ガラクソリド（登録商標）５０ＩＰＭ（ＧＡＬＡＸＯＬＩＤＥ（登録商標） ５０ ＩＰＭ）、ガラクソリド（登録商標）不希釈品（ＧＡＬＡＸＯＬＩＤＥ（登録商標）ＵＮＤＩＬＵＴＥＤ）、ガルバスコーン（ＧＡＬＢＡＳＣＯＮＥ）、ゲラルデヒド（ＧＥＲＡＬＤＥＨＹＤＥ）、ゲラニオール５０２０（ＧＥＲＡＮＩＯＬ５０２０）、ゲラニオール６００タイプ（ＧＥＲＡＮＩＯＬ ６００ ＴＹＰＥ）、ゲラニオール９５０（ＧＥＲＡＮＩＯＬ９５０）、ゲラニオール９８０（ピュア）（ＧＥＲＡＮＩＯＬ９８０（ＰＵＲＥ））、ゲラニオールＣＦＴクール（ＧＥＲＡＮＩＯＬ ＣＦＴ ＣＯＥＵＲ）、ゲラニオールクール（ＧＥＲＡＮＩＯＬ ＣＯＥＵＲ）、ゲラニルアセタートクール（ＧＥＲＡＮＹＬ ＡＣＥＴＡＴＥ ＣＯＥＵＲ）、ゲラニルアセタート（ＧＥＲＡＮＹＬ ＡＣＥＴＡＴＥ）、ピュア（ＰＵＲＥ）、ゲラニルホルマート（ＧＥＲＡＮＹＬ ＦＯＲＭＡＴＥ）、グリサルバ（ＧＲＩＳＡＬＶＡ）、グアイイルアセタート（ＧＵＡＩＹＬ ＡＣＥＴＡＴＥ）、ヘリオナール（商標）（ＨＥＬＩＯＮＡＬ（商標））、ヘルバック（ＨＥＲＢＡＣ）、ヘルバライム（商標）（ＨＥＲＢＡＬＩＭＥ（商標））、ヘキサデカノリド（ＨＥＸＡＤＥＣＡＮＯＬＩＤＥ）、ヘキサロン（ＨＥＸＡＬＯＮ）、ヘキシルサリシラートＣＩＳ３−（ＨＥＸＥＮＹＬ ＳＡＬＩＣＹＬＡＴＥ ＣＩＳ ３−）、ヒヤシンスボディ（ＨＹＡＣＩＮＴＨ ＢＯＤＹ）、ヒヤシンスボディＮＯ．３（ＨＹＡＣＩＮＴＨ ＢＯＤＹ ＮＯ． ３）、ヒドラトロピックアルデヒド．ＤＭＡ（ＨＹＤＲＡＴＲＯＰＩＣ ＡＬＤＥＨＹＤＥ．ＤＭＡ）、ヒドロキシオール（ＨＹＤＲＯＸＹＯＬ）、インドラローム（ＩＮＤＯＬＡＲＯＭＥ）、イントレレベンアルデヒド（ＩＮＴＲＥＬＥＶＥＮ ＡＬＤＥＨＹＤＥ）、イントレレベンアルデヒドスペシャル（ＩＮＴＲＥＬＥＶＥＮ ＡＬＤＥＨＹＤＥ ＳＰＥＣＩＡＬ）、イオノンアルファ（ＩＯＮＯＮＥ ＡＬＰＨＡ）、イオノンベータ（ＩＯＮＯＮＥ ＢＥＴＡ）、イソシクロシトラール（ＩＳＯ ＣＹＣＬＯ ＣＩＴＲＡＬ）、イソシクロゲラニオール（ＩＳＯ ＣＹＣＬＯ ＧＥＲＡＮＩＯＬ）、イソイースーパー（登録商標）（ＩＳＯ Ｅ ＳＵＰＥＲ（登録商標））、イソブチルキノリン（ＩＳＯＢＵＴＹＬ ＱＵＩＮＯＬＩＮＥ）、ジャスマル（ＪＡＳＭＡＬ）、ジェッセマール（登録商標）（ＪＥＳＳＥＭＡＬ（登録商標））、カリスマール（登録商標）（ＫＨＡＲＩＳＭＡＬ（登録商標））、カリスマール（登録商標）スーパー（ＫＨＡＲＩＳＭＡＬ（登録商標）ＳＵＰＥＲ）、クシニル（ＫＨＵＳＩＮＩＬ）、コアボン（登録商標）（ＫＯＡＶＯＮＥ（登録商標））、コヒヌール（登録商標）（ＫＯＨＩＮＯＯＬ（登録商標））、リッファローム（商標）（ＬＩＦＦＡＲＯＭＥ（商標））、リモキサール（ＬＩＭＯＸＡＬ）、リンデノール（商標）（ＬＩＮＤＥＮＯＬ（商標））、リラール（登録商標）（ＬＹＲＡＬ（登録商標））、リレイムスーパー（ＬＹＲＡＭＥ ＳＵＰＥＲ）、マンダリンＡＬＤ１０％ＴＲＩＥＴＨ（ＭＡＮＤＡＲＩＮ ＡＬＤ １０％ ＴＲＩ ＥＴＨ）、ＣＩＴＲ、マリティマ（ＭＡＲＩＴＩＭＡ）、ＭＣＫチネセ（ＭＣＫ ＣＨＩＮＥＳＥ）、メイジフ（商標）（ＭＥＩＪＩＦＦ（商標））、メラフレール（ＭＥＬＡＦＬＥＵＲ）、メロゾン（ＭＥＬＯＺＯＮＥ）、メチルアントラニラート（ＭＥＴＨＹＬ ＡＮＴＨＲＡＮＩＬＡＴＥ）、メチルイオノンアルファエクストラ（ＭＥＴＨＹＬ ＩＯＮＯＮＥ ＡＬＰＨＡ ＥＸＴＲＡ）、メチルイオノンガンマＡ（ＭＥＴＨＹＬ ＩＯＮＯＮＥ ＧＡＭＭＡ Ａ）、メチルイオノンガンマクール（ＭＥＴＨＹＬ ＩＯＮＯＮＥ ＧＡＭＭＡ ＣＯＥＵＲ）、メチルイオノンガンマピュア（ＭＥＴＨＹＬ ＩＯＮＯＮＥ ＧＡＭＭＡ ＰＵＲＥ）、メチルラベンダーケトン（ＭＥＴＨＹＬ ＬＡＶＥＮＤＥＲ ＫＥＴＯＮＥ）、モンタベルディ（登録商標）（ＭＯＮＴＡＶＥＲＤＩ（登録商標））、ミュゲシア（ＭＵＧＵＥＳＩＡ）、ミュゲアルデヒド５０（ＭＵＧＵＥＴ ＡＬＤＥＨＹＤＥ ５０）、ムスクＺ４（ＭＵＳＫ Ｚ４）、ミラックアルデヒド（ＭＹＲＡＣ ＡＬＤＥＨＹＤＥ）、ミルセニルアセタート（ＭＹＲＣＥＮＹＬ ＡＣＥＴＡＴＥ）、ネクタラート（商標）（ＮＥＣＴＡＲＡＴＥ（商標））、ネロール９００（ＮＥＲＯＬ ９００）、ネリルアセタート（ＮＥＲＹＬ ＡＣＥＴＡＴＥ）、オシメン（ＯＣＩＭＥＮＥ）、オクトアセタール（ＯＣＴＡＣＥＴＡＬ）、オレンジフラワーエーテル（ＯＲＡＮＧＥ ＦＬＯＷＥＲ ＥＴＨＥＲ）、オリボン（ＯＲＩＶＯＮＥ）、オリニフ２５％（ＯＲＲＩＮＩＦＦ ２５％）、オキサスピラン（ＯＸＡＳＰＩＲＡＮＥ）、オゾフレール（ＯＺＯＦＬＥＵＲ）、パンプレフレール（登録商標）（ＰＡＭＰＬＥＦＬＥＵＲ（登録商標））、ペオモサ（ＰＥＯＭＯＳＡ）、フェノキサノール（登録商標）（ＰＨＥＮＯＸＡＮＯＬ（登録商標））、ピコニア（ＰＩＣＯＮＩＡ）、プレシクレモンＢ（ＰＲＥＣＹＣＬＥＭＯＮＥ Ｂ）、プレニルアセタート（ＰＲＥＮＹＬ ＡＣＥＴＡＴＥ）、プリスマントール（ＰＲＩＳＭＡＮＴＯＬ）、レセダボディ（ＲＥＳＥＤＡ ＢＯＤＹ）、ロサルバ（ＲＯＳＡＬＶＡ）、ロザムスク（ＲＯＳＡＭＵＳＫ）、サンジノール（ＳＡＮＪＩＮＯＬ）、サンタリフ（商標）（ＳＡＮＴＡＬＩＦＦ（商標））、サイバータル（ＳＹＶＥＲＴＡＬ）、テルピネオール（ＴＥＲＰＩＮＥＯＬ）、テルピノレン２０（ＴＥＲＰＩＮＯＬＥＮＥ ２０）、テルピノレン９０ＰＱ（ＴＥＲＰＩＮＯＬＥＮＥ ９０ ＰＱ）、テルピノレンＲＥＣＴ．（ＴＥＲＰＩＮＯＬＥＮＥ ＲＥＣＴ．）、テルピニルアセタート（ＴＥＲＰＩＮＹＬ ＡＣＥＴＡＴＥ）、テルピニルアセタートＪＡＸ（ＴＥＲＰＩＮＹＬ ＡＣＥＴＡＴＥ ＪＡＸ）、テトラヒドロ（ＴＥＴＲＡＨＹＤＲＯ）、ムグオール（登録商標）（ＭＵＧＵＯＬ（登録商標））、テトラヒドロミルセノール（ＴＥＴＲＡＨＹＤＲＯ ＭＹＲＣＥＮＯＬ）、テトラメラン（ＴＥＴＲＡＭＥＲＡＮ）、ティンバーシルク（商標）（ＴＩＭＢＥＲＳＩＬＫ（商標））、トバカロール（ＴＯＢＡＣＡＲＯＬ）、トリモフィックス（登録商標）Ｏ ＴＴ（ＴＲＩＭＯＦＩＸ（登録商標） Ｏ ＴＴ）、トリプラール（登録商標）（ＴＲＩＰＬＡＬ（登録商標））、トリサンバー（登録商標）（ＴＲＩＳＡＭＢＥＲ（登録商標））、バノリス（ＶＡＮＯＲＩＳ）、ベルドックス（商標）（ＶＥＲＤＯＸ（商標））、ベルドックス（商標）ＨＣ（ＶＥＲＤＯＸ（商標） ＨＣ）、ベルテネックス（登録商標）（ＶＥＲＴＥＮＥＸ（登録商標））、ベルテネックス（登録商標）ＨＣ（ＶＥＲＴＥＮＥＸ（登録商標）ＨＣ）、ベルトフィックス（登録商標）クール（ＶＥＲＴＯＦＩＸ（登録商標）ＣＯＥＵＲ）、ベルトリフ（ＶＥＲＴＯＬＩＦＦ）、ベルトリフＩＳＯ（ＶＥＲＴＯＬＩＦＦ ＩＳＯ）、ビオリフ（ＶＩＯＬＩＦＦ）、ビバルディエ（ＶＩＶＡＬＤＩＥ）、ゼノライド（ＺＥＮＯＬＩＤＥ）、ＡＢＳインド７５ＰＣＴミグリオール（ＡＢＳ ＩＮＤＩＡ ７５ ＰＣＴ ＭＩＧＬＹＯＬ）、ＡＢＳモロッコ５０ＰＣＴ ＤＰＧ（ＡＢＳ ＭＯＲＯＣＣＯ ５０ ＰＣＴ ＤＰＧ）、ＡＢＳモロッコ５０ＰＣＴ ＴＥＣ（ＡＢＳ ＭＯＲＯＣＣＯ ５０ ＰＣＴ ＴＥＣ）、アブソリュートフランス（ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＦＲＥＮＣＨ）、アブソリュートインド（ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＩＮＤＩＡ）、アブソリュートＭＤ ５０ ＰＣＴ ＢＢ（ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＭＤ ５０ ＰＣＴ ＢＢ）、アブソリュートモロッコ（ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＭＯＲＯＣＣＯ）、コンセントレートＰＧ（ＣＯＮＣＥＮＴＲＡＴＥ ＰＧ）、ティンクチュア２０ＰＣＴ（ＴＩＮＣＴＵＲＥ ２０ ＰＣＴ）、アンバーグリス（ＡＭＢＥＲＧＲＩＳ）、アンブレッテアブソリュート（ＡＭＢＲＥＴＴＥ ＡＢＳＯＬＵＴＥ）、アンブレッテシードオイル（ＡＭＢＲＥＴＴＥ ＳＥＥＤ ＯＩＬ）、アルモイスオ
イル７０ＰＣＴツヨン（ＡＲＭＯＩＳＥ ＯＩＬ ７０ ＰＣＴ ＴＨＵＹＯＮＥ）、バジルアブソリュートグランバート（ＢＡＳＩＬ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＧＲＡＮＤ ＶＥＲＴ）、バジルグランバートＡＢＳ ＭＤ（ＢＡＳＩＬ ＧＲＡＮＤ ＶＥＲＴ ＡＢＳ ＭＤ）、バジルオイルグランバート（ＢＡＳＩＬ ＯＩＬ ＧＲＡＮＤ ＶＥＲＴ）、バジルオイルヴェルヴェーナ（ＢＡＳＩＬ ＯＩＬ ＶＥＲＶＥＩＮＡ）、バジルオイルベトナム（ＢＡＳＩＬ ＯＩＬ ＶＩＥＴＮＡＭ）、ベイオイルテルペンレス（ＢＡＹ ＯＩＬ ＴＥＲＰＥＮＥＬＥＳＳ）、ビーズワックスＡＢＳ Ｎ Ｇ（ＢＥＥＳＷＡＸ ＡＢＳ Ｎ Ｇ）、ビーズワックスアブソリュート（ＢＥＥＳＷＡＸ ＡＢＳＯＬＵＴＥ）、ベンゾインレジノイドサイアム（ＢＥＮＺＯＩＮ ＲＥＳＩＮＯＩＤ ＳＩＡＭ）、ベンゾインレジノイドサイアム５０ＰＣＴ ＤＰＧ（ＢＥＮＺＯＩＮ ＲＥＳＩＮＯＩＤ ＳＩＡＭ ５０ ＰＣＴ ＤＰＧ）、ベンゾインレジノイドサイアム５０ＰＣＴ ＰＧ（ＢＥＮＺＯＩＮ ＲＥＳＩＮＯＩＤ ＳＩＡＭ ５０ ＰＣＴ ＰＧ）、ベンゾインレジノイドサイアム７０．５ＰＣＴ ＴＥＣ（ＢＥＮＺＯＩＮ ＲＥＳＩＮＯＩＤ ＳＩＡＭ ７０．５ ＰＣＴ ＴＥＣ）、ブラックカラントブッドＡＢＳ６５ＰＣＴ ＰＧ（ＢＬＡＣＫＣＵＲＲＡＮＴ ＢＵＤ ＡＢＳ ６５ ＰＣＴ ＰＧ）、ブラックカラントブッドＡＢＳＭＤ３７ＰＣＴ ＴＥＣ（ＢＬＡＣＫＣＵＲＲＡＮＴ ＢＵＤ ＡＢＳ ＭＤ ３７ ＰＣＴ ＴＥＣ）、ブラックカラントブッドＡＢＳミグリオール（ＢＬＡＣＫＣＵＲＲＡＮＴ ＢＵＤ ＡＢＳ ＭＩＧＬＹＯＬ）、ブラックカラントブッドアブソリュートブルゴーニュ（ＢＬＡＣＫＣＵＲＲＡＮＴ ＢＵＤ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＢＵＲＧＵＮＤＹ）、ボアドローズオイル（ＢＯＩＳ ＤＥ ＲＯＳＥ ＯＩＬ）、ブランアブソリュート（ＢＲＡＮ ＡＢＳＯＬＵＴＥ）、ブランレジノイド（ＢＲＡＮ ＲＥＳＩＮＯＩＤ）、ブルームアブソリュートイタリア（ＢＲＯＯＭ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＩＴＡＬＹ）、カルダモングアテマラＣＯ２抽出物（ＣＡＲＤＡＭＯＭ ＧＵＡＴＥＭＡＬＡ ＣＯ２ ＥＸＴＲＡＣＴ）、カルダモンオイルグアテマラ（ＣＡＲＤＡＭＯＭ ＯＩＬ ＧＵＡＴＥＭＡＬＡ）、カルダモンオイルインド（ＣＡＲＤＡＭＯＭ ＯＩＬ ＩＮＤＩＡ）、キャロットハート（ＣＡＲＲＯＴ ＨＥＡＲＴ）、カシーアブソリュートエジプト（ＣＡＳＳＩＥ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＥＧＹＰＴ）、カシーアブソリュートＭＤ５０ＰＣＴＩＰＭ（ＣＡＳＳＩＥ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＭＤ ５０ ＰＣＴ ＩＰＭ）、ケストレウムＡＢＳ９０ＰＣＴ ＴＥＣ（ＣＡＳＴＯＲＥＵＭ ＡＢＳ ９０ ＰＣＴ ＴＥＣ）、ケストレウムＡＢＳＣ５０ＰＣＴミグリオール（ＣＡＳＴＯＲＥＵＭ ＡＢＳ Ｃ ５０ ＰＣＴ ＭＩＧＬＹＯＬ）、ケストレウムアブソリュート（ＣＡＳＴＯＲＥＵＭ ＡＢＳＯＬＵＴＥ）、ケストレウムレジノイド（ＣＡＳＴＯＲＥＵＭ ＲＥＳＩＮＯＩＤ）、ケストレウムレジノイド５０ＰＣＴ ＤＰＧ（ＣＡＳＴＯＲＥＵＭ ＲＥＳＩＮＯＩＤ ５０ ＰＣＴ ＤＰＧ）、セドロールセドレン（ＣＥＤＲＯＬ ＣＥＤＲＥＮＥ）、セドラスアトランティカオイルレジスト（ＣＥＤＲＵＳ ＡＴＬＡＮＴＩＣＡ ＯＩＬ ＲＥＤＩＳＴ）、カモミールオイルローマ（ＣＨＡＭＯＭＩＬＥ ＯＩＬ ＲＯＭＡＮ）、カモミールオイルワイルド（ＣＨＡＭＯＭＩＬＥ ＯＩＬ ＷＩＬＤ）、カモミールオイルワイルド低リモネン（ＣＨＡＭＯＭＩＬＥ ＯＩＬ ＷＩＬＤ ＬＯＷ ＬＩＭＯＮＥＮＥ）、桂皮オイルセイラン（ＣＩＮＮＡＭＯＮ ＢＡＲＫ ＯＩＬ ＣＥＹＬＡＮ）、シストアブソリュート（ＣＩＳＴＥ ＡＢＳＯＬＵＴＥ）、シストアブソリュート無色（ＣＩＳＴＥ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＣＯＬＯＲＬＥＳＳ）、シトロネラオイルアジア鉄フリー（ＣＩＴＲＯＮＥＬＬＡ ＯＩＬ ＡＳＩＡ ＩＲＯＮ ＦＲＥＥ）、シベットＡＢＳ７５ＰＣＴ ＰＧ（ＣＩＶＥＴ ＡＢＳ ７５ ＰＣＴ ＰＧ）、シベットアブソリュート（ＣＩＶＥＴ ＡＢＳＯＬＵＴＥ）、シベットティンクチュア１０ＰＣＴ（ＣＩＶＥＴ ＴＩＮＣＴＵＲＥ １０ ＰＣＴ）、クラリーセージＡＢＳフランスデコル（ＣＬＡＲＹ ＳＡＧＥ ＡＢＳ ＦＲＥＮＣＨ ＤＥＣＯＬ）、クラリーセージアブソリュートフランス（ＣＬＡＲＹ ＳＡＧＥ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＦＲＥＮＣＨ）、クラリーセージＣ’ＬＥＳＳ ５０ＰＣＴ ＰＧ（ＣＬＡＲＹ ＳＡＧＥ Ｃ’ＬＥＳＳ ５０ ＰＣＴ ＰＧ）、クラリーセージオイルフランス（ＣＬＡＲＹ ＳＡＧＥ ＯＩＬ ＦＲＥＮＣＨ）、コパイババルサム（ＣＯＰＡＩＢＡ ＢＡＬＳＡＭ）、コパイババルサムオイル（ＣＯＰＡＩＢＡ ＢＡＬＳＡＭ ＯＩＬ）、コリアンダーシードオイル（ＣＯＲＩＡＮＤＥＲ ＳＥＥＤ ＯＩＬ）、サイプレスオイル（ＣＹＰＲＥＳＳ ＯＩＬ）、サイプレスオイルオーガニック（ＣＹＰＲＥＳＳ ＯＩＬ ＯＲＧＡＮＩＣ）、ダバナオイル（ＤＡＶＡＮＡ ＯＩＬ）、ガルバノール（ＧＡＬＢＡＮＯＬ）、ガルバナムアブソリュート無色（ＧＡＬＢＡＮＵＭ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＣＯＬＯＲＬＥＳＳ）、ガルバナムオイル（ＧＡＬＢＡＮＵＭ ＯＩＬ）、ガルバナムレジノイド（ＧＡＬＢＡＮＵＭ ＲＥＳＩＮＯＩＤ）、ガルバナムレジノイド５０ＰＣＴ ＤＰＧ（ＧＡＬＢＡＮＵＭ ＲＥＳＩＮＯＩＤ ５０ ＰＣＴ ＤＰＧ）、ガルバナムレジノイドハーコリンＢＨＴ（ＧＡＬＢＡＮＵＭ ＲＥＳＩＮＯＩＤ ＨＥＲＣＯＬＹＮ ＢＨＴ）、ガルバナムレジノイドＴＥＣ ＢＨＴ（ＧＡＬＢＡＮＵＭ ＲＥＳＩＮＯＩＤ ＴＥＣ ＢＨＴ）、ゲンチアネアブソリュートＭＤ２０ＰＣＴ ＢＢ（ＧＥＮＴＩＡＮＥ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＭＤ ２０ ＰＣＴ ＢＢ）、ゲンチアネコンクリート（ＧＥＮＴＩＡＮＥ ＣＯＮＣＲＥＴＥ）、ゲラニウムＡＢＳエジプトＭＤ（ＧＥＲＡＮＩＵＭ ＡＢＳ ＥＧＹＰＴ ＭＤ）、ゲラニウムアブソリュートエジプト（ＧＥＲＡＮＩＵＭ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＥＧＹＰＴ）、ゲラニウムオイルチャイナ（ＧＥＲＡＮＩＵＭ ＯＩＬ ＣＨＩＮＡ）、ゲラニウムオイルエジプト（ＧＥＲＡＮＩＵＭ ＯＩＬ ＥＧＹＰＴ）、ジンジャーオイル６２４（ＧＩＮＧＥＲ ＯＩＬ ６２４）、ジンジャーオイル精留可溶（ＧＩＮＧＥＲ ＯＩＬ ＲＥＣＴＩＦＩＥＤ ＳＯＬＵＢＬＥ）、グアヤクウッドハート（ＧＵＡＩＡＣＷＯＯＤ ＨＥＡＲＴ）、ヘイＡＢＳ ＭＤ５０ＰＣＴ ＢＢ（ＨＡＹ ＡＢＳ ＭＤ ５０ ＰＣＴ ＢＢ）、ヘイアブソリュート（ＨＡＹ ＡＢＳＯＬＵＴＥ）、ヘイアブソリュートＭＤ５０ＰＣＴ ＴＥＣ（ＨＡＹ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＭＤ ５０ ＰＣＴ ＴＥＣ）、ヒーリングウッド（ＨＥＡＬＩＮＧＷＯＯＤ）、ヒソップオイルオーガニック（ＨＹＳＳＯＰ ＯＩＬ ＯＲＧＡＮＩＣ）、イモーテルＡＢＳユーゴＭＤ５０ＰＣＴ ＴＥＣ（ＩＭＭＯＲＴＥＬＬＥ ＡＢＳ ＹＵＧＯ ＭＤ ５０ ＰＣＴ ＴＥＣ）、イモーテルアブソリュートスペイン（ＩＭＭＯＲＴＥＬＬＥ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＳＰＡＩＮ）、イモーテルアブソリュートユーゴ（ＩＭＭＯＲＴＥＬＬＥ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＹＵＧＯ）、ジャスミンＡＢＳインドＭＤ（ＪＡＳＭＩＮ ＡＢＳ ＩＮＤＩＡ ＭＤ）、ジャスミンアブソリュートエジプト（ＪＡＳＭＩＮ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＥＧＹＰＴ）、ジャスミンアブソリュートインド（ＪＡＳＭＩＮ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＩＮＤＩＡ）、アスミンアブソリュートモロッコ（ＡＳＭＩＮ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＭＯＲＯＣＣＯ）、ジャスミンアブソリュートサンバック（ＪＡＳＭＩＮ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＳＡＭＢＡＣ）、ジャンキーユＡＢＳ ＭＤ２０ＰＣＴ ＢＢ（ＪＯＮＱＵＩＬＬＥ ＡＢＳ ＭＤ ２０ ＰＣＴ ＢＢ）、ジャンキーユアブソリュートフランス（ＪＯＮＱＵＩＬＬＥ ＡＢＳＯＬＵＴＥ Ｆｒａｎｃｅ）、ジュニパーベリーオイルＦＬＧ（ＪＵＮＩＰＥＲ ＢＥＲＲＹ ＯＩＬ ＦＬＧ）、ジュニパーベリーオイル精留可溶（ＪＵＮＩＰＥＲ ＢＥＲＲＹ ＯＩＬ ＲＥＣＴＩＦＩＥＤ ＳＯＬＵＢＬＥ）、ラダナムレジノイド５０ＰＣＴ ＴＥＣ（ＬＡＢＤＡＮＵＭ ＲＥＳＩＮＯＩＤ ５０ ＰＣＴ ＴＥＣ）、ラダナムレジノイドＢＢ（ＬＡＢＤＡＮＵＭ ＲＥＳＩＮＯＩＤ ＢＢ）、ラダナムレジノイドＭＤ（ＬＡＢＤＡＮＵＭ ＲＥＳＩＮＯＩＤ ＭＤ）、ラダナムレジノイドＭＤ５０ＰＣＴ ＢＢ（ＬＡＢＤＡＮＵＭ ＲＥＳＩＮＯＩＤ ＭＤ ５０ ＰＣＴ ＢＢ）、ラバンジンアブソリュートＨ（ＬＡＶＡＮＤＩＮ ＡＢＳＯＬＵＴＥ Ｈ）、ラバンジンアブソリュートＭＤ（ＬＡＶＡＮＤＩＮ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＭＤ）、ラバンジンオイルアブリアルオーガニック（ＬＡＶＡＮＤＩＮ ＯＩＬ ＡＢＲＩＡＬ ＯＲＧＡＮＩＣ）、ラバンジンオイルグロッソオーガニック（ＬＡＶＡＮＤＩＮ ＯＩＬ ＧＲＯＳＳＯ ＯＲＧＡＮＩＣ）、ラバンジンオイルスーパー（ＬＡＶＡＮＤＩＮ ＯＩＬ ＳＵＰＥＲ）、ラベンダーアブソリュートＨ（ＬＡＶＥＮＤＥＲ ＡＢＳＯＬＵＴＥ Ｈ）、ラベンダーアブソリュートＭＤ（ＬＡＶＥＮＤＥＲ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＭＤ）、ラベンダーオイルクマリンフリー（ＬＡＶＥＮＤＥＲ ＯＩＬ ＣＯＵＭＡＲＩＮ ＦＲＥＥ）、ラベンダーオイルクマリンフリーオーガニック（ＬＡＶＥＮＤＥＲ ＯＩＬ ＣＯＵＭＡＲＩＮ ＦＲＥＥ ＯＲＧＡＮＩＣ）、ラベンダーオイルマイレッテオーガニック（ＬＡＶＥＮＤＥＲ ＯＩＬ ＭＡＩＬＬＥＴＴＥ ＯＲＧＡＮＩＣ）、ラベンダーオイルＭＴ（ＬＡＶＥＮＤＥＲ ＯＩＬ ＭＴ）、メースアブソリュートＢＢ（ＭＡＣＥ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＢＢ）、マグノリアフラワーオイル低メチルオイゲノール（ＭＡＧＮＯＬＩＡ ＦＬＯＷＥＲ ＯＩＬ ＬＯＷ ＭＥＴＨＹＬ ＥＵＧＥＮＯＬ）、マグノリアフラワーオイル（ＭＡＧＮＯＬＩＡ ＦＬＯＷＥＲ ＯＩＬ）、マグノリアフラワーオイルＭＤ（ＭＡＧＮＯＬＩＡ ＦＬＯＷＥＲ ＯＩＬ ＭＤ）、マグノリアリー車輪（ＭＡＧＮＯＬＩＡ ＬＥＡＦ ＯＩＬ）、マンダリンオイルＭＤ（ＭＡＮＤＡＲＩＮ ＯＩＬ ＭＤ）、マンダリンオイルＭＤＢＨＴ（ＭＡＮＤＡＲＩＮ ＯＩＬ ＭＤ ＢＨＴ）、メイトアブソリュートＢＢ（ＭＡＴＥ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＢＢ）、モスツリーアブソリュートＭＤ ＴＥＸ ＩＦＲＡ４３（ＭＯＳＳ ＴＲＥＥ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＭＤ ＴＥＸ ＩＦＲＡ ４３）、モス−オークＡＢＳ ＭＤ ＴＥＣ ＩＦＲＡ４３（ＭＯＳＳ−ＯＡＫ ＡＢＳ ＭＤ ＴＥＣ ＩＦＲＡ ４３）、モス−オークアブソリュートＩＦＲＡ４３（ＭＯＳＳ−ＯＡＫ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＩＦＲＡ ４３）、モスツリーアブソリュートＭＤ ＩＰＭ ＩＦＲＡ４３（ＭＯＳＳ−ＴＲＥＥ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＭＤ ＩＰＭ ＩＦＲＡ ４３）、ミルラレジノイドＢＢ（ＭＹＲＲＨ ＲＥＳＩＮＯＩＤ ＢＢ）、ミルラレジノイドＭＤ（ＭＹＲＲＨ ＲＥＳＩＮＯＩＤ ＭＤ）、ミルラレジノイドＴＥＣ（ＭＹＲＲＨ ＲＥＳＩＮＯＩＤ ＴＥＣ）、マートルオイル鉄フリー（ＭＹＲＴＬＥ ＯＩＬ ＩＲＯＮ ＦＲＥＥ）、マートルオイルチュニジア精留（ＭＹＲＴＬＥ ＯＩＬ ＴＵＮＩＳＩＡ ＲＥＣＴＩＦＩＥＤ）、ナルシスＡＢＳ ＭＤ ２０ ＰＣＴ ＢＢ（ＮＡＲＣＩＳＳＥ ＡＢＳ ＭＤ ２０ ＰＣＴ ＢＢ）、ナルシスアブソリュートフランス（ＮＡＲＣＩＳＳＥ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＦＲＥＮＣＨ）、ネロリオイルチュニジア（ＮＥＲＯＬＩ ＯＩＬ ＴＵＮＩＳＩＡ）、ナツメグオイルテルペンレス（ＮＵＴＭＥＧ ＯＩＬ ＴＥＲＰＥＮＥＬＥＳＳ）、ウイエアブソリュート（ＯＥＩＬＬＥＴ ＡＢＳＯＬＵＴＥ）、オリバナムレジノイド（ＯＬＩＢＡＮＵＭ ＲＥＳＩＮＯＩＤ）、オリバナムレジノイドＢＢ（ＯＬＩＢＡＮＵＭ ＲＥＳＩＮＯＩＤ ＢＢ）、オリバナムレジノイドＤＰＧ（ＯＬＩＢＡＮＵＭ ＲＥＳＩＮＯＩＤ ＤＰＧ）、オリバナムレジノイドエクストラ５０ＰＣＴ ＤＰＧ（ＯＬＩＢＡＮＵＭ ＲＥＳＩＮＯＩＤ ＥＸＴＲＡ ５０ ＰＣＴ ＤＰＧ）、オリバナムレジノイドＭＤ（ＯＬＩＢＡＮＵＭ ＲＥＳＩＮＯＩＤ ＭＤ）、オリバナムレジノイドＭＤ５０ＰＣ
Ｔ ＤＰＧ（ＯＬＩＢＡＮＵＭ ＲＥＳＩＮＯＩＤ ＭＤ ５０ ＰＣＴ ＤＰＧ）、オリバナムレジノイドＴＥＣ（ＯＬＩＢＡＮＵＭ ＲＥＳＩＮＯＩＤ ＴＥＣ）、オポポナックスレジノイドＴＥＣ（ＯＰＯＰＯＮＡＸ ＲＥＳＩＮＯＩＤ ＴＥＣ）、オレンジビガレードオイルＭＤ ＢＨＴ（ＯＲＡＮＧＥ ＢＩＧＡＲＡＤＥ ＯＩＬ ＭＤ ＢＨＴ）、オレンジビガレードオイルＭＤ ＳＣＦＣ（ＯＲＡＮＧＥ ＢＩＧＡＲＡＤＥ ＯＩＬ ＭＤ ＳＣＦＣ）、オレンジフラワーアブソリュートチュニジア（ＯＲＡＮＧＥ ＦＬＯＷＥＲ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＴＵＮＩＳＩＡ）、オレンジフラワーウォーターアブソリュートチュニジア（ＯＲＡＮＧＥ ＦＬＯＷＥＲ ＷＡＴＥＲ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＴＵＮＩＳＩＡ）、オレンジリーフアブソリュート（ＯＲＡＮＧＥ ＬＥＡＦ ＡＢＳＯＬＵＴＥ）、オレンジリーフウォーターアブソリュートチュニジア（ＯＲＡＮＧＥ ＬＥＡＦ ＷＡＴＥＲ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＴＵＮＩＳＩＡ）、ニオイイリスアブソリュートイタリア（ＯＲＲＩＳ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＩＴＡＬＹ）、ニオイイリスコンクリート１５ＰＣＴイロネ（ＯＲＲＩＳ ＣＯＮＣＲＥＴＥ １５ ＰＣＴ ＩＲＯＮＥ）、ニオイイリスコンクリート８ＰＣＴイロネ（ＯＲＲＩＳ ＣＯＮＣＲＥＴＥ ８ ＰＣＴ ＩＲＯＮＥ）、ニオイイリスナチュラル１５ＰＣＴイロネ４０９５Ｃ（ＯＲＲＩＳ ＮＡＴＵＲＡＬ １５ ＰＣＴ ＩＲＯＮＥ ４０９５Ｃ）、ニオイイリスナチュラル８ＰＣＴイロネ２９４２Ｃ（ＯＲＲＩＳ ＮＡＴＵＲＡＬ ８ ＰＣＴ ＩＲＯＮＥ ２９４２Ｃ）、ニオイイリスレジノイド（ＯＲＲＩＳ ＲＥＳＩＮＯＩＤ）、オスマンサスアブソリュート（ＯＳＭＡＮＴＨＵＳ ＡＢＳＯＬＵＴＥ）、オスマンサスアブソリュートＭＤ５０ＰＣＴ ＢＢ（ＯＳＭＡＮＴＨＵＳ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＭＤ ５０ ＰＣＴ ＢＢ）、パチョリハートＮ°３（ＰＡＴＣＨＯＵＬＩ ＨＥＡＲＴ Ｎ°３）、パチョリオイルインドネシア（ＰＡＴＣＨＯＵＬＩ ＯＩＬ ＩＮＤＯＮＥＳＩＡ）、パチョリオイルインドネシア鉄フリー（ＰＡＴＣＨＯＵＬＩ ＯＩＬ ＩＮＤＯＮＥＳＩＡ ＩＲＯＮ ＦＲＥＥ）、パチョリオイルインドネシアＭＤ（ＰＡＴＣＨＯＵＬＩ ＯＩＬ ＩＮＤＯＮＥＳＩＡ ＭＤ）、パチョリオイルレジスト（ＰＡＴＣＨＯＵＬＩ ＯＩＬ ＲＥＤＩＳＴ）、ペニーロイヤルハート（ＰＥＮＮＹＲＯＹＡＬ ＨＥＡＲＴ）、ペパーミントアブソリュートＭＤ（ＰＥＰＰＥＲＭＩＮＴ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＭＤ）、プチグレン・ビガラーデオイルチュニジア（ＰＥＴＩＴＧＲＡＩＮ ＢＩＧＡＲＡＤＥ ＯＩＬ ＴＵＮＩＳＩＡ）、プチグレン・シトロ二エオイル（ＰＥＴＩＴＧＲＡＩＮ ＣＩＴＲＯＮＮＩＥＲ ＯＩＬ）、プチグレンオイルパラグアイテルペンレス（ＰＥＴＩＴＧＲＡＩＮ ＯＩＬ ＰＡＲＡＧＵＡＹ ＴＥＲＰＥＮＥＬＥＳＳ）、プチグレンオイルテルペンレスＳＴＡＢ（ＰＥＴＩＴＧＲＡＩＮ ＯＩＬ ＴＥＲＰＥＮＥＬＥＳＳ ＳＴＡＢ）、ピメントベリーオイル（ＰＩＭＥＮＴＯ ＢＥＲＲＹ ＯＩＬ）、ピメントリー車輪（ＰＩＭＥＮＴＯ ＬＥＡＦ ＯＩＬ）、ロジノールＥＸゲラニウムチャイナ（ＲＨＯＤＩＮＯＬ ＥＸ ＧＥＲＡＮＩＵＭ ＣＨＩＮＡ）、ローズＡＢＳブルガリア低メチルオイゲノール（ＲＯＳＥ ＡＢＳ ＢＵＬＧＡＲＩＡＮ ＬＯＷ ＭＥＴＨＹＬ ＥＵＧＥＮＯＬ）、ローズＡＢＳモロッコ低メチルオイゲノール（ＲＯＳＥ ＡＢＳ ＭＯＲＯＣＣＯ ＬＯＷ ＭＥＴＨＹＬ ＥＵＧＥＮＯＬ）、ローズＡＢＳトルコ低メチルオイゲノール（ＲＯＳＥ ＡＢＳ ＴＵＲＫＩＳＨ ＬＯＷ ＭＥＴＨＹＬ ＥＵＧＥＮＯＬ）、ローズアブソリュート（ＲＯＳＥ ＡＢＳＯＬＵＴＥ）、ローズアブソリュートブルガリア（ＲＯＳＥ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＢＵＬＧＡＲＩＡＮ）、ローズアブソリュートダーマシーナ（ＲＯＳＥ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＤＡＭＡＳＣＥＮＡ）、ローズアブソリュートＭＤ（ＲＯＳＥ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＭＤ）、ローズアブソリュートモロッコ（ＲＯＳＥ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＭＯＲＯＣＣＯ）、ローズアブソリュートトルコ（ＲＯＳＥ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＴＵＲＫＩＳＨ）、ローズオイルブルガリア（ＲＯＳＥ ＯＩＬ ＢＵＬＧＡＲＩＡＮ）、ローズオイルダーマシーナ低メチルオイゲノール（ＲＯＳＥ ＯＩＬ ＤＡＭＡＳＣＥＮＡ ＬＯＷ ＭＥＴＨＹＬ ＥＵＧＥＮＯＬ）、ローズオイルトルコ（ＲＯＳＥ ＯＩＬ ＴＵＲＫＩＳＨ）、ローズマリーオイルカンファーオーガニック（ＲＯＳＥＭＡＲＹ ＯＩＬ ＣＡＭＰＨＯＲ ＯＲＧＡＮＩＣ）、ローズマリーオイルチュニジア（ＲＯＳＥＭＡＲＹ ＯＩＬ ＴＵＮＩＳＩＡ）、サンダルウッドオイルインド（ＳＡＮＤＡＬＷＯＯＤ ＯＩＬ ＩＮＤＩＡ）、サンダルウッドオイルインド精留（ＳＡＮＤＡＬＷＯＯＤ ＯＩＬ ＩＮＤＩＡ ＲＥＣＴＩＦＩＥＤ）、サンタロール（ＳＡＮＴＡＬＯＬ）、コショウボクオイル（ＳＣＨＩＮＵＳ ＭＯＬＬＥ ＯＩＬ）、セントジョンブレッドティンクチュア１０ＰＣＴ（ＳＴ ＪＯＨＮ ＢＲＥＡＤ ＴＩＮＣＴＵＲＥ １０ ＰＣＴ）、スタイラックスレジノイド（ＳＴＹＲＡＸ ＲＥＳＩＮＯＩＤ）、スタイラックスレジノイド（ＳＴＹＲＡＸ ＲＥＳＩＮＯＩＤ）、タジェットオイル（ＴＡＧＥＴＥ ＯＩＬ）、ティーツリーハート（ＴＥＡ ＴＲＥＥ ＨＥＡＲＴ）、トンカ豆ＡＢＳ５０ＰＣＴソルベンツ（ＴＯＮＫＡ ＢＥＡＮ ＡＢＳ ５０ ＰＣＴ ＳＯＬＶＥＮＴＳ）、トンカ豆アブソリュート（ＴＯＮＫＡ ＢＥＡＮ ＡＢＳＯＬＵＴＥ）、チューベローズアブソリュートインド（ＴＵＢＥＲＯＳＥ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＩＮＤＩＡ）、ベチバーハートエクストラ（ＶＥＴＩＶＥＲ ＨＥＡＲＴ ＥＸＴＲＡ）、ベチバーオイルハイチ（ＶＥＴＩＶＥＲ ＯＩＬ ＨＡＩＴＩ）、ベチバーオイルハイチＭＤ（ＶＥＴＩＶＥＲ ＯＩＬ ＨＡＩＴＩ ＭＤ）、ベチバーオイルジャワ（ＶＥＴＩＶＥＲ ＯＩＬ ＪＡＶＡ）、ベチバーオイルジャワＭＤ（ＶＥＴＩＶＥＲ ＯＩＬ ＪＡＶＡ ＭＤ）、スミレリーフアブソリュートエジプト（ＶＩＯＬＥＴ ＬＥＡＦ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＥＧＹＰＴ）、スミレリーフアブソリュートエジプトＤＥＣＯＬ（ＶＩＯＬＥＴ ＬＥＡＦ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＥＧＹＰＴ ＤＥＣＯＬ）、スミレリーフアブソリュートフランス（ＶＩＯＬＥＴ ＬＥＡＦ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＦＲＥＮＣＨ）、スミレリーフアブソリュートＭＤ５０ＰＣＴ ＢＢ（ＶＩＯＬＥＴ ＬＥＡＦ ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＭＤ ５０ ＰＣＴ ＢＢ）、ワームウッドオイルテルペンレス（ＷＯＲＭＷＯＯＤ ＯＩＬ ＴＥＲＰＥＮＥＬＥＳＳ）、イランエクストラオイル（ＹＬＡＮＧ ＥＸＴＲＡ ＯＩＬ）、イランＩＩＩオイル（ＹＬＡＮＧ ＩＩＩ ＯＩＬ）およびこれらの組み合わせ。
着色剤は染料染色学会によりカラーインデックスインターナショナルにおいて列挙されるものの中のものとすることができる。着色剤は染料および顔料を含み、布地、塗料、インクおよびインクジェット用インクを着色するために一般に使用されるものを含む。使用することができるいくつかの着色剤としては、下記が挙げられる：カロテノイド、アリーリドイエロー、ジアリーリドイエロー、β−ナフトール、ナフトール、ベンズイミダゾロン、ジアゾ縮合顔料、ピラゾロン、ニッケルアゾイエロー、フタロシアニン、キナクリドン、ペリレンおよびペリノン、イソインドリノンおよびイソインドリン顔料、トリアリールカルボニウム顔料、ジケトピロロ−ピロール顔料、チオインジゴイド。カロテノイドとしては、例えば、下記が挙げられる：αカロテン、βカロテン、γカロテン、リコピン、ルテインおよびアスタキサンチンアナトー抽出物、脱水ビート（ビート粉末）、カンタキサンチン、カラメル、β−アポ−８’−カロテナール、コチニール抽出物、カルミン、銅クロロフィリンナトリウム、部分的に焼いた脱脂調理綿実粉、グルコン酸第一鉄、乳酸第１鉄、ブドウ色素抽出物、ブドウ果皮抽出物（エノシアニナ）、ニンジンオイル、パプリカ、パプリカオレオレジン、雲母系真珠光沢顔料、リボフラビン、サフラン、二酸化チタン、トマトリコピン抽出物；トマトリコピン濃縮物、ウコン、ウコンオレオレジン、ＦＤ＆ＣブルーＮｏ．１、ＦＤ＆ＣブルーＮｏ．２、ＦＤ＆ＣグリーンＮｏ．３、オレンジＢ、シトラスレッドＮｏ．２、ＦＤ＆ＣレッドＮｏ．３、ＦＤ＆ＣレッドＮｏ．４０、ＦＤ＆ＣイエローＮｏ．５、ＦＤ＆ＣイエローＮｏ．６、アルミナ（乾燥水酸化アルミニウム）、炭酸カルシウム、銅クロロフィリンカリウムナトリウム（クロロフィリン−銅錯体）、ジヒドロキシアセトン、オキシ塩化ビスマス、フェロシアン化第二鉄アンモニウム、フェロシアン化第二鉄、水酸化クロムグリーン、酸化クロムグリーン、グアニン、パイロフィライト、タルク、アルミニウム粉末、ブロンズ粉末、銅粉末、酸化亜鉛、Ｄ＆ＣブルーＮｏ．４、Ｄ＆ＣグリーンＮｏ．５、Ｄ＆ＣグリーンＮｏ．６、Ｄ＆ＣグリーンＮｏ．８、Ｄ＆ＣオレンジＮｏ．４、Ｄ＆ＣオレンジＮｏ．５、Ｄ＆ＣオレンジＮｏ．１０、Ｄ＆ＣオレンジＮｏ．１１、ＦＤ＆ＣレッドＮｏ．４、Ｄ＆ＣレッドＮｏ．６、Ｄ＆ＣレッドＮｏ．７、Ｄ＆ＣレッドＮｏ．１７、Ｄ＆ＣレッドＮｏ．２１、Ｄ＆ＣレッドＮｏ．２２、Ｄ＆ＣレッドＮｏ．２７、Ｄ＆ＣレッドＮｏ．２８、Ｄ＆ＣレッドＮｏ．３０、Ｄ＆ＣレッドＮｏ．３１、Ｄ＆ＣレッドＮｏ．３３、Ｄ＆ＣレッドＮｏ．３４、Ｄ＆ＣレッドＮｏ．３６、Ｄ＆ＣレッドＮｏ．３９、Ｄ＆ＣバイオレットＮｏ．２、Ｄ＆ＣイエローＮｏ．７、Ｅｘｔ．Ｄ＆ＣイエローＮｏ．７、Ｄ＆ＣイエローＮｏ．８、Ｄ＆ＣイエローＮｏ．１０、Ｄ＆ＣイエローＮｏ．１１、Ｄ＆ＣブラックＮｏ．２、Ｄ＆ＣブラックＮｏ．３（３）、Ｄ＆ＣブラウンＮｏ．１、Ｅｘｔ．Ｄ＆Ｃ、クロム−コバルト−アルミニウム酸化物、クエン酸鉄アンモニウム、ピロガロール、ログウッド抽出物、１，４−ビス［（２−ヒドロキシ−エチル）アミノ］−９，１０−アントラセンジオンビス（２−プロペン酸）エステルコポリマー、１，４−ビス［（２−メチルフェニル）アミノ］−９，１０−アントラセンジオン、１，４−ビス［４−（２−メタクリルオキシエチル）フェニルアミノ］アントラキノンコポリマー、カルバゾールバイオレット、クロロフィリン−銅錯体、クロム−コバルト−アルミニウム酸化物、Ｃ．Ｉ．バットオレンジ１，２−［［２，５−ジエトキシ−４−［（４−メチルフェニル）チオール］フェニル］アゾ］−１，３，５−ベンゼントリオール、１６，２３−ジヒドロジナフト［２，３−ａ：２’，３’−ｉ］ナフト［２’，３’：６，７］インドロ［２，３−ｃ］カルバゾール−５，１０，１５，１７，２２，２４−ヘキソン、Ｎ，Ｎ’−（９，１０−ジヒドロ−９，１０−ジオキソ−１，５−アントラセンジイル）ビスベンズアミド、７，１６−ジクロロ−６，１５−ジヒドロ−５，９，１４，１８−アントラジンテトラオン、１６，１７−ジメトキシジナフト（ｌ，２，３−ｃｄ：３’，２’，１’−１ｍ）ペリレン−５，１０−ジオン、ポリ（ヒドロキシエチルメタクリレート）−染料コポリマー（３）、リアクティブブラック５、リアクティブブルー２１、リアクティブオレンジ７８、リアクティブイエロー１５、リアクティブブルーＮｏ．１９、リアクティブブルーＮｏ．４、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド１１、Ｃ．Ｉ．リアクティブイエロー８６、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー１６３、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド１８０、４−［（２，４−ジメチルフェニル）アゾ］−２，４−ジヒドロ−５−メチル−２−フェニル−３Ｈ−ピラゾール−３−オン（ソルベントイエロー１８）、６−エトキシ−２−（６−エトキシ−３−オキソベンゾ［ｂ］チエン−２（３Ｈ）−イリデン）ベンゾ［ｂ］チオフェン−３（２Ｈ）−オン、フタロシアニングリーン、ビニルアルコール／メタクリル酸メチル−染料反応生成物、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド１８０、Ｃ．Ｉ．リアクティブブラック５、Ｃ．Ｉ．リアクティブオレンジ７８、Ｃ．Ｉ．リアクティブイエロー１５、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー２１、ジソジウム−１−アミノ−４−［［４−［（２−ブロモ−１−オキソアリル）アミノ］−２−スルホナトフェニル］アミノ］−９、１０−ジヒドロ−９、１０−ジオキソアントラセン−２−スルホネート（リアクティブブルー６９）、Ｄ＆ＣブルーＮｏ．９、［フタロシアニナト（２−）］銅およびこれらの混合物。
本明細書における実施例以外、あるいは他に明確に特定されない限り、明細書の下記部分および添付の特許請求の範囲における、数値範囲、量、値およびパーセンテージのすべて、例えば、材料の量、要素含量、反応時間および温度、量の比、などに対するものは、「約」という用語が値、量または範囲と共に明確に出現していなくても、「約」という用語が前置きされているかのように読むことができる。したがって、反対のことが示されない限り、下記明細書および添付の特許請求の範囲において明記される数値パラメータは、近似値であり、これは、本発明により得られることが求められる所望の特性によって変動し得る。最低限でも、特許請求の範囲の等価物の教義の適用を制限しようとするものではなく、各数値パラメータは、少なくとも、報告された有効桁の数を考慮して、および普通の四捨五入技術を適用することにより解釈されるべきである。
発明の広い範囲を説明する数値範囲およびパラメータは近似値であるにもかかわらず、具体例で明記される数値は可能な限り正確に報告されている。しかしながら、任意の数値は、その基本的な個々の試験測定値において見られる標準偏差から必然的に生じる誤差を、本質的に含む。さらに、数値範囲が本明細書で明記される場合、これらの範囲は列挙された範囲終点を含む（例えば、終点が使用され得る）。重量パーセンテージが本明細書で使用される場合、報告された数値は総重量に対するものである。
また、本明細書で列挙された任意の数値範囲は、その中に包含される全てのサブ範囲を含むことが意図されることが理解されるべきである。例えば、「１〜１０」の範囲は、列挙された１の最小値および列挙された１０の最大値の間（これらを含む）の、すなわち、１以上の最小値および１０以下の最大値を有する、全てのサブ範囲を含むことが意図される。「１つ（ｏｎｅ、ａ、ａｎ）」という用語は、本明細書では、別記されない限り、「少なくとも１つ」または「１つ以上」を含むことが意図される。
参照により本明細書に組み込まれると言われた、任意の特許、刊行物、または他の開示材料は、全体として、または一部、組み込まれた材料が既存の定義、声明、またはこの開示で明記された他の開示材料と矛盾しない程度までのみ、本明細書に組み込まれる。そのようなものとして、必要な程度まで、本明細書で明確に明記された開示は参照により本明細書に組み込まれる任意の矛盾する材料に優先する。参照により本明細書に組み込まれると言われたが、既存の定義、声明、または本明細書で明記された他の開示材料と矛盾する、任意の材料、またはその一部は、組み込まれた材料と既存の開示材料の間で矛盾が生じない程度まで組み込まれるにすぎない。
この発明について、その好ましい実施形態を参照して特定的に図示し、記載してきたが、当業者であれば、形態および細部における様々な変更が、その中で、添付の特許請求の範囲により含まれる発明の範囲から逸脱せずに可能であることが理解されるであろう。
なお、本発明には以下の態様が含まれることを付記する。
［１］
材料加工処理機器を保護する方法であって、
電子ビーム下で、コンベヤー上でバイオマス材料を運搬することと、
放射線不透明性機器筐体にモーター構成要素を封入することと
を含む方法。
［２］
前記放射線不透明性機器筐体がガスでパージされる、［１］に記載の方法。
［３］
１０分ごとに１回未満の交換率で前記機器筐体内の前記ガスを交換することをさらに含む、［１］または［２］に記載の方法。
［４］
前記ガスが、空気、酸素低減空気、窒素、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素、およびそれらの混合物からなる群から選択される、［１］〜［３］のいずれか１項に記載の方法。
［５］
前記コンベヤーがボールト内に配置される、［１］〜［４］のいずれか１項に記載の方法。
［６］
前記ボールトが照射機器も含む、［５］に記載の方法。
［７］
前記ガスがボールト内部から供給され、前記方法が、前記機器筐体を前記ガスでパージする前に前記ガスを濾過することをさらに含む、［１］に記載の方法。
［８］
前記ガスがオゾンを除去するために濾過されている、［７］に記載の方法。
［９］
前記方法が、前記モーター構成要素にアクセスするために前記機器筐体を移動することをさらに含む、［１］〜［８］のいずれか１項に記載の方法。
［１０］
前記機器筐体が移動可能であるように構成されている、［９］に記載の方法。
［１１］
前記機器筐体が鉛を含む、［１］〜［１０］のいずれか１項に記載の方法。
［１２］
前記モーター構成要素の放射線への曝露が、前記機器筐体が無い場合に生じる放射線曝露と比較して少なくとも１０％低減される、［１］〜［１１］のいずれか１項に記載の方法。
［１３］
前記コンベヤーが振動コンベヤーである、［１］〜［１２］のいずれか１項に記載の方法。
［１４］
使用中に前記振動コンベヤーの構成要素の動きに対応するために、前記機器筐体と前記振動コンベヤーとの間に隙間を提供することをさらに含む、［１］〜［１３］のいずれか１項に記載の方法。
［１５］
振動コンベヤーのモーターおよび他のモーター構成要素を保護するためのシステムであって、
構造上に取り付けられたモーター構成要素を有する振動コンベヤーと、
前記モーター上に配置されるように構成され、前記機器筐体が所定の位置にある時に、前記機器筐体と前記構造との間に隙間を提供するように寸法決めされている開放端を有する、実質的放射線不透明性機器筐体と
を含むシステム。
［１６］
前記隙間が、ストップ、溝、スペーサーおよび／または留め具を使用して、前記コンベヤーに対して前記機器筐体を固定することにより維持される、［１５］に記載のシステム。
［１７］
前記機器筐体にパージガスを流すために構成された導管をさらに含む、［１５］に記載のシステム。
［１８］
前記コンベヤー構成要素上の位置の内外に前記機器筐体を移動させるための機器をさらに含む、［１５］〜［１７］のいずれか１項に記載のシステム。
［１９］
前記機器が、前記機器筐体に取り付けられた車輪、前記機器筐体をスライドさせるためのトラック、前記機器筐体の下方に配置された（例えば、地面に取り付けられた）車輪、スライダー（例えば、スライドレール）、リニアガイドおよびこれらの組み合わせから選択される、［１７］に記載のシステム。
［２０］
前記モーター構成要素の放射線への曝露が、前記機器筐体を含まない場合に生じる放射線曝露と比較して少なくとも２０％低減される、［１］〜［１４］のいずれか１項に記載の方法。
［２１］
前記モーター構成要素の放射線への曝露が、前記機器筐体を含まない場合に生じる放射線曝露と比較して少なくとも３０％低減される、［１］〜［１４］のいずれか１項に記載の方法。
［２２］
前記モーター構成要素の放射線への曝露が、前記機器筐体を含まない場合に生じる放射線曝露と比較して少なくとも５０％低減される、［１］〜［１４］のいずれか１項に記載の方法。
［２３］
前記モーター構成要素の放射線への曝露が、前記機器筐体を含まない場合に生じる放射線曝露と比較して少なくとも７０％低減される、［１］〜［１４］のいずれか１項に記載の方法。
［２４］
前記モーター構成要素の放射線への曝露が、前記機器筐体を含まない場合に生じる放射線曝露と比較して少なくとも９０％低減される、［１］〜［１４］のいずれか１項に記載の方法。
［２５］
前記ガスが空気を含む、［２］に記載の方法。
［２６］
材料加工処理機器を保護する方法であって、
電子ビーム下で、コンベヤー上でバイオマス材料を運搬することと、
放射線不透明性機器筐体に構成要素を封入することと
を含む方法。
［２７］
前記構成要素が、前記コンベヤーおよび前記補助コンベヤー部分を含む、［２６］に記載の方法。

Claims (17)

  1. 放射線から材料加工処理機器を保護する方法であって、
    放射線下で、コンベヤー上でバイオマス材料を運搬することと、
    放射線不透明性機器筐体にガスを流して前記機器筐体をパージしながら、前記機器筐体に前記コンベヤーのモーター構成要素を封入することと
    を含み、
    前記放射線が電子ビームであり、
    前記ガスが、空気、酸素低減空気、窒素、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素、およびそれらの混合物からなる群から選択され、
    前記方法が、前記モーター構成要素にアクセスするために前記機器筐体を移動することをさらに含む、方法。
  2. １０分ごとに１回未満の交換率で前記機器筐体内の前記ガスを交換することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記コンベヤーがボールト内に配置される、請求項１または２に記載の方法。
  4. 前記ボールトが、前記バイオマス材料を照射する照射機器も含む、請求項３に記載の方法。
  5. 前記ガスが前記ボールト内部から供給され、前記方法が、前記機器筐体を前記ガスでパージする前に前記ガスを濾過することをさらに含む、請求項４に記載の方法。
  6. 前記ガスがオゾンを除去するために濾過されている、請求項５に記載の方法。
  7. 前記機器筐体が移動可能であるように構成されている、請求項１に記載の方法。
  8. 前記機器筐体が鉛を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
  9. 前記モーター構成要素の放射線への曝露が、前記機器筐体が無い場合に生じる放射線曝露と比較して少なくとも１０％低減される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
  10. 前記コンベヤーが振動コンベヤーである、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
  11. 使用中に前記振動コンベヤーの構成要素の動きに対応するために、前記機器筐体と前記振動コンベヤーとの間に隙間を提供することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記モーター構成要素の放射線への曝露が、前記機器筐体を含まない場合に生じる放射線曝露と比較して少なくとも２０％低減される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
  13. 前記モーター構成要素の放射線への曝露が、前記機器筐体を含まない場合に生じる放射線曝露と比較して少なくとも３０％低減される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
  14. 前記モーター構成要素の放射線への曝露が、前記機器筐体を含まない場合に生じる放射線曝露と比較して少なくとも５０％低減される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
  15. 前記モーター構成要素の放射線への曝露が、前記機器筐体を含まない場合に生じる放射線曝露と比較して少なくとも７０％低減される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
  16. 前記モーター構成要素の放射線への曝露が、前記機器筐体を含まない場合に生じる放射線曝露と比較して少なくとも９０％低減される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
  17. 前記ガスが空気を含む、請求項１に記載の方法。
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