MX2009000712A - Sistemas para conversion de biomasa. - Google Patents

Sistemas para conversion de biomasa.

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Abstract

La producción eficiente de etanol a partir de biomasa de bajo costo (por ejemplo, maíz, betabel, mijo, y/o papel) se ha vuelto enormemente importante para hacer etanol competitivo con gasolina y reducir la dependencia, de los Estados Unidos, de combustible extranjero). Por ejemplo, para reducir el costo del transporte de la biomasa a instalaciones de producción de etanol, se proporcionan sistemas móviles para producir etanol a partir de biomasa. También se proporcionan instalaciones de producción de etanol de escala pequeña. Por ejemplo, en lugar de trasportar la biomasa a la instalación de producción, la instalación es transportada a la biomasa o se localiza cerca de la fuente de la biomasa. Las instalaciones de producción de etanol o sus componentes pueden ser transportadas por vía terrestre, agua, o aire. La producción de otros productos, tales como hidrocarburos, gas natural, gas hidrógeno, plástico, polímeros, y proteínas, también puede hacerse a través de los métodos e instalaciones. Cualquier producto descrito aquí puede hacerse en forma terminada o en forma no terminada y moverse, por ejemplo, a una instalación fija, por ejemplo instalación de producción fija.

Description

SISTEMAS PARA CONVERSION DE BIOMASA REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama la prioridad de la solicitud estadounidense provisional no. 60/832,735, presentada el 21 de julio de 2006, cuyos contenidos son incorporados en la presente por referencia en su totalidad.
CAMPO TECNICO La presente invención se refiere a un sistema para producir energía (por ejemplo, etanol, hidrocarburos, gasolina, metano, gas natural y biodiesel), electricidad, nutrientes (humanos y animales), farmacéuticos (humanos y veterinarios) (por ejemplo, medicinas y medicamentos), fertilizantes u otros co-productos a partir de biomasa. En particular, la invención se refiere a instalaciones móviles, portátiles y modulares para producir energía (por ejemplo, etanol, hidrocarburos, gasolina, metanol, gas natural y biodiesel), electricidad, nutrientes (humanos y animales), farmacéuticos (humanos y veterinarios) (por ejemplo, medicinas, medicamentos), fertilizantes, u otros co-productos, mediante fermentación u otro proceso a partir de biomasa (por ejemplo, cosechas, desechos agrícolas y desechos sólidos municipales).
ANTECEDENTES El etanol tiene una variedad de usos, incluyendo como un químico y solvente industrial, aditivo de combustible y combustible líquido directo. El etanol es un combusti ble que se quema limpio que puede ser producido a parti r de fuentes renovables , tales como cosechas (por ejemplo, maíz y caña de azúcar) , desechos de madera, desechos agrícolas u otra biomasa . El etanol no solo reduce las emisiones en el aire, sino también mejora el desempeño de motor. Además, como un combustible renovable, el etanol reduce la dependencia estadounidense sobre combusti bles de fósiles extranjeros. Recientemente, la producción de etanol en Estados Unidos ha crecido desde 1 75 millones de galones en 1 980 hasta 3.4 billones de galones en 2004. Existen actual mente 1 01 instalaciones de prod ucción de etanol en l ínea en Estados U nidos y 30 más están bajo construcción. Por lo tanto, se espera que la producción de etanol en años venideros aumente. La mayoría de etanol hecha en Estados U nidos es derivada de maíz; si n em bargo , el etanol también puede ser producido a partir de otras cosechas altas en almidones y azúcares , tales como, grano de sorgo, trigo, cebada, papas, caña de azúcar o betabeles. La producción de etanol inicia con descomponer los azúcares complejos (por ejemplo, amilosa, cel ulosa) encontrados en estas plantas, en azúcares fermentables más simples (por ejem plo, dextrosa) . Este primer paso puede lograrse usando enzimas, ácido, agua y/o calor. Una vez que los azúcares más simples son obten idos, se adicionan levadu ras u otros microorganismos fermentadores para convertir el azúcar a etanol . El etanol es removido entonces de la fermentación mediante destilación . El agua puede ser removida del etanol mediante deshidratación y el etanol puede ser desnaturalizado para hacerlo no apto para consumo humano al adicionar una pequeña cantidad de gasolina u otro alcohol (por ejemplo, metanol). La producción de etanol como un complemento de combustible tiene muchos beneficios incluyendo impulsar la econom ía, crear trabajos, beneficiar la agricultura, auxiliar el desarrollo económico rural, proporcionar seguridad e independencia de energía, reducir emisiones de gases de invernadero y reducir emisiones de otros contaminantes incluyendo monóxido de carbono, materia particulada , óxidos de nitrógeno y otros contaminantes formadores de ozono. Joseph DePardo en un artículo titulado "Outlook for Biomass Ethanol Production and Demand" (Perspectiva para la producción y demanda de etanol de biomasa) (www.eai .doe.gov/oiaf/analysispaper/biomass. html) ha dicho que la producción de etanol a partir de maíz es una tecnología madura que no es probable ver reducciones significativas en costos de producción. El formula la hipótesis de que la capacidad de producir etanol a partir de otra biomasa de bajo costo será importante para hacer competitivo al etanol como un aditivo de combustible. Por lo tanto, continúa la necesidad de mejorar la producción de etanol a partir de cosechas así como otra biomasa incluyendo biomasa "no virgen", tales como desechos sólidos municipales.
BREVE DESC RIPCION DE LA I NVENCION La presente invención proporciona la producción de energía (por ejemplo, etanol, hidrocarburos, gasolina , gas natural , metanol, biodiesel y gas hidrógeno) , electricidad , plásticos, pol ímeros, nutrientes (humanos y animales), proteínas, biomoléculas, farmacéuticos (humanos y veterinarios), fertilizantes u otros productos a partir de biomasa usando una instalación de producción móvil o portátil o instalación de pequeña escala. La invención proviene, al menos en parte, del reconocimiento de que puede ser más eficiente, económico y/o conveniente, mover la instalación de producción o tener una instalación a pequeña escala cercana en lugar de mover la biomasa usada como el material de inicio en el proceso o el producto, tal como etanol producido por la instalación. En ciertas modalidades, las instalaciones inventivas permiten el uso de provisiones locales de biomasa y otros materiales necesarios en el proceso, tales como agua, electricidad, gas natural , gasolina y alcantarilla. En el caso de instalaciones móviles, el sitio puede incluir cierta infraestructura (por ejemplo, un cimiento (por ejemplo, plancha de concreto)) para la instalación, paredes, techo, construcción, tubería, cableado, líneas de alcantarilla, líneas de gas e iluminación). Las instalaciones inventivas también permiten el uso de biomasa tradicionalmente no pensada como útil para producir energía (por ejemplo, etanol, hidrocarburos, gasolina, gas natural , metano, biodiesel y gas hidrógeno) , electricidad , plásticos, pol ímeros, nutrientes (humanos y animales) proteínas, biomoléculas, farmacéuticos (humanos y veterinarios), fertilizante u otros productos, tales como, algas, plantas acuáticas, desechos agrícolas y desechos humanos. Los sistemas inventivos tienen aplicaciones personales, comerciales, gubernamentales agrícolas y militares.
En un aspecto, la invención proporciona instalaciones de producción móviles para procesar biomasa para producir cualquiera de los productos deseados descritos en la presente. Las instalaciones móviles de la invención son transportadas fácilmente, o componentes de la instalación son fácilmente transportables. Transportar la instalación de producción o componentes de la instalación en lugar del material de inicio de biomasa es particularmente útil y económico dado que muchas de las cosechas usadas para producir energía (por ejemplo, bioetanol, gasolina, hidrógeno, gas natural) u otros productos deseados son estacionales. Por lo tanto, una instalación de producción solo necesita ser operacional en el área cuando las cosechas u otra biomasa está disponible para procesamiento. Después de que se hace el procesamiento, la instalación o ciertos componentes de la instalación pueden viajar a otras áreas con biomasa disponible para conversión a un producto deseado. Las instalaciones inventivas o componentes de las mismas pueden ser transportados por agua, aire, tierra o cualquier combinación de los mismos. Las instalaciones inventivas pueden incluir partes de la instalación o infraestructura que no son transportables o móviles. Por ejemplo, la instalación de producción inventiva o componentes de la misma pueden ser transportables en un bote, barcaza, barco u otra embarcación náutica. Tales instalaciones son particularmente útiles para producir etanol u otros productos a partir de biomasa acuática, tales como algas (por ejemplo, Sargassum) o plantas acuáticas. Estas instalaciones también son útiles para viajar en un cuerpo de agua a diferentes áreas con biomasa adecuada para la producción del producto deseado (por ejemplo, viajar en un río o en el océano y atracar en un área con biomasa adecuada para procesar). Las instalaciones portátiles o componentes de las mismas también pueden transportarse por tierra. Por ejemplo, la instalación puede ser transportada por coche, camión, camión con remolque y vagones de tren. Nuevamente el vehículo terrestre con la instalación portátil puede viajar a áreas con biomasa adecuadas para la producción del producto deseado. Finalmente, las instalaciones pueden ser transportadas por aire. La instalación puede ser transportada por avión, helicóptero y dirigible pequeño. El transporte aéreo de la instalación permite que se use biomasa normalmente demasiado lejos de la instalación de producción. La instalación puede estar en el avión o la instalación o componentes pueden tirarse desde el avión o entregarse por avión. La instalación móvil es dimensionada y organizada normalmente de manera conveniente para proporcionar transporte fácil de la instalación y/o sus componentes individuales. En el caso de transporte terrestre, los vehículos son capaces normalmente de viajar caminos y autopistas usadas por coches, camiones o camiones de remolque. En el caso de transporte marítimo, la instalación o componentes son llevados normalmente por un bote o barcaza, la cual es movida por un bote. En el caso de transporte aéreo, la instalación o componentes son dimensionados para ajustarse en un avión (por ejemplo, plano de carga) o helicóptero. Las instalaciones móviles inventivas o instalaciones construidas a partir de componentes móviles pueden incluir cualquiera o todos los siguientes aparatos útiles para producir el producto deseado (por ejemplo, etanol): medio de pre-procesamiento para la biomasa, molinos, hervidores, recipientes de enfriamiento, recipientes de sostenimiento, fermentadores, aparatos de destilación , columnas, recipientes de transferencia de tubería y recipientes mezcladores. En ciertas modalidades, las diferentes etapas de las instalaciones de producción son enlazadas juntas de manera eficiente, de manera que un usuario puede transferir fácilmente materiales de una etapa del proceso de producción a otra. Las instalaciones también pueden incluir cualquier reactivo necesario en el proceso de producción incluyendo levaduras u otros microorganismos (incluyendo microorganismos genéticamente diseñados), enzimas (por ejemplo, amilasa y celulasa) , ácidos (por ejemplo, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico), bases (por ejemplo, hidróxido de sodio) , reactivos químicos, agua, sales, tamices moleculares y columnas. En ciertas modalidades, cuando el etanol está siendo producido, la instalación incluye desnaturalizantes tales como gasolina u otros alcoholes para desnaturalizar el etanol. Las instalaciones inventivas pueden incluir todo el equipo necesario y los reactivos almacenados convenientemente en la instalación para hacer fácil el uso de la instalación. En ciertas modalidades, la instalación produce suficiente etanol u otra fuente de energía para proporcionar las necesidades de energ ía de una fábrica, pueblo, aldea e isla. En ciertas modalidades, la instalación de producción de etanol produce menos de 5 millones de galones por etanol por año. La instalación también puede incluir opcionalmente cualquier equipo mandado por ley internacional, federal, estatal o local incluyendo, por ejemplo, equipo de seguridad necesario para prevenir derramamientos o manejo, incendios u otras emergencias. Como se apreciará por alguien de habilidad en esta técnica, la instalación de producción puede ser ensamblada a partir de varios componentes transportables. Estos componentes pueden incluir medios de pre-procesamiento para la biomasa, molinos, hervidores, recipientes de enfriamiento, recipientes de sostenimiento, fermentadores, aparatos de destilación, columnas, recipientes de transferencia de tubería y recipientes de mezclado. En ciertas modalidades, el componente comprende una combinación de dos o más de cualquiera de los anteriores. La instalación puede incluir componentes no transportables. Estos componentes de una instalación de producción de etanol son diseñados para montaje fácil para la instalación de trabajo en el sitio. Los componentes pueden ser pre-fabricados. Los componentes pueden ser intercambiables y pueden proporcionar escalabilidad de la instalación. En ciertos casos, el sistema de componentes permite que la instalación sea montada fácilmente y separada para facilidad de portabilidad. Los diversos componentes de la instalación pueden ser llevados al sitio usando cualquier combinación de medios de transporte (por ejemplo, aire, agua y tierra). En ciertas modalidades, los componentes son llevados a un sitio con cierta infraestructura, la cual puede incluir electricidad, cobertizo, base, alcantarilla, agua y líneas de gas natural. Todos o algunos de los componentes pueden ser desacoplados posteriormente y moverse a un nuevo sitio. En ciertas modalidades, los componentes particulares y/o la infraestructura pueden permanecer en el sitio a ser usado opcionalmente otra vez. En algunos casos, la instalación de producción móvil o componentes de los mismos son desechables de manera que después de que ha servido su propósito una porción o toda la instalación es abandonada temporal o permanentemente. En otras modalidades, la instalación o componentes de la misma se pretende que sean re-usados y son transportados en consecuencia de lugar a lugar con biomasa adecuada. La instalación puede ser completamente auto-suficiente, requiriendo solo la adición de biomasa, o la instalación puede requerir otros materiales o servicios públicos tales como agua, electricidad , gas natural, gasolina y alcantarilla. Por ejemplo, el etanol u otra energía producida por la instalación móvil puede ser usada para energizar un generador para proveer electricidad a la instalación, o el etanol u otra fuente de energía puede quemarse para proporcionar el calor para descomponer la biomasa en un hervidor o para correr una destilación. El etanol u otra energía también puede usarse para energizar el vehículo usado para transportar la instalación o componentes de la misma. En otro aspecto, la invención también proporciona instalación de producción de etanol de pequeña escala (por ejemplo, producir menos de 5 millones de galones de etanol). En ciertas modalidades, las instalaciones de pequeña escala inventivas producen menos de 1 millón de galones de etanol. Estas instalaciones de pequeña escala pueden ser portátiles o componentes del sistema pueden ser portátiles como se describe antes. Estas instalaciones pueden incluir cualquiera o todos los siguientes aparatos útiles para producir bioetanol: medios de pre-procesamiento para la biomasa, molinos, hervidores, recipientes de enfriamiento, recipientes de sostenimiento, fermentadores, aparatos de destilación, columnas, recipientes de transferencia de tubería y recipientes de mezclado. En ciertas modalidades, las diferentes etapas de las instalaciones de producción están enlazadas juntas de manera eficiente, de manera que un usuario puede transferir fácilmente materiales desde una etapa del proceso de producción de etanol a otra. Las instalaciones también pueden incluir cualquier reactivo necesario en el proceso de producción de etanol incluyendo levadura u otros microorganismos (incluyendo microorganismos genéticamente diseñados), enzimas (por ejemplo, amilasa y celulasa), ácidos (por ejemplo, ácido sulfúrico y ácido clorhídrico) , bases (por ejemplo, hidróxido de sodio), agua, sales, tamices moleculares, gasolina u otros alcoholes para desnaturalizar el etanol y cualquier otro reactivo. Las instalaciones inventivas pueden incluir, por ejemplo, todo el equipo y reactivos necesarios convenientemente almacenados en la instalación móvil para hacer fácil uso de la instalación. En ciertas modalidades, la instalación produce suficiente etanol para suministrar las necesidades de etanol de una fábrica, pueblo, aldea e isla. En ciertas modalidades, la instalación produce menos de 5 millones de galones de etanol por año. La instalación también puede incluir opcionalmente cualquier equipo mandado por ley internacional, federal , estatal o local incluyendo, por ejemplo, equipo de seguridad necesario para prevenir o manejar derramamientos, incendios u otras emergencias. Otros productos como se describe en la presente también pueden ser producidos por instalaciones de producción de pequeña escala. La presente invención también proporciona procesos para producir un producto deseado usando una instalación inventiva. El proceso usa biomasa de un área local en una instalación de producción inventiva para producir el producto localmente deseado. El producto localmente producido (por ejemplo, etanol, gasolina, gas natural , gas hidrógeno e hidrocarburos) es usado entonces de preferencia localmente para evitar el costo de transportar tanto la biomasa como el producto final. De preferencia, una fuente de agua local es usada en el proceso de producción. Otros reactivos necesarios para el proceso puede ser provistos por la instalación o provistos localmente. Los desechos o co-productos del proceso de producción, por ejemplo, los granos destiladores pueden ser usados localmente como un alimento de ganado altamente nutritivo o como un fertilizante. Otros productos de desecho o co-productos del proceso, tales como biomoléculas, carbohidratos, proteínas y polímeros, también pueden ser empacados, usados y/o vendidos. Las instalaciones de producción de etanol basadas en componentes móviles e instalaciones de producción de pequeña escala complementan instalaciones de producción de etanol de mayor escala (es decir, instalaciones que producen sobre 1 0-20 millones de galones de etanol por año). En algunos casos, las instalaciones inventivas pueden eliminar la necesidad de instalaciones de producción de etanol en pequeña escala en algunas áreas. La naturaleza portátil de ciertos sistemas trabaja especialmente bien dada la naturaleza cíclica de cosechas y otra biomasa en varias áreas geográficas. Las instalaciones inventivas también permite la producción económica de etanol de biomasa de bajo costo, lo cual ayudará a a hacer al etanol un aditivo de combustible competitivo. En ciertas modalidades, el sistema inventivo usa biomasa que no es maíz, caña de azúcar o betabel , o incluye una pequeña porción de estas cosechas. En un aspecto, la invención caracteriza una instalación para producir etanol a partir de biomasa. Tal instalación incluye al menos un componente que es portátil . En algunas modalidades, el componente desempeña al menos un paso en el proceso de convertir biomasa a etanol . Por ejemplo, el componente puede pre-procesar la biomasa, fermentar la biomasa o purificar etanol producido a partir de la biomasa. En algunas modalidades, la instalación es capaz de solo producir menos de aproximadamente 1 millón de galones de etanol por año o menos de aproximadamente 5 millones de galones de etanol por año. En algunos casos, la instalación incluye al menos dos componentes portátiles. En otro aspecto, la invención caracteriza una instalación portátil para producir etanol a partir de biomasa. En otro aspecto, la invención caracteriza una instalación portátil para producir etanol a partir de biomasa. Tal instalación incluye un medio para transportar la instalación y un fermentador para convertir azúcares derivados de biomasa en etanol. Por ejemplo, la instalación puede ser transportada por tierra. Por ejemplo, la instalación puede ser transportada por tren. Por ejemplo, la instalación puede ser transportada por agua, tal como al usar un bote, barcaza u otra embarcación náutica. Por ejemplo, la instalación puede ser transportada por aire, tal como al usar un avión o helicóptero. Por ejemplo, más de un modo de transportación puede ser usado. Por ejemplo, cualquiera o más de los modos por aire, tierra o náutico puede ser utilizado. Por ejemplo, tren en combinación con barcaza o bote, o dirigible pequeño en combinación con tren. Por ejemplo, la instalación puede incluir además un medio para convertir azúcares complejos de biomasa en azúcares más simples, más fermentables. Por ejemplo, la instalación también puede incluir un medio para purificar el etanol producido en el termentador, tal como una o más columnas de destilación. En otro aspecto, la invención caracteriza una instalación portátil para producir etanol de biomasa que incluye un medio para transportar la instalación , un molino para moler la biomasa, un hervidor para licuar la biomasa, un fermentador para convertir azúcares derivados de biomasa en etanol y un aparato de destilación. En otro aspecto, la invención caracteriza un método para producir etanol a partir de biomasa, que incluye proporcionar biomasa; proporcionar una instalación de producción de etanol portátil; y producir etanol a partir de la biomasa que usa la instalación de producción de etanol portátil. En otro aspecto, al invención caracteriza métodos para producir etanol a partir de biomasa, por ejemplo, uno o más materiales celulósicos y/o lignocelulósicos (por ejemplo, mijo y/o papel), que incluyen producir etanol a partir de biomasa en un primer sitio con un reactor o un convertidor, por ejemplo, un termentador; transportar el reactor o convertidor a un segundo sitio; y producir etanol de biomasa en el segundo sitio con el reactor o convertidor. Por ejemplo, la biomasa puede ser o puede incluir cualquier material celulósico o lignocelulósico, tal como maíz, caña de azúcar, betabeles, árboles, arbustos, pastos, fitoplancton, zooplancton, algas, macroalgas, algas marinas, hollejos de maíz, matas, madera aserrada, desechos de madera, pulpa, algodón , lana, lino, papel, periódico, recipientes corrugados, papel mezclado, impresiones de computadora, papel blanco de oficina, desperdicios de plantas impresoras, hojas, varas, pasto, cortes de plantas, ramas, árboles, enredaderas, aguas cloacales, desechos agrícolas. También pueden utilizarse mezclas de cualquiera de éstos. Por ejemplo, el transporte puede realizarse con una embarcación náutica, por ejemplo, un bote, una barcaza, un barco, muelle o una plataforma flotante. Por ejemplo, el transporte puede ser realizado con un vehículo terrestre, tal como un coche, camión, camión de remolque o tren. Por ejemplo, el transporte puede ser realizado con un vehículo aero-transportado, tal como un avión, helicóptero o dirigible pequeño.
En algunas modalidades, el transporte es realizado por más de un solo modo, tal como por un vehículo terrestre y un vehículo acuático. En algunas modalidades, la producción es realizada mientras se transporta. En algunas modalidades, el sistema usa recursos fijos, tales como tubería y/o electricidad en un sitio dado. El algunas modalidades, el reactor o convertidor forma parte de un sistema y el sistema también incluye un componente tales como cortadores, dispositivos de corte, dispositivos medidores, dispositivos de flujo, molinos, mezcladores, bombas, cableado, hervidores, calentadores, enfriadores, aereadores, recipientes, recipientes de sostenimiento, columnas de destilación, tubería o mezcla de éstos. La separación entre un primer sitio y un segundo sitio puede ser pequeña o relativamente grande. Por ejemplo, los sitios pueden estar físicamente uno al lado del otro. Por ejemplo, el etanol puede ser producido mientras que el sistema está siendo transportado por un tren en movimiento. En otras modalidades, el primer sitio y segundo sitio están separados por una distancia de aproximadamente 2 millas o más, por ejemplo, aproximadamente 50 millas o más, aproximadamente 75 millas o más, aproximadamente 100 millas o más, aproximadamente 1 50 millas o más, aproximadamente 250 millas o más, o incluso aproximadamente 500 millas o más. En algunas modalidades, producir etanol a partir de biomasa en el primer y/o segundo sitio incluye hidrolizar la biomasa y entonces fermentar la biomasa . Los métodos pueden incl uir además, por ejemplo, transportar el sistema a un tercer sitio, y entonces producir etanol en el tercer sitio. Los métodos pueden incluir también un cuarto, qu into , sexto, séptimo, octavo o más sitios. La producción puede ocurri r en cualquier número de estos sitios. En algunas modal idades, antes de prod ucir eta nol a parti r de biomasa en el primer y/o segundo sitio con el sistema , el sistema es ensamblado. Por ejemplo, la producción de etanol a parti r de biomasa puede incluir contactar la biomasa con uno o más microorganismos, tales como una o más especies de levaduras y/o bacterias, dispuestas en el fermentador. Las combinaciones de diferentes organismos pueden ser usadas, por ejem plo, combinaciones de levaduras y bacterias o diferentes especies de levaduras o bacterias. Por ejemplo, uno o más microorganismos pueden inclui r una o más bacterias genéticamente diseñadas. En otro aspecto, la i nvención caracteriza métodos pa ra producir energ ía a parti r de biomasa que i ncluyen produci r una pri mera fuente de energ ía a partir de biomasa en un pri mer sitio con un reactor o un convertidor; transportar el reactor o un convertidor a u n segu ndo sitio; y prod ucir una segu nda fuente de energía de biomasa en el segu ndo sitio con el reactor o un convertidor. En algunas modalidades, la primera y segunda fuentes de energ ía son las mismas.
Por ejemplo, la fuente de energía puede ser un alcohol, tal como etanol o n-butanol , gasolina, hidrocarburos, hidrógeno, gas natural , biodiesel , electricidad o mezclas de cualquiera de éstos. En modalidades específicas, la fuente de energía es ó incluye un alcohol, tal como etanol. En otro aspecto, la invención caracteriza métodos para producir productos a partir de biomasa que incluyen producir un primer producto a partir de biomasa en un primer sitio con un reactor o un convertidor; transportar el sistema a un segundo sitio; y producir un segundo producto a partir de biomasa en el segundo sitio con el reactor o un convertidor. En algunas modalidades, el producto de productos puede hacerse en una instalación móvil, y entonces terminarse en una instalación fija, por ejemplo, instalación de producción fija. Por ejemplo, el producto o productos sin terminar pueden ser transportados mediante un vehículo, por ejemplo, un tren y/o un barco, u otro método de transporte, tales como tuberías. Las combinaciones de estos métodos de transporte pueden ser utilizados. En algunas modalidades, los primeros y segundos productos son los mismos. En algunas modalidades, los primeros o segundos productos incluyen etanol y/o n-butanol. Por ejemplo, un producto puede ser etanol, n-butanol, hidrocarburos, gasolina, gas natural , metano, biodiesel, hidrógeno, electricidad, polímeros, nutrientes, proteínas, biomoléculas, farmacéuticos, productos farmacéuticos, fertilizante o mezclas de cualquiera de estos. En algunas modalidades, los primeros o segundos productos incluyen una o más biomoléculas. Por ejemplo, la biomolécula puede ser un ácido nucleico, una proteína, un lípido, un esteroide, un producto natural , un producto metabólico, un nucleótido, una grasa, un aminoácido, un péptido o mezclas de cualquiera de estos. En otro aspecto, al invención caracteriza métodos para producir productos para biomasa, por ejemplo, materiales celulósicos o lignocelulósicos, incluyen producir un primer producto a partir de biomasa en un primer sitio con un reactor, siendo ubicado en el primer sitio un cuerpo de agua; transportar el reactor a un segundo sitio también en el cuerpo de agua; y producir un segundo producto a partir de biomasa en el segundo sitio con el reactor. En tales aspectos, la biomasa puede ser obtenida del cuerpo de agua. Por ejemplo, la biomasa puede ser plancton, planas acuáticas, algas, algas marinas o mezclas de éstos. En otro aspecto, la invención caracteriza métodos para producir productos a partir de biomasa que incluyen producir un primer producto a partir de biomasa en un primer sitio con un reactor o convertidor; transportar el reactor o convertidor por un primer modo a un segundo sitio; producir un segundo producto a partir de biomasa en el segundo sitio con el reactor o convertidor; y transportar el reactor o convertidor por un segundo modo diferente del primer modo a un tercer sitio.
Definiciones "Bioetanol": El término "bioetanol" se refiere a etanol producido parcial o completamente a partir de biomasa. En ciertas modalidades, el bioetanol es producid mediante fermentación de azúcares derivados de biomasa. El término bioetanol es usado de manera intercambiable en la presente con el término etanol. "Biomasa": El término "biomasa" se refiere a cualquier material o combinación de materiales que pueden usarse en el sistema de producción para producir energía (por ejemplo, etanol, hidrocarburos, gasolina, gas natural, metano, biodiesel y gas hidrógeno) , electricidad, plásticos, polímeros, nutrientes (humanos y animales), proteínas, biomoléculas, farmacéuticos (humanos y veterinarios; por ejemplo, medicamentos y medicinas), fertilizante u otros productos. En ciertas modalidades, azúcares u otros compuestos orgánicos a partir de la biomasa son convertidos en etanol (por ejemplo, mediante fermentación) . Biomasa ejemplar incluye cosechas (por ejemplo, maíz, caña de azúcar, betabeles) , árboles, arbustos, pastos, plancton (por ejemplo, fitoplancton, zooplancton, bacterioplancton) , algas, macroalgas (por ejemplo, especie del género Sargassum), algas marinas, desechos agrícolas (por ejemplo, ramificaciones, hollejos de maíz, matas y maleza), materiales sintéticos, plásticos sintéticos, desechos industriales, desechos reciclados, desechos sólidos municipales, desechos sintéticos, desechos humanos, desechos animales, orgánicos comerciales (por ejemplo, desechos industriales de bebidas, quesos, suero, desechos lácteos, desechos de procesamiento de alimentos, madera aserrada y desechos de madera industriales, pulpa y desechos de instalaciones de papel , desechos de restaurantes, géneros, algodón, lana y lino), desechos de demolición y construcción, papel de desecho (por ejemplo, periódicos viejos, recipientes corrugados viejos, papel mezclado, substitutos de pulpa, impresiones de computadora, papel blanco de oficina y desperdicios de plantas de impresión), desechos de jardín (por ejemplo, hojas, varas, pasto, cortes de plantas, ramas, árboles y enredaderas). La biomasa incluye tanto biomasa virgen como biomasa no virgen. "Biomolécula": El término "biomolécúla" se refiere a cualquier compuesto químico que puede ser producido por una célula u organismo. En ciertas modalidades, la célula es tipo natural y no ha sido genéticamente diseñada por la mano del hombre. En otras modalidades, la célula ha sido alterada por la mano del hombre. Biomoléculas ejemplares incluyen ácidos nucleicos, proteínas, lípidos, esteroides, productos naturales, productos metabólicos, nucleótidos, nucleósidos, grasas, aminoácidos y péptidos. "Componentes": El término "componente" se refiere a cualquier parte de una instalación de conversión de biomasa. El componente puede ser de cualquier forma o tamaño. Puede incluir una o múltiples piezas de equipo usado en la producción de energía o proceso de conversión de biomasa. En ciertas modalidades, el componente incluye varias piezas de equipo. Opcionalmente puede incluir tubería o cableado y puede incluir opcionalmente sistemas de conexión de manera que puede conectarse con otros componentes o infraestructura en el sitio. En ciertas modalidades, el componente es transportable por aire, agua o tierra. Componentes ejemplares comprenden uno o más de los siguientes: medios de pre-procesamiento para la biomasa , molinos, mezcladores, bombas, cableado, hervidores, medios de calentamiento, medios de enfriamiento, medios de aereación, recipientes de enfriamiento, recipientes de sostenimiento, fermentadores, aparatos de destilación, columnas, tubería, recipientes de transferencia y recipientes de mezclado. En ciertas modalidades, los componentes son para el montaje modular de una instalación de producción de etanol . "Deshidratación": El término "deshidratación" se refiere a remover agua de un material. En ciertas modalidades, la deshidratación se refiere a remover agua del etanol producido por el sistema. El etanol resultante puede ser etanol libre, o 1 , 2, 3, 4 o 5% de agua puede permanecer en el etanol. En ciertas modalidades, el etanol después de la deshidratación incluye menos de 1 % de agua. El etanol puede ser deshidratado usando cualquier medio conocido en la técnica incluyendo destilación, formación de azeótropos o uso de tamices moleculares. "Etanol desnaturalizado": El término "alcohol desnaturalizado" se refiere a etanol que ha sido mezclado con otro material para hacerlo inadecuado para consumo humano. En muchas jurisdicciones, la venta de etanol, como una substancia pura o en la forma de bebidas alcohólicas, es pesadamente gravado. Con el fin de aliviar a las industrias no de bebidas de este impuesto cargado, los gobiernos especifican formulaciones de alcohol desnaturalizado, el cual consiste de etanol mezclado con varios aditivos para hacerlo inadecuado para consumo humano. Estos aditivos, también conocidos como desnaturalizantes, son ya sea tóxicos y/o tienen un sabor u olor desagradable. Las formulaciones de etanol desnaturalizado pretendidas para uso particular (por ejemplo, el uso como un aditivo de combustible) contienen desnaturalizantes elegidos con el fin de no interferir con ese uso. "Destilación": El término "destilación" se refiere a un proceso para purificar el etanol de la masa pulposa fermentada. El proceso de destilación normalmente involucra un cambio de estado de un líquido hasta un gas y condensación subsecuente como un medio de purificación. "Energía": El término "energía" incluye cualquier fuente de energía que puede producirse a partir de biomasa. La energía producida de biomasa es normalmente compuestos orgánicos. La energía puede ser quemada para producir calor, la cual puede usarse para producir electricidad o energizar un vehículo por ejemplo. En ciertas modalidades, la energía es etanol. En otras modalidades, la energía es alcohol. En otras modalidades, la energía es hidrocarburos. En ciertas modalidades, la energía es grasas. En ciertas modalidades, la energía es ácidos grasos. En otras modalidades, la energía es ácido acético. En otras modalidades, la energía es gasolina. En ciertas modalidades, la energía es una mezcla de compuestos orgánicos. En ciertas modalidades, la energía es gas natural. En ciertas modalidades, la energía es gas hidrógeno. En ciertas modalidades, la energía es gas metano. En ciertas modalidades, la energía es biodiesel . En ciertas modalidades, la energ ía es electricidad. "Etanol": El término "etanol" se refiere al compuesto químico, CH2CH2OH . El etanol también es referido como alcohol de grano. El etanol es un compuesto químico inflamable, insaboro, incoloro, suavemente químico con un olor distintivo. El término etanol puede referirse a cualquier grado de pureza de etano. En ciertas modalidades, el etanol es al menos 50% , 60%, 70%, 80%, 90%, 95% , 98% o 99% puro. En algunos casos, el etanol es 1 00% puro. En otros casos, el etanol es desnaturalizado con 1 -10% o 2-5% de otros solventes (por ejemplo, metanol , isopropanol , gasolina, hexanos, pentano) para hacerlo inadecuado para consumo humano. En ciertas modalidades, el etanol es mezclado con agua. En otras modalidades, el etanol es anhidro (por ejemplo, después de un paso de deshidratación) . "Fermentación": El término "fermentación" se refiere al proceso para convertir azúcares a etanol o cualquier otro producto deseado incluyendo energía (por ejemplo, hidrocarburos, gasolina , gas natural, metano, biodiesel y gas hidrógeno), electricidad, plásticos, polímeros, nutrientes (humanos y animales) , proteínas, biomoléculas, farmacéuticos (humanos y veterinarios; por ejemplo, medicamentos y medicinas), y fertilizante. En ciertas modalidades, el término fermentación se refiere al proceso para hacer moléculas orgánicas útiles como una fuente de energía de biomasa. La fermentación es realizada normalmente mediante microorganismos, tales como bacterias o levaduras. El proceso de fermentación para etanol es realizado normalmente en una atmósfera deficiente en oxígeno para prevenir la oxidación adicional del etanol deseado a ácido acético. Como se define en la presente, un "fermentador, reactor o un convertidor" es un dispositivo que es capaz de sostener al menos aproximadamente 1,000 galones de material, tal como un material celulósico y/o lignocelulósico, un microorganismo y un solvente, tal como agua. En algunas modalidades, el fermentador, reactor o convertidor es capaz de sostener más de aproximadamente 2,000 galones de material, más de aproximadamente 2,500 galones, más de aproximadamente 5,000 galones, más de aproximadamente 10,000 galones, más de aproximadamente 25,000 galones, más de aproximadamente 50,000 galones o incluso más de aproximadamente 100,000 galones. Todas las publicaciones, solicitudes de patente, patentes y otras referencias mencionadas en la presente son incorporadas por referencia en su totalidad por todo lo que contienen. Otras características y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada y de las reivindicaciones.
DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La Fig. 1 es un diagrama de bloque que ilustra esquemáticamente métodos para producir varios productos, tales como etanol o n-butanol.
La Fig. 2 es una vista en sección transversal de un cortador de cuchillas rotatorias.
DESCRIPCION DETALLADA Se describen en la presente sistemas móviles y/o de pequeña escala (por ejemplo, menos de 1 -5 millones galones por año) para producir energía (por ejemplo, etanol, hidrocarburos, gasolina, gas natural, metano, biodiesel y gas hidrógeno), electricidad , plásticos, polímeros, nutrientes (humanos y animales), proteínas, biomoléculas, farmacéuticos (humanos y veterinarios; por medicamentos y medicinas) , fertilizante, u otros productos incluyendo procesos, instalaciones y componentes de la instalación para producir el producto deseado, a partir de biomasa. Los sistemas eliminan o al menos reducen la necesidad de transportar la biomasa de material de inicio, la cual puede ser, por ejemplo, de una baja densidad a granel , a una instalación de producción de gran escala, estacionaria. También puede reducir la necesidad de transportar el producto deseado producido por la instalación móvil una gran distancia a su usuario final o una instalación de distribución. El sistema para producir el producto deseado permite el procesamiento de biomasa que ordinariamente no sería económicamente adecuada para conversión a energía (por ejemplo, etanol , hidrocarburos, gasolina, gas natural , metano, biodiesel y gas hidrógeno), electricidad, plásticos, polímeros, nutrientes (humanos y animales), proteínas, biomoléculas, farmacéuticos (humanos y veterinarios; por ejemplo, medicamentos y medicinas), fertilizante u otros productos debido al transporte, procesamiento u otros costos. El sistema hace la producción de energía (por ejemplo, etanol, hidrocarburos, gasolina, gas natural, metano, biodiesel y gas hidrógeno), electricidad, plásticos, polímeros, nutrientes (humanos y animales), proteínas, biomoléculas, farmacéuticos (humanos y veterinarios; por ejemplo, medicamentos y medicinas), fertilizante, u otros productos más económicos al reducir los costos, en particular los costos de transporte, para producir el producto deseado. Las instalaciones de producción que son configuradas en tal manera que su o sus diversos componentes pueden ser transportados fácilmente por tierra, mar, aire o una combinación de los mismos. En ciertas modalidades, los materiales y equipo necesarios para producir producto deseado a partir de biomasa son organizados de manera compacta, de manera que su o sus componentes pueden ser transportados por un coche, camión, camión de remolque, tren, bote, barcaza, avión , helicóptero o combinación de los mismos. En ciertas modalidades, la instalación o sus componentes pueden limitarse en tamaño dependiendo de cómo se transporta la instalación o sus componentes. Por ejemplo, una instalación o componente siendo transportado por camión de remolque necesitará ajustarse en el lecho de un camión o remolque para transporte. Haciendo referencia a la Fig. 1 , los métodos para producir productos, tales como etanol o n-butanol , a partir de la biomasa, por ejemplo, material celulósico o lignocelulósico, incluyen producir un primer producto en un primer sitio con un sistema que incluye un reactor o convertidor, por ejemplo, un fermentador. El sistema es transportado a un segundo sitio, y entonces un segundo producto es producido a partir de la biomasa en el segundo sitio con el sistema. Cualquier número de sitios puede ser utilizado. Por ejemplo, el número de sitios puede ser 2, 3, 4, 5, 6 o más, por ejemplo, 1 0, 20, 30, 50, 100 o más, por ejemplo 1 000. Por ejemplo, un sitio puede formar parte de un complejo o un campus, y porciones del complejo o campus pueden unirse mediante diversa infraestructura de fabricación , tal como rieles. La separación entre un primer sitio y un segundo sitio puede ser relativamente pequeña o relativamente grande. Por ejemplo, los sitios pueden estar físicamente uno al lado del otro. Por ejemplo, el sistema puede ser realizado mediante un tren en movimiento y producir etanol mientras se mueve. En otras modalidades, el primer sitio y el segundo sitio son separados por una distancia de aproximadamente 10 millas o más, por ejemplo, aproximadamente 25 millas o más, aproximadamente 35 millas o más, aproximadamente 300 o más, o incluso aproximadamente 500 millas o más. En algunas modalidades, el termentador, reactor o convertidor puede sostener entre aproximadamente 1 ,000 galones y aproximadamente 1 00,000 galones de material , por ejemplo, entre aproximadamente 2, 500 galones y aproximadamente 100,000 galones, o entre aproximadamente 5,000 galones y aproximadamente 75,000 galones. En ciertas modalidades, los sistemas móviles o uno o más de sus componentes para producir el producto deseado es transportado por tierra. Cuando la instalación móvil o sus componentes son transportados por caminos, de preferencia cumple con todas las leyes aplicables que gobiernan los caminos de ese país, estado, provincia, condado o ciudad . En Estados Unidos, las instalaciones transportadas por tierra que usan autopistas y caminos pueden cumplir con todas las leyes y regulaciones federales, estatales y locales. En ciertas modalidades, la instalación móvil siendo transportada por un camión de remolque no es mayor que 2.43 m 15.24 cm (8 ft 6 in) de ancho y no más de 17.37 m (57 ft) de longitud. En ciertas modalidades, la instalación no es mayor que 2.43 m 1 5.24 cm (8 ft 6 in) de ancho y no más de 16.1 5 m (53 ft). En ciertas modalidades, la instalación no es mayor que 2.43 m 1 5.24 cm (8 ft 6 in) de ancho y no más de 14.63 m (48 ft). En ciertas modalidades, la instalación no es mayor que 2.43 m 1 5.24 cm (8 ft 6 ¡n) de ancho y no más de 6.09 - 7.31 m (20-24 ft) de longitud. La altura del vehículo puede variar dependiendo de los obstáculos en el camino, en que la instalación está siendo transportada. Sin embargo, normalmente, la instalación es menor que 4.57 m (1 5 ft) de altura. En ciertas modalidades, es menor que 4.26 m (14 ft) de altura. En ciertas modalidades, la instalación es transportada por un camión de doble remolque, en cuyo caso la longitud total para la combinación no es mayor que 22.86 m (75 ft). En ciertas modalidades, la longitud total del doble no es mayor que 1 9.81 2 m (65 ft). En ciertas modalidades, el peso de combinación gruesa del vehículo con la instalación móvil o uno o más de su o sus componentes no es mayor que 36288 kg (80,000 Ib). En ciertas modalidades, la instalación o un componente de la misma se ajusta en un recipiente estándar usado para embarcarse por el camión de remolque. Como apreciaría alguien de habilidad en esta técnica, los componentes de la instalación puede transportarse por más de un vehículo terrestre o puede ser transportado por un vehículo terrestre y una combinación de vehículos de tierra, mar y aire. En ciertas modalidades, los componentes que no son adecuados para transporte por agua o aire son transportados por tierra. En ciertas modalidades, los componentes para los cuales el transporte por agua y/o aire no son económicos son transportados por tierra. Sin embargo, se apreciará que en ciertas modalidades el transporte por tierra de la instalación o sus componentes no es factible o no es posible (por ejemplo, debido a la falta de caminos transitables). En ciertas modalidades, la instalación de producción móvil o algunos de sus componentes son suficientemente pequeños para ser transportados por un coche, vehículo de uso deportivo (SUV), o camioneta. La instalación móvil o sus varios componentes también pueden ser transportables por tren. En ciertas modalidades, la instalación a ser transportada por tren no es más amplia que 4.26 m (14 ft). En otras modalidades, la instalación no es más ancha que 3.96 m 1 5.24 cm (13 ft 6 in). Todavía en otras modalidades, la instalación no es más amplia que 3.96 m (1 3 ft). En ciertas modalidades, la instalación no es más ancha que 3.65 m 1 5.24 cm (12 ft 6 in). El espacio de ancho de la instalación incluyendo su recipiente exterior dependerá de las vías siendo usadas para transportar la instalación. En ciertas modalidades, el ancho mínimo de 3.65 m 1 5.24 cm (12 ft 6 ¡n) o 3.96 m (1 3 ft) se usa para acomodar todas las vías en que la instalación posiblemente podría viajar. La longitud de la instalación no es más larga que 1 8.28 m (60 ft).
En modalidades, la longitud de la instalación es menor que 18.28 m (60 ft). En ciertas modalidades, la longitud es aproximadamente 1 7.67 m (58 ft). En otras modalidades, la longitud es aproximadamente 17.98 m (59 ft), aproximadamente 1 7.37 m (57 ft), o aproximadamente 17.06m (56 ft). La altura de la instalación es normalmente menor que 7.01 m (23 ft). En ciertas modalidades, la altura es menor que 6.70 m (22 ft). En otras modalidades, la altura es menor que 6.40 m (21 ft). En ciertas modalidades, la altura es menor que 6.09 m (20 ft). En ciertas modalidades, la instalación o un componente de la misma se ajusta en un recipiente estándar usado para embarcar por ferrocarril. Todavía en otras modalidades, la altura es menor que 5.79 m (19 ft). El peso de la instalación normalmente no excede 90720 kg (200,000 Ib). En ciertas modalidades, cuando una instalación de producción móvil más grande es necesaria, la instalación es transportada usando más de un vagón de ferrocarril donde cada vagón de ferrocarril incluye un componente. Estos componentes son ensamblados entonces en una instalación operacional en el sitio deseado. En ciertas modalidades, la instalación comprende 1 -10 vagones de ferrocarril. En ciertas modalidades, la instalación comprende 1 -5 vagones de ferrocarril. En ciertas modalidades, cada paso o una combinación de pasos del proceso para producir etanol es realizado en un vagón separado. En ciertas modalidades, el equipo para realizar uno o más pasos es combinado en un vagón. Varios componentes de la instalación también pueden ser llevados al sitio para ensamble por otro transporte por tierra, transporte por aire o transporte por agua.
Cualquier combinación de modos de transporte pueden ser utilizados. Por ejemplo, los sistemas pueden ser transportados por tierra, y entonces por agua, o por aire y entonces por tierra. Por ejemplo, los productos tales como etanol pueden ser producidos durante transporte o después del transporte. Cuando la instalación o sus componentes son transportados por agua, la instalación está opcionalmente dentro de los límites permitidos de la embarcación que transporta la instalación o componente(s) . Estos límites incluyen longitud, ancho, altura y límites de peso de la embarcación que transporta la instalación. Como se apreciará por alguien de habilidad en esta técnica, el tamaño de la instalación dependerá mayormente del tamaño de la embarcación que transporta la instalación o su o sus componentes. Barcos y barcazas más grandes pueden transportar instalaciones de producción de etanol mucho más grandes que botes más pequeños. Cuando la instalación o su o sus componentes son transportados por agua, la instalación puede ser ensamblada en una barcaza, puerto, desembarcadero, plataforma, cubierta, aparejo, banco de arena e isla. En ciertas modalidades, la instalación o un componente del mismo se ajusta en un recipiente estándar usado para embarcar por agua. En ciertas modalidades, la instalación es ensamblada en un dispositivo de flotación . Varios componentes de la instalación pueden ser llevados al sitio para la instalación por tierra o aire así como por agua. Las instalaciones en el agua o cerca del agua facilitan el uso de biomasa acuática, tales como plancton, algas y plantas acuáticas en la producción del producto deseado. De manera similar, cuando la instalación es transportada por aire, la instalación o su o sus componentes están opcionalmente dentro de los límites permitidos de la aeronave que transporta la instalación. Estos límites incluyen longitud, ancho, altura y límites de peso de la aeronave que transporta la instalación. En ciertas modalidades, la aeronave es un aeroplano. El aeroplano puede ser avión impulsado por propulsores, un jet, un avión de carga, un avión militar y uno de línea comercial. En ciertas modalidades, la aeronave es un helicóptero. En ciertas modalidades, la aeronave transportará la instalación o el o los componentes que cuelgan de la aeronave. En ciertas modalidades, la instalación o un componente de la misma se ajusta en un recipiente estándar usado para embarcar por aire. La instalación o componente puede aterrizar con la aeronave y ser descargado de la aeronave para uso o la instalación o componente puede usarse mientras que está a bordo de la aeronave. En ciertas modalidades, la instalación o componente es dejado caer desde el aire al sitio donde será usado. En ciertas modalidades, la instalación o componente incluye paracaídas u otro dispositivo de aterrizaje para un aterrizaje seguro de la instalación. La instalación también puede incluir un dispositivo de flotación para un acuatizaje. En ciertas modalidades, la instalación o un componente del mismo incluye un medio para absorber el impacto del aterrizaje. En ciertas modalidades, la instalación o componentes es movido por tierra, aire o agua a un nuevo sitio. En otras modalidades, la instalación o componentes no se mueven y pueden ser abandonados de manera temporal o permanente. Otros diversos componentes de una instalación pueden transportarse por tierra o agua así como aire. Los componentes pueden ser ensamblados en una instalación operacional en un aeropuerto, pista de aterrizaje, sitio de caída u cualquier otro sitio de agua o tierra. En ciertas modalidades, las instalaciones o cualquiera de sus componentes son capaces de ser transportados por cualquier combinación de transporte por aire, tierra y/o agua. En ciertas modalidades, la instalación o sus componentes son transportados por los tres. En otras modalidades, la instalación o sus componentes son transportados por tierra y agua. En cierta modalidad, la instalación o sus componentes son transportados por tierra y aire. En otras modalidades, la instalación o sus componentes son transportados por aire y agua. En estos casos, el vehículo que transporta la instalación o cualquiera de sus componentes de preferencia cumple los requerimientos (por ejemplo, longitud, ancho, altura y peso) del modo de transporte siendo usado. Dado que el etanol, hidrocarburos, gas natural o gasolina siendo producidos son inflamables, cualquier ley, regla o regulación de seguridad aplicable, son seguidas de preferencia con respecto al transporte y producción de líquidos o gases inflamables. En ciertas modalidades, el equipo para manejo de derrames, incendios y explosiones es incorporado en la instalación . En ciertas modalidades, las instalaciones incluyen al menos un componente portátil usado en la producción de energía (por ejemplo, etanol, hidrocarburos, gasolina, gas natural, metano, biodiesel y gas hidrógeno), electricidad, plásticos, pol ímeros, nutrientes (humanos y animales), proteínas, biomoléculas, farmacéuticos (humanos y veterinarios; por ejemplo, medicamentos y medicinas), fertilizante u otros productos a partir de biomasa. La instalación ensamblada así como cualquier componente de la instalación es considerada por estar dentro del alcance de la descripción. Una instalación basada en componentes permite un fácil montaje de la instalación, intercambiabilidad , escalabilidad y pre-fabricación de los componentes. Descomponer la instalación en varios componentes también facilita el aspecto de movilidad de la instalación. En ciertas modalidades, la instalación es dividida en dos, tres, cuatro, cinco, seis, siete, ocho, nueve, diez o más componentes. Cada uno de los componentes puede incluir una o más piezas de equipo con el cableado necesario, tuberías, drenajes, sistemas de control, medios de calentamiento y enfriamiento, puestos, dispositivos de acoplamiento y salidas. En ciertas modalidades, los componentes incluyen paredes, techo, piso u otra infraestructura para el componente por sí mismos, otros componentes o la instalación completa. En ciertas modalidades, el componente incluye un recipiente para fácil transporte del componente. El recipiente puede ser usado en el proceso de producción (por ejemplo, como un recipiente de mezclado u otra tina). Los lados, fondo o parte superior del recipiente pueden usarse como las paredes, piso o techo de cobertizo que aloja la instalación o componentes de la misma. En ciertas modalidades, cada paso del proceso de producción es realizado en un componente separado. Esto es, todo el equipo para un paso en el proceso es incluido en el componente. Los diversos pasos y equipo útil en la producción de bioetanol de biomasa son descritos en la presente. En otras modalidades, un paso puede requerir el equipo de uno o más componentes. En otras modalidades, más de un paso del proceso de producción es incluido en un componente. Uno o más componentes de la instalación son ensamblados para producir una instalación operable. Los componentes son ensamblados normalmente en un sitio preparado para la instalación. Sin embargo, en ciertas modalidades, no existe preparación o infraestructura en el sitio. En su lugar, la instalación o componentes son auto-soportadoras. En ciertas modalidades, los componentes son ensamblados usando una grúa, elevador de carga, camión u otros dispositivos en movimiento, el cual es incluido opcionalmente en el sistema. En otras modalidades, los componentes son ensamblados usando solo labor humana. Las herramientas pueden ser usadas en el ensamble de la instalación. El sitio puede incluir toda la infraestructura necesaria para hacer la instalación operacional. La infraestructura puede incluir paredes, techo, cimiento, piso, electricidad, cableado, tubería, alcantarilla, agua y gas natural. En ciertas modalidades, la infraestructura no es móvil y es estacionaria. Cuando la instalación o cualquiera de sus componentes son movidos, la infraestructura puede quedar atrás para ser usada potencialmente nuevamente en el futuro. En ciertas modalidades, la infraestructura es usada para ensamblar una instalación de producción cada mes, cada estación , cada año o cualquier tiempo suficiente en que la biomasa está disponible en el sitio para suministrar la instalación.
Las instalaciones de producción de etanol que son más pequeñas en escala que las instalaciones de producción de etanol tradicionales. Normalmente, las instalaciones de producción de etanol producen más de 10-20 millones de gaones de etanol por año con algunas instalaciones excediendo 50 millones de galones de etanol por año. Las instalaciones producen menos de 5 millones de galones de etanol u otra fuente de energía por año. En ciertas modalidades, la instalación produce menos de 1 millón de galones de etanol u otra fuente de energía por año. En ciertas modalidades, la instalación produce menos de 0.5 millones de galones de etanol u otra fuente de energía por año. En ciertas modalidades, la instalación produce menos de 0.1 millón de galones de etanol u otra fuente de energía por año. En ciertas modalidades, la instalación produce menos de 0.01 millón de galones de etanol u otra fuente de energ ía por año. En ciertas modalidades, la instalación produce menos de 0.001 millones de galones de etanol u otra fuente de energía por año. Estas instalaciones pueden ser móviles o incluyen componentes móviles como se describe en la presente. En ciertas modalidades, la instalación es estacionaria. La cantidad de energía producida por una instalación es suficiente para cumplir las demandas de una fábrica, base militar, pequeña ciudad, villa rural, condado, granja e isla. El tamaño pequeño de la instalación permite que numerosas instalaciones sean colocadas en una región geográfica. Por ejemplo, una instalación puede ser colocada en cualquier área donde existe suficiente biomasa (por ejemplo, cosechas, desechos) para proveer la instalación con ella. Instalaciones de menor escala cercanas a la biomasa siendo procesada por el sistema reducen los costos de transporte, y en ciertos casos, pueden permitir que el etanol sea producido económicamente, donde no serían prod ucidos económicamente por instalaciones a gran escala . Las instalaciones de producción de bioetanol pueden tener todo o algo del equipo necesario para producir el producto deseado a parti r de biomasa . La biomasa usada por los sistemas i ncluye cualq uier tipo de biomasa . En ciertas modalidades, fuentes más convencionales de biomasa , tales como ma íz, betabeles, granos, caña de azúcar o suero se usan como el material de inicio . En otras modalidades, fuentes menos convencionales de biomasa son usadas incluyendo desechos agrícolas, algas, desechos y desechos humanos. En ciertas modalidades, los sistemas no usan ma íz, betabeles o caña de azúcar. En ciertas modal idades, los sistemas usan ma íz. En otras modalidades, el sistema usa betabeles o caña de azúcar. En ciertas modalidades, el sistema es diseñado para usar una variedad de d iferentes ti pos de biomasa como material de inicio. En otras modalidades, el sistema es di señado para usar un tipo de biomasa . En ciertas modal idades, varios componentes pueden ser intercambiados para permiti r diferentes ti pos de biomasa como materiales de inicio. En ciertas modalidades, el sistema incluye procesos y apa ratos para re-procesar la biomasa. En ciertas modal idades, la biomasa es clasificada. En otras modalidades, la biomasa es limpiada. En otras modalidades, la biomasa es empacada . En ciertas moda l idades, la biomasa es compactada o comprimida . En otras modalidades, la biomasa es licuada. En otras modalidades, la biomasa es deshidratada. El pre-procesamiento de la biomasa puede tener lugar en el sitio de recolección de la biomasa, antes del transporte de la biomasa, durante el transporte, durante el almacenamiento de la biomasa, o en el sitio de la producción de energía. Cualquier equipo y métodos usados para pre-procesar biomasa para producción de energía pueden usarse. En ciertas modalidades, el medio de pre-procesamiento es considerado parte del sistema. El proceso para producir energía (por ejemplo, etanol, hidrocarburos, gasolina, gas natural, metano, biodiesel y gas hidrógeno), electricidad , plásticos, polímeros, nutrientes (humanos y animales), proteínas, biomoléculas, farmacéuticos (humanos y veterinarios; por ejemplo, medicamentos y medicinas), fertilizante u otros productos a partir de biomasa pueden descomponerse en varios pasos. El primer involucra moler la biomasa en un polvo fino, picar la biomasa, cortar la biomasa, o hacer disponibles de otra manera los carbohidratos complejos u otras biomoléculas en la biomasa disponible para procesamiento adicional. En ciertas modalidades, la biomasa resultante es mezclada entonces con agua y opcionalmente microorganismos (por ejemplo, bacterias) , algas, enzimas, ácido, base o reactivo químico. La mezcla es opcionalmente calentada entonces en un hervidor u otro aparato para facilitar la descomposición de azúcares complejos (por ejemplo, celulosa , almidón) en azúcares fermentables, más simples (por ejemplo, glucosa). Este paso también puede facilitar la descomposición de otras biomoléculas o estructuras celulares, tales como l ípidos, proteína , ácidos nucleicos, esteroides, productos naturales, pared cel ular, membrana celular y mem branas intracelulares. La mezcla resultante, comú nmente conocida como la masa pul posa, es fermentada entonces con la adición de un microorgan ismo, tal como levadura. En ciertas modalidades, otros m icroorgan ismos genéticamente diseñados son usados en el proceso de fermentación . Los microorgan ismos pueden ser particularmente adecuados para fermentar o convertir la biomasa usada en el proceso en el producto deseado. El proceso de fermentación/conversión es continuado hasta que la mayoría de los azúcares u otros materiales de inicio en la fermentación han sido convertidos a etanol u otro producto deseado en ciertas modalidades, los co-productos, tales como dióxido de carbono, proteínas, pol ímeros, nutrientes, fertilizantes o biomoléculas son producidos durante el proceso. Estos pueden ser recolectados, purificados, empacados y/o vendidos. El etanol u otro prod ucto deseado es separado entonces opcionalmente del l íquido, desecho sólido y productos laterales. Esto se hace normalmente mediante destilación ; sin embargo, otros medios para separar o purificar también pueden ser usados (por ejem plo, cromatografía de colu mna, extracción , cromatografía y cristalización) . El etanol destilado u otra fuente de energ ía l íquida todavía pueden contener ag ua , de manera que el producto deseado sea opcional mente deshidratado. En ciertas modalidades, el producto deseado (por ejemplo, etanol) es deshidratado al correrlo sobre una su bstancia que a bsorbe el agua restante, tal como tamices moleculares. Una vez que el producto deseado (por ejemplo, etanol) es purificado al grado deseado de pureza y el agua es removida, el producto deseado, en particular etanol, es desnaturalizado opcionalmente haciéndolo inadecuado para consumo humano. El proceso de desnaturalización es realizado al perder el etanol purificado con 1 -5% de gasolina u otro solvente orgánico (por ejemplo, metanol , acetona, isopropanol y hexanos). Cualquier desecho puede ser descartado. En ciertas modalidades, los granos destiladores resultantes se usan como alimento para ganado o como un fertilizante. El dióxido de carbono también es producido como un sub-producto en el proceso de fermentación. El dióxido de carbono puede ser recolectado y vendido. Otros productos, tales como polímeros, proteína, lípidos u otras biomoléculas son productos laterales, pueden ser recolectados, empacados y/o vendidos. En ciertas modalidades, por ejemplo, cuando el bioetanol siendo producido a partir de biomasa, la instalación o un componente de la misma incluye un fermentador y aparato de destilación. En otras modalidades, la instalación de producción o componente de la misma también incluye un hervidor. La instalación también puede incluir un molino para moler la biomasa en partículas más pequeñas. La instalación también puede contener equipo, tales como columnas para purificar adicionalmente y deshidratar el etanol después de la destilación. En ciertas modalidades, la instalación también incluye recipientes y equipo de mezclado para desnaturalizar el etanol producido. En ciertas modalidades, el equipo diverso es interconectado usando tuberías para transferir fácilmente el producto de un paso a equipo para realizar el siguiente paso. Según sea necesario, el equipo diverso usado en el proceso es ajustado con medios de calentamiento y enfriamiento. El proceso comienza con biomasa. La biomasa usada por el sistema puede ser cualquier biomasa adecuada para producir etanol o cualquier otro producto deseado. En ciertas modalidades, la biomasa es cosechas agrícolas de azúcar alto o almidón alto, tales como, maíz, caña de azúcar, azúcar y betabeles. Las instalaciones son particularmente útiles y económicas para convertir cosechas a bioetanol debido a que pueden llegar o ser ensambladas en el sitio cuando las cosechas (u otra biomasa) están listas para procesar y entonces dejarse o ser desensambladas cuando las cosechas (u otra biomasa) han sido procesadas. En ciertas modalidades, la biomasa incluye materiales que contienen celulosa, hemicelulosa, lignina, proteína, almidón y/o azúcar. En ciertas modalidades, la biomasa incluye materia vegetal , tales como árboles, arbustos, pastos, maleza, cosechas agrícolas y desechos agrícolas. En ciertas modalidades, la biomasa incluye biomasa acuática, por ejemplo, plancton, plantas acuáticas y algas. La biomasa acuática es particularmente adecuada para ser procesada mediante las instalaciones de producción que son transportadas sobre agua. En ciertas modalidades, la biomasa es desecho municipal , papel de desecho y desechos de jardín. Una instalación de producción puede viajar de manera rutinaria a un área particular para convertir sus desechos a etanol u otro producto deseado, o la instalación puede ser ensamblada en un sitio particular. En otras modalidades, la biomasa es desecho humano. Las fases iniciales de dimensionado, molido, picado, recortado, cortado, lavado, licuefacción y/o sacarificación de la biomasa son realizadas por la instalación o componentes de la misma en algunas modalidades. En otras modalidades, estos pasos o algunos de estos pasos no son realizados por la instalación o componentes de la misma.
En ciertas modalidades, la biomasa es descompuesta mecánicamente. Por ejemplo, en ciertas modalidades, el dimensionado, molido, picado, recortado, cortado, lavado u otro pre-procesamiento de la biomasa para fermentación o conversión no es realizado por la instalación o componentes de la misma, y la biomasa procesada resultante (también conocida como grano molido) es el material de inicio usado por la instalación o un componente de la misma. En ciertas modalidades, la instalación o un componente de la misma procesa la biomasa para permitir que los microorganismos o qu ímicos actúen sobre los carbohidratos en la biomasa. Esto puede incluir descomponer membranas celulares, descomponer paredes celulares, aumentar el área de superficie, descomponer macroestructuras en la biomasa. En ciertas modalidades, la biomasa o celulosa en la biomasa es texturizada o abierta como se describe en las patentes estadounidenses 5,952, 1 05; 5,973,035; 6,207,729; 6,258,876; 6,448,307; 7, 074,918; cada una de las cuales es incorporada en la presente por referencia; y las solicitudes de patentes estadounidenses publicadas 20050084671 ; 20050090577; 20050200050; cada una de las cuales es incorporada en la presente por referencia. Este proceso abre las fibras en la biomasa para procesamiento adicional mediante químicos y microorganismos adicionados a la biomasa procesada en los pasos subsecuentes. El proceso aumenta el área de superficie donde los microorganismos o químicos pueden trabajar. Haciendo referencia al a Fig. 2, una cuchilla rotatoria 20 incluye una tolva 22 que puede ser cargada con una fuente de fibra desmenuzada 1 0' preparada al desmenuzar una fuente de fibra 1 0. La fuente de fibra desmenuzada 10' es cortada entre cuchillas estacionarias 24 y cuchillas rotatorias 26 para proporcionar un primer material fibroso 12. El primer material fibroso 12 pasa a través de un tamiz 16 y el segundo material fibroso resultante 4 es capturado en el cajón 30. Para ayudar en la recolección del segundo material fibroso 4, el cajón 30 puede tener una presión por debajo de la presión atmosférica nominal, por ejemplo, al menos 10 por ciento por debajo de la presión atmosférica nominal , por ejemplo, al menos 25 por ciento debajo de la presión atmosférica nominal , al menos 50 por ciento por debajo de la presión atmosférica nominal, o al menos 75 por ciento por debajo de la presión atmosférica nominal . En algunas modalidades, una fuente de vacío 50 es utilizada para mantener el cajón por debajo de la presión atmosférica nominal. En ciertas modalidades, la biomasa es mezclada con agua y opcionalmente enzimas, microorganismos (por ejemplo, bacterias, hongos, levadura), algas, otros organismos, reactivos químicos, o una combinación de los mismos. Este paso descompone las estructuras celulares, azúcares y biomoléculas de la biomasa antes de su conversión en el producto deseado. En ciertas modalidades, la biomasa es mezclada con un microorganismo que ayuda en la descomposición d ela biomasa. El microorganismo puede ser diseñado genéticamente. En ciertas modalidades, la biomasa es mezclada con un alga que ayuda en la descomposición de la biomasa. La mezcla resultante puede ser calentada, enfriada y mezclada para efectuar los cambios deseados a la biomasa. En ciertas modalidades, la biomasa es licuada substancialmente, resultando en una masa pulposa antes de que se transfiera a la instalación o un componente de la misma. Todavía en otras modalidades, los azúcares complejos en la masa pulposa se descomponen en azúcares fermentables, más simples, y la masa pulposa resultante es transferida a la instalación o un componente de la misma para procesamiento. Una vez que la biomasa o una forma procesada de la biomasa (por ejemplo, el grano molido, la masa pulposa y fibra) entra a la instalación o componente de la misma, es procesado adicionalmente para formar etanol o cualquier otro producto deseado. En ciertas modalidades, la instalación o un componente pre-procesa, licúa y convierte los azúcares complejos en la masa pulposa a azúcares más simples. En otras modalidades, la instalación o un componente de la misma licúa y convierte los azúcares complejos a azúcares más simples para la destilación. Todavía en otras modalidades, el azúcar complejo en la masa pulposa es convertida en azúcares más simples en la instalación o un componente de la misma. Este proceso de conversión es efectuado por enzimas, tales como amilasa o celulosa, ácido (por ejemplo, ácido sulfúrico) , microorganismos y/o calor. El proceso de conversión descompone los azúcares complejos, tales como, celulosa y al midón , a azúcares de 5 o 6 carbonos más simples, tales como gl ucosa . U na vez que la masa pulposa con los azúcares descompuestos es obtenida ya sea a través de procesam iento dentro o fuera de la instalación , el proceso de fermentación/conversión ha empezado. En ciertas modal idades, la masa pulposa es fermentada para producir etanol . El proceso de fermentación es iniciado normal mente al llevar la masa pulposa a una temperatura particular, por ejemplo, entre 30 y 45°C . En ciertas modalidades, la fermentación tiene lugar a aproximadamente 30°C. En ciertas modal idades, el pH de la masa pulposa es ajustado a aproximadamente pH 6-8, de preferencia aproximadamente pH 7-7.5. En ciertas modalidades, la fermentación es realizada en una atmósfera de oxígeno supri mido. U n microorganismo fermentador es adicionado entonces a la masa pul posa . En ciertas modalidades, el microorganismo fermentador es levadura . En otras modalidades, el microorganismo fermentador es Saccharomyces cerevisiae. En ciertas modal idades, el orga nismo fermentador es Schizosaccharomyces pombe. En otras modal idades , el microorganismo es Zymomonas mobilis. En otras modalidades, el microorganismo es Escherichia coli. E n ciertas modal idades, el microorganismo es un organismo genéticamente diseñado. Ejemplos de organismos fermentadores genéticamente diseñados útiles en la prod ucción de bioetanol se describen en las patentes estadounidenses 6,699,696; 6, 306,639; 5, 162, 51 6; 5, 028, 539; 5,000,000; 4,400,470; cada una de las cuales es incorporada en la presente por referencia. En ciertas modalidades, la mezcla de fermentación es mantenida a una temperatura constante y pH durante el proceso de fermentación. La fermentación normalmente dura desde 24 horas hasta 500 horas. En ciertas modalidades, la fermentación dura desde 50-200 horas. En ciertas modalidades diferentes, la fermentación dura desde 1 00-200 horas. Como apreciaría alguien de habilidad en esta técnica, la biomasa, microorganismo, temperatura y otras condiciones usadas en la fermentación determinarán el lapso necesario para convertir la biomasa a etanol. En otras modalidades, la biomasa o masa pulposa procesada se convierte a otra fuente de energía además de etanol (por ejemplo, gasolina, hidrocarburos, gas hidrógeno, gas natural, biodiesel y electricidad) u otro producto deseado o co-producto. Esta conversión es efectuada por microorganismos. En ciertas modalidades, los microorganismos son diseñados genéticamente. En ciertas modalidades particulares, los microorganismos son diseñados para producir gas natural o gas hidrógeno además de biomasa. En otras modalidades, los microorganismos son diseñados para producir gasolina o hidrocarburos de biomasa. En otras modalidades, la biomasa o masa pulposa procesada es convertida en otros productos deseados, tales como plásticos, polímeros y nutrientes. Esta conversión es efectuada por microorganismos. En ciertas modalidades, los microorganismos son genéticamente diseñados. En ciertas modalidades particulares, los microorganismos son genéticamente diseñados para producir el pol ímero deseado. En ciertas modalidades, los microorganismos son diseñados para producir nutrientes. En ciertas modalidades, el producto deseado es removido conforme se produce. En otras modalidades, el producto deseado es purificado de la fermentación/conversión después de que la fermentación/conversión es detenida. En la producción de bioetanol, después de que el paso de fermentación está completo, la masa pulposa fermentada (también conocida como cerveza) contiene en cualquier parte desde 5% hasta 20% de etanol. En algunas modalidades, el etanol es removido conforme s producido. El etanol es purificado del agua y sólidos por destilación. El proceso de destilación involucra vaporizar el etanol y entonces recondensarlo en forma líquida otra vez. La pureza del etanol obtenida de la destilación puede incrementarse al destilar repetidamente el etanol resultante hasta que la pureza deseada es alcanzada. El etanol puede ser purificado adicionalmente al remover cualquier agua restante usando un paso de deshidratación. En ciertas modalidades, el etanol es pasado sobre un material, el cual absorbe agua, tales como tamices moleculares. En ciertas modalidades, el etanol es destilado o formado en azeótropos para remover la mayoría del agua del etanol. De manera similar, si un producto deseado diferente a etanol es producido, puede ser purificado de manera similar de la biomasa convertida. De preferencia, otro tanto del producto deseado es producido antes de que el proceso de conversión sea detenido. En ciertas modalidades, el producto deseado es apartado conforme es producido. De manera análoga, las instalaciones pueden producir 100% de etanol o etanol de cualquier estado deseado de pureza. Por ejemplo, la instalación con su aparato de destilación puede producir menos de 1 00% de etanol puro. En ciertas modalidades, el etanol es al menos 80%, al menos 90%, al menos 95%, al menos 98% o al menos 99% puro. El etanol, si se desea, puede ser purificado adicionalmente y/o deshidratado fuera de la instalación móvil. En ciertas modalidades, la instalación produce etanol puro que es desnaturalizado subsecuentemente. Un solvente orgánico, tal como metanol, isopropanol, hexanos y gasolina se adiciona al etanol purificado para producir etanol desnaturalizado, el cual no es adecuado para consumo humano. Desnaturalizantes ejemplares incluyen metanol , alcanfor, aldehidos, alcohol amílico, gasolina, isopropanol, terpineol, benceno, aceite de ricino, acetona, nicotina, ácidos, queroseno y ftalato de dietilo. En ciertas modalidades, 1 -10% de solvente orgánico esa adicionado al etanol. En otras modalidades, 1 -5% de solvente orgánico es adicionado. En ciertas modalidades, 2-5% de gasolina es adicionado al etanol para desnaturalizarlo. Cualquiera del conocimiento en la técnica para producir etanol a partir de biomasa puede usarse en el sistema para producir etanol. Varios aspectos del proceso para producir etanol a partir de biomasa se describe en las patentes estadounidenses 7,070,967; 7,037,704; 7,037,378; 7,033,781 ; 7,026, 1 52; 7,022,894; 6.933,404; 6, 927,048; 6,908,995; 6,861 ,248; 6,849,434; 6,846,657; 6,803,218; 6,755,975; ,737,257; 6,716,631 6,703,227; 6,699,696; 6,663,780; 6,660,506; ,648,930; 6,605,376 6,596,908; 6,592,921; 6,582,944; 6,555,350; ,528,311; 6,509,180 6,468,567; 6,420,146; 6,387,554; 6,379,964; ,372,269; 6,355,456 6,352,859; 6,335,198; 6,335,177; 6,333,181; ,326,204; 6,306,639 6,287,862; 6,280,986; 6,267,309; 6,251,674; ,224,915; 6,136,577 6,130,076; 6,107,093; 6,090,595; 6,054,611; ,045,660; 6,001,568 5,981,807; 5,975,439; 5,958,698; 5,932,456; ,916,787; 5,916,780 5,892.107; 5,882,905; 5369,301; 5,840,971; ,821,093; 5,789,210 5,779,164; 5,756,862; 5,735,916; 5,705,369; ,677,154; 5,616,478 5,609,723; 5,578,472; 5,571,703; 5,559,031; ,554,520; 5,545,543; 5,504,259; 5,503,996; 5,488,185; 5,487,989; ,482,846; 5,474,924; 5,470,433; 5,424,417; 5,424,202; 5,407,817; ,397,436; 5,372,939; 5,345,477; 5,258,293; 5,231,017; 5,223,567; ,186,722; 5,182,199; 5,135,861; 5,134,944; 5,106,634; 5,100,791; ,086,144; 5,081,285; 5,071,675; 5,063,156; 5,061,497; 5,047,332; ,028,539; 5,013,436; 5,000,000; 4,985,355; 4,952,504; 4,952,503; ,953,198; 4,886,751; 4,885,241; 4,859,758; 4,840,903; 4,840,902; ,830,964; 4,816,407; 4,816,399; 4,812,410; 4,808,527; 4,808,526; ,790,238; 4,778,688; 4,769,324; 4,746,615; 4,746,610; 4,731,329; ,661,643; 4,650,689; 4,647,534; 4,628,031; 4,612,286; 4,604,352; ,567,145; 4,560,659; 4,556,744; 4,541,897; 4,523,928; 4,522,920; ,517,298; 4,510,242; 4,507,505; 4,490,469; 4,490,468; 4,480,090; ,454,358; 4,451,597; 4,447,534; 4,443,637; 4,443,544; 4,443,543; ,442,210; 4,421,939; 4,413,058; 4,409,405; 4,405,815; 4,403,034; ,400,551; 4,400,470; 4,400,469; 4,395,488; 4,393,136; 4,386,009; 4,372,822; 4,358,536; 4,357,480; 4,356,262; 4,355,192; 4,355,108; 4,346,113; 4,335,207; 4,333,852; 4,328,375; 4,326,036; 4,321,141; 4,317,884; 4,302,357; 4,301312; 4,301,253; 4,287,303; 4,273,621; 4,262,154; 4,255,300; 4,253,987; 4,233,466; 4,220,803; 4,168,391; 4,164,445; 4,139,509; 4,134,926; 4,094,742; cada una de las cuales es incorporada en la presente por referencia; y solicitudes de patente estadounidense publicadas, 20060154844; 20060154353; 20060154342; 20060143728; 20060141594; 20060141584; 20060134747; 20060121589; 20060121581; 20060115779; 20060110812; 20060110810; 20060105443; 20060105442; 20060105440; 20060101540; 20060094080; 20060088922; 20060084156; 20060073220; 20060064786; 20060057692; 20060057691; 20060051847; 20060043020; 20060035353; 20060035346; 20060026715; 20060019400; 20060019360; 20060014841; 20060014260; 20060013765; 20060009537; 20060003408; 20050289670; 20050272134; 20050266543; 20050266540; 20050266105; 20050266100; 20050260554; 20050250192; 20050244934; 20050244878; 20050233031; 20050226950; 20050214915; 20050214913; 20050214911; 2005021440S; 20050198704; 20050181492; 20050176974; 20050170483; 20050158836; 20050142250; 20050136525; 20050136520; 20050124010; 20050115904; 20050115897; 20050112739; 20050109697; 20050107482; 20050106657; 20050100996; 20050074865; 20050069998; 20050069598; 20050065446; 20050064052; 20050061313; 20050056600; 20050055874; 20050033045; 20050031719; 20050026261; 20050019932; 20050013901; 20050003025; 20040262161; 20040261145; 20040253713; 29040231661; 20040229321; 20040225164; 20040204503; 20040197890; 20040194161; 20040191375; 20040185543; 20040185542; 20040152159; 20040121436; 20040116757; 20040108085; 20040102619; 20040094144; 20040091983; 20040087808; 20040082044; 20040081648; 20040081647; 20040077090; 20040067550; 20040060868; 20040060673; 20040058052; 20040055041; 20040047799; 200400440S7; 20040029238; 20040011258; 20040000521; 20030236311; 20030235881; 20030222021; 20030219512; 20030211585; 20030204988; 20030199072; 20030199049; 20030194788; 20030186402; 20030180900; 20030175903; 20030170861; 20030170330; 20030166179; 20030162851; 20030162271; 20030157675; 20030153059; 20030148309; 20030143704; 20030119006; 20030115792; 20030114330; 20030113735; 20030113734; 20030113732; 20030100807; 20030094416; 20030087381; 20030077771; 20030072822; 20030068415; 20030054535; 20030054500; 20030049867; 20030046724; 20030044499; 20030044495; 20030041982; 20030019736; 20030018063; 20030008363; 20030008362; 20030006191; 20021097686; 20020197688; 20020193617; 20020192774; 20020188965; 20020188459; 20020364731; 20020164730; 20020160469; 20020159990; 20020155583; 20020153317; 20020142410; 20020132350; 20020104518; 20020094575; 20020091165; 20020081677; 20020069987; 20020062594; 20020061561; 20020055135; 20020042111; 20020037564; 20020034816; 20020026744; 20020023278; 20020015871; 20010024796; 20010023034; 20010006795; cada una de las cuales es incorporada en la presente por referencia.
OTRAS MODALIDADES Una variedad de modalidades de la invención ha sido descrita. No obstante, se entenderá que varias modificaciones pueden hacerse sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. De acuerdo con esto, otras modalidades están dentro del alcance de las siguientes invenciones.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un método para producir etanol a partir de biomasa, que comprende: producir etanol a partir de biomasa en un primer sitio con un fermentador; transportar el fermentador a un segundo sitio; y producir etanol a partir de biomasa en el segundo sitio con el fermentador. 2. El método de la reivindicación 1, en donde la biomasa es seleccionada del grupo que consiste de material celulósico, material lignocelulósico, maíz, caña de azúcar, betabeles, árboles, arbustos, pastos, fitoplancton, zooplancton, algas, macroalgas, algas marinas, hollejos de maíz, matas, madera aserrada, desechos de madera, pulpa, algodón, madera, lino, papel, periódicos, recipientes corrugados, papel mezclado, impresiones de computadora, papel blanco de oficina, desperdicios de plantas de impresión, hojas, varas, pasto, cortes de plantas, ramas, árboles, enredaderas, agua cloacal, desecho agrícola y mezclas de los mismos. 3. El método de la reivindicación 1 o 2, en donde el transporte es realizado con un recipiente náutico. 4. El método de la reivindicación 3, en donde el recipiente náutico es un bote, una barcaza, un barco, un muelle, una plataforma flotante, una plataforma marina o un aparejo de mar. 5. El método de la reivindicación 1 o 2, en donde el transporte es realizado con un vehículo terrestre. 6. El método de la reivindicación 5, en donde el vehículo terrestre es un coche, camión , camión de remolque o tren. 7. El método de la reivindicación 1 o 2, en donde el transporte es realizado con un vehículo aero-transportado. 8. El método de la reivindicación 7, en donde el vehículo aerotransportado es avión, helicóptero o dirigible pequeño. 9. El método de la reivindicación 1 o 2, en donde el transporte es realizado por más de un modo simple. 10. El método de la reivindicación 9, en donde el transporte es realizado por un veh ículo terrestre y un vehículo acuático. 1 1 . El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la producción es realizada mientras que se transporta. 1 2. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el termentador forma parte de un sistema, comprendiendo el sistema un componente seleccionado del grupo que consiste de cortadores, dispositivos de corte, dispositivos medidores, dispositivos de flujo, molinos, mezcladores, bombas, cableado, hervidores, calentadores, enfriadores, aereadores, recipientes, recipientes de sostenimiento, columnas de destilación, tubería, componentes eléctricos, fuentes de energía, fuentes de agua cloacal, fuentes de agua y mezclas de los mismos. 1 3. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el primer sitio y el segundo sitio están separados por una distancia de aproximadamente 25 millas o más. 14. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el primer sitio y segundo sitio son separados por una distancia de aproximadamente 100 millas o más. 15. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde producir etanol a partir de biomasa en el primer y/o segundo sitio comprende hidrolizar la biomasa y entonces fermentar la biomasa. 16. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además transportar el sistema a un tercer sitio y entonces producir etanol en el tercer sitio. 1 7. El método de la reivindicación 16, que comprende además transportar el fermentador a un cuarto sitio y entonces producir etanol en el cuarto sitio. 18. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 -1 5, en donde antes de producir etanol de la biomasa en el primer y/o segundo sitio con el fermentador, el fermentador es ensamblado como parte de un sistema. 19. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde producir etanol a partir de biomasa comprende contactar la biomasa con uno o más microorganismos dispuestos en el fermentador. 20. El método de la reivindicación 1 9, en donde uno o más microorganismos comprende una o más bacterias genéticamente diseñadas. 21 . Un método para producir energía a partir de biomasa, que comprende: producir una primera fuente de energía a partir de biomasa en un primer sitio con un termentador, reactor o un convertidor; transportar el termentador, reactor o un convertidor a un segundo sitio; y producir una segunda fuente de energía a partir de biomasa en el segundo sitio con el termentador, reactor o un convertidor. 22. El método de la reivindicación 21 , en donde la primera y segunda fuentes de energía son las mismas. 23. El método de la reivindicación 21 o 22, en donde la fuente de energía es seleccionada del grupo que consiste de alcoholes, etanol, n-butanol, gasolina, hidrocarburos, hidrógeno, gas natural, biodiesel, electricidad y mezclas de los mismos. 24. El método de la reivindicación 21 , en donde la fuente de energía comprende etanol . 25. Un método para producir un producto para biomasa, que comprende: producir un primer producto a partir de biomasa en un primer sitio con un reactor o un convertidor; transportar el reactor o un convertidor a un segundo sitio; y producir un segundo producto a partir de biomasa en el segundo sitio con el reactor o un convertidor. 26. El método de la reivindicación 25, en donde el primer y segundo productos son los mismos. 27. El método de la reivindicación 25, en donde el primer o segundo productos comprenden etanol. 28. El método de la reivindicación 25, en donde el primer o segundo productos son seleccionados del grupo que consiste de energía, etanol, n-butanol, alcoholes, hidrocarburos, gasolina, gas natural, metano, biodiesel, hidrógeno, electricidad, polímeros, nutrientes, proteínas, biomoléculas, farmacéuticos, productos farmacéuticos, fertilizantes, productos intermedios, productos químicos y mezclas de los mismos. 29. El método de la reivindicación 25, en donde el primer o segundo productos comprenden una o más biomoléculas seleccionadas del grupo que consiste de ácidos nucleicos, proteínas, lípidos, esteroides, productos naturales, productos metabólicos, nucleótidos, nucleósidos, grasas, aminoácidos, péptidos y mezclas de mismos. 30. Un método para producir un producto para biomasa, que comprende: producir un primer producto a partir de biomasa en un primer sitio con un reactor, siendo el primer sitio ubicado en un cuerpo de agua; transportar el reactor a un segundo sitio también en el cuerpo de agua; y producir un segundo producto a partir de biomasa en el segundo sitio con el reactor, en donde la biomasa es obtenida a partir del cuerpo de agua. 31 . El método de la reivindicación 30, en donde la biomasa es seleccionada del grupo que consiste de plancton, plantas acuáticas, algas, algas marinas y mezclas de los mismos. 32. Un método para producir un producto a partir de biomasa, que comprende: producir un primer producto a partir de biomasa en un primer sitio con un reactor o convertidor; transportar el reactor o convertidor por un primer modo a un segundo sitio; producir un segundo producto de biomasa en el segundo sitio con el reactor o convertidor; y transportar el reactor o convertidor por un segundo modo diferente del primer modo a un tercer sitio. RES U MEN La prod ucción eficiente de etanol a partir de biomasa de bajo costo (por ejemplo, ma íz, betabel , ca ña de azúcar, mijo y/o papel) se ha vuelto enormemente importante para hacer etanol competitivo con gasolina y reducir la dependencia , de los Estados U nidos, de combustible extranjero) . Por ejemplo , para reduci r el costo del transporte de la biomasa a instalaciones de producción de etanol , se proporcionan sistemas móviles para producir etanol a partir de biomasa. También se proporcionan instalaciones de producción de etanol de escala pequeña . Por ejemplo, en lugar de transportar la biomasa a la instalación de producción , la i nstalación es transportada a la biomasa o se localiza cerca de la fuente de la biomasa. Las i nstalaciones de producción de eta nol o sus componentes pueden ser transportadas por vía terrestre , agua, o aire. La producción de otros productos, tales como hidrocarburos, gas natural , gas hidrógeno, plástico, pol ímeros, y proteínas, también pueden hacerse a través de los métodos e i nstalaciones. Cualquier producto descrito aqu í puede hacerse en forma terminada o en forma no terminada y moverse, por ejemplo, a una instalación fija , por ejemplo instalación de prod ucción fija .
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