MX2012013351A - Procesamiento de biomasa. - Google Patents

Procesamiento de biomasa.

Info

Publication number
MX2012013351A
MX2012013351A MX2012013351A MX2012013351A MX2012013351A MX 2012013351 A MX2012013351 A MX 2012013351A MX 2012013351 A MX2012013351 A MX 2012013351A MX 2012013351 A MX2012013351 A MX 2012013351A MX 2012013351 A MX2012013351 A MX 2012013351A
Authority
MX
Mexico
Prior art keywords
water
materials
raw material
percent
treated
Prior art date
Application number
MX2012013351A
Other languages
English (en)
Other versions
MX341668B (es
Inventor
Marshall Medoff
Harrison Medoff
Original Assignee
Xyleco Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xyleco Inc filed Critical Xyleco Inc
Publication of MX2012013351A publication Critical patent/MX2012013351A/es
Publication of MX341668B publication Critical patent/MX341668B/es

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B1/00—Preparatory treatment of cellulose for making derivatives thereof, e.g. pre-treatment, pre-soaking, activation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/02—Monosaccharides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B16/00—Regeneration of cellulose
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08H—DERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H8/00—Macromolecular compounds derived from lignocellulosic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/14—Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of a carbohydrase (EC 3.2.x), e.g. by alpha-amylase, e.g. by cellulase, hemicellulase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
    • C12P7/08—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate
    • C12P7/10—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate substrate containing cellulosic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/18—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic polyhydric
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/24—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carbonyl group
    • C12P7/26—Ketones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/52—Propionic acid; Butyric acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/54—Acetic acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/56—Lactic acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/62—Carboxylic acid esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/04—Disinfection
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P2203/00—Fermentation products obtained from optionally pretreated or hydrolyzed cellulosic or lignocellulosic material as the carbon source
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

La biomasa (ej., biomasa de planta, biomasa animal y biomasa de residuo municipal) es procesada para producir intermediarios y productos útiles, tales como energía, combustibles, alimentos o materiales. Por ejemplo, se describen sistemas que pueden usar materiales de materias primas, tales como materiales celulósicos y/o lignocelulósicos, para producir un intermediario o producto, ej., mediante fermentación.

Description

PROCESAMIENTO DE BIOMASA SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama prioridad de la Solicitud Provisional Estadounidense No. 61/347,692 presentada el 24 de Mayo de 2010. La divulgación completa de esta solicitud provisional se incorpora en este documento mediante referencia .
ANTECEDENTES Los materiales celulósicos y lignocelulósicos se producen, procesan y usan en grandes cantidades en un número de aplicaciones. Frecuentemente, dichos materiales se usan una vez, y después se desechan como basura, o simplemente se consideran como materiales residuales, ej . , aguas residuales, bagazo, aserrín y paja.
Varios materiales celulósicos y lignocelulósicos, sus usos y aplicaciones, se han descrito en las Patentes Estadounidenses Nos. 7,074,918, 6,448,307, 6,258,876, 6,207,729, 5,973,035 y 5,952,105; y en varias solicitudes de patente, incluyendo "FIBROUS MATERIALS AND COMPOSITES", PCT/US2006/010648, presentada el 23 de Marzo de 2006, y "FIBROUS MATERIALS AND COMPOSITES", Publicación de Solicitud de Patente Estadounidense No. 2007/0045456.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De manera general, esta invención se relaciona con materiales que contienen carbohidratos (ej., materiales de biomasa a materiales derivados de biomasa) , métodos para el procesamiento de dichos materiales para cambiar su estructura, y productos hechos de los materiales estructuralmente cambiados. Muchos de los métodos proporcionan materiales que pueden ser más fácilmente usados por una variedad de microorganismos para producir intermediarios y productos útiles, e . , energía, un combustible tal como un etanol, un alimento o un material.
Los métodos aquí descritos utilizan agua salda, y/o agua que contiene otros contaminantes, impurezas o contaminantes, ya sea solos o en combinación con agua dulce, reduciendo o eliminando así, la necesidad para el suministro de agua fresca, sin contaminar.
En un aspecto, la invención presenta un método que comprende la utilización de una fuente de agua que es salina y/o contaminada para convertir una materia prima celulósica o lignocelulósica a un intermediario o producto.
Algunas implementaciones incluyen una o más de las siguientes características. La materia prima puede tratarse para reducir su recalcitrancia . Por ejemplo, en algunos casos, la materia prima ha sido tratada con un tratamiento físico seleccionado del grupo que consiste de tratamiento mecánico, radiación, sonicación, pirólisis, oxidación, explosión de vapor, tratamiento químico y sus combinaciones. En algunos casos, la materia prima se ha tratado con un tratamiento mecánico seleccionado del grupo que consiste de esqueje, trituración, molienda, presión, esquilado y picado.
La conversión de la materia prima en un intermediario o producto puede incluir el contacto de la materia prima con un microorganismo en una solución acuosa. El microorganismo puede ser adaptado a una función en agua salina o contaminada. Por ejemplo, el microorganismo puede ser un microorganismo marino, o un microorganismo diseñado.
El método puede incluir además el tratamiento de la fuente de agua para reducir su salinidad o contaminación y el uso del agua tratada en la solución acuosa. La fuente de agua puede incluir, por ejemplo, agua de mar o agua salobre. Adicionalmente, o alternativamente, la fuente de agua puede incluir agua residual, aguas grises, agua de lluvia recolectada, un suministro de agua dulce microbianamente contaminada, o mezclas de cualquiera de estas o de cualquiera de estas con agua dulce.
La materia prima de biomasa puede, por ejemplo, seleccionarse del grupo que consiste de papel, productos de papel, madera, materiales relacionados con la madera, pastos, cáscaras de arroz, bagazo, algodón, yute, heno, linaza, bambú, henequén, abacá, paja, mazorcas, pelo de coco, algas, algas marinas, materiales microbianos, celulosas sintéticas y sus mezclas.
La "modificación estructural" de una materia prima de biomasa, como se usa aquí esa frase, significa el cambio de la estructura molecular de la materia prima de cualquier manera, incluyendo la configuración de enlace químico, estructura cristalina, o conformación de la materia prima. El cambio puede ser, por ejemplo, un cambio en la integridad de la estructura cristalina, ej., microfractura dentro de la estructura, que no puede ser reflejada por mediciones difractivas de la cristalinidad del material. Dichos cambios en la integridad estructural del material se pueden medir indirectamente midiendo el rendimiento de un producto en diferentes niveles de tratamiento modificador de estructura. Además, o alternativamente, el cambio en la estructura molecular puede incluir el cambio de la estructura supramolecular del material, oxidación del material, cambio de un peso molecular promedio, cambio de una cristalinidad promedio, cambio de un área de superficie, cambio de un grado de polimerización, cambio de una porosidad, cambio de un grado de ramificación, injerto en otros materiales, cambio en un tamaño de dominio cristalino, o cambio de un tamaño de dominio global .
A menos que se defina de otra manera, todos los términos técnicos y científicos aquí usados tienen el mismo significado que el que se entiende comúnmente por una persona con conocimientos ordinarios en la materia a la que pertenece esta invención. Aunque métodos y materiales similares o equivalentes a los aquí descritos se pueden usar en la práctica o prueba de la presente invención, los métodos y materiales adecuados se describen más adelante. Todas las publicaciones, solicitudes de patente, patentes, y otras referencias aquí mencionadas se incorporan mediante referencia en su totalidad. En caso de conflicto, la presente descripción, incluyendo las definiciones, controlarán. Además, los métodos, materiales y ejemplos son únicamente ilustrativos y no pretenden ser limitativos.
Otras características y ventajas de la invención serán aparentes de la siguiente descripción detallada, y de las reivindicaciones.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama de bloque que ilustra la conversión de la biomasa en productos y co-productos.
La Figura 2 es un diagrama de bloque que ilustra el tratamiento de la biomasa y el uso de la biomasa tratada en un proceso de fermentación.
DESCRIPCIÓN DETALLADA Usando los métodos aquí descritos, la biomasa (ej., biomasa de plantas, biomasa animal y biomasa de desperdicio municipal) se puede procesar para producir intermediarios y productos útiles tales como los aquí descritos. Se describen sistemas y procesos que se pueden usar como materiales de materia prima, materiales celulósicos y/o lignocelulósicos que están fácilmente disponibles, pero puede ser difícil su proceso mediante procesos tales como la fermentación. Muchos de los procesos aquí descritos pueden reducir de manera efectiva el nivel de recalcitrancia de la materia prima, facilitando su proceso, tal como mediante bioprocesamiento (ej., con cualquier microorganismo aquí descrito, tal como una homoacetogénica o heteroacetogénica, y/o cualquier enzima aquí descrita), procesamiento térmico (ej., gasificación o pirólisis) o métodos químicos (ej., hidrólisis ácida u oxidación) . La materia prima de biomasa puede ser tratada o procesada usando uno o más de cualquiera de los métodos aquí descritos, tales como tratamiento mecánico, tratamiento químico, radiación, sonicación, oxidación, pirólisis o explosión de vapor. Los varios sistemas y métodos de tratamiento se pueden usar en combinaciones de dos, tres o hasta cuatro o más de estas tecnologías, u otras aquí descritas y en otros lugares.
Los métodos aquí descritos permiten que se hagan intermediarios y productos útiles a partir de materiales celulósicos y/o lignocelulósicos, usando agua que contiene sal y/u otros contaminantes. Por ejemplo, los métodos aquí descritos pueden usar agua salina, ej., agua que contiende de 0.5 a 50 ppt (partes/miles) de sal (NaCl) . El agua salina incluye agua de mar, que típicamente contiene de 30-50 ppt de sal, y agua salobre, que contiene típicamente de 0.5 a 30 ppt de sal.
Los métodos aquí descritos también pueden usar agua dulce o salina que está o puede ser contaminada con otros materiales, ej., químicos, metales pesados, o contaminación microbiana. Por ejemplo, los métodos pueden usar agua residual, agua gris o agua de tierra o superficial que está contaminada, agua de lluvia recolectada, o cualquier combinación de estas fuentes entre sí o con agua fresca, sin contaminar, o agua tratada. Cualquiera de estos tipos de agua se puede usar en forma tratada, parcialmente tratada o sin tratar. Cualquiera de estos tipos de agua puede ser mezclada con agua fresca o tratada, ej., en cualquier proporción deseada de agua contaminada a fresca o tratada, por ejemplo, desde alrededor de 1:1, 1:2, a 2:1, 1:5 a 5:1, 1:10 a 10:1, 1:20 a 20:1, 1:50 a 50:1, ó 1:100 a 100:1.
SISTEMAS PARA EL TRATAMIENTO DE LA BTOMASA La Figura 1 muestra un proceso (10) para convertir la biomasa, particularmente la biomasa con componentes celulósicos y lignocelulósicos relevantes, en intermediarios y productos útiles. El proceso (10) incluye el tratamiento mecánico inicial de la materia prima (12), ej., para reducir el tamaño de la materia prima (110). La materia prima mecánicamente tratada después es tratada con un tratamiento físico (14) para modificar su estructura interna, por ejemplo, al debilitar o microfracturar los enlaces en la estructura cristalina del material. Después, el material estructuralmente modificado puede, en algunos casos, someterse a un mayor tratamiento mecánico (16). Este tratamiento mecánico puede ser el mismo o diferente del tratamiento mecánico inicial. Por ejemplo, el tratamiento inicial puede ser un paso de reducción de tamaño (ej., esqueje) seguido por un paso de esquilado, mientras que el demás tratamiento puede ser un paso de molido o triturado.
El material puede después someterse a un mayor tratamiento de modificación de estructura y tratamiento mecánico, si se desea más cambio estructural (ej., reducción en la recalcitrancia) antes de un mayor procesamiento .
Después, el material tratado puede ser procesado con un paso de procesamiento primario (18), ej., sacarificación y/o fermentación, para producir intermediarios y productos (ej., energía, combustible, alimentos y materiales) . En algunos casos, la salida del paso de procesamiento primario es directamente útil pero, en otros casos, requiere de mayor procesamiento provisto por un paso de post-procesamiento (20) . Por ejemplo, en el caso de un alcohol, el post-procesamiento puede involucrar la destilación y, en algunos casos, la desnaturalización.
Se hace notar que el agua se usa en varias maneras en el proceso aquí descrito. Primero, el agua se usa como un medio, ej., durante la sacarificación y la fermentación. En muchos casos, mucha del agua usada de esta manera se puede reciclar, ej., recolectando el agua removida durante la destilación u otro post-procesamiento. Segundo, el agua se usa por el equipo de fabricación, ej., en torre de enfriamiento y sistemas de calentadores. El agua a ser usada en el equipo de fabricación puedes ser contaminada y/o salina, siempre que el equipo usado está diseñado para soportar el tipo de agua usada, ej . , ser resistente a la corrosión si se va a usar agua salina.
En algunos casos, el agua que se usa en los métodos aquí descritos, como medio de proceso y/o agua de enfriamiento o de calentamiento, es tratada para remover parte o toda la contaminación del agua.
Por ejemplo, en el caso de agua salina, el agua puede ser parcial o completamente desaliñada, para reducir o eliminar el contenido de sal, y/o puede ser tratada para remover otros contaminantes tales como aceite, otros contaminantes, y/o contaminación microbiana.
La desalinación se puede llevar a cabo usando cualquier método deseado. Por ejemplo, la desalinación se puede llevar a cabo usando tecnologías basadas en membrana, ej . , electrodiálisis u osmosis inversa, o tecnologías térmicas tales como destilación, ej . , destilación de destello multi-etapas, destilación multi-efecto, o destilación de compresión a vapor.
Cuando se lleva a cabo la desalinación, se pueden recuperar salmuera y/o sal como co-productos del proceso.
Cualquiera de las fuentes de agua aquí descritas se puede esterilizar, por ejemplo, usando radiación (ej., UV, haz de electrones), calor, oxidantes (cloro, ozono), pasteurización de destello, u otras técnicas de esterilización .
Si se desea, el agua, o intermediarios o productos que usan el agua, se pueden tratar con antibióticos .
Cualquiera de las fuentes de agua aquí descritas puede también ser tratadas, antes o durante los procesos aqui descritos, usando biorremediación .
En algunos casos, los contaminantes se pueden recuperar como co-productos . Por ejemplo, metales, aceite u otros químicos o compuestos se pueden separar del agua, y recuperarse .
Cualquiera de estos métodos de tratamiento, u otros métodos de tratamiento de agua, se pueden usar para parcial o completamente remover o inactivar los contaminantes en el agua. Por ejemplo, el nivel de contaminación se puede reducir a menos de 10,000 ppm, menos de 5,000 ppm, menos de 1,000 ppm, menos de 500 ppm o menos de 100 ppm.
En algunos casos, el agua se usa en forma no tratada, como se recibe de la fuente, ej . , usando microorganismos que se adaptan para funcionar en el agua no tratada .
La Figura 2, muestra un sistema (100) que usa los pasos arriba descritos para el tratamiento de la biomasa y después usa la biomasa tratada en un proceso de fermentación para producir un alcohol. El sistema (100) incluye un módulo (102) en el que una materia prima de biomasa es tratada inicialmente mecánicamente (paso 12 anterior), un módulo (104) en el que la materia prima mecánicamente tratada es estructuralmente modificada (paso 14, anterior), ej., por irradiación, y un módulo (106) en el que la materia prima estructuralmente modificada es sujeta a mayor tratamiento mecánico (paso 16, anterior) . Como se comenta anteriormente, el módulo (106) puede ser del mismo tipo que el módulo (102), o de un tipo diferente. En algunas implementaciones, la materia prima estructuralmente modificada puede ser devuelta al módulo (102), para un mayor tratamiento mecánico en lugar de ser tratada mecánicamente en un módulo separado (106).
Después de estos tratamientos, que se pueden repetir tantas veces como sea necesario para obtener las propiedades de materia prima deseadas, la materia prima tratada es administrada a un sistema de fermentación (108) . El mezclado se puede llevar a cabo durante la fermentación, en cuyo caso el mezclado es preferentemente relativamente leve (bajo esquilado) para minimizar el daño a los ingredientes sensibles al esquilado tales como las enzimas y otros microorganismos. En algunas modalidades, se usa el mezclado por chorro, como se describe en la Solicitud de Patente Estadounidense No. 61/218,832 y la No. 61/179,995, cuyas divulgaciones completas se incorporan aquí mediante referencia .
Haciendo referencia nuevamente a la Figura 2, la fermentación produce una mezcla cruda de etanol, que fluye en un tanque de retención (110). El agua u otro solvente, y otros componentes de no etanol, son extraídos de la mezcla cruda de etanol usando una columna de extracción (112), y el etanol es después destilado usando una unidad de destilación (114), ej., un rectificador. La destilación puede ser por destilación al vacío. Finalmente, el etanol se puede secar usando un tamiz molecular (116) y/o desnaturalizado, si es necesario, y sacado a un método de envío deseado.
En algunos casos, los sistemas aquí descritos, o sus componentes, pueden ser portátiles, para que el sistema pueda ser transportado (ej., por tren, camión o buque marino) desde una ubicación a otra. Los pasos del método aquí descrito se pueden llevar a cabo en una o más locaciones, y en algunos casos, uno o más de los pasos se pueden llevar a cabo en tránsito. Dicho procesamiento móvil se describe en la Solicitud de Patente Estadounidense No. 12/374,549, y la Solicitud Internacional No. WO 2008/011598, cuyas divulgaciones totales se incorporan aquí mediante referencia.
Cualquiera o todos los pasos de los métodos aquí descritos se pueden llevar a cabo a temperatura ambiente. Si se desea, el enfriamiento y/o calentamiento se pueden usar durante ciertos pasos. Por ejemplo, la materia prima puede ser enfriada durante el tratamiento mecánico para incrementar su fragilidad. En algunas modalidades, el enfriamiento se usa antes, durante o después del tratamiento mecánico inicial y/o el tratamiento mecánico subsecuente. El enfriamiento se puede llevar a cabo como se describió en 12/502,629, cuya total divulgación se incorpora aquí mediante referencia. Más aún, la temperatura en el sistema de fermentación (108) puede ser controlada para mejorar la sacarificación y/o fermentación.
Los pasos individuales de los métodos arriba descritos, así como los materiales usados, serán ahora descritos a mayor detalle.
TRATAMIENTO FÍSICO Los procesos de tratamiento físico pueden incluir uno o más de los aquí descritos, tales como tratamiento mecánico, tratamiento químico, irradiación, sonicación, oxidación, pirólisis o explosión de vapor. Los métodos de tratamiento se pueden usar en combinaciones de dos, tres, cuatro o hasta todas estas tecnologías (en cualquier orden) . Cuando se usa más de uno método de tratamiento, los métodos se pueden aplicar al mismo tiempo o en diferentes momentos . Otros procesos que cambian una estructura molecular de una materia prima de biomasa pueden también usarse, solos o en combinación con los procesos aquí divulgados .
Tratamientos Mecánicos En algunos casos, los métodos pueden incluir el tratamiento mecánico de la materia prima de biomasa. Los tratamientos mecánicos de la materia prima incluyen, por ejemplo, esqueje, trituración, presión, molienda, esquilado y picado. La molienda puede incluir, por ejemplo, molino de bola, molino de martillo, molido de rotor/estator seco o húmedo, u otros tipos de molido. Otros tratamientos mecánicos incluyen, ej . , molido de piedra, agrietamiento, desgaste o ruptura mecánica, triturado pendular o molido por desgaste de aire.
El tratamiento mecánico puede ser ventajoso para "abrir", "tensar", romper y destruir los materiales celulósicos o lignocelulósicos, haciendo la celulosa de los materiales más susceptible a escisión catenaria y/o reducción de cristalinidad . Los materiales abiertos también pueden ser más susceptibles a oxidación cuando son irradiados .
En algunos casos, el tratamiento mecánico puede incluir una preparación inicial de la materia prima como se recibió, ej., reducción de tamaño de los materiales, tal como esqueje, molido, esquilado, pulverización o picado. Por ejemplo, en algunos casos, la materia prima suelta (ej., papel reciclado, materiales almidonados o césped de pradera) se prepara esquilando o triturando.
Alternativamente, o en adición, el material de materia prima puede ser físicamente tratado por uno o más de los otros métodos de tratamiento físico, ej., tratamiento químico, radiación, sonicación, oxidación, pirólisis o explosión de vapor, y después mecánicamente tratados. Esta secuencia puede ser ventajosa debido a que los materiales tratados por uno o más de los otros tratamientos, ej . , irradiación o pirólisis, tienden a ser más frágiles y, por lo tanto, puede ser más fácil cambiar más la estructura molecular del material mediante tratamiento mecánico.
En algunas modalidades, el material de la materia prima está en la forma de un material fibroso, y el tratamiento mecánico incluye el esquilado para exponer las fibras del material fibroso. El esquilado se puede llevar a cabo, por ejemplo, usando un cortador de cuchillo giratorio. Otros métodos para el tratamiento mecánico de la materia prima incluyen, por ejemplo, molido o triturado. El molido se puede llevar a cabo usando, por ejemplo, un molino de martillo, un molino de bola, un molino coloidal, un molino cónico o de cono, un molino de disco, un molino de borde, un molino de Wiley o molino. El triturado se puede llevar a cabo usando, por ejemplo, un triturador de piedra, un triturador pendular, un triturador de café, un triturador de fresa. El triturado se puede proporcionar, por ejemplo, por un perno de émbolo u otro elemento, como en el caso de un molino de perno. Otros métodos de tratamiento mecánico incluyen el desgaste o ruptura mecánica, otros métodos que aplican presión al material y al molido por desgaste de aire. Los tratamientos mecánicos adecuados incluyen, además, cualquier otra técnica que cambia la estructura molecular de la materia prima.
Si se desea, el material mecánicamente tratado puede ser pasado a través de una pantalla, ej., que tenga un tamaño de apertura promedio de 1.59 mm o menos (1/16 de pulgada, 0.0625 pulgadas). En algunas modalidades, el esquilado u otro tratamiento mecánico, y la proyección, se llevan a cabo concurrentemente. Por ejemplo, se puede usar un cortador de cuchillo giratorio para esquilar concurrentemente y proyectar la materia prima. La materia prima es esquilada entre navajas estacionarias y navajas giratorias para proporcionar un material esquilado que pasa a través de una pantalla, y es capturado en un recipiente.
El material celulósico o lignocelulósico puede ser mecánicamente tratado en un estado seco (ej., que tiene muy poca o nada de agua libre en su superficie) , un estado hidratado (ej., que tiene hasta un diez por ciento por peso de agua absorbida), o en un estado húmedo, ej., que tiene de entre alrededor de 10 por ciento a alrededor de 75 por ciento por peso de agua. La fuente de fibra puede ser mecánicamente tratada mientras que se sumerge parcial o totalmente en un líquido, tal como agua, etanol o isopropanol .
El material celulósico o lignocelulósico también puede ser mecánicamente tratado bajo un gas (tal como una corriente o atmósfera de gas diferente al aire), ej., oxígeno o nitrógeno, o vapor.
Si se desea, la lignina se puede remover de cualquiera de los materiales fibrosos que incluyen lignina. También, para ayudar en la descomposición de los materiales que incluyen celulasa, el material se puede tratar antes de o durante el tratamiento mecánico o irradiación con un calor, un químico (ej., ácido mineral, base o un oxidante fuerte tal como hipocloruro de sodio) y/o una enzima. Por ejemplo, la trituración se puede llevar a cabo en la presencia de un ácido.
Los sistemas de tratamiento mecánico se pueden configurar para producir vapores con características morfológicas específicas tales como, por ejemplo, área de superficie, porosidad, densidad aparente, y, en el caso de materias primas fibrosas, características de fibras tales como proporción longitud-a-ancho.
En algunas modalidades, un área de superficie BET del material de biomasa mecánicamente tratado es mayor a 0.1m2/, ej . , mayor a 0.25m2/g, mayor a 0.5m2/g, mayor a 1.0m2/g, mayor a 1.5m2/g, mayor a 1.75m2/g, mayor a 5.0m2/g, mayor a 10m2/g, mayor a 25m2/g, mayor a 35m2/g, mayor a 50m2/g, mayor a 60m2/g, mayor a 75m/g, mayor a 100m2/g, mayor a 150m2/g, mayor a 200m2/g, o hasta mayor a 250m/g.
Una porosidad del material mecánicamente tratada, antes o después de su modificación estructural, puede ser, e . , mayor a 20 por ciento, mayor a 25 por ciento, mayor a 35 por ciento, mayor a 50 por ciento, mayor a 60 por ciento, mayor a 70 por ciento, mayor a 80 por ciento, mayor a 85 por ciento, mayor a 90 por ciento, mayor a 92 por ciento, mayor a 94 por ciento, mayor a 95 por ciento, mayor a 97.5 por ciento, mayor a 99 por ciento, o hasta mayor a 99.5 por ciento.
En algunas modalidades, después del tratamiento mecánico, el material tiene una densidad aparente de menos de 0.25 g/cm3, ej., 0.20 g/cm3, 0.15 g/cm3, 0.10 g/cm3, 0.05 g/cm3, o menos, ej., 0.025 g/cm3. La densidad aparente se determina usando ASTM D1895B. Brevemente, el método involucra el llenado de un cilindro de medición de volumen conocido con una muestra, y la obtención de un peso de la muestra. La densidad aparente se calcula dividiendo el peso de la muestra en gramos entre el volumen conocido en centímetros cúbicos.
Si la materia prima es un material fibroso, las fibras del material mecánicamente tratado pueden tener una proporción de longitud-a-diámetro relativamente grande (ej., mayor a 20-a-l), aún si han sido esquiladas más de una vez. Además, las fibras de los materiales fibrosos aquí descritos pueden tener una longitud y/o una distribución de proporción longitud-a-diámetro relativamente estrecha.
Como se usa aquí, anchos promedio de fibra (ej., diámetros) son aquellos determinados ópticamente al seleccionar aleatoriamente aproximadamente 5,000 fibras. Las longitudes promedio de fibra son longitudes largo-pesado corregidas. Las áreas de superficie de BET (Brunauer, Emmet y Teller) son áreas de superficie multi-puntos, y las porosidades son aquellas determinadas por porosimetría de mercurio.
Si la materia prima es un material fibrosos, la proporción promedio longitud-a-diámetro de las fibras del material mecánicamente tratado pueden ser, ej . , mayor a 8/1, ej . , mayor a 10/1, mayor a 15/1, mayor a 20/1, mayor a 25/1, o mayor a 50/1. Una longitud de fibra promedio del material mecánicamente tratado puede ser, ej., entre alrededor de 0.5 mm y 2.5 mm, ej., entre alrededor de 0.75 mm y 1.0 mm, y un ancho promedio (ej., diámetro) del segundo material fibroso (14) puede ser, ej . , entre alrededor de 5 pm y 50 µp?, ej., entre alrededor de 10 pm y 30 pm.
En algunas modalidades, si la materia prima es un material fibroso, la desviación estándar de la longitud de la fibra del material mecánicamente tratado puede ser menor a un 60 por ciento de una longitud de fibra promedio del material mecánicamente tratado, ej., menor a un 50 por ciento de la longitud promedio, menor a un 40 por ciento de la longitud promedio, menor a un 25 por ciento de la longitud promedio, menor a un 10 por ciento de la longitud promedio, menor a un 5 por ciento de la longitud promedio, o hasta menor a un 1 por ciento de la longitud promedio.
En algunas situaciones, puede ser deseable la preparación de un material de baja densidad aparente, densificar el material (ej., para facilitar y hacer menos costosa su transportación a otro sitio) , y después revertir el material a un estado de densidad aparente menor. Los materiales densificados pueden ser procesados mediante cualquiera de los métodos aquí descritos, o cualquier material procesado por cualquiera de los métodos aquí descritos puede ser subsecuentemente densificado, ej . , como se divulga en WO 2008/073186.
Tratamiento por Radiación Una o más secuencias de procesamiento por radiación se pueden usar para procesar la materia prima, y para proporcionar un material estructuralmente modificado que funciona como entrada para más pasos y/o secuencias de procesamientos. La irradiación puede, por ejemplo, reducir el peso molecular y/o cristalinidad de la materia prima. La radiación también puede esterilizar los materiales, o cualquier medio necesario para bioprocesar el material.
En algunas modalidades, la energía depositada en un material que libera un electrón de su órbita atómica, se usa para irradiar los materiales. La radiación puede ser proporcionada por (1) partículas de carga pesada, tales como partículas alfa o protones, (2), electrones, producidos, por ejemplo, en aceleradores de deterioro beta o de haz de electrones, o (3) radiación electromagnética, por ejemplo, rayos gama, rayos x o rayos ultravioleta. En un enfoque, la radiación producida por las sustancias radioactivas se puede usar para irradiar la materia prima. En otro enfoque, la radiación electromagnética (ej., producida usando emisores de haz de electrones) se puede usar para irradiar la materia prima. En algunas modalidades, cualquier combinación en cualquier orden o concurrentemente de (1) a (3) se puede usar. Las dosis aplicadas dependen del efecto deseado y la materia prima en particular .
En algunas instancias, cuando la escisión catenaria es deseable y/o la funcionalización de cadena de polímero es deseable, las partículas más pesadas que los electrones, tales como los protones, núcleo de helio, iones de argón, iones de silicio, iones de neón, iones de carbono, iones de fósforo, iones de oxígeno o iones de nitrógeno se pueden usar. Cuando se desea la escisión catenaria de apertura anular, las partículas con carga positiva se pueden usar para las propiedades de ácido de Lewis para escisión catenaria de apertura anular mejorada. Por ejemplo, cuando se desea la máxima oxidación, se pueden usar iones de oxígeno, y cuando se desea la máxima nitración, los iones de nitrógeno se pueden usar. El uso de partículas pesadas y partículas con carga positiva se describe en la Solicitud de Patente Estadounidense con No. de serie 12/417,699, cuya total divulgación se incorpora aquí mediante referencia.
En un método, un primer material que es o incluye celulosa que tiene un primer número de peso molecular promedio ( Ni) se irradia, ej., mediante tratamiento con radiación ionizante (ej., en la forma de radiación gamma, radiación de rayos X, 100 nm a 280 nm de luz ultravioleta (UV) , un haz de electrones u otras partículas cargadas) para proporcionar un segundo material que incluye celulosa que tiene un segundo número de peso molecular promedio (MN2> menor al primer número de peso molecular promedio. El segundo material (o el primer y segundo material) se pueden combinar con un microorganismo (con o sin tratamiento de enzimas) que puede usar el segundo y/o el primer material o sus azúcares o lignina constituyentes para producir un intermediario o un producto, tal como los aquí descritos.
Debido a que el segundo material incluye celulosa que tiene un peso molecular reducido en relación con el primer material, y en algunas instancias, también una cristalinidad reducida, el segundo material es generalmente más dispersable, hinchable y/o soluble, ej., en una solución que contiene un microorganismo y/o una enzima. Estas propiedades facilitan el procesamiento del segundo material y lo hacen más susceptible al ataque químico, enzimático y/o biológico en relación con el primer material, lo que puede mejorar en gran medida la tasa de producción y/o nivel de producción de un producto deseado, ej . , etanol .
En algunas modalidades, el segundo número de peso molecular promedio (MN2) es menor al primer número de peso molecular promedio (???) en más de alrededor de un 10 por ciento, ej., 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50 por ciento, 60 por ciento, o hasta más de alrededor de 75 por ciento.
En algunas instancias, el segundo material incluye celulosa que tiene una cristalinidad (C2) que es menor a la cristalinidad (Ci) de la celulosa del primer material. Por ejemplo (C2) puede ser menor a (Ci) en más de alrededor de un 10 por ciento, ej., 15, 20, 25, 30, 35, 40 o hasta más de un 50 por ciento.
En algunas modalidades, el índice de inicio de cristalinidad (antes de la radiación) es desde alrededor de un 40 a alrededor de un 87.5 por ciento, ej., desde alrededor de un 50 a alrededor de un 75 por ciento, o desde alrededor de un 60 por ciento a alrededor de un 70 por ciento, y el índice de cristalinidad después de la irradiación es desde alrededor de un 10 a alrededor de un 50 por ciento, ej., desde alrededor de un 15 a alrededor de un 45 por ciento, o desde alrededor de un 20 a alrededor de un 40 por ciento. Sin embargo, en algunas modalidades, e . , después de irradiación extensiva, es posible tener un índice de cristalinidad de menos de un 5 por ciento. En algunas modalidades, el material después de la irradiación es sustancialmente amorfo.
En algunas modalidades, el número de inicio del peso molecular promedio (antes de la irradiación) es desde alrededor de 200,000 a alrededor de 3,200,000, ej., desde alrededor de 250,000 a alrededor de 1,000,000 o desde alrededor de 250,000 a alrededor de 700,000, y el número de peso molecular promedio después de la irradiación es desde alrededor de 50, 000 a alrededor de 200, 000, ej . , desde alrededor de 60,000 a alrededor de 150,000 o desde alrededor de 70,000 a alrededor de 125,000. Sin embargo, en algunas modalidades, ej . , después de irradiación extensiva, es posible tener un número de peso molecular promedio menor a alrededor de 10,000 o hasta menor de alrededor de 5,000.
En algunas modalidades, el segundo material puede tener un nivel de oxidación (O2) que es mayor al nivel de oxidación (Oí) del primer material. Un nivel mayor de oxidación del material puede ayudar en su dispersabilidad, hinchabilidad y/o solubilidad, mejorando aún más la susceptibilidad del material al ataque químico, enzimático o biológico. En algunas modalidades, para incrementar el niel de la oxidación del segundo material en relación con el primer material, la irradiación se lleva a cabo bajo un entorno de oxidación, ej., bajo una sábana de aire u oxígeno, produciendo un segundo material que está más oxidado que el primer material. Por ejemplo, el segundo material puede tener más grupos hidroxilo, grupos aldehido, grupos de cetona, grupos de éster o grupos de ácido carboxílico, lo que puede incrementar su hidrofilicidad .
Radiación por Ionización Cada forma de radiación ioniza la biomasa mediante interacciones particulares, según se determine por la energía de la radiación. Las partículas de carga pesada ionizan primariamente la materia vía dispersión de Coulomb; más aún, estas interacciones producen electrones energéticos que pueden ionizar aún más la materia. Las partículas alfa son idénticas al núcleo de un átomo de helio y se producen por el deterioro alfa de varios núcleos radioactivos, tales como isótopos de bismuto, polonio, astatina, radón, francio, radio, diversos actínicos, tales como actinio, torio, uranio, neptunio, curio, californio, americio y plutonio.
Cuando se usan partículas, pueden ser neutrales (sin carga), de carga positiva o de carga negativa. Cuando tienen carga, las partículas cargadas pueden ostentar una sola carga positiva o negativa, o cargas múltiples, ej., una, dos, tres o hasta cuatro o más cargas. En situaciones en donde se desea la escisión de cadena, las partículas con carga positiva pueden ser deseables, en parte, debido a su naturaleza ácida. Cuando se usan las partículas, las partículas pueden tener la masa de un electrón en reposo, o mayor, ej., 500, 1000, 1500, 2000, 10,000 o hasta 100,000 veces la masa de un electrón en reposo. Por ejemplo, las partículas pueden tener una masa de desde alrededor de 1 unidad atómica a alrededor de 150 unidades atómicas, ej., desde alrededor de 1 unidad atómica a alrededor de 50 unidades atómicas, o desde alrededor de 1 a alrededor de 25, ej . , 1, 2, 3, 4, 5, 10, 12 ó 15 urna. Los aceleradores usados para acelerar las partículas pueden ser DC electroestático, DC electrodinámico, RF lineal, inducción magnética lineal, o de onda continua. Por ejemplo, los aceleradores de tipo ciclotrón están disponibles en IBA, Bélgica, tal como el sistema Rhodotron®, mientras que los aceleradores tipo DC están disponibles en RDI, ahora IBA Industrial, tal como el Dynamitron®. Los iones y aceleradores de iones ejemplares se comentan en Introductory Nuclear Physics, Kenneth S. Krane, John Wiley & Sons, Inc. (1988), Kristo Prelec, FIZIKA B 6 (1997) 4, 177-206, Chu, Wililam T., "Overview of Light-Ion Beam Therapy" , Columbus-Ohio, Asamblea ICRU-IAEA, 18-20 Marzo, 2006, Iwata, Y. et al., "Alternating-Phase-Focused IH-DTL for Heavy-Ion Medical Accelerators", Procedimientos de EPAC 2006, Edinburgo, Escocia, y Leitner, C.M., et al., "Status of the Superconducting ECR Ion Source Venus", Procedimientos de EPAC 2000, Viena, Austria.
La radiación gamma tiene la ventaja de una profundidad de penetración significativa en una variedad de material en la muestra. Las fuentes de rayos gama incluyen núcleos radioactivos, tales como isótopos de cobalto, calcio, tecnecio, cromo, galio, indio, yodo, hierro, kriptón, samario, selenio, sodio, talio y xenón.
Las fuentes de rayos x incluyen colisión de haz de electrones con objetivos metálicos, tales como tungsteno o molibdeno o sus aleaciones, o fuentes compactas de luz, tales como las producidas comercialmente por Lyncean.
Fuentes de radiación ultravioleta incluyen lámparas de deuterio o de cadmio.
Fuentes de radiación infrarroja incluyen lámparas de cerámica de ventana de zafiro, zinc o seleniuro.
Fuentes de microondas incluyen klistrones, fuentes RF tipo Slevin, o fuentes de haz de átomos que usan gases de hidrógeno, oxigeno o nitrógeno.
En algunas modalidades, se usa un haz de electrones como la fuente de radiación. Un haz de electrones tiene las ventajas de tasas de dosis altas (ej., 1, 5, o hasta 10 Mrad por segundo), alto rendimiento, menos contención, y menos equipo de confinamiento. Los electrones también pueden ser más eficientes al provocar la escisión de cadena. Además, los electrones que tienen energías de 4-10 MeV pueden tener una profundidad de penetración de 5 a 30 mm o más, tal como 40 mm.
Los haces de electrones se pueden generar, ej . , mediante generadores electroestáticos, generadores de cascada, generadores de transformador, aceleradores de baja energía con un sistema de escaneo, generadores de baja energía con un cátodo lineal, aceleradores lineales, y aceleradores de pulso. Los electrones como una fuente de radiación por ionización pueden ser útiles, ej., para secciones relativamente delgadas de materiales, ej., de menos de 1.27 cms . , ej., menos de 1.01 eras. , 0.76 cms . , 0.50 cms., o menos de 0.25 cms. En algunas modalidades, la energía de cada electrón del haz de electrones es desde alrededor de 0.3 MeV a alrededor de 2.0 MeV (millones de electrón voltios), ej . , desde alrededor de 0.5 MeV a alrededor de 1.5 MeV, o desde alrededor de 0.7 MeV a alrededor de 1.25 MeV.
Los dispositivos de irradiación de haz de electrones se pueden procurar comercialmente de Ion Beam Applications, Louvain-la-Neuve, Bélgica o de Tit n Corporation, San Diego, Ca. Las energías de electrones típicas pueden ser de 1 MeV, 2 MeV, 4.5 MeV, 7.5 MeV, ó 10 MeV. La potencia del dispositivo de irradiación de haz de electrones típica puede ser de lkW, 5kW, lOkW, 20kW, 50kW, lOOkW, 250kW ó 500k . La efectividad de la despolimerización de la materia prima depende de la energía de electrones usada y la dosis aplicada, mientras que el tiempo de exposición depende de la potencia y la dosis. Las dosis típicas pueden tomar valores de 1 kGy, 5 kGy, 10 kGy, 20 kGy, 50 kGy, 100 kGy ó 200 Haces de Partículas Iónicas Las partículas más pesadas que los electrones se pueden usar para irradiar materiales, tales como carbohidratos o materiales que incluyan carbohidratos, ej . , materiales celulósicos, materiales lignocelulósicos, materiales almidonados, o mezclas de estos y otros materiales aquí descritos. Por ejemplo, protones, núcleos de helio, iones de argón, iones de silicio, iones de neón, iones de carbono, iones de fósforo, iones de oxígeno, o iones, de nitrógeno, se pueden usar. En algunas modalidades, las partículas más pesadas que los electrones, pueden inducir cantidades más altas de escisión de cadena (en relación con partículas más ligeras) . En algunos ejemplos, las partículas con carga positiva pueden inducir cantidades más altas de escisión de cadena que las partículas con carga negativa debido a su acidez.
Los haces de partículas más pesadas se pueden generar, ej., usando aceleradores lineales o ciclotrones. En algunas modalidades, la energía de cada partícula del haz es desde alrededor de 1. OMeV/unidad atómica a alrededor de 6, OOOMeV/unidad atómica, ej . , desde alrededor de 3MeV/unidad atómica hasta alrededor de 4, 800MeV/Unidad atómica, o desde alrededor de lOMeV/Unidad atómica hasta alrededor de 1 , OOOMeV/unidad atómica.
En ciertas modalidades, los haces iónicos usados para irradiar los materiales que contienen carbono, e . , materiales de biomasa, pueden incluir más de un tipo de ion. Por ejemplo, los haces iónicos pueden incluir mezclas de dos o más (ej., tres, cuatro o más) diferentes tipos de iones. Las mezclas ejemplares pueden incluir iones y protones de carbono, iones de carbono e iones de oxigeno, iones y protones de nitrógeno, e iones y protones de hierro. Más generalmente, mezclas de cualquiera de los iones abajo comentados (o cualquier otro ión) se pueden usar para formar haces iónicos irradiantes. En particular, se pueden usar mezclas de iones relativamente ligeros y relativamente pesados en un solo haz iónico.
En algunas modalidades, los haces iónicos para irradiar materiales incluyen iones con carga positiva. Los iones con carga positiva pueden incluir, por ejemplo, iones de hidrógeno con carga positiva (ej., protones), iones de gas noble (ej., helio, neón, argón), iones de carbono, iones de nitrógeno, iones de oxigeno, átomos de silicio, iones de fósforo, y iones metálicos tales como iones de sodio, iones de calcio, e/o iones de hierro. Sin desear regirnos por ninguna teoría, se cree que dichos iones con carga positiva se comportan químicamente como fracciones de ácido de Lewis cuando son expuestos a materiales, iniciando y sosteniendo escisión catenaria catiónica de apertura anular en un entorno oxidativo.
En ciertas modalidades, los haces iónicos para irradiar materiales incluyen iones con carga negativa. Los iones con carga negativa pueden incluir, por ejemplo, iones de hidrógeno con carga negativa (ej., iones de hidruro) , e iones de carga negativa de varios núcleos relativamente electronegativos (ej., iones de oxigeno, iones de nitrógeno, iones de carbono, iones de silicio e iones de fósforo) . Sin desear regirnos por ninguna teoría, se cree que dichos iones con carga negativa se comportan químicamente como fracciones con base de Lewis cuando son expuestos a materiales, provocando reacciones aniónicas de escisión catenaria de apertura anular en un entorno reductor .
En algunas modalidades, los haces para irradiar materiales pueden incluir átomos neutrales. Por ejemplo, cualquiera o más de los átomos de hidrógeno, átomos de helio, átomos de carbono, átomos de nitrógeno, átomos de oxígeno, átomos de neón, átomos de silicio, átomos de fósforo, átomos de argón, y átomos de hierro, se pueden incluir en los haces que se usan para la irradiación de materiales de biomasa. En general, las mezclas que cualesquiera dos o más de los tipos anteriores de átomos (ej., tres o más, cuatro o más, o aún más) pueden estar presentes en los haces .
En ciertas modalidades, los haces iónicos usados para irradiar materiales incluyendo los iones de una sola carga tales como uno o más de H+, H", He+, Ne+, Ar+, C+, C", 0+, 0", N+, N", Si+, Si", P+, P", Na+, Ca+ y Fe+. En algunas modalidades, los haces iónicos pueden incluir iones de carga múltiple tales como uno o más de C2+, C3+, C4+, N3+, N5+, N3", 0+, O2", 022", Si2+, Si +, Si2" y Si4". En general, los haces iónicos también pueden incluir iones polinucleares más complejos que ostentan múltiples cargas positivas o negativas. En ciertas modalidades, en virtud de la estructura del ion polinuclear, las cargas positivas o negativas pueden ser efectivamente distribuidas a lo largo de sustancialmente toda la estructura de los iones. En algunas modalidades, las cargas positivas o negativas pueden estar localizadas de alguna manera sobre las porciones de la estructura de los iones.
Radiación Electromagnética En modalidades en donde la irradiación se lleva a cabo con radiación electromagnética, la radiación electromagnética puede tener, ej., energía por fotón (en electrón voltios) de más de 102eV, ej., mayor a 103, 104, 105, 106 o hasta mayor de 107eV. En algunas modalidades, la radiación electromagnética tiene energía por fotón de entre 104 y 107, ej., entre 105 y 106eV. La radiación electromagnética puede tener una frecuencia de, ej . , más de 1016 hz, más de 1017 hz, 1018, 1019, 1020 o hasta más de 1021hz. En algunas modalidades, la radiación electromagnética tiene una frecuencia de entre 1018 y 1022 hz, ej., entre 1019 a 1021 hz .
Dosis En algunas situaciones, la irradiación se lleva a cabo en una tasa de dosis mayor a alrededor de 0.25 Mrad por segundo, ej . , mayor a alrededor de 0.5, 0.75, 1.0, 1.5, 2.0 o hasta más de 2.5 Mrad por segundo. En algunas modalidades, la irradiación se lleva a cabo a una tasa de dosis de entre 5.0 y 1500.0 kiloradios/hora, ej., entre 10.0 y 750.0 kiloradios/hora o entre 50.0 y 350.0 kiloradios/hora .
En algunas modalidades, la irradiación (con cualquier fuente de radiación o una combinación de fuentes) se lleva a cabo hasta que el material recibe una dosis de al menos 0.1 Mrad, al menos 0.25 Mrad, ej., al menos 1.0 Mrad, al menos 2.5 Mrad, al menos 5.0 Mrad, al menos 10.0 Mrad, al menos 60 Mrad o al menos 100 Mrad. En algunas modalidades, la irradiación se lleva a cabo hasta que el material recibe una dosis de desde alrededor de 0.1 Mrad a alrededor de 500 Mrad, desde alrededor de 0.5 Mrad a alrededor de 200 Mrad, desde alrededor de 1 Mrad a alrededor de 100 Mrad, o desde alrededor de 5 Mrad a alrededor de 60 Mrad. En algunas modalidades, una dosis relativamente baja de radiación es aplicada, ej., menos de 60 Mrad.
Sonicación La sonicación puede reducir el peso molecular y/o la cristalinidad de los materiales, tal como uno o más de cualquiera de los materiales aquí descritos, ej., una o más fuentes de carbohidratos, tal como materiales celulósicos o lignocelulósicos , o materiales almidonados. La sonicación también se puede usar para esterilizar los materiales. Como se comenta anteriormente con respecto a la radiación, los parámetros de proceso usados para la sonicación pueden variar dependiendo de varios factores, ej . , dependiendo del contenido de lignina de la materia prima. Por ejemplo, la materia prima con niveles de lignina más altos generalmente requieren de un tiempo de residencia mayor y/o nivel de energía mayor, resultando en una energía total mayor administrada a la materia prima.
En un método, un primer material que incluye celulosa que tiene un primer número de peso molecular promedio (MNi) es dispersado en un medio, tal como agua (ej., agua salina, agua residual o cualquier otro de los tipos de agua contaminada aquí descritos, con o sin la adición de agua dulce), y sonicado y/o cavitado de otra manera, para proporcionar un segundo material que incluye celulosa que tiene un segundo número de peso molecular promedio (MN2) menor al primer número de peso molecular promedio. El segundo material (o el primer y segundo material en ciertas modalidades) puede combinarse con un microorganismo (con o sin tratamiento enzimático) que puede usar el segundo y/o primer material para producir un intermediario o producto.
Debido a que el segundo material incluye celulosa que tiene un peso molecular reducido en relación con el primer material, y en algunos casos, una cristalinidad reducida también, el segundo material es generalmente más dispersable, hinchable y/o soluble, ej . , en una solución que contiene un microorganismo.
En algunas modalidades, el segundo número de peso molecular promedio (MN2) es menor al primer número de peso molecular promedio (MN1) en más de alrededor de 10 por ciento, ej., 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50 por ciento, 60 por ciento, o hasta más de 75 por ciento.
En algunas situaciones, el segundo material incluye celulosa que tiene una cristalinidad (C2) que es menor a la cristalinidad (Ci) de la celulosa del primer material. Por ejemplo (C2) puede ser menor que (Ci) en más de alrededor de un 10 por ciento, ej . , 15, 20, 25, 30, 35, 40 o hasta más de alrededor de 50 por ciento.
En algunas modalidades, el índice iniciador de cristalinidad (antes de la sonicación) es desde alrededor de 40 a alrededor de 87.5 por ciento, ej., desde alrededor de 50 a alrededor de 75 por ciento o desde alrededor de 60 a alrededor de 70 por ciento, y el índice de cristalinidad después de la sonicación es desde alrededor de 10 a alrededor de 50 por ciento, ej., desde alrededor de 15 a alrededor de 45 por ciento o desde alrededor de 20 a alrededor de 40 por ciento. Sin embargo, en ciertas modalidades, ej . , después de sonicación extensiva, es posible tener un índice de cristalinidad menor a un 5 por ciento. En algunas modalidades, el material después de la sonicación es sustancialmente amorfo.
En algunas modalidades, el número de inicio del peso molecular promedio (antes de la sonicación) es desde alrededor de 200,000 a alrededor de 3,200,000, ej., desde alrededor de 250,000 a alrededor de 1,000,000 o desde alrededor de 250,000 a alrededor de 700,000 y el número de peso molecular promedio después de la sonicación es desde alrededor de 50, 000 a alrededor de 200, 000, ej . , desde alrededor de 60,000 a alrededor de 150,000 o desde alrededor de 70,000 a alrededor de 125,000. Sin embargo, en ciertas modalidades, ej., después de sonicación extensiva, es posible tener un número de peso molecular promedio de menos de alrededor de 10,000 o hasta menos de alrededor de 5, 000.
En algunas modalidades, el segundo material puede tener un nivel de oxidación (O2) que es mayor al nivel de oxidación (Oí) del primer material. Un nivel más alto de oxidación del material puede ayudar en su dispersabilidad, hinchabilidad y/o solubilidad, mejorando aún más la susceptibilidad del material al ataque químico, enzimático o microbiano. En algunas modalidades, para incrementar el nivel de la oxidación del segundo material en relación con el primer material, la sonicación se lleva a cabo en un medio de oxidación, produciendo un segundo material que está más oxidado que el primer material. Por ejemplo, el segundo material puede tener más grupos hidroxilo, grupos aldehido, grupos de cetona, grupos de éster o grupos de ácido carboxílico, lo que puede incrementar su hidrofilicidad .
En algunas modalidades, el medio de sonicación es un medio acuoso. Si se desea, el medio puede incluir un oxidante, tal como un peróxido (ej., peróxido de hidrógeno), un agente dispersante y/o un tampón. Los ejemplos de agentes dispersantes incluyen agentes de dispersión iónica, ej., lauril sulfato de sodio, y agentes de dispersión no iónica, ej . , poli (etilenglicol) .
En otras modalidades, el medio de sonicación es no acuoso. Por ejemplo, la sonicación puede llevarse a cabo en un hidrocarbono, ej., tolueno o heptano, un éter, e . , dietiléter o tetrahidrofurano, o hasta en un gas licuado tal como argón, xenón o nitrógeno.
Pirólisis Una o más secuencias de procesamiento de pirólisis se pueden usar para procesar los materiales que contienen carbono de una amplia variedad de diferentes fuentes que funcionan como entrada para más pasos y/o secuencias de procesamiento. La pirólisis también se puede usar para esterilizar los materiales. Las condiciones de la pirólisis pueden variar dependiendo de las características de la materia prima y/u otros factores. Por ejemplo, la materia prima con mayores niveles de lignina pueden requerir una temperatura más alta, mayor tiempo de residencia, y/o la introducción de niveles más altos de oxígeno durante la pirólisis.
En un ejemplo, un primer material que incluye celulosa que tiene un primer número de peso molecular promedio (MNi) es pirolizado, e . , al calentar el primer material en un horno de tubos (en la presencia o ausencia de oxigeno) , para proporcionar un segundo material que incluye celulosa que tiene un segundo número de peso molecular promedio (MN2) menor al primer número de peso molecular promedio.
Debido a que el segundo material incluye celulosa que tiene un peso molecular reducido en relación con el primer material, y en algunos casos, también una cristalinidad reducida, el segundo material es generalmente más dispersable, hinchable y/o soluble, ej., en una solución que contiene un microorganismo.
En algunas modalidades, el segundo número de peso molecular promedio (??2) es menor al primer número de peso molecular promedio (MNi) en más de alrededor de un 10 por ciento, ej., 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50 por ciento, 60 por ciento o hasta más de un 75 por ciento.
En algunas situaciones, el segundo material incluye celulosa que tiene una cristalinidad (C2) que es menor a la cristalinidad (Ci) de la celulosa del primer material. Por ejemplo, (C2) puede ser menor a (Ci) en más de un 10 por ciento, ej., 15, 20, 25, 30, 35, 40 o hasta más de un 50 por ciento.
En algunas modalidades, la cristalinidad de inicio (antes de la pirólisis) es desde alrededor de 40 a alrededor de 87.5 por ciento, ej., desde alrededor de 50 a alrededor de 75 por ciento o desde alrededor de 60 a alrededor de 70 por ciento, y el índice de cristalinidad después de la pirólisis es desde alrededor de 10 a alrededor de 50 por ciento, ej . , desde alrededor de 15 a alrededor de 45 por ciento o desde alrededor de 20 a alrededor de 40 por ciento. Sin embargo, en ciertas modalidades, ej . , después de pirólisis extensiva, es posible tener un índice de cristalinidad de menos de un 5 por ciento. En algunas modalidades, el material después de la pirólisis es sustancialmente amorfo.
En algunas modalidades, el número de peso molecular promedio inicial (antes de la pirólisis), es de alrededor de 200,000 a alrededor de 3,200,000, ej., desde alrededor de 250,000 a alrededor de 1,000,000 o desde alrededor de 250,000 a alrededor de 700,000, y el número de peso molecular promedio después de la pirólisis es desde alrededor de 50, 000 a alrededor de 200, 000, ej . , desde alrededor de 60,000 a alrededor de 150,000 o desde alrededor de 70,000 a alrededor de 125,000. Sin embargo, en algunas modalidades, ej . , después de pirólisis extensiva, es posible tener un número de peso molecular promedio de menos de 10,000 o hasta de menos de 5,000.
En algunas modalidades, el segundo material puede tener un nivel de oxidación (02) que es mayor al nivel de oxidación (Oí) del primer material. Un nivel más alto de oxidación del material puede ayudar en su dispersabilidad, hinchabilidad y/o solubilidad, mejorando aún más la susceptibilidad del material al ataque químico, enzimático o microbiano. En algunas modalidades, para incrementar el nivel de la oxidación del segundo material en relación con el primer material, la pirólisis se lleva a cabo en un entorno oxidante, produciendo un segundo material que está más oxidado que el primer material. Por ejemplo, el segundo material puede tener más grupos hidroxilo, grupos aldehido, grupos de cetona, grupos de éster o grupos de ácido carboxílico, que el primer material, incrementando así la hidrofilicidad del material.
En algunas modalidades, la pirólisis de los materiales es continua. En otras modalidades, el material es pirolizado durante un tiempo pre-determinado, y después se le permite enfriarse durante un segundo tiempo predeterminado antes de pirolizarse nuevamente.
Oxidación Una o más secuencias de procesamiento oxidativo se pueden usar para procesar los materiales que contienen carbono a partir de una amplia variedad de diferentes fuentes para extraer sustancias útiles de los materiales, y para proporcionar material parcialmente degradado y/o alterado que funciona como una entrada para más pasos y/o secuencias de procesamiento. Las condiciones de oxidación pueden variar, ej., dependiendo del contenido de lignina de la materia prima, con un mayor grado de oxidación generalmente deseado para las materias primas con contenido de lignina más alto.
En un método, un primer material que incluye celulosa que tiene un primer número de peso molecular promedio (MNi) y que tiene un primer contenido de oxígeno (Oí) se oxida, ej., calentando el primer material en una corriente de aire o aire enriquecido con oxígeno, para proporcionar un segundo material que incluya celulosa que tiene un segundo número de peso molecular promedio (MN2) y que tiene un segundo contenido de oxígeno (02) mayor al primer contenido de oxígeno (Oí) .
El segundo número de peso molecular promedio del segundo material, generalmente es menor al primer número de peso molecular promedio del primer material. Por ejemplo, el peso molecular se puede reducir al mismo alcance comentado anteriormente con respecto a los otros tratamientos físicos.
En algunas modalidades, el segundo contenido de oxígeno es de al menos un cinco por ciento mayor al primer contenido de oxigeno, ej., 7.5 por ciento más alto, 10.0 por ciento más alto, 12.5 por ciento más alto, 15.0 por ciento más alto o 17.5 por ciento más alto. En algunas modalidades preferidas, el segundo contenido de oxigeno es al menos alrededor de un 20.0 por ciento más alto que el primer contenido de oxigeno del primer material. El contenido de oxigeno se mide ' mediante análisis elemental pirolizando una muestra en un horno operando a 1300°C o más. Un analizador elemental adecuado es el analizador LECO CHNS-932 con un horno de pirólisis de alta temperatura VTF-900.
Generalmente, la oxidación de un material sucede en un entorno de oxidación. Por ejemplo, la oxidación se puede efectuar o impulsar mediante pirólisis en un entorno de oxidación, tal como en un aire o argón enriquecido en aire. Para ayudar en la oxidación, varios agentes químicos, tales como oxidantes, ácidos o bases se pueden añadir al material antes de o durante la oxidación. Por ejemplo, un peróxido (ej., peróxido de benzoilo) puede ser añadido antes de la oxidación.
Algunos métodos oxidativos para reducir la recalcitrancia en una materia prima de biomasa, usan química tipo Fenton . Dichos métodos se divulgan, por ejemplo, en la Solicitud de Patente Estadounidense con No. de Serie 12/639,289, cuya total divulgación se incorpora aquí mediante referencia.
Los oxidantes ejemplares incluyen peróxidos, tales como peróxido de hidrógeno y peróxido de benzoilo, persulfatos, tales como persulfato de amonio, formas activadas de oxígeno, tales como ozono, permanganatos , tales como permanganato de potasio, percloratos, tales como perclorato de sodio, e hipocloruros, tales como hipocloruro de sodio (blanqueador casero) .
En algunas situaciones, el pH se mantiene en o debajo de 5.5 durante el contacto, tal como entre 1 y 5, entre 2 y 5, entre 2.5 y 5 o entre alrededor de 3 y 5. Las condiciones de oxidación pueden también incluir un periodo de contacto de entre 2 y 12 horas, ej., entre 4 y 10 horas o entre 5 y 8 horas. En algunas situaciones, la temperatura se mantiene a o debajo de 300°C, ej . , a o debajo de 250, 200, 150, 100 ó 50°C. En algunas situaciones, la temperatura permanece sustancialmente ambiente, ej., a o alrededor de 20-25°C.
En algunas modalidades, el uno o más oxidantes se aplican como un gas, tal como por la generación de ozono in situ al irradiar el material a través del aire con un haz de partículas, tales como electrones.
En algunas modalidades, la mezcla incluye, además, una o más hidroquinonas, tal como 2,5-dimetoxihidroquinona (D HQ) y/o una o más benzoquinonas, tales como 2, 5-dimetoxi-l, 4-benzoquinona (D BQ), que pueden ayudar en las reacciones de transferencia de electrones.
En algunas modalidades, el uno o más oxidantes son generados electroquímicamente in situ. Por ejemplo, el peróxido de hidrógeno y/u ozono se pueden producir electroquímicamente dentro de un recipiente de contacto o de reacción .
Otros Procesos para Solubilizar, Reducir Recalcitrancia o Funcionalizar Cualquiera de los procesos de este párrafo se puede usar solo sin ninguno de los procesos aquí descritos, o en combinación con cualquiera de los procesos aquí descritos (en cualquier orden) : explosión de vapor, tratamiento químico (ej., tratamiento ácido (incluyendo tratamiento concentrado y de ácido diluido con ácidos minerales, tales como ácido sulfúrico, ácido clorhídrico y ácidos orgánicos, tales como ácido trifluoroacético ) y/o tratamiento de base (ej., tratamiento con cal o hidróxido de sodio)), tratamientos con UV, tratamiento de extrusión de husillo (ver, ej., Solicitud de Patente Estadounidense con No. de Serie 61/115,398, presentada el 17 de Noviembre de 2008), tratamiento de solvente (ej., tratamiento con líquidos iónicos) y trituración congelada (ver, ej., Solicitud de Patente Estadounidense con No. de serie 12/502, 629) .
PRODUCCIÓN DE COMBUSTIBLES, ÁCIDOS, ESTERES Y/U OTROS PRODUCTOS Un recurso de biomasa típico contiene celulosa, hemicelulosa, y lignina, más cantidades menores de proteínas, extraíbles y minerales. Después de que uno o más de los pasos de procesamiento comentados anteriormente se han llevado a cabo en la biomasa, los carbohidratos complejos contenidos en las fracciones de celulosa y hemicelulosa, pueden, en algunos casos, ser procesados en azúcares fermentables, opcionalmente, junto con hidrólisis ácida o enzimática. Las azúcares liberadas se pueden convertir en una variedad de productos, tales como alcoholes o ácidos orgánicos. El producto obtenido depende del microorganismo usado y las condiciones bajo las que se da el bioprocesamiento . En otras modalidades, el material de biomasa tratado puede estar sujeto a la conversión termoquímica, u otro procesamiento.
Ejemplos de los métodos para procesar aún más el material de biomasa tratado, se comentan en las siguientes secciones .
Sacarificación Para convertir la materia prima tratada a una forma que pueda ser fácilmente fermentada, en algunas implementaciones la celulosa en la materia prima primero es hidrolizada a carbohidratos de bajo peso molecular, tal como azúcares, por un agente sacarificante, ej., una enzima, un proceso referido como sacarificación. En algunas implementaciones, el agente sacarificante comprende un ácido, ej., un ácido mineral. Cuando se usa un ácido, los co-productos pueden generarse para que sean tóxicos a los microorganismos, en cuyo caso los procesos pueden incluir, además, la remoción de dichos co-productos. La remoción puede llevarse a cabo usando un carbón activado, ej . , carbón vegetal activado, u otras técnicas adecuadas.
Los materiales que incluyen la celulosa son tratados con la enzima, ej . , al combinar el material y la enzima en un solvente, ej., en una solución acuosa.
Los organismos destructores de enzimas y biomasa que rompen la biomasa, tal como las porciones de celulosa y/o lignina de la biomasa, contienen o fabrican varias enzimas celuloliticas (celulasas), ligninasas o varios metabolitos de molécula pequeña destructores de la biomasa. Estas enzimas pueden ser un complejo de enzimas que actúan sinergisticamente para degradar la celulosa cristalina o las porciones de lignina de la biomasa. Ejemplos de enzimas celuloliticas incluyen: endoglucanasas , celobiohidrolasas y celobiasas ( ß-glucosidasas ) . Un sustrato celulósico es inicialmente hidrolizado por las endoglucanasas en locaciones aleatorias produciendo intermediarios oligoméricos . Estos intermediarios son después sustratos para la exo-división de glucanasas tales como celobiohidrolasa para producir celobiosa de las puntas del polímero de celulosa. La celobiosa es un dímero 1,4-vinculado soluble en agua de la glucosa. Finalmente, la celobiasa cliva a la celobiosa para arrojar glucosa.
Fermentación Los microorganismos pueden producir un número de intermediarios y productos útiles al fermentar un azúcar de bajo peso molecular producida por la sacarificación de los materiales de la biomasa tratados. Por ejemplo, la fermentación u otros procesos biológicos pueden producir alcoholes, ácidos orgánicos, hidrocarburos, hidrógeno, proteínas o mezclas de cualquiera de estos materiales .
La levadura y la bacteria de Zymomonas, por ejemplo, se puede usar para la fermentación o la conversión. Otros microorganismos se discuten en la sección de Materiales más adelante. El pH óptimo para la levadura es desde alrededor de pH 4 a 5, mientras que el pH óptimo para Zymomonas es de alrededor de pH 5 a 6. Los tiempos típicos de fermentación son de alrededor de 24 a 96 horas con temperaturas en el rango de 26 °C a 40°C, sin embargo, los microorganismos termofílicos prefieren temperaturas más altas .
Los termentadores móviles se pueden usar, como se describe en la Solicitud Provisional de Patente Estadounidense No. Serie 60/832,732, ahora la Solicitud Internacional Publicada No. WO 2008/011598. De manera similar, el equipo de sacarificación puede ser móvil. Además, la sacarificación y/o la fermentación, se pueden llevar a cabo en parte o totalmente durante el tránsito.
Conversión Termoquímica La conversión termoquímica se puede llevar a cabo en la biomasa tratada para producir uno o más intermediarios y/o productos deseados. Un proceso de conversión termoquímica incluye el cambio de las estructuras moleculares de material con contenido de carbono a temperaturas elevadas. Ejemplos específicos incluyen gasificación, pirólisis, reformación, oxidación parcial y mezclas de los mismos (en cualquier orden) .
La gasificación convierte los materiales con contenido de carbono en un gas de síntesis {syngas) , que puede incluir metanol, monóxido de carbono, dióxido de carbono e hidrógeno. Muchos microorganismos, tales como acetógenos u homoacetógenos, son capaces de usar un gas de síntesis de la conversión termoquímica de la biomasa, para producir un producto que incluya un alcohol, un ácido carboxílico, una sal de un ácido carboxílico, un éster de ácido carboxílico o una mezcla de cualquiera de estos. La gasificación de la biomasa (ej., materiales celulósicos o lignocelulósicos ) se puede lograr mediante una variedad de técnicas. Por ejemplo, la gasificación puede lograrse usando reformación de vapor escalonada con un reactor de cama fluidizada en el que el material carbonáceo es pirolizado primero en la ausencia de oxígeno, y después los vapores de la pirólisis son reformados en gas de síntesis con vapor, proporcionando hidrógeno y oxígeno añadidos. En dicha técnica, el calor del proceso viene de la quema del carbono. Otra técnica usa un reactor de transportador helicoidal en el que la humedad y el oxígeno son introducidos en la etapa de pirólisis, y el calor del proceso se genera de la quema de parte del gas producido en la última etapa. Otra técnica usa reformación de flujo arrastrado en la que se introducen vapor externo y aire en un reactor de gasificación de una sola etapa. En la gasificación de oxidación parcial, se usa oxígeno puro sin vapor .
PROCESAMIENTO POSTERIOR Destilación Después de la fermentación, los fluidos resultantes pueden ser destilados usando, por ejemplo, una "columna de alcohol" para separar el etanol y otros alcoholes de la mayoría del agua y sólidos residuales. El vapor que sale de la columna de alcohol puede ser, ej . , 35% por peso de etanol y puede ser alimentada a una columna de rectificación. Una mezcla de etanol casi azeotrópico (92.5%) y agua de la columna de rectificación se puede purificar a etanol puro (99.5%) usando tamices moleculares de fase de vapor. Los fondos de la columna de alcohol se pueden enviar al primer efecto de un evaporador de tres efectos. Después del primer efecto, los sólidos se pueden separar usando una centrífuga y secados en una secadora giratoria. Una porción (25%) del efluente de la centrífuga puede ser reciclada para fermentación, y el resto enviado al segundo y tercer efecto del evaporador. La mayoría del condensado de vapor puede ser devuelto al proceso como condensado bastante limpio con una pequeña porción separada para el tratamiento del agua residual para evitar el crecimiento de compuestos con bajo punto de ebullición.
INTERMEDIARIOS Y PRODUCTOS Usando, ej . , dichos proceso primarios y/o procesamientos posteriores, la biomasa tratada se puede convertir a uno o más productos, tales como energía, combustibles, alimentos y materiales. Otros ejemplos incluyen ácidos carboxílieos, tales como ácido acético o ácido butírico, sales de un ácido carboxílico, una mezcla de ácidos carboxílicos y sales de ácidos carboxílicos y ésteres de ácidos carboxílicos (ej., esteres de metilo, etilo, y n-propilo) , cetonas, aldehidos, ácidos alfa, beta insaturados, tales como ácido acrílico y olefinas, tales como etileno. Otros alcoholes y derivados de alcohol incluyen propanol, propilenglicol , 1, 4-butanediol, 1,3-propanediol, ésteres de metilo o etilo de cualquiera de estos alcoholes. Otros productos incluyen metil acrilato, metil metacrilato, ácido láctico, ácido propiónico, ácido butírico, ácido succínico, ácido 3-hidroxipropiónico, una sal de cualquiera de los ácidos y una mezcla de cualquiera de los ácidos y sus sales respectivas.
Otros intermediarios y productos, incluyendo productos alimenticios y farmacéuticos, se describen en la Solicitud Provisional de Patente Estadounidense No. 12/417,900, cuya total divulgación se incorpora aquí mediante referencia.
MATERIALES Materiales de Biomasa La biomasa puede ser, e . , un material celulósico o lignocelulósico . Dichos materiales incluyen papel y productos de papel (ej., papel policubierto y papel Kraft) , madera, materiales relacionados con la madera, ej., tablero de partículas, pastos, cáscaras de arroz, bagazo, yute, cáñamo, linaza, bambú, henequén, ábaca, paja, césped de pradera, alfalfa, heno, mazorcas de maíz, rastrojo de maíz, pelo de coco; y materiales altos en contenido de ot-celulosa, ej., algodón. Las materias primas se pueden obtener de pedazos de materiales textiles vírgenes, ej . , restos, desperdicio del consumidor, trapos. Cuando se usan productos de papel, pueden ser materiales vírgenes, ej., materiales de desecho vírgenes, o pueden ser desperdicio del consumidor. Junto a los materiales textiles vírgenes, desperdicio del consumidor, industrial (ej., despojos), y de procesamiento (ej., efluente del procesamiento del papel), también se pueden usar como fuentes de fibra. La materia prima de la biomasa puede también ser obtenida de o derivada de desperdicios humanos (ej., aguas residuales), animales o de las plantas. Materiales celulósicos y lignocelulósicos adicionales se han descrito en las Patentes Estadounidenses Nos. 6,448,307, 6,258,876, 6, 207, 729, 5,973, 035 y 5, 952, 105.
En algunas modalidades, el material de biomasa incluye un carbohidrato que es o incluye un material que tiene uno o más vínculos ß-1,4 y que tiene un peso molecular de número promedio entre alrededor de 3,000 y 50,000. Dicho carbohidrato es o incluye celulosa (I), que se deriva de (ß-glucosa 1) a través de la condensación de enlaces ß ( 1 , 4 ) -glicosídicos . Este vínculo contrasta en sí mismo con el de los enlaces a(l, 4) -glicosídicos presentes en el almidón y otros carbohidratos.
I En algunas implementaciones se pueden usar materiales almidonados. Los materiales almidonados incluyen almidón per se, ej., almidón de maíz, almidón de trigo, almidón de papa o almidón de arroz, un derivado del almidón, o un material que incluya almidón, tal como un producto alimentario comestible o un cultivo. Por ejemplo, el material almidonado puede ser arracacha, trigo sarraceno, plátano, cebada, mandioca, kudzu, oca, sagú, sorgo, papas caseras regulares, papa dulce, taro, ñames, o uno o más frijoles, tales como habas, lentejas o chícharos. Las mezclas de cualesquiera dos o más materiales almidonados también son materiales almidonados.
Otros materiales de biomasa adecuados incluyen azúcares, caña de azúcar, extractos de caña de azúcar, y bagazo .
En algunos casos, la biomasa es un material microbiano. Las fuentes microbianas incluyen, pero no están limitadas a, cualquier microorganismo u organismo de ocurrencia natural o modificado genéticamente que contiene o es capaz de proporcionar una fuente de carbohidratos (ej., celulosa), por ejemplo, protistas (ej., protozoos tales como flagelos, amoeboides, ciliatos y esporozoos) y protistas de plantas (ej., algas tales como alveolatos, cloraracniofitos, criptomonados, euglenidos, glaucofitos, haptofitos, algas rojas, estramenopilos y viridae plantae) . Otros ejemplos incluyen algas marinas, plancton (ej., macroplancton, mesoplancton, microplancton, nanoplancton, picoplancton y femptoplancton) , fitoplancton, bacterias (ej., bacterias positivas gram, bacterias negativas gram, y extremofilos ) , levadura y/o mezclas de las mismas. En algunos ejemplos, la biomasa microbiana se puede obtener de fuentes naturales, e . , el océano, los lagos, cuerpos de agua, ej . , agua salada o agua dulce, o en la tierra. Alternativamente o además de, la biomasa microbiana se puede obtener de sistemas de cultivo, ej . , sistemas de cultivo húmedo y seco a gran escala.
Agentes Sacarificantes Las celulasas son capaces de degradar la biomasa, y pueden ser de origen de los hongos o bacteriano. Las enzimas adecuadas incluyen celulasas del género Bacillus, Pseudomonas, Humicola, , Fusarium, Thielavia, Acremoniu , Chrysosporium y Trichoderma, e incluyen especies de Humicola, Coprinus, Thielavia, Fusarium, Myceliophthora, Acremonium, Cephalosporium, Scytalidium, Pencillium o Aspergillus (ver, ej . , la Patente Europea 458162), especialmente aquellas producidas por una raza seleccionada de las especies Humicola insolens (reclasificada como Scytalidium thermophilum, ver, ej., Patente Estadounidense No. 4,435,307), Coprinus cinereus, Fusarium oxysporum, Myceliophthora thermophila, Meripilus giganteus, Thielavia terrestris, Acremonium sp, Acremonium persicinum, Acremonium acremonium, Acremonium brachypenium, Acremonium dichromosporum, Acremonium obclavatu , Acremonium pinkertoniae, Acremonium roseogriseum, Acremonium incoloratum y Acremonium furatum; preferentemente de las especies de Humicola insolens DSM 1800, Fusarium oxysporum DSM 2672, Myceliophthora thermophila CBS 117.65, Cephalosporium sp. RYM-202, Acremonium sp . CBS 478.94, Acremonium sp. CBS 265.95, Acremonium persicinum CBS 169.65, Acremonium acremonium AHU 9519, Cephalosporium sp. CBS 535.71, Acremonium brachypenium CBS 866.73, Acremonium dichromosporum CBS 683.73, Acremonium obclavatum CBS 311.74, Acremonium pinkertoniae CBS 157.70, Acremonium roseogriseum CBS 134.56, Acremonium incoloratum CBS 146.62, y Acremonium furatum CBS 299.70H. Las enzimas celulóticas también pueden obtenerse de Chrysosporium, preferentemente una cepa de Chrysosoporium lucknowense . Adicionalmente, Trichoderma (particularmente Trichoderma viridae, Trichoderma reesei y Trichoderma koningii) , Bacillus alcalofilico (ver, por ejemplo, la Patente Estadounidense No. 3,844,890 y la Patente Europea 458162), y Streptomyces (ver, ej . , la Patente Europea 458162), también se pueden usar .
Agentes de Fermentación El (los) microorganismo ( s ) usado (s) en la fermentación puede (n) ser microorganismo ( s ) natural (es) y/o microorganismo ( s ) diseñado(s). Por ejemplo, el microorganismo puede ser una bacteria, ej., una bacteria celulolítica, un hongo, ej., una levadura, una planta, o un protista, ej., alga, un protozoo o un protista tipo hongo, ej . , un moho de cieno. Cuando los organismos son compatibles, se pueden usar mezclas de organismos.
Los microorganismos de fermentación adecuados tienen la capacidad de convertir los carbohidratos, tales como glucosa, xilosa, arabinosa, mañosa, galactosa, oligosacáridos o polisacáridos en productos de fermentación. Los microorganismos de fermentación incluyen razas del género Sacchromyces spp., ej., Sacchromyces cerevisiae (levadura del repostero), Saccharomyces distaticus, Saccharomyces urvarum; el género Kluyveromyces, ej., especies de Kluyveromyces marxianus, Klyuveromyces f agilis; el género Candida, ej . , Candida pseudotropicalis y Candida brassicae, Pichia stipitis (un pariente de Candida shehatae) , el género Clavispora, ej . , especies Clavispora lusitaniae y Clavispora opuntiae, el género Pachysolen, ej . , especies Pachysolen tannophilus, el género Bretannomyces, ej . , especies Bretanno yces clausenii (Philippidis, G.P., 1996, Cellullose bioconversion technology, en Handbook on Bioethanol: Production and Utilization, Wyman, CE., ed. Taylor & Francis, Washington, DC, 179-212).
Las levaduras comercialmente disponibles incluyen, por ejemplo, RedStar®/Lesaffre Etanol Rojo (disponible de RedStar/Lesaffre, EUA) , FALI® (disponible de Fleischmann ' s Yeast, una división de Burns Philip Food, Inc., EUA) , SUPERSTART® (disponible de Alltech, ahora Lalemand) , GERT STRAND® (disponible de Gert Strand AB, Suecia) y FERMOL® (disponible de DSM Specialties) .
Las bacterias también se pueden usar en la fermentación, ej., Zymomonas mobilis y Clostridium thermocellum (Philippidis, 1996, supra) .
Microorganismos Adaptados para Sacarificación y/o Fermentación Los microorganismos usados en la sacarificación y/o fermentación pueden ser genéticamente adaptados para tolerar la salinidad y/o contaminación en la fuente de agua. Por ejemplo, los microorganismos pueden ser extremofilos .
En algunos casos, los microorganismos son organismos halofilicos o halotolerantes, adaptados para funcionar bajo condiciones salinas. Dichos microorganismos incluyen halobacteria, por ejemplo, bacteria marina, ej., bacteria productora de amilasa, tales como Pseudoalterimonas undina NKMB 0074 y chromohalobacter sp., ej., chromohalobacter sp. TVSP 101 y chromohalobacter beijerinkckii . Ejemplos de alobacterias incluyen Haloarcula hispánica, Micrococcus halobius, Micrococcus varians subespecies halophilus, Halobacterium salinarum, Natronococcus sp. cepa Ah-36, Halomonas meridiana y Bacillus dipsosauri. Otros microorganismos halotolerantes y halofilicos incluyen aquellos que se usan para fermentar productos alimenticios en soluciones de sal, por ejemplo, Aspergillus sojae, Aspergillus orizae, Saccharomyces rouxii, Zycosaccharomyces rouxii, Candida etchellsii, Candida versatilis y Torulopsis versatilis .
En otros casos, los microorganismos pueden ser diseñados metabólicamente o de otra manera, para funcionar en la fuente de agua salina y/o contaminada.
Puede ser deseable el uso de una combinación de microorganismos en un cultivo mixto, ya que dichos cultivos frecuentemente son más capaces de soportar la contaminación. En algunos casos, la mezcla de microorganismos puede incluir microorganismos adaptados para digerir los contaminantes en el agua, ej., cultivos microbianos usados en la biorremediación, y microorganismos adaptados para sacarificar la materia prima celulósica y/o lignocelulósica y/o azúcares de fermentación. Los diferentes microorganismos se pueden añadir, por ejemplo, como mezcla, separadamente o secuencialmente .
OTRAS MODALIDADES Un número de modalidades de la invención se han descrito. Sin embargo, se entenderá que varias modificaciones pueden hacerse sin apartarse del espíritu y alcance de la invención.
Por ejemplo, los parámetros de proceso de cualquiera de los pasos de proceso aquí comentados se pueden ajustar con base en el contenido de lignina de la materia prima, por ejemplo, como se divulga en la Solicitud de Patente Estadounidense No. 12/704,519, cuya total divulgación se incorpora en este documento mediante referencia .
Mientras que es posible llevar a cabo todos los procesos aquí descritos en una sola locación física, en algunas modalidades, los procesos se completan en múltiples sitios, y/o se pueden llevar a cabo durante el transporte.
La lignina liberada en cualquier proceso aquí descrito, se puede capturar y utilizar. Por ejemplo, la lignina se puede usar como se capturó como un plástico, o puede ser sintéticamente ascendida a otros plásticos. En algunas situaciones, se puede usar como fuente de energía, ej., quemada para proporcionar calor. En algunas situaciones, también se puede convertir en lignosulfonatos, los cuales se pueden usar como aglutinantes, dispersantes, emulsificantes o como secuestrantes. La medición del contenido de lignina de la materia prima de inicio se puede usar en el control del proceso en dichos procesos de captura de lignina.
Cuando se usa como un aglutinante, la lignina o un lignosulfonato pueden, ej . , ser usados en briquetas de carbono, en cerámica, para aglutinar negro de carbono, para aglutinar fertilizantes y herbicidas, como un supresor de polvo, para hacer madera contrachapada y tablero de partículas, para aglutinar alimentos animales, como aglutinante para la fibra de vidrio, como aglutinantes en pasta de linóleo y como estabilizante de tierra.
Como dispersante, la lignina o lignosulfonatos se pueden usar, ej., mezclas de concreto, arcilla y cerámica, tintes y pigmentos, teñido de pieles y en tablero de yeso.
Como emulsificante, la lignina o lignosulfonatos se pueden usar, ej., en asfalto, pigmentos y tintes, pesticidas y emulsiones de cera.
Como secuestrante, la lignina o lignosulfonatos se pueden usar, ej . , en sistemas micro-nutrientes, compuestos de limpieza y sistemas de tratamiento de agua, ej., para sistemas de enfriamiento y calentamiento.
Como fuente de calor, la lignina tiene generalmente un contenido de energía más alto que la holocelulosa (celulosa y hemicelulosa) ya que contiene más carbono que la homocelulosa . Por ejemplo, la lignina seca puede tener un contenido de energía de entre alrededor de 11, 000 y 12, 500 BTU por cada 0.45 kgs, en comparación con 7, 000 a 8, 000 BTU por cada 0.45 kgs de holocelulosa. Como tal, la lignina se puede densificar y convertir en briquetas y comprimidos para la quema. Por ejemplo, la lignina se puede convertir en comprimidos mediante cualquier método aquí descrito. Para un comprimido o briqueta de quema más lenta, la lignina puede ser reticulada, tal como mediante la aplicación de una dosis de entre 0.5 Mrad y 5 Mrad. La reticulación puede hacer un factor de forma de quema más lenta. El factor de forma, tal como un comprimido o una briqueta, puede ser convertido en un "carbón sintético" o carbón vegetal al pirolizarse en la ausencia de aire, ej . , entre 400 y 950°C. Antes de la pirolización, puede ser deseable la reticulación de la lignina para mantener la integridad estructural.
De conformidad, otras modalidades se encuentran dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones .

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un método que comprende: el uso de una fuente de agua que es salina y/o contaminada para convertir una materia prima celulósica o lignocelulósica en un intermediario o producto.
2. El método de la reivindicación 1, caracterizado porque la materia prima ha sido tratada para reducir su recalcitrancia .
3. El método de la reivindicación 1, caracterizado porque la conversión de la materia prima a un intermediario o producto, comprende el contacto de la materia prima con un microorganismo en una solución acuosa.
4. El método de la reivindicación 3, caracterizado porque el microorganismo está adaptado para funcionar en agua salina o contaminada.
5. El método de la reivindicación 3, comprendiendo, además, el tratamiento de la fuente de agua para reducir su salinidad o contaminación, y usar el agua tratada en la solución acuosa.
6. El método de la reivindicación 1, caracterizado porque la fuente de agua comprende agua de mar o agua salobre.
7. El método de la reivindicación 1, caracterizado porque la fuente de agua comprende agua residual, aguas grises o agua de lluvia recolectada.
8. El método de la reivindicación 1, caracterizado porque la fuente de agua comprende un suministro de agua dulce microbianamente contaminada.
9. El método de la reivindicación 2, caracterizado porque la materia prima ha sido tratada con un tratamiento físico seleccionado del grupo que consiste de tratamiento mecánico, radiación, sonicación, pirólisis, oxidación, explosión de vapor, tratamiento químico y sus combinaciones .
10. El método de la reivindicación 9, caracterizado porque la materia prima ha sido tratada con un tratamiento mecánico seleccionado del grupo que consiste de esqueje, trituración, molienda, presión, esquilado y picado .
11. El método de la reivindicación 1, caracterizado porque la materia prima de biomasa se selecciona del grupo que consiste de papel, productos de papel, productos de papel, madera, materiales relacionados con la madera, tablero de partículas, pastos, cáscaras de arroz, bagazo, algodón, yute, heno, linaza, bambú, henequén, abacá, paja, mazorcas, pelo de coco, algas, algas marinas, materiales microbianos, celulosas sintéticas y sus mezclas .
12. El método de la reivindicación 4, caracterizado porque el microorganismo comprende un microorganismo marino.
13. El método de la reivindicación 4, caracterizado porque el microorganismo comprende un microorganismo diseñado.
MX2012013351A 2010-05-24 2011-05-20 Procesamiento de biomasa. MX341668B (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US34769210P 2010-05-24 2010-05-24
PCT/US2011/037322 WO2011149774A1 (en) 2010-05-24 2011-05-20 Processing biomass

Publications (2)

Publication Number Publication Date
MX2012013351A true MX2012013351A (es) 2013-02-11
MX341668B MX341668B (es) 2016-08-30

Family

ID=45004292

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MX2016009097A MX350772B (es) 2010-05-24 2011-05-20 Procesamiento de biomasa.
MX2012013351A MX341668B (es) 2010-05-24 2011-05-20 Procesamiento de biomasa.

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MX2016009097A MX350772B (es) 2010-05-24 2011-05-20 Procesamiento de biomasa.

Country Status (18)

Country Link
US (3) US9206453B2 (es)
EP (1) EP2576213A4 (es)
JP (2) JP2013529088A (es)
KR (3) KR102032075B1 (es)
CN (2) CN102844181B (es)
AP (2) AP2016009217A0 (es)
AU (3) AU2011258646B2 (es)
BR (1) BR112012029810A2 (es)
CA (2) CA2796789C (es)
EA (2) EA201790127A3 (es)
IL (3) IL222312A (es)
MX (2) MX350772B (es)
MY (1) MY169292A (es)
NZ (5) NZ733115A (es)
SG (2) SG184390A1 (es)
UA (2) UA110339C2 (es)
WO (1) WO2011149774A1 (es)
ZA (1) ZA201209288B (es)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NZ602750A (en) * 2010-05-24 2014-12-24 Xyleco Inc Methods for modifying the solubility of a chemical in a solvent
NZ743055A (en) * 2013-03-08 2020-03-27 Xyleco Inc Equipment protecting enclosures
AP2015008805A0 (en) 2013-04-26 2015-10-31 Xyleco Inc Processing biomass to obtain hydroxylcarboxylic a cids
SG10201805569RA (en) * 2013-04-26 2018-08-30 Xyleco Inc Processing hydroxy-carboxylic acids to polymers
RU2544635C1 (ru) * 2013-10-17 2015-03-20 Открытое акционерное общество "Нефтяная компания "Роснефть" Способ и устройство для осуществления флэш-пиролиза углеродсодержащего сырья с использованием индукционного нагрева
CN104190373A (zh) * 2014-09-15 2014-12-10 天津霍斯特抑尘科技有限公司 一种地面抑尘清扫材料及其制备方法
CN104593469A (zh) * 2015-01-18 2015-05-06 徐州川海环保科技有限公司 一种处理低浓度污水外加碳源的制备方法
US10645950B2 (en) 2017-05-01 2020-05-12 Usarium Inc. Methods of manufacturing products from material comprising oilcake, compositions produced from materials comprising processed oilcake, and systems for processing oilcake
CN110255712B (zh) * 2019-06-21 2021-10-08 江苏南大环保科技有限公司 一种反硝化碳源的制备方法
KR102370226B1 (ko) * 2019-11-28 2022-03-04 경상국립대학교산학협력단 초음파로 표면처리된 탄화쌀겨의 제조방법 및 이를 포함하는 고무 조성물
US11839225B2 (en) 2021-07-14 2023-12-12 Usarium Inc. Method for manufacturing alternative meat from liquid spent brewers' yeast

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3032869A1 (de) * 1980-09-01 1982-04-15 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren und vorrichtung zur anaeroben biologischen reinigung von abwasser
JPS5881789A (ja) * 1981-11-11 1983-05-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd メタン発酵方法
JPH04211369A (ja) * 1990-02-01 1992-08-03 Nippon Shokubai Co Ltd 好塩性アルカリアミラーゼおよびその製造方法
US5407817A (en) * 1993-12-23 1995-04-18 Controlled Environmental Systems Corporation Municipal solid waste processing facility and commercial ethanol production process
EP0741794B1 (en) * 1993-12-23 2004-08-11 Controlled Environmental Systems Corporation Commercial ethanol production process
US5789227A (en) * 1995-09-14 1998-08-04 Lockheed Martin Energy Systems, Inc. Processing of cellulosic material by a cellulase-containing cell-free fermentate produced from cellulase-producing bacteria, ATCC 55702
CA2197525A1 (en) * 1996-02-14 1997-08-15 Mahabala R. Adiga Plating waste water treatment and metals recovery method
JP2000102398A (ja) * 1998-09-30 2000-04-11 Osaka Gas Co Ltd メタン発酵装置及びメタン発酵方法
AU767876B2 (en) * 1999-03-11 2003-11-27 Zeachem Inc. Process for producing ethanol
EP1234049A4 (en) * 1999-11-18 2004-09-15 Nz Forest Research Inst Ltd PROCESS FOR PRODUCING BIOPOLYMERS FROM NITROGEN NITROGEN WASTEWATER
US6419788B1 (en) * 2000-08-16 2002-07-16 Purevision Technology, Inc. Method of treating lignocellulosic biomass to produce cellulose
US20050098495A1 (en) * 2001-03-02 2005-05-12 Hughes Kenneth D. Purification materials and method of filtering using the same
US6527948B2 (en) * 2001-03-31 2003-03-04 Council Of Scientific And Industrial Research Apparatus for purification of waste water and a “RFLR” device for performing the same
US20080185293A1 (en) * 2002-03-27 2008-08-07 Giselher Klose Method and Apparatus for Decontamination of Fluid with One or More High Purity Electrodes
JP2003310288A (ja) * 2002-04-26 2003-11-05 Toshiba Corp エタノールの製造方法および生物担持体
US8877992B2 (en) * 2003-03-28 2014-11-04 Ab-Cwt Llc Methods and apparatus for converting waste materials into fuels and other useful products
US8003352B2 (en) * 2004-07-16 2011-08-23 Iogen Energy Corporation Method of obtaining a product sugar stream from cellulosic biomass
JP2006238728A (ja) * 2005-03-01 2006-09-14 Nippon Paper Chemicals Co Ltd 製紙排水からの糖類の製造方法
US7426960B2 (en) * 2005-05-03 2008-09-23 Luca Technologies, Inc. Biogenic fuel gas generation in geologic hydrocarbon deposits
WO2007135958A1 (ja) * 2006-05-18 2007-11-29 National University Corporation NARA Institute of Science and Technology グラム陰性細菌の細胞表層発現システム
EP2049674A4 (en) * 2006-07-21 2010-08-11 Xyleco Inc BIOMASS CONVERSION SYSTEMS
WO2008073186A2 (en) * 2006-10-26 2008-06-19 Marshall Medoff Processing biomass
JP2010057363A (ja) * 2006-12-25 2010-03-18 Saihatsu Ko バイオマス糖化用微生物含有組成物
AU2008242769B2 (en) * 2007-04-19 2013-10-17 Mascoma Corporation Combined thermochemical pretreatment and refining of lignocellulosic biomass
JP2008278825A (ja) * 2007-05-11 2008-11-20 Chuo Kakoki Kk バイオエタノールの製造方法
MY154965A (en) * 2007-06-01 2015-08-28 Solazyme Inc Production of oil in microorganisms
CA2697791A1 (en) * 2007-08-30 2009-03-05 Iogen Energy Corporation Enzymatic hydrolysis of lignocellulosic feedstocks using accessory enzymes
US8372611B2 (en) * 2007-09-26 2013-02-12 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Method for producing polyhydroxyalkanoate (PHAs) using halobacterium and halobacterium
GB0718989D0 (en) * 2007-09-27 2007-11-07 Univ Aberdeen A method of remediating contaminated water and apparatus for the same
AU2008308477A1 (en) * 2007-10-04 2009-04-09 Bio Architecture Lab, Inc. Biofuel production
CN100582080C (zh) * 2007-11-13 2010-01-20 浙江大学 环氧酯废水回用处理方法
JP2010035556A (ja) * 2008-07-10 2010-02-18 Toyota Motor Corp 組換え酵母及びエタノールの製造方法
CN101684023B (zh) * 2008-09-26 2011-09-28 新疆天业（集团）有限公司 乙炔废水回收工艺
ES2521675T3 (es) * 2008-09-29 2014-11-13 Butamax Advanced Biofuels Llc Identificación y uso de [2Fe-2S]-dihidroxi-ácido deshidratasas bacterianas
US20100120104A1 (en) * 2008-11-06 2010-05-13 John Stuart Reed Biological and chemical process utilizing chemoautotrophic microorganisms for the chemosythetic fixation of carbon dioxide and/or other inorganic carbon sources into organic compounds, and the generation of additional useful products
JP5463564B2 (ja) * 2009-05-22 2014-04-09 国立大学法人信州大学 耐熱性及び耐塩性セルラーゼ製剤

Also Published As

Publication number Publication date
EA029133B1 (ru) 2018-02-28
NZ733115A (en) 2019-02-22
US20160060661A1 (en) 2016-03-03
EA201790127A3 (ru) 2017-09-29
JP2013529088A (ja) 2013-07-18
EA201290848A1 (ru) 2013-03-29
ZA201209288B (en) 2013-09-25
CA2796789A1 (en) 2011-12-01
JP2018007681A (ja) 2018-01-18
EP2576213A1 (en) 2013-04-10
MY169292A (en) 2019-03-21
KR101778821B1 (ko) 2017-09-14
US20160244795A1 (en) 2016-08-25
AU2015261591A1 (en) 2015-12-17
AU2011258646B2 (en) 2015-10-29
US9206453B2 (en) 2015-12-08
CN102844181B (zh) 2015-12-09
CN105567743A (zh) 2016-05-11
WO2011149774A1 (en) 2011-12-01
NZ711504A (en) 2016-06-24
IL222312A (en) 2016-12-29
AP3791A (en) 2016-08-31
NZ736526A (en) 2019-11-29
MX341668B (es) 2016-08-30
US20140087433A1 (en) 2014-03-27
AU2011258646A1 (en) 2012-10-25
NZ717336A (en) 2017-10-27
MX350772B (es) 2017-09-18
KR20130088006A (ko) 2013-08-07
SG184390A1 (en) 2012-11-29
AU2018201447B2 (en) 2019-10-10
AU2015261591B2 (en) 2017-12-07
AP2016009217A0 (en) 2016-05-31
AU2018201447A1 (en) 2018-03-22
UA117238C2 (uk) 2018-07-10
UA110339C2 (uk) 2015-12-25
CN102844181A (zh) 2012-12-26
CA2796789C (en) 2019-10-15
BR112012029810A2 (pt) 2016-08-09
KR20180049135A (ko) 2018-05-10
KR20170105126A (ko) 2017-09-18
IL249429A0 (en) 2017-02-28
KR102032075B1 (ko) 2019-10-14
NZ602751A (en) 2015-05-29
SG10201602578VA (en) 2016-05-30
IL249429B (en) 2018-12-31
CA3052307A1 (en) 2011-12-01
AP2012006532A0 (en) 2012-10-31
EA201790127A2 (ru) 2017-05-31
IL263039A (en) 2018-12-31
EP2576213A4 (en) 2016-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2018201447B2 (en) Processing Biomass
US9493495B2 (en) Processing biomass
US20200102583A1 (en) Conversion of ethanol production facility to produce products from lignocellulosic biomass
AU2017213553B2 (en) Processing biomass
OA16578A (en) Processing biomass.

Legal Events

Date Code Title Description
FG Grant or registration