TR201807534T4 - Biyokütle işleme. - Google Patents

Biyokütle işleme. Download PDF

Info

Publication number
TR201807534T4
TR201807534T4 TR2018/07534T TR201807534T TR201807534T4 TR 201807534 T4 TR201807534 T4 TR 201807534T4 TR 2018/07534 T TR2018/07534 T TR 2018/07534T TR 201807534 T TR201807534 T TR 201807534T TR 201807534 T4 TR201807534 T4 TR 201807534T4
Authority
TR
Turkey
Prior art keywords
jet
feedstock
mixer
mixing
liquid
Prior art date
Application number
TR2018/07534T
Other languages
English (en)
Inventor
Medoff Marshall
Masterman Thomas
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 TR201807534T4 publication Critical patent/TR201807534T4/tr

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/231—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids by bubbling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/233—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements
    • B01F23/2331—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements characterised by the introduction of the gas along the axis of the stirrer or along the stirrer elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/233—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements
    • B01F23/2334—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements provided with stationary guiding means surrounding at least partially the stirrer
    • B01F23/23341—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using driven stirrers with completely immersed stirring elements provided with stationary guiding means surrounding at least partially the stirrer with tubes surrounding the stirrer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/20—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams
    • B01F25/21—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams with submerged injectors, e.g. nozzles, for injecting high-pressure jets into a large volume or into mixing chambers
    • B01F25/211—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams with submerged injectors, e.g. nozzles, for injecting high-pressure jets into a large volume or into mixing chambers the injectors being surrounded by guiding tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/20—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams
    • B01F25/21—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams with submerged injectors, e.g. nozzles, for injecting high-pressure jets into a large volume or into mixing chambers
    • B01F25/212—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams with submerged injectors, e.g. nozzles, for injecting high-pressure jets into a large volume or into mixing chambers the injectors being movable, e.g. rotating
    • B01F25/2122—Rotating during jetting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/20—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams
    • B01F25/21—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams with submerged injectors, e.g. nozzles, for injecting high-pressure jets into a large volume or into mixing chambers
    • B01F25/212—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams with submerged injectors, e.g. nozzles, for injecting high-pressure jets into a large volume or into mixing chambers the injectors being movable, e.g. rotating
    • B01F25/2125—Moving to adjust the direction of jetting, the injectors being fixed during operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/50—Circulation mixers, e.g. wherein at least part of the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/09—Stirrers characterised by the mounting of the stirrers with respect to the receptacle
    • B01F27/091—Stirrers characterised by the mounting of the stirrers with respect to the receptacle with elements co-operating with receptacle wall or bottom, e.g. for scraping the receptacle wall
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/112—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades
    • B01F27/1122—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades anchor-shaped
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/21—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by their rotating shafts
    • B01F27/2122—Hollow shafts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/60—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis
    • B01F27/71—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with propellers
    • B01F27/711—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with propellers co-operating with stationary guiding means, e.g. baffles
    • B01F27/7111—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a horizontal or inclined axis with propellers co-operating with stationary guiding means, e.g. baffles the guiding means being tubes surrounding the propellers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/02—Apparatus for enzymology or microbiology with agitation means; with heat exchange means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/12—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing fuels or solvents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/18—Apparatus specially designed for the use of free, immobilized or carrier-bound enzymes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/06—Nozzles; Sprayers; Spargers; Diffusers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
    • C12M41/34—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/48—Automatic or computerized control
    • 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
    • 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
    • C13—SUGAR INDUSTRY
    • C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K1/00—Glucose; Glucose-containing syrups
    • C13K1/02—Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of cellulosic materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/44—Mixing of ingredients for microbiology, enzymology, in vitro culture or genetic manipulation
    • 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
    • C12P2201/00—Pretreatment of cellulosic or lignocellulosic material for subsequent enzymatic treatment or hydrolysis
    • 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)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Biyokütle besleme stokları (örneğin bitki biyokütlesi, hayvan biyokütlesi ve kentsel atık biyokütlesi), yakıtlar gibi faydalı ürünler üretmek amacıyla işlenir. Örneğin besleme stoku materyallerini, akabinde etanol üretmek üzere fermente edilebilen bir şeker solüsyonuna dönüştürebilen sistemler açıklanır. Biyokütle besleme stoku, bir jet mikserin çalışması ile bir kap içinde şekerleştirilir, kap aynı zamanda sıvı bir ortam ve şekerleştirme ajanı içerir.

Description

TARIFNAME BIYOKÜTLE ISLEME ALT YAPI Selülozik ve lignoselülozik materyaller, birçok uygulamada büyük miktarlarda üretilir, islenir ve kullanilir. Bu tür materyaller genellikle bir kez kullanilir ve akabinde atik olarak atilir veya basit sekilde Örnegin lagim, küspe, testere tozu ve koçan olmak üzere atik materyaller olarak kabul Çesitli selülozik ve lignoselülozik materyaller, bunlarin kullanimlari ve uygulamalari, U.S. Patent No. 7,307,108, ,952,105'te ve "FIBROUS MATERIALS AND COMPOSITES," 23 Mart MATERIALS AND COMPOSITES," U.S. Patent Basvurusu Yayin NO. açiklanmistir.
KISA A IKLAMA Genel olarak bu bulus, örnegin selülozik veya lignoselülozik besleme stokunun, bu materyalin selülozik kisminin örnegin bir enzim kullanilarak düsük molekül agirlikli sekerlere dönüstürülmesi yoluyla sekerlestirilmesine veya sivilastirilmasina yönelik prosesler ile ilgilidir. Bulus ayni zamanda, bir besleme stokunun örnegin fermantasyon ile bir ürüne dönüstürülmesi ile ilgilidir.
Burada açiklanan prosesler, düsük yigin yogunluklu materyalleri örnegin yaklasik 0.5 g/cm3'ten az, örnegin yigin yogunluguna sahip olacak sekilde fiziksel olarak önceden islenmis selülozik veya lignoselülozik besleme stoklarini kullanabilir.
Bu tür materyallerin özellikle örnegin su veya sekerlestirme, fermantasyon veya diger islemlere yönelik solvent sistemi ile sivilar ile karistirilmasi zor olabilir. Düsük yigin yogunluklari nedeniyle materyaller, bunun içinde dagilmak yerine sivi yüzeyine yüzme egilimindedir. Bazi durumlarda materyaller, hidrofobik, yüksek oranda kristalin veya baska sekilde islatilmasi zor olabilir. Ayni zamanda isleme sonrasinda istenen ürünün (örnegin fermantasyon sonrasinda etanolün 'veya diger alkollerin) yüksek. konsantrasyonunu, veya sekerlestirilmis materyaldeki sekerin yüksek nihai konsantrasyonunu elde etmek amaciyla besleme stokunun nispeten yüksek kati seviyesi olan dispersiyonda islenmesi istenebilir.
Bazi durumlarda burada açiklanan yöntemler kullanilarak isleme sirasinda dispersiyonun kati seviyesi örnegin, çözünen veya en az yüzde 50 olabilir.
Bulusçular, bazi karistirma teknikleri ve ekipmanin kullanilmasi ile bir besleme stokunun sivi bir karisim içindeki dispersiyonunun gelistirilebilecegini ve sonuç olarak karisimin kati seviyesinin arttirilabilecegini bulmuslardir.
Burada açiklanan karistirma teknikleri ve ekipman ayni zamanda kütle transferini ve sonuç olarak karisimdaki reaksiyon hizlarini arttirir ve mikroorganizmalar ve enzimler gibi karisimin zararli ila duyarli bilesenlerini engeller veya minimize eder. Özellikle örnegin jet havalandirma ve jet akisli karistirma da dahil jet karistirma tekniklerinin, iyi islanma, dispersiyon ve mekanik bozulma sagladigi bulunmustur.
Karisimin kati seviyesinin arttirilmasi ile proses daha hizli, daha verimli ve daha uygun maliyetle ilerleyebilir ve nihai ürünün elde edilen konsantrasyonu arttirilabilir.
Burada açiklanan proseslerden bazilari, bir besleme stokunun sekerlestirilmesini ve besleme stokunun, örnegin besleme stokunun üretildigi veya saklandigi uzak bir lokasyondan üretim tesisine tasinmasini içerir. Bazi durumlarda sekerlestirme kismen veya tamamen transport esnasinda gerçeklesebilir. Bu tür durumlarda transport kabinda karistirma, örnegin jet karistirma saglanmasi avantajli olabiliri Bazi durumlarda sekerlestirme, transport esnasinda tamamlanabilir. Bazi durumlarda fermantasyon, kismen veya tamamen transport esnasinda gerçeklesebilir.
Bazi uygulamalarda proses ayrica, sekerlestirme öncesinde veya esnasinda besleme stokunun direncinin azaltilmasini içerir.
Proses ayrica, besleme stokunun lignin içeriginin ölçülmesi ve ön islemenin gerekli olup olmadiginin ve ölçülen lignin içerigine göre hangi kosullar altinda yapildiginin belirlenmesi adimlarini içerebilir.
Bir açida bulus, bir jet mikser kullanilarak bir kap içinde besleme stokunun sivi bir ortani ve sekerlestirme ajani ile karistirilmasi yoluyla lignoselülozik bir besleme stokunun sekerlestirilmesini içeren bir yöntemi içerir.
Bazi düzenlemeler, asagidaki özelliklerden bir veya birkaçini içerir. Besleme stoku, yaklasik 0.5 g/cm3'ten az bir yigin yogunluga sahip olabilir. Besleme stoku, lignoselülozik materyaldir. Sivi, su içerir. Sekerlestirme ajani, bir enzim içerebilir. Jet mikser, jet akisli bir karistiricidir. Jet havalandirma tipi bir mikserin kullanilmasi halinde jet mikserden hava enjeksiyonu olmadan kullanilabilir. Örnegin jet havalandirma tipi mikserin, birinci giris hattina ve ikinci giris hattina sahip bir nozülü içermesi halinde bazi durumlarda her iki giris hattina bir sivi tedarik edilir. Bazi durumlarda karistirma islemi, besleme stokunun sivi ortama parçalar halinde eklenmesini ve bu ekleme islemleri arasinda karistirma yapilmasini içerir. Yöntem ayrica, karistirma esnasinda besleme stoku, sivi ortam ve sekerlestirme ajani karisiminin glukoz seviyesinin izlenmesini ve bazi durumlarda sekerlestirme esnasinda kaba ek besleme stoku ve sekerlestirme ajaninin eklenmesini içerebilir. Karistirma kabi örnegin bir tank, demiryolu tasiti veya yakit tankeri olabilir. Bazi durumlarda. sekerlestirme, kismen veya tamamen besleme stoku, sivi ortam ve sekerlestirme ajani karisiminin tasinmasi esnasinda gerçeklesebilir. Yöntem ayrica, kaptaki karisima bir emülgatör veya sürfaktanin eklenmesini içerebilir.
Bir baska açida bulus, kap içinde genellikle toroidal akis olusturan bir mikser kullanilarak bir kap içinde besleme stokunun sivi ortam ve sekerlestirme ajani ile karistirilmasi yoluyla lignoselülozik besleme stokunun sekerlestirilmesini Bazi düzenlemelerde mikser, sivi ortamin genel sicakligindaki herhangi bir artisi, karistirma islemi boyunca 5°C'den daha az bir sicaklik ile sinirlandirmak üzere konfigüre edilir. Bu açi bazi düzenlemelerde ayni zamanda yukarida açiklanan özelliklerden herhangi birini içerebilir.
Bir diger açida bulus, düsük molekül agirlikli sekerin, jet mikser kullanilarak sivi bir ortam içinde bir mikroorganizma ile karistirilmasi yoluyla düsük molekül agirlikli bir sekerin bir ürüne dönüstürülmesini içerir.
Bazi düzenlemeler, asagidaki özelliklerden bir veya birkaçini içerir. Sivi ortam, su içerir. Mikroorganizma, mayayi içerir.
Jet mikser, jet akisli bir karistiriciyi içerir. Bir baska açida bulus, bir tank, tank içine yerlestirilmis bir nozüle sahip bir jet mikser, biyokütle besleme stokunu tanka dagitmak üzere konfigüre edilen bir dagitim cihazi ve tanka sekerlestirme ajaninin ölçülü bir miktarini dagitmak üzere konfigüre edilen bir dagitim cihazini içerir.
Bazi düzenlemeler, asagidaki özelliklerden bir veya birkaçini içerir. Jet mikser ayrica bir motor içerir ve aparat ayrica, karistirma esnasinda motor üzerindeki torku izlemek üzere konfigüre edilmis bir cihazi içerebilir. Aparat ayni zamanda, tork izleme cihazindan gelen girdiye göre besleme stoku dagitim cihazinin ve/Veya sekerlestirme ajani dagitim cihazinin çalismasini ayarlayan bir kontrol elemanini içerebilir.
Bulus ayni zamanda, sekerlestirilmis bir karisimi olusturmak üzere lignoselülozik bir besleme stokunun bir kap içinde sekerlestirilmesini, kap içindeki sekerlestirilmis karisimin bir mikroorganizma ile asilanmasini ve asilanan sekerlestirilmis karisimin kap içinde fermente olmasina olanak saglanmasini içeren bir yöntemi içerir.
Bazi durumlarda kabin içerikleri, fermantasyon esnasinda bir tasima kabina transfer edilir ve fermantasyon, tasima kabinda devam eder. Yöntem ayrica, kap içeriklerinin, sekerlestirme ve fermantasyon esnasinda bir jet mikser ile karistirilmasini içerir. Bazi düzenlemelerde yöntem ayrica, fermente etme karisiminin oksijen içeriginin ve/Veya etanol ve/veya seker Bir baska açida tarifname, bir havalandirma deligi olan bir kap; kap ile iletisim halinde olan oksijen kaynagi; kap içindeki sivinin oksijen içerigini izlemek üzere konfigüre edilen bir oksijen monitörü ve oksijen monitöründen gelen girdiye yanit olarak havalandirma deligi ve oksijen kaynagini kullanarak sivinin oksijen içerigini ayarlamak üzere konfigüre edilen bir kontrol elemanini içeren bir fermantasyon sistemini Oksijenin kaba akis orani, oksijenasyonun gerekli olmasi halinde nispeten düsük olabilir. Örnegin kontrol elemani kabi, vvm'den az bir oranda oksijene etmek üzere konfigüre edilebilir.
Fermantasyon sistemi ayrica, kap içindeki sivinin seker konsantrasyonunu ve/veya etanol konsantrasyonunu izlemek üzere konfigüre edilen. bir fermantasyon monitörünü ve fermantasyon monitöründen gelen girdiye göre fermantasyonu durdurmak üzere konfigüre edilen bir kontrol elemanini içerebilir. Bazi durumlarda sistem, kontrol elemanindan alinan bir sinyale yanit olarak fermantasyonu durdurmak üzere konfigüre edilen bir fermantasyon durdurma modülünü içerir.
SEKILLERIN AÇIKLAMASI Sekil 1, selülozun glukoze enzimatik hidrolizini gösteren bir diyagramdir.
Sekil 2, bir glukoz solüsyonunun üretimi ve transportu araciligiyla bir besleme stokunun etanole dönüsümünü gösteren bir akis diyagramidir. Sekil 2A, bir düzenlemeye göre bir sekerlestirme sisteminin sematik gösterimidir.
Sekil 3, burada açiklanan solüsyonlari ve süspansiyonlari kullanmak üzere uyarlanmis olan etanol üretim tesisinin sematik diyagramidir.
Sekiller 4 ve 4A, bir nozülden çikan jet akisini gösteren diyagramlardir.
Sekil 5, bir düzenlemeye göre jet akisli bir karistiricinin sematik perspektif görünüsüdür. Sekil 5A, Sekil 5'teki jet akisli karistiricinin jet borusunun ve pervanesinin büyütülmüs perspektif görünüsüdür. Sekil 5B, alternatif› bir pervanenin büyütülmüs perspektif bir görünüsüdür.
Sekil 6, bir düzenlemeye göre emme hazmeli jet karistirma nozülünün diyagramidir. Sekil 6A, bir baska düzenlemeye göre emme hazneli jet karistirma sisteminin perspektif bir görünüsüdür.
Sekil 7, bir baska alternatif düzenlemeye göre emme hazneli jet karistirma sistemine yönelik bir jet karistirma nozülünün sematik perspektif bir görünüsüdür.
Sekil 8, bir tank ve tankin içine yerlestirilen jet havalandirma tipi karistirma sisteminin sematik perspektif bir görünüsüdür, tank, jet karistiricinin ve ilgili boru tesisatinin görülebilmesini saglamak amaciyla saydam olarak gösterilir. Sekil 8A, Sekil 8'deki jet havalandirma sisteminde kullanilan jet karistiricinin perspektif bir görünüsüdür.
Sekil 8B, hava aliminin saglandigi benzer bir sistemin sematik perspektif bir görünüsüdür.
Sekil 9, bir düzenlemeye göre jet havalandirma tipi mikserin kesit görünüsüdür.
Sekil 10, alternatif bir düzenlemeye göre jet havalandirma tipi bir mikserin kesit görünüsüdür.
Sekiller 11-13, jet mikserlerin farkli konfigürasyonlarini içeren tanklardaki alternatif akis yapilarini gösteren diyagramlardir.
Sekil 14, bir düzenlemeye göre geri yikama esnasinda bir tank içinde görülen akis yapisini gösteren bir diyagramdir.
Sekiller 15 ve 15A, pulslu hava tasiyabilen karistirma sisteminin kullanildigi tasima halindeki karistirma islemi için kurulan sirasiyla bir yakit tankerini ve demiryolu tasitini gösterir.
Sekiller 16 ve 16A, alternatif bir düzenlemeye göre bir mikserde kullanilan karistirma basliklarinin iki düzenlemesinin perspektif görünüsleridir.
Sekil 17, bir baska düzenlemeye göre jet havalandirma tipi bir sistemin yandan görünüsüdür, bir tank içindeki nozüllerin çok seviyeli düzenlemesini gösterir.
Sekiller 18 ve 18A, karistirma esnasinda bir tankin duvarlari boyunca birikmeyi minimize eden bir cihazin sirasiyla sematik üstten görünüsü ve perspektif görünüsüdür.
Sekiller 19, 20 ve 21-21A, ayni zamanda tank duvarlari boyunca birikimi minimize ederken karistirma saglayan Çesitli su jeti cihazlarinin görünüsleridir.
Sekil 22, kubbeli bir tabana ve yukaridan tanka dogru uzanan iki jet miksere sahip bir tankin kesit görünüsüdür.
DETAYLI AEIKLAMA Burada açiklanan yöntemler kullanilarak biyokütle (örnegin bitki biyokütlesi, hayvan biyokütlesi ve kentsel atik biyokütlesi), burada açiklananlar gibi faydali ara ürünler ve ürünler üretmek üzere islenebilir. Besleme stoku materyalleri olarak kolaylikla temin edilebilen ancak fermantasyon gibi prosesler ile islenmesi zor olabilen selülozik ve/veya lignoselülozik materyalleri kullanabilen sistemler ve prosesler burada açiklanir. Burada açiklanan proseslerden birçogu, besleme stokunun direnç seviyesini etkili bir sekilde azaltabilir, Ini da örnegin biyo-isleme (örnegin homoasetojen veya heteroasetojen gibi burada açiklanan herhangi bir mikroorganizma ve/veya burada açiklanan herhangi bir enzim ile), termal isleme (örnegin gazlastirma veya piroliz) veya kimyasal yöntemler (örnegin asit hidrolizi veya oksidasyon) ile islenmesini kolaylastirir. Biyokütle besleme stoku, mekanik isleme, kimyasal isleme, radyasyon, sonikasyon, oksidasyon, piroliz veya buhar patlamasi gibi burada açiklanan yöntemlerden herhangi birinin bir veya birkaçi kullanilarak muamele edilebilir veya islenebilir. Çesitli isleme sistemleri ve yöntemleri, bu teknolojilerin veya burada ve herhangi bir yerde açiklanan digerlerinin ikisi, üçü veya dördü veya daha fazlasinin kombinasyonlari halinde kullanilabilir.
Burada açiklanan prosesler, düsük yigin yogunluklu materyaller örnegin yaklasik 0.5 g/cm3'ten az, örnegin yaklasik 0.35 g/cm3, az veya daha az örnegin 0.025 g/cm3'ten az olan bir yigin yogunluguna sahip olacak sekilde önceden fiziksel olarak islenmis selülozik veya lignoselülozik besleme stoklarini kullanabilir. Yigin yogunlugu, ASTM Dl895B kullanilarak belirlenir. Kisaca yöntem, bilinen hacimdeki bir ölçüm silindirinin bir numune ile doldurulmasini ve bir numune agirliginin elde edilmesini içerir. Yigin yogunlugu, gram cinsinden numune agirliginin, santimetre küp cinsinden bilinen silindir hacmine bölünmesi ile hesaplanir.
Besleme stokunun, kolaylikla islenebilen bir forma dönüstürülebilmesi amaciyla besleme stokundaki glukan veya ksilan içeren selüloz, bir sekerlestirme ajani, örnegin bir enzim veya asit ile sekerler gibi düsük moleküler karbohidratlara hidroliz edilir, bu da sekerlestirme olarak refere edilen bir prosestir. Düsük molekül agirlikli karbohidratlar akabinde örnegin, tek hücreli protein tesisi, enzim üretim tesisi veya yakit tesisi örnegin etanol üretim tesisi gibi var olan bir üretim tesisinde kullanilabilir.
Selüloz içeren materyaller, materyalin ve sekerlestirme ajaninin sivi bir ortam örnegin aköz solüsyon gibi bir solvent içinde kombine edilmesi ile sekerlestirme ajani ile islenebilir. Sekerlestirme ajani, materyal ve sivi ortam, örnegin bir veya birkaç jet mikser olmak üzere burada açiklanan karistirma karakteristiklerine sahip bir veya birkaç mikser kullanilarak iyice karistirilir. Bazi uygulamalarda materyal ve/veya sekerlestirme ajani, tek sefer yerine parçalar halinde eklenir. Örnegin Hateryalin bir kismi, sivi ortama eklenir ve materyal en azindan kismen sekerlesene kadar sekerlestirme ajani ile karistirilir, bu noktada materyalin ikinci kismi karisima eklenir. Bu proses, istenen seker konsantrasyonu elde edilene kadar devam edebilir.
Biyokütlenin selüloz ve/veya lignin kisimlari gibi biyokütleyi parçalayan enzimler ve biyokütle yikma organizmalari, çesitli selülolitik enzimleri (sellülazlar), ligninazlari veya çesitli küçük. moleküllü biyokütle yikma metabolitlerini içerir veya üretir. Bu enzimler, biyokütlenin kristalin selüloz veya lignin kisimlarini parçalamak üzere sinerjik olarak etki gösteren enzimlerin bir kompleksi olabilir. Selülolitik enzimlerin örnekleri, endoglukanazlar, sellobiyohidrolazlar ve sellobiyazlari (ß-glukozidazlar) içerir. Sekil 1 referans alindiginda selülozik substrat ilk olarak, oligomerik ara ürünler üretilerek rastgele lokasyonlarda endoglukanazlar ile hidroliz edilir. Bu. ara ürünler akabinde, selüloz polimerin uçlarindan sellobiyoz üretmek üzere sellobiyohidrolaz gibi ekzo-parçalama yapan glukanazlara yönelik substratlardir.
Sellobiyoz, glukozun suda çözünür 1,4-bagli dimeridir. Son olarak sellobiyaz, glukozu vermek üzere sellobiyozu klevaj eder. Uygun sellülazlar, buradaki sonraki bir bölümde açiklanacaktir.
Sekerlestirme prosesi kismen veya tamamen (a) bir üretim ve/Veya (b) tasinirken örnegin demiryolu tasiti, yakit tankeri veya dev tanker veya bir gemi ambarinda gerçeklestirilebilir.
Tam sekerlestirme için gereken süre, proses kosullarina ve kullanilan besleme stoku ve enzime bagli olacaktir.
Sekerlestirme isleminin, kontrollü kosullar altinda üretim tesisinde gerçeklestirilmesi halinde selüloz, yaklasik 12-96 saatte glukoza büyük ölçüde tamamen dönüstürülebilir.
Sekerlestirme isleminin kismen veya tamamen nakil halindeyken gerçeklestirilmesi halinde sekerlestirme islemi daha uzun sürebilir.
Bazi durumlarda sekerlestirme, yaklasik 4 ila 7, örnegin yaklasik 4.5 ila 6 veya yaklasik 5 ila 6 olan bir pH degerinde gerçeklestirilir.
Seker solüsyonundaki glukozun nihai konsantrasyonunun genellikle nispeten yüksek, örnegin agirlikça %15'ten fazla fazla olmasi tercih edilir. Bu, nakledilecek hacmi azaltir ve ayni zamanda solüsyondaki mikrobiyal büyümeyi inhibe eder.
Sekerlestirme sonrasinda suyun hacmi örnegin buharlastirma veya damitma ile azaltilabilir.
Enzim ile besleme stokuna eklenen su miktarinin sinirlandirilmasi ile nispeten yüksek konsantrasyonlu bir solüsyon elde edilebilir. Bu konsantrasyon ayni zamanda ne kadar sekerlestirmenin gerçeklestirileceginin kontrol edilmesi ile kontrol edilebilir. Örnegin konsantrasyon, solüsyona daha fazla besleme stokunun eklenmesi ile arttirilabilir. Ortamdaki besleme stokunun çözünürlügü örnegin, solüsyon sicakliginin arttirilmasi ve/veya asagida açiklanacagi üzere bir sürfaktanin eklenmesi ile arttirilabilir. Örnegin solüsyon, muhafaza edilebilir.
Sekil 2 referans alindiginda bir alkol, örnegin etanol üretimine yönelik bir proses örnegin, boyutunu azaltmak amaciyla örnegin istege bagli olarak besleme stokunun önceden fiziksel olarak islenmesini (adim 110), bu islem öncesinde ve/veya sonrasinda istege bagli olarak besleme stokunun, direnç özelligini azaltmak üzere islenmesini (adim 112) ve bir seker solüsyonunu olusturmak üzere besleme stokunun sekerlestirilmesini (adimi 114) içerebilir. Sekerlestirme, asagida detayli olarak açiklanacagi üzere sivi bir ortam örnegin su içindeki besleme stoku dispersiyonunun bir enzim ile karistirilmasi (adim 111) yoluyla gerçeklestirilebilir.
Sekerlestirme esnasinda veya sonrasinda karisim (sekerlestirmenin kismenr veya tamamen nakliye sirasinda gerçeklestirilmesi halinde) veya solüsyon örnegin boru hatti, demiryolu tasiti, kamyon veya mavna ile bir üretim tesisine tasinabilir (adim 116). Bu tesiste solüsyon, akabinde damitma (adim 120) ile islenen istenen ürünü Örnegin etanolü üretmek üzere biyo-islemeye (adim 118) tabi tutulabilir. Bu prosesin ayri adimlari asagida detayli olarak açiklanacaktir. Istenmesi halinde lignin içerigini ölçme (adim 122) ve proses parametrelerini kurma veya ayarlama (adim 124) adimlari, prosesin çesitli asamalarinda örnegin gösterildigi üzere besleme stoku yapisini degistirmek amaciyla kullanilan proses adimlarindan önce gerçeklestirilebilir. Bu adimlarin dahil edilmesi halinde proses parametreleri, tam tarifnamesinin buraya referans olarak eklendigi 11 Subat 2009'da basvurusu yapilan U.S. Provizyonel Basvuru Numarasi 61/151,724'te açiklandigi üzere besleme stokunun lignin içerigindeki degiskenligi dengelemek amaciyla ayarlanir.
Karistirma adimi (111) ve sekerlestirme adimi (114) Örnegin, Sekil 2A'daki sistem kullanilarak gerçeklestirilebilir. Bu sistem, bir besleme stoku ön islem modülü (132) ile boyutunu azaltmak ve istege bagli olarak direncini azaltmak (yukaridaki adimlar 110 ve 112) üzere islenmis olan besleme stokunu alan bir konveyörü (130) içerir. Besleme stoku (134), tanka valfli bir boru sistemi (gösterilmemistir) ile gönderilen örnegin su gibi sivi bir ortami (138) içeren bir tanka (136) dagitilir.
Bir dagitma sistemi, örnegin 20 Ocak 2010'da basvurusu yapilan U.S. Provizyonel Basvuru No. 61/296,658'de açiklandigi üzere besleme stokunun sivi ortama ilk dagilimini kolaylastirmak amaciyla kullanilabilir.
Bir sekerlestirme ajani, bir ölçme cihazi (142) içeren› bir huniden (140) tanka dagitilir. Tank içerikleri, bir veya birkaç jet mikseri ile karistirilir. Bir jet mikser (144), Sekil 2A'da sematik olarak gösterilir; uygun jet Hdkserlerin örnekleri, asagida detayli olarak açiklanacaktir. Jet mikser, bir pompa ve/veya rotoru (gösterilmemistir) çalistiran bir motor (146) kullanilarak jet üretir. Motor (146) tarafindan uygulanan tork, tank içindeki karisimin kati seviyesi ile iliskilidir, bu da karisimin sekerlestirilme derecesini yansitir. Tork, konveyörü (130) çalistiran bir motora (150) ve ayni zamanda huninin (140) ölçme cihazina (142) bir sinyal gönderen tork monitörü (148) ile ölçülür. Dolayisiyla islenen besleme stoku ve enzim tedariki kesilebilir ve tank içeriklerinin sekerlestirilme isleminin fonksiyonu olarak devam ettirilebilir. Tork monitörü tarafindan ölçülen veriler ayni zamanda jet mikseri örnegin bir rotor kullanan bir miksere yönelik daha düsük. bir RPM degerine veya pompa ile çalistirilan bir miksere yönelik daha düsüj bir jet hizina ayarlamak amaciyla kullanilabilir. Tork monitörü yerine veya buna ek olarak sistem, motorun tam yük amperini ölçen bir Amp monitörünü (gösterilmemistir) içerebilir. Bazi durumlarda jet mikser, motor hizinin ayarlanmasina olanak saglamak üzere degisken frekansli bir tahrik (VFD) içerebilir.
Sistem ayni zamanda, sivi ortamin sicakligini izleyen ve besleme stokunun beslenme oranini ve/Veya sicakliktaki artislara yanit olarak karistirma durumlarini ayarlayan bir isi monitörünü (gösterilmemistir) içerebilir. Bu tür bir sicaklik geri bildirim döngüsü, sivi ortamin, enzimi denatüre edecek bir sicakliga ulasmasini engellemek amaciyla kullanilabilir.
Burada açiklanan sistemde bir veya birkaç pompa kullanildiginda genellikle örnegin kademeli bosluk veya Vidali tip PD pompalari olmak üzere pozitif deplasman (PD) pompalarinin kullanilmasi tercih edilir.
Bazi durumlarda üretim tesisi örnegin var olan tahil temelli veya seker temelli etanol tesisi veya biyo-isleme sisteminden (tipik bir etanol tesisinde genel olarak tahil alma ekipmani, bir çekiçli degirmen, sulu karisim karistirici, pisirme ekipmani ve sivilastirma ekipmani içeren) yukaridaki ekipmanin uzaklastirilmasi veya çikarilmasi yoluyla yeniden 'uyarlanmis olan bir tesis olabilir. Dolayisiyla tesis tarafindan alinan besleme stoku, direkt olarak fermantasyon ekipmanina saglanir.
Yeniden uyarlanmis bir tesis, Sekil 3'te sematik olarak gösterilir. Var olan tane bazli veya seker bazli etanol bitkisinin bu sekilde kullanimi, 11 Subat 2010'da basvurusu yapilan U.S. Seri No. 12/704,52l'de açiklanir. Bazi düzenlemelerde sekerlestirilmis besleme stokunun (seker solüsyonu) ayri bir üretim tesisine veya hatta ayri bir tanka tasinmasi yerine seker solüsyonu, ayni tanka veya sekerlestirme için kullanilan baska bir kaba asilanir ve burada fermente edilir. Fermantasyon, ayni kapta tamamlanabilir veya bu sekilde baslatilabilir ve akabinde yukarida açiklandigi üzere tasima esnasinda tamamlanabilir.
Tek bir tank içinde sekerlestirme ve fermente etme islemi, 20 Ocak 2010'da basvurusu yapilan U.S. Provizyonel Basvuru No. 61/296,673'te açiklanir. Genel olarak. fermantasyon kabindaki oksijen seviyesi örnegin, oksijen seviyesinin izlenmesi ve tankin havalandirmasi veya gerektiginde karisimin havalandirilmasi ile kontrol edilmelidir. Ayni zamanda kaptaki etanol seviyesinin izlenmesi istenebilir, böylece etanol seviyesi düsmeye basladiginda fermantasyon prosesi örnegin, isitma veya sodyum bisülfit eklenmesi ile durdurulabilir.
Fermantasyonun durdurulmasina iliskin diger yöntemler, peroksit (örnegin peroksi asetik asit veya hidrojen peroksit) eklenmesi, süksünik asit veya bir tuzunun eklenmesi, kap içeriginin sogutulmasi veya oksijen dagitma oraninin azaltilmasini içerir. Bu yöntemlerin herhangi ikisinin veya daha fazlasinin kombinasyonu kullanilabilir. Fermantasyonun tasima esnasinda yürütülecek olmasi veya tamamlanacak olmasi halinde tasima kabi (örnegin bir demiryolu tasiti veya tankerin tanki), bir oksijen monitörü ve etanol monitörü içeren bir kontrol birimi ve sodyum bisülfiti (veya diger fermantasyon sonlandirma katkisini) tanka uygulamaya. yönelik bir uygulama sistemi ve/veya fermantasyonu durdurmak üzere tanktaki parametrelerin ayarlanmasina yönelik bir sistem ile donatilabilir.
Istenmesi halinde jet karistirma, fermantasyon esnasinda kullanilabilir ve fermantasyonun, sekerlestirme ile ayni kapta yürütülmesi halinde ayni ekipman kullanilabilir. Ancak bazi düzenlemelerde jet karistirma gerekli degildir. Örnegin fermantasyonun, tasima esnasinda yürütülmesi halinde demiryolu tasitinin veya tankerin hareketi yeterli karistirma saglayabilir.
BESLEME STOKU, ENZIM VE SIVININ KARISTIRILMASI Karistirma Karakteristikleri Çesitli türlerde karistirma cihazlari asagida açiklanir ve diger karistirma cihazlari kullanilabilir. Uygun mikserlerin ortak özelligi yüksek hizda sirküle eden akis, örnegin halka veya elips seklindeki bir yapida olan akis üretmeleridir.
Genel olarak tercih edilen mikserler, yüksek yigin akis orani sergiler. Tercih edilen mikserler, bu karistirma etkisini nispeten düsük enerji tüketimi ile saglar. Ayni zamanda genellikle Hdkserin, nispeten düsük parçalama olusturmasi ve parçalama ve/veya isinin sekerlestirme ajanini (veya örnegin fermantasyon durumunda mikroorganizmayi) olumsuz olarak etkileyebilmesi nedeniyle sivi ortamin isinmasini engellemesi tercih edilir. Asagida daha detayli olarak açiklanacagi üzere tercih edilen bazi mikserler karisimi bir giristen, bir rotor veya pervane içerebilen bir karistirma elemanina çeker ve akabinde karisimi bir çikis nozülü araciligiyla karistirma elemanindan çikarir. Nozülden çikan jetin yüksek hizi ve bu sirküle etme etkisi, karistirma elemaninin yönüne bagli olarak sivinin yüzeyi üzerinde yüzen inateryalin veya tankin. dibine çökmüs olan inateryalin dagitilmasinar yardini eder. Karistirma elemanlari, yüzen ve çöken materyali dagitmak amaciyla farkli yönlerde konumlandirilabilir ve karistirma elemanlarinin yönü Tercih edilen bazi karistirma sistemlerinde jetin hizi (va, ambiyant sivisi. ile karsilastiginda. yaklasik 2 ila 300 m/s, örnegin yaklasik 5 ila 150 m/s veya yaklasik 10 ila 100 m/s'dir. Karistirma sisteminin güç tüketimi, 100,000 L'lik bir kullaniminin, maliyet verimliligi açisindan düsük olmasi tercih edilir.
Jet Karistirma Jet karistirma, yüksek hizli sivinin batik jeti veya batik birkaç jetinin, bu durumda biyokütle besleme stoku, akiskan ortani ve sekerlestirme ajani olan sivi ortamina tahliyesini içerir. Sivi jeti, akiskan ortama nüfuz eder, enerjisi, türbülans ve baslangiçtaki bir' miktar isi ile dagitilir. Bu türbülans, hiz gradyanlari (akiskan kesmesi) ile iliskilidir.
Etraftaki akiskan hizlandirilir ve jet akisina sürüklenir, bu sürüklenen sekonder akis, jet nozülünden olan mesafe arttikça artar. Sekonder akisin momentumu, akis bir duvara, zemine veya baska bir engele çarpmadigi sürece jet genlestikçe genellikle sabit kalir. Akis, herhangi bir engele çarpmadan önce ne kadar uzun süre akarsa sekonder akisa o oranda fazla sivi sürükleniry bu da tank veya kaptaki yigin akisini arttirir.
Bir engel ile karsilastiginda sekonder akis, asagi yukari tankin geometrisine örnegin, akisin engele Çarptigi açiya bagli olarak momentum kaybedecektir. Genel olarak tanka yönelik hidrolik kayiplar ndnimize edilecek sekilde jetlerin yönlendirilmesi ve/veya tankin tasarlanmasi istenir. Örnegin Sekil 22'de gösterildigi üzere tankin, kavisli bir tabana (örnegin kubbe seklinde tepe plakasi) sahip olmasi ve jet mikserlerinin nispeten yan duvarlara yakin yönlendirilmesi istenebilir. Tank tabani (alt tepe plakasi), istenen herhangi bir kubbeli konfigürasyona sahip olabilir veya eliptik 'veya konik bir geometriye sahip olabilir.
Jet karistirma, birçok sivi/sivi ve sivi/kati karistirma isleminden tahrik kuvvetinin, mekanik yerine hidrolik olmasi yönünden farklilik gösterir. Mekanik bir karistiricinin yaptigi gibi sivinin kesilmesi ve karistirma kabi çevresine itilmesi yerine jet mikser, diger siviyi sürükleyen yüksek hizda jetler olusturarak siviyi, tank içindeki bir veya birkaç nozülden ittirir. Sonuç, tank içerigini etkili bir sekilde karistiran kesme (akiskana karsi akiskan) ve sirkülasyondur.
Sekil 4 referans alindiginda batik jetten gelen çekirdek akis ve etraftaki akiskan arasindaki yüksek hiz gradyani, girdaplara neden olur. Sekil 4A, batik bir jetin genel karakteristiklerini gösterir. Batik jet, etraftaki ambiyant ortamina genlestiginde hiz profili, nozülden olan mesafe (x) arttikça düzlesir. Ayni zamanda hiz gradyani (dV/dr), belirli bir mesafede (x) r (jetin merkez hattindan olan mesafe) ile degisir, böylece karistirma alanini (nozülden konik genlesme) belirleyen girdaplar olusturulur.
Havada batik bir jete iliskin deneysel bir çalismada (sonuçlari, su da dahil herhangi bir akiskana uygulanabilir) Albertson Vd. (“Diffusion of Submerged Jets," Paper 2409, Amer. Soc. of Civil Engineers Transactions, Vol. 115z639-697, l950, p. 657), v(x)pw/vo (merkez hatti hizi), v(r)x/v(x)pm (belirli bir x'teki hiz profili), Qx/Qo (akis sürüklenmesi) ve Ek/Eo (x ile enerji degisimi) için boyutsuz iliskiler gelistirmistir: (1) Merkez hatti hizi, V(X)Fw/mx (2) herhangi bir x'teki hiz profili, Vfrûx/V(X)Foz %& i = 0.79 - 33r_2 (3) herhangi bir x'teki akis ve enerji: v(r = 0) = batik jetin merkez hatti hizi (m/s), 1% = jetin nozülden çiktigindaki hizi (m/s), X nozülden olan mesafe (m), r = jetin merkez hattindan olan mesafe (m), Qx = nozülden belirli bir mesafede (x) belirli herhangi bir düzlem boyunca olan akiskan akisi (me/s), Qo : nozülden çikan akiskanin akisi (m3/s), E = nozülden belirli bir mesafede (x) belirli herhangi bir düzlem boyunca akiskanin enerji akisi (m3/s), Eh = nozülden çikan akiskanin enerji akisi (HQ/s).
("Water Treatment Unit Processes: Physical and Chemical," David W. Hendricks, CRC Press 2006, p. 411.) Jet karistirma özellikle büyük hacimli (1,000 gal üzerinde) ve düsük Viskoziteli ( uygulamalarda uygun maliyetlidir. Genellikle çogu durumda jet mikserin pompasi veya nwtoru batirilmadiginda avantajlidir, örnegin bir pompa kullanildiginda genel olarak kabin disina yerlestirilir.
Jet karistirmanin bir avantaji, ambiyant akiskani sicakliginin (bir miktar lokalize isitmanin olabildigi nozülün çikisina direkt olarak bitisik olmasi haricinde) sadece hafif oranda artmasidir. Örnegin sicaklik, 5°C'den daha az, l°C'den daha az arttirilabilir veya ölçülebilir herhangi bir dereceye kadar arttirilamaz.
Jet Akisli Karistiricilar Jet akisli karistiricinin bir türü, Sekiller 5-5A'da gösterilir. Bu mikser türü, ROTOTRONTM markasi ile örnegin alindiginda mikser (200), bir tahrik saftini (204) döndüren bir motoru (202) içerir. Bir karistirma elemani (206), tahrik saftinin (204) ucuna monte edilir. Sekil 5A'da gösterildigi üzere karistirma elemani (206), bir mahfazayi (208) ve bu mahfazanin içinde bir pervaneyi (210) içerir. Oklar ile gösterildigi üzere pervane, “ileri” yönünde döndürüldügünde pervane (210) siviyi mahfazanin açik üst ucundan (212) içeri çeker ve siviyi, açik alt uçtan (214) disari ittirir. Uçtan (214) çikan sivi, yüksek hizli akis veya jet formundadir.
Pervanenin (210) dönüs yönünün tersine çevrilmesi halinde sivi, alt uçtan (214) içeri çekilebilir~ ve üst 'uçtan (212) çikarilabilir. Bu örnegin, bir tank veya kap içindeki sivinin yüzeyinin yakininda veya üzerinde yüzen katilari emmek amaciyla kullanilabilir. (“üst” ve “alt” terimlerinin, Sekil 'teki mikserin yönüne refere ettigi bilinmelidir; mikser tank içinde üst uç, alt ucun altinda olacak sekilde könumlandirilabilir).
Mahfaza (208), uçlarina bitisik olarak genisletilmis alanlari (216 ve 218) içerir. Bu genisletilmis alanlarin, genel olarak bu mikser türü ile gözlenen toroidal akisa katki sagladigina inanilir. Mahfaza ve pervane geometrisi ayni zamanda, nispeten düsük güç tüketimi kullanarak akisi, yüksek hizli bir akima yogunlastirir.
Tercihen mahfaza (208) ile pervane (210) arasindaki bosluk, mahfazadan geçerken materyalin asiri derecede ögütülmesini engellemeye yetecek kadardir. Örnegin bosluk, karisimdaki katilarin ortalama partikül boyutunun en az 10 kati, tercihen en az 100 kati olabilir.
Bazi uygulamalarda saft (204), saft araciligiyla gaz dagitimina izin verecek sekilde konfigüre edilir. Örnegin saft (204), içerisinden gazin uygulandigi bir deligi (gösterilmemistir) ve içerisinden gazin karisima dogru çiktigi bir veya birkaç agzi içerebilir. Bu agizlar, karistirma islemini arttirmak amaciyla mahfaza (208) içinde ve/veya saft (204) uzunlugu boyunca diger lokasyonlarda olabilir.
Pervane (210), siviyi mahfazadan yüksek hizda çekecek istenen herhangi bir geometriye sahip olabilir. Pervane tercihen, Sekil 5A'da gösterildigi üzere bir deniz pervanesidir ancak Sekil 5B'de gösterildigi üzere örnegin bir Rushton pervanesi veya modifiye bir Rushton pervanesi olmak üzere farkli bir tasarima sahip olabilir, örnegin bir miktar eksenel akis saglamak amaciyla egilebilir.
Mahfazada› yüksek› hizli akis olusturmak amaciyla Inotor (202) RPM'de çalisabilen yüksek hizli, yüksek torklu bir motordur.
Ancak mikser büyüdükçe (örnegin mahfaza büyüdükçe ve/Veya motor büyüdükçe) rotasyonel hiz azalabilir. Dolayisiyla 5 hp, hp, 20 hp veya 30 hp veya daha büyük olmak üzere büyük bir mikserin kullanilmasi halinde motor, örnegin 2000 RPM'den az, l500 RPM'den az veya 500 RPM veya daha az olmak üzere daha düsük rotasyonel hizlarinda çalisacak sekilde tasarlanabilir. Örnegin l0,000-20,000 litrelik bir tanki karistiracak sekilde boyutlandirilan bir rnikser, 900 ila 1,200 RPM olan hizlarda çalisabilir. Motor torku, örnegine katilarin sekerlesmesinden dolayi karistirma kosullari zaman içinde degistikçe nispeten sabit bir pervane hizini korumak amaciyla tercihen kendiliginden ayarlanabilir.
Avantajli olarak mikser, jet akisini istenen yöne yönlendirmek amaciyla istenen herhangi bir açida veya lokasyonda yönlendirilebilir. Ayrica yukarida açiklandigi üzere pervanenin dönüs yönüne bagli olarak mikser, siviyi mahfazanin iki ucunun birinden çekmek üzere kullanilabilir.
Bazi uygulamalarda kapta iki veya daha fazla jet mikser konumlandirilabilir, bir veya birkaçi, siviyi yukari dogru püskürtmek (“yukari pompa") üzere konfigüre edilir ve bir veya birkaçi, siviyi asagi dogru püskürtmek (“asagi pompa”) üzere konfigüre edilir. Bazi durumlarda yukari pompalama mikseri, mikserler tarafindan olusturulan türbülansi arttirmak amaciyla asagi pompalama mikserine bitisik olarak konumlandirilacaktir. istenmesi halinde bir veya birkaç mikser, isleme esnasinda yukari yönlü akis ile asagi yönlü akis arasinda degistirilebilir. Özellikle yukari pompalama isleminin yüzeyde önemli bir türbülans olusturmasi nedeniyle besleme stokunun sivinin yüzeyine bosaltilmasi veya üflenmesi halinde besleme stokunun sivi ortamda ilk kez dagitilmasi esnasinda mikserlerin tümünün veya çogunun yukari pompalama moduna geçirilmesi avantajli olabilir. Yukari pompalama islemi ayni zamanda, gazin, havalandirilabildigi yüzeyde kabarcik olusturmasina neden olunarak sividan CO2'yi uzaklastirmaya yardim etmek amaciyla fermantasyon esnasinda kullanilabilir.
Emme Hazneli Jet Mikserler Jet mikserin bir baska türü, bir pompadan basinçli sivi dagitan primer nozül, içerisinden primzer nozül ile daha genis giris arasindaki basinç düsüsü araciligiyla ortam. sivisinin çekildigi primer nozüle bitisik bir emme girisi ve emme girisi ile sekonder nozül arasinda uzanan bir emme haznesini içerir.
Yüksek hizdaki sivi jeti, sekonder nozülden çikar.
Bu türdeki mikserin bir örnegi Sekil 6'da gösterilir.
Gösterildigi üzere mikserde (600), bir pompadan (gösterilmemistir) gelen basinçli sivi, giris geçidinden (602) akar ve primer nozülden (603) çikar. Ortam sivisi, basinçli sivinin akisindan kaynaklanan basinç düsüsü ile emme girisi (604) yoluyla emme haznesine (606) çekilir. Kombine akis, sekonder nozül (608) araciligiyla yüksek hizda emme haznesinden ortam sivisina dogru çikar. Karisma islemi, çikan sivi jetinin jet etkisi nedeniyle emme haznesinde ve ortam sivisinda meydana gelir.
Benzer bir prensibe göre çalisan bir karistirma sistemi Sekil 6A'da gösterilir. Bu tasarimi barindiran mikserler, FlygtTM markali jet mikserler olarak ITT Water ve Wastewater firmalarindan ticari olarak temin edilebilir. Sistemde (618) pompa (620), emme nozülü sisteminden (622) tanka (gösterilmemistir) dagitilan bir primer akis olusturur. Emme nozülü sistemi (622), primer` nozülden çikan sivi tarafindan indüklenen basinç düsüsü nedeniyle ortam sivisinin, ejektör borunun (628) bitisik açik ucuna (626) çekilmesine neden olunarak yukarida açiklanan primer nozüle (603) benzer bir sekilde fonksiyon yapan bir primer nozülü (624) içerir.
Kombine akis akabinde, sekonder nozül olarak fonksiyon yapan ejektör borunun (628) diger ucundan (630) yüksek hizli jet olarak çikar.
Edüktör nozül olarak refere edilen Sekil 7'de gösterilen nozül, benzer prensip ile çalisir. Bu tasarimi barindiran bir nozül, TeeJet® markasi ile ticari olarak temin edilebilir.
Gösterildigi üzere nozülde (700) basinçli sivi, bir giris (702) araciligiyla içeri akar ve ortam sivisini bir difüzörün (708) açik. ucuna (706) dogru içeri çekerek primer nozülden (704) çikar. Kombine akis, giris akis orani (A) ve sürüklenen ortam sivisinin akis oraninin (B) toplami olan sirkülasyon akis oraninda (A + B) difüzörün karsi açik ucundan (710) Jet Havalandirma Tipi Mikserler Kullanilabilen bir baska jet karistirma sistemi tipi, atik su endüstrisinde “jet havalandirmali karistirma" olarak refere edilir. Atik su endüstrisinde bu mikserler tipik olarak, havalandirma saglamak amaciyla basinçli hava ve sivi karisimi jetini dagitmak amaciyla kullanilir. Ancak mevcut uygulamada bazi durumlarda jet havalandirma tipi mikserler, asagida açiklanacagi üzere basinçli gaz olmadan kullanilir. Jet havalandirma mikserlerinin çalisma prensibi net olmasi açisindan ilk olarak basinçli gaz ile kullanimlari baglaminda açiklanacaktir.
Sekiller 8-8B'de gösterilen mikser (800) gibi anaforlu bir jet mikser, merkezi bir göbek (804) üzerine radyal düzende monte edilmis birçok jeti (802) içerir. Jetlerin radyal düzeni karistirma enerjisini tank boyunca düzgün bir sekilde dagitir.
Anaforlu jet mikser, tankin merkez ekseni etrafinda toroidal akis saglamak amaciyla gösterildigi üzere bir tank içinde merkezi olarak konumlandirilabilir. Anaforlu jet mikser, anaforlu jet miksere yüksek hizda sivi tedarik eden boru (806) üzerine monte edilebilir. Sekil 8B'de gösterilen düzenlemede hava ayni zamanda, boru (812) yoluyla anaforlu jet miksere tedarik edilir. Yüksek hizli sivi, tankin disina yerlestirilen ve tankin yan duvarindaki bir giris (810) ile siviyi içeri çeken bir pompa (808) araciligiyla dagitilir.
Sekiller 9 ve 10, bir gaz ve sivi akimini karistirma ve yüksek hizda bir jet çikarmak üzere tasarlanan nozül konfigürasyonlarinin iki türünü gösterir. Bu nozüller, Sekiller 8 ve 8A'da gösterilen anaforlu jet mikserinden kismen farkli bir sekilde konfigüre edilir ancak benzer sekilde fonksiyon görür. Sekil 9'da gösterilen sistemde (900) birinci veya hareketli sivi, bir sivi hatti (902) araciligiyla içerisinden sivinin yüksek hizda bir karistirma bölgesine (906) ilerledigi iç nozüllere (904) yönlendirilir. Ikinci bir sivi örnegin sikistirilmis hava, nitrojen veya karbon dioksit gibi bir gaz veya bir sivi, ikinci hat (908) yoluyla karistirma bölgesine girer ve iç nozüller araciligiyla karistirma bölgesine (906) giren hareketli sivi içinde sürüklenir. Bazi durumlarda ikinci sivi, enzimin oksidasyonunu azaltmak amaciyla nitrojen veya karbon dioksittir. Iki hattan gelen kombine akis, dis nozüller (910) araciligiyla karistirma tankina püskürtülür. Ikinci sivinin bir gaz olmasi halinde minik. kabarciklar, karisim. içindeki sivi içinde sürüklenir.
Sivi, bir pompa ile sivi hattina (902) tedarik edilir.
Kullanilmasi halinde gaz, kompresörler ile saglanir. Ikinci sivi olarak bir sivinin kullanilmasi halinde bu, sivi hattindan (902) giren sivi ile ayni hiza veya farkli bir hiza sahip olabilir.
Sekil 10, alternatif bir nozül tasarimini (1000) gösterir, burada dis nozüller (1010) (sadece biri gösterilmektedir), ikinci hatta (1008) paralel olarak konumlandirilan sivi hattini (1002) içeren uzun bir elemanin (1011) uzunlugu boyunca konumlandirilir. Her nozül, tek bir dis nozülü (1010) ve tek bir iç nozülü (1004) içerir. Hareketli sivinin ikinci sivi ile karisimi, yukarida açiklanan sistemdeki (900) ile ayni sekilde ilerler.
Sekiller 11 ve 12, nozüllerin, uzun bir eleman boyunca konumlandirildigi jet havalandirma tipi karistirma sistemlerinin örneklerini gösterir. Sekil 11'de gösterilen örnekte uzun eleman (1102), tankin (1104) çapi boyunca konumlandirilir ve nozüller (1106), biri, merkezi uzun elemanin yaninda olmak üzere genel olarak eliptik akisin iki bölgesini içeren gösterilen akis yapisini olusturmak üzere nozülden zit yönlerde uzanir. Sekil 12'de gösterilen örnekte tank (1204) genel olarak dikdörtgen bir kesite sahiptir ve uzun eleman (1202), tankin bir yan duvari (1207) boyunca uzanir. Bu durumda nozüllerin (1206) tamami, karsi yan duvara (1209) dogru ayni yöne bakar. Bu durum, tank içindeki sivinin, tank uzunlugu boyunca genellikle merkezi olarak uzanan majör bir eksen etrafinda eliptik oldugu gösterilen akis yapisini olusturur. Sekil 12'de gösterilen düzenlemede nozüller, örnegin yataydan yaklasik 15 ila 30 derecelik bir açida tank zeminine dogru egimli olabilir.
Sekil 13'te gösterilen bir baska düzenlemede nozüller (1302, 1304) ve emme girisi (1306), tank içeriginin, tankin merkezi dikey ekseni etrafinda toroidal, dönen halka konfigürasyonunda çevrilmesine ve döndürülmesine neden olacak sekilde düzenlenir. Toroid yüzeyi etrafindaki akis, dönen sarmal bir yapi olusturularak tank merkezinden asagi, zemin boyunca, duvarlardan yukari ve tekrar* merkeze çekilir, bu da Inerkezi süpürür* ve katilarin çökmesini engeller. Toroidal yapi ayni zamanda, yüzen katilarin, tabana çekildigi ve tank içerigi ile homojen hale geldigi tank merkezine hareket ettirilmesinde etkilidir. Sonuç, tankin Ölü noktalarini minimize eden sürekli sarmal bir akis yapisidir.
Geri Yikama Bazi durumlarda burada açiklanan jet nozülleri, tikali hale gelebilir, bu da verimin ve maliyet etkinliginin düsmesine neden olabilir. Nozül tikanikligi, hareketli sivinin akisinin nozülden tersine çevrilmesi yoluyla giderilebilir. Örnegin Sekil 14'te gösterilen sistemde bu, pompa (1404) ile nozüllere kapatilmasi ve ikinci pompanin (1410) aktive edilmesi yoluyla saglanir. Ikinci pompa (1410) nozüller araciligiyla siviyi içeri çeker. Sivi akabinde, valfin (1402) kapatilmasi nedeniyle dikey borudan (1412) yukari ilerler. Sivi, tank içinde resirkülasyon amaciyla çikisindaki (1414) dikey borudan (1412) çikar.
Tasinma Durumunda Karistirma/Portatif Mikserler Yukarida belirtildigi üzere istenen sekerlesmenin, kismen veya tamamen karisimin tasinmasi esnasinda örnegin besleme stokunun islenmesine yönelik birinci isleme tesisi ile etanol gibi nihai bir ürünün üretimine yönelik ikinci isleme tesisi arasinda gerçeklesmesi istenebilir. Bu durumda karistirma, demiryolu tasiti veya diger bir portatif kullanim için tasarlanan bir jet Hdkser kullanilarak yürütülebilir. Bu tür mikserlerin örnekleri asagidar açiklanacaktir. Sekiller` 15 ve 15A'da sematik olarak gösterildigi üzere mikserler (1602, 1604), örnegin bir kamyonun (Sekil 15) veya demiryolu tasitinin (Sekil 15A) tankina bir port (1606) araciligiyla yerlestirilebilir. Mikser, tankin disinda bulunan, örnegin kullanilan karistirma sisteminin tipine bagli olarak bir motor ve/veya besleme veya sikistirilmis hava ve mikserin Çalismasini kontrol etmek üzere konfigüre edilen bir kontrol elemani içerebilen bir kontrol sistemi (1608) kullanilarak çalistirilabilir. Ayni zamanda havalandirma (gösterilmemistir) saglanabilir.
Diger Karistirma Sistemleri/Nozülleri Pulslu hava/sivi Alternatif bir mikser türü, karisima pulslar halinde dagitilan bir gazi kullanir. Bu tür bir mikser, portatif demiryolu tasiti mikseri örnegi olarakr Sekiller 15 ve 15A'da sematik olarak gösterilir. Yüksek basinçli gazin ölçülü miktarlari, tank tabaninin yanina konumlandirilmis yassi yuvarlak diskler (hizlandirici plakalar) altinda enjekte edilir veya pulslanir.
Havanin aniden serbest birakilmasi siviyi soklar. Gaz, plaka ile tank zemini arasinda disari dogru hareket ettikçe çökmüs olan katilari süpürür. Gaz akabinde plaka üzerinde büyük, oval sekilli kabarciklar halinde birikir. Her kabarcik yüzeye yükseldiginde siviyi yukarisina dogru ve tank çevresine dogru disari yönde ittirir. Sivi, tankin yan taraflarina dogru hareket eder ve tank duvarindan asagi yönde tabana dogru ilerler. Kabarciklarin bu hareketi katlari yüzeye dogru ittirir ve tankta genel olarak dairesel veya toroidal bir sivi sirkülasyonu olusturur. Gaz örnegin, hava, nitrojen veya karbon dioksit olabilir. Tank, karistirma esnasinda gazin tanktan çikmasina izin vermek üzere havalandirilir (gösterilmemistir).
Düsük Hizli Karistiricilar Sekiller 16 ve 16A, nispeten düsük hizlarda rotasyonel karistirma islemine yönelik. bir saft (gösterilmemistir) üzerine monte edilmek üzere konfigüre edilen karistiricilari gösterir. Bu karistiricilar örnegin, bir safti almak üzere yerlestirilen merkezi montaj göbegi (1703) etrafindaki destek kollarina (1701) monte edilen iki karistirma elemani (1702) (Sekil 16) veya üç karistirma elemani (Sekil 16A) içerir.
Karistirma elemanlari (1702), her birinin bir birinci uca (1704) ve ikinci uca (1706) sahip oldugu kesik koniler formundadir. Birinci uç, ikinci ucun kesitinden daha büyük bir kesite sahiptir. Karistirma elemanlari, karistirma elemanlarinin merkezi eksenleri, karistirma elemanlarinin rotasyon düzlemine göre bir açida yerlestirilecek sekilde konumlandirilir.
Karistirici, sivinin, her karistirma elemaninin sivri ucunda türbülansli akis olusturulmasi yoluyla dinamik akis kosullari olusturularak birinci uçtan (1704) içe ve daha yüksek hizda ikinci uçtan (1706) disari akmasinin saglandigi bir yönde döndürülür. Karistirma elemanlarinin rotasyon düzlemine göre açisi, bitisik bir tank veya kap duvarinin yakininda yukari dogru akan ve tank veya kabin merkezi kisminda destek kollari (1701) arasindaki ara bosluklardan geçtigi mikser safti ile es eksenli olarak asagi dogru akan sürekli kapali dairesel bir akisa sebep olma egilimindedir. Bu dairesel akisin siddeti, açinin büyüklügüne baglidir.
Bu türdeki mikserler, Visco-JetTM markasi ile Inotec firmasindan ticari olarak temin edilebilir. Demiryolu tasitina veya diger bir tasima kabina konabilen katlanir mikserler temin edilebilir. Benzer türdeki bir mikser, tam tarifnamesinin buraya referans olarak eklendigi U.S. Patent No. 6,921,194'te açiklanir.
Tank Duvarlari üzerinde Birikmenin Minimize Edilmesi Bazi durumlarda özellikle teorik veya pratik limite yaklasan kati seviyelerinde materyal, karistirma islemi esnasinda tankin yan duvari ve/veya taban duvari boyunca› birikebilir. ile sonuçlanabilmesi nedeniyle istenmeyen bir durumdur.
Birikmeyi minimize etmek ve tank içinde iyi karisim saglamak amaciyla birkaç yaklasim kullanilabilir. Örnegin jet karistirma cihazlarina ek olarak tank, bir kazima cihazi örnegin tankin yan tarafini “çekçek” seklinde kaziyan bir biçaga sahip bir cihaz ile saglanabilir. Bu tür cihazlar örnegin süt endüstrisinde iyi bilinir. Uygun karistiricilar, Walker Engineered Products, New Lisbon, WI tarafindan üretilen yan ve taban Süpürmeli karistiricilar ve kaziyici biçakli karistiricilari içerir. Sekil 18'de gösterildigi üzere bir yan ve dip süpürmeli karistirici (1800), tankin ekseni etrafinda dönecek sekilde monte edilmis merkezi uzun bir elemani (1802) içerebilir. Yan duvar kaziyici biçaklar (1804), uzun elemanin (1802) her bir ucuna monte edilir ve uzun elemana göre bir açida yerlestirilir. Gösterilen düzenlemede bir çift taban duvari kaziyici biçagi (1806), tank tabaninda biriken herhangi bir materyali kazimak üzere uzun eleman (1802) üzerindeki bir orta noktaya monte edilir. Bu kaziyicilar, materyalin tank tabaninda birikmemesi halinde dahil edilmeyebilir. Sekil 18A'da gösterildigi üzere kaziyici biçaklar (1804), yan duvar boyunca konumlandirilmis birçok kaziyici eleman formunda olabilir. Diger düzenlemelerde kaziyici biçaklar süreklidir veya istenen bir baska geometriye sahip olabilir.
Diger düzenlemelerde jet mikser, birikmeyi minimize edecek sekilde konfigüre edilir. Örnegin jet mikser, karistirma esnasinda hareket eden bir veya birkaç hareketli basligi ve/veya esnek parçayi içerebilir. Örnegin jet mikser, uzunlugu boyunca birçok jet nozülüne sahip dönebilen uzun bir elemani içerebilir. Uzun eleman, Sekil 19'da gösterildigi üzere düzlemsel olabilir veya düzlemsel olmayan bir sekle sahip olabilir örnegin, Sekil 20'de gösterildigi üzere tank duvarlarinin sekline uyum saglayabilir.
Sekil 19 referans alindiginda jet mikser nozülleri, bir motor (1902) ve saft (1904) tarafindan tahrik edilen uzun döner bir eleman (1900) üzerine yerlestirilebilir. Su veya bir baska sivi, örnegin bir pompa pervanesi (1906) ile döner elemandaki geçitlerden pompalanir ve eleman (1900) dönerken jet agizlarindan (1908) birçok jet olarak çikar. Tank yan duvarlarindaki birikmeyi azaltmak amaciyla agizlar (1910), elemanin (1900) uçlarinda saglanabilir.
Sekil 20'de gösterilen düzenlemede tankin (2000) belirli sekline uyum saglamak üzere uzun eleman, yatay olarak uzanan kollar (2002), asagi dogru egimli parçalar (2004), disa ve yukari dogru egimli parçalar (2006) ve dikey olarak uzanan parçalari (2008) içerir. Sivi, uzun eleman içindeki geçitlerden, içerisinden uzun eleman dönerken jetlerin yayildigi birçok jet agzina (38) pompalanir.
Sekiller* 19 ve 20'de gösterilen düzenlemelerin her ikisinde jetler karistirma saglarken ayni zamanda tankin yan duvarlarini da yikar.
Diger düzenlemelerde jet mikser, içerisinden jetlerin dagitildigi esnek elemanlari ve veya ayarlanabilir elemanlari (örnegin bükülebilen veya teleskopik borular) içerebilir. Örnegin Sekiller 21 ve 21A'da sematik olarak gösterildigi üzere jet karistirma cihazi, yüzer tipte bir havuz temizleyici seklinde esnek borulardan olusturulabilir. Gösterilen sistemde yan duvarindaki giristen (2104) dagitir. Ikmal hortumu (2102), bir dizi samandira (2108) ve firdöndü (2110) ile tanktaki sivinin yüzeyi boyunca uzanir. Birçok esnek hortum (2112), üst uçlarinda ikmal hortumunun (2102) yüzen parçasindaki aralikli T baglantilarina (2114) baglanir. Sivi, esnek hortumlarin (2112) açik distal uçlarindan püskürtülür, bu da tank içeriklerinin karistirilmasi ve tankin yan duvarlari üzerindeki birikintilerin uzaklastirilmasi ile sonuçlanir.
Bazi uygulamalarda yukarida açiklanan düzenlemelerin kombinasyonlari kullanilabilir. Örnegin düzlemsel ve düzlemsel olmayan döner veya salinimli uzun elemanlarin kombinasyonlari kullanilabilir. Yukarida açiklanan hareketli nozül düzenlemeleri, birbiri ile ve/veya kaziyicilar ile kombinasyon halinde kullanilabilir. Birçok hareketli nozül düzenlemesi birlikte kullanilabilir, örnegin Sekil 19'da gösterilen döner elemanlarin iki veya. daha. fazlasi, tank içinde dikey olarak istiflenebilir. Birçok döner eleman kullanildiginda bunlar, ayni yönde veya zit yönlerde ve ayni hizda veya farkli hizlarda dönmek üzere konfigüre edilebilir.
MATERYALLER Biyokütle Materyalleri Biyokütle, örnegin selülozik veya lignoselülozik bir materyal olabilir. Bu tür materyaller, kagit ve kagit ürünleri (örnegin, poli-kapli kagit ve Kraft kagidi), ahsap, ahsap ile iliskili materyaller, örnegin sunta, çim, çeltik kavuzlari, küspe, jüt, kenevir, keten, bambu, sisal, abaka, hasir, dalli dari, alfalfa, saman, misir koçani, misir sapi-yapragi, Hindistan cevizi tüyü ve örnegin pamuk gibi d-selüloz içeriginin yüksek oldugu materyalleri içerir. Besleme stoklari, örnegin islenmemis iskarta tekstil materyalleri örnegin artiklar, son tüketici atiklari örnegin paçavralardan elde edilebilir. Kagit ürünleri kullanildiginda bunlar islenmemis materyaller, örnegin islenmemis iskarta materyaller olabilir veya son tüketici atiklari olabilir. islenmemis ham materyaller disinda son tüketici, endüstriyel (örnegin, sakatat) ve isleme atiklari (örnegin kagit islemeden gelen atik. madde) da fiber kaynaklari olarak kullanilabilir.
Biyokütle besleme stoklari ayni zamanda, insan (örnegin kanalizasyon), hayvan ve bitki atiklarindan elde edilebilir veya derive edilebilir. Ek selülozik ve lignoselülozik materyaller, U.S. Patent No. açiklanmistir.
Bazi düzenlemelerde biyokütle materyali, bir veya birkaç ß- sayisal ortalamali molekül agirligina sahip bir materyal olan veya bunu içeren bir karbohidrati içerir. Bu tür bir karbohidrat, ß(l,4)-glikozidik baglarin yogusturulmasi ile (6- glukoz l)'den derive edilen selülozdur (I) veya bunu içerir.
Bu bag, nisasta ve diger karbohidratlarda bulunan d(l,4)- glikozidik baglara yönelik olan ile kendini zitlastirir.
Nisastali materyalleri, nisastanin kendisini örnegin misir nisastasi, bugday nisastasi, patates nisastasi veya pirinç nisastasi, bir nisasta derivesini veya nisasta, örnegin yenebilir bir besin ürünü veya bir mahsul içeren bir materyali içerir. Örnegin nisastali materyal, arakasya, karabugday, muz, arpa, manyok, japon sarmasigi, Yeni Zelanda yami, hint irmigi, sorgum, normal ev patatesi, tatli patates, gölevez, yam veya bir veya birkaç fasulye, örnegin bakla, mercimek veya bezelye olabilir. Herhangi iki veya dahar fazla nisastalir materyalin karisimlari da nisastali materyallerdir.
Bazi durumlarda biyokütle, mikrobiyal bir materyaldir.
Mikrobiyal kaynaklar, bunlarla sinirli olmamak üzere örnegin protistler, örnegin hayvan protistleri (örnegin kamçililar, ameboidler, silliler gibi protozoa ve sporozoa) ve bitki protistleri (örnegin algler örnegin alveolatlar, klorarakinofitler, kriptomonadlar, öglenalar, glakofitler, haptofitler, kirmizi algler, stramenopiller ve yesil bitiler) olmak üzere karbohidrat kaynagi içeren veya saglayabilen dogal olarak görülen veya genetik olarak modifiye edilmis herhangi bir mikroorganizmayi veya organizmayi içerir. Diger örnekler, deniz yosunu, plankton (örnegin makroplankton, mezoplankton, mikroplankton, nanoplankton, pikoplankton ve femptoplankton), fitoplankton, bakteriler (örnegin gram pozitif bakteriler, gram negatif bakteriler ve ekstremofiller), maya ve/veya bunlarin karisimlarini içerir. Bazi örneklerde mikrobiyal biyokütle, dogal kaynaklardan örnegin okyanus, göl, su kaynagi, örnegin tuzlu su veya tatli su veya karadan elde edilebilir. Alternatif veya ek olarak mikrobiyal biyokütle, kültür sistemlerinden örnegin büyük ölçekli kuru ve islak kültür sistemlerinden elde edilebilir.
Sekerlestirme Ajanlari Uygun enzimler, biyokütleyi parçalayabilen sellobiyazlar ve sellülazlari içerir.
Uygun sellobiyazlar, NOVOZYME 188TM markasi ile satilan Aspergillus niger'den elde edilen bir sellobiyazdir.
Sellülazlar, biyokütleyi parçalayabilir ve fungal veya bakteri orijinli olabilir. Uygun enzimler, Bacillus, Pseudomonas, Humicola, Fusarium, Thielavia, Acremonium, Chrysosporium ve Trichoderma cinslerinden elde edilen sellülazlari içerir ve özellikle Humicola insolens (Scytalidium thermophilum olarak yeniden siniflandirilmistir bakiniz örnegin, U.S. Patent 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 obclavatum, Acremonium pinkertoniae, Acremonium roseogriseum, Acremonium incoloratum ve Acremonium furatum türlerinden; tercihen Humicola insolens DSM 1800, Füsarium oxysporum DSM 2672, Myceliophthora thermophila CBS 117.65, Cephalosporium sp. RYM-202, Acremonium sp. CBS 478.94, Acremonium Sp. CBS acremonium AHU 9519, Cephalosporium sp. CBS 535.71, Acremonium brachypeniumCBS 866.73, Acremonium dichromosporum CBS pinkertoniae CBS 157.70, Acremonium roseogriseum CBS furatum CBS 299.7OH türlerinden seçilen bir sus tarafindan üretilenler olmak üzere Humicola, Coprinus, Thielavia, Eusarium, NWceliophthora, Acremonium, Cephalosporium, Scytalidium, Penicillium veya Aspergillus (bakiniz örnegin, EP 458162) türlerini içerir. Sellülolitik enzimler ayni zamanda Chrysosporium'dan, tercihen bir Chrysosporium lucknowense susundan elde edilebilir. Ayrica Trichoderma (özellikle Trichoderma Viride, Trichoderma reesei ve Trichoderma koningii), alkalofilik Bacillus (bakiniz ve Streptomyces (bakiniz örnegin, EP 458162) kullanilabilir. Örnegin Accellerase® 1500 enzim kompleksi olmak üzere ACCELLERASE® markasi ile Genencore'dan elde edilebilenler gibi enzim kompleksleri kullanilabilir. Accellerase 1500 enzim kompleksi, çogunlukla ekzoglukanaz, endoglukanaz ( olmak üzere birçok enzim aktivitesini içerir ve 4.6 ila 5.0 olan bir pH degerine sahiptir. Enzim kompleksinin endoglukanaz aktivitesi, karboksimetilselüloz aktivite birimleri (CMC U) olarak ifade edilirken beta-glukozidaz aktivitesi, pNP- glukozit aktivite birimleri (pNPG U) cinsinden bildirilir. Bir düzenlemede Accellerase® 1500 enzim kompleksi ve NOVOZYMETM 188 sellobiyaz karisimi kullanilir.
Bazi uygulamalarda sekerlestirme ajani bir asit, örnegin mineral bir asidi içerir. Bir asit kullanildiginda mikroorganizmalar için toksik olan es-ürünler üretilebilir, bu durumda proses ayrica, bu es-ürünlerin uzaklastirilmasini içerebilir. Bu uzaklastirma islemi, aktif karbon, örnegin aktif kömür veya uygun diger teknikler kullanilarak gerçeklestirilebilir.
Fermantasyon Ajanlari Fermantasyonda kullanilan mikroorganizmalar, dogal mikroorganizmalar ve/veya gelistirilmis mikroorganizmalar olabilir. Örnegin mikroorganizma örnegin, selülolitik bakteri, mantar, örnegin maya, bitki veya protist örnegin alg, protozoa veya mantar benzeri protist örnegin, civik mantar olabilir.
Organizmalar uyumlu oldugunda organizmalarin karisimlari kullanilabilir.
Uygun fermente edici mikroorganizmalar, glukoz, ksiloz, arabinoz, mannoz, galaktoz, oligosakkaritler veya polisakkaritler gibi karbohidratlari fermantasyon ürünlerine dönüstürme kapasitesine sahiptir. Fermente edici mikroorganizmalar, örnegin Sacchromyces cerevisiae (ekmek mayasi), Saccharomyces distaticus, Saccharomyces uvarunz olmak üzere Sacchromyces spp. cinsi; örnegin Kluyveromyces marxianus, Kluyveromyces fragilis türü olmak üzere Kluyveromyces cinsi; örnegin Candida pseudotropicalis ve Candida brassicae, Pichia stipitis (Candida shehatae akrabasi) olmak üzere Candida cinsi; örnegin Clavispora lusitaniae ve Clavispora opuntiae türleri olmak üzere Clavispora cinsi; örnegin Pachysolen tannophilus türü olmak üzere Pachysolen cinsi; örnegin Bretannomyces clausenii türü olmak üzere Bretannomyces cinsinin suslarini içerir (Philippidis, G. P., 1996, Cellulose bioconversion technology, in Handbook on Bioethanol: Production and Utilization, Wyman, C.E., ed., Taylor & Francis, Washington, DC, 179-212).
Ticari olarak temin edilebilir mayalar örnegin, Red Star®/Lesaffre Etanol Kirmizi (Red Star/Lesaffre, USA'dan temin edilebilir), FALI® (Burns Philip Food. Inc., USA. subesi olan Fleischmann's Yeast firmasindan temin edilmistir,), SUPERSTART® (su anda Lalemand olan Alltech'ten temin edilmistir), GERT STRAND® (Gert Strand AB, Isveç'ten temin edilmistir) ve FERMOL®'ü (DSM Specialties'ten temin edilmistir) Örnegin Zymomonas mobilis ve Clostridium thermocellum olmak üzere bakteriler de fermantasyonda kullanilabilir (Philippidis, 1996, yukarida yer almaktadir).
Katki Maddeleri Antibiyotikler Sekerlestirilmis solüsyonda genellikle yüksek seker konsantrasyonuna sahip olunmasi tercih edilirken, daha düsük konsantrasyonlar kullanilabilir, bu durumda örnegin genis spektrumlu bir antibiyotik olmak üzere antimikrobiyal bir katki maddesinin örnegin 50 ila 150 ppm o1mak üzere düsük bir konsantrasyonda eklenmesi istenebilir. Uygun olan diger antibiyotikler, amfoterisin B, ampisilin, kloramfenikol, siprofloksasin, gentamisin, higromisin b, kanamisin, neomisin, penisilin, puromisin, streptomisini içerir. Antibiyotikler, tasima ve saklama esnasinda mikroorganizmalarin büyümesini inhibe edecektir ve örnegin agirlikça 15 ile 1000 ppm arasinda, örnegin 25 ile 500 ppm olmak üzere arasinda veya 50 ile 150 ppm arasinda olmak üzere uygun konsantrasyonlarda kullanilabilir. Istenmesi halinde seker konsantrasyonunun nispeten yüksek olmasi halinde dahi eklenebilir.
Sürfaktanlar Sürfaktan eklenmesi, sekerlesme oranini arttirabilir.
Sürfaktanlarin örnekleri, iyonik olmayan sürfaktanlar örnegin Tween® 20 veya Tween® 80 polietilen glikol sürfaktanlar, iyonik sürfaktanlar veya amfoterik sürfaktanlari içerir. Uygun olan diger sürfaktanlar, oktilfenol etoksilatlari örnegin Dow Chemical'dan ticari olarak temin edilebilen TRITONTM X serisi iyonik olmayan sürfaktanlari içerir. Bir sürfaktan ayni zamanda, özellikle yüksek konsantrasyonlu solüsyonlarda olmak üzere solüsyonda üretilmekte olan sekeri muhafaza etmek amaciyla eklenebilir.
Sekerlestirme Ortami Bir düzenlemede ortam, bilesenlerin asagidaki konsantrasyonlarina sahiptir: Maya nitrojen bazi 1.7 g/L Pepton 6.56 g/L Tween® 80 sürfaktani lO g/L BESLEME STOKUNUN FIZIKSEL ISLEMI Bazi uygulamalarda besleme stoku, sekerlestirme ve/Veya fermantasyon öncesinde fiziksel olarak islenir. Fiziksel isleme prosesleri, mekanik isleme, kimyasal isleme, isinlama, sonikasyon, oksidasyon, piroliz veya buhar patlamasi gibi burada açiklananlardan herhangi birinden biri veya birkaçini içerebilir. Isleme yöntemleri, bu teknolojilerin ikisi, üçü, dördü veya hatta tümünün kombinasyonlarinda (herhangi bir sirada) kullanilabilir. Birden fazla islem yönteminin kullanilmasi durumunda yöntemler, ayni zamanda veya farkli zamanlarda uygulanabilir. Bir biyokütle besleme stokunun bir moleküler yapisini degistiren diger prosesler ayrica, tek basina veya burada açiklanan prosesler ile kombinasyon halinde kullanilabilir.
Mekanik Islemler Bazi durumlarda yöntemler, biyokütle besleme stokunun mekanik olarak islenmesini içerebilir. Mekanik islemler, örnegin, kesme, degirmenden geçirme, presleme, ögütme, kirpma ve dogramayi içerir. Degirmenden geçirme örnegin, bilyeli degirmenden geçirme, çekiçli degirmenden geçirme, rotor/stator kuru veya yas degirmenden geçirme veya diger degirmenden geçirme türlerini içerebilir. Diger mekanik islemler, örnegin tas degirmenden geçirme, çatlatma, mekanik yarma veya yirtma ve hava sürtünmeli degirmenden geçirmeyi içerir.
Mekanik islem, materyallerin selülozu zincir kesilmesi ve/Veya kristalliligin azaltilmasina daha yatkin hale getirilerek selülozik veya lignoselülozik materyallerin “açilmasi”, avantajli olabilir. Açik materyaller ayrica isinlanmasi durumunda oksidasyona daha yatkin olabilir.
Bazi durumlarda mekanik islem, kesme, ögütme, kirpma, toz haline getirme veya dograma yoluyla oldugu gibi alinan sekilde besleme stokunun ilk hazirlanmasini, örnegin materyallerin boyutlarinin küçültülmesini içerebilir. Örnegin bazi durumlarda gevsek besleme stoku (örnegin, geri dönüstürülmüs kagit, nisastali materyaller veya dalli dari) kirpma veya parçalama yoluyla hazirlanir.
Alternatif veya ek olarak besleme stoku materyali ilk olarak, örnegin kimyasal isleme, radyasyon, sonikasyon, oksidasyon, piroliz veya buhar patlamasi olmak üzere diger fiziksel isleme yöntemlerinden bir veya birkaçi ile fiziksel olarak isleme tabi tutulur ve akabinde mekanik olarak isleme tabi tutulur.
Bu dizi, örnegin isinlama veya piroliz gibi olmak üzere diger islemlerin biri veya daha fazlasi ile isleme tabi tutulan materyallerin daha kolay kirilmaya yatkin olmasi nedeniyle avantajli olabilir ve bu nedenle mekanik islem yoluyla materyalin moleküler yapisinin daha fazla degistirilmesi daha kolay olabilir.
Bazi düzenlemelerde besleme stoku materyali, bir fibröz materyal formundadir ve mekanik islem, fibröz materyallerin fiberlerini açikta birakmak üzere kirpmayi içerir. Kirpma, örnegin bir döner biçakli kesici kullanilarak gerçeklestirilebilir. Besleme stokunun mekanik olarak islenmesinin diger yöntemleri, örnegin degirmenden geçirme veya ögütmeyi içerir. Degirmenden geçirme örnegin çekiçli degirmen, bilyeli degirmen, koloit degirmen, konik veya koni degirmen, diskli degirmen, sili degirmeni, Wiley degirmeni veya ögütme degirmeni kullanilarak gerçeklestirilebilir. Ögütme, örnegin bir tas ögütücü, igneli ögütücü, kahve ögütücü veya diskli ögütücü kullanilarak gerçeklestirilebilir. Ögütme, örnegin bir igneli degirmende oldugu gibi pistonlu bir igne veya diger eleman ile saglanabilir. Diger mekanik islem yöntemleri, mekanik yarma veya yirtma, materyale basinç uygulayan diger yöntemler ve hava sürtünmeli degirmenden geçirmeyi içerir. Uygun mekanik islemler ayrica, besleme stokunun moleküler yapisini degistiren diger teknikleri istenmesi halinde mekanik olarak islenmis materyal, örnegin açiklik boyutuna sahip olan bir elekten geçirilebilir. Bazi düzenlemelerde kirpma veya diger mekanik islem ve elekten geçirme es zamanli olarak gerçeklestirilir. Örnegin döner biçakli bir kesici, besleme stokunu es zamanli olarak kirpmak ve elekten geçirmek üzere kullanilabilir. Besleme stoku, bir elekten geçen ve bir kutuda yakalanan kirpilmis bir materyali saglamak üzere sabit kanatlar ve döner kanatlar arasinda Selülozik veya lignoselülozik materyal, bir kuru halde (örnegin bunun yüzeyi üzerinde çok suya sahip veya suya sahip degildir), hidratlanmis bir halde (örnegin agirlikça yüzde ona kadar absorbe edilmis suya sahip) veya örnegin agirlikça yaklasik yüzde 10 ile yaklasik yüzde 75 arasinda suya sahip olan islak bir halde mekanik olarak isleme tabi tutulabilir.
Fiber kaynagi, su, etanol veya izopropanol gibi bir sivi altina kismen veya tamamen batirilirken mekanik olarak da isleme tabi tutulabilir.
Selülozik veya lignoselülozik materyal ayrica, bir gaz (hava disinda gaz akimi veya atmosferi gibi), örnegin oksijen veya nitrojen veya buhar altinda mekanik olarak isleme tabi tutulabilir.
Istenmesi halinde lignin, lignin içeren fibröz materyallerin herhangi birinden uzaklastirilabilir. Ayni zamanda selüloz içeren materyallerin parçalanmasinda yardimci olmak üzere materyal, isi, kimyasal (örnegin mineral asidi, baz veya sodyum hipoklorid gibi güçlü bir oksitleyici) ve/Veya bir enzim ile mekanik islem veya isinlama öncesinde veya sirasinda isleme tabi tutulabilir. Örnegin ögütme, bir asidin varliginda gerçeklestirilebilir.
Mekanik isleme sistemleri, örnegin yüzey alani, gözeneklilik, yigin yogunlugu gibi spesifik morfoloji karakteristikleri ve fibröz besleme stoklari durumunda uzunluk ila genislik orani gibi fiber karakteristikleri olan akislar üretmek üzere konfigüre edilebilir.
Bazi düzenlemelerde mekanik olarak islenmis materyalin bir BET yüzey alani, 0.1 ný/g'den daha fazla, örnegin, 0.25 nF/g'den daha fazla, 0.5 nP/g'den daha fazla, 1.0 ný/g'den daha fazla, 1.5 nF/g'den daha fazla, 1.75 HF/g'den daha fazla, 5.0 HF/g'den daha fazla, 10 HF/g'den daha fazla, 25 Hý/g'den daha fazla, 35 mz/g'den daha fazla, 50m2/g'den. daha fazla, 60 mZ/g'den. daha fazla, 75 m2/g'den daha fazla, 100 mZ/g'den daha fazla, 150 m2/g'den daha fazla, 200 mZ/g'den daha fazla veya hatta 250 nF/g'den daha fazladir.
Mekanik olarak islenmis materyalin bir gözenekliligi, örnegin yüzde 20'den daha fazla, yüzde 25'ten daha fazla, yüzde 35'ten daha fazla, yüzde 50'den daha fazla, yüzde 60'tan daha fazla, yüzde 70'ten daha fazla, yüzde 80'den daha fazla, yüzde 85'ten daha fazla, yüzde 90'dan daha fazla, yüzde 92'den daha fazla, yüzde 94'ten daha fazla, yüzde 95'ten daha fazla, yüzde 97.5'ten daha fazla, yüzde 99'dan daha fazla veya hatta yüzde 99.5'ten daha fazla olabilir.
Bazi düzenlemelerde mekanik isleme sonrasinda materyal, 0.025 g/cm3 gibi daha az olmak üzere 0.25 g/cm3'ten az olan bir yigin yogunluguna sahiptir. Yigin yogunlugu, ASTM D1895B kullanilarak belirlenir. Kisaca yöntem, bilinen hacimdeki bir ölçüm silindirinin, bir numune ile doldurulmasini ve bir numune agirliginin elde edilmesini içerir. Yigin yogunlugu, gram cinsinden numune agirliginin metreküp cinsinden silindirin bilinen hacmine bölünmesi ile hesaplanir.
Besleme stokunun bir fibröz materyal olmasi halinde, hatta bunlarin birden fazla kirpilmis olmasi halinde mekanik olarak10 islenmis materyalin fiberleri, nispeten büyük bir ortalama uzunluk ila çap oranina (örnegin, 20 ila l'den fazla) sahip olabilir. Ek olarak burada açiklanan fibröz materyallerin fiberleri, nispeten. dar' bir* uzunluk› ve/Veya uzunluk› ila çap orani dagilimina sahip olabilir.
Burada kullanildigi uzere ortalama fiber genislikleri (örnegin çaplar), yaklasik olarak 5,000 fiberin rastgele seçilmesi yoluyla optik olarak belirlenenlerdir. Ortalama fiber uzunluklari, düzeltilmis uzunluk agirlikli uzunluklardir. BET (Brunauer, Emmet ve Teller) yüzey alanlari, çok noktali yüzey alanlaridir ve gözenekler, civa gözenekliligi yoluyla belirlenenlerdir.
Besleme stokunun bir fibröz materyal olmasi halinde mekanik olarak islenmis materyalin fiberlerinin ortalama fiber uzunluk çap orani, örnegin 8/l'den fazla, örnegin, lO/l'den fazla, fazla olabilir. Mekanik olarak islenmis materyalin bir ortalama fiber uzunlugu, örnegin yaklasik 0.5 mm ile 2.5 mm arasinda, örnegin yaklasik 0.75 mm ile 1.0 mm arasinda olabilir ve ikinci fibröz materyalin (14) bir ortalama genisligi (örnegin çap), örnegin yaklasik 5 um ile 50 um arasinda, örnegin, yaklasik 10 nm ile 30 nm arasinda olabilir.
Bazi düzenlemelerde besleme stokunun bir fibröz materyal olmasi halinde mekanik islenmis materyalin fiber uzunlugunun standart sapmasi, mekanik olarak islenmis materyalin bir ortalama fiber uzunlugunun yüzde 60'indan daha az, örnegin ortalama uzunlugun yüzde 50'sinden daha az, ortalama uzunlugun yüzde 40'indan daha az, ortalama uzunlugun yüzde 25'inden daha az, ortalama uzunlugun yüzde lO'undan daha az, ortalama uzunlugun yüzde 5'inden daha az veya hatta ortalama uzunlugun yüzde l'inden daha az olabilir.
Bazi durumlarda düsük yigin yogunluklu bir materyalin hazirlanmasi, materyalin yogunlastirilmasi (örnegin bunun baska bir bölgeye tasinmasini daha kolay ve daha az maliyetli hale getirmek üzere) ve akabinde materyalin daha az yigin yogunluklu bir hale döndürülmesi istenebilir. Yogunlastirilmis materyaller, burada açiklanan yöntemlerin herhangi biri olabilir veya burada açiklanan yöntemlerin herhangi biri ile islenen herhangi bir materyal akabinde, örnegin tam tarifnamelerinin buraya referans olarak eklendigi U.S. Seri yogunlastirilabilir.
Radyasyon Islemi Bir veya birkaç radyasyon ile isleme dizisi, besleme stokunu islemek ve diger isleme adimlarina ve/Veya dizilerine girdi olarak fonksiyon yapan yapisal olarak modifiye edilmis bir materyali saglamak üzere kullanilabilir. Isinlama örnegin besleme stokunun molekül agirligini ve/Veya kristalliligini azaltabilir. Radyasyon ayni zamanda materyalleri ve materyali biyo-prosese tabi tutmak için gerekli olan herhangi bir ortami sterilize edebilir.
Bazi düzenlemelerde atomik orbitalinden bir elektronu serbest birakan bir materyalde depolanan enerji, materyalleri isinlamak üzere kullanilir. Radyasyon, (l) alfa partikülleri veya protonlar gibi agir yüklü partiküller, (2) örnegin beta bozunmasi veya elektron demeti hizlandiricilarda üretilen elektronlar veya (3) elektro-manyetik radyasyon, örnegin gama isinlari, X isinlari veya ultraviyole isinlari tarafindan saglanabilir. Bir yaklasimda radyoaktif maddeler tarafindan üretilen radyasyonr besleme stokunu isinlamakr üzere kullanilabilir. Diger bir yaklasimda elektromanyetik radyasyon (örnegin, elektron demeti yayicilar kullanilarak üretilir) besleme stokunu isinlamak üzere kullanilabilir. Bazi düzenlemelerde (1) ila (3)'ün herhangi bir siradaki veya es zamanli kombinasyonu kullanilabilir. Uygulanan dozlar, istenen etki ve belirli besleme stokuna baglidir.
Bazi örneklerde zincir kesilmesinin istenebilmesi ve/Veya polimer zincir fonksiyonelliginin istenebilmesi durumunda protonlar, helyum çekirdegi, argon iyonlari, silikon iyonlari, neon iyonlari, karbon iyonlari, fosfor iyonlari, oksijen iyonlari veya nitrojen iyonlari gibi elektronlardan daha agir olan partiküller kullanilabilir. Halka açici zincir kesmenin istenmesi durumunda pozitif yüklü partiküller, gelismis halka açici zincir kesmeye yönelik olarak bunlarin Lewis asit özelliklerine yönelik olarak kullanilabilir. Örnegin maksimum oksidasyonun istenmesi durumunda oksijen iyonlari kullanilabilir ve maksimum nitrasyonun istenmesi durumunda nitrojen iyonlari kullanilabilir. Agir partiküllerin ve pozitif yüklü partiküllerin kullanimi, U.S. Seri No. 12/417,699'da açiklanir.
Bir yöntemde bir birinci sayisal ortalamali molekül agirligina (Mm) sahip selüloz olan veya bunu içeren bir birinci materyal, birinci sayisal ortalamali molekül agirligindan daha düsük ikinci bir sayisal ortalamali Inolekül agirligina (Mmû sahip olan selülozu içeren ikinci bir materyali saglamak üzere örnegin iyonize edici radyasyon (örnegin, gama radyasyonu, X- isini radyasyonu, lOO IHH ila isigi, bir elektron demeti veya diger yüklü partiküller) ile isinlanir. Ikinci materyal (veya birinci ve ikinci materyal), burada açiklananlar gibi bir ara ürünü veya bir ürünü üretmek üzere ikinci ve/veya birinci materyali veya bunun bilesen sekerleri veya lignini kullanabilen bir mikroorganizma (enzim islemi ile veya bu olmaksizin) ile kombine edilebilir.
Ikinci materyalin, bir birinci materyale göre düsük bir molekül agirligina ve bazi durumlarda da düsük bir kristallilige sahip selüloza sahip olmasi nedeniyle ikinci10 materyal genellikle bir mikroorganizma ve/Veya bir enzimi içeren bir solüsyonda daha çok dagilabilir, sisebilir ve/veya çözülebilir. Bu özellikler, istenen bir ürünün, örnegin etanolün üretim orani ve/Veya üretim seviyesini büyük ölçüde gelistirebilmek üzere birinci materyale göre kimyasal, enzimatik ve/veya biyolojik saldiriya karsi ikinci materyali daha yatkin hale getirir.
Bazi düzenlemelerde ikinci sayisal ortalamali molekül agirligi (Mm), birinci sayisal ortalamali molekül agirligindan (Mm) yaklasik yüzde lO'dan daha fazla,örnegin yaklasik yüzde 15, yüzde 75'ten daha fazla oranda daha düsüktür.
Bazi durumlarda ikinci materyal, birinci materyalin selülozunun kristalliliginden (CU daha düsük olan bir kristallilige (C2) sahip selülozu içerir. Örnegin (C2), (C1)'den yaklasik yüzde 10'dan daha fazla örnegin yaklasik 15, daha fazla oranda daha düsük olabilir.
Bazi düzenlemelerde baslangiçtaki kristallilik indeksi (isinlama öncesi), yaklasik yüzde 40 ila yaklasik 87.5, örnegin yaklasik yüzde 50 ila yaklasik 75 veya yaklasik yüzde 60 ila yaklasik 70'tir ve isinlama sonrasindaki kristallilik indeksi, yaklasik yüzde 10 ila yaklasik 50, örnegin yaklasik yüzde 15 ila yaklasik 45 veya yaklasik yüzde 20 ila yaklasik 40'tir. Ancak bazi düzenlemelerde örnegin yogun isinlama sonrasinda yüzde 5'ten az kristallilige sahip olunmasi mümkündür. Bazi düzenlemelerde isinlama sonrasinda materyal büyük ölçüde amorftur.
Bazi düzenlemelerde baslangiçtaki sayisal ortalamali molekül agirligi (isinlama öncesi), yaklasik 200,000 ila yaklasik sonrasindaki sayisal ortalamali molekül agirligi, yaklasik 125,000'dir. Ancak bazi düzenlemelerde örnegin yogun isinlama sonrasinda yaklasik 10,000'den az veya yaklasik 5,000'den az bir sayisal ortalamali molekül agirligina sahip olunmasi mümkündür. Bazi düzenlemelerde ikinci materyal, birinci materyalin oksidasyon (0;) seviyesinden daha yüksek olan bir oksidasyon (02) seviyesine sahip olabilir. Materyalin daha yüksek bir oksidasyon seviyesi, materyali kimyasal, enzimatik veya biyolojik saldiriya karsi yatkinligini daha arttirarak bunun dagilabilirligi, sisebilirligi ve/veya çözülebilirligine yardimci olabilir. Bazi düzenlemelerde ikinci materyalin birinci nmteryale göre oksidasyon seviyesini arttirmak üzere oksidize edici bir ortam altinda, örnegin bir hava veya oksijen örtüsü altinda gerçeklestirilir, böylece birinci materyalden daha fazla oksidize olan ikinci bir materyal üretilir. Örnegin ikinci materyal, daha fazla hidroksil grubu, aldehit grubu, keton grubu, ester grubu veya karboksilik asit grubuna sahip olabilir, bu da hidrofilikligini arttirabilir. iyonize Edici Radyasyon Her bir radyasyon formu, radyasyon enerjisi ile belirlendigi üzere belli etkilesimler araciligiyla karbon içeren materyali iyonize eder. Agir yüklü partiküller Coulomb saçilimi yoluyla öncelikle iyonize olur; ayrica bu etkilesimler, maddeyi daha fazla iyonize edebilen enerjik elektronlari üretir. Alfa partikülleri, bir helyum. atomunun çekirdegi ile aynidir ve bizmut, polonyum, astatin, radon, fransiyum, radyum, çesitli aktinitler, örnegin aktinyum, toryum, uranyum, neptünyum, küriyum, kaliforniyum, amerikyum. ve plütonyum gibi çesitli radyoaktif çekirdeklerin alfa bozunmasi yoluyla üretilir.
Partiküllerin kullanilmasi durumunda bunlar nötr (yüksüz), pozitif yüklü veya negatif yüklü olabilir. Yüklü olmasi durumunda yüklü partiküller tek bir pozitif veya negatif yükü veya birçok yükü, örnegin bir, iki, üç veya hatta dört veya daha fazla yükü tasiyabilir. Zincir kesmenin istendigi durumlarda pozitif yüklü partiküller, kismen bunlarin asidik yapisindan dolayi istenebilir. Partiküllerin kullanilmasi durumunda partiküller, örnegin bir dingin elektronun 500, bir dingin elektronun kütlesine veya daha fazlasina sahip olabilir. Örnegin partiküller, yaklasik 1 atomik birim ila yaklasik 150 atomik birim, örnegin yaklasik 1 atomik birim ila yaklasik 50 atomik birim veya yaklasik 1 ila yaklasik 25, olabilir. Partikülleri hizlandirmak üzere kullanilan hizlandiricilar, elektrostatik DC, elektrodinamik DC, RF lineer, manyetik indüksiyon lineer veya sürekli dalga olabilir. Örnegin siklotron tipi hizlandiricilar, Rhodotron® sistemi gibi olmak üzere IBA, Belçika'dan temin edilebilirken DC tipi hizlandiricilar, Dynamitron® gibi olmak üzere simdilerde IBA Industial olan RDI'dan temin edilebilir.
Iyonlar ve iyon hizlandiricilar, Introductory Nuclear Physics, Kenneth S. Krane, John Wiley & Sons, Inc. (1988), Krsto Meeting, 18-20 Mart 2006, Iwata, Y. Et al., "Alternating- Phase-Focused IH-DTL for Heavy-Ion Medical Accelerators" Proceedings of EPAC 2006, Edinburgh, Iskoçya ve Leaner, C.M. et al., "Status of the Superconducting ECR Ion Source Venus" Proceedings of EPAC 2000, Viyana, Avusturya'da tartisilmaktadir.
Gama radyasyonu, birçok materyale dogru önemli bir penetrasyon derinligine sahip olma avantajina sahiptir. Gama isinlarinin kaynaklari, radyoaktif çekirdekler, örnegin kobalt, kalsiyum, teknetyum, krom, galyum, indiyum, iyot, demir, kripton, samaryum, selenyum, sodyum, talyum ve ksenonu içerir.
X isinlarinin kaynaklari, tungsten veya molibden veya alasimlar gibi metal hedefler ile elektron isini çarpismasini veya Lyncean tarafindan ticari olarak üretilenler gibi kompakt isik kaynaklarini içerir.
Ultraviyole radyasyona yönelik kaynaklar, döteryum ve kadmiyum lambalarini içerir.
Kizilötesi radyasyona yönelik kaynaklar, safir, çinko veya selenit pencereli seramik lambalari içerir.
Mikrodalgalara yönelik kaynaklar, klistronlar, Slevin tipi RF kaynaklari veya hidrojen, oksijen veya nitrojen gazlarini kullanan atom isini kaynaklarini içerir.
Bazi düzenlemelerde bir elektron demeti, radyasyon kaynagi olarak kullanilir; Bir elektron demeti, yüksek doz oranlari (örnegin, saniyede 1, 5 veya hatta 10 Mrad), yüksek verimlilik, daha az kapsama ve daha az sinirlama ekipmani avantajlarina sahiptir. Elektronlar ayrica zincir kesmeye neden olmada daha verimli olabilir. Ek olarak 4-10 MeV'lik enerjilere sahip olan elektronlar, 5 ile 30 mm veya 40 mm gibi daha fazla olan bir penetrasyon derinligine sahip olabilir.
Elektron demetleri, örnegin elektrostatik jeneratörler, kaskad jeneratörleri, transformatör jeneratörleri, bir saçilim Sistemine sahip düsük enerjili hizlandiricilar, bir lineer katoda sahip düsük enerjili hizlandiricilar, lineer hizlandiricilar ve darbeli hizlandiricilar ile üretilebilir.
Iyonize edici bir radyasyon kaynagi olarak elektronlar, örnegin 0.5 inçten daha az, örnegin 0.4 inç, 0.3 inç, 0.2 inçten daha az veya 0.1 inçten daha az olmak üzere nispeten10 ince materyal bölümlerine yönelik olarak yararli olabilir.
Bazi düzenlemelerde elektron demetinin her bir elektronunun enerjisi, yaklasik 0.3 MeV ila yaklasik 2.0 MeV (milyon elektron volt), örnegin, yaklasik 0.5 MeV ila yaklasik l.5 MeV veya yaklasik 0.7 MeV ila yaklasik 1.25 MeV'dir.
Elektron demeti isinlama cihazlari, Ion Beam Applications, Louvain-la-Neuve, Belçika 'veya Titan Corporation, San Diego, CA'dan ticari olarak temin edilebilir. Tipik elektron enerjileri, l MeV, 2 MeV, 4.5 MeV, 7.5 MeV veya 10 MeV olabilir. Tipik elektron demeti isinlama cihazi gücü, 1 kW, 5 Besleme stokunun depolimerizasyon seviyesi, kullanilan elektron enerjisi ve uygulanan doza bagliyken maruziyet süresi güç ve doza baglidir. Tipik dozlar, l kGy, 5 kGy, 10 kGy, 20 kGy, 50 kGy, lOO kGy veya 200 kGy degerlerini alabilir.
Iyon Partikül Isinlari Elektronlardan daha agir olan partiküller, karbohidratlar veya karbohidratlar içeren materyaller örnegin selülozik materyaller, lignoselülozik materyaller, nisastali materyaller veya bunlardan ve burada açiklanan digerlerinden herhangi birinin karisimlari gibi materyalleri isinlamak amaciyla kullanilabilir. Örnegin protonlar, helyum çekirdekleri, argon iyonlari, silikon iyonlari, neon iyonlari, karbon iyonlari, fosfor iyonlari, oksijen iyonlari veya nitrojen iyonlari kullanilabilir. Bazi düzenlemelerde elektronlardan daha agir olan partiküller, daha yüksek zincir kesme miktarlarini (daha hafif partiküllere göre) indükleyebilir. Bazi durumlarda pozitif yüklü partiküller, asiditeleri nedeniyle negatif yüklü partiküllerden daha yüksek zincir kesme miktarlarini indükleyebilir.
Daha agir partikül isinlari örnegin lineer hizlandiricilar veya siklotronlar kullanilarak olusturabilir. Bazi düzenlemelerde isinin her partikülünün enerjisi, yaklasik 1.0 MeV/atomik birim ila yaklasik 6,000 MeV/atomik birim, örnegin eyaklasU< 3 MeV/ atomik birim ila yaklasik 4,800 MeV/atomik birim veya yaklasik 10 MeV/ atomik birim ila yaklasik 1,000 MeV/atomik birimdir.
Belirli düzenlemelerde örnegin biyokütle materyalleri olmak üzere karbon içeren materyalleri isinlamak amaciyla kullanilan iyon isinlari, birden fazla iyon türü içerebilir. Örnegin iyon isinlari, iki veya daha fazla (örnegin üç, dört veya daha fazla) farkli iyon türünün karisimlarini içerebilir. Örnek niteligindeki karisimlar, karbon iyonlari ve protonlar, karbon iyonlari ve oksijen iyonlari, nitrojen iyonlari ve protonlar ve demir iyonlari ve protonlari içerebilir. Daha genel olarak yukarida açiklanan iyonlardan herhangi birinin karisimlari (veya diger her türlü iyon), isinlayici iyon isinlarini olusturmak amaciyla kullanilabilir. Özellikle nispeten hafif ve nispeten daha agir iyonlarin karisimlari, tek bir iyon isininda kullanilabilir.
Bazi düzenlemelerde materyallerin isinlanmasina yönelik iyon isinlari, pozitif yüklü iyonlari içerir. Pozitif yüklü iyonlar örnegin pozitif yüklü hidrojen iyonlari (örnegin protonlar), asal gaz iyonlari (örnegin helyum, neon, argon), karbon iyonlari, nitrojen iyonlari, oksijen iyonlari, silikon atomlari, fosfor iyonlari ve sodyuni iyonlari, kalsiyum iyonlari ve/Veya demir iyonlari gibi metal iyonlarini içerir.
Herhangi bir teoriye bagli kalinmamak. üzere bu tür pozitif yüklü iyonlarin, oksidatif bir ortamda katyonik halka açilmasi zincir kesme reaksiyonlarini baslatan ve sürdüren materyallere maruz birakildiginda kimyasal olarak Lewis asidi kisimlari seklinde davrandigina inanilmaktadir.
Belirli düzenlemelerde materyallerin isinlanmasina yönelik iyon isinlari, negatif yüklü iyonlari içerir. Negatif yüklü iyonlar örnegin negatif yüklü hidrojen iyonlari (örnegin hidrit iyonlari) ve çesitli nispeten elektronegatif çekirdeklerin (örnegin oksijen iyonlari, nitrojen iyonlari, karbon iyonlari, silikon iyonlari ve fosfor iyonlari) negatif yüklü iyonlarini içerebilir. Herhangi bir teoriye bagli kalinmamak üzere bu tür negatif yüklü iyonlarin, indirgeyici bir ortamda anyonik halka açilmasi zincir kesme reaksiyonlarina neden olan materyallere maruz kaldiginda kimyasal olarak Lewis bazi kisimlari seklinde davrandigina inanilmaktadir.
Bazi düzenlemelerde materyallerin isinlanmasina yönelik isinlar nötral atomlari içerebilir. Örnegin hidrojen atomlari, helyuni atomlari, karbon atomlari, nitrojen atomlari, oksijen atomlari, neon atomlari, silikon atomlari, fosfor atomlari, argon atomlari ve demir atomlarindan herhangi biri veya birkaçi, biyokütle materyallerinin isinlanmasi amaciyla kullanilan isinlara eklenebilir. Genel olarak. atomlarin yularidaki türlerinin, herhangi ikisinin veya daha fazlasinin (Örnegin üç veya daha fazla, dört veya daha fazla veya daha fazla) karisimlari isinlarda bulunabilir. Belirli düzenlemelerde materyalleri isinlamak üzere kullanilan iyon isijilariq H+, H', He+, Ne+, .Ar*, C+, C", O+, 0", N*, N_, Si+, Si', Ph P-, Pkü, Ca+ ve Fe+'den› bir` veya birkaçi gibi teke yüklü iyonlari içerebilir. Bazi düzenlemelerde iyon isinlari, CZÜ biri veya birkaçi gibi çok yüklü iyonlari içerebilir. Genel olarak iyon isinlari ayni zamanda, birçok pozitif veya negatif yük tasiyan daha kompleks çok çekirdekli iyonlari içerebilir.
Belirli düzenlemelerde çok çekirdekli iyonun yapisi nedeniyle pozitif veya negatif yükler, iyonlarin büyük ölçüde tüm yapisi boyunca etkili bir sekilde dagitilabilir. Bazi düzenlemelerde pozitif veya negatif yükler kismen, iyonlarin yapisinin bazi Elektromanyetik radyasyon düzenlemelerde elektromanyetik radyasyon, örnegin 102 eV'den daha fazla örnegin, 103, 104, 105, lOâ'dan daha fazla veya hatta 107 eV'den daha fazla olan foton basina enerjiye (elektron voltlarinda) sahip olabilir. Bazi düzenlemelerde elektromanyetik radyasyon, örnegin 10/1 ile 107 arasinda, örnegin, 105 ile 106 eV arasinda olan foton basina enerjiye sahiptir. Elektromanyetik radyasyon, örnegin 1016 hz'den daha fazla, 10” hz, 103, iow, lOm'den daha fazla veya hatta ” hz'den daha fazla olan bir frekansa sahip olabilir. Bazi düzenlemelerde elektromanyetik radyasyon, 1018 ile 1022 hz arasinda, örnegin, 1019 ila 101 hz arasinda bir frekansa sahiptir.
Söndürme ve Kontrollü Fonksiyonellestirme Iyonize edici radyasyon ile islem sonrasinda burada açiklanan materyaller veya karisimlardan herhangi biri iyonize hale gelebilir; yani islenen materyal, elektron spin rezonans spektrometresi ile saptanabilen seviyelerde radikal içerebilir. Iyonize biyokütlenin atmosferde kalmasi halinde bu örnegin, karboksilik asit gruplarinin, atmosferik oksijen ile reakte olarak olusturuldugu bir dereceye kadar okside edilecektir. Bazi materyaller ile bazi durumlarda bu tür oksidasyon, karbohidrat içeren biyokütlenin molekül agirliginda daha fazla azalmaya yardimci olabilmesi nedeniyle istenir ve oksidasyon gruplari örnegin karboksilik asit gruplari, bazi durumlarda çözünürlük ve mikroorganizma kullanimi için faydali olabilir. Ancak radikallerin, isinlama sonrasinda bir süre örnegin ]_ gün, 5 gün, 30 gün, 3 ay, 6 aydan uzun veya 1 yildan uzun bir süre “yasayabilmesi” nedeniyle materyal özellikleri, zaman içerisinde degismeye devam› edebilir, bu da bazi durumlarda istenmeyen bir durum olabilir. Dolayisiyla iyonize materyalin söndürülmesi istenebilir.
Iyonizasyon sonrasinda iyonize edilmis olan herhangi bir biyokütle materyali, iyonize biyokütledeki radikallerin seviyesini azaltmak üzere söndürülebilir, örnegin böylece radikaller, elektron spin rezonans spektrometresinde daha fazla saptanamaz. Örnegin radikaller, biyokütleye yeterli bir basincin uygulanmasi ve/Veya gaz veya sivi gibi radikaller ile reakte olan (söndüren) iyonize biyokütle ile temas halindeki bir sivinin kullanilmasi yoluyla söndürülebilir. En azindan radikallerin söndürülmesine yardimci olmak üzere bir gaz veya sivi kullanimi, karboksilik asit gruplari, enol gruplari, aldehit gruplari, nitro gruplari, nitril gruplari, amino gruplari, alkil amino gruplari, alkil gruplari, kloroalkil gruplari veya klorofloroalkil gruplari gibi istenen fonksiyonel grup miktarina ve türüne sahip iyonize biyokütlenin fonksiyonel hale getirilmesi amaciyla kullanilabilir.
Bazi durumlarda bu tür bir söndürme islemi, iyonize biyokütle materyallerinden bazilarinin stabilitesini gelistirebilir. Örnegin söndürme islemi, biyokütlenin oksidasyona karsi direncini gelistirebilir. Söndürme yoluyla fonksiyonel hale getirme, burada açiklanan herhangi bir biyokütlenin çözünürlügünü gelistirebilir, termal stabilitesini gelistirebilir ve çesitli mikroorganizmalar tarafindan materyal kullanimini gelistirebilir. Örnegin söndürme ile biyokütle materyaline saglanan fonksiyonel gruplar, örnegin çesitli mikroorganizmalar tarafindan selüloz hidrolizini arttirmak amaciyla mikroorganizmalar tarafindan baglanmaya yönelik reseptör bölgeleri olarak görev yapabilir.
Bazi düzenlemelerde söndürme islemi, örnegin biyokütlenin mekanik olarak deforme edilmesi örnegin biyokütlenin bir, iki veya üç boyutta direkt mekanik olarak sikistirilmasi veya örnegin izostatik presleme olmak üzere biyokütlenin daldirildigi siviya basinç uygulanmasi yoluyla biyokütleye basinç uygulanmasini içerir. Bu tür durumlarda materyal deformasyonu, siklikla yeteri yakinlikta kristalin domenlerde tutulan radikallere neden olur, böylece radikaller, bir baska grup ile tekrar kombine olabilir veya reakte olabilir. Bazi durumlarda basinç, biyokütle sicakligini lignin, selüloz veya hemiselüloz gibi biyokütle bileseninin erime noktasi veya yumusama noktasinin üzerine yükseltmeye yetecek isi miktari gibi isi uygulamasi ile birlikte uygulanir. Isi, materyalin moleküler mobilitesini arttirabilir, bu da radikallerin söndürülmesine yardim edebilir. Söndürme islemi için basinç psi'den büyük olmak üzere yaklasik 1000 psi'den büyük olabilir. Bazi düzenlemelerde söndürme biyokütlenin, nitrojen, etilen, klorlu etilenler veya klorofloroetilenler, propilen veya bu gazlarin karisimi içinde likit gibi bir sivi veya örnegin asetilen veya asetilen karisimi gibi radikaller ile reakte olabilen bir gaz olmak üzere gaz ile temas ettirilmesini içerir. Belirli diger düzenlemelerde söndürme biyokütlenin, örnegin 1,5-siklooktadien gibi bir dien gibi biyokütle içinde çözünebilen veya en azindan biyokütleye nüfuz edebilen ve radikaller ile reakte olabilen bir sivi ile temas ettirilmesini içerir. Spesifik bazi düzenlemelerde söndürme biyokütlenin, Vitamin E gibi bir antioksidan ile temas ettirilmesini içerir. Istenmesi halinde biyokütle besleme stoku, içerisinde dagitilmis bir antioksidani içerebilir ve söndürme, biyokütle besleme stoku içinde dagitilmis antioksidanin radikaller ile temas ettirilmesinden kaynaklanabilir.
Fonksiyonellestirme, burada açiklanan daha agir iyonlardan herhangi biri gibi agir yüklü iyonlarin kullanilmasi ile arttirilabilir. Örnegin oksidasyonun arttirilmasinin istenmesi halinde yüklü oksijen iyonlari isinlama için kullanilabilir.
Nitrojen fonksiyonel gruplarinin istenmesi halinde nitrojen iyonlari veya nitrojen içeren anyonlar kullanilabilir. Benzer sekilde sülfür veya fosfor gruplarinin istenmesi halinde sülfür veya fosfor iyonlari isinlamada kullanilabilir.
Dozlar Bazi durumlarda isinlama, saniye basina yaklasik 0.25 Mrad'dan büyük veya saniye basina yaklasik 2.5 Mrad'dan daha büyük olan bir dozaj oraninda gerçeklestirilir. Bazi düzenlemelerde kilorad/saat arasinda olan bir doz oraninda gerçeklestirilir.
Bazi düzenlemelerde isinlama (herhangi bir isinlama kaynagi veya kaynaklarin kombinasyonu ile), materyal, en az 0.1 Mrad, en az 0.25 Mrad, örnegin en az 1.0 Mrad, en az 2.5 Mrad, en az olan bir dozu alana kadar gerçeklestirilir. Bazi düzenlemelerde isinlama, materyal, yaklasik 0.1 Mrad ila yaklasik 500 Mrad, yaklasik 0.5 Mrad ila yaklasik 200 Mrad, yaklasik 1 Mrad ila yaklasik 100 Mrad veya yaklasik 5 Mrad ila yaklasik 60 Mrad olan bir dozu alana kadar gerçeklestirilir.
Bazi düzenlemelerde örnegin 60 Mrad'dan daha düsük olmak üzere nispeten düsük bir radyasyon dozu uygulanir.
Sonikasyon Sonikasyon, burada açiklanan materyallerden herhangi birinin bir veya birkaçi, örnegin selülozik veya lignoselülozik materyaller gibi bir veya birkaç karbohidrat kaynagi veya nisastali materyaller gibi materyallerin molekül agirligini ve/veya kristalliligini azaltabilir. Sonikasyon ayni zamanda materyalleri sterilize etmek amaciyla kullanilabilir. yukarida radyasyona iliskin olarak açiklandigi üzere sonikasyon için kullanilan proses parametreleri, çesitli faktörlere bagli olarak örnegin besleme stokunun lignin içerigine bagli olarak degistirilebilir. Örnegin daha yüksek lignin seviyelerine sahip besleme stoklari genel olarak daha yüksek kalma zamani Ve/Veya enerji seviyesi gerektirir, bu da besleme stokuna daha yüksek toplam enerji gönderilmesi ile sonuçlanir.
Bir yöntemde birinci sayisal ortalamali molekül agirligina (Mm) sahip selülozu içeren birinci materyal, su gibi bir ortamda dagitilir ve birinci sayisal ortalamali molekül agirligindan daha düsük ikinci sayisal ortalamali molekül agirligina (MM) sahip selülozu içeren ikinci materyali saglamak amaciyla sonike edilir ve/veya baska sekilde kavite edilir. Ikinci Hateryal (veya belirli düzenlemelerde birinci ve ikinci materyal), bir ara ürün veya ürün üretmek üzere ikinci ve/Veya birinci materyali kullanabilen bir mikroorganizma (enzim islemi ile veya olmadan) ile kombine edilebilir.
Ikinci materyalin, birinci materyale göre azaltilmis bir molekül agirligina sahip selülozu ve bazi durumlarda düsük kristallilik içermesi nedeniyle ikinci materyal genel olarak örnegin bir mikroorganizma içeren solüsyon içinde daha fazla dagilabilir, daha fazla sisebilir ve/Veya daha fazla çözünür.
Bazi düzenlemelerde ikinci sayisal ortalamali molekül agirligi (Mun, birinci sayisal ortalamali molekül agirligindan (MNU, yaklasik yüzde 10'dan daha fazla örnegin yaklasik yüzde 15,10 75'ten daha fazla oranda daha düsüktür.
Bazi düzenlemelerde ikinci materyal, birinci materyalin selülozun kristalliliginden (C1) daha düsük olan bir kristallilige (C2) sahip selülozu içerir. Örnegin (C2), Kh)'den yaklasik yüzde 10'dan daha fazla örnegin yaklasik 15, daha fazla oranda daha düsük olabilir.
Bazi düzenlemelerde baslangiçtaki kristallilik indeksi (sonikasyon öncesi), yaklasik yüzde 40 ila yaklasik 87.5 örnegin yaklasik yüzde 50 ila yaklasik 75 veya yaklasik yüzde 60 ile yaklasik 70'tir ve sonikasyon sonrasindaki kristallilik indeksi, yaklasik yüzde 10 ila yaklasik 50 örnegin yaklasik yüzde 15 ila yaklasik 45 veya yaklasik yüzde 20 ila 40'tir.
Ancak belirli düzenlemelerde örnegin yogun sonikasyon sonrasinda yüzde 5'ten daha düsük bir kristallilik indeksine sahip olunmasi mümkündür. Bazi düzenlemelerde sonikasyon sonrasinda materyal büyük ölçüde amorftur.
Bazi düzenlemelerde baslangiçtaki sayisal ortalamali molekül agirligi (sonikasyon öncesi), yaklasik 200,000 ila yaklasik sonrasindaki sayisal ortalamali molekül agirligi, yaklasik 125,000'dir. Ancak bazi düzenlemelerde örnegin yogun sonikasyon sonrasinda yaklasik 10,000'den az veya yaklasik ,000'den az sayisal ortalamali molekül agirligina sahip olunmasi mümkündür.
Bazi düzenlemelerde ikinci materyal, birinci materyalin oksidasyon (01) seviyesinden daha yüksek bir oksidasyon (OM seviyesine sahip olabilir. Materyalin daha yüksek oksidasyon seviyesi, dagilabilirligine, sisebilirligine ve/veya çözünürlügüne yardim edebilir, ayrica materyalin kimyasal, enzimatik veya mikrobiyal saldirilara karsi duyarliligini arttirabilir. Bazi düzenlemelerde ikinci materyalin birinci materyale göre oksidasyon seviyesini arttirmak amaciyla sonikasyon, birinci materyalden daha fazla okside olan ikinci materyal üretilerek okside edici bir ortamda gerçeklestirilir. Örnegin ikinci materyal, daha fazla hidroksil grubu, aldehit grubu, keton grubu, ester grubu veya karboksilik asit grubuna sahip Olabilir, bu da hidrofilikligini arttirir.
Bazi düzenlemelerde sonikasyon ortami, aköz bir ortamdir.
Istenmesi halinde ortam, peroksit (örnegin hidrojen peroksit) gibi bir oksidan, dagitma ajani ve/Veya tampon içerebilir.
Dagitma ajanlarinin örnekleri, iyonik dagitma ajanlari, örnegin sodyum lauril sülfat ve iyonik olmayan dagitma ajanlari örnegin poli(etilen glikol) içerir.
Diger düzenlemelerde sonikasyon ortami aköz degildir. Örnegin sonikasyon, bir hidrokarbon örnegin toluen veya heptan, eter örnegin dietil eter veya tetrahidrofuran veya argon, ksenon veya nitrojen gibi sivilastirilmis bir gaz içinde gerçeklestirilebilir.
Piroliz Bir veya birkaç piroliz isleme dizisi, materyallerden faydali maddeleri özütlemek amaciyla birçok farkli kaynaktan karbon içeren materyalleri islemek ve diger isleme adimlari ve/Veya dizileri için girdi olarak fonksiyon yapan kismen parçalanmis materyalleri saglamak amaciyla kullanilabilir. Piroliz ayni zamanda materyalleri sterilize etmek amaciyla kullanilabilir.
Piroliz kosullari, besleme stoku karakteristiklerine ve/Veya diger faktörlere bagli olarak degistirilebilir. Örnegin daha yüksek lignin seviyeleri içeren besleme stoklari, daha yüksek bir sicaklik, daha uzun kalma süresi ve/veya piroliz esnasinda daha yüksek oksijen seviyelerinin uygulanmasini gerektirebilir.
Bir örnekte birinci sayisal ortalamali molekül agirligina (MNU sahip selülozu içeren birinci materyal örnegin, birinci sayisal ortalamali molekül agirligindan daha düsük ikinci sayisal ortalamali molekül agirligina (Mm) sahip selülozu içeren ikinci materyali saglamak üzere birinci materyalin boru firinda isitilmasi (oksijen varliginda veya yoklugunda) yoluyla piroliz edilir.
Ikinci materyalin, birinci materyale göre azaltilmis bir molekül agirligina sahip selülozu ve bazi durumlarda azalmis kristallilik içermesi nedeniyle ikinci materyal genel olarak, bir mikroorganizma içeren solüsyon içinde daha fazla dagilabilir, daha fazla sisebilir ve/Veya daha fazla çözünür.
Bazi düzenlemelerde ikinci sayisal ortalamali molekül agirligi (Mmû, birinci sayisal ortalamali molekül agirligindan (MNU, yaklasik yüzde lO'dan fazla, örnegin yaklasik yüzde 15, 20, 75'ten fazla oranda daha düsüktür.
Bazi durumlarda ikinci materyal, birinci materyalin selülozunun kristalliliginden (CU daha düsük olan bir kristallilige (C2) sahip selülozu içerir. Örnegin (C2), Kh)'den yaklasik yüzde lO'dan fazla örnegin yaklasik 15, 20, oranda daha düsük olabilir.
Bazi düzenlemelerde baslangiçtaki kristallilik (piroliz öncesi), yaklasik yüzde 40 ila yaklasik 87.5 örnegin yaklasik yüzde 50 ila yaklasik 75 veya yaklasik yüzde 60 ila yaklasik 70'tir ve piroliz sonrasi kristallilik indeksi, yaklasik yüzde l0 ila yaklasik 50 örnegin yaklasik yüzde 15 ila yaklasik 45 veya yaklasik yüzde 20 ila 40'tir. Ancak belirli10 düzenlemelerde örnegin yogun piroliz sonrasinda yüzde S'ten düsük bir kristallilik indeksine sahip olunmasi mümkündür.
Bazi düzenlemelerde piroliz sonrasi materyal, büyük ölçüde amorftur.
Bazi düzenlemelerde baslangiçtaki sayisal ortalamali molekül agirligi (piroliz öncesi), yaklasik 200,000 ila yaklasik sonrasindaki sayisal ortalamali molekül agirligi, yaklasik 125,000'dir. Ancak bazi düzenlemelerde örnegin yogun piroliz sonrasinda yaklasik 10,000'den az veya yaklasik 5,000'den az sayisal ortalamali molekül agirligina sahip olunmasi mümkündür.
Bazi düzenlemelerde ikinci materyal, birinci materyalin oksidasyon (01) seviyesinden daha yüksek olan oksidasyon (ON seviyesine sahip olabilir. Materyalin daha yüksek bir oksidasyon seviyesi, dagilabilirligine, sisebilirligine ve/veya çözünürlügüne yardim edebilir, ayrica materyalin kimyasal, enzimatik veya mikrobiyal saldirilara karsi duyarliligini arttirabilir. Bazi düzenlemelerde ikinci materyalin birinci materyale göre oksidasyon seviyesini arttirmak amaciyla piroliz, birinci materyalden daha fazla okside olan ikinci materyal üretilerek okside edici bir ortamda gerçeklestirilir. Örnegin ikinci materyal, birinci materyalden daha fazla hidroksil grubu, aldehit grubu, keton grubu, ester grubu veya karboksilik asit grubuna sahip olabilir, böylelikle materyalin hidrofilikligi arttirilir.
Bazi düzenlemelerde materyallerinr pirolizi süreklidir. Diger düzenlemelerde materyal, önceden belirlenmis bir süre boyunca piroliz edilir akabinde tekrar piroliz edilmeden önce önceden belirlenmis ikinci süre boyunca sogutulur.
Oksidasyon bir veya birkaç oksidatif isleme dizisi, materyallerden faydali maddeleri özütlemek amaciyla birçok farkli kaynaktan karbon içeren materyalleri islemek ve diger isleme adimlari ve/veya dizileri için girdi olarak fonksiyon yapan kismen parçalanmis ve/veya degistirilmis materyal saglamak amaciyla kullanilabilir. Oksidasyon kosullari örnegin besleme stokunun lignin içerigine bagli olarak degistirilebilir, daha yüksek bir Oksidasyon derecesi genellikle, daha yüksek lignin içerikli besleme stoklari için istenir.
Bir yöntemde birinci sayisal ortalamali molekül agirligina HMi) ve birinci oksijen içerigine (01) sahip selülozu içeren birinci materyal, ikinci sayisal ortalamali molekül agirligina Ghz) ve birinci oksijen içeriginden (01) daha yüksek ikinci oksijen içerigine (Oz) sahip selülozu içeren ikinci materyali saglamak üzere örnegin, birinci materyalin, oksijenden zengin hava akisinda isitilmasi yoluyla okside edilir.
Ikinci nwteryalin ikinci sayisal ortalamali molekül agirligi genel olarak, birinci materyalin birinci sayisal ortalamali molekül agirligindan daha düsüktür. Örnegin molekül agirligi, diger fiziksel islemlere iliskin olarak yukarida açiklanan ile ayni derecede azaltilabilir. Ikinci materyalin kristalliligi de diger fiziksel islemlere iliskin olarak yukarida açiklanan ile ayni derecede azaltilabilir.
Bazi düzenlemelerde ikinci oksijen içerigi, birinci oksijen içeriginden yaklasik en az yüzde bes daha yüksek, örnegin yüksek, yüzde 15.0 daha yüksek veya yüzde 17.5 daha yüksektir.
Tercih edilen bazi düzenlemelerde ikinci oksijen içerigi, birinci materyalin birinci oksijen içeriginden yaklasik en az yüzde 20.0 daha yüksektir. Oksijen içerigi, bir numunenin l300°C veya daha yüksek bir sicaklikta çalisan bir firinda piroliz edilmesi yoluyla elementel analiz ile ölçülür. Uygun bir elementel analiz cihazi, VTF-9OO yüksek sicaklikli piroliz firini olan LECO CHNS-932 analiz cihazidir.
Genel olarak bir materyalin oksidasyonu, okside edici bir ortamda gerçeklesir. Örnegin oksidasyon, hava veya havadan zengin argon gibi okside edici bir ortamda piroliz ile gerçeklestirilebilir veya piroliz bu olaya yardimci olur.
Oksidasyona yardimci olmak amaciyla oksidanlar, asitler veya bazlar gibi çesitli kimyasal ajanlar, oksidasyon öncesinde veya esnasinda materyale eklenebilir. Örnegin bir peroksit (örnegin benzoil peroksit), oksidasyon öncesinde eklenebilir.
Bir biyokütle besleme stokunda direncin azaltilmasina iliskin bazi oksidatif yöntemler, Fenton tipi kimyayi kullanir. Bu tür yöntemler örnegin U.S. Seri No. 12/639,289'da açiklanir. Örnek niteligindeki oksidanlar, hidrojen peroksit ve benzoil peroksit gibi peroksitler, amonyum persülfat gibi persülfatlar, ozon gibi oksijenin aktif formlari, potasyum permanganat gibi permanganatlar, sodyum perklorat gibi perkloratlar ve sodyum hipoklorit (çamasir suyu) gibi hipokloritleri içerir.
Bazi durumlarda pH, temas esnasinda yaklasik 5.5'te veya altinda örnegin 1 ile 5 arasinda, 2 ile 5 arasinda, 2.5 ile 5 arasinda veya yaklasik 3 ile 5 arasinda muhafaza edilir.
Oksidasyon kosullari ayni zamanda, 2 ile 12 saat arasinda örnegin, 4 ile 10 saat arasinda veya 5 .ile E3 saat arasinda olan bir temas süresini içerebilir. Bazi durumlarda sicaklik, veya altinda muhafaza edilir. Bazi durumlarda sicaklik büyük ölçüde ambiyant sicakliginda örnegin 20-25°C'de veya civarinda Bazi düzenlemelerde bir veya birkaç oksidan, örnegin materyalin hava yoluyla elektronlar gibi partikül isini ile isinlanmasi yoluyla in-situ ozon olusturularak bir gaz seklinde uygulanir.
Bazi düzenlemelerde karisim ayrica, elektron transfer reaksiyonlarina yardimci olabilen 2,5-dimetoksihidrokinon (DMHQ) gibi bir veya birkaç hidrokinon ve/veya 2,5-dimetoksi- l,4-benzokinon (DMBQ) gibi bir veya birkaç benzokinonu içerir.
Bazi düzenlemelerde bir veya birkaç oksidan, in- situ elektrokimyasal olarak olusturulur. Örnegin hidrojen peroksit ve/veya ozon, temas veya reaksiyon kabi içinde elektrokimyasal olarak üretilebilir. Çözünür Hale Getirmeye, Direnci Azaltmaya veya Fonksiyonel Hale Getirmeye yönelik Islem Bu paragrafa ait proseslerin tümü, burada açiklanan proseslerden herhangi biri olmadan tek basina veya burada açiklanan proseslerden herhangi biri ile kombinasyon halinde kullanilabilir (herhangi bir sirada): buhar patlamasi, kimyasal islem (örnegin asit islemi (sülfürik asit, hidroklorik asit ve trifloroasetik asit gibi organik asitler gibi mineral asitler ile konsantre ve seyreltik asit islemi de dahil)) ve/veya baz islemi (örnegin kireç veya sodyum hidroksit ile islem), UV islemi, Vidali ekstrüzyon islemi (bakiniz örnegin 17 Kasim 2008'de basvurusu yapilan U.S.
Patent Basvurusu Seri No. 61/115,398), solvent islemi (örnegin iyonik sivilar ile islem) ve dondurarak degirmenden. geçirme (bakiniz örnegin U.S. Seri No. 12/502,629).
YAKITLAR, ASITLER, ESTERLER VE/VEYA DIGER ÜRÜNLERIN ÜRETIMI Yukarida tartisilan isleme adimlarinin biri veya daha fazlasinin biyokütle üzerinde gerçeklestirilmesinden sonra selüloz ve hemiselüloz fraksiyonlarinda bulunan kompleks karbohidratlar, yukarida açiklandigi üzere sekerlestirme prosesi kullanilarak fermente edilebilir sekerler halinde islenebilir.
Elde edilen seker solüsyonunun bir üretim tesisine tasinmasindan sonra sekerler, alkoller örnegin etanol veya organik asitler gibi çesitli ürünlere dönüstürülebilir. Elde edilen ürün, kullanilan mikroorganizmaya ve biyo-islemenin gerçeklestigi kosullara baglidir. Bu adimlar örnegin misir bazli etanol üretini tesisinde var olan ekipman kullanilarak gerçeklestirilebilir.
Burada açiklanan karistirma prosesleri ve ekipman istenmesi halinde ayni zamanda biyo-isleme esnasinda da kullanilabilir.
Avantajli olarak burada açiklanan karistirma sistemleri, siviya yüksek kesme kuvveti saglamaz ve sivinin toplam sicakligini önemli ölçüde yükseltmez. Sonuç olarak biyo- islemede kullanilan mikroorganizmalar proses boyunca canli durumda Hmhafaza edilir. Karistirma islemi, reaksiyon hizini arttirabilir ve prosesin verimini gelistirebilir.
Genel olarak fermantasyon çesitli mikroorganizmalari kullanir.
Lignoselülozik materyallerin sekerlestirilmesi ile üretilen seker solüsyonu genel olarak ksiloz ve glukoz içerecektir.
Yaygin olarak kullanilan bazi mikroorganizmalarin (örnegin mayalar) ksiloz üzerinde etki göstermemesi nedeniyle ksilozun örnegin kromatografi ile uzaklastirilmasi istenebilir. Ksiloz, diger ürünlerin örnegin hayvan yemleri ve tatlandirici Ksilitol üretiminde toplanabilir ve kullanilabilir. Ksiloz, seker solüsyonunun fermantasyonun gerçeklestirilecegi üretim tesisine gönderilmesi öncesinde veya sonrasinda uzaklastirilabilir.
Mikroorganizma, dogal veya gelistirilmis bir mikroorganizma örnegin buradaki Materyaller bölümünde açiklanan mikroorganizmalardan herhangi biri olabilir.
Maya için optimum pH degeri, yaklasik pH 4 ila 5 iken Zymomonas için optimuni pH degeri, yaklasik. pH 5 ila 6'dir. 26°C ila 40°C araligindaki sicakliklar ile birlikte tipik fermantasyon süreleri, yaklasik 24 ila 96 saattir, ancak termofilik. mikroorganizmalar daha yüksek sicakliklari tercih Karboksilik asit gruplari genel olarak fermantasyon solüsyonunun pH degerini düsürür, bu da fermantasyonun Pichia stipitis gibi bazi mikroorganizmalar ile fermantasyonu inhibe eder. Buna bagli olarak bazi durumlarda solüsyonun pH degerini ayarlamak amaciyla fermantasyon öncesinde veya esnasinda baz Ve/Veya tampon eklenmesi istenebilir. Örnegin, ortamin ph degerini, kullanilan mikroorganizma için optimum olan araliga yükseltmek amaciyla fermantasyon ortamina sodyum hidroksit veya kireç eklenebilir.
Fermentasyon genellikle, Vitaminler ve eser mineraller ve metallerin yani sira bir nitrojen kaynagi veya diger besin kaynagi, örnegin üreyi içerebilen. bir aköz büyüme ortaminda gerçeklestirilir. Büyüme ortaminin steril olmasi veya en azindan düsük bir bakteri yüküne, örnegin bakteri sayisina sahip olmasi genellikle tercih edilebilir. Büyüme ortaminin sterilizasyonu, istenen herhangi bir sekilde elde edilebilir.
Ancak tercih edilen uygulamalarda sterilizasyon, karistirmadan önce büyüme ortaminin veya ayri büyüme ortami bilesenlerinin isinlanmasi yoluyla saglanir. lsinlama dozaji genellikle, enerji tüketimi ve ortaya çikan maliyeti en aza indirmek amaciyla yeterli sonuçlar elde edilirken mümkün oldugunca düsüktür. Örnegin birçok durumda büyüme ortaminin kendisi veya10 büyüme ortaminin bilesenleri, 4, 3, 2 veya 1 Mrad'den az gibi olmak üzere 5 Mrad'den daha az bir radyasyon dozu ile isleme tabi tutulabilir. Spesifik durumlarda büyüme ortami, yaklasik 1 ile 3 Mrad arasindaki bir doz ile isleme tabi tutulur.
Bazi düzenlemelerde fermantasyon prosesinin tamami veya bir kismi, düsük molekül agirlikli seker tamamen etanole dönüstürülmeden önce durdurulabilir. Ara fermantasyon ürünleri, yüksek konsantrasyonlarda seker ve karbohidrat içerir. Bu ara fermantasyon ürünleri, insan veya hayvan tüketimine yönelik besinlerin hazirlanisinda kullanilabilir.
Ek veya alternatif olarak ara fermantasyon ürünleri, un benzeri bir madde üretmek amaciyla paslanmaz çelik laboratuvar degirmeninde ince partikül boyutuna ögütülebilir.
Provizyonel Patent Basvurusu Seri 60/832,735'te açiklandigi üzere mobil fermentörler kullanilabilir. Benzer sekilde sekerlestirme ekipmani mobil olabilir. Ayrica sekerlestirme ve/Veya fermantasyon, kismen veya tamamen tasima esnasinda gerçeklestirilebilir.
SON ISLEME Fermantasyondan sonra elde edilen sivilar, su ve rezidüel katilarin, büyük kismindan etanol ve diger alkolleri ayrimak amaciyla örnegin “bira kolonu” kullanilarak damitilabilir.
Bira kolonundan çikan buhar örnegin agirlikça %35 etanol olabilir ve bir rektifikasyon kolonuna beslenebilir.
Rektifikasyon kolonundan su ve azeotropige yakin (%92.5) etanol karisimi, buhar fazi moleküler elekler kullanilarak saf (%99.5) etanole saflastirilabilir. Bira. kolonu. tortulari, üç asamali bir buharlastiricinin birinci asamasina gönderilebilir. Rektifikasyon kolonu reflüks kondansatörü, bu birinci asama için isi saglayabilir. Birinci asama sonrasinda katilar, bir santrifüj kullanilarak ayrilabilir ve döner kurutucuda kurutulabilir. Santrifüj atiginin bir kismi (%25), fermantasyona geri kazandirilabilir ve geri kalani, ikinci ve üçüncü buharlastirici asamalarina gönderilebilir.
Buharlastirici kondensatinin büyük bir kismi, düsük kaynama noktali bilesiklerin olusmasini önlemek amaciyla ufak bir kismi atik su islemesine ayrilmak üzere oldukça temiz kondensat olarak prosese geri gönderilebilir.
ARA ÜRÜNLER VE ÜRÜNLER Burada açiklanan prosesler kullanilarak islenen biyokütle, enerji, yakit, besin ve materyal gibi bir veya birkaç ürüne dönüstürülebilir. Ürünlerin spesifik örnekleri, bunlarla sinirli olmamak üzere hidrojen, alkoller (örnegin Hwnohidrik alkoller* veya dihidrik alkoller, örnegin etanol, n-propanol veya n-bütanol), örnegin %10, %20, %30'dan fazla veya %40'tan fazla su içeren hidrate veya hidröz alkoller, ksilitol, sekerler, biyodizel, organik asitler (örnegin asetik asit ve/Veya laktik asit), hidrokarbonlar, es-ürünler (örnegin selülolitik proteinler (enzimler) veya tek hücreli proteinler gibi proteinler) ve bunlarin herhangi bir kombinasyondaki veya nispi konsantrasyondaki ve istege bagli olarak örnegin yakit katkilari olmak üzere her türlü katki maddesi ile kombinasyon halindeki karisimlarini içerir. Diger örnekler, karboksilik asitler, örnegin asetik asit veyar bütirik asit, karboksilik asit tuzlari, karboksilik asitlerin ve karboksilik asitlerin tuzlarinin ve karboksilik asitlerin esterlerinin (örnegin metil, etil ve n-propil esterler) karisimi, ketonlar (örnegin aseton), aldehitler (örnegin asetaldehit), alfa, beta doymamis asitler, örnegin akrilik asit ve olefinler örnegin etileni içerir. Diger alkoller ve alkol deriveleri, propanol, propilen glikol, 1,4-bütandiol, l,3-propandiol,bu alkollerden herhangi birinin metil veya etil esterlerini içerir. Diger ürünler, metil akrilat, metilmetakrilat, laktik asit, propiyonik asit, bütirik asit, süksinik asit, 3-hidroksipropiyonik asit, asitlerden herhangi birinin tuzu ve asitler ve ilgili tuzlardan herhangi birinin karisimini içerir.
Besin ve farmasötik ürünler de dahil diger ara ürünler ve ürünler, U.S. Seri No. 12/417,900'de açiklanir.
Kesilmis kagit besleme stoku asagidaki sekilde hazirlanmistir: lb/ft3'lük yigin yogunluga sahip baskisiz poli-kapli beyaz Kraft kartondan yapilmis 1500 poundluk islenmemis yarim galonluk meyve suyu kutulari, International Paper firmasindan elde edilmistir. Her karton düz olarak katlanmistir ve saatte yaklasik 15 ila 20 pound oraninda 3 hp Flinch Baugh parçalayiciya beslenmistir. Parçalayici 12 inçlik iki döner biçak, iki sabit biçak ve 0.30 inçlik tahliye elegi ile donatilmistir. Döner ve sabit biçaklar arasindaki bosluk 0.10 inç olarak ayarlanmistir. Parçalayicidan alinan ürün 0.1 inç ve 0.5 inç arasinda bir genislige, 0.25 inç ve 1 inç arasinda bir uzunluga ve baslangiç materyalininkine esit bir kalinliga (yaklasik 0.075 inç) sahip konfetiye benzemistir.
Konfeti benzeri materyal bir Munson döner biçakli kesici, Model SC30'a beslenmistir. Model SC30 dört döner biçak, dört sabit biçak ve 1/8 inçlik açikliklara sahip bir tahliye elegi ile donatilir. Döner ve sabit biçaklar arasindaki bosluk yaklasik 0.020 inç olarak ayarlanmistir. Döner biçakli kesici, konfeti benzeri parçalari, parçalari yirtip ayirarak ve saatte yaklasik bir poundluk bir oranda fibröz materyali serbest birakarak. biçak kenarlari boyunca. parçalamistir. Fibröz psia) sahiptir. Fiberlerin ortalama uzunlugu, 1.141 mm'dir ve10 fiberlerin ortalama genisligi ortalama 42:1 L/D vererek 0.027 Kagit besleme stokunu sekerlestirmek amaciyla ilk olarak 7 litre su bir kaba eklenmistir. Suyun sicakligi, sekerlestirme prosesi boyunca 50°C'de tutulmustur ve pH, 5'te muhafaza edilmistir. Besleme stoku suya, asagidaki tabloda gösterildigi üzere parçalar seklinde eklenmistir. Her ekleme islemi sonrasinda. karistirma islemi, besleme stoku› dagitilana kadar gerçeklestirilmistir, akabinde yine asagidaki tabloda gösterildigi üzere iki enzim karisimi eklenmistir. (Enzim l, Accellerase® 1500 enzim kompleksidir. Enzim 2, NovozymeTM 188 sellobiyaz enzimidir). Her ekleme islemi sonrasinda karistirma islemi baslangiçta 10,000 RPM'de gerçeklestirilmistir, mikser, besleme stoku dagitilir dagitilmaz 4,000 RPM'e indirilmistir. 50K-G-45 jet karistirma aleti ile birlikte IKA Werks T-50 jet karistirici mikser kullanilmistir.
Besleme stokunun, daha fazlasinin eklenmesinden önce en azindan kismen sekerlestirilmesininv gerekli olmasi nedeniyle besleme stoku parçalar halinde eklenmistir; aksi takdirde karisimin karistirilmasi çok zor hale gelir. Belirli bir glukoz seviyesini elde etmek üzere önceki çalkalama balonu deneylerinde gerekli olandan daha az enzime ihtiyaç oldugu gözlenmistir. Küf gibi istenmeyen mikroorganizmalardan kaynaklanan hiçbir kontaminasyon ilk 300 saatte gözlenmemistir. Yaklasik olarak 300 saatte tankin kendisinde olmamak üzere seker konsantrasyonunun en düsük oldugu tank duvarlari üzerinde küf benzeri bir organizma gözlenmistir.
Süre Glukoz Glukoz Enzini Enzim Kagit (saat) (Ölçülen (Hesaplanan l 2 besleme (g/L)) (g/L)) (ml) (ml) stoku Süre Glukoz Glukoz Enzim. Enzim Kagit (saat) (Ölçülen (Hesaplanan 1 2 besleme (g/L)) (g/L)) (ml) (ml) stoku 29 0.8 80 O 0 O 82 1.88 188 O 0 O * 1600 gramlik ekleme, birkaç saatte gerçeklestirilmistir.
DIGER DÜZENLEMELER Birkaç düzenleme açiklanmistir. Bununla birlikte tarifname kapsamindan ayrilmadan çesitli modifikasyonlarin yapilabilecegi anlasilacaktir. Örnegin burada açiklanan jet mikserler, istenen herhangi bir kombinasyonda ve/veya diger mikser türleri ile kombinasyon halinde kullanilabilir.
Jet mikserler, tank içine istenen herhangi bir pozisyonda monte edilebilir. Safta monteli jet mikserlere iliskin olarak saft, tankin merkez ekseni ile kolineer olabilir veya buna göre kayik olabilir. Örnegin istenmesi halinde tank, örnegin gemi pervanesi veya Rushton pervanesi olmak üzere farkli türdeki merkezi olarak monte edilmis bir mikser ile saglanabilir ve jet mikser, tankin bir baska bölgesinde merkez eksenden kayik olarak veya merkez eksen üzerine monte edilebilir. Bu durumda bir mikser, tankin üzerinden uzanabilirken digeri, tank zemininden yukari dogru uzanir.
Burada açiklanan jet karistirma sistemlerinden herhangi birinde jet ndkserden sivi akisi (sivi ve/veya gaz) sürekli veya pulslu veya pulslu akis araliklari ile sürekli akis periyotlarinin bir kombinasyonu olabilir. Akis pulslu oldugunda pulslama düzenli veya düzensiz olabilir. Bu durumda sivi akisini tahrik eden motor örnegin, karistirma isleminin saglamak üzere programlanabilir. Pulslu akis frekansi örnegin yaklasik 0.5 Hz ila yaklasik 10 Hz, örnegin yaklasik 0.5 Hz, akis, motorun açilip kapatilmasi ve/veya sivi akisini kesen bir akis yönlendiricinin saglanmasi ile saglanabilir.
Burada tanklara refere edilirken jet karistirma, lagünler, havuzlar, göletler ve benzeri de dahil herhangi bir kap veya konteyner türünde kullanilabilir. Karistirma isleminin gerçeklestigi kabin, lagün gibi gömülü bir yapi olmasi halinde bu kaplanabilir. Kap örnegin açikta olmasi halinde kapatilabilir veya kapatilmayabilir.
Biyokütle besleme stoklari burada açiklanirken diger besleme stoklari ve biyokütle besleme stoklarinin diger besleme stoklari ile olan karisimlari kullanilabilir. Örnegin bazi hidrokarbon içeren besleme stoklari ile biyokütle besleme stoklarinin karisimlarini kullanabilir. Buna bagli olarak diger düzenlemeler, mevcut bulusun kapsamini tanimlayan asagidaki istemlerin kapsaminda yer alir.

Claims (1)

  1. ISTEMLER l.Asagidaki adimi içeren bir yöntem olup: lignoselülozik besleme stokunun sivi bir ortam ve sekerlestirme ajani ile jet mikser kullanilarak karistirilmasi yoluyla lignoselülozik besleme stokunun bir kap içinde sekerlestirilmesi, özelligi jet mikserin, jet akisli bir karistiriciyi içermesidir ve burada besleme stokunu sekerlestirme islemi, besleme stokunun jet akisli bir karistirici ile karistirilmasini içerir ve burada kap, kavisli bir alt yüzeye sahiptir ve jet akisli karistirici saftinin boylamasina ekseni, kabin boylamasina ekseninden lateral olarak kayiktir. .Istem l'in yöntemi olup, özelligi besleme stokunun, yaklasik 0.5 g/cm3'ten az bir yigin yogunluguna sahip olmasidir ve/veya burada sivi ortam, su içerir ve/veya sekerlestirme ajani, bir enzim içerir. .Istem l'in yöntemi olup, özelligi jet akisli karistiricinin, saftin distal ucuna monte edilmis bir pervaneyi ve pervaneyi çevreleyen bir mahfazayi içermesidir. .Istem 1 veya istem 2'nin yöntemi olup, özelligi jet mikserin, birçok jet akisli karistirici içermesidir, her jet akisli karistirici, birinci modda siviyi kabin üzerine dogru ve ikinci modda kabin altina dogru pompalayarak ters yönde çalisacak sekilde konfigüre edilir, burada tercihen karistirma isleminin en azindan bir kismi boyunca jet akisli karistiricilarin tamami, birinci modda çalistirilir, istege bagli olarak karistirma isleminin en azindan bir kismi boyunca jet akisli karistiricilardan bazilari, birinci modda çalistirilir ve ayni anda digerleri de ikinci modda çalistirilir. Ayrica kaba bir mikroorganizma eklenmesini ve sekerlestirilmis besleme stokunun fermente edilmesini içeren istem 4'ün yöntemi olup, özelligi fermantasyon isleminin en azindan bir kismi boyunca jet akisli karistiricilarin tamaminin birinci modda çalistirilmasidir. Yukaridaki istemlerden herhangi birinin yöntemi olup, özelligi jet mikserin ayrica, bir dagitim nozülüne sahip jet havalandirma tipi bir mikseri içermesidir ve burada besleme stokunun sekerlestirilmesi islemi, dagitim nozülünden bir jetin dagitilmasini içerir, tercihen jet havalandirma tipi mikser, dagitim nozülünden hava enjekte edilmeden çalistirilir. .Istem 6'nin yöntemi olup, özelligi sekerlestirme isleminin, bir sivinin jet havalandirma tipi mikserin iki giris hattina tedarik edilmesini içermedir. Yukaridaki istemlerden herhangi birinin yöntemi olup, Özelligi jet mikserin ayrica, emme hazneli jet mikseri içermesidir. .Yukaridaki istemlerden herhangi birinin yöntemi olup, özelligi jet mikserin ayrica, bir ejektör borusunun birinci ucu ile sivi iletisimi içerisinde olan bir nozülü içermesidir, ejektör borunun. birinci ucu, nozülden ayridir ve ejektör boru, sivi jetini yaymak üzere konfigüre edilen ikinci bir uca sahiptir. Yukaridaki istemlerden herhangi birinin yöntemi olup, özelligi sekerlestirme isleminin, besleme stokunun ayri parçalar halinde sivi ortama eklenmesini ve bir baska besleme stoku parçasinin eklenmesinden önce besleme stokunun sivi ortama her ayri ilavesinin jet mikser ile karistirilmasini içermesidir. Ayrica jet mikserin çalismasi esnasinda besleme stoku, sivi ortam ve sekerlestirme ajani karisiminin glukoz seviyesinin izlenmesini içeren ve/veya ayrica sekerlestirme islemi esnasinda kaba ek besleme stoku ve sekerlestirme ajani eklenmesini içeren yukaridaki istemlerin herhangi birinin yöntemidir. Yukaridaki istemlerden herhangi birinin yöntemi olup, özelligi kabin, bir tank içermesidir ve/Veya kabin, bir demiryolu tasitinin veya yakit tankerinin tankini içermesidir, tercihen sekerlestirme islemi, kismen veya tamamen besleme stoku, sivi ortam ve sekerlestirme ajani karisiminin transportu esnasinda gerçeklesir. Yukaridaki istemlerden herhangi birinin yöntemi olup, özelligi besleme stokunun kagit içermesidir. Ayrica kaptaki karisima bir emülgatör veya sürfaktan eklenmesini içeren ve/veya ayrica kaba bir mikroorganizma eklenmesini ve sekerlestirilen besleme stokunun fermente edilmesini içeren yukaridaki istemlerden herhangi birinin yöntemidir.
TR2018/07534T 2009-05-20 2010-05-18 Biyokütle işleme. TR201807534T4 (tr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17999509P 2009-05-20 2009-05-20
US21883209P 2009-06-19 2009-06-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TR201807534T4 true TR201807534T4 (tr) 2018-06-21

Family

ID=43063509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TR2018/07534T TR201807534T4 (tr) 2009-05-20 2010-05-18 Biyokütle işleme.

Country Status (26)

Country Link
US (3) US9534242B2 (tr)
EP (3) EP3336168A1 (tr)
JP (4) JP5681170B2 (tr)
KR (3) KR101874763B1 (tr)
CN (3) CN107217079A (tr)
AP (1) AP2011006029A0 (tr)
AU (1) AU2010249679B2 (tr)
BR (1) BRPI1013007A2 (tr)
CA (2) CA2761302C (tr)
DK (1) DK2432865T3 (tr)
EA (3) EA201791865A1 (tr)
ES (1) ES2676645T3 (tr)
HU (1) HUE038683T2 (tr)
IL (5) IL216174A (tr)
LT (1) LT2432865T (tr)
MX (4) MX357410B (tr)
MY (1) MY161122A (tr)
NO (1) NO2432865T3 (tr)
NZ (5) NZ626435A (tr)
PL (2) PL3205711T3 (tr)
SG (2) SG10201508778PA (tr)
SI (1) SI2432865T1 (tr)
TR (1) TR201807534T4 (tr)
UA (2) UA117458C2 (tr)
WO (1) WO2010135365A2 (tr)
ZA (4) ZA201108229B (tr)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8636402B2 (en) * 2009-05-20 2014-01-28 Xyleco, Inc. Processing biomass
US8691526B2 (en) * 2010-01-20 2014-04-08 Xyleco, Inc. Processing materials
US8563773B2 (en) * 2010-12-16 2013-10-22 Celanese International Corporation Eductor-based reactor and pump around loops for production of acetic acid
EP3287527A1 (en) * 2011-02-14 2018-02-28 Xyleco, Inc. Processing paper feedstocks
AP2016009603A0 (en) * 2011-06-09 2016-12-31 Xyleco Inc Processing biomass
MY169799A (en) * 2011-12-22 2019-05-16 Xyleco Inc Processing biomass for use in fuel cells related applications
UA118174C2 (uk) * 2012-07-02 2018-12-10 Ксілеко, Інк. Спосіб обробки біомаси
NZ743055A (en) * 2013-03-08 2020-03-27 Xyleco Inc Equipment protecting enclosures
CN105452477A (zh) * 2013-05-31 2016-03-30 爱科蒂芙株式会社 葡萄糖制造方法以及通过该方法制造的葡萄糖
KR20150117599A (ko) * 2014-04-09 2015-10-20 에스케이이노베이션 주식회사 바이오매스의 연속당화 반응기
WO2016006556A1 (ja) * 2014-07-10 2016-01-14 三菱レイヨン株式会社 化合物の製造方法及び前記製造方法に用いられる化合物の製造システム
KR101470398B1 (ko) * 2014-07-28 2014-12-09 한국산업기술시험원 교반토크 모니터링을 이용한 생물학적 분해반응 제어 방법 및 그 제어 장치
CN106188728B (zh) * 2016-07-19 2018-06-15 厦门宏阳鑫橡胶科技有限公司 一种复合型防老剂的制备方法
GB201706831D0 (en) 2017-04-28 2017-06-14 Fiberight Ltd Hydrolysis
TWI652290B (zh) * 2017-08-01 2019-03-01 賴至慶 純化木質素複合材料製法及製品
CA3074721A1 (en) 2017-09-05 2019-03-14 Poet Research, Inc. Methods and systems for propagation of a microorganism using a pulp mill and/or a paper mill waste by-product, and related methods and systems
PE20211507A1 (es) * 2017-09-21 2021-08-11 Whistler Tech Corp Aparatos y metodos para extraccion de resina
JP7149696B2 (ja) * 2017-10-10 2022-10-07 高砂熱学工業株式会社 藻類培養装置
BR112020014438A2 (pt) * 2018-01-16 2020-12-01 Benjamin Slager sistema para converter materiais celulósicos em açúcar e método de utilização do mesmo
CN108102879B (zh) * 2018-01-23 2019-07-16 河海大学 一种微囊藻形态种的分离装置和微囊藻形态种的分离方法
WO2019176768A1 (ja) 2018-03-15 2019-09-19 日立金属株式会社 スラリー貯留撹拌装置およびスラリーの撹拌方法
RU2712503C2 (ru) * 2018-03-22 2020-01-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный аграрный университет" Ферментатор
CN109351220A (zh) * 2018-11-15 2019-02-19 刘景岳 一种对流自循环式建筑涂料搅拌装置
CN109609573B (zh) * 2019-01-30 2020-11-20 中国科学院近代物理研究所 一种提高木质纤维素的酶水解效率的方法
CN110801184B (zh) * 2019-11-14 2021-07-23 沙洲职业工学院 一种电磁振动式打泡机
KR102213793B1 (ko) * 2020-04-28 2021-02-09 유한회사 호원 마이크로버블 생성 혼합 수중 에어레이터
KR102498267B1 (ko) * 2021-01-13 2023-02-13 주식회사 아이웍스 마이크로버블 생성 혼합 수중 에어레이터 회전분사 조립체
CN113578587A (zh) * 2021-07-16 2021-11-02 江苏中德涂装环保设备科技有限公司 一种悬挂式自动喷漆设备

Family Cites Families (73)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US442645A (en) * 1890-12-16 Band-saw mill
BE414030A (fr) * 1935-06-08 1936-03-31 Marius Cyrille Godefroy Tournel Procede et appareil pour l'hydrolyse des cellulose
GB470898A (en) * 1936-03-02 1937-08-24 Marius Cyrille Godefroy Tourne An improved apparatus for the hydrolysis of celluloses and cellulose complexes
US3171635A (en) 1961-10-16 1965-03-02 Barrett Haentjens & Company Jet flow agitator
CH412811A (de) 1962-11-06 1966-05-15 Ruetschi Ag Pumpenbau K Verfahren zum Mischen und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
JPS5028515B2 (tr) 1971-09-30 1975-09-16
DD98696A1 (tr) * 1972-03-14 1973-07-12
US3883368A (en) 1972-10-26 1975-05-13 Union Carbide Corp Alkaline aluminum-air/zinc-manganese dioxide hybrid battery
JPS5839517B2 (ja) * 1974-09-20 1983-08-30 カブシキガイシヤ バイオリサ−チセンタ− セルロ−スカラ アルコ−ルオセイゾウスル ホウホウ
JPS52140602A (en) * 1976-05-17 1977-11-24 Japan Atomic Energy Res Inst Process for radiation bleaching of lignocellulose material
JPS5932115B2 (ja) * 1977-01-17 1984-08-06 株式会社中「野」酢店 二段発酵用食酢製造装置
US4176522A (en) * 1978-01-20 1979-12-04 Mark Holtzapple Torque monitor
US4243750A (en) * 1979-05-29 1981-01-06 National Distillers And Chemical Corp. Process for the hydrolysis of starch and the continuous fermentation of the sugars obtained therefrom to provide ethanol
US4242455A (en) * 1979-06-25 1980-12-30 National Distillers And Chemical Corp. Process for the acid hydrolysis of carbohydrate polymers and the continuous fermentation of the sugars _obtained therefrom to provide ethanol
US4266027A (en) * 1980-03-12 1981-05-05 National Distillers And Chemical Corp. Process for the hydrolysis of starch and fermentable hydrolysates obtained therefrom
DK187280A (da) 1980-04-30 1981-10-31 Novo Industri As Ruhedsreducerende middel til et fuldvaskemiddel fuldvaskemiddel og fuldvaskemetode
US4304649A (en) * 1980-08-25 1981-12-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Solubilization of lignocellulosic materials
US4426450A (en) * 1981-08-24 1984-01-17 Fermentec Corporation Fermentation process and apparatus
JPS5878584A (ja) * 1981-11-04 1983-05-12 Hitachi Ltd 培養基質の流加制御方法
JPS60137806A (ja) * 1983-12-23 1985-07-22 Toyobo Co Ltd 酸素濃度の制御方法
JP2593498B2 (ja) * 1986-12-25 1997-03-26 武田薬品工業株式会社 Ｌ−ソルボースの製造法および微生物の培養装置
JPS6417701A (en) * 1987-07-10 1989-01-20 Tsuneo Ito Truck provided with raw garbage fermenter
EP0404533A1 (en) * 1989-06-23 1990-12-27 The Procter & Gamble Company Liquid solubilized antiperspirant actives and processes for preparing the same
JPH0427386A (ja) 1990-05-24 1992-01-30 Kao Corp プロテアーゼ耐性セルラーゼ、これを産生する微生物及び該セルラーゼの製造法
CN2110640U (zh) * 1992-01-31 1992-07-22 威海市食品工业研究所 固定化糖化酶反应器
CN2142464Y (zh) * 1992-11-30 1993-09-22 金新梅 一种高溶氧喷射混合器
US5779996A (en) 1995-04-21 1998-07-14 Innovative Biosystems, Inc. Microbial remediation reactor and process
JPH1017701A (ja) 1996-07-05 1998-01-20 Daicel Chem Ind Ltd セルロース誘導体の分解方法
US6669846B2 (en) 1996-12-17 2003-12-30 Global Biosciences, Inc. Wastewater treatment with alkanes
CN2334762Y (zh) * 1997-07-10 1999-08-25 潘建新 高溶氧发酵罐
US20020010229A1 (en) 1997-09-02 2002-01-24 Marshall Medoff Cellulosic and lignocellulosic materials and compositions and composites made therefrom
US5973035A (en) 1997-10-31 1999-10-26 Xyleco, Inc. Cellulosic fiber composites
US6448307B1 (en) 1997-09-02 2002-09-10 Xyleco, Inc. Compositions of texturized fibrous materials
US5952105A (en) 1997-09-02 1999-09-14 Xyleco, Inc. Poly-coated paper composites
US20030187102A1 (en) 1997-09-02 2003-10-02 Marshall Medoff Compositions and composites of cellulosic and lignocellulosic materials and resins, and methods of making the same
US5876505A (en) 1998-01-13 1999-03-02 Thermo Fibergen, Inc. Method of producing glucose from papermaking sludge using concentrated or dilute acid hydrolysis
US6455306B1 (en) 2000-06-09 2002-09-24 Transcyte, Inc. Transfusable oxygenating composition
AU2001293571A1 (en) 2000-09-25 2002-04-02 Iogen Energy Corporation Method for glucose production with a modified cellulase mixture
DE20019941U1 (de) 2000-11-23 2001-02-22 Inotec Gmbh Vorrichtung zum Rühren eines strömungsfähigen oder rieselfähigen Mediums, insbesondere eines hochviskosen Mediums
US20020105855A1 (en) * 2001-01-24 2002-08-08 Richard Behnke Storage/treatment tank mixing system
US20030203454A1 (en) 2002-02-08 2003-10-30 Chotani Gopal K. Methods for producing end-products from carbon substrates
US7622299B2 (en) 2002-02-22 2009-11-24 University Of Washington Bioengineered tissue substitutes
JP3405981B1 (ja) * 2002-06-26 2003-05-12 日本財経株式会社 酢酸セルロースの製造方法
JP2005229822A (ja) * 2004-02-17 2005-09-02 Jgc Corp バイオマスから単糖を製造する方法及び単糖製造装置
CN2762897Y (zh) * 2004-03-31 2006-03-08 抚顺佳化化工有限公司 雾化喷嘴
GB0410118D0 (en) * 2004-05-06 2004-06-09 Glaxo Group Ltd Novel bioreactor
US8146894B2 (en) * 2004-06-21 2012-04-03 Hills Blair H Apparatus for mixing gasses and liquids
CA2575237C (en) * 2004-07-27 2012-01-31 Asahi Kasei Chemicals Corporation Processes for producing cellooligosaccharide
JP2006121954A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Japan Science & Technology Agency 酵素分解物の製造方法
DK1828373T3 (da) * 2004-11-29 2011-10-17 Inbicon As Enzymatisk hydrolyse af biomasser med et højt tørstof (DM) indhold
US7708214B2 (en) 2005-08-24 2010-05-04 Xyleco, Inc. Fibrous materials and composites
WO2006110891A2 (en) 2005-04-12 2006-10-19 E. I. Du Pont De Nemours And Company Treatment of biomass to obtain a target chemical
BRPI0505212A (pt) * 2005-11-01 2007-08-07 Dedini Sa Ind De Base aperfeiçoamentos em processo de hidrólise ácida rápida de material lignocelulósico e em reator de hidrólise
US20070134781A1 (en) 2005-12-12 2007-06-14 Agblevor Foster A Method for producing bioethanol from a lignocellulosicbiomass and recycled paper sludge
JP2007217661A (ja) * 2006-01-17 2007-08-30 Asahi Kasei Chemicals Corp 水溶性キシラン含有多糖類の製造方法、及びその用途
CN100358996C (zh) * 2006-02-14 2008-01-02 南通圣诺鑫生物科技有限公司 半气升式射流供气发酵节能装置
CA2652801C (en) * 2006-05-26 2018-05-22 Amyris Biotechnologies, Inc. Apparatus for making bio-organic compounds
US7819934B2 (en) 2006-07-14 2010-10-26 Xcellerex, Inc. Environmental containment systems
US8318453B2 (en) 2006-07-21 2012-11-27 Xyleco, Inc. Conversion systems for biomass
US20100124583A1 (en) 2008-04-30 2010-05-20 Xyleco, Inc. Processing biomass
MX348793B (es) * 2006-10-26 2017-06-29 Xyleco Inc Procesamiento de biomasa.
JP4938417B2 (ja) 2006-11-10 2012-05-23 未来工業株式会社 換気扇固定台座、及び換気扇の取着方法
JP4928254B2 (ja) 2006-12-28 2012-05-09 日本製紙株式会社 セルロース含有物の糖化方法
WO2008101010A1 (en) * 2007-02-13 2008-08-21 Water Solutions, Inc. Process for improving the yield and efficiency of an ethanol fermentation plant
US20080295980A1 (en) * 2007-05-31 2008-12-04 Lignol Innovations Ltd. Continuous counter-current organosolv processing of lignocellulosic feedstocks
JP5287029B2 (ja) * 2007-08-22 2013-09-11 東レ株式会社 連続発酵による化学品の製造方法
JP4833940B2 (ja) * 2007-08-22 2011-12-07 アサヒビール株式会社 酵母供給装置
JP2008259517A (ja) * 2008-06-30 2008-10-30 Tsukishima Kikai Co Ltd セルロースからの乳酸製造装置および乳酸製造方法
JP2010041923A (ja) 2008-08-08 2010-02-25 Oji Paper Co Ltd 酵素糖化方法ならびにエタノール製造方法
JP5306799B2 (ja) * 2008-12-26 2013-10-02 日東光学株式会社 光学素子および発光装置
JP2011024545A (ja) 2009-07-29 2011-02-10 Nippon Paper Industries Co Ltd セルロース含有物から糖を製造する方法
JP5713591B2 (ja) 2010-07-05 2015-05-07 本田技研工業株式会社 リグノセルロース系バイオマスの糖化前処理装置
US11539808B2 (en) 2021-05-03 2022-12-27 International Business Machines Corporation Dynamic enablement of available modes

Also Published As

Publication number Publication date
MX345478B (es) 2017-02-01
US20190153492A1 (en) 2019-05-23
IL237500A (en) 2017-02-28
JP5681170B2 (ja) 2015-03-04
CN107868807A (zh) 2018-04-03
CN107217079A (zh) 2017-09-29
ZA201604900B (en) 2017-11-29
JP2018075014A (ja) 2018-05-17
NZ604790A (en) 2014-08-29
EP3336168A1 (en) 2018-06-20
ZA201604899B (en) 2017-11-29
EA022004B1 (ru) 2015-10-30
NZ716450A (en) 2017-08-25
DK2432865T3 (en) 2018-06-18
US20150284755A1 (en) 2015-10-08
EP3205711B1 (en) 2019-01-02
IL237501A0 (en) 2015-04-30
IL237500A0 (en) 2015-04-30
UA119880C2 (uk) 2019-08-27
IL237502A0 (en) 2015-04-30
AP2011006029A0 (en) 2011-12-31
JP2017108755A (ja) 2017-06-22
BRPI1013007A2 (pt) 2015-09-22
US9534242B2 (en) 2017-01-03
MX357380B (es) 2018-07-06
CN102459562A (zh) 2012-05-16
KR101760958B1 (ko) 2017-08-04
ZA201604898B (en) 2017-11-29
IL237503A0 (en) 2015-04-30
WO2010135365A3 (en) 2011-03-31
KR102032670B1 (ko) 2019-10-15
ZA201108229B (en) 2017-02-22
KR20170081753A (ko) 2017-07-12
AU2010249679B2 (en) 2015-02-05
US20170240940A1 (en) 2017-08-24
NZ711277A (en) 2016-03-31
EP2432865A2 (en) 2012-03-28
NO2432865T3 (tr) 2018-09-22
JP6663898B2 (ja) 2020-03-13
MY161122A (en) 2017-04-14
CA2761302C (en) 2019-04-23
JP2015091256A (ja) 2015-05-14
PL2432865T3 (pl) 2018-08-31
SI2432865T1 (en) 2018-07-31
SG176154A1 (en) 2011-12-29
JP2012527243A (ja) 2012-11-08
UA117458C2 (uk) 2018-08-10
JP6254312B2 (ja) 2017-12-27
MX357410B (es) 2018-07-09
PL3205711T3 (pl) 2019-06-28
CA3035011C (en) 2020-06-30
EA201500086A1 (ru) 2015-04-30
KR20180073722A (ko) 2018-07-02
SG10201508778PA (en) 2015-11-27
CA2761302A1 (en) 2010-11-25
NZ626435A (en) 2015-08-28
EP2432865B1 (en) 2018-04-25
ES2676645T3 (es) 2018-07-23
CA3035011A1 (en) 2010-11-25
AU2010249679A1 (en) 2011-12-22
EA029034B1 (ru) 2018-01-31
IL216174A0 (en) 2012-01-31
EA201171445A1 (ru) 2012-05-30
IL237502A (en) 2016-06-30
EP3205711A1 (en) 2017-08-16
WO2010135365A2 (en) 2010-11-25
KR20120038409A (ko) 2012-04-23
MX2011012457A (es) 2012-01-12
LT2432865T (lt) 2018-06-25
IL216174A (en) 2017-01-31
NZ596754A (en) 2013-05-31
EA201791865A1 (ru) 2018-04-30
HUE038683T2 (hu) 2018-11-28
KR101874763B1 (ko) 2018-08-02
CN102459562B (zh) 2018-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6663898B2 (ja) バイオマス加工方法
AU2015200946B2 (en) Dispersing Feedstocks And Processing Materials
US9677039B2 (en) Processing biomass
SG181951A1 (en) Method and system for saccharifying and fermenting a biomass feedstock
AU2016201656B2 (en) Processing biomass
AU2015200181B2 (en) Method And System For Saccharifying And Fermenting A Biomass Feedstock
AU2015200696A1 (en) Processing biomass
AU2016202808A1 (en) Method And System For Saccharifying And Fermenting A Biomass Feedstock