UA106042C2 - Method for fermentation of low molecular sugar - Google Patents

Method for fermentation of low molecular sugar Download PDF

Info

Publication number
UA106042C2
UA106042C2 UAA201014291A UAA201014291A UA106042C2 UA 106042 C2 UA106042 C2 UA 106042C2 UA A201014291 A UAA201014291 A UA A201014291A UA A201014291 A UAA201014291 A UA A201014291A UA 106042 C2 UA106042 C2 UA 106042C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
biomass
materials
pyrolysis
molecular weight
oxidation
Prior art date
Application number
UAA201014291A
Other languages
Russian (ru)
Ukrainian (uk)
Inventor
Маршалл Медофф
Томас Крейг МАСТЕРМАН
Original Assignee
Ксілеко, Інк.
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 Ксілеко, Інк. filed Critical Ксілеко, Інк.
Priority claimed from PCT/US2009/042000 external-priority patent/WO2009134816A1/en
Publication of UA106042C2 publication Critical patent/UA106042C2/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Abstract

The invention relates to the method for fermentation of low molecular sugar, comprising mixing of low molecular sugar and fermentative microorganisms in the presence of modified biomass, which was subjected to irradiation.

Description

Всі патенти, патентні заявки і публікації, на які в цьому документі робляться посилання або які додаються до цього документа у вигляді додатків А-Е, повністю включені в цей документ як посилання.All patents, patent applications, and publications referenced herein or attached to this document as Appendices A-E are hereby incorporated by reference in their entirety.

Галузь технікиThe field of technology

Даний винахід стосується переробки біомаси і продуктів, одержаних з неї.This invention relates to the processing of biomass and products obtained from it.

Рівень технікиTechnical level

Різні вуглеводи, такі як целюлозні і лігноцелюлозні матеріали, наприклад, у волокнистій формі, виробляють, переробляють і використовують у великих кількостях в багатьох областях застосування.Various carbohydrates, such as cellulosic and lignocellulosic materials, for example in fibrous form, are produced, processed and used in large quantities in many fields of application.

Часто такі матеріали використовують однократно, а потім викидають як відходи або просто вважають відходами, наприклад стічні води, макуха, деревна тирса і солома.Often, such materials are used once and then thrown away as waste or simply considered waste, such as sewage, cake, wood sawdust and straw.

Різні целюлозні і лігноцелюлозні матеріали, їх використання і сфери застосування описані в патентах США МоМо 7307108, 7074918, 6448307, 6258876, 6207729, 5973035 і 5952105; і в різних патентних заявках США, включаючи "єІВКООЗ МАТЕКІАЇ 5 АМО СОМРОЗІТЕ5", РСТ/ОЗ2006/010648, подану 23 березня 2006 року, і "«ІВКООЗ МАТЕМКІАЇ 5 АМО СОМРОЗІТЕ5", публікацію патентної заявки США Мо 2007/0045456.Various cellulosic and lignocellulosic materials, their use and fields of application are described in US patents MoMo 7307108, 7074918, 6448307, 6258876, 6207729, 5973035 and 5952105; and in various U.S. patent applications, including "EIVKOOZ MATEKIAI 5 AMO SOMROZITE5", PCT/OZ2006/010648, filed March 23, 2006, and ""IVKOOZ MATEKIAI 5 AMO SOMROZITE5", US Patent Application Publication Mo 2007/0045456.

Оскільки целюлозні і лігноцелюлозні матеріали широко доступні, а відходи целюлозних і лігноцелюлозних матеріалів вимагають утилізації, було б вигідно знайти таким матеріалам хороше застосування. Розглядається застосування целюлозних і лігноцелюлозних матеріалів для одержання біопалив, таких як етанол, однак це поки ще не здійснено комерційно у великому масштабі.Since cellulosic and lignocellulosic materials are widely available, and waste cellulosic and lignocellulosic materials require disposal, it would be beneficial to find good uses for such materials. Cellulosic and lignocellulosic materials are being considered for the production of biofuels such as ethanol, but have not yet been commercially implemented on a large scale.

Суть винаходуThe essence of the invention

Головним чином, в цьому документі описані вуглеводовмісні матеріали (наприклад, матеріал біомаси або одержувані з біомаси матеріали), наприклад крохмальні матеріали, целюлозні матеріали, лігноцелюлозні матеріали або матеріал біомаси, які являють собою низькомолекулярні цукри (наприклад, моносахариди, дисахариди або трисахариди) або включають їх значні кількості, і способи одержання і переробки таких матеріалів для зміни їх структури, наприклад для функціоналізації цих матеріалів одним або декількома бажаними типами і кількостями функціональних груп. Також описані продукти, одержувані зі структурно змінених матеріалів. Наприклад, багато які зі способів, описаних в цьому документі, можуть забезпечити целюлозні і/або лігноцелюлозні матеріали, які мають більш низьку молекулярну масу і/або кристалічність відносно вихідного матеріалу. Багато які з способів, описаних в цьому документі, забезпечують матеріали, які можуть більш легко утилізуватися різними мікроорганізмами, продукуючи корисні продукти, такі як водень, спирти (наприклад, етанол або бутанол), органічні кислоти (наприклад, оцтову кислоту), вуглеводні, співпродукти (наприклад, білки) або суміші будь-яких з них.In particular, described herein are carbohydrate-containing materials (eg, biomass material or biomass-derived materials), such as starch materials, cellulosic materials, lignocellulosic materials, or biomass material, which are low molecular weight sugars (eg, monosaccharides, disaccharides, or trisaccharides) or include their significant amounts, and methods of obtaining and processing such materials to change their structure, for example, to functionalize these materials with one or more desired types and quantities of functional groups. Products obtained from structurally modified materials are also described. For example, many of the methods described herein can provide cellulosic and/or lignocellulosic materials that have a lower molecular weight and/or crystallinity relative to the starting material. Many of the methods described herein provide materials that can be more readily utilized by various microorganisms to produce useful products such as hydrogen, alcohols (e.g., ethanol or butanol), organic acids (e.g., acetic acid), hydrocarbons, coproducts (eg proteins) or mixtures of any of them.

У деяких випадках функціоналізована біомаса є більш розчинною і легше утилізовною мікроорганізмами в порівнянні з біомасою, яка не є функціоналізованою. Крім того, багато які з функціоналізованих матеріалів, описаних в цьому документі, менш схильні до окислення і можуть мати поліпшену довгострокову стабільність (наприклад, окислення на повітрі в умовах навколишнього середовища). Багато які з одержаних продуктів, такі як етанол або н-бутанол, можна використовувати як паливо для енергопостачання автомобілів, вантажних автомобілів, тракторів, кораблів або поїздів, наприклад як паливо для двигунів внутрішнього згоряння або як сировину для паливного елемента.In some cases, functionalized biomass is more soluble and more easily utilized by microorganisms compared to biomass that is not functionalized. In addition, many of the functionalized materials described herein are less susceptible to oxidation and may have improved long-term stability (eg, oxidation in air under ambient conditions). Many of the resulting products, such as ethanol or n-butanol, can be used as fuel to power cars, trucks, tractors, ships or trains, for example as fuel for internal combustion engines or as feedstock for a fuel cell.

Багато які з одержаних продуктів також можна використовувати для енергопостачання повітряних суден, таких як літаки, наприклад, які мають реактивні двигуни, або вертольоти. Крім того, продукти, описані в цьому документі, можна використовувати для генерування електричної енергії, наприклад, в загальноприйнятих парогенераторних установках або в установках на основі паливних елементів.Many of the resulting products can also be used to power aircraft such as jet-powered aircraft or helicopters. In addition, the products described in this document can be used to generate electrical energy, for example, in conventional steam generator plants or in fuel cell-based plants.

Інший аспект винаходу стосується розуміння того, що додавання біомаси, такої як функціоналізований целюлозний або лігноцелюлозний матеріал, до суміші, що включає низькомолекулярний цукор, може сприяти конверсії низькомолекулярного цукру в такий продукт, як спалюване паливо, таке як етанол. Авторами винаходу виявлено, що включення біомаси в суміш з низькомолекулярним цукром, розчинником або системою розчинників і мікроорганізмом значно підвищує вихід продукту, одержуваного шляхом конверсії цукру, наприклад спирту, такого як етанол, в деяких випадках, без значної конверсії або виснаження самої біомаси. Включення біомаси також може запобігти неповній, повільній або "застряглій" конверсії продукту, наприклад, шляхом ферментації.Another aspect of the invention relates to the understanding that the addition of biomass, such as functionalized cellulosic or lignocellulosic material, to a mixture comprising a low molecular sugar can facilitate the conversion of the low molecular sugar into a product such as a combustible fuel such as ethanol. The authors of the invention found that the inclusion of biomass in a mixture with a low molecular weight sugar, a solvent or a system of solvents and a microorganism significantly increases the yield of a product obtained by the conversion of sugar, for example, an alcohol such as ethanol, in some cases, without significant conversion or depletion of the biomass itself. The inclusion of biomass can also prevent incomplete, slow or "stuck" product conversion, for example by fermentation.

Біомаса може сама по собі не конвертуватися в продукт (такий як етанол), або вона може частково або повністю конвертуватися в продукт разом з низькомолекулярним цукром.Biomass may not be converted into a product by itself (such as ethanol), or it may be partially or fully converted into a product together with a low molecular weight sugar.

У випадках, коли біомаса частково конвертується, площа поверхні і пористість біомаси збільшуються відносно площі поверхні і пористості вихідної біомаси, що може ефективно підвищити швидкість конверсії низькомолекулярного цукру в продукт.In cases where the biomass is partially converted, the surface area and porosity of the biomass are increased relative to the surface area and porosity of the original biomass, which can effectively increase the conversion rate of low molecular weight sugar into the product.

У деяких випадках біомаса може являти собою залишки целюлозного або лігноцелюлозного матеріалу, підданого оцукрюванню, наприклад лігнін і/або інші матеріали, які залишаються після конвертування целюлози в цукор.In some cases, biomass may be the remains of cellulosic or lignocellulosic material that has undergone saccharification, such as lignin and/or other materials that remain after the conversion of cellulose to sugar.

Таким чином, в одному аспекті винахід стосується способу, який включає конвертування низькомолекулярного цукру або матеріалу, який включає низькомолекулярний цукор, в суміші з біомасою, мікроорганізмом і розчинником або системою розчинників, наприклад водою або сумішшю води і органічного розчинника, в продукт, наприклад, відмінний від цукру. Приклади розчинників або систем розчинників включають воду, гексан, гексадієн, гліцерин, хлороформ, толуол, етилацетат, петролейний ефір, зріджений нафтовий газ (ІРО), іонні рідини і їх суміші. Розчинник або система розчинників можуть бути у формі однієї фази або двох або більше фаз. Біомаса може бути, наприклад, у волокнистій формі.Thus, in one aspect, the invention relates to a method that includes converting a low molecular weight sugar or a material that includes a low molecular weight sugar, in a mixture with biomass, a microorganism and a solvent or solvent system, such as water or a mixture of water and an organic solvent, into a product, for example, excellent from sugar Examples of solvents or solvent systems include water, hexane, hexadiene, glycerin, chloroform, toluene, ethyl acetate, petroleum ether, liquefied petroleum gas (LPG), ionic liquids, and mixtures thereof. The solvent or solvent system may be in the form of a single phase or two or more phases. Biomass can be, for example, in fibrous form.

У деяких випадках наявність матеріалу біомаси (наприклад, обробленого будь-яким способом, описаним в цьому документі, або необробленого), присутнього в процесі виробництва продукту, такого як етанол, може підвищити швидкість одержання продукту. Без зв'язку з якою-небудь конкретною теорією вважають, що наявність присутньої твердої речовини, такої як тверда речовина з великою площею поверхні і/або високою пористістю, може підвищити швидкості реакції шляхом збільшення ефективної концентрації розчинених речовин і надання субстрату, на якому може протікати реакція.In some cases, the presence of biomass material (eg, processed by any method described herein or untreated) present in the production process of a product, such as ethanol, can increase the rate of product production. Without being bound by any particular theory, it is believed that the presence of a solid, such as a solid with a high surface area and/or high porosity, can increase reaction rates by increasing the effective concentration of solutes and providing a substrate on which to flow reaction.

Наприклад, опромінений або неопромінений матеріал біомаси, наприклад паперове волокно, можна додавати в процес ферментації, наприклад в процес ферментації кукурудза-етанол або ферментації екстракту цукрової тростини, для підвищення швидкості продукції на 10, 15, 20, 30, 40, 50, 75, 10095 або більше, наприклад на 15095. Матеріал біомаси може мати велику площу поверхні, високу пористість і/або низьку об'ємну густину. У деяких варіантах здійснення біомаса присутня в суміші в кількості від приблизно 0,5 мас. 95 до приблизно 50 мас. 95, такій як від приблизно 1 мас. 95 до приблизно 25 мас. 95 або від приблизно 2 мас. 95 до приблизно 12,5 мас. 95. У інших варіантах здійснення біомаса присутня в кількостях більше ніж приблизно 0,5 мас. 95, наприклад більше ніж приблизно 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 мас. 95 або навіть більше ніж приблизно 10 мас. 95. Наприклад, в деяких варіантах здійснення в процес ферментації низькомолекулярного цукру може бути доданий окислений, оброблений ультразвуком, підданий паровому вибуху і/або підданий піролізу матеріал біомаси, такий як папір або бавовняне волокно, наприклад, для підвищення швидкості ферментації і виходу.For example, irradiated or non-irradiated biomass material, such as paper fiber, can be added to a fermentation process, such as a corn-ethanol fermentation process or a sugar cane extract fermentation process, to increase the production rate by 10, 15, 20, 30, 40, 50, 75, 10095 or more, for example by 15095. The biomass material may have a large surface area, high porosity and/or low bulk density. In some embodiments, the biomass is present in the mixture in an amount from about 0.5 wt. 95 to about 50 wt. 95, such as from about 1 wt. 95 to about 25 wt. 95 or from about 2 wt. 95 to about 12.5 wt. 95. In other embodiments, the biomass is present in amounts greater than about 0.5 wt. 95, for example more than about 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 wt. 95 or even more than about 10 wt. 95. For example, in some embodiments, an oxidized, sonicated, steam exploded, and/or pyrolyzed biomass material, such as paper or cotton fiber, may be added to the low molecular weight sugar fermentation process, for example, to increase fermentation rate and yield.

Оскільки матеріал біомаси сам по собі не витрачається в процесі конверсії, матеріал біомаси можна повторно використовувати в багаторазових серійних процесах або його можна використовувати безперервно для виробництва відносно великого об'єму продукту.Since the biomass material itself is not consumed in the conversion process, the biomass material can be reused in multiple batch processes or it can be used continuously to produce a relatively large volume of product.

Деякі варіанти здійснення включають одну або декілька з наступних ознак.Some embodiments include one or more of the following features.

Біомаса може містити волокнистий матеріал. Конвертування може включати надання мікроорганізму можливості конвертувати щонайменше частину низькомолекулярного цукру в етанол.Biomass may contain fibrous material. The conversion may include allowing the microorganism to convert at least a portion of the low molecular weight sugar to ethanol.

Наприклад, конвертування може включати ферментацію. Мікроорганізм може включати дріжджі, наприклад, вибрані з групи, що складається з 5. сегемізіае і Р. віїрйіх, або бактерію, таку як 2утотопавз торбіїїх. Конвертування може виявляти 96 продуктивності щонайменше 14095, в деяких випадках щонайменше 17095.For example, conversion may involve fermentation. The microorganism may include a yeast, for example, selected from the group consisting of 5. segemisiae and R. virii, or a bacterium such as 2utotopavz torbiii. Converting can detect 96 performance of at least 14095, in some cases at least 17095.

Спосіб може додатково включати опромінення волокнистого матеріалу перед змішуванням, наприклад, іонізуючим випромінюванням, наприклад, в загальній дозі щонайменше 5 Мрад.The method may additionally include irradiating the fibrous material prior to mixing, for example, with ionizing radiation, for example, at a total dose of at least 5 Mrad.

Опромінення можна проводити з використанням пучка частинок. Опромінення можна проводити в умовах, вибраних для зниження молекулярної маси біомаси.Irradiation can be carried out using a beam of particles. Irradiation can be carried out under conditions chosen to reduce the molecular weight of the biomass.

Біомаса може мати об'ємну густину менше ніж приблизно 0,5 г/см3. Біомаса може мати площу поверхні ВЕТ більше ніж 0,25 м-/г і/або відношення довжини до діаметра щонайменше 5. Біомаса може мати пористість більше 5095, наприклад більше 7095.Biomass may have a bulk density of less than about 0.5 g/cm3. The biomass may have a VET surface area greater than 0.25 m-/g and/or a length-to-diameter ratio of at least 5. The biomass may have a porosity greater than 5095, such as greater than 7095.

Спосіб може додатково включати попередню фізичну обробку біомаси, наприклад, шляхом дроблення або зменшення розміру біомаси шляхом жорнового помелу, механічного розрізання або відривання, подрібнення на стрижневому млині або подрібнення розтиранням на повітрі. Біомаса може мати внутрішні волокна, і її можна дробити до такої міри, щоб її внутрішні волокна були по суті оголені.The method may further include physical pretreatment of the biomass, for example, by crushing or reducing the size of the biomass by mill grinding, mechanical cutting or tearing, rod mill grinding, or air grinding. Biomass can have internal fibers and can be shredded to the extent that its internal fibers are essentially exposed.

Біомаса може являти собою або включати целюлозний або лігноцелюлозний матеріал. Наприклад, біомаса може бути вибрана з групи, що складається з паперу, паперової продукції, паперових відходів, деревини, пресованої деревини, деревної тирси, сільськогосподарських відходів, стічних вод, силосу, трав, рисового лушпиння, макухи, бавовни, джуту, пеньки, льону, бамбука, сизалю, абаки, соломи, серцевин кукурудзяних качанів, кукурудзяної соломи, проса, люцерни, сіна, кокосових волокон, морської трави, водоростей і їх сумішей.Biomass can be or include cellulosic or lignocellulosic material. For example, the biomass may be selected from the group consisting of paper, paper products, paper waste, wood, compressed wood, sawdust, agricultural waste, sewage, silage, grasses, rice husk, cake, cotton, jute, hemp, flax , bamboo, sisal, abaca, straw, corncob cores, corn straw, millet, alfalfa, hay, coconut fibers, sea grass, algae and their mixtures.

Спосіб може додатково включати вплив на біомасу ферментативним гідролізом і, в деяких випадках, конвертування гідролізованого матеріалу в продукт.The method may additionally include affecting the biomass by enzymatic hydrolysis and, in some cases, converting the hydrolyzed material into a product.

У іншому аспекті винахід стосується способу розчинення целюлозного або лігноцелюлозного матеріалу, який включає змішування целюлозного або лігноцелюлозного матеріалу з системою розчинників, що містить ДМСО |і сіль.In another aspect, the invention relates to a method of dissolving cellulosic or lignocellulosic material, which includes mixing the cellulosic or lignocellulosic material with a solvent system containing DMSO and salt.

Системи розчинників для целюлозних і лігноцелюлозних матеріалів включають системи ДМСО- сіль. Такі системи включають, наприклад, ДМСО в поєднанні з сіллю літію, магнію, калію, натрію або цинку. Солі літію включають ГіСІ, ГІВг, Гі, перхлорат літію і нітрат літію. Солі магнію включають нітрат магнію і хлорид магнію. Солі калію включають йодид і нітрат калію. Приклади солей натрію включають йодид і нітрат натрію. Приклади солей цинку включають хлорид і нітрат цинку. Будь-яка сіль може бути безводною або гідратованою. Типові завантаження солі в ДМСО складають від приблизно 1 до приблизно 5095, наприклад від приблизно 2 до 25, від приблизно З до 15 або від приблизно 4 до 12,5 мас. 90.Solvent systems for cellulosic and lignocellulosic materials include DMSO-salt systems. Such systems include, for example, DMSO in combination with a lithium, magnesium, potassium, sodium or zinc salt. Lithium salts include GiCl, GIVg, Gi, lithium perchlorate and lithium nitrate. Magnesium salts include magnesium nitrate and magnesium chloride. Potassium salts include potassium iodide and potassium nitrate. Examples of sodium salts include iodide and sodium nitrate. Examples of zinc salts include zinc chloride and zinc nitrate. Any salt can be anhydrous or hydrated. Typical loadings of salt in DMSO are from about 1 to about 5095, for example from about 2 to 25, from about 3 to 15, or from about 4 to 12.5 wt. 90.

У інших варіантах здійснення сіль може являти собою фторидну сіль, наприклад фторид тетрабутиламонію. Спосіб може додатково включати опромінення целюлозного або лігноцелюлозного матеріалу. Целюлозний або лігноцелюлозний матеріал може бути вибраний з групи, що складається з паперу, паперової продукції, паперових відходів, деревини, пресованої деревини, деревної тирси, сільськогосподарських відходів, стічних вод, силосу, трав, рисового лушпиння, макухи, бавовни, джуту, пеньки, льону, бамбука, сизалю, абаки, соломи, серцевин кукурудзяних качанів, кукурудзяної соломи, проса, люцерни, сіна, кокосових волокон, морської трави, водоростей і їх сумішей. У деяких випадках целюлозний або лігноцелюлозний матеріал має об'ємну густину менше ніж приблизно 0,5 г/см (перед додаванням в систему розчинників) і пористість щонайменше 5095.In other embodiments, the salt may be a fluoride salt, such as tetrabutylammonium fluoride. The method may additionally include irradiation of cellulosic or lignocellulosic material. The cellulosic or lignocellulosic material may be selected from the group consisting of paper, paper products, paper waste, wood, compressed wood, wood sawdust, agricultural waste, sewage, silage, grasses, rice husk, cake, cotton, jute, hemp, flax, bamboo, sisal, abaca, straw, corncob cores, corn straw, millet, alfalfa, hay, coconut fibers, sea grass, algae and their mixtures. In some cases, the cellulosic or lignocellulosic material has a bulk density of less than about 0.5 g/cm (prior to the addition of solvents to the system) and a porosity of at least 5095.

У цьому документі описані матеріали, які включають множину сахаридних ланок, організованих у вигляді молекулярного ланцюга, де від приблизно 1 з кожних 2 до приблизно 1 з кожних 250 сахаридних ланок включають групу карбонової кислоти або її складного ефіру, або солі. У іншому аспекті матеріали включають множину таких молекулярних ланцюгів. Наприклад, приблизно 1 з кожних 8, 1 з кожних 10, 1 з кожних 50 або 1 з кожних 100 сахаридних ланок кожного ланцюга може включати групу карбонової кислоти або її складного ефіру, або солі. У деяких варіантах здійснення сахаридні ланки можуть включати 5 або 6 вуглецевих сахаридних ланок. Такий ланцюг може мати від приблизно 10 до приблизно 200 сахаридних ланок, наприклад від приблизно 10 до приблизно 100 або від приблизно 10 до приблизно 50. Наприклад, кожний ланцюг може включати геміцелюлозу або целюлозу. У деяких варіантах здійснення кожний ланцюг також включає сахаридні ланки, які включають нітрозогрупи, нітрогрупи або нітрильні групи.This document describes materials that include a plurality of saccharide units organized in the form of a molecular chain, where from about 1 out of every 2 to about 1 out of every 250 saccharide units include a carboxylic acid group or its complex ester or salt. In another aspect, the materials include a plurality of such molecular chains. For example, approximately 1 of every 8, 1 of every 10, 1 of every 50, or 1 of every 100 saccharide units of each chain may include a carboxylic acid group or its ester or salt. In some embodiments, the saccharide units may include 5 or 6 carbon saccharide units. Such a chain can have from about 10 to about 200 saccharide units, for example from about 10 to about 100 or from about 10 to about 50. For example, each chain can include hemicellulose or cellulose. In some embodiments, each chain also includes saccharide units that include nitroso groups, nitro groups, or nitrile groups.

У деяких варіантах здійснення середня молекулярна маса матеріалів відносно стандартів РЕО може складати від приблизно 1000 до приблизно 1000000, наприклад від 1500 до 200000 або від 2000 до 10000. Наприклад, середня молекулярна маса матеріалів відносно стандартів РЕС може складати менше ніж приблизно 10000.In some embodiments, the average molecular weight of the materials relative to REO standards can be from about 1,000 to about 1,000,000, such as from 1,500 to 200,000 or from 2,000 to 10,000. For example, the average molecular weight of the materials relative to RES standards can be less than about 10,000.

У цьому документі описані способи зміни молекулярної і/або надмолекулярної структури сировини біомаси, які включають 1) опромінення сировини біомаси радіаційним випромінюванням, таким як фотони, електрони або іони з енергією, достатньою для іонізації сировини біомаси, з утворенням першого рівня радикалів, наприклад, які піддаються детекції за допомогою спектрометра електронного спінового резонансу; 2) гасіння радикалів до такої міри, щоб радикали були на другому більш низькому рівні, ніж перший рівень, такому як рівень, який більше не піддається детекції за допомогою спектрометра електронного спінового резонансу, наприклад, такий як рівень менше ніж приблизно 1072 спінів; і 3) переробку опроміненої сировини біомаси з одержанням продукту. Якщо бажано, перед опроміненням і/або після опромінення сировина біомаси може бути підготовлена шляхом зменшення одного або декількох розмірів окремих фрагментів сировини біомаси.This document describes methods of changing the molecular and/or supramolecular structure of the biomass feedstock, which include 1) irradiating the biomass feedstock with radiation, such as photons, electrons or ions with energy sufficient to ionize the biomass feedstock, with the formation of the first level of radicals, for example, which can be detected using an electron spin resonance spectrometer; 2) quenching the radicals to such an extent that the radicals are at a second lower level than the first level, such as a level that is no longer detectable by an electron spin resonance spectrometer, such as a level of less than about 1072 spins; and 3) processing of irradiated biomass raw materials to obtain a product. If desired, before irradiation and/or after irradiation, the biomass feedstock can be prepared by reducing one or more sizes of individual fragments of the biomass feedstock.

У деяких варіантах здійснення стадія переробки включає одержання продукту, такого як паливо, таке як спалюване паливо, таке як паливо для двигунів, авіаційне паливо або паливо для паливного елемента, наприклад, для генерування електрики, шляхом конвертування опроміненої сировини біомаси за допомогою мікроорганізму, здатного конвертувати щонайменше частину, наприклад щонайменше приблизно 1 мас. 95, біомаси в продукт.In some embodiments, the processing step includes obtaining a product, such as a fuel, such as a combusted fuel, such as motor fuel, aviation fuel, or fuel cell fuel, such as for generating electricity, by converting the irradiated biomass feedstock with a microorganism capable of converting at least a part, for example at least about 1 wt. 95, biomass into a product.

У деяких варіантах здійснення опромінення проводять на сировині біомаси при одночасному впливі на сировину біомаси повітрям, азотом, киснем, гелієм або аргоном. У деяких варіантах здійснення попередня обробка може включати попередню обробку сировини біомаси способом парового вибуху.In some variants, irradiation is carried out on raw biomass with simultaneous exposure to raw biomass with air, nitrogen, oxygen, helium or argon. In some embodiments, the pretreatment may include pretreatment of the biomass feedstock by steam explosion.

У деяких варіантах здійснення спосіб додатково включає зменшення одного або декількох розмірів окремих фрагментів біомаси, наприклад шляхом дроблення, вологого або сухого подрібнення, нарізання, стиснення, пресування або комбінації будь-яких з цих способів. Наприклад, дроблення можна проводити за допомогою різального пристрою з обертовим ножем. Дроблення може забезпечити одержання волокон, що мають середнє відношення довжини до діаметра, що перевищує 5/1 або складає щонайменше 5. В деяких варіантах здійснення підготовлена біомаса може мати площу поверхні ВЕТ більше 0,25 мг/г. В деяких випадках біомаса має внутрішні волокна, і біомасу можна дробити до такої міри, щоб внутрішні волокна біомаси були по суті оголені. Біомасу можна дробити до такої міри, щоб вона мала об'ємну густину менше ніж приблизно 0,35 г/см3.In some embodiments, the method further includes reducing one or more sizes of individual biomass fragments, such as by crushing, wet or dry grinding, cutting, compression, pressing, or a combination of any of these methods. For example, crushing can be done using a cutting device with a rotating knife. Crushing can provide fibers having an average length to diameter ratio greater than 5/1 or at least 5. In some embodiments, the prepared biomass can have a surface area of BET greater than 0.25 mg/g. In some cases, the biomass has internal fibers, and the biomass can be crushed to such an extent that the internal fibers of the biomass are essentially exposed. Biomass can be crushed to such an extent that it has a bulk density of less than about 0.35 g/cm3.

У деяких варіантах здійснення спосіб не включає гідроліз біомаси кислотою або основою.In some embodiments, the method does not include hydrolyzing the biomass with an acid or base.

Наприклад, щонайменше приблизно 70 мас. 95 біомаси можуть бути негідролізованими, наприклад щонайменше 95 мас. 95 біомаси є негідролізованими. У конкретних варіантах здійснення біомаса по суті не є гідролізованою.For example, at least about 70 wt. 95% of the biomass may be non-hydrolyzed, for example at least 95% by weight. 95% of biomass is non-hydrolyzed. In specific embodiments, the biomass is not essentially hydrolyzed.

У деяких варіантах здійснення опромінення проводять на біомасі, в якій менше ніж приблизно 25 мас. 95 біомаси змочено рідиною, такою як вода. Конкретно, в деяких варіантах здійснення здійснюють щонайменше один спосіб попередньої обробки біомаси, в якому біомасу по суті не змочують рідиною, такою як вода. Біомаса може мати, наприклад, менше ніж приблизно 5 мас. 95 утримуваної води, виміряної при 25 "С і відносній вологості 50965.In some embodiments, the irradiation is carried out on biomass in which less than about 25 wt. 95 biomass is wetted with a liquid such as water. Specifically, in some embodiments, at least one method of pre-treating the biomass is carried out in which the biomass is substantially not wetted with a liquid such as water. Biomass may have, for example, less than about 5 wt. 95 of retained water measured at 25 "C and a relative humidity of 50965.

У деяких варіантах здійснення опромінення проводять на біомасі, в якій менше ніж приблизно 25 мас. 906 біомаси знаходиться в набухлому стані, причому набухлий стан характеризується наявністю об'єму, що перевищує більше ніж приблизно на 2,595 об'єм в ненабухлому стані. У інших варіантах здійснення біомасу змішують з засобом, що викликає набухання, або вона включає його.In some embodiments, the irradiation is carried out on biomass in which less than about 25 wt. 906 of the biomass is in the swollen state, and the swollen state is characterized by the presence of a volume that exceeds by more than about 2.595 the volume in the non-swollen state. In other embodiments, the biomass is mixed with or includes a swelling agent.

У будь-якому зі способів, описаних в цьому документі, можна застосовувати тиск. Наприклад, опромінення можна проводити на біомасі під тиском більше ніж приблизно 2,5 атмосфери (0,25 МПа), наприклад більше ніж приблизно 5 або 10 атмосфер (0,5 або 0,1 МПа).Pressure can be applied in any of the ways described in this document. For example, irradiation can be performed on the biomass at a pressure greater than about 2.5 atmospheres (0.25 MPa), such as greater than about 5 or 10 atmospheres (0.5 or 0.1 MPa).

У іншому аспекті суміш включає низькомолекулярний цукор, матеріал біомаси і розчинник. У деяких випадках суміш також включає мікроорганізм.In another aspect, the mixture includes a low molecular weight sugar, a biomass material, and a solvent. In some cases, the mixture also includes a microorganism.

Приклади сировини біомаси включають папір, паперову продукцію, паперові відходи, деревину, пресовану деревину, деревну тирсу, сільськогосподарські відходи, стічні води, силос, трави, рисове лушпиння, макуху, бавовну, джут, пеньку, льон, бамбук, сизаль, абаку, солому, серцевини кукурудзяних качанів, кукурудзяну солому, просо, люцерну, сіно, кокосові волокна, синтетичну целюлозу, морську траву, водорості або їх суміші. Біомаса може являти собою або включати синтетичний матеріал.Examples of biomass feedstocks include paper, paper products, waste paper, wood, pressed wood, wood sawdust, agricultural waste, sewage, silage, grasses, rice husk, cake, cotton, jute, hemp, flax, bamboo, sisal, abaca, straw , corn cob kernels, corn straw, millet, alfalfa, hay, coconut fiber, synthetic cellulose, sea grass, algae, or mixtures thereof. Biomass can be or include synthetic material.

Приклади сортів палива включають один або декілька компонентів, вибраних з водню, спиртів і вуглеводнів. Наприклад, спирти можуть являти собою етанол, н-пропанол, ізопропанол, н-бутанол або їх суміші.Examples of fuel grades include one or more components selected from hydrogen, alcohols, and hydrocarbons. For example, alcohols can be ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol or their mixtures.

Опромінення, наприклад, можна проводити з використанням іонізуючого випромінювання, такого як гамма-промені, пучок електронів або ультрафіолетове С-випромінювання, що має довжину хвилі від приблизно 100 нм до приблизно 280 нм. Опромінення можна проводити з використанням множини способів застосування радіаційного опромінення. Іонізуюче випромінювання може включати випромінювання пучка електронів. Наприклад, радіаційне випромінювання можна застосовувати в загальній дозі від приблизно 10 Мрад до приблизно 150 Мрад, наприклад при рівні дози від приблизно 0,5 до приблизно 10 Мрад/добу або від 1 Мрад/с до приблизно 10 Мрад/с. У деяких варіантах здійснення опромінення включає застосування двох або більше джерел випромінювання, таких як гамма-промені і пучок електронів.Irradiation, for example, can be performed using ionizing radiation such as gamma rays, electron beams, or ultraviolet C radiation having a wavelength of about 100 nm to about 280 nm. Irradiation can be carried out using a number of methods of applying radiation exposure. Ionizing radiation can include electron beam radiation. For example, radiation may be applied at a total dose of from about 10 Mrad to about 150 Mrad, for example at a dose rate of from about 0.5 to about 10 Mrad/day or from 1 Mrad/s to about 10 Mrad/s. In some embodiments, the implementation of irradiation includes the use of two or more sources of radiation, such as gamma rays and an electron beam.

У деяких варіантах здійснення біомаса включає першу целюлозу, що має першу середньочислову молекулярну масу, і вуглеводний матеріал містить другу целюлозу, що має другу середньочислову молекулярну масу, яка нижче, ніж перша середньочислова молекулярна маса. Наприклад, друга середньочислова молекулярна маса нижче, ніж перша середньочислова молекулярна маса, більше ніж приблизно в один раз. У деяких варіантах здійснення, перша целюлоза має першу кристалічність, а друга целюлоза має другу кристалічність, більш низьку ніж перша кристалічність. Наприклад, друга кристалічність може бути нижчою ніж перша кристалічність, більше ніж приблизно на 1095.In some embodiments, the biomass comprises a first cellulose having a first number average molecular weight, and the carbohydrate material comprises a second cellulose having a second number average molecular weight that is lower than the first number average molecular weight. For example, the second number average molecular weight is lower than the first number average molecular weight by more than about a factor. In some embodiments, the first cellulose has a first crystallinity and the second cellulose has a second crystallinity lower than the first crystallinity. For example, the second crystallinity may be lower than the first crystallinity by more than about 1095.

У деяких варіантах здійснення перша целюлоза може мати перший рівень окислення, а друга целюлоза має другий рівень окислення, що перевищує перший рівень окислення.In some embodiments, the first cellulose may have a first oxidation level and the second cellulose may have a second oxidation level greater than the first oxidation level.

Матеріал біомаси може додатково включати буфер, такий як бікарбонат натрію або хлорид амонію, електроліт, такий як хлорид калію або хлорид натрію, фактор росту, такий як біотин, і/або пару основ, таких як урацил, поверхнево-активна речовина, мінерал або хелатуючий агент.The biomass material may further include a buffer such as sodium bicarbonate or ammonium chloride, an electrolyte such as potassium chloride or sodium chloride, a growth factor such as biotin, and/or a base pair such as uracil, a surfactant, a mineral, or a chelating agent. agent.

У деяких варіантах здійснення способи включають попередню обробку одним або декількома способами попередньої обробки на доповнення до опромінення. Наприклад, два або більше різних способів попередньої обробки можуть включати радіаційне опромінення і обробку ультразвуком, радіаційне опромінення і окислення, і радіаційне опромінення і піроліз. Необов'язково, попередня обробка біомаси може включати паровий вибух.In some embodiments, the methods include pretreatment with one or more pretreatment methods in addition to irradiation. For example, two or more different pretreatment methods may include radiation exposure and sonication, radiation exposure and oxidation, and radiation exposure and pyrolysis. Optionally, pretreatment of the biomass may include steam explosion.

Для подальшого сприяння зниженню молекулярної маси біомаси будь-яким способом, описаним в цьому документі, може бути використаний фермент, наприклад целюлолітичний фермент, або хімічний реагент, наприклад гіпохлорит натрію, кислота, основа або засіб, що викликає набухання.An enzyme, such as a cellulolytic enzyme, or a chemical reagent, such as sodium hypochlorite, an acid, a base, or a swelling agent may be used to further assist in reducing the molecular weight of the biomass in any manner described herein.

Ферментативну і/або хімічну обробку можна проводити до, в процесі або після опромінення або іншої попередньої обробки.Enzymatic and/or chemical treatment may be performed before, during, or after irradiation or other pretreatment.

Якщо використовують мікроорганізм, то він може являти собою природний мікроорганізм або одержаний способами інженерії мікроорганізм. Наприклад, мікроорганізм може являти собою бактерію, наприклад целюлолітичну бактерію, гриб, наприклад дріжджі, рослину або одноклітинний організм, наприклад водорості, найпростіші або подібні грибам найпростіші, наприклад слизисту плісняву. Якщо організми є сумісними, то можуть бути використані суміші. Як правило, різні мікроорганізми можуть продукувати ряд корисних продуктів, таких як паливо, шляхом дії на матеріали, наприклад ферментації. Наприклад, шляхом ферментації або інших процесів можна одержувати спирти, органічні кислоти, вуглеводні, водень, білки або суміші будь-яких з цих матеріалів.If a microorganism is used, it can be a natural microorganism or an engineered microorganism. For example, a microorganism can be a bacterium, such as a cellulolytic bacterium, a fungus, such as a yeast, a plant, or a single-celled organism, such as an algae, a protozoa, or a fungus-like protozoa, such as a slime mold. If the organisms are compatible, mixtures may be used. Generally, different microorganisms can produce a number of useful products, such as fuel, by acting on materials, such as fermentation. For example, alcohols, organic acids, hydrocarbons, hydrogen, proteins, or mixtures of any of these materials can be produced by fermentation or other processes.

Приклади продуктів, які можна продукувати з використанням способів, описаних в цьому документі, включають моно- і поліфункціональні С1-Сб-алкілові спирти, моно- і поліфункціональні карбонові кислоти, С1-Сб-вуглеводні і їх комбінації. Конкретні приклади придатних спиртів включають метанол, етанол, пропанол, ізопропанол, бутанол, етиленгліколь, пропіленгліколь, 1,4-бутандіол, гліцерин і їх комбінації. Конкретні приклади придатних карбонових кислот включають мурашину кислоту, оцтову кислоту, пропіонову кислоту, масляну кислоту, валеріанову кислоту, капроєву кислоту, пальмітинову кислоту, стеаринову кислоту, щавлеву кислоту, малонову кислоту, янтарну кислоту, глутарову кислоту, олеїнову кислоту, лінолеву кислоту, гліколеву кислоту, молочну кислоту, у- гідроксимасляну кислоту і їх комбінації. Приклади придатних вуглеводнів включають метан, етан, пропан, пентан, н-гексан і їх комбінації. Багато які з цих продуктів можна використовувати як паливо.Examples of products that can be produced using the methods described herein include mono- and polyfunctional C1-Cb-alkyl alcohols, mono- and polyfunctional carboxylic acids, C1-Cb-hydrocarbons, and combinations thereof. Specific examples of suitable alcohols include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, glycerin, and combinations thereof. Specific examples of suitable carboxylic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, palmitic acid, stearic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, oleic acid, linoleic acid, glycolic acid. , lactic acid, γ-hydroxybutyric acid and their combinations. Examples of suitable hydrocarbons include methane, ethane, propane, pentane, n-hexane and combinations thereof. Many of these products can be used as fuel.

Інші продукти описані в попередній заявці США з серійним номером 61/139453, повний зміст якої включений в цей документ як посилання. Продуковані продукти або співпродукти можуть являти собою продукти, призначені для застосування в продукованому вигляді, або продуковані продукти можуть являти собою проміжні продукти для будь-якого іншого процесу, описаного в цьому документі, або будь-якого процесу, описаного в заявці, включеній в цей документ як посилання.Other products are described in US Provisional Application Serial No. 61/139453, the entire contents of which are incorporated herein by reference. Produced products or co-products may be products intended for use as manufactured, or produced products may be intermediate products for any other process described herein or any process described in an application incorporated herein as a reference

Приклади мікроорганізмів, які можна використовувати для одержання корисних продуктів, включають бактерії, дріжджі і їх комбінації. Наприклад, мікроорганізм може являти собою бактерію, наприклад целюлолітичну бактерію, гриб, наприклад дріжджі, рослину або одноклітинний організм, наприклад водорості, найпростіші або подібні грибам найпростіші, наприклад слизисту плісняву.Examples of microorganisms that can be used to produce beneficial products include bacteria, yeast, and combinations thereof. For example, a microorganism can be a bacterium, such as a cellulolytic bacterium, a fungus, such as a yeast, a plant, or a single-celled organism, such as an algae, a protozoa, or a fungus-like protozoa, such as a slime mold.

У будь-якому зі способів, описаних в цьому документі, радіаційне випромінювання можна застосовувати з пристрою, який знаходиться в сховищі.In any of the ways described in this document, radiation can be applied from a device that is in storage.

Термін "волокнистий матеріал", як використовують в цьому документі, являє собою матеріал, який включає множину пухких, дискретних і роздільних волокон. Наприклад, волокнистий матеріал може бути одержаний з джерела волокон, що являє собою відбілений крафт-папір, шляхом дроблення, наприклад, за допомогою різального пристрою з обертовим ножем.The term "fibrous material", as used herein, is a material that includes a plurality of loose, discrete and separate fibers. For example, the fibrous material can be obtained from a source of fibers, which is bleached kraft paper, by crushing, for example, using a cutting device with a rotating knife.

Термін "сито", як використовують в цьому документі, означає елемент, здатний просівати матеріал відповідно до розміру. Приклади сит включають пластину з отворами, циліндр або тому подібне, або дротяне сито, або матер'яну тканину.The term "sieve", as used herein, means an element capable of sieving material according to size. Examples of sieves include a plate with holes, a cylinder or the like, or a wire sieve, or a cloth.

Термін "піроліз", як використовують в цьому документі, означає руйнування зв'язків в матеріалі шляхом застосування теплової енергії. Піроліз може відбуватися, коли матеріал, що розглядається, знаходиться у вакуумі або занурений в газоподібну речовину, таку як окислювальний газ, наприклад повітря або кисень, або відновний газ, такий як водень.The term "pyrolysis", as used herein, means the destruction of bonds in a material by the application of thermal energy. Pyrolysis can occur when the material in question is in a vacuum or immersed in a gaseous substance such as an oxidizing gas such as air or oxygen or a reducing gas such as hydrogen.

Вміст кисню визначають елементним аналізом шляхом піролізу зразка в печі, працюючій при 1300 "С або вище.The oxygen content is determined by elemental analysis by pyrolysis of the sample in a furnace operating at 1300 "C or higher.

Термін "біомаса" включає будь-яку нефосилізовану, тобто поновлювану органічну речовину. Різні типи біомаси включають рослинну біомасу (визначену нижче), мікробну біомасу, тваринну біомасу (будь-який побічний продукт тваринництва, відходи тваринництва і т. д.) і біомасу міських відходів (житлові відходи і відходи легкої промисловості з підлягаючими повторній переробці матеріалами, такими як викинений метал і скло). Також термін "біомаса" включає вихідні або використані целюлозні матеріали, такі як ганчір'я і рушники, виготовлені з бавовни або бавовняної суміші.The term "biomass" includes any non-fossilized, i.e. renewable, organic matter. Different types of biomass include plant biomass (defined below), microbial biomass, animal biomass (any livestock by-product, livestock waste, etc.) and municipal waste biomass (domestic waste and light industrial waste with recyclable materials such as such as discarded metal and glass). Also, the term "biomass" includes raw or used cellulosic materials, such as rags and towels, made from cotton or cotton blends.

Терміни "рослинна біомаса" і "лігноцелюлозна біомаса" стосуються практично будь-якого органічного матеріалу, що походить від рослин (деревного або недеревного). Рослинна біомаса може включати, але ними не обмежуючись, сільськогосподарські або продовольчі культури (наприклад, цукрову тростину, цукровий буряк або кукурудзяні зерна), або їх екстракт (наприклад, цукор з цукрової тростини і кукурудзяний крохмаль з кукурудзи), сільськогосподарські культури і сільськогосподарські відходи і залишки, такі як кукурудзяна солома, пшенична солома, рисова солома, макуха цукрової тростини, бавовна і т. п. Крім того, рослинна біомаса включає, але не обмежується ними, дерева, деревні енергетичні культури, деревні відходи і залишки, такі як тріски хвойного дерева, відходи з кори, деревна тирса, потоки відходів паперової і целюлозної промисловості, деревне волокно і т. п.The terms "plant biomass" and "lignocellulosic biomass" refer to virtually any organic material derived from plants (woody or non-woody). Plant biomass may include, but is not limited to, agricultural or food crops (e.g., sugar cane, sugar beet, or corn kernels), or their extract (e.g., sugar from sugar cane and corn starch from corn), crops and agricultural waste, and residues such as corn straw, wheat straw, rice straw, sugarcane bagasse, cotton, etc. In addition, plant biomass includes, but is not limited to, trees, tree energy crops, wood waste and residues such as softwood chips trees, bark waste, wood sawdust, paper and pulp industry waste streams, wood fiber, etc.

Крім того, як інше джерело рослинної біомаси потенційно можна у великому масштабі вирощувати кормову посівну траву, таку як просо і т. п. Для міських територій найкраща потенційна рослинна сировина біомаси включає відходи садівництва (наприклад, скошена трава, листя, обрізані частини дерев і вітролом) і відходи переробки овочів. "Ліггоцелюлозна сировина" являє собою будь-який тип рослинної біомаси, такий як, але не обмежуючись перерахованим, біомаса недеревних рослин, оброблювані культури, такі як, але не обмежуючись ними, трави, наприклад, але не обмежуючись ними, С4-трави, такі як просо, спартина, плевели, міскант (китайська тростина), двокитичник тростинний (канарник трубкоподібний) або їх комбінації, або залишки переробки цукру, такі як макуха або бурякова пульпа, сільськогосподарські залишки, наприклад соєва солома, кукурудзяна солома, рисова солома, рисове лушпиння, ячмінна солома, серцевина кукурудзяного качана, пшенична солома, солома коноли, вівсяна солома, вівсяне лушпиння, кукурудзяне волокно, утилізоване волокно деревної пульпи, деревна тирса, тверда деревина, наприклад дерево і тирса осики, м'яка деревина або їх комбінації. Крім того, лігноцелюлозна сировина може включати целюлозні відходи виробництва, такі як, але не обмежуючись ними, газетний папір, картон, деревна тирса і т. п.In addition, as another source of plant biomass, forage grasses such as millet etc. can potentially be grown on a large scale. For urban areas, the best potential plant biomass feedstocks include horticultural waste (e.g. grass clippings, leaves, tree trimmings and wind ) and vegetable processing waste. "Ligocellulosic feedstock" is any type of plant biomass, such as, but not limited to, non-woody plant biomass, cultivated crops such as, but not limited to, grasses, such as, but not limited to, C4 grasses such such as millet, spartina, weeds, miscant (Chinese cane), dicotyledons (canary) or combinations thereof, or residues from sugar processing such as cake or beet pulp, agricultural residues such as soybean straw, corn straw, rice straw, rice husk , barley straw, corncob core, wheat straw, canola straw, oat straw, oat hulls, corn fiber, recycled wood pulp fiber, wood sawdust, hardwood such as wood and aspen sawdust, softwood, or combinations thereof. In addition, lignocellulosic feedstocks may include cellulosic waste products such as, but not limited to, newsprint, cardboard, wood sawdust, and the like.

Лігпоцелюлозна сировина може включати один вид волокна або, альтернативно, лігноцелюлозна сировина може включати суміш волокон, джерелом яких є різна лігноцелюлозна сировина. Крім того, лігноцелюлозна сировина може містити свіжу лігноцелюлозну сировину, частково висушену лігноцелюлозну сировину, повністю висушену лігноцелюлозну сировину або їх комбінацію.The lignocellulosic feedstock may include a single type of fiber or, alternatively, the lignocellulosic feedstock may include a mixture of fibers derived from different lignocellulosic feedstocks. In addition, the lignocellulosic feedstock may contain fresh lignocellulosic feedstock, partially dried lignocellulosic feedstock, fully dried lignocellulosic feedstock, or a combination thereof.

Для цілей даного опису, вуглеводи являють собою матеріали, які повністю складаються з однієї або декількох сахаридних ланок або які включають одну або декілька сахаридних ланок. Сахаридні ланки можуть бути функціоналізованими в області кільця за допомогою однієї або декількох функціональних груп, таких як групи карбонової кислоти, аміногрупи, нітрогрупи, нітрозогрупи або нітрильні групи, і, проте, вважатися вуглеводами. Вуглеводи можуть бути полімерними (наприклад, рівними 10-меру, 100-меру, 1000-меру, 10000-меру або 100000-меру або перевищуючими їх), олігомерними (наприклад, рівними 4-меру, 5-меру, б-меру, 7-меру, 8-меру, 9-меру або 10-меру або перевищуючими їх), тримерними, димерними або мономерними. Якщо вуглеводи утворені з більше ніж однієї повторюваної ланки, то всі елементи можуть бути однаковими або різними.For the purposes of this description, carbohydrates are materials that consist entirely of one or more saccharide units or that include one or more saccharide units. The saccharide units may be functionalized in the ring region with one or more functional groups, such as carboxylic acid groups, amino groups, nitro groups, nitroso groups, or nitrile groups, and still be considered carbohydrates. Carbohydrates can be polymeric (eg, equal to or greater than 10-mer, 100-mer, 1000-mer, 10000-mer, or 100000-mer), oligomeric (eg, equal to 4-mer, 5-mer, b-mer, 7 -mer, 8-mer, 9-mer or 10-mer or exceeding them), trimeric, dimeric or monomeric. If carbohydrates are formed from more than one repeating unit, then all the elements can be the same or different.

Приклади полімерних вуглеводів включають целюлозу, ксилан, пектин і крохмаль, в той час як прикладами димерних вуглеводів є целобіоза і лактоза. Приклади мономерних вуглеводів включають глюкозу і ксилозу.Examples of polymeric carbohydrates include cellulose, xylan, pectin, and starch, while examples of dimeric carbohydrates include cellobiose and lactose. Examples of monomeric carbohydrates include glucose and xylose.

Вуглеводи можуть бути частиною надмолекулярної структури, наприклад, ковалентно приєднаної до структури. Приклади таких матеріалів включають лігноцелюлозні матеріали, такі як матеріали, що знаходяться в дереві.Carbohydrates can be part of a supramolecular structure, for example, covalently attached to the structure. Examples of such materials include lignocellulosic materials, such as materials found in wood.

Крохмальний матеріал є матеріалом, який являє собою крохмаль або похідне крохмалю або включає значні кількості крохмалю або похідного крохмалю, наприклад більше ніж приблизно 5 мас. 95 крохмалю або похідного крохмалю. Для цілей даного опису, крохмаль являє собою матеріал, який включає амілозу, амілопектин або їх фізичну і/або хімічну суміш, наприклад суміш амілози і пектину, що складає 20:80 або 30:70 мас. 95. Наприклад, рис, кукурудза і їх суміші являють собою крохмальні матеріали. Похідні крохмалю включають, наприклад, мальтодекстрин, кислотно-модифікований крохмаль, основно-модифікований крохмаль, відбілений крохмаль, окислений крохмаль, ацетильований крохмаль, ацетильований і окислений крохмаль, фосфатно-модифікований крохмаль, генетично модифікований крохмаль і крохмаль, який є стійким до розщеплення.A starch material is a material that is starch or a starch derivative or includes significant amounts of starch or a starch derivative, such as more than about 5 wt. 95 starch or derived starch. For the purposes of this description, starch is a material that includes amylose, amylopectin or their physical and/or chemical mixture, for example a mixture of amylose and pectin, which is 20:80 or 30:70 by weight. 95. For example, rice, corn and their mixtures are starchy materials. Starch derivatives include, for example, maltodextrin, acid-modified starch, basic-modified starch, bleached starch, oxidized starch, acetylated starch, acetylated and oxidized starch, phosphate-modified starch, genetically modified starch, and starch that is resistant to cleavage.

Для цілей даного опису, низькомолекулярний цукор являє собою вуглевод або його похідне, які мають молекулярну масу по формулі (за винятком вологовмісту) менше ніж приблизно 2000, наприклад менше ніж приблизно 1800, менше ніж приблизно 1600, менше ніж приблизно 1000, менше ніж приблизно 500, менше ніж приблизно 350 або менше ніж приблизно 250. Наприклад, низькомолекулярний цукор може являти собою моносахарид, наприклад глюкозу або ксилозу, дисахарид, наприклад целобіозу або сахарозу, або трисахарид.For purposes of this description, a low molecular weight sugar is a carbohydrate or derivative thereof having a formula molecular weight (excluding moisture content) of less than about 2,000, such as less than about 1,800, less than about 1,600, less than about 1,000, less than about 500 , less than about 350 or less than about 250. For example, a low molecular sugar can be a monosaccharide such as glucose or xylose, a disaccharide such as cellobiose or sucrose, or a trisaccharide.

Спалюване паливо являє собою матеріал, здатний згоряти в присутності кисню. Приклади спалюваних видів палива включають етанол, н-пропанол, н-бутанол, водень і суміші будь-яких двох або більше з них.Combustible fuel is a material capable of burning in the presence of oxygen. Examples of combustible fuels include ethanol, n-propanol, n-butanol, hydrogen, and mixtures of any two or more of them.

Засоби, що викликають набухання, як використовують в цьому документі, являють собою матеріали, які викликають видиме набухання, наприклад збільшення об'єму целюлозних і/або лігноцелюлозних матеріалів відносно ненабухлого стану, що становить 2,595, коли такі матеріали застосовують як розчин, наприклад водний розчин. Їх приклади включають лужні речовини, такі як гідроксид натрію, гідроксид калію, гідроксид літію і гідроксиди амонію, підкислювачі, такі як мінеральні кислоти (наприклад, сірчана кислота, хлористоводнева кислота і фосфорна кислота), солі, такі як хлорид цинку, карбонат кальцію, карбонат натрію, сульфат бензилтриметиламонію, і основні органічні аміни, такі як етилендіамін. "Роздроблений матеріал", як використовують в цьому документі, являє собою матеріал, який включає окремі волокна, в яких щонайменше приблизно 5095 окремих волокон мають відношення довжина/діаметр (Г/0) щонайменше приблизно 5 і які мають об'ємну густину в нестисненому стані менше ніж приблизно 0,6 г/см3. Таким чином, роздроблений матеріал відрізняється від матеріалу, який є нарізаним, порубаним або розтертим.Swelling agents, as used herein, are materials that cause visible swelling, such as an increase in volume of cellulosic and/or lignocellulosic materials relative to an unswollen state of 2.595 when such materials are used as a solution, such as an aqueous solution . Examples of these include alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide and ammonium hydroxides, acidifiers such as mineral acids (such as sulfuric acid, hydrochloric acid and phosphoric acid), salts such as zinc chloride, calcium carbonate, sodium, benzyltrimethylammonium sulfate, and basic organic amines such as ethylenediamine. A "crushed material" as used herein is a material that includes individual fibers in which at least about 5095 individual fibers have a length/diameter ratio (G/0) of at least about 5 and which have an uncompressed bulk density less than about 0.6 g/cm3. Thus, shredded material is different from material that is chopped, chopped, or ground.

Зміна молекулярної структури сировини біомаси, як використовують в цьому документі, означає зміну розташування хімічних зв'язків, наприклад типу і кількості функціональних груп або конформації структури. Наприклад, зміна молекулярної структури може включати зміну надмолекулярної структури матеріалу, окислення матеріалу, зміну середньої молекулярної маси, зміну середньої кристалічності, зміну площі поверхні, зміну міри полімеризації, зміну пористості, зміну міри розгалуження, прищеплену співполімеризацію з іншими матеріалами, зміну розміру кристалічного домену або зміну розміру всього домену.Changing the molecular structure of biomass raw materials, as used in this document, means changing the location of chemical bonds, for example, the type and number of functional groups or the conformation of the structure. For example, a change in molecular structure may include a change in the supramolecular structure of the material, oxidation of the material, change in average molecular weight, change in average crystallinity, change in surface area, change in degree of polymerization, change in porosity, change in degree of branching, graft copolymerization with other materials, change in crystal domain size, or resizing the entire domain.

Дана заявка включає як посилання повний зміст міжнародної заявки Ме РСТ/О52007/022719, поданої 26 жовтня 2007 року. Повний опис кожної з наступних патентних заявок США включений в цей документ як посилання: попередні заявки США з серійними номерами 61/049391; 61/049394; 61/049395; 61/049404; 61/049405; 61/049406; 61/049407; 61/049413; 61/049415 і 61/049419, всі подані квітня 2008 року; попередні заявки США з серійними номерами 61/073432; 61/073436; 61/073496; 61/073530; 61/073665 і 61/073674, всі подані 18 червня 2008 року; попередня заявка США з серійним номером 61/106861, подана 20 жовтня 2008 року; попередні заявки США з серійними номерами 61/139324 і 61/139453, обидві подані 19 грудня 2008 року, і патентні заявки США з серійними номерами 12/417707; 12/417720; 12/417840; 12/417699; 12/417731; 12/417900; 12/417880; 12/417723; 12/417786 і 12/417904, всі подані З квітня 2009 року.This application incorporates as a reference the full content of international application Me PCT/О52007/022719, filed on October 26, 2007. The complete disclosures of each of the following US patent applications are incorporated herein by reference: prior US applications Serial Nos. 61/049391; 61/049394; 61/049395; 61/049404; 61/049405; 61/049406; 61/049407; 61/049413; 61/049415 and 61/049419, all filed April 2008; US Patent Application Serial Nos. 61/073432; 61/073436; 61/073496; 61/073530; 61/073665 and 61/073674, all filed Jun. 18, 2008; US Provisional Application Serial No. 61/106861, filed Oct. 20, 2008; US Patent Application Serial Nos. 61/139324 and 61/139453, both filed Dec. 19, 2008, and US Patent Application Serial No. 12/417707; 12/417720; 12/417840; 12/417699; 12/417731; 12/417900; 12/417880; 12/417723; 12/417786 and 12/417904, all filed Apr. 2009.

Якщо не визначено інакше, всі технічні і наукові терміни, використовувані в цьому документі, мають ті ж значення, які звичайно мають на увазі фахівці в галузі, до якої належить даний винахід.Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used in this document have the same meanings that are commonly understood by those skilled in the art to which the present invention belongs.

Незважаючи на те, що на практиці або при тестуванні даного винаходу можна використовувати способи і матеріали, схожі або еквівалентні способам або матеріалам, описаним в цьому документі, придатні способи і матеріали описані нижче. Всі публікації, патентні заявки, патенти і інші посилання, згадані в цьому документі, повністю включені як посилання. У випадку суперечності потрібно керуватися даним описом, включаючи визначення. Крім того, матеріали, способи і приклади є тільки ілюстративними і не призначені для обмеження.Although methods and materials similar to or equivalent to the methods or materials described herein may be used in the practice or testing of this invention, suitable methods and materials are described below. All publications, patent applications, patents and other references mentioned herein are incorporated by reference in their entirety. In case of conflict, this description, including definitions, shall govern. In addition, the materials, methods and examples are illustrative only and are not intended to be limiting.

Інші ознаки і переваги винаходу стануть очевидними з представленого нижче докладного опису і формули винаходу.Other features and advantages of the invention will become apparent from the detailed description and claims presented below.

Опис кресленьDescription of drawings

На ФІГ. 1 представлена блок-схема, що ілюструє конверсію біомаси в продукти і побічні продукти.In FIG. 1 presents a block diagram illustrating the conversion of biomass into products and by-products.

На ФІГ. 2 представлена блок-схема, що ілюструє конверсію джерела волокна в перший і другий волокнистий матеріал.In FIG. 2 is a block diagram illustrating the conversion of a fiber source into a first and a second fibrous material.

На ФІГ. З представлений вигляд в поперечному розрізі різального пристрою з обертовим ножем.In FIG. C shows a cross-sectional view of a cutting device with a rotating knife.

На ФІГ. 4 представлена блок-схема, що ілюструє конверсію джерела волокна в перший, другий і третій волокнистий матеріал.In FIG. 4 is a block diagram illustrating the conversion of a fiber source into a first, second, and third fibrous material.

На ФІГ. 5 представлена блок-схема, що ілюструє ущільнення матеріалу.In FIG. 5 is a block diagram illustrating the compaction of the material.

На ФІГ. 6 представлене перспективне зображення преса для гранулювання.In FIG. 6 is a perspective view of a pelletizing press.

На ФІГ. 7А представлений ущільнений волокнистий матеріал у формі гранул.In FIG. 7A shows compacted fibrous material in the form of granules.

На ФІГ. 7В представлений поперечний переріз порожнистих гранул, в яких центр порожнини знаходиться на одній лінії з центром гранули.In FIG. 7B shows a cross-section of hollow granules in which the center of the cavity is on the same line as the center of the granule.

На ФІГ. 7С представлений поперечний переріз порожнистої гранули, в якій центр порожнини зміщений відносно центра гранули.In FIG. 7C shows a cross-section of a hollow pellet in which the center of the cavity is offset relative to the center of the pellet.

На ФІГ. 70 представлений поперечний переріз тридольної гранули.In FIG. 70 shows a cross-section of a three-lobed pellet.

На ФІГ. 8 представлена блок-схема, що ілюструє послідовність обробки для переробки сировини.In FIG. 8 is a block diagram illustrating the sequence of processing for the processing of raw materials.

На ФІГ. 9 представлений перспективний вигляд в перерізі гамма-випромінювача, що знаходиться в бетонному сховищі.In FIG. 9 shows a cross-sectional perspective view of a gamma emitter located in a concrete storage.

На ФІГ. 10 представлений збільшений перспективний вигляд області Е. ФІГ. 9.In FIG. 10 presents an enlarged perspective view of area E. FIG. 9.

На ФІГ. 11А представлена блок-схема, що ілюструє послідовність попередньої обробки сировини опроміненням пучком електронів.In FIG. 11A presents a block diagram illustrating the sequence of pre-treatment of raw materials by electron beam irradiation.

На ФІГ. 118 показане схематичне представлення іонізованої біомаси, а потім окисленої або гашеної.In FIG. 118 shows a schematic representation of biomass ionized and then oxidized or quenched.

На ФІГ. 12 представлений схематичний вигляд системи для обробки ультразвуком технологічного потоку целюлозного матеріалу в рідкому середовищі.In FIG. 12 presents a schematic view of the system for ultrasound treatment of the technological flow of cellulosic material in a liquid medium.

На ФІГ. 13 представлений схематичний вигляд пристрою для обробки ультразвуком, що має два перетворювачі, приєднані до одного рупора.In FIG. 13 is a schematic view of an ultrasonic treatment device having two transducers attached to a single horn.

На ФІГ. 14 представлена блок-схема, що ілюструє систему для піролітичної попередньої обробки сировини.In FIG. 14 presents a block diagram illustrating a system for pyrolytic pretreatment of raw materials.

На ФІГ. 15 представлений в поперечному розрізі бічний вигляд камери для піролізу.In FIG. 15 is a cross-sectional side view of the pyrolysis chamber.

На ФІГ. 16 представлений в поперечному розрізі бічний вигляд камери для піролізу.In FIG. 16 is a cross-sectional side view of the pyrolysis chamber.

На ФІГ. 17 представлений в поперечному розрізі бічний вигляд піролізера, який включає нагрівальний волосок.In FIG. 17 is a cross-sectional side view of the pyrolyzer, which includes a heating hair.

На ФІГ. 18 представлений схематично в поперечному розрізі бічний вигляд піролізера по точціIn FIG. 18 shows a schematic cross-sectional side view of the pyrolyzer by point

Кюрі.Curie.

На ФІГ. 19 представлений схематично в поперечному розрізі бічний вигляд пічного піролізера.In FIG. 19 shows a schematic cross-sectional side view of the furnace pyrolyzer.

На ФІГ. 20 представлений схематично в поперечному розрізі вигляд зверху лазерного пристрою для піролізу.In FIG. 20 is a schematic cross-sectional top view of a pyrolysis laser device.

На ФІГ. 21 представлений схематично в поперечному розрізі вигляд зверху пристрою для миттєвого піролізу з вольфрамовим волоском.In FIG. 21 is a schematic cross-sectional top view of a device for instant pyrolysis with a tungsten hair.

На ФІГ. 22 представлена блок-схема, що ілюструє систему для окислювальної попередньої обробки сировини.In FIG. 22 is a block diagram illustrating a system for oxidative pretreatment of raw materials.

На ФІГ. 23 представлена блок-схема, що ілюструє загальний вигляд процесу конвертування джерела волокна в продукт, наприклад етанол.In FIG. 23 is a block diagram illustrating a general view of the process of converting a fiber source into a product, such as ethanol.

На ФІГ. 24 представлений схематично в поперечному розрізі вигляд пристрою для парового вибуху.In FIG. 24 shows a schematic cross-sectional view of a steam explosion device.

На ФІГ. 25 представлений схематично в поперечному розрізі бічний вигляд гібридного пристрою для обробки пучком електронів/ультразвуком.In FIG. 25 is a schematic cross-sectional side view of a hybrid device for electron beam/ultrasound treatment.

На ФІГ. 26 представлений знімок, одержаний за допомогою скануючого електронного мікроскопа при збільшенні 25Х, волокнистого матеріалу, одержаного з паперу з багатошаровим покриттям.In FIG. 26 presents a picture, obtained with the help of a scanning electron microscope at a magnification of 25X, of a fibrous material obtained from paper with a multilayer coating.

Волокнистий матеріал одержували на різальному пристрої з обертовим ножем з використанням сита з отворами 1/8 дюйма (0,32 см).The fibrous material was obtained on a rotary knife cutter using a screen with 1/8 inch (0.32 cm) openings.

На ФІГ. 27 представлений знімок, одержаний за допомогою скануючого електронного мікроскоп при збільшенні 25Х, волокнистого матеріалу, одержаного з відбіленого крафт-картону. Волокнистий матеріал одержували на різальному пристрої з обертовим ножем з використанням сита з отворами 1/8 дюйма (0,32 см).In FIG. 27 presents a picture, obtained with the help of a scanning electron microscope at a magnification of 25X, of a fibrous material obtained from bleached kraft cardboard. The fibrous material was obtained on a rotary knife cutter using a screen with 1/8 inch (0.32 cm) openings.

На ФІГ. 28 представлений знімок, одержаний за допомогою скануючого електронного мікроскопа при збільшенні 25Х, волокнистого матеріалу, одержаного з відбіленого крафт-картону. Волокнистий матеріал двічі дробили на різальному пристрої з обертовим ножем з використанням сита з отворами 1/16 дюйма (0,16 см) при кожному дробленні.In FIG. 28 presents a picture obtained with the help of a scanning electron microscope at a magnification of 25X of a fibrous material obtained from bleached kraft paperboard. The fibrous material was crushed twice on a rotary knife cutter using a screen with 1/16 inch (0.16 cm) openings for each crushing.

На ФІГ. 29 представлений знімок, одержаний за допомогою скануючого електронного мікроскопа при збільшенні 25Х, волокнистого матеріалу, одержаного з відбіленого крафт-картону. Волокнистий матеріал три рази дробили на різальному пристрої з обертовим ножем. У ході першого дроблення використовували сито з отворами 1/8 дюйма (0,32 см); в ході другого дроблення використовували сито з отворами 1/16 дюйма (0,16 см) і в ході третього дроблення використовували сито з отворами 1/32 дюйма (0,08 см).In FIG. 29 presents a picture obtained with the help of a scanning electron microscope at a magnification of 25X of a fibrous material obtained from bleached kraft cardboard. The fibrous material was crushed three times on a cutting device with a rotating knife. A 1/8 inch (0.32 cm) sieve was used during the first crushing; a 1/16 inch (0.16 cm) sieve was used for the second crushing and a 1/32 inch (0.08 cm) sieve was used for the third crushing.

На ФІГ. 29А-29Е представлені 3-0 спектри Рамана поверхні волокон із зразків Р132, Р132-10,In FIG. 29A-29E present 3-0 Raman spectra of the surface of fibers from samples P132, P132-10,

Р132-100, Р-1е, Р-ЗОе і Р-100е, відповідно.P132-100, P-1e, P-ZOe and P-100e, respectively.

На ФІГ. 30 представлений схематичний бічний вигляд пристрою для обробки ультразвуком, а наIn FIG. 30 shows a schematic side view of the device for ultrasound treatment, and on

ФІГ. 31 представлений в поперечному розрізі вигляд через комірку для переробки ФІГ. 30.FIG. 31 is a cross-sectional view through the processing cell of FIG. 30.

На ФІГ. 32 представлений знімок, одержаний за допомогою скануючого електронного мікроскопа при збільшенні 1000Х, волокнистого матеріалу, одержаного шляхом дроблення проса на різальному пристрої з обертовим ножем, а потім пропускання роздробленого матеріалу через сито з отворами 1/32 дюйма (0,08 см).In FIG. 32 is a scanning electron microscope image at 1000X magnification of fibrous material obtained by crushing millet on a rotary knife cutter and then passing the crushed material through a 1/32 inch (0.08 cm) screen.

На ФІГ. 33 ї 34 представлені знімки, одержані за допомогою скануючого електронного мікроскопа при збільшенні 1000Х, волокнистого матеріалу ФІГ. 32 після опромінення гамма-променями в дозі 10 і 100 Мрад, відповідно.In FIG. 33 and 34 show images obtained using a scanning electron microscope at a magnification of 1000X of the fibrous material of FIG. 32 after irradiation with gamma rays at a dose of 10 and 100 Mrad, respectively.

На ФІГ. 35 представлені знімки, одержані за допомогою скануючого електронного мікроскопа при збільшенні 1000Х, волокнистого матеріалу ФІГ. 32 після опромінення дозою 10 Мрад і обробки ультразвуком.In FIG. 35 presents pictures obtained with the help of a scanning electron microscope at a magnification of 1000X, the fibrous material of FIG. 32 after irradiation with a dose of 10 Mrad and treatment with ultrasound.

На ФІГ. 36 представлені знімки, одержані за допомогою скануючого електронного мікроскопа при збільшенні 1000Х, волокнистого матеріалу ФІГ. 32 після опромінення дозою 100 Мрад і обробки ультразвуком.In FIG. 36 presents images obtained using a scanning electron microscope at a magnification of 1000X, the fibrous material of FIG. 32 after irradiation with a dose of 100 Mrad and treatment with ultrasound.

На ФІГ. 37 представлений інфрачервоний спектр крафт-картону, нарізаного на різальному пристрої з обертовим ножем.In FIG. 37 presents the infrared spectrum of kraft cardboard cut on a cutting device with a rotating knife.

На ФІГ. 38 представлений інфрачервоний спектр крафт-паперу ФІГ. 37 після опромінення гамма- випромінюванням в дозі 100 Мрад.In FIG. 38 presents the infrared spectrum of the kraft paper of FIG. 37 after exposure to gamma radiation at a dose of 100 Mrad.

На ФІГ. З8А-38І представлені спектри "Н-ЯМР для зразків Р132, Р132-10, РІ132-100, Р-1е, Р-5е, Р- 1бе, Р-ЗОе, Р-7Ое і Р-100е в прикладі 23. На ФІГ. 38) представлене порівняння обмінного протона при -16 м.ч. на ФІГ. З8А-38І. На ФІГ. 38К представлений "З0-ЯМР зразка Р-100е. На ФІГ. 381 -38М представлені "ЗС-ЯМР зразка Р-100е з часом утримання 10 секунд. На ФІГ. З8М представлений "Н-In FIG. 38A-38I presents the H-NMR spectra for samples P132, P132-10, PI132-100, P-1e, P-5e, P-1be, P-ZOe, P-7Oe and P-100e in example 23. FIG. . 38) presents a comparison of the exchange proton at -16 m.p.h. in FIG. In FIG. 381 -38M are presented "ZS-NMR of sample P-100e with a retention time of 10 seconds. FIG. 38M presents "H-

ЯМР зразка Р-100е в концентрації 1095 мас./мас.NMR of sample P-100e at a concentration of 1095 wt./wt.

На ФІГ. 39 представлений схематичний вигляд процесу конверсії біомаси.In FIG. 39 shows a schematic view of the biomass conversion process.

На ФІГ. 40 представлений схематичний вигляд іншого процесу конверсії біомаси.In FIG. 40 presents a schematic view of another biomass conversion process.

Докладний описDetailed description

Біомасу (наприклад, рослинну біомасу, таку як біомаса, яка являє собою або включає один або декілька низькомолекулярних цукрів, тваринна біомаса і біомаса міських відходів) можна переробляти для одержання корисних продуктів, таких як палива, наприклад палива для двигунів внутрішнього згоряння, реактивних двигунів або сировина для паливних елементів. Крім того, використовуючи способи, описані в цьому документі, можна одержувати функціоналізовані матеріали, що мають бажані типи і кількості функціональних груп, таких як групи карбонової кислоти, енольні групи, альдегідні групи, кетонові групи, нітрильні групи, нітрогрупи або нітрозогрупи. Такі функціоналізовані матеріали можуть бути, наприклад, більш розчинними, легше утилізовними різними мікроорганізмами або вони можуть бути більш стабільними протягом тривалого часу, наприклад менш схильними до окислення. У цьому документі описані системи і процеси, в яких можуть використовуватися різні матеріали біомаси, такі як целюлозні матеріали, лігноцелюлозні матеріали, крохмальні матеріали або матеріали, які являють собою або які включають низькомолекулярні цукри, як сировинні матеріали.Biomass (e.g., plant biomass, such as biomass that is or includes one or more low molecular weight sugars, animal biomass, and municipal waste biomass) can be processed to produce useful products such as fuels, such as fuel for internal combustion engines, jet engines, or raw materials for fuel cells. In addition, using the methods described herein, it is possible to obtain functionalized materials having the desired types and amounts of functional groups, such as carboxylic acid groups, enol groups, aldehyde groups, ketone groups, nitrile groups, nitro groups, or nitroso groups. Such functionalized materials can be, for example, more soluble, more easily utilized by various microorganisms, or they can be more stable over a long time, for example, less prone to oxidation. This document describes systems and processes in which various biomass materials can be used, such as cellulosic materials, lignocellulosic materials, starch materials, or materials that are or include low molecular weight sugars as raw materials.

Такі матеріали часто є легкодоступними, але можуть бути важко перероблюваними, наприклад шляхом ферментації, або вони можуть давати неоптимальні виходи при досить низькій швидкості.Such materials are often readily available but may be difficult to process, for example by fermentation, or they may give suboptimal yields at sufficiently low rates.

Сировинні матеріали спочатку фізично підготовляють для переробки, часто шляхом зменшення розміру вихідних сировинних матеріалів. Фізично підготовлену сировину можна піддавати попередній обробці або переробляти з використанням одного або декількох способів, вибраних з радіаційного опромінення, обробки ультразвуком, окислення, піролізу і парового вибуху. Різні системи і способи для попередньої обробки можуть використовувати в комбінаціях по дві, три або навіть чотири з цих технологій.Raw materials are first physically prepared for processing, often by reducing the size of the raw materials. Physically prepared raw materials can be pretreated or processed using one or more methods selected from radiation exposure, sonication, oxidation, pyrolysis, and steam explosion. Different systems and methods for pretreatment can use combinations of two, three or even four of these technologies.

У деяких випадках, для надання матеріалів, які включають вуглевод, такий як целюлоза, який може конвертуватися мікроорганізмом в ряд бажаних продуктів, таких як спалювані палива (наприклад, етанол, бутанол або водень), сировину, яка включає одну або декілька сахаридних ланок, можна обробляти одним або декількома способами, описаними в цьому документі. Інші продукти і співпродукти, які можна продукувати, включають, наприклад, продукти харчування для людини, корми для тварин, фармацевтичні препарати і нутрицевтики. Представлений ряд прикладів, які знаходяться в діапазоні від лабораторних здійснень окремих способів попередньої обробки до великомасштабних установок по переробці біомаси.In some cases, to provide materials that include a carbohydrate, such as cellulose, that can be converted by a microorganism into a number of desired products, such as combustible fuels (eg, ethanol, butanol, or hydrogen), feedstocks that include one or more saccharide units can be process in one or more ways described in this document. Other products and co-products that can be produced include, for example, human food, animal feed, pharmaceuticals and nutraceuticals. A number of examples are presented, ranging from laboratory implementations of individual pretreatment methods to large-scale biomass processing plants.

Типи біомасиTypes of biomass

Як правило, будь-який матеріал біомаси, який являє собою або включає вуглеводи, які повністю складаються з однієї або декількох сахаридних ланок або включають одну або декілька сахаридних ланок, можна переробляти будь-яким зі способів, описаних в цьому документі. Наприклад, матеріал біомаси може являти собою целюлозні або лігноцелюлозні матеріали, крохмальні матеріали, такі як зерна кукурудзи, зерна рису або інші харчові продукти, або матеріали, які являють собою або включають один або декілька низькомолекулярних цукрів, таких як сахароза або целобіоза.In general, any biomass material that is or includes carbohydrates that consist entirely of one or more saccharide units or includes one or more saccharide units can be processed by any of the methods described herein. For example, the biomass material can be cellulosic or lignocellulosic materials, starchy materials such as corn kernels, rice grains or other food products, or materials that are or include one or more low molecular weight sugars such as sucrose or cellobiose.

Наприклад, такі матеріали можуть включати папір, паперову продукцію, деревину, родинні деревині матеріали, пресовану деревину, трави, рисове лушпиння, макуху, бавовну, джут, пеньку, льон, бамбук, сизаль, абаку, солому, серцевини кукурудзяних качанів, кокосові волокна, водорості, морську траву, синтетичну целюлозу або суміші будь-яких з них. Придатні матеріали включають матеріали, наведені в розділі "Суть винаходу", вище.For example, such materials may include paper, paper products, wood, wood-based materials, pressed wood, grasses, rice husks, cake, cotton, jute, hemp, flax, bamboo, sisal, abaca, straw, corncob cores, coconut fibers, algae, sea grass, synthetic cellulose or mixtures of any of these. Suitable materials include the materials listed in the Summary of the Invention section above.

Джерела волокон включають джерела целюлозних волокон, включаючи папір і паперову продукцію (наприклад, папір з багатошаровим покриттям і крафт-папір), і лігноцелюлозні джерела волокон, включаючи деревину і родинні деревині матеріали, наприклад пресовану деревину. Інші придатні джерела волокон включають природні джерела волокон, наприклад трави, рисове лушпиння, макуху, джут, пеньку, льон, бамбук, сизаль, абаку, солому, серцевини кукурудзяних качанів, кокосові волокна; джерела волокон з високим вмістом а-целюлози, наприклад бавовну; і синтетичні джерела волокон, наприклад екструдовану пряжу (орієнтовану пряжу або неорієнтовану пряжу). Природні або синтетичні джерела волокон можуть бути одержані з клаптів первинних текстильних матеріалів, наприклад залишків, або вони можуть являти собою використані відходи, наприклад ганчір'я. Коли як джерела волокон використовують паперову продукцію, вона може являти собою натуральні матеріали, наприклад шматки вихідних матеріалів, або вони можуть являти собою використані відходи. Крім вихідних сировинних матеріалів, також як джерела волокон можна використовувати відходи використаних продуктів, промислові (наприклад, субпродукти) відходи і відходи переробки (наприклад, скидні води від переробки паперу). Також джерело волокон може бути одержане або утворене з відходів людини (наприклад, стічні води), тварин або рослин. Додаткові джерела волокон описані в патентах США МоМо 6448307, 6258876, 6207729, 5973035 і 5952105.Fiber sources include cellulosic fiber sources, including paper and paper products (eg, laminated paper and kraft paper), and lignocellulosic fiber sources, including wood and wood-related materials, such as pressed wood. Other suitable fiber sources include natural fiber sources such as grasses, rice husks, rice husks, jute, hemp, flax, bamboo, sisal, abaca, straw, corncob cores, coconut fibers; fiber sources with a high α-cellulose content, such as cotton; and synthetic fiber sources such as extruded yarn (oriented yarn or non-oriented yarn). Natural or synthetic sources of fibers can be obtained from scraps of primary textile materials, such as scraps, or they can be used waste, such as rags. When paper products are used as fiber sources, they can be natural materials, such as pieces of raw materials, or they can be used waste. In addition to raw materials, used product waste, industrial (for example, by-products) waste and processing waste (for example, waste water from paper processing) can also be used as sources of fibers. Also, the source of the fibers can be obtained or formed from human waste (eg sewage), animals or plants. Additional sources of fibers are described in US Patent Nos. 6,448,307, 6,258,876, 6,207,729, 5,973,035, and 5,952,105.

У деяких варіантах здійснення вуглевод являє собою або включає матеріал, який має один або декілька Д-1,4-зв'язків і має середньочислову молекулярну масу від приблизно 3000 до 50000. Такий вуглевод являє собою або включає целюлозу (І), яка утворена з ВД-глюкози 1 шляхом конденсації Д- (1-4)-глікозидних зв'язків. Цей зв'язок протилежний а-(1--4)-глікозидним зв'язкам, присутнім в крохмалі і інших вуглеводах.In some embodiments, the carbohydrate is or includes a material that has one or more D-1,4 linkages and has a number average molecular weight of about 3,000 to about 50,000. Such carbohydrate is or includes cellulose (I) that is formed from VD-glucose 1 by condensation of D-(1-4)-glycosidic bonds. This bond is the opposite of a-(1--4)-glycosidic bonds present in starch and other carbohydrates.

но по но он 1 (Фін но ОН и хх (о) ; (Фін! 1no po no on 1 (Fin no ON i xx (o) ; (Fin! 1

Крохмальні матеріали включають сам крохмаль, наприклад кукурудзяний крохмаль, пшеничний крохмаль, картопляний крохмаль або рисовий крохмаль, похідне крохмалю або матеріал, який включає крохмаль, такий як продукт харчування або сільськогосподарська культура. Наприклад, крохмальний матеріал може являти собою аракачу, гречку, банан, ячмінь, маніоку, кудзу, кислицю, саго, сорго, звичайну домашню картоплю, солодку картоплю, таро, ямс (батат) або одне або декілька бобових, таких як кінські боби, сочевиця або горох. Суміші цих і/або інших крохмальних матеріалів також вважаються крохмальними матеріалами. У конкретних варіантах здійснення крохмальний матеріал одержують з кукурудзи. Різні кукурудзяні крохмалі і їх похідні описані в публікації "Согп еіагсй", Сот Веїїпег5 Авзосіайоп (117 Еййоп, 2006), що додається до цього документа у вигляді додатка А.Starch materials include starch itself, such as corn starch, wheat starch, potato starch or rice starch, a starch derivative, or a material that includes starch, such as a food or crop. For example, the starchy material may be aracacha, buckwheat, banana, barley, cassava, kudzu, sorrel, sago, sorghum, common house potato, sweet potato, taro, yam (sweet potato), or one or more legumes such as horse beans, lentils or peas Mixtures of these and/or other starchy materials are also considered starchy materials. In specific embodiments, the starch material is obtained from corn. Various corn starches and their derivatives are described in the publication "Sogp eiagsy", Sot Weijpeg5 Avzosiyop (117 Eyyop, 2006), which is attached to this document in the form of appendix A.

Матеріали біомаси, які включають низькомолекулярні цукри, можуть містити, наприклад, щонайменше приблизно 0,5 мас. 96 низькомолекулярного цукру, наприклад щонайменше приблизно 2, 3,4,5,6, 7,8, 9,10, 12,5, 25, 35, 50, 60, 70, 80, 90 мас. 95 або навіть щонайменше приблизно 95 мас. 90 низькомолекулярного цукру. У деяких випадках біомаса складається по суті з низькомолекулярного цукру, наприклад, більше ніж на 95 мас. 95, наприклад 96, 97, 98, 99 мас. 95 або по суті 100 мас. 905 низькомолекулярного цукру.Biomass materials that include low molecular weight sugars may contain, for example, at least about 0.5 wt. 96 low molecular weight sugar, for example at least approximately 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 5, 25, 35, 50, 60, 70, 80, 90 wt. 95 or even at least approximately 95 wt. 90 low molecular weight sugar. In some cases, the biomass consists essentially of low molecular sugar, for example, more than 95 wt. 95, for example 96, 97, 98, 99 wt. 95 or essentially 100 wt. 905 low molecular sugar.

Матеріали біомаси, які включають низькомолекулярні цукри, можуть являти собою сільськогосподарські продукти або харчові продукти, такі як цукрова тростина або цукровий буряк, або їх екстракт, наприклад сік цукрової тростини або цукрового буряка. Матеріали біомаси, які включають низькомолекулярні цукри, можуть являти собою по суті чисті екстракти, такі як нерафінований або кристалізований столовий цукор (сахароза). Низькомолекулярні цукри включають похідні цукрів.Biomass materials that include low molecular sugars can be agricultural or food products, such as sugar cane or sugar beet, or their extract, such as sugar cane or sugar beet juice. Biomass materials that include low molecular weight sugars can be essentially pure extracts, such as unrefined or crystallized table sugar (sucrose). Low molecular weight sugars include sugar derivatives.

Наприклад, низькомолекулярні цукри можуть бути олігомерними (наприклад, рівними 4-меру, 5-меру, б-меру, 7-меру, 8-меру, 9-меру або 10-меру або перевищуючими їх), тримерними, димерними або мономерними. Якщо вуглеводи утворені більше ніж однією повторюваною ланкою, то всі повторювані ланки можуть бути однаковими або різними.For example, low molecular sugars can be oligomeric (eg, equal to or greater than 4-mer, 5-mer, b-mer, 7-mer, 8-mer, 9-mer, or 10-mer), trimeric, dimeric, or monomeric. If carbohydrates are formed by more than one repeating unit, then all the repeating units can be the same or different.

Конкретні приклади низькомолекулярних цукрів включають целобіозу, лактозу, сахарозу, глюкозу і ксилозу, а також їх похідні. У деяких випадках похідні цукрів швидше розчиняються в розчині або утилізуються мікробами, продукуючи корисний матеріал, такий як етанол або бутанол. Декілька таких цукрів і похідних цукрів представлені нижче.Specific examples of low molecular sugars include cellobiose, lactose, sucrose, glucose and xylose, as well as their derivatives. In some cases, sugar derivatives dissolve more quickly in solution or are utilized by microbes, producing a useful material such as ethanol or butanol. A few of these sugars and sugar derivatives are presented below.

на : он ча мат у йонna : on cha mat u ion

І ї вх ож Е ї т Я я х я й я а В он ну йон др се уI і вх ож E і t I і х і і і a V on nu yon dr se u

Но си "ТВ БЗ |. ілювоза пу ов ме чу . с пса он ум ная й ль Ь; 1-МА5 ЩІ г адноосновна кислота сахарозні по он сг-кетоглюканова киелота ноBut sy "TV BZ |. iluvose pu ov me chu. s psa on um naya y l l b; 1-MA5 SHHI g monobasic acid sucrose po on sg-ketoglucanov kielota no

Ше и сн с ва но т Е -чх й м НО ек ен ї те (йShe i sn s wa no t E -chh y m NO ek en y te (y

В он і не, о ха і ще а С а пом оон ок й Ї" . я й г я щ ОН а і! шо ов Глюжурсновка ул! , кислота вон / о ї і 5-МАх - й-здносснонна кислота сяхарози ще ГахIn he and not, oh ha and still a S a pom oon ok y Y" . i and g y s OH a i! sho ov Glyujhursnovka ul! , acid von / o y and 5-MAx - y-zdnossnonny acid of sucharose also Gah

Фруктоза ноFructose no

Ш-ч й и за іс ех ті БSh-ch y za is eh ti B

Кв) ооKv) oo

Сяхвароза во З днSyakhvaroz in Z dn

Для одержання продуктів, описаних в цьому документі, таких як етанол, можна використовувати суміші будь-яких матеріалів біомаси, описаних в цьому документі. Наприклад, для одержання будь- якого продукту, описаного в цьому документі, можна використовувати суміші целюлозних матеріалів і крохмальних матеріалів.Mixtures of any of the biomass materials described herein may be used to produce the products described herein, such as ethanol. For example, mixtures of cellulosic materials and starch materials can be used to make any of the products described herein.

Системи для обробки біомасиBiomass processing systems

На ФІГ. 1 представлена система для конвертування біомаси 100, зокрема біомаси зі значними кількостями целюлозних і лігноцелюлозних компонентів і/або крохмальних компонентів, в корисні продукти і побічні продукти. Система 100 включає підсистему для підготовки вихідного матеріалу 110, підсистему для попередньої обробки 114, підсистему для основної переробки 118 і підсистему для подальшої переробки 122. У підсистему для підготовки вихідного матеріалу 110 подається біомаса в сирій формі, і в ній біомаса фізично підготовлюється для застосування як сировини для подальших процесів (наприклад, для зменшення розміру і гомогенізації біомаси), і зберігається біомаса як в сирій формі, так і у формі сировини. Сировина біомаси зі значними кількостями целюлозних і/або лігноцелюлозних компонентів або крохмальних компонентів може мати високу середню молекулярну масу і кристалічність, які можуть ускладнювати переробку сировини в корисні продукти (наприклад, ферментацію сировини для одержання етанолу). Наприклад, в інших системах для переробки целюлозної, лігноцелюлозної або крохмальної сировини використовуються кислоти, основи і ферменти. Як описано в цьому документі, в деяких варіантах здійснення така обробка є непотрібною або необхідна тільки в невеликих або каталітичних кількостях.In FIG. 1 presents a system for converting biomass 100, in particular biomass with significant amounts of cellulosic and lignocellulosic components and/or starch components, into useful products and by-products. System 100 includes a feedstock preparation subsystem 110, a pretreatment subsystem 114, a primary processing subsystem 118, and a further processing subsystem 122. Feedstock preparation subsystem 110 is fed raw biomass and physically prepared for use as raw materials for further processes (for example, to reduce the size and homogenization of biomass), and biomass is stored both in raw form and in the form of raw materials. Biomass feedstocks with significant amounts of cellulosic and/or lignocellulosic components or starch components may have a high average molecular weight and crystallinity, which may complicate the processing of the feedstock into useful products (for example, fermentation of the feedstock to produce ethanol). For example, in other systems, acids, bases and enzymes are used for the processing of cellulosic, lignocellulosic or starchy raw materials. As described herein, in some embodiments, such treatment is unnecessary or required only in small or catalytic amounts.

У підсистему для попередньої обробки 114 подається сировина з підсистеми для підготовки сировини 110 і в ній сировина підготовлюється для застосування в основних процесах виробництва, наприклад, шляхом зменшення середньої молекулярної маси і кристалічності сировини. З підсистеми для попередньої обробки 114 попередньо оброблена сировина подається в підсистему для основної переробки 118 і в ній продукуються корисні продукти (наприклад, етанол, інші спирти, фармацевтичні препарати і/(або продукти харчування). У деяких випадках продукт, що виходить з підсистеми для первинної переробки 118, є придатним безпосередньо, однак в інших випадках потрібна додаткова переробка, здійснювана підсистемою для подальшої переробки 122. Підсистема для подальшої переробки 122 забезпечує подальшу переробку потоку продукту з системи для первинної переробки 118, яка потрібна для нього (наприклад, дистиляція і денатурація етанолу), а також обробку потоків відходів з інших підсистем. У деяких випадках співпродукти підсистем 114, 118, 122 також можуть бути прямо або непрямо придатні як вторинні продукти і/або для підвищення загальної ефективності системи 100. Наприклад, підсистема для подальшої переробки 122 може виробляти оброблену воду для рециркуляції як технічної води в інших підсистемах і/або може виробляти спалювані відходи, які можуть бути використані як паливо для бойлерів, що генерують пару і/або електрику.The raw material from the raw material preparation subsystem 110 is fed into the pre-processing subsystem 114 and in it the raw material is prepared for use in the main production processes, for example, by reducing the average molecular weight and crystallinity of the raw material. From the pre-processing subsystem 114, the pre-treated feedstock is fed to the main processing subsystem 118 and useful products (eg, ethanol, other alcohols, pharmaceuticals, and/or food products) are produced therein. In some cases, the product exiting the processing subsystem primary processing 118 is suitable directly, but in other cases additional processing is required by the further processing subsystem 122. The further processing subsystem 122 provides further processing of the product stream from the primary processing system 118 that is required for it (eg, distillation and denaturation ethanol), as well as the treatment of waste streams from other subsystems. In some cases, the co-products of the subsystems 114, 118, 122 may also be directly or indirectly suitable as secondary products and/or to increase the overall efficiency of the system 100. For example, the subsystem for further processing 122 may produce treated water for recirculation as technical water in other subsystems and/or may produce combustible waste that can be used as fuel for boilers generating steam and/or electricity.

На оптимальний розмір установки для конверсії біомаси впливають фактори, що включають економічність масштабу і тип і доступність біомаси, використовуваної як сировина. Збільшення розміру установки має тенденцію до підвищення економічності масштабу, асоційованої з процесами в установці Однак зростаючий розмір установки також має тенденцію до підвищення витрат (наприклад, витрат на транспортування) на одиницю сировини. Дослідження, що аналізують ці фактори, вказують на те, що прийнятний розмір установок для конверсії біомаси може варіювати від 2000 до 10000 тонн сухої сировини на добу, залежно, щонайменше частково, від типу використовуваної сировини. Тип сировини також може впливати на вимоги по зберіганню на установці, де установки, призначені, головним чином, для переробки сировини, доступність якого варіює сезонно (наприклад, кукурудзяна солома), вимагають в більшій мірі зберігання сировини на місці, ніж за межами установки, в порівнянні з установками, призначеними для переробки сировини, доступність якої є відносно постійною (наприклад, макулатура).The optimal size of a biomass conversion plant is influenced by factors including economies of scale and the type and availability of biomass used as feedstock. Increasing plant size tends to increase the economies of scale associated with the processes in the plant However, increasing plant size also tends to increase costs (eg transportation costs) per unit of raw material. Studies analyzing these factors indicate that acceptable plant sizes for biomass conversion can range from 2,000 to 10,000 dry tons per day, depending, at least in part, on the type of feedstock used. The type of feedstock can also affect storage requirements at the facility, where facilities designed primarily to process feedstocks whose availability varies seasonally (eg, corn straw) require more on-site than off-site storage of the feedstock in compared to installations designed for the processing of raw materials, the availability of which is relatively constant (for example, waste paper).

Фізична підготовкаCallisthenics

У деяких випадках способи переробки починаються з фізичної підготовки сировини, наприклад зменшення розміру вихідних сировинних матеріалів, наприклад, шляхом нарізання, розтирання, дроблення або рубання. У деяких випадках пухку сировину (наприклад, перероблений папір, крохмальні матеріали або просо) підготовляють дробленням або різанням. Для видалення з потоку сировини дуже великих об'єктів або небажаних об'єктів, наприклад, таких як камені або цвяхи, можна використовувати сита і/або магніти.In some cases, processing methods begin with the physical preparation of raw materials, such as reducing the size of the raw materials, for example, by cutting, grinding, crushing or chopping. In some cases, loose raw materials (such as recycled paper, starch materials or millet) are prepared by crushing or cutting. Sieves and/or magnets can be used to remove very large objects or unwanted objects, such as stones or nails, from the feed stream.

Системи для підготовки сировини можуть бути сконфігуровані для продукції потоків сировини з конкретними характеристиками, такими як, наприклад, конкретні максимальні розміри, конкретні співвідношення довжини і ширини або конкретні співвідношення площ поверхонь. Як частина підготовки сировини можна регулювати об'ємну густину сировини (наприклад, підвищувати або знижувати).Systems for the preparation of raw materials can be configured to produce streams of raw materials with specific characteristics, such as, for example, specific maximum dimensions, specific ratios of length to width, or specific ratios of surface areas. As part of the raw material preparation, the bulk density of the raw material can be adjusted (for example, increased or decreased).

Зменшення розміруSize reduction

У деяких варіантах здійснення матеріал, що підлягає переробці, має форму волокнистого матеріалу, який включає волокна, одержувані дробленням джерела волокон. Наприклад, дроблення можна проводити за допомогою різального пристрою з обертовим ножем.In some embodiments, the material to be recycled is in the form of a fibrous material that includes fibers obtained by crushing a fiber source. For example, crushing can be done using a cutting device with a rotating knife.

Наприклад, і посилаючись на ФІГ. 2, джерело волокна 210 дроблять, наприклад в різальному пристрої з обертовим ножем, з одержанням першого волокнистого матеріалу 212. Перший волокнистий матеріал 212 пропускають через перше сито 214, що має середній розмір отворів 1,59 мм або менше (1/16 дюйма, 0,0625 дюйма), з одержанням другого волокнистого матеріалу 216. Якщо бажано, джерело волокна можна подрібнювати перед дробленням, наприклад за допомогою пристрою для подрібнення. Наприклад, якщо як джерело волокна використовують папір, то папір спочатку можна подрібнити до смужок шириною, наприклад, від 1/4 до 1/2 дюйма (від 0,64 до 1,28 см), з використанням пристрою для подрібнення, наприклад пристрою для подрібнення з гвинтами з зустрічним обертанням, такого як пристрій виробництва Мипзоп (Шіса, М.М.). Як альтернатива подрібненню, розмір паперу можна зменшувати, нарізуючи до бажаного розміру з використанням гільйотинного різального інструмента. Наприклад, гільйотинний різальний інструмент можна використовувати для розрізання паперу на листи, наприклад, шириною 10 дюймів (25,4 см) іі довжиною 12 дюймів (30,5 см).For example, and referring to FIG. 2, the fiber source 210 is crushed, for example in a rotary knife cutter, to produce a first fibrous material 212. The first fibrous material 212 is passed through a first screen 214 having an average hole size of 1.59 mm or less (1/16 inch, 0 .0625 inch), to produce a second fibrous material 216. If desired, the fiber source may be ground prior to crushing, such as by means of a shredder. For example, if paper is used as the fiber source, the paper may first be shredded into strips of, for example, 1/4 to 1/2 inch (0.64 to 1.28 cm) wide using a shredding device, such as a grinding with counter-rotating screws, such as a device manufactured by Mipsop (Shisa, M.M.). As an alternative to shredding, paper can be reduced in size by cutting to the desired size using a guillotine cutting tool. For example, a guillotine cutter can be used to cut paper into sheets that are, for example, 10 inches (25.4 cm) wide and 12 inches (30.5 cm) long.

У деяких варіантах здійснення дроблення джерела волокна і пропускання одержаного першого волокнистого матеріалу через перше сито проводять одночасно. Дроблення і пропускання також можна проводити способом періодичної дії.In some embodiments, crushing the fiber source and passing the resulting first fibrous material through the first sieve are performed simultaneously. Crushing and passing can also be carried out by the method of periodic action.

Наприклад, різальний пристрій з обертовим ножем можна використовувати для одночасного дроблення джерела волокна і просіювання першого волокнистого матеріалу. Посилаючись на ФІГ. 3, різальний пристрій з обертовим ножем 220 включає лійку 222, в яку може бути завантажене подрібнене джерело волокна 224, одержане подрібненням джерела волокна. Подрібнене джерело волокна дробиться між стаціонарними лезами 230 і обертовими лезами 232 з одержанням першого волокнистого матеріалу 240. Перший волокнистий матеріал 240 пропускається через сито 242, |і одержаний другий волокнистий матеріал 244 збирається в кошик 250. Для полегшення збирання другого волокнистого матеріалу кошик може мати тиск нижче номінального атмосферного тиску, наприклад щонайменше на 1095 нижче номінального атмосферного тиску, наприклад щонайменше на 25956 нижче номінального атмосферного тиску, щонайменше на 5095 нижче номінального атмосферного тиску або щонайменше на 7595 нижче номінального атмосферного тиску. У деяких варіантах здійснення для підтримання тиску в кошику нижче номінального атмосферного тиску використовують джерело вакууму 252.For example, a cutting device with a rotating knife can be used to simultaneously crush the fiber source and screen the first fibrous material. Referring to FIG. 3, the rotary knife cutting device 220 includes a hopper 222 into which the chopped fiber source 224 obtained by grinding the fiber source can be loaded. The chopped fiber source is crushed between stationary blades 230 and rotating blades 232 to produce a first fibrous material 240. The first fibrous material 240 is passed through a sieve 242, and the resulting second fibrous material 244 is collected in a basket 250. To facilitate collection of the second fibrous material, the basket may be pressurized below nominal atmospheric pressure, such as at least 1095 below nominal atmospheric pressure, such as at least 25956 below nominal atmospheric pressure, at least 5095 below nominal atmospheric pressure, or at least 7595 below nominal atmospheric pressure. In some embodiments, a vacuum source 252 is used to maintain basket pressure below nominal atmospheric pressure.

Дроблення може бути переважним для "розкриття" і "напруження" волокнистих матеріалів, роблячи целюлозу матеріалів більш чутливою до розщеплення ланцюга і/або зниження кристалічності. Розкриті матеріали також можуть бути більш чутливими до окислення при опроміненні.Crushing can be beneficial for "unfolding" and "stressing" fibrous materials, making the cellulose of the materials more susceptible to chain scission and/or reduced crystallinity. Exposed materials may also be more sensitive to oxidation when exposed to radiation.

Джерело волокна можна дробити в сухому стані, в гідратованому стані, наприклад, з наявністю аж до 10 мас. 95 абсорбованої води) або у вологому стані, наприклад, з наявністю від приблизно 10 мас.The fiber source can be crushed in a dry state, in a hydrated state, for example, with the presence of up to 10 wt. 95 of absorbed water) or in a wet state, for example, with the presence of from about 10 wt.

Фо до приблизно 75 мас. 95 води. Джерело волокна можна дробити навіть при частковому або повному зануренні у рідину, таку як вода, етанол, ізопропанол.Fo up to about 75 wt. 95 water. The fiber source can be crushed even when partially or fully immersed in a liquid such as water, ethanol, isopropanol.

Джерело волокна також можна дробити в атмосфері газу (такого як потік або атмосфера газу, відмінного від повітря), наприклад в кисні або азоті, або парі.The fiber source can also be crushed in a gas atmosphere (such as a flow or atmosphere of a gas other than air), such as oxygen or nitrogen, or steam.

Інші способи одержання волокнистих матеріалів включають, наприклад, жорновий помел, механічне розпушення або розривання, подрібнення на стрижневому млині або подрібнення розтиранням на повітрі.Other methods of obtaining fibrous materials include, for example, mill grinding, mechanical fluffing or tearing, rod mill grinding, or air grinding.

Якщо бажано, волокнисті матеріали можна розділяти, наприклад постійно або партіями, на фракції згідно з їх довжиною, шириною, густиною, типом матеріалу або деякою комбінацією цих ознак.If desired, the fibrous materials can be separated, for example continuously or in batches, into fractions according to their length, width, density, type of material, or some combination of these characteristics.

Наприклад, чорні метали можна відділяти від будь-якого волокнистого матеріалу пропусканням волокнистого матеріалу, який включає чорний метал, мимо магніту, наприклад електромагніту, а потім пропусканням одержаного волокнистого матеріалу через серію сит, де кожне сито має отвори різного розміру.For example, ferrous metals can be separated from any fibrous material by passing the fibrous material that includes the ferrous metal past a magnet, such as an electromagnet, and then passing the resulting fibrous material through a series of sieves, where each sieve has different sized holes.

Волокнисті матеріали також можна розділяти, наприклад, з використанням високошвидкісного газу, наприклад повітря. При такому підході волокнисті матеріали розділяють відведенням різних фракцій, які, якщо бажано, можна піддати фотонній характеризації. Такий пристрій для розділення розглянутий в Гіпазеу еї аї,, патент США Мо 6883667.Fibrous materials can also be separated, for example, using a high-velocity gas such as air. With this approach, fibrous materials are separated by removing different fractions, which, if desired, can be subjected to photon characterization. Such a separation device is discussed in Hipazeu et al., US patent No. 6,883,667.

Волокнисті матеріали можна опромінювати безпосередньо після їх підготовки, або їх можна висушувати, наприклад, приблизно при 105 С протягом 4-18 годин, так щоб перед застосуванням вміст вологи складав, наприклад, менше ніж приблизно 0,595.The fibrous materials can be irradiated immediately after their preparation, or they can be dried, for example, at about 105 C for 4-18 hours, so that the moisture content before use is, for example, less than about 0.595.

Якщо бажано, з волокнистих матеріалів, які включають лігнін, можна видаляти лігнін. Також для полегшення руйнування матеріалів, які включають целюлозу, матеріал можна обробляти перед опроміненням нагріванням, хімічним реагентом (наприклад, мінеральною кислотою, основою або сильним окислювачем, таким як гіпохлорит натрію) і/або ферментом.If desired, the lignin can be removed from fibrous materials that include lignin. Also, to facilitate degradation of materials that include cellulose, the material may be treated prior to irradiation with heat, a chemical reagent (eg, a mineral acid, a base, or a strong oxidizing agent such as sodium hypochlorite), and/or an enzyme.

У деяких варіантах здійснення середній розмір отвору першого сита складає менше 0,79 мм (1/32 дюйма, 0,03125 дюйма), наприклад менше 0,51 мм (1/50 дюйма, 0,02000 дюйма), менше 0,40 мм (1/64 дюйма, 0,015625 дюйма), менше 0,23 мм (0,009 дюйма), менше 0,20 мм (1/128 дюйма, 0,0078125 дюйма), менше 0,18 мм (0,007 дюйма), менше 0,13 мм (0,005 дюйма) або навіть менше 0,10 мм (1/256 дюйма, 0,00390625 дюйма). Сито виготовляють переплетенням мононитки, що має відповідний діаметр для одержання бажаного розміру отвору. Наприклад, мононитки можуть бути виготовлені з металу, наприклад нержавіючої сталі. По мірі зменшення розмірів отворів структурні вимоги для мононитки підвищуються. Наприклад, для розмірів отворів менше 0,40 мм може бути переважним виготовлення сит з монониток, одержаних з матеріалу, відмінного від нержавіючої сталі, наприклад титану, сплавів титану, аморфних металів, нікелю, вольфраму, родію, ренію, кераміки або скла. У деяких варіантах здійснення сито виготовляють з пластини, наприклад металевої пластини, що має отвори, наприклад, вирізані в пластині з використанням лазера. У деяких варіантах здійснення площа отворів в ситі складає менше 5295, наприклад менше 4195, менше 3695, менше 3195, менше 3095.In some embodiments, the average opening size of the first screen is less than 0.79 mm (1/32 inch, 0.03125 inch), such as less than 0.51 mm (1/50 inch, 0.02000 inch), less than 0.40 mm (1/64 in, 0.015625 in), less than 0.23 mm (0.009 in), less than 0.20 mm (1/128 in, 0.0078125 in), less than 0.18 mm (0.007 in), less 0.13 mm (0.005 in) or even less than 0.10 mm (1/256 in, 0.00390625 in). The sieve is made by interweaving monofilament, which has the appropriate diameter to obtain the desired hole size. For example, monofilaments can be made of metal such as stainless steel. As the size of the holes decreases, the structural requirements for the monofilament increase. For example, for aperture sizes less than 0.40 mm, it may be preferable to fabricate screens from monofilaments obtained from a material other than stainless steel, such as titanium, titanium alloys, amorphous metals, nickel, tungsten, rhodium, rhenium, ceramics or glass. In some embodiments, the sieve is made from a plate, such as a metal plate, having holes, for example, cut into the plate using a laser. In some embodiments, the mesh area is less than 5295, such as less than 4195, less than 3695, less than 3195, less than 3095.

У деяких варіантах здійснення другий волокнистий матеріал дроблять і пропускають через перше сито або сито з відмінним розміром. У деяких варіантах здійснення другий волокнистий матеріал пропускають через друге сито, що має середній розмір отворів, який дорівнює або менше ніж розмір отворів першого сита.In some embodiments, the second fibrous material is crushed and passed through a first sieve or sieve with a different size. In some embodiments, the second fibrous material is passed through a second sieve having an average pore size equal to or less than the pore size of the first sieve.

Посилаючись на ФІГ. 4, третій волокнистий матеріал 220 може бути одержаний з другого волокнистого матеріалу 216 дробленням другого волокнистого матеріалу 216 і пропусканням одержаного матеріалу через друге сито 222, що має середній розмір отворів, менший ніж у першого сита 214.Referring to FIG. 4, the third fibrous material 220 may be obtained from the second fibrous material 216 by crushing the second fibrous material 216 and passing the resulting material through a second sieve 222 having an average pore size smaller than that of the first sieve 214.

Як правило, волокна волокнистих матеріалів можуть мати відносно високе середнє співвідношення довжини і діаметра (наприклад, більше 20 до 1), навіть якщо їх піддавали дробленню більше одного разу. Крім того, волокна волокнистих матеріалів, описані в цьому документі, можуть мати відносно вузький розподіл довжини і/або співвідношення довжини і діаметра.Typically, the fibers of fibrous materials can have a relatively high average length to diameter ratio (eg, greater than 20 to 1), even if they have been subjected to crushing more than once. In addition, the fibers of the fibrous materials described herein may have a relatively narrow length distribution and/or length-to-diameter ratio.

Як використовують в цьому документі, середню ширину волокон (тобто діаметр) визначають оптично, випадковим чином вибираючи приблизно 5000 волокон. Середня довжина волокон являє собою кориговані довжини, зважені по довжині. Площа поверхні ВЕТ (Вгипацег, Еттеї апа ТеПег) являє собою багатоточкову площу поверхні, і пористість являє собою величину, що визначається ртутною порометрією.As used herein, the average fiber width (ie diameter) is determined optically by randomly selecting approximately 5000 fibers. Average fiber length is length-weighted adjusted lengths. The surface area of VET (Vgypaceg, Ettei apa TePeg) is a multipoint surface area, and porosity is a quantity determined by mercury porometry.

Середнє співвідношення довжини і діаметра другого волокнистого матеріалу 14 може складати, наприклад, більше ніж 8/1, наприклад більше ніж 10/1, більше ніж 15/1, більше ніж 20/1, більше ніж 25/11 або більше ніж 50/1. Середня довжина другого волокнистого матеріалу 14 може складати, наприклад, від приблизно 0,5 до 2,5 мм, наприклад від приблизно 0,75 до 1,0 мм, і середня ширина (тобто діаметр) другого волокнистого матеріалу 14 може складати, наприклад, від приблизно 5 до 50 мкм, наприклад від приблизно 10 до 30 мкм.The average length-to-diameter ratio of the second fibrous material 14 may be, for example, greater than 8/1, such as greater than 10/1, greater than 15/1, greater than 20/1, greater than 25/11, or greater than 50/1 . The average length of the second fibrous material 14 may be, for example, from about 0.5 to 2.5 mm, for example, from about 0.75 to 1.0 mm, and the average width (ie, diameter) of the second fibrous material 14 may be, for example, from about 5 to 50 μm, for example from about 10 to 30 μm.

У деяких варіантах здійснення стандартне відхилення довжини другого волокнистого матеріалу 14 складає менше 6095 від середньої довжини другого волокнистого матеріалу 14, наприклад менше 5090 від середньої довжини, менше 4095 від середньої довжини, менше 2595 від середньої довжини, менше 1095 від середньої довжини, менше 595 від середньої довжини або навіть менше 195 від середньої довжини.In some embodiments, the standard deviation of the length of the second fibrous material 14 is less than 6095 from the average length of the second fibrous material 14, such as less than 5090 from the average length, less than 4095 from the average length, less than 2595 from the average length, less than 1095 from the average length, less than 595 from of average length or even less than 195 of average length.

У деяких варіантах здійснення площа поверхні ВЕТ другого волокнистого матеріалу перевищує 0,1 мг/г, наприклад перевищує 0,25 мг/г, перевищує 0,5 ме/г, перевищує 1,0 мг/г, перевищує 1,5 м/г, перевищує 1,75 м"/г, перевищує 5,0 м/г, перевищує 10 м"/г, перевищує 25 м"/г, перевищує 35 м"/г, перевищує 50 м-/г, перевищує 60 мг/г, перевищує 75 мг/г, перевищує 100 мг/г, перевищує 150 мг/г, перевищує 200 мг/г або навіть перевищує 250 мг/г. Пористість другого волокнистого матеріалу 14 може, наприклад, перевищувати 2095, перевищувати 2595, перевищувати 3595, перевищувати 50965, перевищувати 6095, перевищувати 7095, наприклад перевищувати 8095, перевищувати 85965, перевищувати 9095, перевищувати 9295, перевищувати 9495, перевищувати 9595, перевищувати 97,595, перевищувати 9995 або навіть перевищувати 99,595.In some embodiments, the VET surface area of the second fibrous material is greater than 0.1 mg/g, such as greater than 0.25 mg/g, greater than 0.5 me/g, greater than 1.0 mg/g, greater than 1.5 m/g , exceeds 1.75 m"/g, exceeds 5.0 m/g, exceeds 10 m"/g, exceeds 25 m"/g, exceeds 35 m"/g, exceeds 50 m-/g, exceeds 60 mg/ g, exceeds 75 mg/g, exceeds 100 mg/g, exceeds 150 mg/g, exceeds 200 mg/g or even exceeds 250 mg/g. The porosity of the second fibrous material 14 may be, for example, greater than 2095, greater than 2595, greater than 3595, greater than 50965, greater than 6095, greater than 7095, for example greater than 8095, greater than 85965, greater than 9095, greater than 9295, greater than 9495, greater than 9595,9595, greater than 9595 9995 or even exceed 99.595.

У деяких варіантах здійснення співвідношення середнього відношення довжини до діаметра першого волокнистого матеріалу і середнього відношення довжини до діаметра другого волокнистого матеріалу складає, наприклад, менше 1,5, наприклад менше 1,4, менше 1,25, менше 1,1, менше 1,075, менше 1,05, менше 1,025 або навіть по суті дорівнює 1.In some embodiments, the ratio of the average length-to-diameter ratio of the first fibrous material to the average length-to-diameter ratio of the second fibrous material is, for example, less than 1.5, such as less than 1.4, less than 1.25, less than 1.1, less than 1.075, less than 1.05, less than 1.025, or even essentially equal to 1.

У конкретних варіантах здійснення другий волокнистий матеріал знов дроблять і одержаний волокнистий матеріал пропускають через друге сито, що має середній розмір отворів менший ніж у першого сита, з одержанням третього волокнистого матеріалу. У таких випадках співвідношення середнього відношення довжини до діаметра другого волокнистого матеріалу і середнього відношення довжини до діаметра третього волокнистого матеріалу може складати, наприклад, менше 1,5, наприклад менше 1,4, менше 1,25 або навіть менше 1,1.In specific embodiments, the second fibrous material is crushed again and the resulting fibrous material is passed through a second sieve having an average pore size smaller than that of the first sieve to produce a third fibrous material. In such cases, the ratio of the average length-to-diameter ratio of the second fibrous material to the average length-to-diameter ratio of the third fibrous material may be, for example, less than 1.5, such as less than 1.4, less than 1.25, or even less than 1.1.

У деяких варіантах здійснення третій волокнистий матеріал пропускають через третє сито з одержанням четвертого волокнистого матеріалу. Четвертий волокнистий матеріал можна, наприклад, пропускати через четверте сито з одержанням п'ятого матеріалу. Аналогічні процеси просіювання можна повторювати стільки разів, скільки бажано, для одержання бажаного волокнистого матеріалу, що має бажані властивості.In some embodiments, the third fibrous material is passed through a third sieve to produce a fourth fibrous material. The fourth fibrous material can, for example, be passed through the fourth sieve to obtain the fifth material. Similar sieving processes can be repeated as many times as desired to obtain the desired fibrous material having the desired properties.

УщільненняConsolidation

Ущільнені матеріали можуть бути перероблені будь-яким зі способів, описаних в цьому документі, або будь-який матеріал, описаний в цьому документі, наприклад будь-який волокнистий матеріал, описаний в цьому документі, може бути перероблений будь-яким одним або декількома способами, описаними в цьому документі, а потім ущільнений, як описано в цьому документі.Compacted materials may be processed in any of the ways described herein, or any material described herein, such as any fibrous material described herein, may be processed in any one or more ways, described herein and then compacted as described herein.

Матеріал, наприклад волокнистий матеріал, що має низьку об'ємну густину, можна ущільнювати до продукту, що має більш високу об'ємну густину. Наприклад, композицію матеріалу, що має об'ємну густину 0,05 г/см", можна ущільнювати ізолюванням волокнистого матеріалу у відносно газонепроникній структурі, наприклад в мішку, виготовленому з поліетилену, або в мішку, виготовленому з шарів поліетилену, що чергуються, і нейлону, з подальшим видаленням зі структури газу, що в ній міститься, наприклад повітря. Після видалення повітря зі структури волокнистий матеріал може мати, наприклад, об'ємну густину більше 0,3 г/см, наприклад 0,5, 0,6, 0,7 г/см" або більше, наприклад 0,85 г/см3. Після ущільнення продукт можна переробляти будь-яким зі способів, описаних в цьому документі, наприклад опроміненням, наприклад гамма-випромінюванням. Це може бути корисним, коли бажано транспортувати матеріал в інше місце, наприклад на віддалене виробниче підприємство, де композиція волокнистого матеріалу може бути додана в розчин, наприклад, для одержання етанолу. Після проколювання по суті газонепроникної структури ущільнений волокнистий матеріал може повернутися практично до його первинної об'ємної густини, наприклад більше 6095 від його первинної об'ємної густини, наприклад 70, 80, 8595 або більше, наприклад 9595 від його первинної об'ємної густини. Для зменшення статичної електрики у волокнистому матеріалі в матеріал може бути доданий засіб, що знімає статичні заряди.A material such as a fibrous material having a low bulk density can be compacted into a product having a higher bulk density. For example, a composition of material having a bulk density of 0.05 g/cm" can be compacted by isolating the fibrous material in a relatively gas-tight structure, such as a bag made of polyethylene or a bag made of alternating layers of polyethylene, and nylon, followed by removing the gas contained therein, such as air, from the structure After the air has been removed from the structure, the fibrous material may have, for example, a bulk density greater than 0.3 g/cm, such as 0.5, 0.6, 0.7 g/cm" or more, for example 0.85 g/cm3. After compaction, the product can be processed by any of the methods described in this document, such as irradiation, such as gamma radiation. This can be useful when it is desired to transport the material to another location, such as to a remote manufacturing facility, where the composition of the fibrous material can be added to a solution, for example, to produce ethanol. After puncturing the substantially gas-tight structure, the compacted fibrous material may return to substantially its original bulk density, such as greater than 6095 of its original bulk density, such as 70, 80, 8595 or greater, such as 9595 of its original bulk density. To reduce static electricity in the fibrous material, a static discharge agent may be added to the material.

У деяких варіантах здійснення структура, наприклад мішок, виготовлена з матеріалу, який розчиняється в рідині, такій як вода. Наприклад, структура може бути виготовлена з полівінілового спирту, так що вона розчиняється при контакті з системою на основі води. Такі варіанти здійснення дозволяють додавати ущільнені структури безпосередньо в розчини, які включають мікроорганізм, без первинного вивільнення вмісту структури, наприклад, розрізанням.In some embodiments, the structure, such as a bag, is made of a material that dissolves in a liquid, such as water. For example, the structure can be made of polyvinyl alcohol so that it dissolves when in contact with a water-based system. Such variants of implementation allow adding compacted structures directly to solutions that include a microorganism, without primary release of the contents of the structure, for example, by cutting.

Посилаючись на ФІГ. 5, матеріал біомаси можна комбінувати з будь-якими бажаними добавками і зв'язуючим засобом, а потім ущільнювати із застосуванням тиску, наприклад, пропускаючи матеріал через певний зазор між притискними валиками зі зустрічним обертанням або пропускаючи матеріал через прес для гранулювання. Під час застосування тиску можна необов'язково застосовувати нагрівання для полегшення ущільнення волокнистого матеріалу. Потім ущільнений матеріал можна опромінювати.Referring to FIG. 5, the biomass material can be combined with any desired additives and binder and then compacted by applying pressure, for example by passing the material through a certain gap between counter-rotating pressure rollers or by passing the material through a pelletizing press. During the application of pressure, heating may optionally be applied to facilitate compaction of the fibrous material. The compacted material can then be irradiated.

У деяких варіантах здійснення матеріал перед ущільненням має об'ємну густину менше 0,25 г/см3, наприклад 0,20, 0,15, 0,10, 0,05 г/см3 або менше, наприклад 0,025 г/см3. Об'ємну густину визначають з використанням АЗТМ 018958. У короткому викладі, спосіб включає заповнення зразком мірного циліндра з відомим об'ємом і визначення маси зразка. Об'ємну густину обчислюють діленням маси зразка в грамах на відомий об'єм циліндра в кубічних сантиметрах.In some embodiments, the material before compaction has a bulk density of less than 0.25 g/cm3, such as 0.20, 0.15, 0.10, 0.05 g/cm3 or less, such as 0.025 g/cm3. Bulk density is determined using AZTM 018958. Briefly, the method includes filling a measuring cylinder with a known volume with a sample and determining the mass of the sample. The bulk density is calculated by dividing the mass of the sample in grams by the known volume of the cylinder in cubic centimeters.

Переважні зв'язуючі речовини включають зв'язуючі речовини, які розчинні у воді, набухають під дією води або які мають температуру переходу в склоподібний стан менше 25 "С, при визначенні диференціальною скануючою калориметрією. Під розчинними у воді зв'язуючими речовинами мають на увазі зв'язуючі речовини, що мають розчинність у воді щонайменше приблизно 0,05 мас. 95. Під набухаючими у воді зв'язуючими речовинами мають на увазі зв'язуючі речовини, об'єм яких зростає більше ніж на 0,595 під дією води.Preferred binders include binders that are water-soluble, water-swellable, or have a glass transition temperature of less than 25°C, as determined by differential scanning calorimetry. By water-soluble binders are binders having a solubility in water of at least about 0.05 wt 95. By water-swellable binders is meant binders whose volume increases by more than 0.595 when exposed to water.

У деяких варіантах здійснення зв'язуючі речовини, які є розчинними у воді або набухають при її впливі, включають функціональні групи, які здатні утворювати зв'язок, наприклад водневий зв'язок, з волокнами волокнистого матеріалу, наприклад целюлозного волокнистого матеріалу. Наприклад, функціональна група може являти собою групу карбонової кислоти, карбоксилатну групу, карбонільну групу, наприклад альдегіду або кетону, групу сульфонової кислоти, сульфонатну групу, групу фосфорної кислоти, фосфатну групу, амідну групу, аміногрупу, гідроксильну групу, наприклад спирту, і комбінації цих груп, наприклад групи карбонової кислоти і гідроксильної групи. Конкретні приклади мономерів включають гліцерин, гліоксаль, аскорбінову кислоту, сечовину, гліцин, пентаеритрит, моносахарид або дисахарид, лимонну кислоту і винну кислоту. Придатні сахариди включають глюкозу, сахарозу, лактозу, рибозу, фруктозу, манозу, арабінозу і еритрозу. Приклади полімерів включають полігліколі, поліетиленоксид, полікарбонові кислоти, поліаміди, поліаміни і полісульфонові кислоти, полісульфонати. Конкретні приклади полімерів включають поліпропіленгліколь (РРО), поліетиленгліколь (РЕС), поліетиленоксид, наприклад РОЇМОХФ, співполімери етиленоксиду і пропіленоксиду, поліакрилову кислоту (РАА), поліакриламід, поліпептиди, поліетиленімін, полівінілпіридин, полі(натрій-4-стиролсульфонат) і полі(2-акриламідометил-1-пропансульфонову кислоту).In some embodiments, binders that are water-soluble or water-swellable include functional groups that are capable of forming a bond, such as a hydrogen bond, with the fibers of a fibrous material, such as a cellulose fibrous material. For example, a functional group can be a carboxylic acid group, a carboxylate group, a carbonyl group, such as an aldehyde or a ketone, a sulfonic acid group, a sulfonate group, a phosphoric acid group, a phosphate group, an amide group, an amino group, a hydroxyl group, such as an alcohol, and combinations thereof. groups, for example, a carboxylic acid group and a hydroxyl group. Specific examples of monomers include glycerol, glyoxal, ascorbic acid, urea, glycine, pentaerythritol, monosaccharide or disaccharide, citric acid and tartaric acid. Suitable saccharides include glucose, sucrose, lactose, ribose, fructose, mannose, arabinose and erythrose. Examples of polymers include polyglycols, polyethylene oxide, polycarboxylic acids, polyamides, polyamines and polysulfonic acids, polysulfonates. Specific examples of polymers include polypropylene glycol (PPO), polyethylene glycol (PES), polyethylene oxide, such as ROIMOHF, copolymers of ethylene oxide and propylene oxide, polyacrylic acid (PAA), polyacrylamide, polypeptides, polyethyleneimine, polyvinylpyridine, poly(sodium-4-styrenesulfonate) and poly(2 -acrylamidomethyl-1-propanesulfonic acid).

У деяких варіантах здійснення зв'язуючий засіб включає полімер, який має температуру переходу в склоподібний стан менше 25 "С. Приклади таких полімерів включають термопластичні еластомери (ТРЕ). Приклади ТРЕ включають поліефір-блок-аміди, такі як поліефір-блок-аміди, доступні під торговою назвою РЕВАХФ, поліефірні еластомери, такі як поліефірні еластомери, доступні під торговою назвою НУТКЕЇ Ф, і стирольні блок-співполімери, такі як блок-співполімери, доступні під торговою назвою ККАТОМФ). Інші придатні полімери, що мають температуру переходу в склоподібний стан менше 25 "С, включають співполімер етилену і вінілацетату (ЕМА), поліолефіни, наприклад поліетилен, поліпропілен, співполімери етилен-пропілен, і співполімери етилену і альфа-олефінів, наприклад 1-октену, такі як співполімери, доступні під торговою назвою ЕМОСАСЕФ). В деяких варіантах здійснення, наприклад, коли матеріал являє собою перетворений у волокнисту масу папір з багатошаровим покриттям, матеріал ущільнюють без додавання спеціального полімеру з низькою температурою переходу в склоподібний стан.In some embodiments, the binder comprises a polymer that has a glass transition temperature of less than 25°C. Examples of such polymers include thermoplastic elastomers (TPEs). Examples of TPEs include polyester block amides such as polyester block amides, available under the trade name REVAHF, polyester elastomers such as polyester elastomers available under the trade name NUTKEY F, and styrenic block copolymers such as block copolymers available under the trade name KKATOMF).Other suitable polymers having a glass transition temperature state less than 25 "C, include copolymer of ethylene and vinyl acetate (EMA), polyolefins, such as polyethylene, polypropylene, copolymers of ethylene-propylene, and copolymers of ethylene and alpha-olefins, such as 1-octene, such as copolymers available under the trade name EMOSACEF) . In some embodiments, for example, when the material is pulped paper with a multilayer coating, the material is compacted without adding a special polymer with a low glass transition temperature.

У конкретному варіанті здійснення зв'язуюча речовина являє собою лігнін, наприклад, природний або синтетично модифікований лігнін.In a specific embodiment, the binder is lignin, for example, natural or synthetically modified lignin.

Придатна кількість зв'язуючої речовини, що додається до матеріалу, обчислена з розрахунку на масу сухої речовини, складає, наприклад, від приблизно 0,0195 до приблизно 5095, наприклад 0,03, 0,05,0,1, 0,25, 0,5, 1,0, 5, 1095 або більше, наприклад 2595, з розрахунку на загальну масу ущільненого матеріалу. Зв'язуючу речовину можна додавати до матеріалу у вигляді нерозбавленої чистої рідини, у вигляді рідини, в якій розчинена зв'язуюча речовина, у вигляді сухого порошку зв'язуючої речовини або у вигляді гранул зв'язуючої речовини.A suitable amount of binder added to the material, calculated on a dry weight basis, is, for example, from about 0.0195 to about 5095, for example 0.03, 0.05, 0.1, 0.25, 0.5, 1.0, 5, 1095 or more, for example 2595, based on the total weight of the compacted material. The binder can be added to the material in the form of an undiluted pure liquid, in the form of a liquid in which the binder is dissolved, in the form of a dry powder of the binder, or in the form of granules of the binder.

Ущільнений волокнистий матеріал можна виготовляти в пресі для гранулювання. Посилаючись наCompacted fibrous material can be made in a pelletizing press. Referring to

ФІГ. 6, прес для гранулювання 300 має завантажувальну лійку 301 для утримання неущільненого матеріалу 310, який включає вуглеводовмісний матеріал, такий як целюлоза. Завантажувальна лійка сполучена зі шнеком 312, який приводиться в рух двигуном із змінною швидкістю 314, так щоб неущільнений матеріал міг транспортуватися в пристрій для перемішування 320, в якому неущільнений матеріал перемішується лопатями 322, які обертаються за допомогою двигуна 330 пристрою для перемішування. Інші інгредієнти, наприклад будь-які добавки і/або наповнювачі, описані в цьому документі, можуть бути додані через вхідний канал 332. Якщо бажано, під час знаходження волокнистого матеріалу в пристрої для перемішування можна додавати нагрівання. Після перемішування матеріал виводиться з пристрою для перемішування через рукав 340 до іншого шнека 342. Рукав, контрольований привідним механізмом 344, дозволяє безперешкодне проходження матеріалу з пристрою для перемішування до шнека. Шнек обертається під дією двигуна 346 і контролює подачу волокнистого матеріалу у вузол матриці з роликами 350. Конкретно, матеріал подається в порожнисту циліндричну матрицю 352, яка обертається навколо горизонтальної осі і має радіальні отвори 250. Матриця 352 обертається навколо осі під дією двигуна 360, який включає прилад для вимірювання потужності, що вказує загальну енергію, споживану двигуном. Ущільнений матеріал 370, наприклад, в формі гранул, падає з жолоба 372 і збирається і переробляється, наприклад, опроміненням.FIG. 6, the pelletizing press 300 has a loading hopper 301 for holding the uncompacted material 310, which includes a carbohydrate-containing material such as cellulose. The loading hopper is connected to an auger 312 which is driven by a variable speed motor 314 so that the uncompacted material can be transported to the mixing device 320, in which the uncompacted material is mixed by blades 322 which are rotated by the motor 330 of the mixing device. Other ingredients, such as any of the additives and/or fillers described herein, may be added via inlet 332. If desired, heat may be added while the fibrous material is in the mixing device. After mixing, the material is removed from the mixing device through the sleeve 340 to another auger 342. The sleeve, controlled by the drive mechanism 344, allows the material to flow smoothly from the mixing device to the auger. The screw rotates under the action of motor 346 and controls the supply of fibrous material to the die assembly with rollers 350. Specifically, the material is fed into a hollow cylindrical die 352 that rotates about a horizontal axis and has radial holes 250. The die 352 rotates about an axis under the action of motor 360, which includes a power meter that indicates the total energy consumed by the engine. Compacted material 370, for example, in the form of pellets, falls from the chute 372 and is collected and processed, for example, by irradiation.

Зручно, щоб після ущільнення матеріал був у вигляді гранул або стружок, що приймають різну форму. Потім гранули можна опромінювати. У деяких варіантах здійснення гранули або стружки мають циліндричну форму, наприклад, маючи максимальний поперечний розмір, наприклад, 1 мм або більше, наприклад 2, 3, 5, 8, 10, 15 мм або більше, наприклад 25 мм. Інші зручні форми включають гранули або стружки, які мають пластинчату форму, наприклад, маючи товщину 1 мм або більше, наприклад 2, 3, 5, 8, 10 мм або більше, наприклад 25 мм; ширину, наприклад, 5 мм або більше, наприклад 10, 15, 25, 30 мм або більше, наприклад 50 мм; і довжину 5 мм або більше, наприклад 10, 15, 25, 30 мм або більше, наприклад 50 мм.It is convenient that after compaction the material is in the form of granules or chips that take different forms. Then the pellets can be irradiated. In some embodiments, the granules or chips are cylindrical in shape, for example having a maximum transverse dimension of, for example, 1 mm or more, for example 2, 3, 5, 8, 10, 15 mm or more, for example 25 mm. Other convenient forms include pellets or chips that are plate-shaped, for example having a thickness of 1 mm or more, for example 2, 3, 5, 8, 10 mm or more, for example 25 mm; width, for example, 5 mm or more, for example 10, 15, 25, 30 mm or more, for example 50 mm; and a length of 5 mm or more, for example 10, 15, 25, 30 mm or more, for example 50 mm.

Далі, посилаючись на ФІГ. 7А-7О, гранули можна виготовляти так, щоб вони мали всередині порожнину. Як показано, порожнина може бути розташована, головним чином, на одній лінії з центром гранули (ФІГ. 7В) або вона може бути зміщена від центра гранули (ФІГ. 7С). Виготовлення гранули, порожнистої всередині, може підвищити швидкість розчинення в рідині після опромінення.Next, referring to FIG. 7A-7O, the pellets can be made to have a cavity inside. As shown, the cavity can be located mainly in line with the center of the pellet (FIG. 7B) or it can be offset from the center of the pellet (FIG. 7C). Making the pellet hollow inside can increase the dissolution rate in the liquid after irradiation.

Далі, посилаючись на ФІГ. 7О, гранула може мати, наприклад, поперечну форму, яка є багатодольною, наприклад тридольною, як показано, або чотиридольною, п'ятидольною, шестидольною або десятидольною. Виготовлення гранул з такою поперечною формою також може підвищити швидкість розчинення в розчині після опромінення.Next, referring to FIG. 7O, the granule may have, for example, a cross-sectional shape that is multilobed, such as three-lobed as shown, or four-lobed, five-lobed, six-lobed or ten-lobed. Making granules with this transverse shape can also increase the dissolution rate in the solution after irradiation.

Альтернативно, ущільнений матеріал може мати будь-яку іншу бажану форму, наприклад ущільнений матеріал може мати форму пластини, циліндра або брикету.Alternatively, the compacted material may have any other desired shape, for example the compacted material may be in the form of a plate, cylinder or briquette.

ПрикладиExamples

У одному прикладі як сировина можуть бути використані картонні коробки для соку об'ємом півгалона (1,9 л), виготовлені з білого крафт-картону, що має об'ємну густину 20 фунт/фут? (0,32 г/см3). Картон можна складати до плоского стану, а потім подавати в пристрій для подрібнення з одержанням схожого на конфеті матеріалу, що має ширину від 0,1 дюйма (0,25 см) до 0,5 дюйма (1,27 см), довжину від 0,25 дюйма (0,63 см) до 1 дюйма (2,54 см) і товщину, еквівалентну товщині вихідного матеріалу (приблизно 0,075 дюйма (0,19 см)). Схожий на конфеті матеріал можна подавати в різальний пристрій з обертовим ножем, який дробить схожі на конфеті фрагменти, розриваючи фрагменти і вивільняючи волокнистий матеріал.In one example, half-gallon (1.9 L) juice cartons made from white kraft paperboard having a bulk density of 20 lb/ft may be used as raw materials. (0.32 g/cm3). The paperboard can be folded flat and then fed into a shredder to produce a confetti-like material that is 0.1 inch (0.25 cm) to 0.5 inch (1.27 cm) wide, 0 .25 inch (0.63 cm) to 1 inch (2.54 cm) and a thickness equivalent to the thickness of the parent material (approximately 0.075 inch (0.19 cm)). The confetti-like material can be fed into a cutting device with a rotating knife that crushes the confetti-like fragments, breaking the fragments and releasing the fibrous material.

У деяких випадках, декілька систем пристрій для подрібнення-пристрій для дроблення можуть бути розташовані з послідовною продукцією. У одному варіанті здійснення дві системи пристрій для подрібнення-пристрій для дроблення можуть бути розташовані послідовно, де продукт першого пристрою для дроблення подається як вхідний матеріал у другий пристрій для подрібнення. У іншому варіанті здійснення три системи пристрій для подрібнення-пристрій для дроблення можуть бути розташовані послідовно, де продукт першого пристрою для дроблення подається як вхідний матеріал у другий пристрій для подрібнення, а продукт другого пристрою для дроблення подається як вхідний матеріал в третій пристрій для подрібнення. Очікується, що декілька проходжень через системи пристрій для подрібнення-пристрій для дроблення можуть зменшити розмір частинок і збільшити загальну площу поверхні в потоці вихідних матеріалів.In some cases, multiple shredder-shredder systems can be arranged with sequential production. In one embodiment, two shredder-shredder systems may be arranged in series, where the product of the first shredder is fed as input to the second shredder. In another embodiment, the three shredder-shredder systems can be arranged in series, where the product of the first shredder is fed as input to the second shredder, and the product of the second shredder is fed as input to the third shredder. It is expected that multiple passes through crusher-crusher systems can reduce particle size and increase the total surface area in the feed stream.

У іншому прикладі волокнистий матеріал, одержаний подрібненням і дробленням картонних коробок для соку, може бути оброблений для збільшення його об'ємної густини. У деяких випадках, волокнистий матеріал може бути оббризканий водою або розбавленим маточним розчиномIn another example, the fibrous material obtained by shredding and shredding juice cartons can be processed to increase its bulk density. In some cases, the fibrous material may be sprayed with water or diluted mother liquor

РОГ МОХ"М МУК М10 (поліетиленоксид), приготованим у воді. Потім змочений волокнистий матеріал можна переробити в пресі для гранулювання, діючому при кімнатній температурі. Пресом для гранулювання можна збільшити об'ємну густину потоку вихідного матеріалу більше ніж на один порядок.ROG MOH"M MUK M10 (polyethylene oxide) prepared in water. The soaked fibrous material can then be processed in a granulation press operating at room temperature. The granulation press can increase the volume density of the source material flow by more than one order of magnitude.

Попередня обробкаPreliminary processing

Фізично підготовлену сировину можна попередньо обробляти для використання в способах основної продукції, наприклад, шляхом зниження середньої молекулярної маси і кристалічності сировини і/або збільшення площі поверхні і/або пористості сировини. У деяких варіантах здійснення целюлозний і/або лігноцелюлозний матеріал включає першу целюлозу, що має першу середньочислову молекулярну масу, і одержаний вуглевод включає другу целюлозу, що має другу середньочислову молекулярну масу, яка нижче, ніж перша середньочислова молекулярна маса.Physically prepared raw materials can be pre-processed for use in main production methods, for example, by reducing the average molecular weight and crystallinity of the raw materials and/or increasing the surface area and/or porosity of the raw materials. In some embodiments, the cellulosic and/or lignocellulosic material includes a first cellulose having a first number average molecular weight, and the resulting carbohydrate includes a second cellulose having a second number average molecular weight that is lower than the first number average molecular weight.

Наприклад, друга середньочислова молекулярна маса нижче, ніж перша середньочислова молекулярна маса більше ніж приблизно на 2595, наприклад, вона може бути менше в 2х, Зх, 5х, 7х, 10х, 25х і навіть 100х.For example, the second number average molecular weight is lower than the first number average molecular weight by more than about 2595, for example, it can be 2x, 3x, 5x, 7x, 10x, 25x, and even 100x less.

У деяких варіантах здійснення перша целюлоза має першу кристалічність, а друга целюлоза має другу кристалічність, яка нижче, ніж перша кристалічність, наприклад, приблизно на 2, 3, 5, 10, 15 або 2590.In some embodiments, the first cellulose has a first crystallinity and the second cellulose has a second crystallinity that is lower than the first crystallinity, e.g., by about 2, 3, 5, 10, 15, or 2590.

У деяких варіантах здійснення перша целюлоза має перший рівень окислення, а друга целюлоза має другий рівень окислення, що перевищує перший рівень окислення, наприклад, на 2, 3, 4, 5, 10 або 2590.In some embodiments, the first cellulose has a first oxidation level and the second cellulose has a second oxidation level that is higher than the first oxidation level, such as by 2, 3, 4, 5, 10, or 2590.

Способи попередньої обробки можуть включати один або декілька способів, вибраних з опромінення, обробки ультразвуком, окислення, піролізу і парового вибуху. Можна використовувати різні системи попередньої обробки, комбінуючи дві, три або навіть чотири з цих технологій.Pretreatment methods may include one or more methods selected from irradiation, sonication, oxidation, pyrolysis, and steam explosion. Different pretreatment systems can be used, combining two, three or even four of these technologies.

Комбінована попередня обробкаCombined pretreatment

У деяких варіантах здійснення біомасу можна переробляти з використанням двох або більше будь- яких способів, описаних в цьому документі, таких як два, три, чотири або більше способів, вибраних з радіаційного опромінення, обробки ультразвуком, окислення, піролізу і парового вибуху, або до, або в проміжку, або після підготовки сировини, як описано в цьому документі. Способи можна застосовувати до біомаси в будь-якому порядку або одночасно. Наприклад, вуглевод можна одержувати, застосовуючи радіаційне опромінення, обробку ультразвуком, окислення, піроліз і, необов'язково, паровий вибух до целюлозного і/або лігноцелюлозного матеріалу (в будь-якому порядку або одночасно). Потім одержаний вуглеводовмісний матеріал може бути конвертований одним або декількома мікроорганізмами, такими як бактерії, дріжджі або суміші дріжджів і бактерій, в ряд бажаних продуктів, як описано в цьому документі. Комплексні способи можуть забезпечити одержання матеріалів, які можуть більш легко утилізуватися різними мікроорганізмами внаслідок їх більш низької молекулярної маси, більш низької кристалічності і/або більш високої розчинності. Комплексні способи можуть забезпечити синергію і можуть знизити загальні необхідні витрати енергії в порівнянні з будь- яким окремим способом.In some embodiments, the biomass can be processed using two or more of any of the methods described herein, such as two, three, four or more methods selected from radiation exposure, sonication, oxidation, pyrolysis, and steam explosion, or to , or in between or after preparation of raw materials as described in this document. The methods can be applied to biomass in any order or simultaneously. For example, a carbohydrate can be produced by applying radiation, sonication, oxidation, pyrolysis and, optionally, steam explosion to cellulosic and/or lignocellulosic material (in any order or simultaneously). The resulting carbohydrate material can then be converted by one or more microorganisms, such as bacteria, yeast or mixtures of yeast and bacteria, into a number of desired products as described herein. Complex methods can provide materials that can be more easily utilized by various microorganisms due to their lower molecular weight, lower crystallinity and/or higher solubility. Complex methods can provide synergy and can reduce the total required energy costs compared to any single method.

Наприклад, в деяких варіантах здійснення надана сировина, яка включає вуглевод, одержаний способом, який включає опромінення і обробку ультразвуком, опромінення і окислення, опромінення і піроліз або опромінення і паровий вибух (в будь-якому порядку або одночасно) целюлозного і/або лігноцелюлозного матеріалу. Потім надану сировину можна привести в контакт з мікроорганізмом, що має здатність конвертувати щонайменше частину, наприклад щонайменше приблизно 1 мас. 95, сировини в продукт, такий як спалюване паливо.For example, in some embodiments, a feedstock is provided that includes a carbohydrate obtained by a process that includes irradiation and sonication, irradiation and oxidation, irradiation and pyrolysis, or irradiation and steam explosion (in any order or simultaneously) of cellulosic and/or lignocellulosic material. . Then the provided raw material can be brought into contact with a microorganism having the ability to convert at least a part, for example at least about 1 wt. 95, raw materials into a product, such as burned fuel.

Умови попередньої обробкиPre-processing conditions

У деяких варіантах здійснення спосіб не включає гідроліз целюлозного і/або лігноцелюлозного матеріалу, зокрема, кислотою або основою, наприклад мінеральною кислотою, такою як хлористоводнева або сірчана кислота. Якщо бажано, частина сировини може включати гідролізований матеріал або може не включати його. Наприклад, в деяких варіантах здійснення щонайменше приблизно 70 мас. 95 сировини являє собою негідролізований матеріал, наприклад щонайменше 95 мас. 95 сировини являє собою негідролізований матеріал. У деяких варіантах здійснення по суті вся сировина являє собою негідролізований матеріал.In some embodiments, the method does not include hydrolysis of cellulosic and/or lignocellulosic material, in particular, with an acid or a base, for example, a mineral acid such as hydrochloric or sulfuric acid. If desired, a portion of the raw material may or may not include hydrolyzed material. For example, in some embodiments, at least about 70 wt. 95 percent of the raw material is unhydrolyzed material, for example, at least 95 wt. 95% of the raw material is non-hydrolyzed material. In some embodiments, substantially all of the raw material is non-hydrolyzed material.

Будь-яка сировина або будь-який реактор або ферментер, завантажений сировиною, може включати буфер, такий як бікарбонат натрію, хлорид амонію або Ттгі5; електроліт, такий як хлорид калію, хлорид натрію або хлорид кальцію; фактор росту, такий як біотин, і/або пару основ, таких як урацил або його еквівалент; поверхнево-активну речовину, таку як ТмеепФ або поліетиленгліколь; мінерал, такий як кальцій, хром, мідь, йод, залізо, селен або цинк; або хелатуючий агент, такий як етилендіамін, етилендіамінтетраоцтова кислота (ЕДТО) (або її сольова форма, наприклад ЕДТО натрію або калію) або димеркапрол.Any raw material or any reactor or fermenter loaded with the raw material may include a buffer such as sodium bicarbonate, ammonium chloride, or Ttg5; an electrolyte such as potassium chloride, sodium chloride or calcium chloride; a growth factor such as biotin and/or a base pair such as uracil or its equivalent; a surfactant such as TmeepF or polyethylene glycol; a mineral such as calcium, chromium, copper, iodine, iron, selenium or zinc; or a chelating agent such as ethylenediamine, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTO) (or its salt form, such as sodium or potassium EDTO) or dimercaprol.

Коли використовують радіаційне опромінення, його можна застосовувати для будь-якого зразка, який є сухим або вологим, або навіть диспергованим в рідині, такій як вода. Наприклад, опромінення можна проводити на целюлозному і/або лігноцелюлозному матеріалі, в якому менше ніж приблизно 25 мас. У целюлозного і/або лігноцелюлозного матеріалу має поверхню, змочену рідиною, такою як вода. У деяких варіантах здійснення опромінення проводять на целюлозному і/або лігноцелюлозному матеріалі, в якому целюлозний і/або лігноцелюлозний матеріал по суті не змочений рідиною, такою як вода.When radiation exposure is used, it can be applied to any sample that is dry or wet, or even dispersed in a liquid such as water. For example, irradiation can be carried out on cellulosic and/or lignocellulosic material in which less than about 25 wt. A cellulosic and/or lignocellulosic material has a surface wetted by a liquid such as water. In some embodiments, the irradiation is performed on a cellulosic and/or lignocellulosic material in which the cellulosic and/or lignocellulosic material is substantially unwetted by a liquid such as water.

У деяких варіантах здійснення будь-яку переробку, описану в цьому документі, проводять після того, як целюлозний і/або лігноцелюлозний матеріал залишається сухим в одержаному вигляді або після його висушування, наприклад, з використанням нагрівання і/або зниженого тиску. Наприклад, в деяких варіантах здійснення целюлозний і/або лігноцелюлозний матеріал має менше ніж приблизно 5 мас. 95 утримуваної води, виміряної при 25 "С і при відносній вологості 50905.In some embodiments, any processing described herein is performed after the cellulosic and/or lignocellulosic material remains dry as received or after it has been dried, for example, using heat and/or reduced pressure. For example, in some embodiments, the cellulosic and/or lignocellulosic material has less than about 5 wt. 95 of retained water, measured at 25 "C and at a relative humidity of 50905.

Якщо бажано, в будь-якому способі, описаному в цьому документі, можна використовувати засіб, що викликає набухання, як визначено в цьому документі. У деяких варіантах здійснення, коли целюлозний і/або лігноцелюлозний матеріал переробляють з використанням радіаційного опромінення, менше ніж приблизно 25 мас. 95 целюлозного і/або лігноцелюлозного матеріалу знаходиться в набухлому стані, причому набухлий стан характеризується як наявність об'єму, який більше ніж на 2,595 перевищує об'єм в ненабухлому стані, наприклад більше ніж на 5,0, 7,5, 10 або 1595 перевищує об'єм в ненабухлому стані. У деяких варіантах здійснення, коли відносно целюлозного мМабо лігноцелюлозного матеріалу застосовують радіаційне опромінення, целюлозний і/або лігноцелюлозний матеріал по суті не знаходиться в набухлому стані. У конкретних варіантах здійснення, коли використовують радіаційне опромінення, целюлозний і/або лігноцелюлозний матеріал включає засіб, що викликає набухання, і набухлий целюлозний і/або лігноцелюлозний матеріал одержує дозу менше ніж приблизно 10 Мрад.If desired, a swelling agent as defined herein may be used in any method described herein. In some embodiments, when cellulosic and/or lignocellulosic material is processed using radiation exposure, less than about 25 wt. 95 cellulosic and/or lignocellulosic material is in the swollen state, the swollen state being characterized as having a volume greater than 2.595 times the volume in the unswollen state, such as greater than 5.0, 7.5, 10, or 1595 exceeds the volume in the unswollen state. In some embodiments, when radiation exposure is applied to the cellulosic mAbo lignocellulosic material, the cellulosic and/or lignocellulosic material is essentially not in a swollen state. In specific embodiments, when radiation exposure is used, the cellulosic and/or lignocellulosic material includes a swelling agent, and the swollen cellulosic and/or lignocellulosic material receives a dose of less than about 10 Mrad.

Коли в якому-небудь способі використовують радіаційне опромінення, його можна застосовувати при одночасному впливі на целюлозний і/або лігноцелюлозний матеріал повітря, збагаченого киснем повітря або навіть самого кисню, або він може знаходитися під інертним газом, таким як азот, аргон або гелій. Якщо бажане максимальне окислення, то може бути використана окислювальна атмосфера, така як повітря або кисень.When radiation exposure is used in any method, it can be applied by simultaneously exposing the cellulosic and/or lignocellulosic material to air, oxygen-enriched air, or even oxygen itself, or it can be under an inert gas such as nitrogen, argon, or helium. If maximum oxidation is desired, an oxidizing atmosphere such as air or oxygen may be used.

Коли використовують радіаційне опромінення, його можна застосовувати до біомаси, такої як целюлозний і/або лігноцелюлозний матеріал, при тиску більше ніж приблизно 2,5 атмосфери (253 кПа), наприклад більше ніж 5 (506 кПа), 10 (1012 кПа), 15 (1518 кПа), 20 (2036 кПа) або навіть більше ніж приблизно 50 атмосфер (5060 кПа).When radiation exposure is used, it can be applied to biomass, such as cellulosic and/or lignocellulosic material, at pressures greater than about 2.5 atmospheres (253 kPa), such as greater than 5 (506 kPa), 10 (1012 kPa), 15 (1518 kPa), 20 (2036 kPa), or even more than about 50 atmospheres (5060 kPa).

Обробка радіаційним випромінюваннямRadiation treatment

Для переробки вихідної сировини з широкої множини різних джерел можна використовувати одну або декілька послідовностей переробки з метою екстракції з сировини корисних речовин, а також з метою одержання частково деградованого органічного матеріалу, який виконує функцію вхідного потоку в подальших стадіях і/або послідовностях переробки. Опромінення може знижувати молекулярну масу і/або кристалічність сировини. У деяких варіантах здійснення для опромінення матеріалів використовують енергію, накопичену в матеріалі, яка вивільняє електрон з його атомної орбіталі. Радіаційне опромінення можна здійснювати за допомогою 1) важких заряджених частинок, таких як альфа-частинки або протони, 2) електронів, утворених, наприклад, при бета-розпаді або в прискорювачах електронних пучків, або 3) електромагнітного радіаційного випромінювання, наприклад гамма-променів, рентгенівських променів або ультрафіолетових променів. При одному підході для опромінення сировини можна використовувати радіаційне випромінювання, генероване радіоактивними речовинами. У деяких варіантах здійснення можна використовувати будь-яку комбінацію з (1)-(3) в будь-якому порядку або одночасно. При іншому підході для опромінення сировини можна використовувати електромагнітне випромінювання (наприклад, генероване з використанням джерел електронних пучків). Застосовувані дози залежать від бажаного ефекту і конкретної сировини. Наприклад, високі дози радіаційного опромінення можуть руйнувати хімічні зв'язки в компонентах сировини, а низькі дози радіаційного опромінення можуть підвищити утворення хімічних зв'язків (наприклад, поперечне зшивання) в компонентах сировини. У деяких випадках, коли бажане розщеплення ланцюга і/або бажана функціоналізація ланцюга полімеру, можна використовувати більш важкі, ніж електрони, частинки, такі як протони, група ядер гелію, іони аргону, іони кремнію, іони неону, іони вуглецю, іони фосфору, іони кисню або іони азоту. Коли бажане розщеплення ланцюга з розкриттям кільця, позитивно заряджені частинки можна використовувати як такі, що мають властивості кислоти Льюїса, для посиленого розщеплення ланцюга з розкриттям кільця. Наприклад, коли є бажаними кисневмісні функціональні групи, можна проводити опромінення в присутності кисню або навіть опромінення іонами кисню. Наприклад, коли є бажаними азотовмісні функціональні групи, можна проводити опромінення в присутності азоту або навіть опромінення іонами азоту.For the processing of raw materials from a wide variety of different sources, one or more processing sequences can be used for the purpose of extracting useful substances from the raw materials, as well as for the purpose of obtaining partially degraded organic material that performs the function of an input stream in further stages and/or processing sequences. Irradiation can reduce the molecular weight and/or crystallinity of raw materials. In some embodiments, materials are irradiated using energy stored in the material, which releases an electron from its atomic orbital. Radiation exposure can be provided by 1) heavy charged particles such as alpha particles or protons, 2) electrons produced, for example, in beta decay or in electron beam accelerators, or 3) electromagnetic radiation such as gamma rays, X-rays or ultraviolet rays. In one approach, radiation generated by radioactive substances can be used to irradiate raw materials. In some embodiments, any combination of (1)-(3) can be used in any order or simultaneously. In another approach, electromagnetic radiation (for example, generated using electron beam sources) can be used to irradiate raw materials. The doses used depend on the desired effect and the specific raw material. For example, high doses of radiation exposure can destroy chemical bonds in the components of the raw material, and low doses of radiation exposure can increase the formation of chemical bonds (eg, cross-linking) in the components of the raw material. In some cases where chain scission is desired and/or polymer chain functionalization is desired, heavier than electron particles such as protons, helium group nuclei, argon ions, silicon ions, neon ions, carbon ions, phosphorus ions, oxygen or nitrogen ions. When ring-opening chain cleavage is desired, positively charged particles can be used as Lewis acid properties to enhance ring-opening chain cleavage. For example, when oxygen-containing functional groups are desired, irradiation in the presence of oxygen or even irradiation with oxygen ions can be carried out. For example, when nitrogen-containing functional groups are desired, irradiation in the presence of nitrogen or even irradiation with nitrogen ions can be performed.

Посилаючись на ФІГ. 8, в одному способі перший матеріал 2, який являє собою або включає целюлозу, що має першу середньочислову молекулярну масу ("Мм:), опромінюють, наприклад обробкою іонізуючим випромінюванням (наприклад, в формі гамма-випромінювання, рентгенівського випромінювання, ультрафіолетового (УФ) світла від 100 до 280 нм, пучка електронів або інших заряджених частинок), з одержанням другого матеріалу 3, який включає целюлозу, що має другу середньочислову молекулярну масу ("Мкг), яка нижче, ніж перша середньочислова молекулярна маса. Другий матеріал (або перший і другий матеріал) можна змішувати з мікроорганізмом (наприклад, бактерією або дріжджами), який може утилізувати другий і/або перший матеріал, продукуючи паливо 5, яке являє собою або включає водень, спирт (наприклад, етанол або бутанол, такий як н-, втор- або трет-бутанол), органічну кислоту, вуглеводень або суміші будь-яких з них.Referring to FIG. 8, in one method, the first material 2, which is or includes cellulose having a first number average molecular weight ("Mm:") is irradiated, for example by treatment with ionizing radiation (for example, in the form of gamma radiation, X-ray radiation, ultraviolet (UV) light from 100 to 280 nm, a beam of electrons or other charged particles), to obtain a second material 3, which includes cellulose having a second number average molecular weight ("Mkg"), which is lower than the first number average molecular weight. The second material (or the first and second materials) can be mixed with a microorganism (e.g., bacteria or yeast) that can utilize the second and/or the first material, producing a fuel 5 that is or includes hydrogen, an alcohol (e.g., ethanol or butanol, such as n-, sec-, or tert-butanol), an organic acid, a hydrocarbon, or a mixture of any of these.

Оскільки другий матеріал З має целюлозу, що має знижену молекулярну масу відносно першого матеріалу і, в деяких випадках, також знижену кристалічність, другий матеріал, як правило, є більш здатним до диспергування, набухання і/або розчинення в розчині, що містить мікроорганізм. Ці властивості роблять другий матеріал 3 більш схильним до хімічного, ферментативного і/або біологічного впливу відносно першого матеріалу 2, що може значною мірою підвищити швидкість продукції і/або рівень продукції бажаного продукту, наприклад етанолу. Радіаційним опроміненням також можна стерилізувати матеріали.Since the second material C has cellulose having a reduced molecular weight relative to the first material and, in some cases, also reduced crystallinity, the second material is generally more capable of dispersing, swelling and/or dissolving in the solution containing the microorganism. These properties make the second material 3 more susceptible to chemical, enzymatic and/or biological action relative to the first material 2, which can significantly increase the production rate and/or production level of the desired product, such as ethanol. Radiation exposure can also sterilize materials.

У деяких варіантах здійснення друга середньочислова молекулярна маса ("Микг) нижче, ніж перша середньочислова молекулярна маса ("Ммі) більше ніж приблизно на 1095, наприклад на 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 6095 або навіть більше ніж приблизно на 7595.In some embodiments, the second number average molecular weight ("Micg") is lower than the first number average molecular weight ("Mmi") by more than about 1095, such as by 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 6095, or even more than by about 7,595.

У деяких випадках другий матеріал містить целюлозу, яка має кристалічність ("Сг), яка нижче, ніж кристалічність (С) целюлози першого матеріалу. Наприклад, ("Сг) може бути нижче, ніж (Сі) більше ніж приблизно на 1095, наприклад на 15, 20, 25, 30, 35, 4095 або навіть більше ніж приблизно на 5095.In some cases, the second material contains cellulose that has a crystallinity ("Cg) that is lower than the crystallinity (C) of the cellulose of the first material. For example, the ("Cg) may be lower than (Si) by more than about 1095, such as 15, 20, 25, 30, 35, 4095 or even more than about 5095.

У деяких варіантах здійснення вихідний індекс кристалічності (перед опроміненням) складає від приблизно 4095 до приблизно 87,595, наприклад від приблизно 5095 до приблизно 7595 або від приблизно 6095 до приблизно 7095, і індекс кристалічності після опромінення складає від приблизно 1095 до приблизно 5095, наприклад від приблизно 1595 до приблизно 4595 або від приблизно 2095 до приблизно 4095. Однак, в деяких варіантах здійснення, наприклад після екстенсивного опромінення, індекс кристалічності може складати менше ніж 595. У деяких варіантах здійснення матеріал після опромінення є по суті аморфним.In some embodiments, the initial crystallinity index (before irradiation) is from about 4095 to about 87.595, such as from about 5095 to about 7595 or from about 6095 to about 7095, and the crystallinity index after irradiation is from about 1095 to about 5095, such as from about 1595 to about 4595 or from about 2095 to about 4095. However, in some embodiments, such as after extensive irradiation, the crystallinity index may be less than 595. In some embodiments, the material after irradiation is essentially amorphous.

У деяких варіантах здійснення вихідна середньочислова молекулярна маса (перед опроміненням) складає від приблизно 200000 до приблизно 3200000, наприклад від приблизно 250000 до приблизно 1000000 або від приблизно 250000 до приблизно 700000, і середньочислова молекулярна маса після опромінення складає від приблизно 50000 до приблизно 200000, наприклад від приблизно 60000 до приблизно 150000 або від приблизно 70000 до приблизно 125000. Однак, в деяких варіантах здійснення, наприклад після екстенсивного опромінення, середньочислова молекулярна маса може складати менше ніж приблизно 10000 або навіть менше ніж приблизно 5000.In some embodiments, the starting number average molecular weight (before irradiation) is from about 200,000 to about 3,200,000, such as from about 250,000 to about 1,000,000 or from about 250,000 to about 700,000, and the number average molecular weight after irradiation is from about 50,000 to about 200,000, e.g. from about 60,000 to about 150,000 or from about 70,000 to about 125,000. However, in some embodiments, such as after extensive irradiation, the number average molecular weight may be less than about 10,000 or even less than about 5,000.

У деяких варіантах здійснення другий матеріал може мати рівень окислення (702), що перевищує рівень окислення (70) першого матеріалу. Більш високий рівень окислення матеріалу може сприяти його здатності до диспергування, набухання і/або розчинення, додатково посилюючи схильність матеріалів до хімічного, ферментативного або біологічного впливу. У деяких варіантах здійснення, для підвищення рівня окислення другого матеріалу відносно першого матеріалу, опромінення проводять в окислювальній атмосфері, наприклад в атмосфері повітря або кисню, одержуючи другий матеріал, який є більш окисленим, ніж перший матеріал. Наприклад, другий матеріал може мати більшу кількість гідроксильних груп, альдегідних груп, кетонових груп, складноефірних груп або груп карбонової кислоти, які можуть підвищувати його гідрофільність.In some embodiments, the second material may have an oxidation level (702) greater than the oxidation level (70) of the first material. A higher level of oxidation of a material can contribute to its ability to disperse, swell, and/or dissolve, further increasing the susceptibility of materials to chemical, enzymatic, or biological attack. In some embodiments, to increase the oxidation level of the second material relative to the first material, the irradiation is carried out in an oxidizing atmosphere, such as air or oxygen, producing a second material that is more oxidized than the first material. For example, the second material may have more hydroxyl groups, aldehyde groups, ketone groups, ester groups, or carboxylic acid groups that may increase its hydrophilicity.

Іонізуюче випромінюванняIonizing radiation

Кожна форма радіаційного випромінювання іонізує біомасу через конкретні взаємодії, що визначаються енергією радіаційного випромінювання. Важкі заряджені частинки в основному іонізують речовину через кулонівське розсіяння; більше того, ці взаємодії генерують енергетичні електрони, які можуть далі іонізувати речовину. Альфа-частинки ідентичні ядру атома гелію і утворюються шляхом альфа-розпаду різних радіоактивних ядер, таких як ізотопи вісмуту, полонію, астату, радону, францію, радію, деяких актиноїдів, таких як актиній, торій, уран, нептуній, кюрій, каліфорній, америцій і плутоній.Each form of radiation ionizes biomass through specific interactions determined by the energy of the radiation. Heavy charged particles mainly ionize matter through Coulomb scattering; moreover, these interactions generate energetic electrons that can further ionize matter. Alpha particles are identical to the nucleus of a helium atom and are produced by the alpha decay of various radioactive nuclei, such as isotopes of bismuth, polonium, astatine, radon, francium, radium, some actinoids such as actinium, thorium, uranium, neptunium, curium, californium, americium and plutonium.

Коли використовують частинки, вони можуть бути нейтральними (незарядженими), позитивно зарядженими або негативно зарядженими. Коли вони заряджені, заряджені частинки можуть нести один позитивний або негативний заряд, або декілька зарядів, наприклад один, два, три або навіть чотири або більше зарядів. У випадках, коли бажане розщеплення ланцюга, можуть бути бажаними позитивно заряджені частинки, частково, внаслідок їх кислотного характеру. Коли використовують частинки, частинки можуть мати масу спочиваючого електрона або масу, що перевищує, наприклад, в 500, 1000, 1500 або 2000 або більше разів масу спочиваючого електрона. Наприклад, частинки можуть мати масу від приблизно 1 атомної одиниці до приблизно 150 атомних одиниць, наприклад від приблизно 1 атомної одиниці до приблизно 50 атомних одиниць або від приблизно 1 до приблизно 25, наприклад 1, 2, 3, 4, 5, 10, 12 або 15, атомних одиниць. Прискорювачі, використовувані для прискорення частинок, можуть бути ОС-електростатичними, ОС-електродинамічними, РЕ-лінійними, лінійними з магнітною індукцією або безперервними. Наприклад, циклотронні прискорювачі доступні від ІВА, Веїдіит, такі як система КподоїгопФ), а прискорювачі ОС-типу доступні від КОЇ, на даний часWhen particles are used, they can be neutral (uncharged), positively charged, or negatively charged. When charged, charged particles can carry a single positive or negative charge, or multiple charges, such as one, two, three, or even four or more charges. In cases where chain cleavage is desired, positively charged particles may be desirable, in part due to their acidic nature. When particles are used, the particles may have the mass of the rest electron or a mass greater than, for example, 500, 1000, 1500, or 2000 or more times the mass of the rest electron. For example, the particles may have a mass of from about 1 atomic unit to about 150 atomic units, such as from about 1 atomic unit to about 50 atomic units, or from about 1 to about 25, such as 1, 2, 3, 4, 5, 10, 12 or 15, atomic units. Accelerators used to accelerate particles can be OS-electrostatic, OS-electrodynamic, PE-linear, linear with magnetic induction or continuous. For example, cyclotron accelerators are available from IVA, Veidiit, such as the KpodoihopF system), and OS-type accelerators are available from KOI, currently

ІВА Іпдизвігіа!, такі як ОупатйгопФ). Іони і прискорювачі іонів розглянуті в публікаціях Іпігодисіогу МисіеагIVA Ipdysvigia!, such as OupatygopF). Ions and ion accelerators are discussed in the publications of Ipigodisiogu Mysieag

РПузіс5, Кеппеїй 5. Кгапе, Чопп УмМіеу 5 5оп5, Іпс. (1988), Кгео Ргеїес, РІ2ІКА В 6 (1997) 4, 177-206, копія якої додається у вигляді додатка В, Спи, Умійат Т., "Омегмієжм ої Гідпе-Іоп Веат ТНегару",RPuzis5, Keppeii 5. Kgape, Chopp UmMieu 5 5op5, Ips. (1988), Kgeo Rgeies, RI2ICA V 6 (1997) 4, 177-206, a copy of which is attached as an appendix V, Spy, Umiyat T., "Omegmiezhm oi Gidpe-Iop Veat Tnegaru",

Соіштрив-ОНіо, ІСВО-ІАЕА Мееїїіпо, 18-20 Магсп 2006, копія якої додається до цього документа у вигляді додатка С, мага, МУ. еї аї., "АКегпайпд-Рпазе-БРосизей 1Н-ОТІ ог Неаму-іп Медвдісаї!Soishtryv-ONio, ISVO-IAEA Meeiiipo, 18-20 Magsp 2006, a copy of which is attached to this document in the form of appendix C, maga, MU. ei ai., "AKegpaipd-Rpaze-BROsizei 1N-OTI og Neamu-ip Medvdisai!

Ассеї|егаюгв", Ргосеєдіпд5 ої ЕРАС 2006, Едіпригуй, Зсойапа, копія яких додається до цього документа у вигляді додатка О, і Гейпег, СМ. еї аї., "ЗБаше5 ої (Ше Зирегсопаисіпд ЕСК оп бошигсе Мепив",Assei|egayugv", Rgoseedipd5 oi ERAS 2006, Edipriguy, Zsoyapa, a copy of which is attached to this document in the form of an appendix O, and Geipeg, SM.

Ргосеєдіпд5 ої ЕРАС 2000, Міеппа, А!йзвігіа, копія якої додається до цього документа у вигляді додаткаRgoseedipd5 oi ERAS 2000, Mieppa, A!izvigia, a copy of which is attached to this document in the form of an appendix

Е.IS.

Електрони взаємодіють шляхом кулонівського розсіювання і гальмування радіаційного випромінювання, що викликається змінами швидкості електронів. Електрони можуть генеруватися радіоактивними ядрами, які піддаються бета-розпаду, такими як ізотопи йоду, цезію, технецію і іридію.Electrons interact by means of Coulomb scattering and inhibition of radiation caused by changes in the speed of electrons. Electrons can be generated by radioactive nuclei that undergo beta decay, such as isotopes of iodine, cesium, technetium, and iridium.

Альтернативно, як джерело електронів на основі термоіїонної емісії можна використовувати електронну гармату.Alternatively, an electron gun can be used as a source of electrons based on thermionic emission.

Електромагнітне радіаційне випромінювання впливає за допомогою наступних трьох процесів: фотоелектричне поглинання, комптонівське розсіяння і утворення пар. Переважаючий вплив визначається енергією падаючого радіаційного випромінювання і атомного числа матеріалу. Сума взаємодій, що приводять до поглинання радіаційного випромінювання в целюлозному матеріалі, може бути виражена за допомогою масового коефіцієнта поглинання.Electromagnetic radiation acts through the following three processes: photoelectric absorption, Compton scattering, and vapor formation. The predominant effect is determined by the energy of the incident radiation and the atomic number of the material. The sum of the interactions leading to the absorption of radiation in the cellulosic material can be expressed using the mass absorption coefficient.

Електромагнітне випромінювання поділяють на гамма-промені, рентгенівські промені, ультрафіолетові промені, інфрачервоні промені, мікрохвилі або радіохвилі, залежно від довжини хвилі.Electromagnetic radiation is divided into gamma rays, X-rays, ultraviolet rays, infrared rays, microwaves or radio waves, depending on the wavelength.

Наприклад, для опромінення матеріалів можна використовувати гамма-випромінювання.For example, gamma radiation can be used to irradiate materials.

Посилаючись на ФІГ. 9 і 10 (збільшений вигляд області К), гамма-випромінювач 10 включає джерела гамма-випромінювання 408, наприклад таблетки 90Со, робочий стіл 14 для утримання матеріалів, що підлягають опроміненню, і накопичувач 16, наприклад, виготовлений з множини залізних пластин, всі з яких знаходяться в камері з бетонним захистом (сховище) 20, яка включає вхід у вигляді лабіринту 22 позаду освинцьованих дверей 26. Накопичувач 16 включає множину каналів 30, наприклад шістнадцять або більше каналів, що дозволяють джерелам гамма-випромінювання проходити на своєму шляху через накопичувач поблизу робочого стола.Referring to FIG. 9 and 10 (enlarged view of area K), the gamma emitter 10 includes sources of gamma radiation 408, such as 90Co tablets, a work table 14 for holding the materials to be irradiated, and a storage device 16, for example, made of a plurality of iron plates, all of which are in a concrete-shielded chamber (storage) 20, which includes a labyrinthine entrance 22 behind a leaded door 26. The accumulator 16 includes a plurality of channels 30, such as sixteen or more channels, that allow the gamma radiation sources to pass through the accumulator near desktop

У процесі роботи зразок, що підлягає опроміненню, поміщають на робочий стіл. Опромінювач сконфігурований так, щоб доставляти бажаний рівень дози і щоб з експериментальним блоком 31 було сполучене керуюче обладнання. Потім оператор покидає захисну камеру, проходячи через вхід у вигляді лабіринту і через освинцьовані двері. Оператор обслуговує контрольну панель 32, інструктуючи комп'ютер 33 про приведення джерел радіаційного випромінювання 12 в робоче положення з використанням циліндра 36, приєднаного до гідравлічного насоса 40.In the process of work, the sample to be irradiated is placed on the work table. The irradiator is configured to deliver the desired dose level and control equipment is connected to the experimental unit 31. The operator then leaves the protective chamber, passing through the entrance in the form of a labyrinth and through a leaded door. The operator serves the control panel 32, instructing the computer 33 to bring the radiation sources 12 into the working position using the cylinder 36 connected to the hydraulic pump 40.

Гамма-випромінювання має перевагу значної глибини проникнення в різні матеріали зразка.Gamma radiation has the advantage of a significant depth of penetration into various sample materials.

Джерела гамма-променів включають радіоактивні ядра, такі як ізотопи кобальту, кальцію, технецію, хрому, галію, індію, йоду, заліза, криптону, самарію, селену, натрію, талію і ксенону.Sources of gamma rays include radioactive nuclei such as isotopes of cobalt, calcium, technetium, chromium, gallium, indium, iodine, iron, krypton, samarium, selenium, sodium, thallium, and xenon.

Джерела рентгенівських променів включають зіткнення електронного пучка з металевими мішенями, такими як вольфрам або молібден, або сплави, або компактні джерела світла, такий як джерела світла, що комерційно виробляються І упсеап.X-ray sources include collisions of the electron beam with metal targets such as tungsten or molybdenum or alloys, or compact light sources such as commercially produced I upseap light sources.

Джерела ультрафіолетового випромінювання включають дейтерієві або кадмієві лампи.Sources of ultraviolet radiation include deuterium or cadmium lamps.

Джерела інфрачервоного випромінювання включають керамічні лампи з вікном з сапфіра, цинку або селенідів.Infrared radiation sources include ceramic lamps with a sapphire, zinc, or selenide window.

Джерела мікрохвиль включають клістрони, джерела біеміп КЕ-типу або джерела атомних пучків, в яких використовується газоподібний водень, кисень або азот.Microwave sources include klystrons, CE-type biemip sources, or atomic beam sources using hydrogen, oxygen, or nitrogen gas.

У способах, описаних в цьому документі, можна використовувати різні інші пристрої для опромінення, включаючи польові іонізаційні джерела, електростатичні сепаратори іонів, польові іонізаційні генератори, джерела з термоїонною емісією, джерела іонів з надвисокочастотним розрядом, рециркуляційні або статичні прискорювачі, динамічні лінійні прискорювачі, прискорювачіVarious other irradiation devices may be used in the methods described herein, including field ionization sources, electrostatic ion separators, field ionization generators, thermionic emission sources, ultrahigh frequency discharge ion sources, recirculation or static accelerators, dynamic linear accelerators, accelerators

Ван-де-Граафоа і зігнені тандемні прискорювачі. Такі пристрої розкриті, наприклад, в попередній заявціVan de Graafois and bent tandem accelerators. Such devices are disclosed, for example, in the previous application

США з серійним номером 61/073665, зміст якої повністю включений в цей документ як посилання.US Serial No. 61/073665, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety.

Електронні пучокElectronic beam

У деяких варіантах здійснення як джерело радіаційного випромінювання використовують пучок електронів. Пучок електронів має перевагу високих рівнів доз (наприклад, 1, 5 або навіть 10 Мрад за секунду), високої продуктивності, меншої захисної ізоляції і меншої кількості ізолюючого обладнання.In some embodiments, an electron beam is used as a source of radiation. The electron beam has the advantage of high dose levels (eg 1, 5 or even 10 Mrad per second), high performance, less protective insulation and less isolation equipment.

Електрони також можуть бути більш ефективними відносно забезпечення розщеплення ланцюга. Крім того, електрони, що мають енергію 4-10 МеВ, можуть мати глибину проникнення від 5 до 30 мм або більше, наприклад 40 мм.Electrons can also be more efficient at providing chain cleavage. In addition, electrons having an energy of 4-10 MeV can have a penetration depth of 5 to 30 mm or more, for example 40 mm.

Електронні пучки можна генерувати, наприклад, за допомогою електростатичних генераторів, каскадних генераторів, трансформаторних генераторів, низькоенергетичних прискорювачів зі скануючою системою, низькоенергетичних прискорювачів з лінійним катодом, лінійних прискорювачів і імпульсних прискорювачів. Електрони можуть бути придатні як джерело іонізуючого випромінювання, наприклад, для відносно тонких стосів матеріалів, наприклад менше ніж 0,5 дюйма (1,27 см), наприклад менше ніж 0,4 дюйма (1,02 см), 0,3 дюйма (0,76 см), 0,2 дюйма (0,51 см) або менше ніж 0,1 дюйма (0,25). У деяких варіантах здійснення енергія кожного електрона в електронному пучку складає від приблизно 0,3 МеВ до приблизно 2,0 МеВ (мегаелектроновольт), наприклад від приблизно 0,5 МеВ до приблизно 1,5 МеВ або від приблизно 0,7 МеВ до приблизно 1,25 МеВ.Electron beams can be generated, for example, using electrostatic generators, cascade generators, transformer generators, low-energy scanning accelerators, low-energy linear cathode accelerators, linear accelerators, and pulse accelerators. Electrons may be suitable as a source of ionizing radiation, for example, for relatively thin stacks of material, such as less than 0.5 inch (1.27 cm), such as less than 0.4 inch (1.02 cm), 0.3 inch ( 0.76 cm), 0.2 in (0.51 cm) or less than 0.1 in (0.25). In some embodiments, the energy of each electron in the electron beam is from about 0.3 MeV to about 2.0 MeV (megaelectronvolts), such as from about 0.5 MeV to about 1.5 MeV or from about 0.7 MeV to about 1 .25 MeV.

На ФІГ. 11А представлена принципова технологічна схема 3000, яка включає різні стадії в послідовності попередньої обробки сировини електронним пучком. На першій стадії 3010 суха сировина подається з джерела вихідного матеріалу. Як розглянуто вище, суха сировина з джерела вихідного матеріалу може бути попередньо перероблена перед доставкою до пристроїв для опромінення електронним пучком. Наприклад, якщо сировина одержана з рослинних джерел, певні частини рослинного матеріалу можуть бути видалені перед збиранням рослинного матеріалу і/або перед доставкою рослинного матеріалу за допомогою пристрою для транспортування сировини.In FIG. 11A presents a basic technological scheme 3000, which includes various stages in the sequence of preliminary processing of raw materials with an electron beam. In the first stage, 3010 dry raw materials are supplied from the feedstock source. As discussed above, the dry feedstock from the feedstock source may be preprocessed prior to delivery to the electron beam devices. For example, if the raw material is derived from plant sources, certain parts of the plant material may be removed prior to harvesting the plant material and/or prior to delivering the plant material using a raw material transport device.

Альтернативно або додатково, як відображено на необов'язковій стадії 3020, сировину біомаси можна піддавати механічній переробці (наприклад, для зменшення середньої довжини волокон в сировині) перед доставкою до пристроїв для опромінення електронним пучком.Alternatively or additionally, as reflected in optional stage 3020, the biomass raw material can be subjected to mechanical processing (eg, to reduce the average length of fibers in the raw material) before delivery to devices for electron beam irradiation.

На стадії 3030 суха сировина переміщається в пристрій для транспортування сировини (наприклад, на конвеєрну стрічку) і розподіляється по поперечній довжині пристрою для транспортування сировини приблизно рівномірно по об'єму. Це можна здійснювати, наприклад, вручну або шляхом індукції локалізованого вібраційного руху в деякій точці пристрою для транспортування сировини перед переробкою шляхом опромінення електронним пучком.At step 3030, the dry raw material is moved into the raw material transport device (eg, on a conveyor belt) and is distributed along the transverse length of the raw material transport device approximately uniformly in volume. This can be done, for example, manually or by inducing a localized vibrational movement at some point of the device for transporting raw materials before processing by irradiation with an electron beam.

У деяких варіантах здійснення, змішувальна система подає хімічний реагент 3045 в сировину в необов'язковому процесі 3040, в якому утворюється суспензія. Об'єднання води з переробленою сировиною в стадії змішування 3040 приводить до водної суспензії сировини, яку можна транспортувати, наприклад, через систему труб, а не з використанням, наприклад, конвеєрної стрічки.In some embodiments, the mixing system supplies a chemical reagent 3045 to the raw material in an optional process 3040 in which a slurry is formed. The combination of water with processed raw materials in the mixing stage 3040 leads to an aqueous suspension of raw materials that can be transported, for example, through a system of pipes, rather than using, for example, a conveyor belt.

Наступна стадія 3050 являє собою цикл, який охоплює вплив на сировину (в сухій формі або у формі суспензії) опромінення електронного пучка з одного або декількох (наприклад, М) пристроїв для опромінення електронним пучком. Суспензія сировини переміщається через кожний з М "потоків" електронних пучків на стадії 3052. Рух через потоки і між ними може відбуватися з постійною швидкістю, або під час проходження крізь кожний потік може бути пауза, з подальшим швидким переміщенням до наступного потоку. На стадії 3053 невелика частина суспензії сировини піддається впливу кожного потоку протягом деякого заданого часу впливу.The next stage 3050 is a cycle that includes exposure to the raw material (in dry form or in the form of a suspension) of electron beam irradiation from one or more (for example, M) devices for electron beam irradiation. The suspension of feedstock is moved through each of the M "streams" of electron beams at stage 3052. Movement through and between the streams may occur at a constant rate, or there may be a pause during passage through each stream, followed by rapid movement to the next stream. At step 3053, a small portion of the feedstock slurry is exposed to each stream for some predetermined exposure time.

Пристрої для опромінення електронним пучком можуть бути комерційно придбані від оп ВеатElectron beam devices can be purchased commercially from Op Veat

Арріїсайопв, І оимаїіп-Іа-Мецме, ВеЇдішт або Ше Тйап Согрогайоп, Зап Оіедо, СА. Типова енергія електронів може становити 1, 2, 4,5, 7,5 або 10 МеВ. Типова потужність пристрою для опромінення електронним пучком може становити 1, 5, 10, 20, 50, 100, 250 або 500 кВт. Ефективність деполімеризації суспензії сировини залежить від використовуваної енергії електронів і застосовуваної дози, в той час як час впливу залежить від потужності і дози. Типові дози можуть мати значення 1, 5, 10, 20, 50, 100 або 200 кГр.Arriisayopv, I oimaiip-Ia-Metsme, VeYidisht or She Tyap Sogrogayop, Zap Oiedo, SA. A typical electron energy can be 1, 2, 4.5, 7.5 or 10 MeV. A typical power of an electron beam irradiation device can be 1, 5, 10, 20, 50, 100, 250 or 500 kW. The efficiency of depolymerization of the raw material suspension depends on the used electron energy and the applied dose, while the exposure time depends on the power and dose. Typical doses can be 1, 5, 10, 20, 50, 100 or 200 kGy.

При виборі оптимальних характеристик потужності пристрою для опромінення електронним пучком враховують витрати на роботу, капітальні витрати, амортизаційні витрати і зону розміщення пристрою.When choosing the optimal power characteristics of the device for electron beam irradiation, labor costs, capital costs, depreciation costs and the location of the device are taken into account.

При виборі оптимальних рівнів експозиційної дози опромінення електронним пучком враховують витрату енергії і питання екології, безпеки і здоров'я (Е5Н). При виборі оптимальної енергії електронів враховують витрату енергії; в цьому випадку, більш низька енергія електронів може бути вигідною з точки зору сприяння деполімеризації певної суспензії сировини (див., наприклад, Воисйага, еї аї.,When choosing the optimal levels of the exposure dose of electron beam irradiation, energy consumption and issues of ecology, safety and health are taken into account (E5N). When choosing the optimal electron energy, energy consumption is taken into account; in this case, a lower electron energy may be advantageous from the point of view of promoting the depolymerization of a certain feed stock suspension (see, for example, Voysyaga, et al.,

Сей Ішіозе (2006) 13: 601-610). Як правило, генератори розміщені в сховищах, наприклад, зі свинцю або бетону, або освинцьованого бетону.Sei Ishiose (2006) 13: 601-610). As a rule, generators are placed in storage, for example, made of lead or concrete, or leaded concrete.

Для забезпечення більш ефективного процесу деполімеризації може бути корисним проведення опромінення електронним пучком з подвійним проходженням. Наприклад, пристрій для транспортування сировини може направляти сировину (в сухій формі або у формі суспензії) вниз і в зворотному напрямку відносно його первинного напрямку транспортування. Системи з подвійним проходженням можуть забезпечити переробку більш густих суспензій сировини і можуть забезпечити більш однорідну деполімеризацію крізь товщину суспензії сировини.To ensure a more efficient depolymerization process, it may be useful to perform double-pass electron beam irradiation. For example, a raw material transport device can direct the raw material (in dry form or in slurry form) down and in a reverse direction relative to its original direction of transport. Dual-pass systems can handle thicker stock slurries and can provide more uniform depolymerization through the thickness of the stock slurry.

Пристрій для опромінення електронним пучком може генерувати або фіксований промінь, або скануючий промінь. Переважним може бути скануючий промінь з великою довжиною розгортки сканування і високими швидкостями сканування, оскільки це може ефективно замінити велику ширину фіксованого променя. Крім того, доступна довжина розгортки 0,5, 1, 2 м або більше.An electron beam irradiation device can generate either a fixed beam or a scanning beam. A scanning beam with long scan sweep lengths and high scan speeds may be preferred, as this can effectively replace a large fixed beam width. In addition, sweep lengths of 0.5, 1, 2 m or more are available.

Після того як частина суспензії сировини буде транспортована через М пристроїв для опромінення електронним пучком, в деяких варіантах здійснення може бути необхідним, як на стадії 3060, механічне розділення рідких і твердих компонентів суспензії сировини. У цих варіантах здійснення з рідкої частини суспензії сировини відфільтровують залишкові тверді частинки і повертає їх на стадію приготування суспензії 3040. Потім тверду частину суспензії сировини переміщують на наступну стадію переробки 3070 за допомогою пристрою для транспортування сировини. У інших варіантах здійснення сировину підтримують у формі суспензії для додаткової переробки.After a portion of the raw material suspension has been transported through M devices for electron beam irradiation, in some embodiments it may be necessary, as in stage 3060, to mechanically separate the liquid and solid components of the raw material suspension. In these embodiments, residual solid particles are filtered from the liquid part of the raw material suspension and returned to the slurry preparation stage 3040. Then, the solid part of the raw material suspension is moved to the next processing stage 3070 using a raw material transport device. In other embodiments, the raw material is maintained in the form of a suspension for additional processing.

Електромагнітне випромінюванняElectromagnetic radiation

У варіантах здійснення, в яких опромінення проводять за допомогою електромагнітного випромінювання, електромагнітне випромінювання може мати, наприклад, енергію на фотон (в електроновольтах) більше 102 еВ, наприклад більше 103, 102, 105, 105 еВ або навіть більше 107 еВ. У деяких варіантах здійснення електромагнітне випромінювання має енергію на фотон від 107 до 107 еВ, наприклад від 105 до 105 еВ. Електромагнітне випромінювання може мати частоту, наприклад, більше 1016 Гу, більше 1017, 1018, 1019, 1020 Гу або навіть більше 102! Гу. У деяких варіантах здійснення електромагнітне випромінювання має частоту від 1078 до 1022 Гц, наприклад від 10792 до 102! Гц.In embodiments in which exposure is performed using electromagnetic radiation, the electromagnetic radiation may have, for example, an energy per photon (in electron volts) greater than 102 eV, such as greater than 103, 102, 105, 105 eV, or even greater than 107 eV. In some embodiments, the electromagnetic radiation has an energy per photon of 107 to 107 eV, such as 105 to 105 eV. Electromagnetic radiation can have a frequency, for example, greater than 1016 Hu, greater than 1017, 1018, 1019, 1020 Hu, or even greater than 102! Gu. In some embodiments, the electromagnetic radiation has a frequency between 1078 and 1022 Hz, such as between 10792 and 102! Hz.

ДозиDoses

У деяких варіантах здійснення опромінення (з будь-яким джерелом радіаційного випромінювання або комбінацією джерел) проводять доти, поки матеріал не одержує дозу щонайменше 0,25 Мрад, наприклад щонайменше 1,0 Мрад, щонайменше 2,5 Мрад, щонайменше 5,0 Мрад або щонайменше 10,0 Мрад. У деяких варіантах здійснення опромінення проводять доти, поки матеріал не одержує дозу від 1,0 до 6,0 Мрад, наприклад від 1,5 до 4,0 Мрад.In some embodiments, exposure (with any radiation source or combination of sources) is conducted until the material receives a dose of at least 0.25 Mrad, such as at least 1.0 Mrad, at least 2.5 Mrad, at least 5.0 Mrad, or at least 10.0 Mrad. In some embodiments, the irradiation is carried out until the material receives a dose of 1.0 to 6.0 Mrad, for example, 1.5 to 4.0 Mrad.

У деяких варіантах здійснення опромінення проводять при рівні дози від 5,0 до 1500,0 кілорад/годину, наприклад від 10,0 до 750,0 кілорад/годину або від 50,0 до 350,0 кілорад/годину.In some embodiments, the irradiation is carried out at a dose level of 5.0 to 1500.0 kilorads/hour, for example, from 10.0 to 750.0 kilorads/hour or from 50.0 to 350.0 kilorads/hour.

У деяких варіантах здійснення використовують два або більше джерел радіаційного випромінювання, таких як два або більше джерел іонізуючого випромінювання. Наприклад, зразки можна обробляти, в будь-якому порядку, пучком електронів, а потім гамма-випромінюванням і УФ- випромінюванням, що має довжину хвилі від приблизно 100 нм до приблизно 280 нм. У деяких варіантах здійснення зразки обробляють з використанням трьох джерел іонізуючого випромінювання, таких як пучок електронів, гамма-випромінювання і енергетичне УФ-випромінювання.In some embodiments, the implementation uses two or more sources of radiation, such as two or more sources of ionizing radiation. For example, samples can be treated, in any order, with an electron beam, followed by gamma radiation and UV radiation having wavelengths from about 100 nm to about 280 nm. In some embodiments, samples are treated using three sources of ionizing radiation, such as an electron beam, gamma radiation, and energetic UV radiation.

Альтернативно, в іншому прикладі волокнистий матеріал, який включає целюлозний і/або лігноцелюлозний матеріал, опромінюють і, необов'язково, обробляють звуковою енергією, наприклад ультразвуком.Alternatively, in another example, the fibrous material, which includes cellulosic and/or lignocellulosic material, is irradiated and optionally treated with sound energy, such as ultrasound.

У одному прикладі як сировину використовують картонні коробки для соку об'ємом в півгалона (1,9 л), виготовлені з білого крафт-картону, що має об'ємну густину 20 фунт/футЗ3 (0,32 г/см3). Картон можна складати до плоского стану, а потім подавати в послідовність з трьох систем пристрій для подрібнення-пристрій для дроблення, розташованих послідовно, де продукт першого пристрою для дроблення подається як вхідний матеріал у другий пристрій для подрібнення, а продукт другого пристрою для дроблення подається як вхідний матеріал в третій пристрій для подрібнення.One example uses half-gallon (1.9 L) juice cartons made from white kraft paperboard having a bulk density of 20 lb/ft3 (0.32 g/cm3) as raw material. The paperboard can be folded flat and then fed into a sequence of three shredder-shredder systems arranged in series, where the product of the first shredder is fed as input to the second shredder and the product of the second shredder is fed as input material to the third device for grinding.

Волокнистий матеріал, одержаний в системі пристрій для подрібнення-пристрій для дроблення, може бути оббризканий водою і перероблений за допомогою преса для гранулювання, працюючого при кімнатній температурі. Ущільнені гранули можна помістити в скляну ампулу, з якої відкачують повітря при високому вакуумі, а потім знову заповнюють газоподібним аргоном. Ампулу запаюють в атмосфері аргону. Альтернативно, в іншому прикладі ампулу запаюють в атмосфері повітря. Гранули в ампулі опромінюють гамма-випромінюванням протягом приблизно З годин при рівні дози приблизно 1 Мрад на годину з одержанням опроміненого матеріалу, в якому целюлоза має більш низьку молекулярну масу, ніж вихідний матеріал.The fibrous material obtained in the shredder-shredder system can be sprayed with water and processed using a pellet press operating at room temperature. Compacted pellets can be placed in a glass ampoule, which is evacuated under high vacuum and then refilled with argon gas. The ampoule is sealed in an argon atmosphere. Alternatively, in another example, the ampoule is sealed in an air atmosphere. The granules in the ampoule are irradiated with gamma radiation for about 3 hours at a dose level of about 1 Mrad per hour to produce irradiated material in which the cellulose has a lower molecular weight than the starting material.

Добавки для посилення зниження молекулярної маси в процесі опроміненняAdditives to enhance molecular weight reduction during irradiation

У деяких варіантах здійснення, перед опроміненням до біомаси можуть бути додані різні матеріали, наприклад тверді речовини або рідини, для посилення зниження молекулярної маси. У випадках, коли використовується рідина, рідина може контактувати із зовнішніми поверхнями біомаси іабо рідина може знаходитися у внутрішніх частинах біомаси, наприклад вона може бути влита в біомасу.In some embodiments, various materials, such as solids or liquids, may be added to the biomass prior to irradiation to enhance molecular weight reduction. In cases where a liquid is used, the liquid can be in contact with the external surfaces of the biomass or the liquid can be inside the biomass, for example it can be poured into the biomass.

Наприклад, матеріал може являти собою нейтральну слабку основу, таку як аланін, аміак, суміш аміак/вода, наприклад 25 мас. 95 аміаку у воді, вода, метиламін, диметиламін, триметиламін, піридин, або аніонну основу, таку як сіль оцтової кислоти (наприклад, ацетат натрію), карбонат натрію, бікарбонат натрію або сіль іона сірководню (наприклад, гідросульфід натрію).For example, the material may be a neutral weak base such as alanine, ammonia, an ammonia/water mixture, such as 25 wt. 95 ammonia in water, water, methylamine, dimethylamine, trimethylamine, pyridine, or an anionic base such as an acetic acid salt (eg, sodium acetate), sodium carbonate, sodium bicarbonate, or a hydrogen sulfide ion salt (eg, sodium hydrosulfide).

Альтернативно, матеріал може являти собою нейтральну слабку кислоту, таку як мурашина кислота, оцтова кислота, трихлороцтова кислота, водень, сірководнева кислота, або катіонну кислоту, таку як сіль амонію.Alternatively, the material may be a neutral weak acid such as formic acid, acetic acid, trichloroacetic acid, hydrogen, hydrogen sulfide, or a cationic acid such as an ammonium salt.

Гасіння і контрольована функціоналізація біомасиExtinction and controlled functionalization of biomass

Після обробки одним або декількома типами іонізуючого випромінювання, такими як фотонне випромінювання (наприклад, рентгенівські промені або гамма-промені), опромінення електронним пучком або частинки важче електронів, які позитивно або негативно заряджені (наприклад, протони або іони вуглецю), будь-які з вуглеводовмісних матеріалів або сумішей, описаних в цьому документі, стають іонізованими, тобто вони включають радикалів на рівнях, які піддаються детекції за допомогою спектрометра електронного спінового резонансу. Сучасна практична межа детекції радикалів становить приблизно 1077 спінів при кімнатній температурі. Після іонізації будь-який матеріал біомаси,After treatment with one or more types of ionizing radiation, such as photon radiation (such as X-rays or gamma rays), electron beam irradiation, or particles heavier than electrons that are positively or negatively charged (such as protons or carbon ions), any of hydrocarbon-containing materials or mixtures described in this document become ionized, that is, they include radicals at levels that are detectable with an electron spin resonance spectrometer. The current practical limit of radical detection is approximately 1077 spins at room temperature. After ionization, any biomass material,

який був іонізований, можна гасити для зниження рівня радикалів в іонізованій біомасі, наприклад, так, щоб радикали більше не піддавалися детекції за допомогою спектрометра електронного спінового резонансу. Наприклад, радикали можна гасити, застосовуючи достатній тиск на біомасу і/або використовуючи текуче середовище, що контактує з іонізованою біомасою, таке як газ або рідина, яке реагує (гасить) з радикалами. Використання газу або рідини щонайменше для сприяння гасінню радикалів також дозволяє оператору контролювати функціоналізацію іонізованої біомаси бажаною кількістю і типом функціональних груп, таких як групи карбонової кислоти, енольні групи, альдегідні групи, нітрогрупи, нітрильні групи, аміногрупи, алкіламіногрупи, алкільні групи, хлоралкільні групи або хлорфторалкільні групи. У деяких випадках таке гасіння може підвищити стабільність деяких з іонізованих матеріалів біомаси. Наприклад, гасіння може підвищити стійкість біомаси до окислення.which has been ionized, can be quenched to reduce the level of radicals in the ionized biomass, for example, so that the radicals are no longer detectable with an electron spin resonance spectrometer. For example, radicals can be quenched by applying sufficient pressure to the biomass and/or using a fluid medium in contact with the ionized biomass, such as a gas or liquid, which reacts (quenches) with the radicals. The use of a gas or liquid to at least aid radical quenching also allows the operator to control the functionalization of the ionized biomass with the desired amount and type of functional groups, such as carboxylic acid groups, enol groups, aldehyde groups, nitro groups, nitrile groups, amino groups, alkylamino groups, alkyl groups, chloroalkyl groups, or chlorofluoroalkyl groups. In some cases, such quenching can increase the stability of some of the ionized biomass materials. For example, quenching can increase the resistance of biomass to oxidation.

Функціоналізація шляхом гасіння також може підвищити розчинність будь-якої біомаси, описаної в цьому документі, може підвищити її термічну стабільність, яка може бути важлива при виготовленні композитів і картонів, описаних в цьому документі, і може поліпшити утилізацію матеріалу різними мікроорганізмами. Наприклад, функціональні групи, які надаються матеріалу біомаси внаслідок гасіння, можуть діяти як рецепторні ділянки для зв'язування мікроорганізмами, наприклад для посилення гідролізу целюлози різними мікроорганізмами.Functionalization by quenching may also increase the solubility of any biomass described herein, may increase its thermal stability, which may be important in the manufacture of composites and paperboards described herein, and may improve utilization of the material by various microorganisms. For example, the functional groups that are provided to the biomass material as a result of quenching can act as receptor sites for binding by microorganisms, for example to enhance the hydrolysis of cellulose by various microorganisms.

На ФІГ. 118 проілюстрована зміна молекулярної і/або надмолекулярної структури сировини біомаси шляхом попередньої обробки сировини біомаси іонізуючим випромінюванням, таким як електрони або іони з енергією, достатньою для іонізації сировини біомаси, із забезпеченням першого рівня радикалів. Як показано на ФІГ. 11В, якщо іонізована біомаса залишається в атмосфері, вона окислюється, наприклад, до такої міри, що утворюються групи карбонової кислоти за рахунок реакції з атмосферним киснем. У деяких випадках для деяких матеріалів таке окислення є бажаним, оскільки воно може сприяти подальшому зниженню молекулярної маси вуглеводовмісної біомаси, і окислювальні групи наприклад, групи карбонової кислоти, в деяких випадках можуть бути корисними для розчинності і утилізації мікроорганізмом. Однак оскільки радикали можуть "жити" протягом деякого часу після опромінення, наприклад, більше 1 доби, 5 діб, ЗО діб, З місяців, Є місяців або навіть більше 1 року, властивості матеріалу можуть продовжувати змінюватися з перебігом часу, що, в деяких випадках, може бути небажаним. Детекція радикалів в опромінених зразках за допомогою спектроскопії електронного спінового резонансу і час життя радикалів в таких зразках розглянуті в публікаціях Вагіоїоца еї аїЇ., Рпувзіс5 іп Медісіпе апа Віоіоду, 46 (2001), 461-471 і Вагпоїона еї аї.,In FIG. 118 illustrates changing the molecular and/or supramolecular structure of the biomass feedstock by pre-treating the biomass feedstock with ionizing radiation, such as electrons or ions with energy sufficient to ionize the biomass feedstock, providing a first level of radicals. As shown in FIG. 11B, if the ionized biomass remains in the atmosphere, it is oxidized, for example, to such an extent that carboxylic acid groups are formed due to the reaction with atmospheric oxygen. In some cases, for some materials, such oxidation is desirable, since it can contribute to further lowering the molecular weight of carbohydrate-containing biomass, and oxidizing groups, for example, carboxylic acid groups, can in some cases be useful for solubility and utilization by a microorganism. However, since the radicals can "live" for some time after exposure, for example, more than 1 day, 5 days, 3 days, 3 months, 1 months, or even more than 1 year, the properties of the material can continue to change over time, which, in some cases, , may be undesirable. The detection of radicals in irradiated samples by means of electron spin resonance spectroscopy and the lifetime of radicals in such samples are considered in the publications of Vagiotsa ei aiY., Rpuvzis5 ip Medisipe apa Vioidodu, 46 (2001), 461-471 and Vagpoiona ei ai.,

Вадіайоп Ргоїесіп Оовзітеїгу, Мої. 84, Мов. 1-4, рр. 293-296 (1999), які додаються до цього документа у вигляді додатка Е і додатка С, відповідно. Як представлено на ФІГ. 118В, іонізовану біомасу можна гасити для функціоналізації і/або стабілізації іонізованої біомаси. У будь-який момент часу, наприклад, коли матеріал є "живим", "частково живим" або повністю погашеним, попередньо оброблену біомасу можна конвертувати в продукт, наприклад паливо, продукт харчування або композит.Vadiayop Rgoiesip Oovziteigu, Moi. 84, Language 1-4, pp. 293-296 (1999), which are attached to this document as Appendix E and Appendix C, respectively. As shown in FIG. 118V, the ionized biomass can be quenched to functionalize and/or stabilize the ionized biomass. At any point in time, such as when the material is "live", "partially live" or fully decomposed, the pre-treated biomass can be converted into a product such as a fuel, food or composite.

У деяких варіантах здійснення гасіння включає застосування тиску до біомаси, наприклад, шляхом механічної деформації біомаси, наприклад прямим механічним стисненням біомаси в одному, двох або трьох вимірюваннях, або застосовуючи тиск до текучого середовища, в яке біомаса занурена, наприклад ізостатичне пресування. У таких випадках деформація матеріалу сама по собі дає радикали, які часто захоплюються в кристалічні домени, досить близько для того, щоб радикали могли рекомбінувати або реагувати з іншою групою. У деяких випадках тиск застосовують разом із застосуванням нагрівання, такого як кількість тепла, достатня для підвищення температури біомаси до рівня вище температури плавлення або до температури розм'якшення компонента біомаси, такого як лігнін, целюлоза або геміцелюлоза. Нагрівання може збільшити молекулярну рухливість в полімерному матеріалі, що може сприяти гасінню радикалів. Якщо для гасіння використовують тиск, то він може бути вище приблизно 1000 фунт/юкв. дюйм (6,9 МПа), наприклад вище приблизно 1250 фунт/кв. дюйм (8,6 МПа), 1450 фунт/кв. дюйм (10 МПа), 3625 фунт/кв. дюйм (25,2 МПа), 5075 фунт/кв. дюйм (35 МПа), 7250 фунт/кв. дюйм (50 МПа), 10000 фунт/кв. дюйм (69 МПа) або навіть вище 15000 фунт/кв. дюйм (103,4 МПа).In some embodiments, quenching includes applying pressure to the biomass, for example, by mechanically deforming the biomass, such as direct mechanical compression of the biomass in one, two, or three dimensions, or by applying pressure to a fluid medium in which the biomass is immersed, such as isostatic pressing. In such cases, deformation of the material itself yields radicals that are often trapped in crystalline domains close enough for the radicals to recombine or react with another group. In some cases, the pressure is applied together with the application of heating, such as an amount of heat sufficient to raise the temperature of the biomass to a level above the melting point or to the softening temperature of a biomass component such as lignin, cellulose, or hemicellulose. Heating can increase molecular mobility in the polymer material, which can contribute to radical quenching. If pressure is used for quenching, it can be higher than about 1000 psi. in. (6.9 MPa), such as above about 1250 psi. in. (8.6 MPa), 1450 lb/sq. in. (10 MPa), 3625 lb/sq. in. (25.2 MPa), 5075 lb/sq. in. (35 MPa), 7250 lb/sq. in. (50 MPa), 10,000 psi. in. (69 MPa) or even higher than 15,000 psi. inch (103.4 MPa).

У деяких варіантах здійснення гасіння включає приведення в контакт біомаси з текучим середовищем, таким як рідина або газ, наприклад газ, здатний реагувати з радикалами, такий як ацетилен або суміш ацетилену в азоті, етилен, хлоровані етилени або хлорфторетилени, пропілен або суміші цих газів. У інших конкретних варіантах здійснення гасіння включає приведення в контакт біомаси з рідиною, наприклад з рідиною, розчинною в біомасі або щонайменше здатною проникати в біомасу і реагувати з радикалами, як дієн, такий як 1,5-циклооктадієн. У деяких конкретних варіантах здійснення гасіння включає приведення в контакт біомаси з антиоксидантом, таким як вітамін Е. Якщо бажано, сировина біомаси може включати антиоксидант, диспергований в ній, і гасіння може відбуватися внаслідок того, що антиоксидант, диспергований в сировині біомаси, контактує з радикалами.In some embodiments, quenching includes contacting the biomass with a fluid medium, such as a liquid or gas, such as a gas capable of reacting with radicals, such as acetylene or a mixture of acetylene in nitrogen, ethylene, chlorinated ethylenes or chlorofluoroethylenes, propylene, or mixtures of these gases. In other specific embodiments, quenching includes contacting the biomass with a liquid, such as a liquid soluble in the biomass or at least capable of penetrating the biomass and reacting with radicals such as a diene such as 1,5-cyclooctadiene. In some specific embodiments, quenching includes contacting the biomass with an antioxidant such as vitamin E. If desired, the biomass feedstock may include an antioxidant dispersed therein, and the quenching may occur as a result of the antioxidant dispersed in the biomass feedstock contacting radicals .

Можливі інші способи гасіння. Наприклад, для гасіння будь-якого іонізованого матеріалу біомаси, описаного в цьому документі, можна використовувати будь-який спосіб гасіння радикалів в полімерних матеріалах, описаний Мигагодієи еї аї., публікація патентної заявки США Мо 2008/0067724 і Мигагодіи еї аІ., патент США Мо 7166650, які додаються у вигляді додатка Н і додатка І, відповідно. Крім того, для гасіння будь-якого іонізованого матеріалу біомаси можна використовувати будь-який агент для гасіння (описаний як "сенсибілізуючий агент" у вказаних вище описах Мигаїодіи) і/або будь-який антиоксидант, описаний в будь-якому посиланні Мигайодіи.Other extinguishing methods are possible. For example, to quench any ionized biomass material described herein, any method of quenching radicals in polymeric materials described in Mygagodii et al., US Patent Application Publication No. 2008/0067724 and Mygagodii et al., US Pat. Mo. 7166650, which are attached as Appendix H and Appendix I, respectively. Additionally, any quenching agent (described as a "sensitizing agent" in the Mygaiodia disclosures above) and/or any antioxidant described in any Mygaiodia reference can be used to quench any ionized biomass material.

Функціоналізацію можна посилити з використанням важких заряджених іонів, таких як будь-який з більш важких іонів, описаних в цьому документі. Наприклад, якщо бажано посилити окислення, для опромінення можна використовувати заряджені іони кисню. Якщо бажані азотні функціональні групи, то можна використовувати іони азоту або іони, які включають азот. Аналогічно, якщо бажані групи сірки або фосфору, то при опроміненні можна використовувати іони сірки або фосфору.Functionalization can be enhanced using heavy charged ions, such as any of the heavier ions described herein. For example, if it is desired to increase oxidation, charged oxygen ions can be used for irradiation. If nitrogen functional groups are desired, nitrogen ions or ions that include nitrogen can be used. Similarly, if sulfur or phosphorus groups are desired, then sulfur or phosphorus ions can be used during irradiation.

У деяких варіантах здійснення після гасіння будь-який з гашених матеріалів, описаних в цьому документі, можна додатково обробляти одним або декількома способами, вибраними з радіаційного опромінення, такого як іонізуюче або неіонізуюче випромінювання, обробки ультразвуком, піролізу і окислення для додаткової зміни молекулярної і/або надмолекулярної структури.In some embodiments, after quenching, any of the quenched materials described herein may be further treated by one or more methods selected from radiation exposure, such as ionizing or non-ionizing radiation, sonication, pyrolysis, and oxidation to further alter the molecular and/or or supramolecular structure.

У конкретних варіантах здійснення функціоналізовані матеріали, описані в цьому документі, обробляють кислотою, основою, нуклеофілом або кислотою Льюїса для додаткової зміни молекулярної і/або надмолекулярної структури, такої як додаткове зниження молекулярної маси.In specific embodiments, the functionalized materials described herein are treated with an acid, base, nucleophile, or Lewis acid to further alter the molecular and/or supramolecular structure, such as further lowering the molecular weight.

Приклади кислот включають органічні кислоти, такі як оцтова кислота, і мінеральні кислоти, такі як хлористоводнева, сірчана і/або азотна кислота. Приклади основ включають сильні мінеральні основи, такі як джерело іонів гідроксиду, основні іони, такі як фторидні іони, або більш слабкі органічні основи, такі як аміни. Навіть вода і бікарбонат натрію, наприклад, коли вони розчинені у воді, можуть забезпечувати зміну молекулярної і/або надмолекулярної структури, таку як додаткове зниження молекулярної маси.Examples of acids include organic acids such as acetic acid and mineral acids such as hydrochloric, sulfuric and/or nitric acid. Examples of bases include strong mineral bases such as hydroxide ion source, basic ions such as fluoride ions, or weaker organic bases such as amines. Even water and sodium bicarbonate, for example, when dissolved in water, can provide a change in molecular and/or supramolecular structure, such as an additional decrease in molecular weight.

Опромінення пучком частинок в текучих середовищахParticle beam irradiation in fluid media

У деяких випадках целюлозні або лігноцелюлозні матеріали можна піддавати опроміненню пучком частинок в присутності одного або декількох додаткових текучих середовищ (наприклад, газів і/або рідин). Вплив на матеріал пучка частинок в присутності одного або декількох додаткових текучих середовищ може підвищити ефективність обробки.In some cases, cellulosic or lignocellulosic materials can be exposed to particle beam irradiation in the presence of one or more additional fluid media (eg, gases and/or liquids). The effect on the material of a beam of particles in the presence of one or more additional fluid media can increase the efficiency of processing.

У деяких варіантах здійснення матеріал піддається опроміненню пучком частинок в присутності текучого середовища, такого як повітря. Частинки, прискорені в одному або декількох типах прискорювачів, описаних в цьому документі (або в прискорювачі іншого типу), виходять з прискорювача через вихідний отвір (наприклад, тонку мембрану, таку як металева фольга), проходять через об'єм простору, що займається текучим середовищем, а потім падають на матеріал. На доповнення до прямої обробки матеріалу, деякі з частинок утворюють додаткові хімічні частинки шляхом взаємодії з частинками текучого середовища (наприклад, іони і/або радикали, генеровані різними складовими повітря, такими як озон і оксиди азоту). Ці хімічні частинки, що утворилися, також можуть взаємодіяти з матеріалом і можуть діяти як ініціатори різних реакцій руйнування хімічних зв'язків в матеріалі. Наприклад, будь-який окислювач, що утворився, може окисляти матеріал, що може приводити до зменшення молекулярної маси.In some embodiments, the material is irradiated with a beam of particles in the presence of a fluid medium, such as air. Particles accelerated in one or more types of accelerators described in this document (or in another type of accelerator) exit the accelerator through an outlet (eg, a thin membrane such as a metal foil), pass through a volume of space occupied by the fluid environment, and then fall on the material. In addition to the direct processing of the material, some of the particles form additional chemical particles by interaction with the particles of the fluid medium (for example, ions and/or radicals generated by various components of the air, such as ozone and nitrogen oxides). These formed chemical particles can also interact with the material and can act as initiators of various chemical bond breaking reactions in the material. For example, any oxidizing agent formed can oxidize the material, which can lead to a decrease in molecular weight.

У певних варіантах здійснення на шлях пучка частинок перед потраплянням його на матеріал можна селективно подавати додаткові текучі середовища. Як розглянуто вище, в результаті реакцій між частинками пучка і частинками поданих текучих середовищ можуть утворюватися додаткові хімічні частинки, які реагують з матеріалом і можуть сприяти функціоналізації матеріалу і/або іншим чином селективно змінювати певні властивості матеріалу. Одне або декілька додаткових текучих середовищ можна направляти на шлях пучка, наприклад, з підвідної труби. Напрямок і швидкість потоку текучого середовища (середовищ), яке() подають, можна вибирати відповідно до бажаної потужності і/або напрямку опромінення для контролю ефективності обробки загалом, включаючи як ефекти, які є наслідком обробки частинками, так і ефекти, які є наслідком взаємодії динамічно утворених частинок з поданого текучого середовища з матеріалом. На доповнення до повітря, типові текучі середовища, які можна подавати в пучок іонів, включають кисень, азот, один або декілька благородних газів, один або декілька галогенів і водень.In certain embodiments, additional fluids can be selectively applied to the path of the particle beam before it hits the material. As discussed above, as a result of reactions between the particles of the beam and the particles of the supplied fluids, additional chemical particles can be formed, which react with the material and can contribute to the functionalization of the material and/or otherwise selectively change certain properties of the material. One or more additional fluids can be directed into the path of the beam, for example, from a downpipe. The direction and flow rate of the fluid(s) being fed can be selected according to the desired power and/or direction of exposure to control overall treatment efficiency, including both particle treatment effects and interaction effects of dynamically formed particles from the given fluid medium with the material. In addition to air, typical media that can be supplied to the ion beam include oxygen, nitrogen, one or more noble gases, one or more halogens, and hydrogen.

Опромінення матеріалів біомаси з низькою об'ємною густиною і охолоджування опроміненої біомасиIrradiation of biomass materials with low bulk density and cooling of irradiated biomass

У процесі обробки матеріалів біомаси іонізуючим випромінюванням, особливо при високих рівнях доз, таких як рівні більше 0,15 Мрад за секунду, наприклад 0,25, 0,35, 0,5, 0,75 Мрад/с або навіть більше 1 Мрад/с, матеріали біомаси можуть зберігати значні кількості тепла, так що температура матеріалів біомаси підвищується. У той час як, в деяких варіантах здійснення, підвищені температури можуть бути переважними, наприклад, коли бажана більш висока швидкість реакції, є корисним контроль нагрівання біомаси для збереження контролю над хімічними реакціями, ініційованими іонізуючим випромінюванням, такими як поперечне зшивання, розщеплення ланцюгів і/або прищеплена співполімеризація, наприклад, для збереження керування процесом. Матеріали з низькою об'ємною густиною, такі як матеріали, що мають об'ємну густину менше ніж приблизно 0,4 г/см3, наприклад менше ніж приблизно 0,35, 0,25 г/см3 або менше ніж приблизно 0,15 г/см3, особливо при комбінуванні з матеріалами, які мають тонкі поперечні зрізи, такими як волокна, що мають невеликі поперечні розміри, як правило, легше охолодити. Крім того, фотони і частинки можуть, головним чином, проникати глибше в матеріали, що мають відносно низьку об'ємну густину, або через них, що може дозволити переробку більш великих об'ємів матеріалів при більш високих швидкостях і може дозволити застосування фотонів і частинок, що мають більш низьку енергію, наприклад 0,25, 0,5, 0,75 або 1,0 МеВ, що може знизити вимоги до екранування для безпеки.In the process of treating biomass materials with ionizing radiation, especially at high dose levels, such as levels greater than 0.15 Mrad per second, for example 0.25, 0.35, 0.5, 0.75 Mrad/s or even more than 1 Mrad/ c, biomass materials can store significant amounts of heat, so that the temperature of biomass materials increases. While, in some embodiments, elevated temperatures may be preferred, for example, when a higher reaction rate is desired, it is useful to control the heating of the biomass to maintain control over chemical reactions initiated by ionizing radiation, such as cross-linking, chain cleavage, and/or or graft copolymerization, for example, to maintain process control. Low bulk density materials, such as materials having a bulk density of less than about 0.4 g/cm3, such as less than about 0.35, 0.25 g/cm3, or less than about 0.15 g /cm3, especially when combined with materials that have thin cross-sections, such as fibers that have small cross-sectional dimensions, are generally easier to cool. In addition, photons and particles can primarily penetrate deeper into or through materials of relatively low bulk density, which may allow processing of larger volumes of materials at higher speeds and may enable applications of photons and particles , which have lower energies, such as 0.25, 0.5, 0.75 or 1.0 MeV, which can reduce shielding requirements for safety.

Наприклад, в одному способі зміни молекулярної і/або надмолекулярної структури сировини біомаси, біомасу попередньо обробляють при першій температурі іонізуючим випромінюванням, таким як фотони, електрони або іони (наприклад, однозарядні або багатозарядні катіони або аніони), протягом достатнього часу і/або при достатній дозі для підвищення температури сировини біомаси до другої температури, що перевищує першу температуру. Потім попередньо оброблену біомасу охолоджують до третьої температури, яка нижче другої температури. Нарешті, якщо бажано, охолоджену біомасу можна обробляти один або декілька разів радіаційним випромінюванням, наприклад іонізуючим випромінюванням. Якщо бажано, після і/або в процесі кожної обробки радіаційним опроміненням біомасу можна охолоджувати.For example, in one method of altering the molecular and/or supramolecular structure of the biomass feedstock, the biomass is pretreated at a first temperature with ionizing radiation, such as photons, electrons, or ions (eg, singly or multiply charged cations or anions), for a sufficient time and/or at a sufficient a dose for raising the temperature of the biomass raw material to a second temperature that exceeds the first temperature. The pretreated biomass is then cooled to a third temperature, which is lower than the second temperature. Finally, if desired, the cooled biomass can be treated one or more times with radiation, such as ionizing radiation. If desired, the biomass can be cooled after and/or during each irradiation treatment.

Сировина біомаси можна фізично підготовляти, як розглянуто вище, наприклад, шляхом зменшення одного або декількох розмірів окремих фрагментів сировини біомаси, так щоб сировина могла більш ефективно перероблятися, наприклад легше охолоджуватися і/або бути більш проникною для іонізуючого випромінювання.The biomass feedstock can be physically prepared as discussed above, for example, by reducing the size of one or more individual fragments of the biomass feedstock so that the feedstock can be processed more efficiently, such as being more easily cooled and/or more permeable to ionizing radiation.

У деяких варіантах здійснення іонізуюче випромінювання застосовують в загальній дозі менше 25In some embodiments, ionizing radiation is used in a total dose of less than 25

Мрад або менше 10 Мрад, наприклад менше 5 Мрад або менше 2,5 Мрад, і зі швидкістю більше 0,25Mrad or less than 10 Mrad, such as less than 5 Mrad or less than 2.5 Mrad, and at a rate greater than 0.25

Мрад за секунду, наприклад більше 0,5, 0,75 або більше 1,0 Мрад/с, перед охолоджуванням біомаси.Mrad per second, for example greater than 0.5, 0.75 or greater than 1.0 Mrad/s, before cooling the biomass.

Попередню обробку сировини біомаси іонізуючим випромінюванням можна проводити по мірі пневматичного транспортування сировини біомаси в текуче середовище, таке як газ, наприклад азот або повітря. Для полегшення зменшення молекулярної маси і/або функціоналізації матеріалів газ можна насичувати будь-яким засобом, що викликає набухання, описаним в цьому документі, і/або водяною парою. Наприклад, можна використовувати кислотну водяну пару. Для полегшення зменшення молекулярної маси воду можна підкисляти органічною кислотою, такою як мурашина або оцтова кислота, або мінеральною кислотою, такою як сірчана або хлористоводнева кислота.Pre-treatment of biomass raw materials with ionizing radiation can be carried out by pneumatically transporting the biomass raw materials into a fluid medium, such as a gas such as nitrogen or air. To facilitate molecular weight reduction and/or functionalization of materials, the gas may be saturated with any swelling agent described herein and/or steam. For example, you can use acidic steam. To facilitate molecular weight reduction, water can be acidified with an organic acid such as formic or acetic acid or a mineral acid such as sulfuric or hydrochloric acid.

Попередню обробку сировини біомаси іонізуючим випромінюванням можна проводити по мірі потрапляння сировини біомаси під дію сили тяжіння. Цей процес може ефективно зменшувати об'ємну густину сировини біомаси по мірі її переробки, і він може сприяти охолоджуванню сировини.Pre-treatment of biomass raw materials with ionizing radiation can be carried out as the biomass raw materials fall under the influence of gravity. This process can effectively reduce the bulk density of the biomass feedstock as it is processed, and it can help cool the feedstock.

Наприклад, біомасу можна транспортувати з першої стрічки на першій висоті над рівнем землі, а потім вона може потрапляти на другу стрічку на другому рівні над рівнем землі, більш низькому ніж перший рівень. Наприклад, в деяких варіантах здійснення задній край першої стрічки і передній край другої стрічки утворюють зазор. Переважно, іонізуюче випромінювання, таке як пучок електронів, протонів або інших іонів, можна застосовувати в області зазору з метою запобігання пошкодженню системи для транспортування біомаси.For example, biomass can be transported from a first belt at a first height above ground level, and then it can enter a second belt at a second level above ground level, which is lower than the first level. For example, in some embodiments, the trailing edge of the first strip and the leading edge of the second strip form a gap. Preferably, ionizing radiation, such as a beam of electrons, protons, or other ions, may be applied to the gap region to prevent damage to the biomass transport system.

Охолоджування біомаси може включати приведення в контакт біомаси з текучим середовищем, таким як газ, при температурі нижче першої або другої температури, такий як газоподібний азот при або приблизно при 77К (-196 "С). Можна використовувати навіть воду, таку як вода при температурі нижче номінальної кімнатної температури (наприклад, 25 "7С).Cooling the biomass may include contacting the biomass with a fluid medium, such as a gas, at a temperature below the first or second temperature, such as nitrogen gas at or about 77K (-196 "C). Even water, such as water at below the nominal room temperature (for example, 25 "7C).

Часто переважно, щоб сировина біомаси мала внутрішні волокна і перед опроміненням іонізуючим випромінюванням сировина біомаси була роздроблена до такої міри, щоб її внутрішні волокна були по суті оголені. Це дроблення може забезпечити одержання матеріалу з низькою об'ємною густиною, який має невеликі поперечні розміри, що може сприяти зниженню молекулярної маси і/або функціоналізації біомаси. Наприклад, в деяких варіантах здійснення біомаса являє собою або включає окремі волокна і/або частинки, що мають максимальний розмір не більше ніж приблизно 0,5 мм, наприклад не більше ніж приблизно 0,25 мм, не більше ніж приблизно 0,1 мм або не більше ніж приблизно 0,05 мм.It is often preferred that the biomass feedstock has internal fibers and prior to exposure to ionizing radiation, the biomass feedstock is shredded to such an extent that its internal fibers are essentially exposed. This crushing can provide material with a low bulk density, which has small cross-sectional dimensions, which can contribute to the reduction of molecular weight and/or functionalization of the biomass. For example, in some embodiments, the biomass is or includes individual fibers and/or particles having a maximum size of no more than about 0.5 mm, such as no more than about 0.25 mm, no more than about 0.1 mm, or no more than about 0.05 mm.

У деяких варіантах здійснення сировина біомаси, до якої застосовують іонізуюче випромінювання, має об'ємну густину менше ніж приблизно 0,35 г/сму, наприклад менше ніж приблизно 0,3, 0,25, 0,20 г/см3 або менше ніж приблизно 0,15 г/см3, в процесі застосування іонізуючого випромінювання. У таких варіантах здійснення сировину біомаси можна охолоджувати, а потім до охолодженої біомаси можна застосовувати іонізуюче випромінювання. У деяких переважних варіантах здійснення сировина біомаси являє собою або включає окремі волокна і/або частинки, що мають максимальний розмір не більше ніж приблизно 0,5 мм, наприклад не більше ніж приблизно 0,25 мм, не більше ніж приблизно 0,1 мм, не більше ніж приблизно 0,05 мм або не більше ніж приблизно 0,025 мм.In some embodiments, the biomass feedstock to which ionizing radiation is applied has a bulk density of less than about 0.35 g/cm3, such as less than about 0.3, 0.25, 0.20 g/cm3, or less than about 0.15 g/cm3, during the application of ionizing radiation. In such embodiments, the biomass feedstock may be cooled, and then ionizing radiation may be applied to the cooled biomass. In some preferred embodiments, the biomass feedstock is or includes individual fibers and/or particles having a maximum size of no more than about 0.5 mm, such as no more than about 0.25 mm, no more than about 0.1 mm, no more than about 0.05 mm or no more than about 0.025 mm.

Обробка ультразвукомUltrasound treatment

Для переробки вихідної сировини з широкої множини різних джерел з метою екстракції з сировини корисних речовин, а також для забезпечення частково зруйнованого органічного матеріалу, який виконує функцію вхідного потоку для подальших стадій і/або послідовностей переробки, можна використовувати одну або декілька серій обробки ультразвуком. Обробкою ультразвуком можна зменшити молекулярну масу і/або кристалічність сировини.One or more sonication series can be used to process raw materials from a wide variety of different sources to extract useful substances from the raw materials, as well as to provide partially degraded organic material that serves as an input stream for further stages and/or processing sequences. Ultrasound treatment can reduce the molecular weight and/or crystallinity of raw materials.

Знову посилаючись на ФІГ. 8, в одному способі перший матеріал 2, який включає целюлозу, що має першу середньочислову молекулярну масу ("Ммі), диспергують в середовищі, такому як вода, і обробляють ультразвуком або іншим чином піддають кавітації з одержанням другого матеріалу 3, який включає целюлозу, що має другу середньочислову молекулярну масу ("Ммг), яка нижче ніж перша середньочислова молекулярна маса. Другий матеріал (або, в певних варіантах здійснення, перший і другий матеріал) можна змішувати з мікроорганізмом (наприклад, бактерією або дріжджами), який може утилізувати другий і/або перший матеріал, продукуючи паливо 5, яке включає водень, спирт, органічну кислоту, вуглеводень або суміші будь-яких з них.Referring again to FIG. 8, in one method, a first material 2 that includes cellulose having a first number average molecular weight ("Mmi") is dispersed in a medium such as water and sonicated or otherwise cavitated to produce a second material 3 that includes cellulose, having a second number average molecular weight ("Mmg") that is lower than the first number average molecular weight. The second material (or, in certain embodiments, the first and second materials) can be mixed with a microorganism (e.g., bacteria or yeast) that can utilize the second and/or first material to produce a fuel 5 that includes hydrogen, an alcohol, an organic acid, hydrocarbons or mixtures of any of them.

Оскільки другий матеріал містить целюлозу, що має знижену молекулярну масу відносно першого матеріалу і, в деяких випадках, також знижену кристалічність, другий матеріал, як правило, є більш здатним до диспергування, набухання і/або розчинення в розчині, що містить мікроорганізм, наприклад, в концентрації більше 105 мікроорганізмів/мл. Ці властивості роблять другий матеріал З більш схильним до хімічного, ферментативного і/або мікробного впливу відносно першого матеріалу 2, що може значною мірою підвищити швидкість продукції і/або рівень продукції бажаного продукту, наприклад етанолу. Обробкою ультразвуком також можна стерилізувати матеріали, але її не треба застосовувати, поки мікроорганізми передбачувано є живими.Since the second material contains cellulose having a reduced molecular weight relative to the first material and, in some cases, also reduced crystallinity, the second material is generally more capable of dispersing, swelling and/or dissolving in a solution containing a microorganism, e.g. in a concentration of more than 105 microorganisms/ml. These properties make the second material C more susceptible to chemical, enzymatic and/or microbial attack relative to the first material 2, which can significantly increase the production rate and/or production level of the desired product, such as ethanol. Ultrasonication can also sterilize materials, but should not be used as long as the microorganisms are expected to be alive.

У деяких варіантах здійснення друга середньочислова молекулярна маса ("Мкг) нижче, ніж перша середньочислова молекулярна маса ("Мм:), більше ніж приблизно на 1095, наприклад на 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 6095 або навіть більше ніж приблизно на 7595.In some embodiments, the second number average molecular weight ("Mg") is lower than the first number average molecular weight ("Mm:") by more than about 1095, such as 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 6095, or even more than about 7,595.

У деяких випадках другий матеріал містить целюлозу, що має кристалічність (Сг), яка нижче, ніж кристалічність (Сі) целюлози першого матеріалу. Наприклад, ("Сг) може бути нижче, ніж (7"Сі) більше ніж приблизно на 1095, наприклад на 15, 20, 25, 30, 35, 4095 або навіть більше ніж приблизно на 5095.In some cases, the second material contains cellulose having a crystallinity (Cg) that is lower than the crystallinity (Si) of the cellulose of the first material. For example, (Cg) may be lower than (7Ci) by more than about 1095, such as by 15, 20, 25, 30, 35, 4095, or even more than about 5095.

У деяких варіантах здійснення вихідний індекс кристалічності (перед обробкою ультразвуком) складає від приблизно 4095 до приблизно 87,595, наприклад від приблизно 5095 до приблизно 7595 або від приблизно 6095 до приблизно 7095, і індекс кристалічності після обробки ультразвуком складає від приблизно 1095 до приблизно 5095, наприклад від приблизно 1595 до приблизно 4595 або від приблизно 2095 до приблизно 4095. Однак в певних варіантах здійснення, наприклад після екстенсивної обробки ультразвуком, індекс кристалічності може складати менше ніж 595. У деяких варіантах здійснення матеріал після обробки ультразвуком є по суті аморфним.In some embodiments, the initial crystallinity index (before sonication) is from about 4095 to about 87.595, such as from about 5095 to about 7595 or from about 6095 to about 7095, and the crystallinity index after sonication is from about 1095 to about 5095, e.g. from about 1595 to about 4595 or from about 2095 to about 4095. However, in certain embodiments, such as after extensive sonication, the crystallinity index may be less than 595. In some embodiments, the sonicated material is essentially amorphous.

У деяких варіантах здійснення вихідна середньочислова молекулярна маса (перед обробкою ультразвуком) складає від приблизно 200000 до приблизно 3200000, наприклад від приблизно 250000 до приблизно 1000000 або від приблизно 250000 до приблизно 700000, і середньочислова молекулярна маса після обробки ультразвуком складає від приблизно 50000 до приблизно 200000, наприклад від приблизно 60000 до приблизно 150000 або від приблизно 70000 до приблизно 125000.In some embodiments, the starting number average molecular weight (before sonication) is from about 200,000 to about 3,200,000, such as from about 250,000 to about 1,000,000 or from about 250,000 to about 700,000, and the number average molecular weight after sonication is from about 50,000 to about 200,000 , such as from about 60,000 to about 150,000 or from about 70,000 to about 125,000.

Однак в деяких варіантах здійснення, наприклад після екстенсивної обробки ультразвуком, середньочислова молекулярна маса може складати менше ніж приблизно 10000 або навіть менше ніж приблизно 5000.However, in some embodiments, such as after extensive sonication, the number average molecular weight may be less than about 10,000 or even less than about 5,000.

У деяких варіантах здійснення другий матеріал може мати рівень окислення (702), що перевищує рівень окислення (70) першого матеріалу. Більш високий рівень окислення матеріалу може сприяти його здатності до диспергування, набухання і/або розчинення, додатково підвищуючи схильність матеріалів до хімічного, ферментативного або мікробного впливу. У деяких варіантах здійснення, для підвищення рівня окислення другого матеріалу відносно першого матеріалу, обробку ультразвуком проводять в окислювальній атмосфері, одержуючи другий матеріал, який є більш окисленим, ніж перший матеріал. Наприклад, другий матеріал може мати більшу кількість гідроксильних груп, альдегідних груп, кетонових груп, складноефірних груп або груп карбонової кислоти, які можуть підвищувати його гідрофільність.In some embodiments, the second material may have an oxidation level (702) greater than the oxidation level (70) of the first material. A higher level of oxidation of a material can contribute to its ability to disperse, swell and/or dissolve, further increasing the susceptibility of materials to chemical, enzymatic or microbial attack. In some embodiments, to increase the oxidation level of the second material relative to the first material, the sonication is performed in an oxidizing atmosphere, producing a second material that is more oxidized than the first material. For example, the second material may have more hydroxyl groups, aldehyde groups, ketone groups, ester groups, or carboxylic acid groups that may increase its hydrophilicity.

У деяких варіантах здійснення, середовище для обробки ультразвуком являє собою водне середовище. Якщо бажано, середовище може включати окислювач, такий як пероксид (наприклад, пероксид водню), диспергуючий засіб і/або буфер. Приклади диспергуючих засобів включають іонні диспергуючі засоби, наприклад лаурилсульфат натрію, і неіонні диспергуючі засоби, наприклад полі(етиленгліколь).In some embodiments, the sonication medium is an aqueous medium. If desired, the medium may include an oxidizing agent such as a peroxide (eg, hydrogen peroxide), a dispersing agent, and/or a buffer. Examples of dispersing agents include ionic dispersing agents, such as sodium lauryl sulfate, and nonionic dispersing agents, such as poly(ethylene glycol).

У інших варіантах здійснення середовище для обробки ультразвуком є неводним. Наприклад, обробку ультразвуком можна проводити в вуглеводні, наприклад толуолі або гептані, в простому ефірі, наприклад діетиловому ефірі або тетрагідрофурані, або навіть в зрідженому газі, такому як аргон, ксенон або азот.In other embodiments, the sonication medium is non-aqueous. For example, sonication can be carried out in a hydrocarbon such as toluene or heptane, in an ether such as diethyl ether or tetrahydrofuran, or even in a liquefied gas such as argon, xenon or nitrogen.

Без зв'язку з якою-небудь конкретною теорією вважають, що обробка ультразвуком руйнує зв'язки в целюлозі шляхом утворення пузирів в середовищі, що містить целюлозу, які ростуть, а потім різко спадають. У процесі спадання пузирів, яке може відбуватися протягом менше ніж наносекунди, імплозивна сила підвищує локальну температуру в пузирі до приблизно 5100К (-4827 "С) (в деяких випадках навіть вище; див., наприклад, Зивіїск еї аЇ, Маїшге 434, 52-55) і створює тиск від декількох сотень атмосфер до понад 1000 атмосфер або більше. Саме ці високі температури і тиск руйнують зв'язки. Крім того, без зв'язку з якою-небудь конкретною теорією вважають, що зменшена кристалічність є наслідком, щонайменше частково, надзвичайно високих швидкостей охолоджування в процесі спадання пузирів, які можуть перевищувати приблизно 10''К/секунду. Високі швидкості охолоджування, як правило, не дозволяють целюлозі організуватися і кристалізуватися, що приводить до матеріалів, які мають зменшену кристалічність. Ультразвукові системи і ультразвукова хімія розглянуті, наприклад, в публікаціях ОїЇї еї аІ., патент США Мо 5766764; Кобрегі5, патент США Мо 5828156; Мазоп, Спетівігу м/йй ОПгавоцпа, ЕІвемієї, Охіога, (1990); ЗивіїскК (вайог), Ойгазоцпа: йвWithout being bound by any particular theory, it is believed that sonication destroys the bonds in the cellulose by forming bubbles in the medium containing the cellulose, which grow and then rapidly collapse. In the process of bubble collapse, which can take place in less than a nanosecond, the implosive force raises the local temperature in the bubble to about 5100K (-4827 "C) (in some cases even higher; see, for example, Zyviisk ei aY, Maishge 434, 52- 55) and produces pressures from a few hundred atmospheres to over 1000 atmospheres or more. It is these high temperatures and pressures that break the bonds. Also, without being tied to any particular theory, the reduced crystallinity is believed to be a consequence, at least in part , extremely high cooling rates during bubble collapse, which can exceed about 10"K/second. High cooling rates generally prevent the cellulose from organizing and crystallizing, resulting in materials that have reduced crystallinity. Ultrasonic Systems and Ultrasonic Chemistry considered, for example, in the publications of Oiyi ei ai., US patent Mo 5766764; Kobregi5, US patent Mo 5828156; Mazop, Spetivigu m/y OPgavotspa, Eivemiyi, Ohio, (199 0); ZyviiskK (vayog), Oigazotspa: yv

СНнетіса)ї, Рнузісаї! апа Віоіодіса! енесів, МСН, М/віпнєїт, (1988); Ргісе, "Ситепі Ттепавз іп Зопоспетівігу"SNnetisa)i, Rnuzisai! apa Viioodisa! Enesiv, MSN, M/vipneit, (1988); Rgise, "Sitepi Ttepavz ip Zopospetivighu"

Воуаї босієїу ої Спетівігу, Сатбгідде, (1992); ЗивіїсК еї а!., Апп. Веу. Маїег. 5сі. 29, 295, (1999); БивіїскК еї аї., Майте 353, 414 (1991); НіПег єї а!., Рпув. Нем. І ек. 69, 1182 (1992); Вагбег вї а!., Маїшиге, 352, 414 (1991); БивіїсК єї аї., У. Ат. Спет. 5ос, 108, 5641 (1986); Тапо єї аІ., Спет. Сотт., 2119 (2000); Мапд еї а)., Адумапсед Маїег., 12, 1137 (2000); І апдац єї аї., у. ої Саїа|увзів, 201, 22 (2001); РеїКаз еї аї!., Спет.Vouai bosieiu oi Spetivigu, Satbgidde, (1992); ZiviisK ei a!., App. Wow Maieg. 5 29, 295, (1999); BiviiskK ei ai., Mayte 353, 414 (1991); NiPeg eyi a!., Rpuv. German And ek. 69, 1182 (1992); Vagbeg vy a!., Maishige, 352, 414 (1991); BiviisK eyi ai., U. At. Spent 5os, 108, 5641 (1986); Tapo eyi aI., Spet. Sott., 2119 (2000); Mapd ei a)., Adumapsed Maieg., 12, 1137 (2000); And updats her ai., u. oi Saia|uvziv, 201, 22 (2001); ReiKaz ei ai!., Sing.

Сотт., 988 (2001); Мікпепко єї аі., Апдем/. Спет. Іпівег. Ед. (Оссетбег 2001); зпНаїї єї а!., У. Рну5. СнетSott., 988 (2001); Mikpepko eyi ai., Apdem/. Spent Ipiveg. Ed. (Ossetbeg 2001); zpNaii iei a!., U. Rnu5. Snet

В 103, 3358 (1999); Амімі еї аї!., У. Атег. Спет. 5ос. 121, 4196 (1999); і Амімі еї аї., У. Атег. Спет. Зоб. 122, 4331 (2000).In 103, 3358 (1999); Amimi ei ai!., U. Ateg. Spent 5 people 121, 4196 (1999); and Amimi ei ai., U. Ateg. Spent Goiter. 122, 4331 (2000).

Системи для обробки ультразвукомSystems for ultrasound treatment

На ФІГ. 12 представлена загальна система, в якій потік целюлозного матеріалу 1210 змішується з потоком води 1212 в ємності 1214 з утворенням технологічного потоку 1216. Перший насос 1218 виводить технологічний потік 1216 з ємності 1214 в напрямку проточної комірки 1224. Ультразвуковий перетворювач 1226 передає ультразвукову енергію технологічному потоку 1216 по мірі того, як технологічний потік проходить через проточну комірку 1224. Другий насос 1230 виводить технологічний потік 1216 з проточної комірки 1224 в напрямку подальшої переробки.In FIG. 12 shows a general system in which a flow of cellulosic material 1210 mixes with a flow of water 1212 in a vessel 1214 to form a process stream 1216. A first pump 1218 removes the process stream 1216 from the vessel 1214 towards a flow cell 1224. An ultrasonic transducer 1226 transmits ultrasonic energy to the process stream 1216 as the process flow passes through the flow cell 1224. The second pump 1230 removes the process flow 1216 from the flow cell 1224 in the direction of further processing.

Ємність 1214 включає перший приймач 1232 і другий приймач 1234 в гідравлічному сполученні з об'ємом 1236. Конвеєр (не показаний) доставляє потік целюлозного матеріалу 1210 в ємність 1214 через перший приймач 1232. Потік води 1212 потрапляє в ємність 1214 через другий приймач 1234. У деяких варіантах здійснення, потік води 1212 потрапляє в об'єм 1236 по дотичній лінії, що забезпечує створюючий завихрення потік в об'ємі 1236. У певних варіантах здійснення потік целюлозного матеріалу 1210 і потік води 1212 можуть подаватися в об'єм 1236 вздовж протилежних осей для поліпшення перемішування в об'ємі.The container 1214 includes a first receiver 1232 and a second receiver 1234 in hydraulic communication with the volume 1236. A conveyor (not shown) delivers a stream of cellulosic material 1210 into the container 1214 through the first receiver 1232. The water stream 1212 enters the container 1214 through the second receiver 1234. in some embodiments, the water flow 1212 enters the volume 1236 along a tangential line, which provides a vortex-creating flow in the volume 1236. In certain embodiments, the cellulosic material flow 1210 and the water flow 1212 may enter the volume 1236 along opposite axes to improve mixing in the volume.

Клапан 1238 контролює течію потоку води 1212 через другий приймач 1232 для одержання бажаного співвідношення целюлозного матеріалу і води (наприклад, приблизно 1095 целюлозного матеріалу, маса до об'єму). Наприклад, 2000 тонн/добу целюлозного матеріалу можна комбінувати з кількістю води від 1 мільйона до 1,5 мільйонів галонів/добу (від 3800 до 5700 м/добу), наприклад 1,25 мільйонів галонів/добу (4700 мз/добу).Valve 1238 controls the flow of water stream 1212 through second receiver 1232 to obtain a desired ratio of cellulosic material to water (eg, approximately 1095 cellulosic material, weight to volume). For example, 2,000 tons/day of cellulosic material can be combined with 1 million to 1.5 million gallons/day (3,800 to 5,700 m3/day) of water, such as 1.25 million gallons/day (4,700 m3/day).

Змішування целюлозного матеріалу і води в ємності 1214 контролюється розміром об'єму 1236 і швидкостями перетікання целюлозного матеріалу і води в об'єм. У деяких варіантах здійснення об'єм 1236 має розмір, що забезпечує мінімальний час знаходження целюлозного матеріалу і води при змішуванні. Наприклад, коли через ємність 1214 протікає 2000 тонн/добу целюлозного матеріалу і 1,25 мільйонів галонів/добу (4700 мз/добу) води, об'єм 1236 може становити приблизно 32000 галонів (120 м3) для досягнення мінімального часу знаходження при змішуванні, що складає приблизно 15 хвилин.The mixing of cellulosic material and water in the container 1214 is controlled by the size of the volume 1236 and the flow rates of the cellulosic material and water into the volume. In some embodiments, the volume 1236 is sized to provide minimal residence time for the cellulosic material and water during mixing. For example, when 2,000 tons/day of cellulosic material and 1.25 million gallons/day (4,700 m3/day) of water flow through vessel 1214, the volume 1236 may be approximately 32,000 gallons (120 m3) to achieve the minimum mixing residence time. which is about 15 minutes.

Ємність 1214 включає змішувач 1240 в гідравлічному сполученні з об'ємом 1236. Змішувач 1240 перемішує вміст об'єму 1236, повністю диспергуючи целюлозний матеріал у воді об'єму. Наприклад, змішувач 1240 може являти собою обертову лопать, розташовану в ємності 1214. У деяких варіантах здійснення, змішувач 1240 диспергує целюлозний матеріал по суті гомогенно у воді.The container 1214 includes a mixer 1240 in hydraulic communication with the volume 1236. The mixer 1240 mixes the contents of the volume 1236, completely dispersing the cellulosic material in the water of the volume. For example, mixer 1240 may be a rotating blade located in container 1214. In some embodiments, mixer 1240 disperses cellulosic material substantially homogeneously in water.

Крім того, ємність 1214 включає вихід 1242 в гідравлічному сполученні з об'ємом 1236 і технологічним потоком 1216. Суміш целюлозного матеріалу і води в об'ємі 1236 витікає з ємності 1214 через вихід 1242. Вихід 1242 розташований поблизу дна ємності 1214 для забезпечення виштовхування під дією сили тяжіння суміші целюлозного матеріалу і води з ємності 1214 в технологічний потік 1216.In addition, the vessel 1214 includes an outlet 1242 in hydraulic communication with the volume 1236 and the process flow 1216. The mixture of cellulosic material and water in the volume 1236 flows out of the vessel 1214 through the outlet 1242. The outlet 1242 is located near the bottom of the vessel 1214 to provide ejection under by gravity of the mixture of cellulosic material and water from the container 1214 into the technological stream 1216.

Перший насос 1218 (наприклад, будь-який з декількох насосів з вихровим робочим колесом, виготовлених Ез5со Ритр5 4 Сопігоїі5, Го5 Апдеїе5, СаІйогпіа) переміщує вміст технологічного потоку 1216 в напрямку проточної комірки 1224. У деяких варіантах здійснення перший насос 1218 перемішує вміст технологічного потоку 1216, так що суміш целюлозного матеріалу і води стає по суті гомогенною на вході 1220 проточної комірки 1224. Наприклад, перший насос 1218 перемішує технологічний потік 1216, створюючи турбулентний потік вздовж технологічного потоку між першим насосом і входом 1220 проточної комірки 1224.A first pump 1218 (e.g., any of several vortex impeller pumps manufactured by Ez5so Rytr5 4 Sopigoii5, Go5 Apdeie5, SaIogpia) moves the contents of the process stream 1216 toward the flow cell 1224. In some embodiments, the first pump 1218 agitates the contents of the process stream 1216 so that the mixture of cellulosic material and water becomes substantially homogeneous at the inlet 1220 of the flow cell 1224. For example, the first pump 1218 agitates the process stream 1216, creating a turbulent flow along the process stream between the first pump and the inlet 1220 of the flow cell 1224.

Проточна комірка 1224 включає реакторний об'єм 1244 в гідравлічному сполученні з входом 1220 і виходом 1222. У деяких варіантах здійснення реакторний об'єм 1244 являє собою трубу з нержавіючої сталі, здатну витримувати підвищений тиск (наприклад, 10 бар). Додатково або альтернативно, реакторний об'єм 1244 включає прямокутний поперечний переріз.The flow cell 1224 includes a reactor volume 1244 in hydraulic communication with an inlet 1220 and an outlet 1222. In some embodiments, the reactor volume 1244 is a stainless steel tube capable of withstanding elevated pressure (eg, 10 bar). Additionally or alternatively, the reactor volume 1244 includes a rectangular cross-section.

Проточна комірка 1224, крім того, включає теплообмінник 1246 в тепловому контакті щонайменше з частиною реакторного об'єму 1244. Охолоджувальне текуче середовище 1248 (наприклад, вода) вливається в теплообмінник 1246 і поглинає тепло, генероване в процесі обробки технологічного потоку 1216 ультразвуком в реакторному об'ємі 1244. У деяких варіантах здійснення швидкість потоку іМабо температура охолоджувального текучого середовища 1248 в теплообміннику 1246 контролюються з метою підтримання приблизно постійної температури в реакторному об'ємі 1244. У деяких варіантах здійснення температура реакторного об'єму 1244 підтримується при 20-50 С, наприклад при 25, 30, 35, 40 або 45 "С. Додатково або альтернативно, в інших частинах всього процесу може бути використане тепло, перенесене на охолоджувальне текуче середовище 1248 з реакторного об'єму 1244.The flow cell 1224 further includes a heat exchanger 1246 in thermal contact with at least a portion of the reactor volume 1244. A cooling fluid 1248 (e.g., water) flows into the heat exchanger 1246 and absorbs the heat generated during the sonication of the process stream 1216 in the reactor volume tank 1244. In some embodiments, the flow rate and temperature of the cooling fluid 1248 in the heat exchanger 1246 are controlled to maintain an approximately constant temperature in the reactor volume 1244. In some embodiments, the temperature of the reactor volume 1244 is maintained at 20-50 C, for example at 25, 30, 35, 40 or 45 "C. Additionally or alternatively, heat transferred to the cooling fluid 1248 from the reactor volume 1244 may be used in other parts of the entire process.

Перехідний відсік 1226забезпечує гідравлічне сполучення між реакторним об'ємом 1244 і бустером 1250, сполученим (наприклад, механічно сполученим з використанням фланця) з ультразвуковим перетворювачем 1226. Наприклад, перехідний відсік 1226 може включати фланець і блок ущільнювальних кілець, розташованих так, щоб створювати герметичне з'єднання між реакторним об'ємом 1244 і бустером 1250. У деяких варіантах здійснення ультразвуковий перетворювач 1226 являє собою ультразвуковий перетворювач з високою потужністю, виготовлений Нієіїєспег ОКгазопісв ої Тепому, Септапу.The transition compartment 1226 provides hydraulic communication between the reactor volume 1244 and the booster 1250 coupled (eg, mechanically coupled using a flange) to the ultrasonic transducer 1226. For example, the transition compartment 1226 may include a flange and a block of sealing rings arranged to create a tight seal with the connection between the reactor volume 1244 and the booster 1250. In some embodiments, the ultrasonic transducer 1226 is a high-power ultrasonic transducer manufactured by Neiijespeg OKgasopisw oi Tepom, Septap.

У робочому стані генератор 1252 доставляє електрику до ультразвукового перетворювача 1226.In operation, generator 1252 supplies electricity to ultrasonic transducer 1226 .

Ультразвуковий перетворювач 1226 включає п'єзоелектричний елемент, який перетворює електричну енергію в звук в ультразвуковому діапазоні. У деяких варіантах здійснення матеріали обробляють ультразвуком з використанням звуку, що має частоту від приблизно 16 кГц до приблизно 110 кГц, наприклад від приблизно 18 кГц до приблизно 75 кГц або від приблизно 20 кГц до приблизно 40 кГц (наприклад, звуку, що має частоту від 20 до 40 кГц). У деяких прикладах обробку ультразвуком проводять при частоті від приблизно 15 кГц до приблизно 25 кГц, наприклад від приблизно 18 до 22 кГц. У конкретних варіантах здійснення обробку ультразвуком можна проводити з використанням рупора в 1 кВт або більше, наприклад в 2, 3, 4, 5 кВт або навіть 10 кВт.The ultrasonic transducer 1226 includes a piezoelectric element that converts electrical energy into sound in the ultrasonic range. In some embodiments, materials are sonicated using sound having a frequency of from about 16 kHz to about 110 kHz, such as from about 18 kHz to about 75 kHz or from about 20 kHz to about 40 kHz (e.g., sound having a frequency of 20 to 40 kHz). In some examples, the sonication is performed at a frequency of from about 15 kHz to about 25 kHz, such as from about 18 to 22 kHz. In specific embodiments, sonication can be performed using a horn of 1 kW or more, such as 2, 3, 4, 5 kW, or even 10 kW.

Потім ультразвукову енергію доставляють в робоче середовище через бустер 1248.Then the ultrasonic energy is delivered to the working environment through the booster 1248.

Ультразвукова енергія, що проходить через бустер 1248 в реакторному об'ємі 1244, створює серію стиснень і розріджень технологічного потоку 1216 з інтенсивністю, достатньою для забезпечення кавітації в технологічному потоці 1216. Кавітація дезагрегує целюлозний матеріал, диспергований в технологічному потоці 1216. Кавітація також приводить до продукції вільних радикалів у воді технологічного потоку 1216. Ці вільні радикали діють, додатково руйнуючи целюлозний матеріал в технологічному потоці 1216.Ultrasonic energy passing through the booster 1248 in the reactor volume 1244 creates a series of compressions and rarefiations of the process stream 1216 with an intensity sufficient to cause cavitation in the process stream 1216. The cavitation disaggregates the cellulosic material dispersed in the process stream 1216. Cavitation also results in production of free radicals in the water of process stream 1216. These free radicals act to further destroy cellulosic material in process stream 1216.

Як правило, до технологічного потоку 16, що тече зі швидкістю приблизно 0,2 м3/с (приблизно 3200 галонів/хв.), застосовують ультразвукову енергію, що становить від 5 до 4000 МДж/м3, наприклад 10, 25, 50, 100, 250, 500, 750, 1000, 2000 або 3000 МДж/м3. Після впливу ультразвукової енергії в реакторному об'ємі 1244 технологічний потік 1216 виходить з проточної комірки 1224 через вихідний канал 1222. Другий насос 1230 переміщує технологічний потік 1216 на подальшу переробку (наприклад, будь-який з декількох насосів з вихровим робочим колесом, виготовлених Е55со Ритрз» 8Typically, an ultrasonic energy of between 5 and 4000 MJ/m3, eg 10, 25, 50, 100 , 250, 500, 750, 1000, 2000 or 3000 MJ/m3. After being exposed to ultrasonic energy in reactor volume 1244, process stream 1216 exits flow cell 1224 through outlet channel 1222. A second pump 1230 moves process stream 1216 for further processing (for example, any of several vortex impeller pumps manufactured by E55so Rytrz » 8

Сопіго!в, І о5 Апдеїез, Саїйогпіа).Sopigo!v, I o5 Apdeiez, Saiyogpia).

Незважаючи на те, що були описані певні варіанти здійснення, можливі інші варіанти здійснення.Although certain embodiments have been described, other embodiments are possible.

Як приклад, хоч технологічний потік 1216 був описаний у вигляді єдиного шляху течії, можливі інші схеми. Наприклад, в деяких варіантах здійснення технологічний потік 1216 включає множину паралельних шляхів течії (наприклад, течія зі швидкістю 10 галонів/хв. (38 л/хв.)). Додатково або альтернативно, множина паралельних шляхів течії технологічного потоку 1216 протікає в окремих проточних комірках і обробляється ультразвуком паралельно (наприклад, з використанням множини ультразвукових перетворювачів по 16 кВт).As an example, although process flow 1216 has been described as a single flow path, other schemes are possible. For example, in some embodiments, process flow 1216 includes a plurality of parallel flow paths (eg, flow at a rate of 10 gallons per minute (38 L/min)). Additionally or alternatively, a plurality of parallel flow paths of process flow 1216 flow in separate flow cells and are sonicated in parallel (eg, using a plurality of 16 kW ultrasonic transducers).

Як інший приклад, хоч один ультразвуковий перетворювач 1226 був описаний як сполучений з проточним коміркою 1224, можливі інші схеми. У деяких варіантах здійснення в проточній комірці 1224 розташована множина ультразвукових перетворювачів 1226 (наприклад, в проточній комірці 1224 може бути розташовано десять ультразвукових перетворювачів). У деяких варіантах здійснення звукові хвилі, генеровані кожним з множини ультразвукових перетворювачів 1226, відрегульовані за часом (наприклад, синхронізовані відмінними один з одним по фазі) для посилення кавітаційної дії на технологічний потік 1216.As another example, although one ultrasonic transducer 1226 has been described as being coupled to the flow cell 1224, other schemes are possible. In some embodiments, a plurality of ultrasonic transducers 1226 are located in the flow cell 1224 (eg, ten ultrasonic transducers may be located in the flow cell 1224). In some embodiments, the sound waves generated by each of the plurality of ultrasonic transducers 1226 are time-adjusted (eg, synchronized with each other in phase) to enhance the cavitation effect on the process stream 1216 .

Як інший приклад, хоч була описана одна проточна комірка 1224, можливі інші схеми. У деяких варіантах здійснення другий насос 1230 переміщує технологічний потік у другу проточну комірку, де другий бустер і ультразвуковий перетворювач додатково обробляють ультразвуком технологічний потік 1216.As another example, although one flow cell 1224 has been described, other designs are possible. In some embodiments, the second pump 1230 moves the process stream into a second flow cell, where the second booster and ultrasonic transducer further sonicate the process stream 1216 .

Як інший приклад, хоч реакторний об'єм 1244 був описаний як закритий об'єм, в певних варіантах здійснення реакторний об'єм 1244 є відкритим для навколишніх умов. У таких варіантах здійснення попередню обробку ультразвуком можна проводити по суті одночасно з іншими способами попередньої обробки. Наприклад, ультразвукову енергію можна застосовувати до технологічного потоку 1216 в реакторному об'ємі 1244 одночасно з подачею в технологічний потік 1216 електронного пучка.As another example, although reactor volume 1244 has been described as a closed volume, in certain embodiments, reactor volume 1244 is open to ambient conditions. In such embodiments, the ultrasonic pretreatment can be performed substantially simultaneously with other pretreatment methods. For example, ultrasonic energy can be applied to the process flow 1216 in the reactor volume 1244 simultaneously with the supply of the electron beam to the process flow 1216.

Як інший приклад, хоч описаний потоковий спосіб, можливі інші схеми. У деяких варіантах здійснення обробку ультразвуком можна проводити періодичним способом. Наприклад, об'єм можна заповнювати 1095 (маса по об'єму) сумішшю целюлозного матеріалу у воді і піддавати впливу звуку з інтенсивністю від приблизно 50 Вт/см2 до приблизно 600 Вт/см-, наприклад від приблизно 75 Вт/сме до приблизно 300 Вт/смг або від приблизно 95 Вт/смг до приблизно 200 Вт/см-. Додатково або альтернативно, суміш в об'ємі можна обробляти ультразвуком протягом від приблизно 1 години до приблизно 24 годин, наприклад від приблизно 1,5 години до приблизно 12 годин або від приблизно 2 годин до приблизно 10 годин. У певних варіантах здійснення матеріал обробляють ультразвуком протягом заданого періоду часу, а потім дають відстоятися протягом другого заданого періоду часу перед повторною обробкою ультразвуком.As another example, although a streaming method is described, other schemes are possible. In some embodiments, sonication can be performed intermittently. For example, the volume can be filled with a 1095 (weight by volume) mixture of cellulosic material in water and exposed to sound at an intensity of from about 50 W/cm2 to about 600 W/cm-, for example from about 75 W/cm2 to about 300 W/cmg or from about 95 W/cmg to about 200 W/cm-. Additionally or alternatively, the bulk mixture may be sonicated for from about 1 hour to about 24 hours, such as from about 1.5 hours to about 12 hours or from about 2 hours to about 10 hours. In certain embodiments, the material is sonicated for a predetermined period of time and then allowed to settle for a second predetermined period of time before being sonicated again.

Тепер посилаючись на ФіГ. 13, в деяких варіантах здійснення два електроакустичних перетворювачі механічно сполучені з одним рупором. Як показано, пара п'єзоелектричних перетворювачів 60 і 62 приєднана до щілинного прямокутного рупора 64 відповідними проміжними з'єднувальними рупорами 70 і 72, останні з яких також відомі як допоміжні рупори. Механічна вібрація, забезпечувана перетворювачами, що відповідають на високочастотну електричну енергію, застосовувану до них, передається відповідним з'єднувальним рупорам, які можуть бути сконструйовані так, щоб забезпечувати механічне посилення, наприклад, зі співвідношенням від 1 до 1,2. Рупори представлені з відповідними кріпильними фланцями 74 і 76 для підтримання системи перетворювачів і рупорів в стаціонарному корпусі.Now referring to FiG. 13, in some embodiments, two electroacoustic transducers are mechanically coupled to one horn. As shown, a pair of piezoelectric transducers 60 and 62 are connected to the slotted rectangular horn 64 by respective intermediate connecting horns 70 and 72, the latter of which are also known as auxiliary horns. The mechanical vibration provided by the transducers responding to the high-frequency electrical energy applied to them is transmitted to the corresponding coupling horns, which can be designed to provide mechanical amplification, for example, with a ratio of 1 to 1.2. Horns are provided with appropriate mounting flanges 74 and 76 to support the transducer and horn system in a stationary housing.

Вібрація, що передається від перетворювачів через з'єднувальні або допоміжні рупори, передається вхідній поверхні 78 рупора і передається через рупор на розташовану навпроти поверхню виходу 80, яка, в процесі роботи, знаходиться у вимушеному контакті з об'єктом (не показано), що обробляється, до якого застосовують вібрацію.The vibration transmitted from the transducers through the connecting or auxiliary horns is transmitted to the input surface 78 of the horn and is transmitted through the horn to the opposite output surface 80, which, in operation, is in forced contact with the object (not shown) that processed, to which vibration is applied.

Високочастотна електрична енергія, забезпечувана джерелом енергії 82, подається до кожного з перетворювачів, електрично сполучених паралельно, через компенсаційний трансформатор 84 ії відповідні послідовно сполучені конденсатори 86 і 90, причому один конденсатор сполучений послідовно шляхом електричного з'єднання з кожним з перетворювачів. Компенсаційний трансформатор також відомий як "Баіїшп", що означає "симетруючий пристрій". Компенсаційний трансформатор включає магнітне осердя 92 і пару ідентичних котушок 94 і 96, які також називаються первинною котушкою і вторинною котушкою, відповідно.High-frequency electrical energy provided by the power source 82 is supplied to each of the converters electrically connected in parallel through the compensating transformer 84 and corresponding series-connected capacitors 86 and 90, with one capacitor connected in series by electrical connection to each of the converters. The compensating transformer is also known as "Baiishp", which means "balancing device". The compensating transformer includes a magnetic core 92 and a pair of identical coils 94 and 96, also called the primary coil and the secondary coil, respectively.

У деяких варіантах здійснення перетворювачі включають комерційно доступні п'єзоелектричні перетворювачі, такі Вгапхоп ОКгазопіс5 Согрогайоп моделі 105 або 502, кожна з яких сконструйована для роботи при 20 кГц і максимальній потужності З кВт. Різниця потенціалів при вмиканні живлення для забезпечення максимальної динамічної амплітуди на поверхні виходу перетворювача становить 930 середньоквадратичних вольт. Електричний струм через перетворювач може варіювати від нуля до 3,5 ампер залежно від опору навантаження. При 930 середньоквадратичних вольтах коливання на виході становлять приблизно 20 мікрометрів. Максимальне відхилення кінцевої напруги для однієї і тієї ж динамічної амплітуди, таким чином, може становити 186 вольт. Таке відхилення в напрузі може приводити до великих блукаючих струмів між перетворювачами. Симетруючий пристрій 430 гарантує зрівноважений стан шляхом забезпечення рівного струму через перетворювачі, таким чином, усуваючи можливість блукаючих струмів. Розмір дроту в котушці необхідно вибирати для струму максимального навантаження, вказаного вище, і максимальна різниця потенціалів, виникаюча на вході котушки, становить 93 вольта.In some embodiments, the transducers include commercially available piezoelectric transducers such as models 105 or 502, each designed to operate at 20 kHz and a maximum power of 3 kW. The potential difference when turning on the power to ensure the maximum dynamic amplitude on the output surface of the converter is 930 rms volts. The electrical current through the converter can vary from zero to 3.5 amps depending on the load resistance. At 930 rms volts, the output swing is about 20 micrometers. The maximum deviation of the final voltage for the same dynamic amplitude can therefore be 186 volts. Such a deviation in voltage can lead to large stray currents between the converters. Balancing device 430 ensures a balanced condition by providing equal current through the converters, thus eliminating the possibility of stray currents. The wire size in the coil must be selected for the maximum load current specified above, and the maximum potential difference occurring at the input of the coil is 93 volts.

Як альтернатива застосуванню ультразвукової енергії можна використовувати високочастотні роторно-статорні пристрої. Цей тип пристрою генерує мікрокавітаційні сили з великою силою зсуву, які можуть дезінтегрувати біомасу при контакті з такими силами. Два типи комерційно доступних високочастотних роторно-статорних пристроїв для диспергування являють собою пристрої Зиргайп'"м, які виробляються Кгирр Іпдихігіесесппік ОтьнН і постачаються на ринок Рогт-ОїЇїмег Юешцівспіапа Стрн ої Соппесіїсції, і пристрої Оізрах"М, які виробляються і постачаються на ринок Іка-М/оїкв5, Іпс. оїAs an alternative to the application of ultrasonic energy, high-frequency rotor-stator devices can be used. This type of device generates high shear microcavitation forces that can disintegrate biomass upon contact with such forces. Two types of commercially available high-frequency rotor-stator dispersing devices are Zyrgaip'm devices, which are manufactured by Kgyrr Ipdyhigiesesppic OtnN and supplied to the Rogt-OiYiimeg Ueschivspiapa Strnoi Soppesistia market, and Oizrach'"M devices, which are manufactured and supplied to the Ica- M/oikv5, Ips. oh

Сіпсіппаїї, Ойіо. Робота такого мікрокавітаційного пристрою розглянута 5біцагі, патент США Мо 5370999.Sipsippaiii, Oiio. The operation of such a microcavitation device is considered by 5bitsagi, US patent No. 5370999.

Хоч ультразвуковий перетворювач 1226 описаний як такий, що включає один або декілька п'єзоелектричних активних елементів для генерування ультразвукової енергії, можливі інші схеми. У деяких варіантах здійснення ультразвуковий перетворювач 1226 включає активні елементи, виготовлені з інших типів магнітострикційного матеріалу (наприклад, чорних металів). Конструкція і робота такого ультразвукового перетворювача з високою потужністю розглянута Напзеп еї аї., патентAlthough the ultrasonic transducer 1226 is described as including one or more piezoelectric active elements for generating ultrasonic energy, other schemes are possible. In some embodiments, the implementation of the ultrasonic transducer 1226 includes active elements made of other types of magnetostrictive material (eg, ferrous metals). The design and operation of such an ultrasonic transducer with high power is considered by Napzep ei AI., patent

США Мо 6624539. У деяких варіантах здійснення ультразвукова енергія переноситься на технологічний потік 16 за допомогою електрогідравлічної системи.US Mo 6624539. In some embodiments, the ultrasonic energy is transferred to the process stream 16 using an electro-hydraulic system.

Хоч ультразвуковий перетворювач 1226 описаний як такий, що використовує електромагнітну відповідь магнітострикційних матеріалів для вироблення ультразвукової енергії, можливі інші схеми. У деяких варіантах здійснення до технологічного потоку 16 можна застосовувати акустичну енергію у формі інтенсивної ударної хвилі з використанням підводного розряду. У деяких варіантах здійснення ультразвукова енергія переноситься на технологічний потік 16 через термодинамічну систему.Although the ultrasonic transducer 1226 is described as using the electromagnetic response of magnetostrictive materials to generate ultrasonic energy, other schemes are possible. In some embodiments, acoustic energy in the form of an intense shock wave using an underwater discharge can be applied to the process flow 16. In some embodiments, ultrasonic energy is transferred to the process stream 16 through a thermodynamic system.

Наприклад, акустичні хвилі з високою густиною енергії можна генерувати, застосовуючи потенціал через замкнений об'єм електроліту, тим самим нагріваючи замкнений об'єм і викликаючи підвищення тиску, який надалі передається через середовище, що поширює звук (наприклад, технологічний потік 1216). Схема і робота такого термогідравлічного перетворювача розглянута Нагітапп еї аї., патентFor example, high energy density acoustic waves can be generated by applying a potential across an enclosed volume of electrolyte, thereby heating the enclosed volume and causing a pressure increase that is further transmitted through the sound propagating medium (eg, process flow 1216). The scheme and operation of such a thermo-hydraulic converter is considered by Nagitapp ei ai., patent

США Мо 6383152.USA Mo 6383152.

ПіролізPyrolysis

Одну або декілька послідовностей переробки піролізом можна використовувати для переробки вихідної сировини з широкої множини різних джерел для екстракції з сировини корисних речовин, а також для одержання частково зруйнованого органічного матеріалу, який служить як вхідний потік для подальших стадій і/або послідовностей переробки.One or more pyrolysis processing sequences can be used to process raw materials from a wide variety of different sources to extract useful substances from the raw materials, as well as to obtain partially degraded organic material that serves as an input stream for further stages and/or processing sequences.

Знову посилаючись на ФІГ. 8, в одному способі перший матеріал 2, який включає целюлозу, що має першу середньочислову молекулярну масу ("Ммі), піддають піролізу, наприклад, нагріванням першого матеріалу в трубчастій печі, з одержанням другого матеріалу 3, який включає целюлозу, що має другу середньочислову молекулярну масу ("Ммг), яка нижче ніж перша середньочислова молекулярна маса. Другий матеріал (або, в певних варіантах здійснення, перший і другий матеріал) змішують з мікроорганізмом (наприклад, бактерією або дріжджами), який може утилізувати другий іМабо перший матеріал, продукуючи паливо 5, яке включає водень, спирт (наприклад, етанол або бутанол, такий як н-, втор- або трет-бутанол), органічну кислоту, вуглеводень або суміші будь-яких з них.Referring again to FIG. 8, in one method, a first material 2 that includes cellulose having a first number average molecular weight ("Mmi") is pyrolyzed, for example, by heating the first material in a tube furnace, to produce a second material 3 that includes cellulose having a second number average molecular weight molecular weight ("Mmg"), which is lower than the first number average molecular weight. The second material (or, in certain embodiments, the first and second materials) is mixed with a microorganism (e.g., bacteria or yeast) that can utilize the second material or the first material, producing a fuel 5 that includes hydrogen, an alcohol (e.g., ethanol or butanol, such as n-, sec-, or tert-butanol), an organic acid, a hydrocarbon, or a mixture of any of these.

Оскільки другий матеріал містить целюлозу, що має знижену молекулярну масу відносно першого матеріалу і, в деяких випадках, також зменшену кристалічність, другий матеріал, як правило, є більш здатним до диспергування, набухання і/або розчинення в розчині, що містить мікроорганізм, наприклад, в концентрації більше 105 мікроорганізмів/мл. Ці властивості роблять другий матеріал З більш схильним до хімічного, ферментативного і/або мікробного впливу відносно першого матеріалу 2, що може значною мірою підвищити швидкість продукції і/або рівень продукції бажаного продукту, наприклад етанолу. Шляхом піролізу також можна стерилізувати перший і другий матеріали.Since the second material contains cellulose having a reduced molecular weight relative to the first material and, in some cases, also reduced crystallinity, the second material is generally more capable of dispersing, swelling and/or dissolving in a solution containing a microorganism, e.g. in a concentration of more than 105 microorganisms/ml. These properties make the second material C more susceptible to chemical, enzymatic and/or microbial attack relative to the first material 2, which can significantly increase the production rate and/or production level of the desired product, such as ethanol. The first and second materials can also be sterilized by pyrolysis.

У деяких варіантах здійснення друга середньочислова молекулярна маса ("Мкг) нижче, ніж перша середньочислова молекулярна маса ("Ммі) більше ніж приблизно на 1095, наприклад на 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 6095 або навіть більше ніж приблизно на 7595.In some embodiments, the second number average molecular weight ("Mg") is lower than the first number average molecular weight ("Mmi) by more than about 1095, such as 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 6095, or even more than by about 7,595.

У деяких випадках другий матеріал містить целюлозу, що має кристалічність (Сг), яка нижче, ніж кристалічність (С) целюлози першого матеріалу. Наприклад, ("Сг) може бути нижче, ніж (Сі) більше ніж приблизно на 1095, наприклад на 15, 20, 25, 30, 35, 4095 або навіть більше ніж приблизно на 5095.In some cases, the second material contains cellulose having a crystallinity (Cg) that is lower than the crystallinity (C) of the cellulose of the first material. For example, (Cg) may be lower than (Ci) by more than about 1095, such as 15, 20, 25, 30, 35, 4095, or even more than about 5095.

У деяких варіантах здійснення вихідна кристалічність (перед піролізом) складає від приблизно 4095 до приблизно 87,595, наприклад від приблизно 5095 до приблизно 7595 або від приблизно 6095 до приблизно 7095, і індекс кристалічності після піролізу складає від приблизно 1095 до приблизно 5095, наприклад від приблизно 1595 до приблизно 4595 або від приблизно 2095 до приблизно 4095. Однак в певних варіантах здійснення, наприклад після екстенсивного піролізу, індекс кристалічності може складати менше ніж 595. У деяких варіантах здійснення матеріал після піролізу є по суті аморфним.In some embodiments, the initial crystallinity (before pyrolysis) is from about 4095 to about 87.595, such as from about 5095 to about 7595 or from about 6095 to about 7095, and the crystallinity index after pyrolysis is from about 1095 to about 5095, such as from about 1595 to about 4595 or from about 2095 to about 4095. However, in certain embodiments, such as after extensive pyrolysis, the crystallinity index may be less than 595. In some embodiments, the material after pyrolysis is essentially amorphous.

У деяких варіантах здійснення вихідна середньочислова молекулярна маса (перед піролізом) складає від приблизно 200000 до приблизно 3200000, наприклад від приблизно 250000 до приблизно 1000000 або від приблизно 250000 до приблизно 700000, і середньочислова молекулярна маса після піролізу складає від приблизно 50000 до приблизно 200000, наприклад від приблизно 60000 до приблизно 150000 або від приблизно 70000 до приблизно 125000. Однак в деяких варіантах здійснення, наприклад після екстенсивного піролізу, середньочислова молекулярна маса може складати менше ніж приблизно 10000 або навіть менше ніж приблизно 5000.In some embodiments, the starting number average molecular weight (before pyrolysis) is from about 200,000 to about 3,200,000, such as from about 250,000 to about 1,000,000 or from about 250,000 to about 700,000, and the number average molecular weight after pyrolysis is from about 50,000 to about 200,000, e.g. from about 60,000 to about 150,000 or from about 70,000 to about 125,000. However, in some embodiments, such as after extensive pyrolysis, the number average molecular weight may be less than about 10,000 or even less than about 5,000.

У деяких варіантах здійснення другий матеріал може мати рівень окислення (702), що перевищує рівень окислення (70) першого матеріалу. Більш високий рівень окислення матеріалу може сприяти його здатності до диспергування, набухання і/або розчинення, додатково підвищуючи схильність матеріалів до хімічного, ферментативного або мікробного впливу. У деяких варіантах здійснення для підвищення рівня окислення другого матеріалу відносно першого матеріалу піроліз проводять в окислювальній атмосфері, одержуючи другий матеріал, який є більш окисленим, ніж перший матеріал.In some embodiments, the second material may have an oxidation level (702) greater than the oxidation level (70) of the first material. A higher level of oxidation of a material can contribute to its ability to disperse, swell and/or dissolve, further increasing the susceptibility of materials to chemical, enzymatic or microbial attack. In some embodiments, to increase the level of oxidation of the second material relative to the first material, pyrolysis is carried out in an oxidizing atmosphere, producing a second material that is more oxidized than the first material.

Наприклад, другий матеріал може мати більшу кількість гідроксильних груп, альдегідних груп, кетонових груп, складноефірних груп або груп карбонової кислоти, які можуть підвищувати його гідрофільність.For example, the second material may have more hydroxyl groups, aldehyde groups, ketone groups, ester groups, or carboxylic acid groups that may increase its hydrophilicity.

У деяких варіантах здійснення піроліз матеріалів є безперервним. У інших варіантах здійснення матеріал піддають піролізу протягом заданого періоду часу, а потім йому дозволяють охолодитися протягом другого заданого періоду часу перед повторним піролізом.In some embodiments, the pyrolysis of materials is continuous. In other embodiments, the material is pyrolyzed for a predetermined period of time and then allowed to cool for a second predetermined period of time before pyrolysis again.

Системи для піролізуSystems for pyrolysis

На ФІГ. 14 представлена технологічна схема 6000, яка включає різні стадії піролітичної системи для попередньої обробки сировини. На першій стадії 6010 з джерела вихідного матеріалу подається суха сировина.In FIG. 14 presents a flow chart 6000, which includes various stages of a pyrolytic system for pre-treatment of raw materials. In the first stage 6010, dry raw material is supplied from the source of raw material.

Як описано вище, перед доставкою в камеру для піролізу суха сировина з джерела вихідного матеріалу може бути попередньо перероблена. Наприклад, якщо сировина одержана з рослинних джерел, то певні частини рослинного матеріалу можуть бути видалені перед збиранням рослинного матеріалу і/або перед доставкою рослинного матеріалу в пристрій для транспортування сировини.As described above, the dry raw material from the feedstock source may be preprocessed prior to delivery to the pyrolysis chamber. For example, if the raw material is obtained from plant sources, then certain parts of the plant material may be removed before harvesting the plant material and/or before delivering the plant material to the raw material transport device.

Альтернативно або додатково, сировину біомаси можна піддавати механічній переробці 6020 (наприклад, для зниження середньої довжини волокон в сировині) перед доставкою в камеру для піролізу.Alternatively or additionally, the biomass feedstock can be subjected to mechanical processing 6020 (eg, to reduce the average fiber length in the feedstock) prior to delivery to the pyrolysis chamber.

Після механічної переробки сировина проходить стадію корекції вологості 6030. Характер стадії корекції вологості залежить від вмісту вологи в механічно переробленій сировині. Як правило, піроліз сировини відбувається найбільш ефективно, коли вміст вологи в сировині складає від приблизно 1095 до приблизно 3095 (наприклад, від 15 до 2595) по масі сировини. Якщо вміст вологи в сировині перевищує приблизно 40 мас. 95, то надмірне теплове навантаження, забезпечуване вмістом води в сировині, підвищує витрату енергії на подальших стадіях піролізу.After mechanical processing, the raw material undergoes the moisture correction stage 6030. The nature of the moisture correction stage depends on the moisture content in the mechanically processed raw material. Typically, feedstock pyrolysis occurs most efficiently when the moisture content of the feedstock is from about 1095 to about 3095 (eg, 15 to 2595) by weight of the feedstock. If the moisture content in the raw material exceeds approximately 40 wt. 95, then the excessive heat load provided by the water content in the raw material increases the energy consumption in the subsequent stages of pyrolysis.

У деяких варіантах здійснення, якщо сировина має вміст вологи, який перевищує приблизний 30 мас. 95, то можна домішувати до неї більш сухий сировинний матеріал 6220, який має низький вміст вологи, одержуючи змішану сировину на стадії 6030 з середнім вмістом вологи, який знаходиться в межах, вказаних вище. У певних варіантах здійснення сировину з високим вмістом вологи можна просто сушити, розподіляючи сировинний матеріал на конвеєрі, що рухається, який циклічно пропускає сировину через вмонтований в лінію нагрівальний елемент. Нагрівальним елементом випарюється частина води, присутньої в сировині.In some embodiments, if the raw material has a moisture content that exceeds approximately 30 wt. 95, then drier raw material 6220, which has a low moisture content, can be mixed with it, obtaining a mixed raw material at stage 6030 with an average moisture content that is within the limits indicated above. In certain embodiments, raw materials with a high moisture content can simply be dried by distributing the raw material on a moving conveyor that cycles the raw material through an in-line heating element. The heating element evaporates part of the water present in the raw material.

У деяких варіантах здійснення, якщо сировина зі стадії 6020 має вміст вологи, який є дуже низьким (наприклад, нижче ніж приблизно 10 мас. 95), то механічно перероблену сировину можна об'єднувати з сировинним матеріалом 6230 з більш високим вмістом вологи, таким як відстій стічних вод.In some embodiments, if the feedstock from stage 6020 has a moisture content that is very low (eg, lower than about 10 wt. 95), the mechanically processed feedstock can be combined with feedstock 6230 having a higher moisture content, such as sewage sludge.

Альтернативно або додатково, для збільшення вмісту вологи в суху сировину стадії 6020 можна додавати воду 6240.Alternatively or additionally, water 6240 can be added to the dry raw material of stage 6020 to increase the moisture content.

На стадії 6040 сировина, тепер з вмістом в ній вологи, скоректованим для того, щоб він входив в прийнятні межі, може бути попередньо нагріта на необов'язковій стадії 6040 попереднього нагрівання.At step 6040, the raw material, now with its moisture content adjusted to be within acceptable limits, may be preheated in an optional preheat step 6040.

Стадію попереднього нагрівання 6040 можна використовувати для підвищення температури сировини до 75-1507С при підготовці для подальшого піролізу сировини. Залежно від природи сировини і конкретної конструкції камери для піролізу попереднє нагрівання сировини може забезпечити, щоб розподіл тепла в сировині залишався в ході піролізу більш однорідним, і може знизити теплове навантаження на камеру для піролізу.The preheating stage 6040 can be used to raise the temperature of the raw material to 75-1507C in preparation for further pyrolysis of the raw material. Depending on the nature of the feedstock and the specific design of the pyrolysis chamber, preheating the feedstock can ensure that the heat distribution in the feedstock remains more uniform during pyrolysis and can reduce the heat load on the pyrolysis chamber.

Потім сировина транспортується в камеру для піролізу, для проходження піролізу на стадії 6050. У деяких варіантах здійснення транспортуванню сировини сприяє додавання в потік сировини одного або декількох стиснених газів 6210. Гази створюють градієнт тиску в каналі для транспортування сировини, переміщуючи сировину в камеру для піролізу (і навіть через камеру для піролізу). У певних варіантах здійснення транспортування сировини відбувається механічно; а саме сировину в камеру для піролізу транспортує система транспортування, яка включає конвеєр, такий як гвинтовий транспортер.The feedstock is then transported to a pyrolysis chamber to undergo pyrolysis in step 6050. In some embodiments, feedstock transport is aided by the addition of one or more compressed gases 6210 to the feedstock stream. The gases create a pressure gradient in the feedstock transport channel, moving the feedstock into the pyrolysis chamber ( and even through a pyrolysis chamber). In certain variants, the implementation of transportation of raw materials occurs mechanically; namely, the raw material is transported to the pyrolysis chamber by a transportation system that includes a conveyor, such as a screw conveyor.

Також в сировину можна додавати інші гази 6210 перед камерою для піролізу. У деяких варіантах здійснення, наприклад, до сировини можна додавати один або декілька каталітичних газів для сприяння розкладанню сировини в процесі піролізу. У певних варіантах здійснення в сировину можна додавати один або декілька поглиначів для уловлювання летких речовин, що вивільняються в процесі піролізу. Наприклад, в ході піролізу можуть вивільнятися різні сполуки на основі сірки, такі як сульфіди, і в сировину можна додавати такий засіб, як газоподібний водень, для забезпечення десульфуризації продуктів піролізу. Водень сполучається з сульфідами з утворенням газоподібного сірководню, який може бути видалений з підданої піролізу сировини.It is also possible to add other gases 6210 to the raw material before the pyrolysis chamber. In some embodiments, for example, one or more catalytic gases may be added to the feedstock to aid in the decomposition of the feedstock in the pyrolysis process. In certain embodiments, one or more absorbers can be added to the raw material to trap volatile substances released during pyrolysis. For example, various sulfur-based compounds such as sulfides may be released during pyrolysis, and an agent such as hydrogen gas may be added to the feedstock to ensure desulfurization of the pyrolysis products. Hydrogen combines with sulfides to form gaseous hydrogen sulfide, which can be removed from pyrolyzed raw materials.

Піроліз сировини в камері може включати нагрівання сировини до відносно високих температур, які викликають часткове розкладання сировини. Як правило, сировина нагрівається до температури в діапазоні від 150 до 1100 "С. Температура, до якої сировина нагрівається, залежить від ряду факторів, що включають склад сировини, середній розмір частинок сировини, вміст вологи і бажані продукти піролізу. Для багатьох типів сировини біомаси використовують, наприклад, температури піролізу від 300 до 550 "С.Pyrolysis of the feedstock in the chamber may involve heating the feedstock to relatively high temperatures that cause partial decomposition of the feedstock. Typically, the feedstock is heated to a temperature in the range of 150 to 1100°C. The temperature to which the feedstock is heated depends on a number of factors, including feedstock composition, average feedstock particle size, moisture content, and desired pyrolysis products. For many types of biomass feedstocks use, for example, pyrolysis temperatures from 300 to 550 "С.

Час знаходження сировини в камері для піролізу, як правило, залежить від ряду факторів, включаючи температуру піролізу, склад сировини, середній розмір частинок сировини, вміст вологи і бажані продукти піролізу. У деяких варіантах здійснення сировинні матеріали піддають піролізу при температурі, яка трохи вище температури розкладання матеріалу в інертній атмосфері, наприклад від приблизно 2 "С вище до приблизно 10 "С вище температури розкладання або від приблизно 3 "С вище до приблизно 7 "С вище температури розкладання. У таких варіантах здійснення матеріал, як правило, витримують при цій температурі протягом більше ніж 0,5 години, наприклад більше 1,0 години або більше ніж приблизно 2,0 години. У інших варіантах здійснення матеріали піддають піролізу при температурі, що значно перевищує температуру розкладання матеріалу в інертній атмосфері, наприклад від приблизно 75 "С вище до приблизно 175 "С вище температури розкладання або від приблизно 85 "С вище до приблизно 150 "С вище температури розкладання. У таких варіантах здійснення матеріал, як правило, витримують при цій температурі протягом менше 0,5 години, наприклад менше 20 хвилин, менше 10 хвилин, менше 5 хвилин або менше 2 хвилин. У інших варіантах здійснення матеріали піддають піролізу при екстремальній температурі, наприклад від приблизно 200 "С вище до приблизно 500 "С вище температури розкладання матеріалу в інертному навколишньому середовищі або від приблизно 250 "С вище до приблизно 400 "С вище температури розкладання. У таких варіантах здійснення матеріал звичайно витримують при цій температурі менше 1 хвилини, наприклад менше 30 секунд, 15 секунд, 10 секунд, 5 секунд, 1 секунди або менше 500 мс.The residence time of the raw material in the pyrolysis chamber, as a rule, depends on a number of factors, including the temperature of the pyrolysis, the composition of the raw material, the average particle size of the raw material, the moisture content and the desired pyrolysis products. In some embodiments, the raw materials are subjected to pyrolysis at a temperature slightly above the decomposition temperature of the material in an inert atmosphere, such as from about 2°C above to about 10°C above the decomposition temperature or from about 3°C above to about 7°C above the temperature decomposition. In such embodiments, the material is typically held at this temperature for more than 0.5 hours, such as more than 1.0 hours or more than about 2.0 hours. In other embodiments, the materials are pyrolyzed at a temperature significantly above the decomposition temperature of the material in an inert atmosphere, such as from about 75°C above to about 175°C above the decomposition temperature or from about 85°C above to about 150°C above the decomposition temperature . In such embodiments, the material is typically held at this temperature for less than 0.5 hour, such as less than 20 minutes, less than 10 minutes, less than 5 minutes, or less than 2 minutes. In other embodiments, the materials are subjected to pyrolysis at an extreme temperature, such as from about 200 "C above to about 500 "C above the decomposition temperature of the material in an inert environment or from about 250 "C above to about 400 "C above the decomposition temperature. In such embodiments, the material is typically held at this temperature for less than 1 minute, such as less than 30 seconds, 15 seconds, 10 seconds, 5 seconds, 1 second, or less than 500 ms.

Такі варіанти здійснення, як правило, називають миттєвим піролізом.Such implementation options are usually called instant pyrolysis.

У деяких варіантах здійснення сировина в камері нагрівається відносно швидко до вибраної температури піролізу. Наприклад, камера може бути сконструйована для нагрівання сировини зі швидкістю від 500 до 11000 "С/с, наприклад від 500 до 1000 "С/с.In some embodiments, the feedstock in the chamber is heated relatively quickly to the selected pyrolysis temperature. For example, the chamber can be designed to heat the raw material at a rate of 500 to 11000 "S/s, for example, from 500 to 1000 "S/s.

Турбулентна течія сировинного матеріалу в камері для піролізу звичайно є переважною, оскільки вона забезпечує відносно ефективну передачу тепла сировинному матеріалу від нагрівальної підсистеми. Турбулентної течії можна досягати, наприклад, проганяючи сировинний матеріал через камеру з використанням одного або декількох газів-носіїв 6210, що нагнітаються. Як правило, гази- носії є відносно інертними відносно сировинного матеріалу, навіть при високих температурах в камері для піролізу. Ілюстративні гази-носії включають, наприклад, азот, аргон, метан, монооксид вуглецю і діоксид вуглецю. Альтернативно або додатково, механічні системи транспортування, такі як гвинтові транспортери, можуть транспортувати сировину і здійснювати її циркуляцію в камері для піролізу, створюючи турбулентну течію сировини.Turbulent flow of raw material in the pyrolysis chamber is usually preferred because it provides relatively efficient heat transfer to the raw material from the heating subsystem. Turbulent flow can be achieved, for example, by driving the raw material through the chamber using one or more carrier gases 6210 that are pumped. As a rule, carrier gases are relatively inert to the raw material, even at high temperatures in the pyrolysis chamber. Illustrative carrier gases include, for example, nitrogen, argon, methane, carbon monoxide and carbon dioxide. Alternatively or additionally, mechanical transport systems, such as screw conveyors, can transport the raw material and circulate it in the pyrolysis chamber, creating a turbulent flow of the raw material.

У деяких варіантах здійснення піроліз сировини відбувається по суті за відсутності кисню і інших реактивних газів. Кисень може бути видалений з камери для піролізу періодичним продуванням камери азотом під високим тиском (наприклад, при тиску азоту 2 бар або більше). Після продування камери газова суміш, присутня в камері для піролізу (наприклад, в процесі піролізу сировини), може включати менше 4 мол. 95 кисню (наприклад, менше 1 мол. 95 кисню і навіть менше 0,5 мол. 95 кисню).In some variants, pyrolysis of raw materials takes place essentially in the absence of oxygen and other reactive gases. Oxygen can be removed from the pyrolysis chamber by periodically purging the chamber with nitrogen under high pressure (eg, nitrogen pressure of 2 bar or more). After purging the chamber, the gas mixture present in the chamber for pyrolysis (for example, in the process of pyrolysis of raw materials) may include less than 4 mol. 95 oxygen (for example, less than 1 mol. 95 oxygen and even less than 0.5 mol. 95 oxygen).

Відсутність кисню забезпечує відсутність займання сировини при підвищених температурах піролізу.The absence of oxygen ensures the absence of ignition of raw materials at elevated pyrolysis temperatures.

У певних варіантах здійснення в сировину можуть подаватися і бути присутніми в процесі піролізу відносно невеликі кількості кисню. Цей спосіб називають окислювальним піролізом. Як правило, окислювальний піроліз відбувається в декілька стадій нагрівання. Наприклад, на першій стадії нагрівання сировина нагрівається в присутності кисню для забезпечення часткового окислення сировини. На цій стадії витрачається доступний кисень в камері для піролізу. Потім на подальших стадіях нагрівання температуру сировини додатково підвищують. Однак в результаті витрачення всього кисню в камері займання сировини не відбувається, а відбувається піролітичне розкладання сировини без займання (наприклад, з утворенням вуглеводневих продуктів). Як правило, процес нагрівання сировини в камері для піролізу з метою ініціації розкладання є ендотермічним. Однак при окислювальному піролізі утворення діоксиду вуглецю шляхом окислення сировини є екзотермічним процесом. Тепло, що вивільняється при утворенні діоксиду вуглецю, може сприяти подальшим стадіям нагрівання при піроліз тим самим знижуючи теплове навантаження, забезпечуване сировиною.In certain embodiments, relatively small amounts of oxygen can be supplied to the raw material and be present in the pyrolysis process. This method is called oxidative pyrolysis. As a rule, oxidative pyrolysis occurs in several stages of heating. For example, in the first stage of heating, the raw material is heated in the presence of oxygen to ensure partial oxidation of the raw material. At this stage, the available oxygen in the pyrolysis chamber is used up. Then, in the subsequent stages of heating, the temperature of the raw material is additionally increased. However, as a result of the consumption of all the oxygen in the chamber, the ignition of the raw material does not occur, but the pyrolytic decomposition of the raw material occurs without ignition (for example, with the formation of hydrocarbon products). As a rule, the process of heating raw materials in a pyrolysis chamber to initiate decomposition is endothermic. However, during oxidative pyrolysis, the formation of carbon dioxide by the oxidation of raw materials is an exothermic process. The heat released during the formation of carbon dioxide can contribute to the subsequent heating stages during pyrolysis, thereby reducing the heat load provided by the raw material.

У деяких варіантах здійснення піроліз протікає в інертному оточенні, наприклад, при оточенні сировинних матеріалів аргоном або газоподібним азотом. У певних варіантах здійснення піроліз може протікати в окислювальному навколишньому середовищі, такому як повітря або аргон, збагачений повітрям. У деяких варіантах здійснення піроліз може протікати у відновних навколишніх умовах, наприклад, при оточенні сировинних матеріалів газоподібним воднем. Для сприяння піролізу до матеріалу до або в процесі піролізу можна додавати різні хімічні речовини, такі як окислювачі, відновники, кислоти або основи. Наприклад, можна додавати сірчану кислоту або можна додавати пероксид (наприклад, бензоїлпероксид).In some embodiments, pyrolysis takes place in an inert environment, for example, when raw materials are surrounded by argon or gaseous nitrogen. In certain embodiments, pyrolysis may occur in an oxidizing environment, such as air or argon enriched air. In some embodiments, pyrolysis can occur in reducing ambient conditions, for example, when raw materials are surrounded by gaseous hydrogen. Various chemicals such as oxidizing agents, reducing agents, acids, or bases can be added to the material prior to or during the pyrolysis process to promote pyrolysis. For example, sulfuric acid can be added, or a peroxide (eg, benzoyl peroxide) can be added.

Як розглянуто вище, можна використовувати множину різних умов переробки залежно від таких факторів, як склад сировини і бажані продукти піролізу. Наприклад, для сировинного матеріалу, що містить целюлозу, можна використовувати відносно м'які умови піролізу, включаючи температури миттєвого піролізу від 375 до 450 "С і час знаходження менше 1 секунди. Як інший приклад, для органічного твердого матеріалу відходів, такого як відстій стічних вод, звичайно використовують температури миттєвого піролізу від 500 до 650 "С при часі знаходження від 0,5 до З секунд. Як правило, багато які з параметрів процесу піролізу, включаючи час знаходження, температуру піролізу, турбулентність сировини, вміст вологи, склад сировини, склад продуктів піролізу і сукупний склад газів, можуть регулюватися автоматично системою регуляторів і автоматизованою системою контролю.As discussed above, a number of different processing conditions can be used depending on factors such as feedstock composition and desired pyrolysis products. For example, for a cellulosic feedstock, relatively mild pyrolysis conditions can be used, including flash pyrolysis temperatures of 375 to 450°C and residence times of less than 1 second. As another example, for an organic solid waste material such as sewage sludge of water, usually use instant pyrolysis temperatures from 500 to 650 "C with a residence time of 0.5 to 3 seconds. As a rule, many parameters of the pyrolysis process, including residence time, pyrolysis temperature, raw material turbulence, moisture content, composition of raw materials, composition of pyrolysis products, and total composition of gases, can be regulated automatically by a system of regulators and an automated control system.

Після стадії піролізу 6050 продукти піролізу проходять стадію гасіння 6250 для зниження температури продуктів перед подальшою переробкою. Звичайно стадія гасіння 6250 включає оббризкування продуктів піролізу потоками охолоджувальної води 6260. Охолоджувальна вода також утворює суспензію, яка включає твердий нерозчинений продукт і різні розчинені продукти. Також в потоці продуктів присутня суміш, яка включає різні гази, в тому числі газоподібні продукти, гази-носії і інші типи технологічних газів.After the pyrolysis stage 6050, the pyrolysis products pass through the quenching stage 6250 to reduce the temperature of the products before further processing. Typically, the quench stage 6250 includes spraying pyrolysis products with streams of cooling water 6260. The cooling water also forms a slurry that includes solid undissolved product and various dissolved products. Also, the product stream contains a mixture that includes various gases, including gaseous products, carrier gases, and other types of process gases.

Потік продуктів транспортується через вмонтований в лінію газопровід в газовий сепаратор, який здійснює стадію відділення газів 6060, на якій газоподібні продукти і інші гази відділяються від суспензії, утвореної при гасінні продуктів піролізу. Відділена суміш газів необов'язково направляється у вентилятор 6130, який підвищує тиск газу шляхом продування суміші повітрям. Суміш газів може бути піддана стадії фільтрації 6140, на якій суміш газів проходить через один або декілька фільтрів (наприклад, фільтрів з активованим вугіллям) для видалення частинок і інших домішок. На наступній стадії 6150 фільтрований газ може піддаватися стисненню і зберігатися до застосування.The flow of products is transported through the gas line installed in the line to the gas separator, which performs the gas separation stage 6060, in which gaseous products and other gases are separated from the suspension formed during quenching of pyrolysis products. The separated mixture of gases is optionally sent to the fan 6130, which increases the pressure of the gas by blowing the mixture with air. The gas mixture may be subjected to a filtration step 6140 in which the gas mixture is passed through one or more filters (eg, activated carbon filters) to remove particles and other impurities. In the next stage 6150, the filtered gas can be compressed and stored until use.

Альтернативно, фільтрований газ може бути підданий подальшим стадіям переробки 6160.Alternatively, the filtered gas may be subjected to further processing steps 6160 .

Наприклад, в деяких варіантах здійснення фільтрований газ може бути підданий конденсації для відділення різних газоподібних сполук від суміші газів. Різні сполуки можуть включати, наприклад, різні вуглеводневі продукти (наприклад, спирти, алкани, алкени, алкіни, прості ефіри), утворені в процесі піролізу. У певних варіантах здійснення фільтрований газ, що містить суміш вуглеводневих компонентів, може бути об'єднаний з парогазом 6170 (наприклад, сумішшю водяної пари і кисню) і підданий процесу крекінгу для зниження молекулярної маси вуглеводневих компонентів.For example, in some embodiments, the filtered gas may be subjected to condensation to separate various gaseous compounds from the gas mixture. Various compounds may include, for example, various hydrocarbon products (eg, alcohols, alkanes, alkenes, alkynes, ethers) formed in the pyrolysis process. In certain embodiments, filtered gas containing a mixture of hydrocarbon components may be combined with vapor gas 6170 (eg, a mixture of water vapor and oxygen) and subjected to a cracking process to reduce the molecular weight of the hydrocarbon components.

У деяких варіантах здійснення камера для піролізу включає джерела тепла, які спалюють вуглеводневі гази, такі як метан, пропан і/або бутан, нагріваючи сировину. Частина 6270 відділених газів може бути рециркульована в камеру для піролізу для згоряння, генеруючи технологічне тепло для підтримання процесу піролізу.In some embodiments, the pyrolysis chamber includes heat sources that burn hydrocarbon gases such as methane, propane, and/or butane, heating the feedstock. A portion of the separated gases 6270 may be recirculated into the pyrolysis chamber for combustion, generating process heat to support the pyrolysis process.

У певних варіантах здійснення в камеру для піролізу може надходити технологічне тепло, яке може бути використане для підвищення температури сировинних матеріалів. Наприклад, при опроміненні сировини радіаційним випромінюванням (наприклад, гамма-випромінюванням, опроміненням електронним пучком або іншими типами радіаційного опромінення) сировинні матеріали можуть нагріватися до відносно високих температур. Нагріті сировинні матеріали можуть охолоджуватися системою теплообміну, яка видаляє частину надмірного тепла з опроміненої сировини. Система теплообміну може бути сконфігурована для транспортування частини теплової енергії в камеру для піролізу з метою нагрівання (або попереднього нагрівання) сировинного матеріалу, знижуючи, тим самим, витрату енергії на процес піролізу.In certain embodiments, process heat can be supplied to the pyrolysis chamber, which can be used to increase the temperature of the raw materials. For example, when raw materials are irradiated with radiation (for example, gamma radiation, electron beam irradiation, or other types of radiation exposure), raw materials can be heated to relatively high temperatures. Heated raw materials can be cooled by a heat exchange system that removes part of the excess heat from the irradiated raw materials. The heat exchange system can be configured to transport part of the thermal energy into the pyrolysis chamber in order to heat (or preheat) the raw material, thereby reducing the energy consumption of the pyrolysis process.

Суспензія, що містить рідкі і тверді продукти піролізу, може піддаватися необов'язковій стадії зневоднення 6070, в якій надлишок води може бути видалений з суспензії за допомогою таких процесів, як механічне стиснення і випарювання. Надлишок води 6280 може бути відфільтрований, а потім рециркульований для подальшого застосування при гасінні продуктів розкладання піролізу на стадії 6250.A suspension containing liquid and solid pyrolysis products may be subjected to an optional dehydration step 6070, in which excess water may be removed from the suspension by processes such as mechanical compression and evaporation. Excess water 6280 may be filtered and then recycled for further use in quenching pyrolysis decomposition products in stage 6250.

Потім зневоднена суспензія проходить стадію механічного розділення 6080, на якій твердий матеріал продукту 6110 відділяється від рідкого матеріалу продукту 6090 за допомогою серії фільтрів тонкого очищення із зростанням міри очищення. На стадії 6100 рідкий матеріал продукту 6090 може бути надалі конденсований (наприклад, випарюванням) для видалення відпрацьованої води 6190 і очищений такими способами, як екстракція. Екстракція може включати додавання одного або декількох органічних розчинників 6180, наприклад, для відділення продуктів, таких як масла, від таких продуктів, як спирти. Придатні органічні розчинники включають, наприклад, різні вуглеводні і галогенвуглеводні. Потім очищені рідкі продукти 6200 можуть бути піддані подальшим стадіям переробки. Відпрацьована вода 6190 може бути відфільтрована, якщо необхідно, і рециркульована для подальшого застосування при гасінні продуктів розкладання шляхом піролізу на стадії 6250.The dewatered slurry then passes through a mechanical separation stage 6080, in which the solid product material 6110 is separated from the liquid product material 6090 by means of a series of fine filters with increasing degrees of purification. In step 6100, the liquid product material 6090 may be further condensed (eg, by evaporation) to remove waste water 6190 and purified by methods such as extraction. Extraction may include the addition of one or more organic solvents 6180, for example, to separate products such as oils from products such as alcohols. Suitable organic solvents include, for example, various hydrocarbons and halogenated hydrocarbons. The purified liquid products 6200 can then be subjected to further processing steps. Waste water 6190 may be filtered if necessary and recycled for further use in quenching decomposition products by pyrolysis in stage 6250.

Після відділення на стадії 6080 твердий матеріал продукту 6110 необов'язково піддається стадії висушування 6120, яка може включати випарювання води. Потім твердий матеріал 6110 може бути збережений для подальшого застосування або підданий подальшим стадіям переробки, залежно від ситуації.After separation in step 6080, the solid product material 6110 is optionally subjected to a drying step 6120, which may include evaporation of water. The solid material 6110 can then be stored for further use or subjected to further processing steps, depending on the situation.

Параметри процесу піролізу, розглянуті вище, є ілюстративними. Як правило, величини цих параметрів можуть широко варіювати залежно від природи сировини і бажаних продуктів. Більше того, можна використовувати широку множину різних способів піролізу, включаючи застосування джерел тепла, таких як полум'я вуглеводнів і/або печі, інфрачервоні лазери, мікрохвильові нагрівники, індукційні нагрівники, резистивні нагрівники і інші нагрівальні пристрої і конфігурації.The parameters of the pyrolysis process discussed above are illustrative. As a rule, the values of these parameters can vary widely depending on the nature of the raw materials and desired products. Moreover, a wide variety of pyrolysis methods can be used, including the use of heat sources such as hydrocarbon flames and/or furnaces, infrared lasers, microwave heaters, induction heaters, resistive heaters, and other heating devices and configurations.

Для розкладання сировини можна використовувати широку множину різних камер для піролізу. У деяких варіантах здійснення, наприклад, піроліз сировини може включати нагрівання матеріалу з використанням резистивного нагрівального елемента, такого як металевий волосок або металева стрічка. Нагрівання може відбуватися шляхом прямого контакту між резистивним нагрівальним елементом і матеріалом.A wide variety of different pyrolysis chambers can be used to decompose raw materials. In some embodiments, for example, pyrolysis of the feedstock may include heating the material using a resistive heating element, such as a metal hair or metal tape. Heating can occur through direct contact between the resistive heating element and the material.

У певних варіантах здійснення піроліз може включати нагрівання матеріалу шляхом індукції, наприклад, з використанням піролізера по точці Кюрі. У деяких варіантах здійснення піроліз може включати нагрівання матеріалу шляхом застосування радіаційного випромінювання, такого як інфрачервоне радіаційне випромінювання. Радіаційне випромінювання може генеруватися лазером, таким як інфрачервоний лазер.In certain embodiments, the pyrolysis may include heating the material by induction, for example, using a Curie point pyrolyzer. In some embodiments, the pyrolysis may include heating the material using radiation, such as infrared radiation. Radiation can be generated by a laser, such as an infrared laser.

У певних варіантах здійснення піроліз може включати нагрівання матеріалу конвективною теплотою. Конвективна теплота може генеруватися протікаючим потоком нагрітого газу. Нагрітий газ може підтримуватися при температурі менше ніж приблизно 1200 "С, наприклад менше ніж приблизно 1000 "С, менше ніж 750 "С, менше ніж 600 "С, менше ніж 400 "С або навіть менше ніж 300 "С. Нагрітий газ може підтримуватися при температурі вище ніж приблизно 250 "С. Конвективна теплота може генеруватися нагрітим тілом, що оточує перший матеріал, наприклад, як в печі.In certain embodiments, pyrolysis may include heating the material with convective heat. Convective heat can be generated by a flowing stream of heated gas. The heated gas may be maintained at a temperature of less than about 1200 "C, such as less than about 1000 "C, less than 750 "C, less than 600 "C, less than 400 "C, or even less than 300 "C. The heated gas may be maintained at a temperature greater than about 250° C. Convective heat may be generated by a heated body surrounding the first material, such as in a furnace.

У деяких варіантах здійснення піроліз може включати нагрівання матеріалу парою при температурі вище ніж приблизно 250 "С.In some embodiments, the pyrolysis may include heating the material with steam at a temperature greater than about 250°C.

Варіант здійснення камери для піролізу поданий на ФІГ. 15. Камера 6500 включає ізольовану стінку камери 6510 з вентиляційним отвором 6600 для відпрацьованих газів, множину топок 6520, які генерують тепло для процесу піролізу, транспортний канал 6530 для транспортування сировини через камеру 6500, гвинтовий транспортер 6590 для транспортування сировини через канал 6530 в турбулентному потоці і систему для гасіння 6540, яка включає гвинтовий транспортер 6610 для транспортування продуктів піролізу, водяні форсунки 6550 для оббризкування продуктів піролізу охолоджувальною водою і газовий сепаратор для відділення газоподібних продуктів 6580 від суспензії 6570, що містить тверді і рідкі продукти.The embodiment of the chamber for pyrolysis is shown in FIG. 15. The chamber 6500 includes an insulated chamber wall 6510 with a vent 6600 for exhaust gases, a plurality of furnaces 6520 that generate heat for the pyrolysis process, a transport channel 6530 for transporting raw materials through the chamber 6500, a screw conveyor 6590 for transporting raw materials through the channel 6530 in a turbulent flow and a quenching system 6540, which includes a screw conveyor 6610 for transporting pyrolysis products, water nozzles 6550 for spraying the pyrolysis products with cooling water, and a gas separator for separating gaseous products 6580 from a slurry 6570 containing solid and liquid products.

Інший варіант здійснення камери для піролізу поданий на ФІГ. 16. Камера 6700 включає ізольовану стінку камери 6710, канал для подачі сировини 6720, похилу внутрішню стінку камери 6730, топки 6740, які генерують тепло для процесу піролізу, вентиляційний отвір 6750 для відпрацьованих газів і газовий сепаратор 6760 для відділення газоподібних продуктів 6770 від рідких і твердих продуктів 6780. Камера 6700 сконфігурована для обертання в напрямку, показаному стрілююю 6790, для забезпечення належного перемішування і турбулентного потоку сировини в камері.Another embodiment of the pyrolysis chamber is shown in FIG. 16. The chamber 6700 includes an insulated chamber wall 6710, a feed channel 6720, an inclined inner wall of the chamber 6730, furnaces 6740 that generate heat for the pyrolysis process, a vent 6750 for waste gases, and a gas separator 6760 for separating gaseous products 6770 from liquid and solids 6780. Chamber 6700 is configured to rotate in the direction shown by arrow 6790 to ensure proper mixing and turbulent flow of raw materials within the chamber.

Наступний варіант здійснення камери для піролізу поданий на ФІГ. 17. Філаментний піролізер 1712 включає тримач зразка 1713 з резистивним нагрівальним елементом 1714 у формі дроту, намотаного навколо відкритого простору, що визначається тримачем зразка 1713. Необов'язково, нагрітий елемент може обертатися навколо осі 1715 (як указано стрілкою 1716) для перевертання матеріалу, який включає целюлозний матеріал, в тримачі зразка 1713. Простір 1718, що визначається огорожею 1719, підтримується при температурі вище кімнатної температури, наприклад від 200 до 250 "С. При звичайному застосуванні газ-носій, наприклад інертний газ, або окислювальний або відновний газ, рухається в поперечному напрямку через тримач зразка 1713, в той час як резистивний нагрівальний елемент обертається і нагрівається до бажаної температури, наприклад 325 "С. Після відповідного періоду часу, наприклад від 5 до 10 хвилин, піролізований матеріал видаляється з тримача зразка.The next embodiment of the pyrolysis chamber is shown in FIG. 17. Filament pyrolyzer 1712 includes a sample holder 1713 with a resistive heating element 1714 in the form of a wire wound around an open space defined by the sample holder 1713. Optionally, the heated element can rotate about an axis 1715 (as indicated by arrow 1716) to turn the material, which includes the cellulosic material, in the sample holder 1713. The space 1718, defined by the enclosure 1719, is maintained at a temperature above room temperature, for example from 200 to 250 "C. In a typical application, a carrier gas, such as an inert gas, or an oxidizing or reducing gas, moves transversely through the sample holder 1713 while the resistive heating element is rotated and heated to the desired temperature, for example 325°C. After an appropriate period of time, such as 5 to 10 minutes, the pyrolyzed material is removed from the sample holder.

Систему, подану на ФІГ. 17, можна масштабувати і робити безперервною. Наприклад, замість дроту як нагрівальний елемент може бути використаний гвинт гвинтового транспортера. Матеріал може постійно потрапляти в тримач зразка, стикаючись з нагрітим гвинтом, який здійснює піроліз матеріалу.The system shown in FIG. 17, can be scaled and made continuous. For example, instead of a wire, a screw conveyor can be used as a heating element. Material can continuously enter the sample holder, coming into contact with the heated screw, which pyrolyzes the material.

У той же час, гвинт може виштовхувати піролізований матеріал з тримача зразка, забезпечуючи можливість надходження нового непіролізованого матеріалу.At the same time, the screw can push pyrolyzed material out of the sample holder, allowing new non-pyrolyzed material to enter.

Інший варіант здійснення камери для піролізу поданий на ФІГ. 18, на якій показаний піролізер по точці Кюрі 1820, який включає камеру для зразка 1821, в якій знаходиться феромагнітна фольга 1822.Another embodiment of the pyrolysis chamber is shown in FIG. 18, which shows a Curie point pyrolyzer 1820 that includes a sample chamber 1821 containing a ferromagnetic foil 1822.

Камеру для зразка 1821 оточує радіочастотна котушка 1823. Простір 1824, що визначається огорожею 1825, підтримується при температурі вище кімнатної температури, наприклад від 200 до 250 "С. При звичайному застосуванні газ-носій рухається в поперечному напрямку через тримач зразка 1821, в той час як фольга 1822 піддається індуктивному нагріванню застосовуваним радіочастотним полем для піролізу матеріалу при бажаній температурі.The sample chamber 1821 is surrounded by a radio frequency coil 1823. The space 1824 defined by the enclosure 1825 is maintained at a temperature above room temperature, for example 200 to 250 °C. In a typical application, the carrier gas moves in a transverse direction through the sample holder 1821, while as foil 1822 is subjected to inductive heating by an applied radio frequency field to pyrolyze the material at the desired temperature.

Інший варіант здійснення камери для піролізу поданий на ФІГ. 19. Пічний піролізер 130 включає рухомий тримач зразка 131 ії піч 132. При звичайному застосуванні зразок опускається (як указано стрілкою 137) в зону нагріву 135 печі 132, в той час як газ-носій заповнює кожух 136 і рухається в поперечному напрямку через тримач зразка 131. Зразок нагрівається до бажаної температури протягом бажаного періоду часу для одержання піролізованого продукту. Піролізований продукт видаляється з піролізера шляхом підняття тримача зразка (як указано стрілкою 134).Another embodiment of the pyrolysis chamber is shown in FIG. 19. Furnace pyrolyzer 130 includes a movable sample holder 131 and a furnace 132. In normal use, the sample is lowered (as indicated by arrow 137) into the heating zone 135 of the furnace 132, while the carrier gas fills the jacket 136 and moves transversely through the sample holder 131. The sample is heated to a desired temperature for a desired period of time to obtain a pyrolyzed product. The pyrolyzed product is removed from the pyrolyzer by lifting the sample holder (as indicated by arrow 134).

У певних варіантах здійснення, як показано на ФІГ. 20, целюлозну мішень 140 можна піддавати піролізу шляхом обробки мішені, яка міститься у вакуумній камері 141, лазерним випромінюванням, наприклад випромінюванням, що має довжину хвилі від приблизно 225 нм до приблизно 1500 нм.In certain embodiments, as shown in FIG. 20, the cellulosic target 140 can be pyrolyzed by treating the target contained in the vacuum chamber 141 with laser radiation, such as radiation having a wavelength of about 225 nm to about 1500 nm.

Наприклад, мішень можна руйнувати при 266 нм, використовуючи четверту гармонічну хвилю лазераFor example, the target can be destroyed at 266 nm using the fourth harmonic wave of the laser

Ма-мАсС (Зресіга РПузіс5, СК170, Зап дуозе, Саїїй). Показана оптична конфігурація дозволяє практично монохроматичному світлу 143, згенерованому лазером 142, направлятися з використанням дзеркал 144 і 145 на мішень після проходження через лінзу 146 у вакуумній камері 141. Як правило, тиск у вакуумній камері підтримується на рівні менше 105 мм рт.ст. У деяких варіантах здійснення використовують інфрачервоне випромінювання, наприклад випромінювання від лазера Ма-жАс, що становить 1,06 мікрометра. У таких варіантах здійснення з целюлозним матеріалом можна об'єднувати чутливий до інфрачервоного випромінювання барвник з одержанням целюлозної мішені.Ma-mAsS (Zresiga RPuzis5, SK170, Zap duoze, Saiii). The optical configuration shown allows the practically monochromatic light 143 generated by the laser 142 to be directed using mirrors 144 and 145 to the target after passing through the lens 146 in the vacuum chamber 141. As a rule, the pressure in the vacuum chamber is maintained at a level of less than 105 mm Hg. In some embodiments, the implementation uses infrared radiation, for example, radiation from a Ma-zhAs laser, which is 1.06 micrometers. In such embodiments, an infrared-sensitive dye can be combined with the cellulosic material to produce a cellulosic target.

Інфрачервоний барвник може посилювати нагрівання целюлозного матеріалу. Руйнування лазером описане Віапспеї-Ріпсопег еї а. в патенті США Мо 5942649.The infrared dye can increase the heating of the cellulosic material. Laser destruction is described by Viapspei-Ripsopeg eii a. in US patent Mo 5942649.

Посилаючись на ФІГ. 21, в деяких варіантах здійснення целюлозний матеріал може бути підданий миттєвому піролізу шляхом покривання вольфрамового волоска 150, такого як вольфрамовий волосок від 5 до 25 мм, бажаним целюлозним матеріалом, в той час як матеріал міститься у вакуумній камері 151. Для забезпечення піролізу через волосок пропускають струм, який викликає швидке нагрівання волоска протягом бажаного періоду часу. Як правило, нагрівання продовжують протягом секунд, а потім волоску дають охолонути. У деяких варіантах здійснення нагрівання проводять декілька разів для забезпечення бажаної міри піролізу.Referring to FIG. 21, in some embodiments, the cellulosic material may be subjected to flash pyrolysis by coating a tungsten filament 150, such as a 5 to 25 mm tungsten filament, with the desired cellulosic material while the material is contained in a vacuum chamber 151. To ensure pyrolysis, the filament is passed current that causes rapid heating of the hair for a desired period of time. As a rule, heating is continued for seconds, and then the hair is allowed to cool. In some embodiments, the heating is carried out several times to ensure the desired degree of pyrolysis.

У певних варіантах здійснення вуглеводовмісний матеріал біомаси можна нагрівати за відсутності кисню в реакторі з псевдозрідженим шаром. Якщо бажано, вуглеводовмісна біомаса може мати відносно тонкі поперечні зрізи і може включати будь-які з волокнистих матеріалів, описаних в цьому документі, для ефективного перенесення тепла. Матеріал можна нагрівати шляхом теплообміну від гарячих металевих або керамічних, наприклад скляних, гранул або піску в реакторі, і одержані піролізовані рідину або масло можна транспортувати в центральну очисну установку для одержання спалюваних палив або інших корисних продуктів.In certain embodiments, the carbohydrate-containing biomass material can be heated in the absence of oxygen in a fluidized bed reactor. If desired, the carbohydrate-containing biomass may have relatively thin cross-sections and may include any of the fibrous materials described herein for efficient heat transfer. The material can be heated by heat exchange from hot metal or ceramic, such as glass, pellets or sand in the reactor, and the resulting pyrolyzed liquid or oil can be transported to a central treatment plant to produce combustible fuels or other useful products.

ОкисленняOxidation

Для переробки вихідної сировини з широкої множини різних джерел з метою екстракції з сировини корисних речовин і одержання частково зруйнованого органічного матеріалу, який служить як вхідний потік для подальших стадій і/або послідовностей переробки, можна використовувати одну або декілька послідовностей окислювальної переробки.One or more oxidative processing sequences can be used to process raw materials from a wide variety of different sources in order to extract useful substances from the raw materials and obtain partially degraded organic material that serves as an input stream for further stages and/or processing sequences.

Знову посилаючись на ФІГ. 8, перший матеріал 2, який включає целюлозу, яка має першу середньочислову молекулярну масу ("Мм:) і має перший вміст кисню (70), піддають окисленню, наприклад, нагріванням першого матеріалу в трубчастій печі в потоці повітря або збагаченого киснем повітря, з одержанням другого матеріалу 3, який включає целюлозу, яка має другу середньочислову молекулярну масу ("Мкг) і має другий вміст кисню (702), який нижче, ніж перший вміст кисню (70).Referring again to FIG. 8, the first material 2, which includes cellulose having a first number average molecular weight ("Mm:") and having a first oxygen content (70), is subjected to oxidation, for example, by heating the first material in a tube furnace in a stream of air or oxygen-enriched air, with obtaining the second material 3, which includes cellulose that has a second number average molecular weight ("Mkg) and has a second oxygen content (702) that is lower than the first oxygen content (70).

Другий матеріал (або, в певних варіантах здійснення, перший і другий матеріал) можна, наприклад, змішувати зі смолою, такою як розплавлена термопластична смола, або з мікроорганізмом з одержанням композита 4, що має бажані механічні властивості, або палива 5.The second material (or, in certain embodiments, the first and second materials) can, for example, be mixed with a resin, such as a molten thermoplastic resin, or with a microorganism to produce a composite 4 having the desired mechanical properties, or a fuel 5.

Такі матеріали також можна комбінувати з твердою речовиною і/або рідиною. Наприклад, рідина може бути у формі розчину, а тверда речовина може бути у формі частинок. Рідина і/або тверда речовина можуть включати мікроорганізм, наприклад бактерію, і/або фермент. Наприклад, бактерія іабо фермент можуть діяти на целюлозний або лігноцелюлозний матеріал, продукуючи паливо, таке як етанол, або співпродукт, такий як білок. Палива і співпродукти описані в Р ІВКОСВ5 МАТЕМКІАІЇ 5 АМОSuch materials can also be combined with a solid and/or liquid. For example, a liquid can be in the form of a solution, and a solid can be in the form of particles. The liquid and/or solid may include a microorganism, such as a bacterium, and/or an enzyme. For example, a bacterium or enzyme can act on a cellulosic or lignocellulosic material to produce a fuel such as ethanol or a co-product such as protein. Fuel and co-products are described in R IVKOSV5 MATEMKIAII 5 AMO

СОМРОБІТЕ5, ОМ 11/453951, поданій 15 червня 2006 року. Повний зміст кожної з вказаних вище заявок включений в цей документ як посилання.SOMROBITE5, OM 11/453951, submitted on June 15, 2006. The entire content of each of the above applications is incorporated herein by reference.

У деяких варіантах здійснення друга середньочислова молекулярна маса не більше ніж на 9795 нижче першої середньочислової молекулярної маси, наприклад не більше ніж на 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 30, 20, 12,5, 10,0, 7,5, 5,0, 4,0, 3,0, 2,5, 2,095 або не більше ніж на 1,095 нижче першої середньочислової молекулярної маси. Величина зниження молекулярної маси залежить від застосування.In some embodiments, the second number average molecular weight is no more than 9795 below the first number average molecular weight, such as no more than 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 30, 20, 12.5, 10.0, 7.5, 5.0, 4.0, 3.0, 2.5, 2.095 or not more than 1.095 below the first number average molecular weight. The amount of molecular weight reduction depends on the application.

У деяких варіантах здійснення, в яких матеріали використовують для одержання палива або співпродукту, вихідна середньочислова молекулярна маса (перед окисленням) складає від приблизно 200000 до приблизно 3200000, наприклад від приблизно 250000 до приблизно 1000000 або від приблизно 250000 до приблизно 700000, і середньочислова молекулярна маса після окислення складає від приблизно 50000 до приблизно 200000, наприклад від приблизно 60000 до приблизно 150000 або від приблизно 70000 до приблизно 125000. Однак в деяких варіантах здійснення, наприклад після екстенсивного окислення, середньочислова молекулярна маса може складати менше ніж приблизно 10000 або навіть менше ніж приблизно 5000.In some embodiments, in which the materials are used to produce a fuel or coproduct, the starting number average molecular weight (before oxidation) is from about 200,000 to about 3,200,000, such as from about 250,000 to about 1,000,000 or from about 250,000 to about 700,000, and the number average molecular weight after oxidation is from about 50,000 to about 200,000, such as from about 60,000 to about 150,000 or from about 70,000 to about 125,000. However, in some embodiments, such as after extensive oxidation, the number average molecular weight may be less than about 10,000 or even less than about 5000.

У деяких варіантах здійснення другий вміст кисню щонайменше приблизно на 595 перевищує перший вміст кисню, наприклад перевищує на 7,5, 10,0, 12,5, 15,0 або 17,595. У деяких переважних варіантах здійснення другий вміст кисню щонайменше приблизно на 20,095 перевищує вміст кисню в першому матеріалі. Вміст кисню вимірюють елементним аналізом шляхом піролізу зразка в печі, працюючій при 1300 "С або більше. Придатним пристроєм для елементного аналізу є аналізаторIn some embodiments, the second oxygen content is at least about 595 greater than the first oxygen content, such as greater than 7.5, 10.0, 12.5, 15.0, or 17.595. In some preferred embodiments, the second oxygen content is at least about 20.095 greater than the oxygen content of the first material. Oxygen content is measured by elemental analysis by pyrolysis of a sample in a furnace operating at 1300 "C or more. A suitable device for elemental analysis is an analyzer

ГЕСО СНМ5-932 з піччю для високотемпературного піролізу МТЕ-900.GESO SNM5-932 with MTE-900 high-temperature pyrolysis furnace.

У деяких варіантах здійснення окислення першого матеріалу 200 не приводить до суттєвої зміни кристалічності целюлози. Однак в деяких випадках, наприклад після надмірного окислення, другий матеріал має целюлозу, що має кристалічність ("С2г), яка нижче кристалічності (С) целюлози першого матеріалу. Наприклад, (Сг) може бути нижче ніж (7С1) приблизно більше ніж на 595, наприклад на 10, 15, 2095 або навіть 2595. Це може бути бажаним для підвищення розчинності матеріалів в рідині, такій як рідина, яка включає бактерію і/або фермент.In some embodiments, the oxidation of the first material 200 does not significantly change the crystallinity of the cellulose. However, in some cases, such as after excessive oxidation, the second material has a cellulose having a crystallinity ("C2g") that is lower than the crystallinity (C) of the cellulose of the first material. For example, (Cg) may be lower than (7C1) by about more than 595 , for example by 10, 15, 2095 or even 2595. This may be desirable to increase the solubility of materials in a liquid, such as a liquid that includes a bacterium and/or an enzyme.

У деяких варіантах здійснення вихідний індекс кристалічності (перед окисленням) складає від приблизно 4095 до приблизно 87,595, наприклад від приблизно 5095 до приблизно 7595 або від приблизно 6095 до приблизно 70905, і індекс кристалічності після окислення складає від приблизно 3090 до приблизно 75,095, наприклад від приблизно 35,095 до приблизно 70,095 або від приблизно 37,595 до приблизно 65,095. Однак в певних варіантах здійснення, наприклад після екстенсивного окислення, індекс кристалічності може складати менше ніж 595. У деяких варіантах здійснення матеріал після окислення є по суті аморфним.In some embodiments, the initial crystallinity index (before oxidation) is from about 4095 to about 87.595, such as from about 5095 to about 7595 or from about 6095 to about 70905, and the crystallinity index after oxidation is from about 3090 to about 75.095, such as from about 35.095 to about 70.095 or from about 37.595 to about 65.095. However, in certain embodiments, such as after extensive oxidation, the crystallinity index may be less than 595. In some embodiments, the material after oxidation is essentially amorphous.

Без зв'язку з якою-небудь конкретною теорією вважають, що окислення підвищує кількість груп в целюлозі, що створюють водневі зв'язки, таких як гідроксильні групи, альдегідні групи, кетонові групи, групи карбонової кислоти або ангідридні групи, які можуть підвищити її здатність до диспергування і/або її розчинність (наприклад, в рідині). Щоб додатково підвищити здатність до диспергування в смолі, смола може включати компонент, який містить групи, що створюють водневі зв'язки, такі як одна або декілька ангідридних груп, груп карбонової кислоти, гідроксильних груп, амідних груп, аміногруп або сумішей будь-яких з цих груп. У деяких переважних варіантах здійснення компонент включає полімер, який співполімеризований з малеїновим ангідридом і/або має прищеплений малеїновий ангідрид. Такі матеріали доступні від Оиропі під торговою назвою ЕГОБАВОМОФ)Without being bound by any particular theory, oxidation is believed to increase the number of hydrogen-bonding groups in the cellulose, such as hydroxyl groups, aldehyde groups, ketone groups, carboxylic acid groups, or anhydride groups, which can increase its ability to dispersion and/or its solubility (for example, in liquid). To further enhance the resin's dispersibility, the resin may include a component that contains hydrogen-bonding groups, such as one or more anhydride groups, carboxylic acid groups, hydroxyl groups, amide groups, amino groups, or mixtures of any of these groups. In some preferred embodiments, the component includes a polymer that is copolymerized with maleic anhydride and/or has grafted maleic anhydride. Such materials are available from Europe under the trade name EGOBAVOMOF)

Як правило, окислення першого матеріалу 200 відбувається в окислювальному середовищі.As a rule, the oxidation of the first material 200 occurs in an oxidizing environment.

Наприклад, окислення може бути здійснене або прискорене піролізом в окислювальному середовищі, такому як повітря або аргон, збагачений повітрям. Для сприяння окисленню до матеріалу перед окисленням або в процесі окислення можуть бути додані різні хімічні речовини, такі як окислювачі, кислоти або основи. Наприклад, перед окисленням можна додавати пероксид (наприклад, бензоїлпероксид).For example, oxidation can be accomplished or accelerated by pyrolysis in an oxidizing medium such as air or argon enriched air. Various chemicals, such as oxidizing agents, acids, or bases, may be added to the material prior to or during oxidation to promote oxidation. For example, a peroxide (for example, benzoyl peroxide) can be added before oxidation.

Системи для окисленняSystems for oxidation

На ФІГ. 22 представлена технологічна схема 5000, яка включає різні стадії в системі окислювальної попередньої обробки сировини. На першій стадії 5010 з джерела вихідного матеріалу подається суха сировина. Джерело вихідного матеріалу може включати, наприклад, платформу або контейнер для зберігання, які сполучені з розташованим на одній лінії реактором для окислення через конвеєрну стрічку або інший пристрій для транспортування сировини.In FIG. 22 presents a technological scheme 5000, which includes various stages in the system of oxidative pretreatment of raw materials. In the first stage 5010, the dry raw material is supplied from the raw material source. The feedstock source may include, for example, a platform or storage container that is connected to an in-line oxidation reactor via a conveyor belt or other feedstock transport device.

Як описано вище, перед доставкою в реактор для окислення суха сировина з джерела вихідного матеріалу може бути попередньо перероблена. Наприклад, якщо сировина одержана з рослинних джерел, то певні частини рослинного матеріалу можуть бути видалені перед збиранням рослинного матеріалу і/або перед доставкою рослинного матеріалу в пристрій для транспортування сировини.As described above, the dry feedstock from the feedstock source may be preprocessed prior to delivery to the oxidation reactor. For example, if the raw material is obtained from plant sources, then certain parts of the plant material may be removed before harvesting the plant material and/or before delivering the plant material to the raw material transport device.

Альтернативно або додатково, сировину біомаси можна піддавати механічній переробці (наприклад, для зниження середньої довжини волокон в сировині) перед доставкою в реактор для окислення.Alternatively or additionally, the biomass feedstock can be subjected to mechanical processing (for example, to reduce the average fiber length in the feedstock) before delivery to the reactor for oxidation.

Після механічної переробки 5020 сировина 5030 транспортується в систему для змішування, яка подає воду 5150 в сировину в процесі механічного змішування. Об'єднання води з переробленою сировиною на стадії змішування 5040 приводить до водної суспензії 5050 сировини, яку потім можна обробляти одним або декількома окислювачами.After mechanical processing 5020, raw material 5030 is transported to a mixing system that supplies water 5150 to the raw material during mechanical mixing. The combination of water with processed raw materials at the stage of mixing 5040 leads to an aqueous suspension 5050 of raw materials, which can then be treated with one or more oxidizers.

Як правило, в суміш додають один літр води на кожні 0,02-1,0 кг сухої сировини. Співвідношення сировини і води в суміші залежить від джерела сировини і конкретних окислювачів, використовуваних далі в процесі загалом. Наприклад, при звичайних промислових послідовностях переробки лігноцелюлозної біомаси водна суспензія 5050 сировини включає від приблизно 0,5 кг до приблизно 1,0 кг сухої біомаси на літр води.As a rule, one liter of water is added to the mixture for every 0.02-1.0 kg of dry raw materials. The ratio of raw materials and water in the mixture depends on the source of raw materials and specific oxidizers used further in the process in general. For example, in conventional industrial lignocellulosic biomass processing sequences, aqueous suspension 5050 feedstock includes from about 0.5 kg to about 1.0 kg of dry biomass per liter of water.

У деяких варіантах здійснення на стадії змішування сировини 5040 в суспензію сировини також може бути додана одна або декілька захищаючих волокна добавок 5170. Захищаючі волокна добавки сприяють зниженню деградації певних типів волокон біомаси (наприклад, целюлозних волокон) в процесі окислення сировини. Захищаючі волокна добавки можна використовувати, наприклад, якщо бажаний продукт переробки лігноцелюлозної сировини включає целюлозні волокна. Типові захищаючі волокна добавки включають сполуки магнію, такі як гідроксид магнію. Концентрації захищаючих волокна добавок в суспензії 5050 сировини можуть складати, наприклад, від 0,1 до 0,495 сухої маси сировини біомаси.In some embodiments, one or more fiber-protecting additives 5170 may also be added to the feedstock slurry at the feedstock mixing stage 5040. Fiber-protecting additives help reduce the degradation of certain types of biomass fibers (eg, cellulosic fibers) during feedstock oxidation. Fiber-protecting additives can be used, for example, if the desired product of the processing of lignocellulosic raw materials includes cellulose fibers. Typical fiber-protecting additives include magnesium compounds such as magnesium hydroxide. Concentrations of fiber-protecting additives in suspension 5050 raw materials can be, for example, from 0.1 to 0.495 dry weight of biomass raw materials.

У певних варіантах здійснення водну суспензію 5050 сировини можна піддавати необов'язковій екстракції 5180 органічним розчинником для видалення з суспензії нерозчинних у воді речовин.In certain embodiments, the aqueous suspension 5050 of the raw material can be subjected to optional extraction 5180 with an organic solvent to remove water-insoluble substances from the suspension.

Наприклад, екстракція суспензії 5050 одним або декількома органічними розчинниками приводить до очищеної суспензії і потоку органічних відходів 5210, який включає нерозчинні у воді речовини, такі як жири, масла і інші неполярні речовини на основі вуглеводнів. Придатні розчинники для проведення екстракції суспензії 5050 включають, наприклад, різні спирти, вуглеводні і галогенвуглеводні.For example, extraction of slurry 5050 with one or more organic solvents results in a purified slurry and organic waste stream 5210, which includes water-insoluble substances such as fats, oils and other non-polar hydrocarbon-based substances. Suitable solvents for carrying out the extraction of suspension 5050 include, for example, various alcohols, hydrocarbons and halogenated hydrocarbons.

У деяких варіантах здійснення водну суспензію 5050 сировини можна піддавати необов'язковій термічній обробці 5190 для подальшої підготовки сировини до окислення. Приклад термічної обробки включає нагрівання суспензії сировини в присутності стисненої пари. У волокнистій сировині біомаси стиснена пара забезпечує набухання волокон, надаючи велику частину поверхонь волокон водному розчиннику і окислювачам, які подаються на подальших стадіях переробки.In some embodiments, the aqueous suspension 5050 of the raw material can be subjected to an optional heat treatment 5190 to further prepare the raw material for oxidation. An example of heat treatment includes heating a suspension of raw materials in the presence of compressed steam. In fibrous biomass raw materials, the compressed steam provides swelling of the fibers, giving a large part of the fiber surfaces to the aqueous solvent and oxidants, which are fed in the further stages of processing.

У певних варіантах здійснення водну суспензію 5050 сировини можна піддавати необов'язковій обробці основними речовинами 5200. Обробка однією або декількома основними речовинами може полегшити відділення лігніну від целюлози в лігноцелюлозній сировині біомаси, тим самим поліпшуючи подальше окислення сировини. Типові основні речовини включають гідроксиди лужних і лужноземельних металів, такі як гідроксид натрію, гідроксид калію і гідроксид кальцію. Як правило, можна використовувати множину основних речовин, звичайно в концентраціях від приблизно 0,0195 до приблизно 0,595 сухої маси сировини.In certain embodiments, the aqueous suspension of feedstock 5050 can be optionally treated with basic substances 5200. Treatment with one or more basic substances can facilitate the separation of lignin from cellulose in the lignocellulosic biomass feedstock, thereby improving subsequent oxidation of the feedstock. Typical basic substances include hydroxides of alkali and alkaline earth metals, such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and calcium hydroxide. Generally, a plurality of basic substances can be used, usually in concentrations of from about 0.0195 to about 0.595 of the dry weight of the raw material.

Водна суспензія 5050 сировини транспортується (наприклад, через вмонтовану в лінію систему труб) в камеру, яка може являти собою камеру для попередньої окислювальної переробки або реактор для окислення. На стадії попередньої окислювальної переробки 5060 в рідку суспензію 5050 сировина додають один або декілька окислювачів 5160 з утворенням окислювального середовища. У деяких варіантах здійснення, наприклад, окислювачі 5160 можуть включати пероксид водню.Aqueous slurry 5050 of feedstock is transported (eg, through an in-line piping system) to a chamber, which may be a pre-oxidative processing chamber or an oxidation reactor. At the stage of preliminary oxidative processing 5060, one or more oxidizing agents 5160 are added to the liquid suspension 5050 of the raw material to form an oxidizing medium. In some embodiments, for example, oxidizing agents 5160 may include hydrogen peroxide.

Пероксид водню можна додавати в суспензію 5050 у вигляді водного розчину і у співвідношеннях в діапазоні від З до 30-35 мас. 95 суспензії 5050. Пероксид водню має ряд переваг як окислювач.Hydrogen peroxide can be added to suspension 5050 in the form of an aqueous solution and in ratios ranging from 3 to 30-35 wt. 95 suspension 5050. Hydrogen peroxide has a number of advantages as an oxidizer.

Наприклад, водний розчин пероксиду водню є відносно недорогим, відносно хімічно стабільним і не є особливо шкідливим відносно інших окислювачів (і, таким чином, не вимагає обтяжливих процедур зберігання і дорогого захисного обладнання). Більше того, пероксид водню розкладається з утворенням води в процесі окислення сировини, так що очищення потоку відходів є відносно нескладним і недорогим.For example, an aqueous solution of hydrogen peroxide is relatively inexpensive, relatively chemically stable, and not particularly harmful relative to other oxidizing agents (and thus does not require burdensome storage procedures and expensive protective equipment). Moreover, hydrogen peroxide decomposes with the formation of water in the process of oxidation of raw materials, so that the treatment of the waste stream is relatively simple and inexpensive.

У певних варіантах здійснення окислювачі 5160 можуть включати кисень (наприклад, газоподібний кисень) або окремо, або в комбінації з пероксидом водню. Газоподібним киснем можна барботувати суспензію 5050 у співвідношеннях в діапазоні від 0,5 до 10 мас. 95 суспензії 5050. Альтернативно або додатково, газоподібний кисень також можна подавати у водну фазу при рівновазі з суспензією 5050 (наприклад, парова головка над суспензією 5050). Газоподібний кисень можна подавати або в камеру для попередньої окислювальної переробки, або в реактор для окислення (або в обидва), залежно від конфігурації системи для окислювальної переробки. Звичайно, наприклад, парціальний тиск кисню в парі над суспензією 5050 перевищує атмосферний тиск кисню і знаходиться в діапазоні від 0,5 до 35 бар залежно від природи сировини.In certain embodiments, the oxidizing agents 5160 may include oxygen (eg, oxygen gas) either alone or in combination with hydrogen peroxide. Gaseous oxygen can be used to bubble suspension 5050 in ratios ranging from 0.5 to 10 wt. 95 slurry 5050. Alternatively or additionally, oxygen gas can also be fed into the aqueous phase in equilibrium with the slurry 5050 (eg, a steam header over the slurry 5050). Oxygen gas can be supplied to either the pre-oxidative processing chamber or the oxidation reactor (or both), depending on the configuration of the oxidative processing system. Of course, for example, the partial pressure of oxygen in the vapor above the suspension 5050 exceeds the atmospheric pressure of oxygen and is in the range from 0.5 to 35 bar depending on the nature of the raw material.

Газоподібний кисень можна подавати в чистій формі або він може бути змішаний з одним або декількома газами-носіями. Наприклад, в деяких варіантах здійснення, повітря під високим тиском надає кисень у водяній парі. У певних варіантах здійснення газоподібний кисень може безперервно подаватися в паровій фазі для забезпечення того, щоб в процесі переробки сировини концентрація кисню в парі залишалася в певних заданих межах. У деяких варіантах здійснення газоподібний кисень може бути спочатку введений в достатній концентрації для окислення сировини, а потім сировина може транспортуватися в закриту ємність, що знаходиться під тиском (наприклад, реактор для окислення), для переробки.Oxygen gas can be supplied in its pure form or it can be mixed with one or more carrier gases. For example, in some embodiments, high-pressure air provides oxygen in the water vapor. In certain embodiments, gaseous oxygen can be continuously supplied in the vapor phase to ensure that during the processing of raw materials, the concentration of oxygen in the vapor remains within certain predetermined limits. In some embodiments, gaseous oxygen may first be introduced in sufficient concentration to oxidize the feedstock, and then the feedstock may be transported to a closed, pressurized vessel (eg, an oxidation reactor) for processing.

У певних варіантах здійснення окислювачі 5160 можуть включати кисень, що виділяється (наприклад, радикали кисню). Як правило, кисень, що виділяється, (атомарний), утворюється, при необхідності, в реакторі для окислення або в камері, що знаходиться в гідравлічному сполученні з реактором для окислення, в результаті однієї або декількох реакцій розкладання. Наприклад, в деяких варіантах здійснення, атомарний кисень може утворитися в результаті реакції між МО і О»5 в газовій суміші або в розчині. У певних варіантах здійснення атомарний кисень може утворитися при розкладанні НОСІ в розчині. Інші способи, за допомогою яких може утворитися атомарний кисень, включають електрохімічне генерування, наприклад в розчині електролітів.In certain embodiments, the oxidants 5160 may include released oxygen (eg, oxygen radicals). As a rule, the released oxygen (atomic) is formed, if necessary, in the oxidation reactor or in a chamber in hydraulic communication with the oxidation reactor, as a result of one or more decomposition reactions. For example, in some embodiments, atomic oxygen can be formed as a result of the reaction between MO and O»5 in a gas mixture or in solution. In certain embodiments, atomic oxygen may be formed upon decomposition of NOSI in solution. Other ways in which atomic oxygen can be generated include electrochemical generation, such as in an electrolyte solution.

Як правило, кисень, що виділяється, є ефективним окислювачем завдяки відносно високій реакційній здатності кисневих радикалів. Однак кисень, що виділяється, також може бути відносно селективним окислювачем. Наприклад, коли лігноцелюлозна сировина обробляється киснем, що виділяється, переважно відбувається селективне окислення лігніну відносно інших компонентів сировини, таких як целюлоза. У результаті, окислення сировини киснем, що виділяється, забезпечує спосіб селективного видалення фракції лігніну з певних типів сировини. Звичайно, для досягнення ефективного окислення використовують концентрації кисню, що виділяється, від приблизно 0,5 до 595 сухої маси сировини.As a rule, the oxygen released is an effective oxidant due to the relatively high reactivity of oxygen radicals. However, the evolved oxygen can also be a relatively selective oxidant. For example, when lignocellulosic raw materials are treated with released oxygen, the selective oxidation of lignin with respect to other components of the raw material, such as cellulose, takes place. As a result, the oxidation of raw materials with released oxygen provides a method of selective removal of the lignin fraction from certain types of raw materials. Of course, in order to achieve effective oxidation, concentrations of released oxygen from about 0.5 to 595 of the dry weight of the raw material are used.

Без зв'язку з теорією вважають, що кисень, що виділяється, реагує з лігноцелюлозною сировиною щонайменше по двох різних механізмах. По першому механізму кисень, що виділяється, піддається реакції приєднання до лігніну, приводячи до часткового окислення лігніну, яке солюбілізує лігнін у водному розчині. В результаті, солюбілізований лігнін може бути видалений з іншої частини сировини шляхом промивання. По другому механізму кисень, що виділяється, руйнує бутанові поперечні зшивки іабо розкриває ароматичні кільця, які сполучені через бутанові поперечні зшивки. В результаті, розчинність водного розчину лігніну зростає, сприяючи відділенню фракції лігніну від іншої частини сировини шляхом промивання.Without regard to theory, it is believed that the released oxygen reacts with the lignocellulosic raw material by at least two different mechanisms. According to the first mechanism, the released oxygen undergoes a reaction of attachment to lignin, leading to partial oxidation of lignin, which solubilizes lignin in an aqueous solution. As a result, solubilized lignin can be removed from the rest of the raw material by washing. According to the second mechanism, the released oxygen destroys butane cross-links or opens aromatic rings connected through butane cross-links. As a result, the solubility of the aqueous solution of lignin increases, contributing to the separation of the lignin fraction from the rest of the raw material by washing.

У деяких варіантах здійснення окислювачі 5160 включають озон (Оз). Застосування озону може вносити деякі умови поводження з хімічними реагентами в послідовності окислювальної переробки.In some embodiments, the oxidizing agents 5160 include ozone (Oz). The use of ozone can introduce some conditions for the handling of chemical reagents in the sequence of oxidative processing.

При понадміру надмірно енергійному нагріванні водний розчин озону може швидко розкластися з потенційно несприятливими наслідками як для людей, що є операторами системи, так і для обладнання системи. Таким чином, озон звичайно утворюється в термічно ізольованій ємності з потовщеними стінками, окремо від ємності, яка містить суспензію сировини, і транспортується до неї на відповідній стадії способу.If heated excessively, the aqueous ozone solution can rapidly decompose with potentially adverse consequences for both the people operating the system and the system equipment. Thus, ozone is usually formed in a thermally insulated container with thickened walls, separate from the container containing the suspension of raw materials, and transported to it at the appropriate stage of the method.

Без зв'язку з теорією вважають, що озон розкладається на кисень і радикали кисню, і що радикали кисню (наприклад, атомарний кисень) відповідальні за окислювальні властивості озону так, як описано вище. Озон, як правило, переважно окисляє фракцію лігніну в лігноцелюлозних матеріалах, залишаючи фракцію целюлози відносно незачепленою.Without wishing to be bound by theory, it is believed that ozone decomposes into oxygen and oxygen radicals, and that oxygen radicals (eg, atomic oxygen) are responsible for the oxidizing properties of ozone as described above. Ozone tends to preferentially oxidize the lignin fraction in lignocellulosic materials, leaving the cellulose fraction relatively unaffected.

Умови окислення на основі озону сировини біомаси, як правило, залежать від природи біомаси.Conditions for ozone-based oxidation of biomass raw materials usually depend on the nature of the biomass.

Наприклад, для целюлозної і/або лігноцелюлозної сировини концентрації озону від 0,1 до 20 г/м3 сухої сировини забезпечують ефективне окислення сировини. Як правило, вміст води в суспензії 5050 складає від 10 до 80 мас. 95 (наприклад, від 40 до 60 мас. 905). У процесі окислення на основі озону температура суспензії 5050 може підтримуватися в діапазоні від 0 до 100 С, щоб уникнути інтенсивного розкладання озону.For example, for cellulosic and/or lignocellulosic raw materials, ozone concentrations from 0.1 to 20 g/m3 of dry raw materials ensure effective oxidation of raw materials. As a rule, the water content in the 5050 suspension is from 10 to 80 wt. 95 (for example, from 40 to 60 wt. 905). In the ozone-based oxidation process, the temperature of the 5050 suspension can be maintained in the range of 0 to 100 C to avoid intensive ozone decomposition.

У деяких варіантах здійснення суспензія 5050 сировини може бути оброблена водним лужним розчином, який включає один або декілька гідроксидів лужних або лужноземельних металів, таких як гідроксид натрію, гідроксид калію і гідроксид кальцію, а потім оброблена газом, що містить озон, в реакторі для окислення. Було виявлено, що цей процес значно збільшує розкладання біомаси в суспензії 5050. Як правило, наприклад, концентрація іонів гідроксиду в лужному розчині складає від 0,001 до 10 мас. 95 суспензії 5050. Після змочування сировини шляхом контакту з лужним розчином в реактор для окислення подається газ, що містить озон, де він контактує з сировиною і окисляє Її.In some embodiments, the feed stock slurry 5050 may be treated with an aqueous alkaline solution that includes one or more alkali or alkaline earth metal hydroxides, such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and calcium hydroxide, and then treated with an ozone-containing gas in an oxidation reactor. It was found that this process significantly increases the decomposition of biomass in suspension 5050. As a rule, for example, the concentration of hydroxide ions in an alkaline solution is from 0.001 to 10 wt. 95 of suspension 5050. After wetting the raw material by contact with an alkaline solution, a gas containing ozone is supplied to the reactor for oxidation, where it contacts the raw material and oxidizes it.

Окислювачі 5160 можуть також включати інші речовини. У деяких варіантах здійснення, наприклад, в суспензію 5050 можна подавати окислювачі на основі галогену, такі як хлор і кисневі сполуки хлору (наприклад, гіпохлорит). У певних варіантах здійснення в суспензію 5050 можна подавати азотовмісні окислювачі. Ілюстративні азотовмісні окислювачі включають, наприклад, МО іOxidizers 5160 may also include other substances. In some embodiments, for example, halogen-based oxidants such as chlorine and chlorine oxygen compounds (eg, hypochlorite) can be added to slurry 5050. In certain embodiments, nitrogen-containing oxidants can be added to the suspension 5050. Illustrative nitrogen-containing oxidizing agents include, for example, MO and

МО». Азотовмісні речовини також можуть об'єднуватися з киснем в суспензії 5050, створюючи додаткові окислювачі. Наприклад, як МО, так і МО» об'єднуються з киснем в суспензії 5050 з утворенням нітратних сполук, які є ефективними окислювачами для сировини біомаси. Окислювачі на основі галогену і азоту можуть, в деяких варіантах здійснення, забезпечувати відбілювання сировини біомаси, залежно від природи сировини. Відбілювання може бути бажаним для певних одержуваних з біомаси продуктів, які екстрагуються на подальших стадіях переробки.MO". Nitrogen-containing substances can also combine with oxygen in suspension 5050, creating additional oxidants. For example, both MO and MO' combine with oxygen in the 5050 slurry to form nitrate compounds that are effective oxidizing agents for biomass feedstocks. Halogen- and nitrogen-based oxidants can, in some embodiments, provide bleaching of the biomass feedstock, depending on the nature of the feedstock. Bleaching may be desirable for certain biomass-derived products that are extracted in further processing stages.

Інші окислювачі можуть включати, наприклад, різні пероксикислоти, пероксіоцтові кислоти, персульфати, перкарбонати, перманганати, тетроксид осмію і оксиди хрому.Other oxidizing agents may include, for example, various peroxyacids, peroxyacetic acids, persulfates, percarbonates, permanganates, osmium tetroxide, and chromium oxides.

Після стадії попередньої окислювальної переробки 5060 суспензія 5050 сировини окислюється на стадії 5070. Якщо окислювачі 5160 додаються до суспензії 5050 в реакторі для окислення, то окислення протікає в цьому ж реакторі. Альтернативно, якщо окислювачі 5160 додаються до суспензії 5050 в камері для попередньої обробки, то суспензія 5050 транспортується в реактор для окислення через вмонтовану в лінію систему труб. Після потрапляння всередину реактора для окислення окислення сировини біомаси продовжується при контрольованому наборі навколишніх умов.After the stage of preliminary oxidation processing 5060, the suspension 5050 of the raw material is oxidized in the stage 5070. If the oxidizing agents 5160 are added to the suspension 5050 in the reactor for oxidation, then the oxidation proceeds in the same reactor. Alternatively, if oxidizers 5160 are added to slurry 5050 in a pretreatment chamber, slurry 5050 is transported to the reactor for oxidation through an in-line piping system. After entering the oxidation reactor, the oxidation of the biomass feedstock continues under a controlled set of ambient conditions.

Звичайно, наприклад, реактор для окислення являє собою циліндричну ємність, яка закрита від зовнішнього навколишнього середовища і знаходиться під тиском. Можлива як циклічна, так і безперервна робота, хоч навколишні умови, як правило, легше контролювати при потокових циклічних діях по переробці.Of course, for example, an oxidation reactor is a cylindrical container that is closed from the external environment and is under pressure. Both cyclic and continuous operation are possible, although environmental conditions are generally easier to control in flow-through cyclic processing operations.

Окислення суспензії 5050 сировини звичайно відбувається в реакторі для окислення при підвищених температурах. Наприклад, температура суспензії 5050 в реакторі для окислення звичайно підтримується вище 100 "С, в діапазоні від 120 до 240 "С. Для багатьох типів сировини біомаси окислення є особливо ефективним, якщо температура суспензії 5050 підтримується в діапазоні від 150 до 220 "С. Суспензію 5050 можна нагрівати з використанням різних теплообмінних пристроїв.Oxidation of suspension 5050 raw materials usually takes place in an oxidation reactor at elevated temperatures. For example, the temperature of the 5050 suspension in the oxidation reactor is usually maintained above 100 °C, in the range from 120 to 240 °C. For many types of biomass feedstocks, oxidation is particularly effective if the temperature of the 5050 slurry is maintained in the range of 150 to 220 "C. The 5050 slurry can be heated using a variety of heat transfer devices.

Наприклад, в деяких варіантах здійснення реактор для окислення контактує з нагрівальною банею, яка включає масло або розплавлені солі. У певних варіантах здійснення серія теплообмінних труб оточує реактор для окислення і контактує з ним, і циркулююче гаряче текуче середовище в трубах нагріває суспензію 5050 в реакторі. Інші нагрівальні пристрої, які можуть бути використані для нагрівання суспензії 5050, включають, наприклад, резистивні нагрівальні елементи, індукційні нагрівники і мікрохвильові джерела.For example, in some embodiments, the oxidation reactor contacts a heating bath that includes oil or molten salts. In certain embodiments, a series of heat exchange tubes surround and contact the oxidation reactor, and circulating hot fluid in the tubes heats the slurry 5050 in the reactor. Other heating devices that can be used to heat the suspension 5050 include, for example, resistive heating elements, induction heaters, and microwave sources.

Час знаходження суспензії 5050 сировини в реакторі для окислення можна варіювати за бажанням для переробки сировини. Як правило, суспензія 5050 знаходиться в реакторі при окисленні від 1 хвилини до 60 хвилин. Для відносно м'якого матеріалу біомаси, такого як лігноцелюлозний матеріал, час знаходження в реакторі для окислення може складати від 5 хвилин до 30 хвилин, наприклад, при тиску кисню в реакторі від З до 12 бар і при температурі суспензії від 160 до 210 "С. Однак для інших типів сировини час знаходження в реакторі для окислення може бути більшим, наприклад до 48 годин.The residence time of the suspension 5050 raw material in the oxidation reactor can be varied as desired for processing the raw material. As a rule, the 5050 suspension is in the reactor during oxidation from 1 minute to 60 minutes. For a relatively soft biomass material such as lignocellulosic material, the residence time in the reactor for oxidation can be from 5 minutes to 30 minutes, for example, at a reactor oxygen pressure of 3 to 12 bar and a slurry temperature of 160 to 210 °C However, for other types of raw materials, the residence time in the reactor for oxidation can be longer, for example up to 48 hours.

Щоб визначити відповідний час знаходження суспензії 5050 в реакторі для окислення, аліквоти суспензії можна витягувати з реактора через певні інтервали і аналізувати для визначення концентрацій конкретних продуктів, що представляють інтерес, таких як складні сахариди. Інформацію про підвищення концентрацій певних продуктів в суспензії 5050 як функцію часу можна використовувати для визначення часу знаходження для конкретних класів сировинних матеріалу.To determine the appropriate residence time of slurry 5050 in the reactor for oxidation, aliquots of the slurry can be withdrawn from the reactor at certain intervals and analyzed to determine the concentrations of specific products of interest, such as complex saccharides. Information on the increase in concentrations of certain products in suspension 5050 as a function of time can be used to determine the residence time for specific classes of raw material.

У деяких варіантах здійснення в процесі окислення суспензії 5050 сировини можна проводити корекцію рН суспензії шляхом додавання в реактор для окислення однієї або декількох хімічних речовин. Наприклад, в певних варіантах здійснення окислення протікає більш ефективно при рН в діапазоні приблизно 9-11. Для підтримання рнН в цьому діапазоні в реактор для окислення можуть бути введені такі речовини, як гідроксиди лужних і лужноземельних металів, карбонати, аміак і буферні розчини.In some embodiments, in the process of oxidation of the suspension of 5050 raw materials, it is possible to correct the pH of the suspension by adding one or more chemicals to the oxidation reactor. For example, in certain embodiments, oxidation occurs more efficiently at a pH in the range of approximately 9-11. To maintain pH in this range, substances such as hydroxides of alkali and alkaline earth metals, carbonates, ammonia and buffer solutions can be introduced into the reactor for oxidation.

У процесі окислення може бути важливою циркуляція суспензії 5050 для забезпечення достатнього контакту між окислювачами 5160 і сировиною. Циркуляції суспензії можна досягти, використовуючи різні способи. Наприклад, в деяких варіантах здійснення реактор для окислення може бути обладнаний пристроєм для механічного перемішування, який включає лопаті крильчатки або колесо з лопатями. У певних варіантах здійснення реактор для окислення може являти собою петльовий реактор, в якому водний розчинник, в якому суспендована сировина, одночасно дренується з дна реактора і рециркулює у верхню частину реактора шляхом накачування, тим самим забезпечуючи, щоб суспензія постійно багаторазово перемішувалася і не застоювалася в реакторі.Circulation of the slurry 5050 may be important in the oxidation process to ensure sufficient contact between the oxidizers 5160 and the feedstock. Circulation of the suspension can be achieved using various methods. For example, in some embodiments, the oxidation reactor may be equipped with a mechanical stirring device that includes impeller blades or a bladed wheel. In certain embodiments, the oxidation reactor may be a loop reactor in which the aqueous solvent in which the feedstock is suspended is simultaneously drained from the bottom of the reactor and recirculated to the top of the reactor by pumping, thereby ensuring that the slurry is continuously mixed multiple times and does not stagnate in reactors

Після завершення окислення сировини суспензія транспортується в пристрій для розділення, де протікає стадія механічного розділення 5080. Як правило, стадія механічного розділення 5080 включає одну або декілька стадій тонкої фільтрації із зростанням міри фільтрації суспензії для механічного розділення твердих і рідких складових.After the oxidation of the raw material is complete, the suspension is transported to the separation device where the mechanical separation stage 5080 takes place. Typically, the mechanical separation stage 5080 includes one or more stages of fine filtration with an increasing degree of filtration of the suspension for mechanical separation of solid and liquid components.

Рідка фаза 5090 відділяється від твердої фази 5100, після чого ці дві фази переробляються незалежно. Тверда фаза 5100 необов'язково може піддаватися стадії висушування 5120, наприклад, в пристрої для висушування. Стадія висушування 5120 може включати, наприклад, механічний розподіл твердого матеріалу на поверхні для висушування і випарювання води з твердої фази 5100 шляхом обережного нагрівання твердого матеріалу. Після стадії висушування 5120 (або, альтернативно, без стадії висушування 5120) тверда фаза 5100 транспортується для подальших стадій переробки 5140.The liquid phase 5090 is separated from the solid phase 5100, after which the two phases are recycled independently. The solid phase 5100 may optionally be subjected to a drying step 5120, for example, in a drying device. The drying step 5120 may include, for example, mechanically distributing the solid material on the surface to dry and evaporate water from the solid phase 5100 by gently heating the solid material. After the drying step 5120 (or, alternatively, without the drying step 5120 ), the solid phase 5100 is transported for further processing steps 5140 .

Рідка фаза 5090 необов'язково може піддаватися стадії висушування 5110 для зменшення концентрації води в рідкій фазі. У деяких варіантах здійснення, наприклад, стадія висушування 5110 може включати випарювання і/або дистиляцію, і/або екстракцію води з рідкої фази 5090 шляхом обережного нагрівання рідини. Альтернативно або додатково, для видалення води з рідкої фази 5090 можна використовувати один або декілька хімічних осушувальних реагентів. Після стадії висушування 5110 (або, альтернативно, без стадії висушування 5110) рідка фаза 5090 транспортується для подальших стадій переробки 5130, які можуть включати різні стадії хімічної і біологічної обробки, такі як хімічний і/або ферментативний гідроліз.The liquid phase 5090 may optionally be subjected to a drying step 5110 to reduce the concentration of water in the liquid phase. In some embodiments, for example, the drying step 5110 may include evaporation and/or distillation, and/or extraction of water from the liquid phase 5090 by gently heating the liquid. Alternatively or additionally, one or more chemical dewatering reagents may be used to remove water from the liquid phase of 5090. After the drying step 5110 (or, alternatively, without the drying step 5110), the liquid phase 5090 is transported for further processing steps 5130, which may include various chemical and biological processing steps, such as chemical and/or enzymatic hydrolysis.

На стадії висушування 5110 утворюється потік відходів 5220, водний розчин, який включає розчинені хімічні речовини, такі як кислоти і основи, у відносно низьких концентраціях. Обробка потоку відходів 5220 може включати, наприклад, нейтралізацію рН однією або декількома мінеральними кислотами або основами. Залежно від концентрації розчинених солей в потоці відходів 5220 розчин може піддаватися частковій деїонізації (наприклад, шляхом пропускання потоку відходу через іонообмінну систему). Потім потік відходів, який включає, головним чином, воду, може рециркулювати в загальному процесі (наприклад, у вигляді води 5150), може бути відведений до іншого процесу або скинутий.The drying stage 5110 produces a waste stream 5220, an aqueous solution that includes dissolved chemicals such as acids and bases in relatively low concentrations. Treatment of the waste stream 5220 may include, for example, pH neutralization with one or more mineral acids or bases. Depending on the concentration of dissolved salts in the waste stream 5220, the solution may undergo partial deionization (for example, by passing the waste stream through an ion exchange system). The waste stream, which includes primarily water, may then be recirculated into the overall process (eg, as water 5150 ), may be diverted to another process, or disposed of.

Як правило, у випадку лігноцелюлозної сировини біомаси, після стадії розділення 5070 рідка фаза 5090 включає множину розчинних полі- і олігосахаридів, які потім можуть бути відділені і/або відновлені до сахаридів з меншою довжиною ланцюга шляхом подальших стадій переробки. Тверда фаза 5100 звичайно включає, головним чином, целюлозу, наприклад, з меншими кількостями утворюваних з геміцелюлози і лігніну продуктів.Typically, in the case of lignocellulosic biomass feedstock, after the separation step 5070, the liquid phase 5090 includes a plurality of soluble poly- and oligosaccharides, which can then be separated and/or reduced to shorter chain length saccharides by further processing steps. The solid phase 5100 usually includes mainly cellulose, for example, with smaller amounts of hemicellulose and lignin products.

У деяких варіантах здійснення окислення можна проводити при підвищеній температурі в реакторі, такому як камера для піролізу. Наприклад, знову посилаючись на ФІГ. 17, сировинні матеріали можуть бути окислені в філаментному піролізері 1712. При звичайному застосуванні окислювальний газ-носій, наприклад повітря або суміш повітря/аргон, рухається в поперечному напрямку через тримач зразка 1713, в той час як резистивний нагрівальний елемент обертається і нагрівається до бажаної температури, наприклад 325 "С. Після відповідного періоду часу, наприклад від 5 до 10 хвилин, окислений матеріал видаляється з тримача зразка. Систему, подану на ФІГ. 17, можна масштабувати і робити безперервною. Наприклад, замість дроту як нагрівальний елемент може бути використаний гвинт гвинтового транспортера. Матеріал може безперервно потрапляти в тримач зразка, наштовхуючись на нагрітий гвинт, який здійснює піроліз матеріалу. У той же час, гвинт може виштовхувати окислений матеріал з тримача зразка, забезпечуючи можливість для введення нового неокисленого матеріалу.In some embodiments, the oxidation can be carried out at an elevated temperature in a reactor, such as a pyrolysis chamber. For example, referring again to FIG. 17, raw materials may be oxidized in a filament pyrolyzer 1712. In a typical application, an oxidizing carrier gas, such as air or an air/argon mixture, is moved transversely through the sample holder 1713 while the resistive heating element is rotated and heated to the desired temperature , for example 325 °C. After a suitable period of time, for example from 5 to 10 minutes, the oxidized material is removed from the sample holder. The system shown in FIG. 17 can be scaled and made continuous. For example, instead of a wire, a screw can be used as the heating element screw conveyor. Material can continuously enter the sample holder, impinging on the heated screw, which pyrolyzes the material. At the same time, the screw can push the oxidized material out of the sample holder, providing an opportunity for new unoxidized material to be introduced.

Сировинні матеріали також можуть бути окислені в будь-якій з систем для піролізу, поданих наRaw materials can also be oxidized in any of the systems for pyrolysis presented at

ФІГ. 18-20 і описаних вище в розділі "Системи для піролізу".FIG. 18-20 and described above in the section "Systems for pyrolysis".

Знову посилаючись на ФІГ. 21, сировинні матеріали можуть бути швидко окислені шляхом покривання вольфрамового волоска 150, разом з окислювачем, таким як пероксид, бажаним целюлозним матеріалом, в той час як матеріал знаходиться у вакуумній камері 151. Для забезпечення окислення через волосок пропускають струм, який викликає швидке нагрівання волоска протягом бажаного періоду часу. Звичайно нагрівання продовжують протягом декількох секунд, а потім волоску дають охолодитися. У деяких варіантах здійснення нагрівання проводять декілька разів для забезпечення бажаної міри окислення.Referring again to FIG. 21, raw materials can be rapidly oxidized by coating a tungsten filament 150, along with an oxidizing agent such as peroxide, with a desired cellulosic material while the material is in a vacuum chamber 151. To provide oxidation, a current is passed through the filament which causes the filament to rapidly heat up. during the desired period of time. Usually, heating is continued for several seconds, and then the hair is allowed to cool. In some embodiments, the heating is carried out several times to ensure the desired degree of oxidation.

Знову посилаючись на ФІГ. 12, в деяких варіантах здійснення сировинні матеріали можуть бути окислені за допомогою звуку і/або кавітації. Як правило, для досягнення окислення матеріали обробляють ультразвуком в окислювальному середовищі, такому як вода, насичена киснем або іншим хімічним окислювачем, таким як пероксид водню.Referring again to FIG. 12, in some embodiments, raw materials may be oxidized by sound and/or cavitation. Typically, to achieve oxidation, materials are sonicated in an oxidizing medium, such as water saturated with oxygen or another chemical oxidizer, such as hydrogen peroxide.

Знову посилаючись на ФІГ. 9 ї 10, в певних варіантах здійснення, для сприяння окисленню сировинних матеріалів використовують іонізуюче випромінювання. Як правило, для досягнення окислення матеріали опромінюють в окислювальному середовищі, такому як повітря або кисень.Referring again to FIG. 9 and 10, in certain embodiments, ionizing radiation is used to promote the oxidation of raw materials. As a rule, to achieve oxidation, materials are irradiated in an oxidizing medium, such as air or oxygen.

Наприклад, для опромінення матеріалів можна використовувати гамма-випромінювання і/або опромінення електронним пучком.For example, gamma radiation and/or electron beam irradiation can be used to irradiate materials.

Інші способиOther ways

Паровий вибух можна використовувати окремо без будь-якого зі способів, описаних в цьому документі, або в комбінації з будь-яким зі способів, описаних в цьому документі.Steam explosion can be used alone without any of the methods described in this document or in combination with any of the methods described in this document.

На ФІГ. 23 показане загальне представлення всього процесу конвертування джерела волокна 400 в продукт 450, такий як етанол, способом, який включає дроблення і паровий вибух з одержанням волокнистого матеріалу 401, який потім гідролізується і конвертується, наприклад ферментується, з одержанням продукту. Джерело волокна може бути перетворене у волокнистий матеріал 401 рядом можливих способів, включаючи щонайменше один спосіб дроблення і щонайменше один спосіб парового вибуху.In FIG. 23 shows a general representation of the entire process of converting a fiber source 400 into a product 450, such as ethanol, in a manner that includes crushing and steam explosion to produce a fibrous material 401, which is then hydrolyzed and converted, such as fermented, to produce a product. The fiber source can be converted into fibrous material 401 in a number of possible ways, including at least one crushing method and at least one steam explosion method.

Наприклад, один варіант включає дроблення джерела волокна з подальшою необов'язковою стадією(ями) просіювання і необов'язковою додатковою стадією(єями) дроблення для одержання роздробленого джерела волокна 402, яке потім може бути піддане паровому вибуху з утворенням волокнистого матеріалу 401. Після процесу парового вибуху необов'язково іде процес витягання волокон для видалення рідин або "розчину" 404, що утворилися в процесі парового вибуху. Матеріал, одержаний після парового вибуху роздробленого джерела волокна, може бути додатково роздроблений на необов'язковій додатковій стадії(ях) дроблення і/або необов'язковій стадії(ях) просіювання.For example, one embodiment includes comminuting the fiber source followed by an optional screening step(s) and an optional additional comminution step(s) to produce a comminuted fiber source 402, which may then be steam exploded to form a fibrous material 401. After the process steam explosion is optionally followed by a fiber extraction process to remove liquids or "solution" 404 formed in the steam explosion process. The material obtained after the steam explosion of the crushed fiber source can be further crushed in an optional additional crushing stage(s) and/or an optional sieving stage(s).

У іншому способі волокнистий матеріал 401 спочатку піддається паровому вибуху з утворенням підданого паровому вибуху джерела волокна 410. Потім одержане піддане паровому вибуху джерело волокна піддається необов'язковому способу витягання волокон для видалення рідин або розчину.In another method, the fibrous material 401 is first steam-exploded to form a steam-exploded fiber source 410. The resulting steam-exploded fiber source is then subjected to an optional fiber extraction process to remove liquids or solution.

Потім одержане піддане паровому вибуху джерело волокна може дробитися з одержанням волокнистого матеріалу. Піддане паровому вибуху джерело волокна також може піддаватися одній або декільком додатковим стадіям просіювання і/або одній або декільком необов'язковим додатковим стадіям дроблення. Спосіб дроблення і парового вибуху джерела волокна для одержання роздробленого і підданого паровому вибуху волокнистого матеріалу додатково розглянутий нижче.The resulting steam-exploded fiber source can then be crushed to form a fibrous material. The steam-exploded fiber source may also be subjected to one or more additional sieving steps and/or one or more optional additional crushing steps. The method of crushing and steam explosion of the fiber source to obtain crushed and steam-exploded fibrous material is further discussed below.

Перед дробленням або паровим вибухом джерело волокна може бути нарізане на фрагменти або смуги матеріалу типу конфеті. Процеси дроблення здійснюють на матеріалі в сухому стані (наприклад, який має менше 0,25 мас. 95 поглиненої води), у гідратованому стані або навіть тоді, коли матеріал частково або повністю занурений у рідину, таку як вода або ізопропанол. Також спосіб необов'язково може включати стадії висушування вихідного потоку після парового вибуху або дроблення для забезпечення додаткових стадій сухого дроблення або парового вибуху. Стадії дроблення, просівання і парового вибуху можуть бути проведені в присутності або за відсутності різних хімічних розчинів.Prior to crushing or steam explosion, the fiber source may be cut into fragments or strips of confetti-like material. Crushing processes are carried out on the material in a dry state (for example, having less than 0.25 wt. 95 of absorbed water), in a hydrated state, or even when the material is partially or completely immersed in a liquid such as water or isopropanol. Also, the method may optionally include stages of drying the output stream after steam explosion or crushing to provide additional stages of dry crushing or steam explosion. The stages of crushing, sieving and steam explosion can be carried out in the presence or absence of various chemical solutions.

У способі парового вибуху джерело волокна або роздроблене джерело волокна контактує з парою під високим тиском, і пара дифундує в структури джерела волокна (наприклад, лігноцелюлозні структури). Потім пара конденсується під високим тиском, тим самим "змочуючи" джерело волокна.In the steam explosion method, the fiber source or the fragmented fiber source is contacted with steam under high pressure, and the steam diffuses into the structures of the fiber source (eg, lignocellulosic structures). The steam is then condensed under high pressure, thereby "wetting" the fiber source.

Волога в джерелі волокна може здійснювати гідроліз будь-яких ацетильних груп у джерелі волокна (наприклад, ацетильних груп у фракціях геміцелюлози), утворюючи органічні кислоти, такі як оцтова й уронова кислоти. Кислоти, у свою чергу, можуть каталізувати деполімеризацію геміцелюлози, вивільнення ксилану й обмежених кількостей глюкану. Потім, коли тиск скидається, "змочене" джерело волокна (або роздроблене джерело волокна і т. д.) "вибухає". Конденсована волога миттєво випаровується внаслідок різкого зниження тиску, і розширення водяної пари робить зсувне зусилля на джерело волокна (або роздроблене джерело волокна і т. д.). Достатнє зсувне зусилля приводить до механічного руйнування внутрішніх структур (наприклад, лігноцелюлозних структур) джерела волокна.Moisture in the fiber source can hydrolyze any acetyl groups in the fiber source (eg, acetyl groups in hemicellulose fractions) to form organic acids such as acetic and uronic acids. Acids, in turn, can catalyze the depolymerization of hemicellulose, the release of xylan and limited amounts of glucan. Then, when the pressure is released, the "soaked" fiber source (or crushed fiber source, etc.) "explodes". Condensed moisture is instantly evaporated by the sudden pressure drop, and the expansion of the water vapor exerts a shear force on the fiber source (or shredded fiber source, etc.). Sufficient shear force leads to mechanical destruction of the internal structures (for example, lignocellulosic structures) of the fiber source.

Потім роздроблений і підданий паровому вибуху волокнистий матеріал перетворюється в корисний продукт, такий як етанол. У деяких варіантах здійснення волокнистий матеріал конвертується в паливо. Одним зі способів конвертування волокнистого матеріалу в паливо є гідроліз для одержання цукрів 412, що піддаються ферментації, які потім піддають ферментації з утворенням продукту. Також можна використовувати інші відомі або невідомі способи конвертування волокнистих матеріалів у палива.The shredded and steam-exploded fibrous material is then converted into a useful product such as ethanol. In some embodiments, the fibrous material is converted to fuel. One way to convert fibrous material into fuel is through hydrolysis to produce fermentable sugars 412, which are then fermented to produce a product. Other known or unknown ways of converting fibrous materials into fuel can also be used.

У деяких варіантах здійснення, перед змішуванням з мікроорганізмом, роздроблений і підданий паровому вибуху волокнистий матеріал 401 стерилізують для знищення яких-небудь конкуруючих мікроорганізмів, що можуть знаходитися на волокнистому матеріалі. Наприклад, волокнистий матеріал можна стерилізувати шляхом впливу на волокнистий матеріал радіаційного випромінювання, такого як інфрачервоне випромінювання, ультрафіолетове випромінювання або іонізуюче випромінювання, таке як гамма-випромінювання. Мікроорганізми можна також знищувати з використанням хімічних стерилізуючих засобів, таких як відбілювач (наприклад, гіпохлорит натрію), хлоргексидин або етиленоксид.In some embodiments, prior to mixing with the microorganism, the shredded and steam-exploded fibrous material 401 is sterilized to kill any competing microorganisms that may be present on the fibrous material. For example, the fibrous material can be sterilized by exposing the fibrous material to radiation such as infrared radiation, ultraviolet radiation, or ionizing radiation such as gamma radiation. Microorganisms can also be killed using chemical sterilants such as bleach (eg, sodium hypochlorite), chlorhexidine, or ethylene oxide.

Одним зі способів гідролізу роздробленого і підданого паровому вибуху волокнистого матеріалу є використання целюлаз. Целюлази являють собою групу ферментів, які діють синергічно, гідролізуючи целюлозу. Також можна використовувати комерційно доступний ферментний комплекс АссеїЇегазеФ 1000, що містить комплекс ферментів, які забезпечують перетворення лігноцелюлозної біомаси в цукри, що піддаються ферментації .One of the methods of hydrolysis of shredded and steam-exploded fibrous material is the use of cellulases. Cellulases are a group of enzymes that act synergistically to hydrolyze cellulose. It is also possible to use the commercially available enzyme complex AssayYegazeF 1000, which contains a complex of enzymes that ensure the conversion of lignocellulosic biomass into fermentable sugars.

Відповідно до сучасного розуміння, компоненти целюлази включають ендоглюканази, екзоглюканази (целобіогідролази) і Б-глюкозидази (целобіази). Синергізм між целюлазними компонентами існує, коли гідроліз комбінацією двох або більше компонентів перевищує суму видів активності, що виявляються окремими компонентами. Загальноприйнятий механізм дії целюлазної системи (зокрема, системи Т. Іопдібгаспіашт) на кристалічну целюлозу полягає в тому, що ендоглюканаза гідролізує внутрішні В-1,4-глікозидні зв'язки аморфних областей, тим самим збільшуючи кількість експонованих невідновних кінців. Потім екзоглюканази відщеплюють целобіозні ланки від невідновних кінців, які, у свою чергу, гідролізуються р-глюкозидазами до окремих глюкозних ланок. Існує декілька конфігурацій як ендо-, так і екзоглюканаз, які відрізняються стереоспецифічністю.According to current understanding, cellulase components include endoglucanases, exoglucanases (cellobiohydrolases) and β-glucosidases (cellobiases). Synergism between cellulase components exists when hydrolysis by a combination of two or more components exceeds the sum of the types of activity exhibited by individual components. The generally accepted mechanism of action of the cellulase system (in particular, the system of T. Iopdibgaspiasht) on crystalline cellulose is that endoglucanase hydrolyzes the internal B-1,4-glycosidic bonds of amorphous regions, thereby increasing the number of exposed non-reducing ends. Then, exoglucanases cleave cellobiose units from the non-reducing ends, which, in turn, are hydrolyzed by p-glucosidases to individual glucose units. There are several configurations of both endo- and exoglucanases that differ in stereospecificity.

Як правило, для оптимального гідролізу целюлози потрібна синергічна дія компонентів у різних конфігураціях. Однак целюлази є більш схильними гідролізувати аморфні області целюлози. Існує лінійна залежність між кристалічністю і швидкостями гідролізу, причому більш високі індекси кристалічності відповідають більш повільним швидкостям гідролізу ферментом. Аморфні області целюлози гідролізуються з подвоєною швидкістю відносно кристалічних областей. Гідроліз роздробленого і підданого паровому вибуху волокнистого матеріалу може бути проведений будь-яким способом гідролізу біомаси.As a rule, optimal hydrolysis of cellulose requires a synergistic action of components in different configurations. However, cellulases are more prone to hydrolyze the amorphous regions of cellulose. There is a linear relationship between crystallinity and hydrolysis rates, with higher crystallinity indices corresponding to slower enzyme hydrolysis rates. Amorphous regions of cellulose are hydrolyzed at twice the rate of crystalline regions. Hydrolysis of shredded and steam-exploded fibrous material can be carried out by any method of biomass hydrolysis.

Паровий вибух біомаси іноді викликає утворення побічних продуктів, наприклад токсичних речовин, що є інгібіторними для активності мікробів і ферментів. Таким чином, спосіб конвертування роздробленого і підданого паровому вибуху волокнистого матеріалу в паливо може необов'язково включати стадію вапнування перед ферментацією для осадження деяких з токсичних речовин.The steam explosion of biomass sometimes causes the formation of by-products, such as toxic substances, which are inhibitory to the activity of microbes and enzymes. Thus, the method of converting shredded and steam-exploded fibrous material into fuel may optionally include a liming stage prior to fermentation to precipitate some of the toxic substances.

Наприклад, значення рН роздробленого і підданого паровому вибуху волокнистого матеріалу можна збільшувати так, щоб воно перевищувало 10, додаванням гідроксиду кальцію (Са(ОН)г) з наступною стадією зниження рН до приблизно 5 додаванням На25Ох. Потім підданий вапнуванню волокнистий матеріал можна використовувати в такому вигляді без видалення преципітату. Як показано на ФІГ. 23, необов'язкову стадію вапнування проводять безпосередньо перед стадією гідролізу роздробленого і підданого паровому вибуху волокнистого матеріалу, але також передбачається проведення стадії вапнування після стадії гідролізу і перед стадією ферментації.For example, the pH value of crushed and steam-exploded fibrous material can be increased so that it exceeds 10 by adding calcium hydroxide (Ca(OH)g), followed by a step of lowering the pH to about 5 by adding Na25Ox. The calcined fibrous material can then be used as is without removing the precipitate. As shown in FIG. 23, an optional liming stage is carried out immediately before the hydrolysis stage of the shredded and steam-exploded fibrous material, but it is also envisaged to carry out the liming stage after the hydrolysis stage and before the fermentation stage.

На ФІГ. 24 представлений приклад пристрою для парового вибуху 460. Пристрій для парового вибуху 460 включає реакційну камеру 462, у яку поміщається джерело волокна і/або волокнистий матеріал через вхідний отвір 464 для джерела волокна. Закривання клапана 465 вхідного отвору для джерела волокна закриває реакційну камеру. Крім того, реакційна камера включає вхідний отвір для стисненої пари 466, що включає паровий клапан 467. Реакційна камера, крім того, включає вихідний отвір для скидання тиску вибуху 468, що включає клапан 469 вихідного отвору, з'єднаний з циклоном 470 через з'єднувальну трубу 472. Коли реакційна камера містить джерело волокна і/або роздроблене джерело волокна і закрита закриваючими клапанами 465, 467 і 469, у реакційну камеру 462 доставляється пара шляхом відкривання клапана 467 вхідного отвору для пари, що дозволяє парі виходити через вхідний отвір для пари 466. Після того, як реакційна камера досягає заданої температури, що може займати приблизно 20-60 секунд, починається час витримування. Реакційна камера витримується при заданій температурі протягом бажаного часу витримування, який звичайно складає приблизно від 10 секунд до 5 хвилин. Наприкінці періоду витримування клапан вихідного отвору відкривається, забезпечуючи скидання тиску вибуху. Процес скидання тиску вибуху забезпечує переміщення вмісту реакційної камери 462 з вихідного отвору для скидання тиску вибуху 468, через сполучну трубу 472, у циклон 470. Потім піддане паровому вибуху джерело волокна або волокнистий матеріал виходить з циклона у формі суспензії в кошик для збирання 474, у той час як більша частина залишкової пари виходить з циклона в атмосферу через вентиляційний отвір 476. Пристрій для парового вибуху додатково включає вихідний отвір для промивання 478 із клапаном 479 вихідного отвору для промивання, сполученим із з'єднувальною трубою 472. Клапан 479 вихідного отвору для промивання закритий у процесі використання пристрою для парового вибуху 460 при паровому вибуху, але відкритий у процесі промивання реакційної камери 462.In FIG. 24 shows an example of a steam explosion device 460. The steam explosion device 460 includes a reaction chamber 462 into which a fiber source and/or fibrous material is placed through a fiber source inlet 464. Closing the fiber source inlet valve 465 closes the reaction chamber. The reaction chamber further includes a compressed vapor inlet 466 that includes a steam valve 467. The reaction chamber further includes an explosion pressure relief outlet 468 that includes an outlet valve 469 connected to the cyclone 470 via a connection pipe 472. When the reaction chamber contains the fiber source and/or the crushed fiber source and is closed by the shut-off valves 465, 467 and 469, steam is delivered to the reaction chamber 462 by opening the steam inlet valve 467, allowing the steam to escape through the steam inlet 466. After the reaction chamber reaches the desired temperature, which may take approximately 20-60 seconds, the holding time begins. The reaction chamber is held at the desired temperature for the desired holding time, which is typically about 10 seconds to 5 minutes. At the end of the holding period, the outlet valve opens, allowing the blast pressure to be released. The depressurization process moves the contents of the reaction chamber 462 from the depressurization outlet 468, through the connecting pipe 472, into the cyclone 470. The steam-exploded fiber source or fibrous material then exits the cyclone in slurry form into a collection basket 474, in while most of the residual steam exits the cyclone to the atmosphere through vent 476. The steam explosion device further includes a purge outlet 478 with a purge outlet valve 479 connected to a connecting pipe 472. The purge outlet valve 479 closed in the process of using the steam explosion device 460 in the steam explosion, but open in the process of washing the reaction chamber 462.

Задана температура реакційної камери 462 переважно складає від 180 до 240 "С або від 200 до 220 "Сб. Час витримування переважно складає від 10 секунд до 30 хвилин або від 30 секунд до 10 хвилин, або від 1 хвилини до 5 хвилин.The set temperature of the reaction chamber 462 is preferably from 180 to 240 °C or from 200 to 220 °C. The holding time is preferably from 10 seconds to 30 minutes, or from 30 seconds to 10 minutes, or from 1 minute to 5 minutes.

Оскільки процес парового вибуху приводить до осаду у вигляді підданого паровому вибуху волокнистого матеріалу, підданий паровому вибуху волокнистий матеріал необов'язково може піддаватися процесу витягання волокон, де від підданого паровому вибуху волокнистого матеріалу відділяється "розчин". Ця стадія витягання волокон є доцільною, оскільки вона забезпечує процеси подальшого дроблення і/або просівання і може забезпечити можливість конверсії волокнистого матеріалу в паливо. Процес виділення волокон проводять з використанням сітчастої тканини для відділення волокон від розчину. Крім того, також можуть бути включені процеси висушування для одержання волокнистого матеріалу або підданого паровому вибуху джерела волокна для наступної переробки.Since the steam explosion process results in a deposit in the form of a steam-exploded fibrous material, the steam-exploded fibrous material may not necessarily be subjected to a fiber drawing process where a "solution" is separated from the steam-exploded fibrous material. This step of fiber extraction is desirable because it enables further crushing and/or screening processes and can provide the possibility of converting the fibrous material into fuel. The fiber separation process is carried out using a mesh fabric to separate the fibers from the solution. In addition, drying processes may also be included to obtain a fibrous material or a steam-exploded fiber source for further processing.

Комбінування пристроїв для опромінення, піролізу, обробки ультразвуком і/або окислюванняCombination of devices for irradiation, pyrolysis, ultrasound treatment and/or oxidation

У деяких варіантах здійснення може бути корисним комбінування двох або більше окремих пристроїв для опромінення, обробки ультразвуком, піролізу і/або окислювання в єдиний гібридний пристрій. З використанням такого гібридного пристрою можна проводити кілька процесів послідовно або навіть одночасно, що дає перевагу збільшення продуктивності попередньої обробки і потенційної економії витрат.In some embodiments, it may be useful to combine two or more separate devices for irradiation, sonication, pyrolysis and/or oxidation into a single hybrid device. With the use of such a hybrid device, several processes can be carried out sequentially or even simultaneously, which gives the advantage of increasing the productivity of pre-treatment and potential cost savings.

Наприклад, розглядаються процеси опромінення електронним пучком і обробки ультразвуком.For example, the processes of electron beam irradiation and ultrasound treatment are considered.

Кожен окремий процес ефективний відносно зниження середньої молекулярної маси целюлозного матеріалу на порядок або більше, і на кілька порядків при послідовному проведенні.Each individual process is effective in reducing the average molecular weight of the cellulosic material by an order of magnitude or more, and several orders of magnitude when performed sequentially.

Процеси як опромінення, так і обробки ультразвуком, можна застосовувати з використанням гібридного пристрою для обробки електронним пучком/ультразвуком, як проілюстровано на ФІГ. 25.Both irradiation and sonication processes can be applied using a hybrid electron beam/ultrasound device, as illustrated in FIG. 25.

Гібридний пристрій для обробки електронним пучком/ультразвуком 2500 зображений над порожньою ванною (глибина «3-5 см) для суспензії целюлозного матеріалу 2550, диспергованого у водному окисному середовищі, такому як пероксид водню або пероксид карбаміду. Гібридний пристрій 2500 має джерело енергії 2510, яке живить як випромінювач електронного пучка 2540, так і рупори для обробки ультразвуком 2530.A hybrid electron beam/ultrasound treatment device 2500 is shown above an empty bath (3-5 cm deep) for suspending cellulosic material 2550 dispersed in an aqueous oxidizing medium such as hydrogen peroxide or carbamide peroxide. The hybrid device 2500 has a power source 2510 that powers both the electron beam emitter 2540 and the sonication horns 2530 .

Випромінювач електронного пучка 2540 генерує електронний пучок, який проходить через пристрій для націлювання електронного пучка 2545, щоб потрапити на суспензію 2550, що містить целюлозний матеріал. Пристрій для націлювання електронного пучка може являти собою сканер, який пропускає промінь протягом діапазону аж до приблизно 6 футів (183 см) у напрямку, приблизно паралельному поверхні суспензії 2550.Electron beam emitter 2540 generates an electron beam that passes through electron beam targeting device 2545 to impinge on slurry 2550 containing cellulosic material. The electron beam aiming device may be a scanner that transmits the beam over a range up to about 6 feet (183 cm) in a direction approximately parallel to the surface of the slurry 2550 .

На будь-якій стороні випромінювача електронного пучка 2540 знаходяться рупори для обробки ультразвуком 2530, які доставляють енергію ультразвукової хвилі до суспензії 2550. Рупори для обробки ультразвуком 2530 закінчуються знімною насадкою 2535, яка контактує з суспензією 2550.On either side of the electron beam emitter 2540 are sonication horns 2530 that deliver ultrasonic wave energy to the slurry 2550. The sonication horns 2530 terminate in a removable nozzle 2535 that contacts the slurry 2550.

Рупори для обробки ультразвуком 2530 мають ризик пошкодження внаслідок тривалого залишкового впливу опромінення електронним пучком. Таким чином, рупори можуть бути захищені стандартним екраном 2520, наприклад, виготовленим зі свинцю або сплаву, що містить важкий метал, такого як метал Ліповича, який є непроникним для випромінювання електронного пучка. Однак повинні бути ужиті запобіжні заходи, щоб переконатися в тому, що присутність екрана не впливає на ультразвукову енергію. Знімні наконечники 2535, які сконструйовані з того ж матеріалу, що і рупори 2530, і приєднані до рупорів 2530, контактують з целюлозним матеріалом 2550 у процесі переробки і, як очікується, можуть бути пошкоджені. Таким чином, знімні наконечники 2535 сконструйовані так, щоб їх було легко замінити.The 2530 sonicator horns are at risk of damage due to prolonged residual exposure to electron beam exposure. Thus, the horns can be protected by a standard shield 2520, for example, made of lead or an alloy containing a heavy metal, such as Lipovich metal, which is impermeable to electron beam radiation. However, precautions must be taken to ensure that the presence of the screen does not affect the ultrasonic energy. The removable tips 2535, which are constructed of the same material as the horns 2530 and attached to the horns 2530, come into contact with the cellulosic material 2550 during the processing process and are expected to be damaged. As such, the 2535's removable tips are designed to be easily replaceable.

Наступна перевага такого одночасного процесу обробки електронним пучком і ультразвуком полягає в тому, що ці два процеси мають взаємодоповнюючі результати. У випадку опромінення окремо електронним пучком, недостатня доза може приводити до поперечного зшивання деяких з полімерів у целюлозному матеріалі, що знижує ефективність процесу деполімеризації загалом. Для досягнення міри деполімеризації, подібної тій, котра досягається з використанням опромінення електронним пучком і обробки ультразвуком по окремості, можна також використовувати більш низькі дози опромінення електронним пучком і/або опромінення ультразвуком. Пристрій для опромінення електронним пучком також можна комбінувати з одним або декількома з високочастотних роторно- статорних пристроїв, які можна використовувати як альтернативу пристроям для обробки ультразвуком.Another advantage of this simultaneous electron beam and ultrasound treatment process is that these two processes have complementary results. In the case of a separate electron beam irradiation, an insufficient dose can lead to cross-linking of some of the polymers in the cellulosic material, which reduces the efficiency of the depolymerization process in general. To achieve a degree of depolymerization similar to that achieved using electron beam irradiation and ultrasound treatment separately, lower doses of electron beam irradiation and/or ultrasound irradiation can also be used. The electron beam device can also be combined with one or more of the high-frequency rotor-stator devices that can be used as an alternative to sonication devices.

Також можливі інші комбінації пристроїв. Наприклад, пристрій для обробки іонізуючим випромінюванням, який генерує гамма-випромінювання, випромінюване, наприклад, таблетками 90Со,Other device combinations are also possible. For example, an ionizing radiation treatment device that generates gamma radiation emitted, for example, by 90Co tablets,

можна комбінувати з джерелом електронного пучка і/або джерелом ультразвукової хвилі. У цьому випадку вимоги до екранування можуть бути більш суворими.can be combined with an electron beam source and/or an ultrasonic wave source. In this case, the shielding requirements may be more stringent.

Радіаційні пристрої для попередньої обробки біомаси, розглянуті вище, також можна комбінувати з одним або декількома пристроями, які здійснюють одну або декілька послідовностей переробки піролізом. Така комбінація також може мати перевагу високої продуктивності. Проте, необхідна обережність, оскільки можуть бути протилежні вимоги між деякими способами радіаційного опромінення і піролізом. Наприклад, при використанні пристроїв для опромінення ультразвуком може знадобитися занурення сировини в рідке окислювальне середовище. З іншого боку, як розглянуто вище, для зразка сировини, що піддається піролізу, може бути переважно, щоб він мав конкретний вміст вологи. У цьому випадку, нові системи автоматично вимірюють і проводять моніторинг конкретного вмісту вологи і регулюють його. Крім того, деякі або усі з зазначених вище пристроїв, особливо пристрій для піролізу, можна комбінувати з пристроєм для окислювання, як розглянуто вище.The radiation devices for biomass pretreatment discussed above can also be combined with one or more devices that perform one or more pyrolysis processing sequences. Such a combination can also have the advantage of high performance. However, caution is necessary, as there may be conflicting requirements between some radiation exposure methods and pyrolysis. For example, when using devices for ultrasound irradiation, it may be necessary to immerse raw materials in a liquid oxidizing medium. On the other hand, as discussed above, it may be preferable for a sample of raw material to be pyrolyzed to have a specific moisture content. In this case, new systems automatically measure and monitor specific moisture content and regulate it. In addition, some or all of the above devices, especially the pyrolysis device, can be combined with an oxidation device as discussed above.

Основні способиThe main methods

ФерментаціяFermentation

Як правило, різні мікроорганізми можуть продукувати ряд корисних продуктів, таких як паливо, шляхом впливу на попередньо оброблений матеріал біомаси, наприклад його ферментації.Generally, different microorganisms can produce a number of useful products, such as fuel, by acting on pre-treated biomass material, for example by fermenting it.

Наприклад, ферментацією або іншими способами можуть бути продуковані спирти, органічні кислоти, вуглеводні, водень, білки або суміші будь-яких з цих матеріалів.For example, alcohols, organic acids, hydrocarbons, hydrogen, proteins, or mixtures of any of these materials can be produced by fermentation or other methods.

Мікроорганізм може являти собою природний мікроорганізм або одержаний способами інженерії мікроорганізм. Наприклад, мікроорганізм може являти собою бактерію, наприклад целюлолітичну бактерію, гриб, наприклад дріжджі, рослину або одноклітинний організм, наприклад водорості, найпростіші або подібні до грибів одноклітинні організми, наприклад слизисту плісняву. Коли організми є сумісними, можна використовувати суміші організмів.A microorganism can be a natural microorganism or an engineered microorganism. For example, a microorganism can be a bacterium, such as a cellulolytic bacterium, a fungus, such as yeast, a plant, or a single-celled organism such as algae, a protozoan, or a fungus-like single-celled organism, such as a slime mold. When organisms are compatible, mixtures of organisms can be used.

Для сприяння руйнуванню матеріалів, що включають целюлозу, можна використовувати один або декілька ферментів, наприклад целюлолітичний фермент. У деяких варіантах здійснення матеріали, що включають целюлозу, спочатку обробляють ферментом, наприклад, поєднуючи матеріал і фермент у водному розчині. Потім цей матеріал можна поєднувати з мікроорганізмом. В інших варіантах здійснення матеріали, що включають целюлозу, один або декілька ферментів і мікроорганізм поєднують одночасно, наприклад, шляхом об'єднання у водному розчині.One or more enzymes, such as a cellulolytic enzyme, can be used to aid in the breakdown of cellulose-containing materials. In some embodiments, materials comprising cellulose are first treated with an enzyme, for example, by combining the material and the enzyme in an aqueous solution. This material can then be combined with a microorganism. In other embodiments, materials including cellulose, one or more enzymes, and a microorganism are combined simultaneously, for example, by combining in an aqueous solution.

Також, для сприяння руйнуванню матеріалів, що включають целюлозу, матеріали після опромінення можна обробляти нагріванням, хімічним реагентом (наприклад, мінеральною кислотою, основою або сильним окислювачем, таким як гіпохлорит натрію) і/або ферментом.Also, to promote the destruction of materials that include cellulose, the materials after irradiation can be treated with heat, a chemical reagent (eg, a mineral acid, a base, or a strong oxidizer such as sodium hypochlorite), and/or an enzyme.

У процесі ферментації цукри, що вивільняються на стадії целюлолітичного гідролізу або оцукрювання, ферментуються, наприклад, у етанол, що ферментуючим мікроорганізмом, таким як дріжджі. Придатні ферментуючі мікроорганізми здатні конвертувати вуглеводи, такі як глюкоза, ксилоза, арабіноза, маноза, галактоза, олігосахариди або полісахариди, у продукти ферментації.In the fermentation process, the sugars released at the stage of cellulolytic hydrolysis or saccharification are fermented, for example, into ethanol by a fermenting microorganism such as yeast. Suitable fermenting microorganisms are capable of converting carbohydrates such as glucose, xylose, arabinose, mannose, galactose, oligosaccharides or polysaccharides into fermentation products.

Ферментуючі мікроорганізми включають штами роду Засспаготусев5 5рр. наприклад Ззасспаготусе5 сегемізіае (пекарські дріжджі), засспаготусев аїіайсив, засспаготусе5 имагит; рід Кісумеготусев, наприклад види Кінумеготусе5 тагхіапи5, Кіпумеготусев5 Ппадіїїє; рід Сапаіїда, наприклад Сапаїйда рзецйдоїгорісаїї5 і Сапаїда Бгазвзісає, Ріспіа 5Ііріїїз (родич Сапаїда 5Ппепагає), рід Сіамізрога, наприклад види Сіамізрога Іс5йапіає і Сіамізрога орипіає, рід Распузоїеп, наприклад види Распузоїеп ТаппорпйЙив, рід Вгегаппотусе5, наприклад вид Вгейаппотусе5 сіаизепії (РПйррідіє, (с. Р., 1996, Сеїїшо5зе ріосопмегвіоп їесппоіоду, іп Напароок оп ВіоєїНнапо!: Ргодисіоп апа Ші2айноп, УУутап, С.Е., єд., Тауог в Егапсів, Мавзпіпдіоп, ОС, 179-212).Fermenting microorganisms include strains of the genus Zasspagotusev5 5yr. for example Zzasspagotuse5 segemiziae (baker's yeast), sasspagotusev aiiaysiv, sasspagotuse5 imagyt; genus Kisumegotusev, for example species Kinumegotuse5 taghiapi5, Kipumegotusev5 Ppadiiye; genus Sapaiida, for example Sapaiida rzecydoihorisaii5 and Sapaiida Bgazvzisae, Rispia 5Iiriyiz (relative of Sapaida 5Ppepagae), genus Siamizroga, for example species Siamizroga Is5yapiae and Siamizroga oripiae, genus Raspuzoiep, for example species of Raspuzoiep TapporpiyYiv, genus Vgegappotuse5 (e.g. R., 1996, Seyisho5ze riosopmegviop yesppoiodu, ip Naparook op VioyeiNnapo!: Rgodisiop apa Shi2ainop, UUutap, S.E., ed., Tauog v Egapsiv, Mavzpipdiop, OS, 179-212).

Комерційно доступні дріжджі включають, наприклад, Кейа 5їагв/І езайгте Евапої Кей (доступні відCommercially available yeasts include, for example, Keya 5iagv/I ezaigte Evapoi Kei (available from

Кеа іаг/ езайте, ОБА), ЕАЦІФ (доступні від РІеізсптапп'5 Уеабі, відділення Вигп5 РпПїйїр Роса Іпс.,Kea iag/ ezaite, BOTH), EACIF (available from RIeizsptapp'5 Ueabi, branch of Vygp5 RpPiyir Rosa Ips.,

БА), БОРЕКЗТАКТЄ (доступні від АІЖесі), СЕКТ ЗТКАМОФ (доступні від Сегі Зігапа АВ, Змедеп) іBA), BOREKZTAKTYE (available from AIZhesi), SECT ZTKAMOF (available from Segi Zigapa AV, Zmedep) and

ЕЕКМОЇ Ф (доступні від ОБМ 5ресіаніев).EECMOI F (available from OBM 5resianiev).

Бактерії, які можуть здійснювати ферментацію біомаси в етанол і інші продукти, включають, наприклад, 7утотопа5 тобіїї5 і СіІовігідійт (ПпегтосейПйшт (РПйіррідіх, 1996, вище). І езспіпе еї аї. (Іпіегпайопа! доцтаі! ої БЗувієтаїййс ап ЄЕмоішіопагу Місгобіоюду 2002, 52, 1155-1160) виділили анаеробні, мезофільні, целюлолітичні бактерії з лісового грунту, Сіовігідічт рпуюгептепіап5 5р. пом., які перетворять целюлозу в етанол.Bacteria that can ferment biomass into ethanol and other products include, for example, 7utotopa5 tobii5 and SiIovigidiit (PpegtoseiPysht (RPyirridih, 1996, above). 1155-1160) isolated anaerobic, mesophilic, cellulolytic bacteria from the forest soil, Siovigidicht rpujeheptepiap5 5r. pom., which will convert cellulose into ethanol.

Ферментацію біомаси в етанол і інші продукти можна проводити з використанням визначених типів термофільних або одержаних методами генної інженерії мікроорганізмів, таких як видиFermentation of biomass into ethanol and other products can be carried out using certain types of thermophilic or genetically engineered microorganisms, such as species

Тпептоапаегобасіег, включаючи Т. таїйНгапії, і види дріжджів, такі як види Ріспіа. Прикладом штаму Т. тайНгапії є АЗМА4, описаний у публікаціях Зоппе-Напзеп еї аї. (Арріїєа Місторіоіоду апа ВіотесппоЇоду 1993, 38, 537-541) або АнНгіпд еї а. (Агоп. Місгобіо!. 1997, 168, 114-119).Tpeptoapaegobasieg, including T. taiyNgapii, and yeast species such as Rispia species. An example of a strain of T. taiNgapia is AZMA4, described in the publications of Zoppe-Napzep et al. (Arriiea Mistoriiodu apa ViotesppoIodu 1993, 38, 537-541) or AnHipd ei a. (Agop. Misgobio!. 1997, 168, 114-119).

Для ферментації або конверсії можна використовувати дріжджі і бактерії Хупотопав. Оптимальне значення рН для дріжджів складає приблизно від рН 4 до рн 5, у той час як оптимальне значення рн для 7утотопах складає приблизно від рН 5 до рН 6. Типовий час ферментації складає приблизно відFor fermentation or conversion, you can use yeast and bacteria Khupotopav. The optimum pH for yeast is about pH 4 to pH 5, while the optimum pH for 7utopahs is about pH 5 to pH 6. A typical fermentation time is about

24 до 96 годин при температурах у діапазоні від 26 до 40 "С, однак термофільні мікроорганізми віддають перевагу більш високим температурам.24 to 96 hours at temperatures ranging from 26 to 40 "C, but thermophilic microorganisms prefer higher temperatures.

Ферменти, які руйнують біомасу, таку як целюлоза, до більш низькомолекулярних вуглеводовмісних матеріалів, таких як глюкоза, у процесі оцукрювання, називають целюлолітичними ферментами або целюлазами. Ці ферменти можуть являти собою комплекс ферментів, які діють синергічно, руйнуючи кристалічну целюлозу. Приклади целюлолітичних ферментів включають: ендоглюканази, целобіогідролази і целобіази (В-глюкозидази). Целюлозний субстрат спочатку гідролізується ендоглюканазами у випадкових областях, продукуючи олігомерні проміжні сполуки.Enzymes that break down biomass such as cellulose into lower molecular weight carbohydrate materials such as glucose in the process of saccharification are called cellulolytic enzymes or cellulases. These enzymes can be a complex of enzymes that act synergistically, destroying crystalline cellulose. Examples of cellulolytic enzymes include: endoglucanases, cellobiohydrolases, and cellobiases (B-glucosidases). The cellulosic substrate is first hydrolyzed by endoglucanases in random regions, producing oligomeric intermediates.

Потім ці проміжні сполуки стають субстратами для екзорозщеплюючих глюканаз, таких як целобіогідролаза, з утворенням целобіози, відщеплюваної від кінців полімеру целюлози. Целобіоза являє собою розчинний у воді, зв'язаний ДВ-1,4-зв'язком димер глюкози. Нарешті, целобіаза розщеплює целобіозу з утворенням глюкози.These intermediates then become substrates for exocleaving glucanases such as cellobiohydrolase to form cellobiose, which is cleaved from the ends of the cellulose polymer. Cellobiose is a water-soluble dimer of glucose linked by a DV-1,4 bond. Finally, cellobiase breaks down cellobiose to form glucose.

Целюлаза здатна руйнувати біомасу і може мати грибне або бактеріальне походження. Придатні ферменти включають целюлази з родів Васійй5, Рехепдотопав5, Нитісоїа, Еизагішт, ТПієеЇаміа,Cellulase is able to destroy biomass and can be of fungal or bacterial origin. Suitable enzymes include cellulases from the genera Vasiy5, Rehepdotopav5, Nitisoia, Eizagisht, TpyeYiamia,

Асгетопішт, Спгузозрогішт і Тгісподегіпа, а також включають види Нитісоїа, Соргіпи5, Тпівіаміа,Asgetopisht, Spguzozrogisht and Tgispodegip, and also include species of Nitisoia, Sorgipi5, Tpiviamia,

Еизагішт, Мусеїорпїйпога, Асгетопішт, Серпаіозрогішт, Зсуїаїйдіит, Репісіййшт або Азрегоїйи5 (див., наприклад, ЕР 458162), особливо целюлази, продуковані штамами, вибраними з видів Нитісоїа іпзоЇїеп5 (перекласифікованого як зсуїайідіит (пегторпйшт, див., наприклад, патент США Мо 4435307),Eizagist, Museiorpipoga, Asgetopist, Serpaiozorigist, Zsuiaiidiit, Repisiiist or Azregoii5 (see, e.g., EP 458162), especially cellulases produced by strains selected from the species of Nitisoia ipzoiliep5 (reclassified as Zsuiaidiit (pegtorpist, see, e.g., US Pat. No. 30,4435 ),

Сорііпиє сіпегеив5, Ривапйцт охузрогит, Мусеїорпїйпога Шепторпіїа, Мегіріїшив дідапієйв5, ТНівіаміаSoriipye sipegeiv5, Ryvapyst ohuzrogyt, Museiorpiipoga Sheptorpiia, Megiriishiv didapiev5, Tniviamia

Іеітевійв5, Астетопіит 5р., Астетопіит регзісіпит, Астетопішт астетопішт, Астетопішт Бргаспурепіит,Ieiteviyv5, Astetopiit 5r., Astetopiit regzisipit, Astetopisht astetopisht, Astetopisht Brgaspurepiit,

Асгтетопішт аісптотоврогит, Астетопішт обБрсіамайшт, Астетопішт ріпКепйопіає, Астетопійт гозеодгізеит, Астетопіит іпсоЇогайшт ії Асгетопішт їигаїшт; переважно з видів Нитісоїа іпзхоїЇеп5 О5М 1800, Ризапйит охузрогит О5М 2672, Мусеїїорпійпога Іпегторпіа СВ5 117.65, Серпаіозрогішт 5р. НУМ- 202, Астетопішт 5р. СВ5 478.94, Астетопішт в5р. СВ5 265.95, Астетопішт регзісіпит СВ5 169.65,Asgtetopisht aisptotovrogyt, Astetopisht obBrsiamaisht, Astetopisht ripKepyopiae, Astetopiyt gozeodgizeit, Astetopiyt ipsoYogaisht ii Asgetopisht iigaisht; mainly from the species Nitisoia ipzhoiYep5 О5М 1800, Ryzapyit ohuzrogyt О5M 2672, Museiiorpiypoga Ipegtorpia SV5 117.65, Serpaiozorogyst 5r. NUM-202, Astetopisht 5r. SV5 478.94, Astetopisht v5r. SV5 265.95, Astetopisht regsicipit SV5 169.65,

Асгетопішт асгетопішт АНИ 9519, СерНнаІозрогішт в5р. СВ 535.71, Астетопішт Бргаспурепіт СВ5 866.73, Астетопішт аісптотовзрогит СВ5 683.73, Асгетопішт оБбсіамайшт СВ 311.74, Астетопійт ріпКкепопіаеє СВ5 157.10, Астетопішт гозеодгізвеит СВ5 134.56, Астетопішт іпсоіїогашт СВ5 146.62 іAsgetopisht Asgetopisht ANA 9519, SerNnaIozrogisht v5r. SV 535.71, Astetopisht Brgaspurepit SV5 866.73, Astetopisht aisptotovzrogyt SV5 683.73, Asgetopisht oBbsiamaisht SV 311.74, Astetopisht ripKkepopiaee SV5 157.10, Astetopisht gozeodgizveit SV5 134.56, Astetopisht ipsoiis SV5 64.56.

Асгетопішт їигайшт СВ5 299.70Н. Целюлолітичні ферменти також можуть бути одержані зAsgetopisht iigaisht SV5 299.70N. Cellulolytic enzymes can also be obtained from

Спгузозрогішт, переважно штаму СПпгузозрогішт ІшсКпомжепзе. Крім того, можна використовуватиSpguzozrogisht, mainly strain SPpguzozrogisht IshsKpomzhepze. In addition, you can use

Типісподепта (зокрема Тгісподегта мігіде, Тгісподегта геезеї і Тгісподегта Копіпадії), алкалофільніTypispodepta (in particular Thispodegta migide, Thispodegta geezei and Thispodegta Copipadia), alkalophilic

Васійи5 (див., наприклад, патент США Мо 3844890 і ЕР 458162) і Зігеріотусез (див., наприклад, ЕР 458162). Бактерія, засспагорпадиз адедгадап5, продукує суміш ферментів, здатних здійснювати руйнування ряду целюлозних матеріалів, і її також можна використовувати в цьому процесі.Vasiyi5 (see, for example, US Patent No. 3,844,890 and EP 458,162) and Zigeriotusez (see, for example, EP 458,162). The bacterium, sasspagorpadiz adedgadap5, produces a mixture of enzymes capable of breaking down a number of cellulosic materials, and it can also be used in this process.

З грунту також були виділені анаеробні целюлолітичні бактерії, наприклад нові целюлолітичні видиAnaerobic cellulolytic bacteria, such as new cellulolytic species, were also isolated from the soil

Сіозігідіит, Сіозігідічт рпусотегтепіапз 5р. пом. (див. І езопіпе еї. аї., Іпегпайопаї доигпаї ої Зузієтаїййс апа ЕмоІшіопагу Місгоріоіоду (2002), 52, 1155-1160).Siozygiditis, Siozygidicht rpusotegtepiapz 5 years. d. (see I ezopipe ei. ai., Ipegpaiopai doigpai oi Zuzietaiiys apa EmoIshiopagu Misgorioiodu (2002), 52, 1155-1160).

Також можна використовувати целюлолітичні ферменти, одержані з використанням рекомбінантної технології (див., наприклад, УМО 2007/071818 ії УМО 2006/110891).It is also possible to use cellulolytic enzymes obtained using recombinant technology (see, for example, UMO 2007/071818 and UMO 2006/110891).

Використовувані целюлолітичні ферменти можуть бути одержані ферментацією зазначених штамів мікроорганізмів на живильному середовищі, що містить придатні джерела вуглецю й азоту і неорганічні солі, з використанням способів, відомих у даній галузі (див., наприклад, Веппей, 9. МУ. апаThe cellulolytic enzymes used can be obtained by fermentation of the indicated strains of microorganisms on a nutrient medium containing suitable sources of carbon and nitrogen and inorganic salts, using methods known in the field (see, for example, Veppei, 9. MU. apa

І абиге, Г.. (еа5з.), Моге Сепе Мапіршіаїйоп5 іп Рипді, Асадетіс Рге55, СА 1991). Придатні середовища доступні від комерційних постачальників або їх можна одержувати відповідно до опублікованих композицій (наприклад, у каталогах Атегісап Туре Сийиге СоПесіоп). Діапазони температур і інші умови, придатні для вирощування і продукції целюлази, відомі в даній галузі (див., наприклад, Ваїеу,I abige, G.. (ea5z.), Moge Sepe Mapirshiaiop5 ip Rypdi, Asadetis Rge55, SA 1991). Suitable media are available from commercial suppliers or can be obtained according to published compositions (for example, in Ategisap Toure Siyige SoPesiop catalogs). Temperature ranges and other conditions suitable for cellulase growth and production are known in the art (see, e.g., Vaieu,

У.Е., апа Ов, О.Е., Віоспетіса! Епаіпеегіпд Еипдатепіа!5, МсСтам/-НІЇЇ ВооК Сотрапу, МУ, 1986).U.E., apa Ov, O.E., Viospetisa! Epaipeegipd Eipdatepia!5, MsStam/-NIIII VooK Sotrapu, MU, 1986).

Обробку целюлози целюлазою звичайно проводять при температурах від 30 до 65 "С. Целюлази активні в діапазоні рН приблизно від З до 7. Тривалість стадії оцукрювання може складати аж до 120 годин. Дозування целюлазного ферменту забезпечує досить високий рівень конверсії целюлози.Processing of cellulose with cellulase is usually carried out at temperatures from 30 to 65 "С. Cellulases are active in the pH range from approximately 3 to 7. The duration of the saccharification stage can be up to 120 hours. The dosage of the cellulase enzyme ensures a fairly high level of cellulose conversion.

Наприклад, відповідне дозування целюлази, як правило, складає від 5,0 до 50 одиниць фільтрувального паперу (ЕРО або МЕ) на грам целюлози. ЕРИ є стандартною мірою і визначається і виміряються згідно з Спозе (1987, Риге апа Аррі. Спет. 59:257-268).For example, a suitable cellulase dosage is typically 5.0 to 50 filter paper units (EPO or ME) per gram of cellulose. ERI is a standard measure and is defined and measured according to Spoze (1987, Ryge apa Arri. Spect. 59:257-268).

Можна використовувати переносні ферментери, як описано в попередній патентній заявці США із серійним номером 60/832735, у даний час опублікована міжнародна заявка Мо МО 2008/011598.Portable fermenters can be used as described in US Patent Application Serial No. 60/832735, currently published International Application Ser. No. MO 2008/011598.

ГазифікаціяGasification

На додаток до застосування піролізу для попередньої обробки сировини, піроліз також можна використовувати для переробки попередньо обробленої сировини з метою екстракції корисних матеріалів. Зокрема, можна використовувати форму піролізу, відому як газифікація, для одержання паливних газів разом з різними іншими газоподібними, рідкими і твердими продуктами. Для проведення газифікації попередньо оброблена сировина подається в камеру для піролізу і нагрівається до високої температури, звичайно 700 "С або більше. Використовувана температура залежить від ряду факторів, включаючи природу сировини і бажані продукти.In addition to using pyrolysis to pretreat raw materials, pyrolysis can also be used to process pretreated raw materials to extract useful materials. In particular, a form of pyrolysis known as gasification can be used to produce fuel gases along with various other gaseous, liquid and solid products. For gasification, pretreated feedstock is fed into a pyrolysis chamber and heated to a high temperature, typically 700°C or more. The temperature used depends on a number of factors, including the nature of the feedstock and the desired products.

Для сприяння газифікації в камеру для піролізу також додають деякі кількості кисню (наприклад, у вигляді чистого газоподібного кисню і/або у вигляді повітря) і пари (наприклад, перегрітої пари). Ці сполуки реагують з вуглецевмісним сировинним матеріалом у багатостадійній реакції з утворенням суміші газів, яка називається синтетичним газом (або "сингазом" (синтез-газом)). По суті, у ході газифікації в камеру для піролізу подається обмежена кількість кисню для забезпечення згоряння частини сировинного матеріалу з утворенням монооксиду вуглецю і генерування технологічного тепла. Потім технологічне тепло може бути використане для запуску другої реакції, яка перетворює додатковий сировинний матеріал у водень і монооксид вуглецю.Some amounts of oxygen (eg, pure gaseous oxygen and/or air) and steam (eg, superheated steam) are also added to the pyrolysis chamber to aid gasification. These compounds react with carbon-containing feedstock in a multistage reaction to form a gas mixture called syngas (or "syngas"). Basically, during gasification, a limited amount of oxygen is supplied to the pyrolysis chamber to ensure the combustion of part of the raw material with the formation of carbon monoxide and the generation of process heat. The process heat can then be used to start a second reaction that converts the additional feedstock into hydrogen and carbon monoxide.

На першій стадії загальної реакції нагрівання сировинного матеріалу приводить до вуглистих залишків, які можуть включати широку множину різних сполук на основі вуглеводнів. Можуть утворитися визначені леткі речовини (наприклад, визначені газоподібні вуглеводневі матеріали), що приводить до зниження загальної маси сировинного матеріалу. Потім, на другій стадії реакції, частина леткого матеріалу, що утворюється на першій стадії, реагує з киснем у реакції горіння з утворенням як монооксиду вуглецю, так і діоксиду вуглецю. При цій реакції горіння вивільняється тепло, що запускає третю стадію реакції. На третій стадії діоксид вуглецю і пара (наприклад, вода) реагують з вуглистими залишками, що утворилися на першій стадії, з утворенням монооксиду вуглецю і газоподібного водню.In the first stage of the general reaction, heating the raw material leads to carbonaceous residues, which can include a wide variety of different hydrocarbon-based compounds. Certain volatile substances (for example, certain gaseous hydrocarbon materials) can be formed, which leads to a decrease in the total weight of the raw material. Then, in the second stage of the reaction, some of the volatile material formed in the first stage reacts with oxygen in a combustion reaction to produce both carbon monoxide and carbon dioxide. During this combustion reaction, heat is released, which triggers the third stage of the reaction. In the third stage, carbon dioxide and steam (for example, water) react with carbonaceous residues formed in the first stage, with the formation of carbon monoxide and hydrogen gas.

Монооксид вуглецю також може реагувати з парою, по водно-газовій реакції зміни (уагег да5 5пПпіЮю, з утворенням діоксиду вуглецю і додаткового газоподібного водню.Carbon monoxide can also react with steam, according to the water-gas reaction of changes (uageg da5 5pPPiUyu, with the formation of carbon dioxide and additional gaseous hydrogen.

Газифікація може бути використана як основний процес для одержання продуктів безпосередньо з попередньо обробленої сировини, наприклад, для наступного транспортування і/або продажу.Gasification can be used as the main process for obtaining products directly from pre-treated raw materials, for example, for subsequent transportation and/or sale.

Альтернативно або додатково, газифікацію можна використовувати як допоміжний процес одержання палива для загальної системи переробки. Багатий воднем синтез-газ, що утворюється в процесі газифікації, можна спалювати, наприклад, для генерування електрики і/або технологічного тепла, яке може бути спрямоване для використання в інших частинах системи переробки. В результаті, загальна система переробки може бути, щонайменше частково, самозабезпечуваною. У процесі і/або після газифікації також можна одержати ряд інших продуктів, включаючи піролізні масла і газоподібні речовини на основі вуглеводнів; їх можна розділяти і зберігати або транспортувати, якщо бажано.Alternatively or additionally, gasification can be used as an auxiliary fueling process for the overall processing system. The hydrogen-rich syngas produced in the gasification process can be burned, for example, to generate electricity and/or process heat, which can be directed for use in other parts of the processing system. As a result, the overall recycling system can be at least partially self-sufficient. In the process and/or after gasification, a number of other products can also be obtained, including pyrolysis oils and hydrocarbon-based gaseous substances; they can be separated and stored or transported if desired.

Для газифікації попередньо обробленої сировини придатна множина різних камер для піролізу, включаючи камери для піролізу, описані в даному документі. Зокрема, системи реакторів із псевдозрідженим шаром, у яких попередньо оброблену сировину піддають флюїдизації в парі і кисні/повітрі, забезпечують відносно високу продуктивність і безпосереднє виділення продуктів. Тверді вуглисті залишки, що залишаються після газифікації в системі з псевдозрідженим шаром (або в інших камерах для піролізу), можна спалювати для генерування додаткового технологічного тепла, використовуваного для запуску наступних реакцій газифікації.A number of different pyrolysis chambers are suitable for gasification of pretreated feedstocks, including the pyrolysis chambers described herein. In particular, fluidized bed reactor systems, in which pretreated raw materials are subjected to fluidization in steam and oxygen/air, provide relatively high productivity and direct separation of products. The solid carbonaceous residues remaining after gasification in the fluidized bed system (or other pyrolysis chambers) can be burned to generate additional process heat used to start subsequent gasification reactions.

Наступна переробкаNext processing

ДистиляціяDistillation

Після ферментації одержані текучі середовища можуть бути піддані дистиляції з використанням, наприклад, "бражної колони" для відділення етанолу й інших спиртів від більшої частини води і залишкових твердих речовин. Пара, що виходить із бражної колони, може являти собою, наприклад, мас. 95 етанол, і він може подаватися в ректифікаційну колону. Суміш практично азеотропного (92,595) етанолу і води з ректифікаційної колони може бути очищена до чистого (99,595) етанолу з використанням молекулярних сит парової фази. Осад бражних колон може бути направлений на перший ступінь триступеневого випарника. Зворотний холодильник ректифікаційної колони може забезпечити тепло для цього першого ступеня. Після першого ступеня тверді речовини можна відділити з використанням центрифуги і сушити в обертовій сушарці. Частину (2595) продукту з центрифуги можна повторно використовувати для ферментації, а залишок може бути відправлений на другий і третій ступені випарника. Велика частина конденсату випарника може бути повернута в процес у вигляді досить чистого конденсату, де його невелика частина виділяється на обробку відпрацьованої води для запобігання утворенню сполук з низькою температурою кипіння.After fermentation, the obtained fluids can be subjected to distillation using, for example, a "fermentation column" to separate ethanol and other alcohols from most of the water and residual solids. The steam coming out of the fermentation column can be, for example, mass. 95 ethanol and it can be fed to the distillation column. A mixture of substantially azeotropic (92.595) ethanol and water from the distillation column can be purified to pure (99.595) ethanol using vapor phase molecular sieves. The sludge from the fermentation columns can be sent to the first stage of a three-stage evaporator. The reflux condenser can provide the heat for this first stage. After the first stage, the solids can be separated using a centrifuge and dried in a rotary dryer. A portion (2595) of the product from the centrifuge can be reused for fermentation, and the remainder can be sent to the second and third stages of the evaporator. Much of the evaporator condensate can be returned to the process as fairly clean condensate, where a small portion is allocated to waste water treatment to prevent the formation of low-boiling compounds.

Обробка відпрацьованої водиTreatment of waste water

Обробку відпрацьованої води використовують для мінімізації потреб у додатковій воді для установки по переробці води для повторного застосування в установці. Обробка відпрацьованої води також може давати паливо (наприклад, відстій і біогаз), яке можна використовувати для підвищення загальної ефективності процесу продукції етанолу. Наприклад, як більш докладно описано нижче, відстій і біогаз можна використовувати для генерування пари й електрики, які можна використовувати в різних виробничих процесах.Waste water treatment is used to minimize the need for additional water for the water treatment plant for reuse in the plant. Wastewater treatment can also provide fuels (such as sludge and biogas) that can be used to increase the overall efficiency of the ethanol production process. For example, as described in more detail below, sludge and biogas can be used to generate steam and electricity that can be used in various manufacturing processes.

Відпрацьовану воду спочатку прокачують через сито (наприклад, решітку) для видалення великих частинок, що збираються в сміттєвий контейнер. У деяких варіантах здійснення великі частинки відправляють на сміттєві звалища. Додатково або альтернативно, великі частинки спалюють для генерування пари і/або електрики, як докладно описано нижче. Як правило, відстань у решітці складає від 1/4 дюйма (0,6 см) до 1 дюйма (2,5 см) (наприклад, 1/2 дюйма (1,3 см)).The waste water is first pumped through a sieve (for example, a grate) to remove large particles that collect in the waste container. In some embodiments, large particles are sent to landfills. Additionally or alternatively, the large particles are burned to generate steam and/or electricity, as detailed below. Typically, grid spacing is between 1/4 inch (0.6 cm) and 1 inch (2.5 cm) (eg 1/2 inch (1.3 cm)).

Потім відпрацьована вода протікає в ємність для зрівноважування, де концентрація органічних сполук у відпрацьованій воді зрівноважується протягом часу відстоювання. Як правило, час відстоювання складає від 8 годин до 3б годин (наприклад, 24 години). У ємності розташований змішувач для перемішування вмісту ємності. У деяких варіантах здійснення для перемішування вмісту ємності використовують змішувачі, розташовані по всій ємності. У визначених варіантах здійснення змішувач по суті перемішує вміст ємності для зрівноважування, так щоб умови (наприклад, концентрація і температура відпрацьованої води) по всій ємності були однаковими.The waste water then flows into an equilibration tank, where the concentration of organic compounds in the waste water is balanced during the settling time. As a rule, the settling time is from 8 hours to 3b hours (for example, 24 hours). A mixer for mixing the contents of the container is located in the container. In some embodiments, mixers located throughout the container are used to mix the contents of the container. In certain embodiments, the mixer essentially mixes the contents of the equilibration container so that the conditions (eg, concentration and temperature of the waste water) throughout the container are the same.

Перший насос перекачує воду з ємності для зрівноважування через рідинно-рідинний теплообмінник. Теплообмінник регулюється (наприклад, шляхом регулювання швидкості потоку текучого середовища через теплообмінник), так щоб відпрацьована вода, що виходить з теплообмінника, мала бажану температуру для анаеробної обробки. Наприклад, бажана температура для анаеробної обробки може складати від 40 до 60 "С.The first pump pumps water from the balancing tank through the liquid-liquid heat exchanger. The heat exchanger is regulated (for example, by adjusting the flow rate of the fluid through the heat exchanger) so that the waste water leaving the heat exchanger has the desired temperature for anaerobic treatment. For example, the desired temperature for anaerobic treatment can be from 40 to 60 "С.

Після виходу з теплообмінника відпрацьована вода потрапляє в один або декілька анаеробних реакторів. У деяких варіантах здійснення концентрація відстою в кожному анаеробному реакторі є такою ж, як і загальна концентрація відстою у відпрацьованій воді. В інших варіантах здійснення в анаеробному реакторі відстій має більш високу концентрацію, ніж загальна концентрація відстою у відпрацьованій воді.After leaving the heat exchanger, the waste water enters one or more anaerobic reactors. In some embodiments, the concentration of sludge in each anaerobic reactor is the same as the total concentration of sludge in the waste water. In other embodiments, the sludge in the anaerobic reactor has a higher concentration than the total concentration of the sludge in the waste water.

У кожний анаеробний реактор, що містить відпрацьовану воду, відміряють живильний розчин, що містить азот і фосфор. Живильний розчин реагує з відстоєм в анаеробному реакторі з утворенням біогазу, що може містити 5095 метану і має теплоту згоряння приблизно 12000 британських теплових одиниць, або Віш, на фунт (28000 кдж/кг). Біогаз виходить з кожного анаеробного реактора через вентиляційний отвір і потрапляє в колектор, де множина потоків біогазу поєднується в єдиний потік.A nutrient solution containing nitrogen and phosphorus is measured into each anaerobic reactor containing waste water. The feed solution reacts with the bottom in an anaerobic reactor to form biogas, which can contain 5,095 methane and has a calorific value of approximately 12,000 British thermal units, or Vis, per pound (28,000 kJ/kg). Biogas exits each anaerobic reactor through a vent and enters a collector, where multiple biogas streams are combined into a single stream.

Компресор перекачує потік біогазу в паровий котел або двигун внутрішнього згоряння, як більш докладно описано нижче. У деяких варіантах здійснення компресор також перекачує єдиний потік біогазу через каталізатор десульфуризації. Крім того або альтернативно, компресор може перекачувати єдиний потік біогазу через седиментаційну пастку.The compressor pumps the biogas stream into a steam boiler or internal combustion engine, as described in more detail below. In some embodiments, the compressor also pumps a single stream of biogas through the desulfurization catalyst. Additionally or alternatively, the compressor may pump a single stream of biogas through a sedimentation trap.

Другий насос перекачує анаеробний вихідний потік з анаеробних реакторів в один або декілька аеробних реакторів (наприклад, реакторів для активного мулу). У кожнім аеробному реакторі розташований аератор для змішування анаеробного вихідного потоку, відстою і кисню (наприклад, кисню, що міститься в повітрі). У кожному аеробному реакторі окислювання клітинного матеріалу в анаеробному вихідному потоці приводить до продукції діоксиду вуглецю, води й аміаку.A second pump pumps the anaerobic output stream from the anaerobic reactors to one or more aerobic reactors (eg, activated sludge reactors). Each aerobic reactor is equipped with an aerator for mixing the anaerobic effluent, bottoms, and oxygen (for example, oxygen contained in air). In each aerobic reactor, the oxidation of cellular material in the anaerobic effluent leads to the production of carbon dioxide, water, and ammonia.

Аеробний вихідний потік переміщається (наприклад, за допомогою сили тяжіння) у сепаратор, де з обробленої води відділяється відстій. Частина відстою повертається в один або декілька аеробних реакторів для створення підвищеної концентрації відстою в аеробних реакторах, тим самим сприяючи аеробному руйнуванню клітинного матеріалу у відпрацьованій воді. Конвеєр видаляє надлишок відстою із сепаратора. Як більш докладно описано нижче, надлишок відстою використовується як паливо для генерування пари і/або електрики.The aerobic outlet stream is moved (for example, by gravity) to a separator, where the sludge is separated from the treated water. A portion of the bottoms is returned to one or more aerobic reactors to create an increased concentration of bottoms in the aerobic reactors, thereby promoting the aerobic destruction of cellular material in the waste water. The conveyor removes excess sludge from the separator. As described in more detail below, excess bottoms are used as fuel to generate steam and/or electricity.

Оброблена вода викачується із сепаратора у відстійник. Тверді речовини, дисперговані в обробленій воді, осідають на дно відстійника і згодом видаляються. Після періоду відстоювання оброблену воду викачують з відстійника через фільтр тонкого очищення для видалення яких-небудь додаткових твердих речовин, що залишаються у воді. У деяких варіантах здійснення в оброблену воду додають хлор для знищення патогенних бактерій. У деяких варіантах здійснення для додаткового очищення обробленої води використовують один або декілька способів фізико-хімічної сепарації. Наприклад, оброблену воду можна прокачувати через реактор для абсорбції вугіллям. Як інший приклад, оброблену воду можна прокачувати через реактор зворотного осмосу.Treated water is pumped from the separator into a sump. Solids dispersed in the treated water settle to the bottom of the sump and are subsequently removed. After the settling period, the treated water is pumped out of the settling tank through a fine filter to remove any additional solids remaining in the water. In some embodiments, chlorine is added to the treated water to kill pathogenic bacteria. In some variants of implementation, one or more methods of physical and chemical separation are used for additional purification of treated water. For example, treated water can be pumped through a coal absorption reactor. As another example, treated water can be pumped through a reverse osmosis reactor.

У процесах, описаних у даному документі, коли в якому-небудь із процесів використовують воду, вона може являти собою побутові стічні води, наприклад міські стічні води або фекальні води. У деяких варіантах здійснення стічну або фекальну воду стерилізують перед застосуванням.In the processes described in this document, when water is used in any of the processes, it may be domestic wastewater, such as municipal wastewater or sewage. In some embodiments, wastewater or fecal water is sterilized prior to use.

Стерилізацію можна проводити будь-яким бажаним способом, наприклад за допомогою опромінення, парової чи хімічної стерилізації.Sterilization can be carried out by any desired method, for example by irradiation, steam or chemical sterilization.

Спалювання відходівIncineration of waste

Продукція спирту з біомаси може приводити до утворення різних потоків побічних продуктів, придатних для генерування пари й електрики з метою використання в інших частинах установки.Alcohol production from biomass can lead to various by-product streams suitable for generating steam and electricity for use in other parts of the plant.

Наприклад, пару, генеровану при спалюванні потоків побічних продуктів, можна використовувати в процесі дистиляції. Як інший приклад, електрику, генеровану спалюванням потоків побічних продуктів, можна використовувати для живлення генераторів електронних пучків і ультразвукових перетворювачів, використовуваних для попередньої обробки.For example, steam generated by burning by-product streams can be used in the distillation process. As another example, electricity generated by burning by-product streams can be used to power electron beam generators and ultrasonic transducers used for pretreatment.

Побічні продукти, використовувані для генерування пари й електрики, утворюються з множини джерел протягом усього процесу. Наприклад, анаеробне розщеплення відпрацьованої води дає біогаз з високим вмістом метану і невелику кількість стічної біомаси (відстою). Як інший приклад, тверді речовини після дистиляції (наприклад, неконвертований лігнін целюлоза і геміцелюлоза, що залишаються після попередньої обробки й основних процесів) можна використовувати як паливо.Byproducts used to generate steam and electricity are generated from multiple sources throughout the process. For example, anaerobic digestion of waste water produces biogas with a high methane content and a small amount of waste biomass (scum). As another example, post-distillation solids (eg, unconverted lignin, cellulose and hemicellulose remaining after pretreatment and core processes) can be used as fuel.

Біогаз відводиться до двигуна внутрішнього згоряння, з'єднаного з електричним генератором, для генерування електрики. Наприклад, біогаз можна використовувати як джерело палива в двигуні для природного газу з електрозапалюванням. Як інший приклад, біогаз можна використовувати як джерело палива в двигуні для природного газу з прямим упорскуванням. Як інший приклад, біогаз можна використовувати як джерело палив для турбіни внутрішнього згоряння. Додатково або альтернативно, двигун внутрішнього згоряння може бути спроектований у конфігурації для комбінованого виробництва електричної і теплової енергії. Наприклад, тепло вихлопних газів від двигунів внутрішнього згоряння можна використовувати для забезпечення гарячої води або пари по всьому виробництву.The biogas is fed to an internal combustion engine connected to an electric generator to generate electricity. For example, biogas can be used as a fuel source in a natural gas engine with electric ignition. As another example, biogas can be used as a fuel source in a direct injection natural gas engine. As another example, biogas can be used as a fuel source for an internal combustion turbine. Additionally or alternatively, the internal combustion engine can be designed in a configuration for combined electrical and thermal energy production. For example, exhaust heat from internal combustion engines can be used to provide hot water or steam throughout production.

Відстій і тверді речовини після дистиляції спалюють для нагрівання води, що протікає через теплообмінник. У деяких варіантах здійснення вода, що протікає через теплообмінник, випарюється і перегрівається з утворенням пари. У визначених варіантах здійснення пару використовують у реакторі для попередньої обробки і при теплообміні в процесах дистиляції і випарювання. Додатково або альтернативно, пара розширюється, живлячи багатоступеневу парову турбіну, сполучену з електричним генератором. Пара, що виходить з парової турбіни, конденсується охолоджувальною водою і повертається в теплообмінник для повторного нагрівання до пари. У деяких варіантах здійснення швидкість потоку води через теплообмінник регулюється для забезпечення заданого вироблення електрики від парової турбіни, сполученої з електричним генератором. Наприклад, у теплообмінник може бути додана вода, щоб забезпечити роботу парової турбіни вище граничних умов (наприклад, турбіна обертається досить швидко для обертання електричного генератора).The residue and solids after distillation are burned to heat the water flowing through the heat exchanger. In some embodiments, the water flowing through the heat exchanger evaporates and is superheated to form steam. In certain embodiments, the steam is used in the reactor for pretreatment and during heat exchange in the processes of distillation and evaporation. Additionally or alternatively, the steam is expanded, powering a multi-stage steam turbine coupled to an electric generator. The steam leaving the steam turbine is condensed with cooling water and returned to the heat exchanger to be reheated to steam. In some embodiments, the rate of flow of water through the heat exchanger is regulated to provide a given production of electricity from a steam turbine coupled to an electric generator. For example, water may be added to the heat exchanger to allow the steam turbine to operate above the limiting conditions (for example, the turbine spins fast enough to spin an electric generator).

Хоч були описані деякі варіанти здійснення, можливі інші варіанти здійснення.Although some embodiments have been described, other embodiments are possible.

Як приклад, у той час як описано, що біогаз відводиться в двигун внутрішнього згоряння, сполучений з електричним генератором, у визначених варіантах здійснення біогаз можна пропускати через установку риформінгу палива для продукції водню. Потім водень перетворюється в електрику за допомогою паливного елемента.As an example, while the biogas is described as being fed to an internal combustion engine coupled to an electric generator, in certain embodiments the biogas may be passed through a fuel reformer to produce hydrogen. The hydrogen is then converted into electricity using a fuel cell.

Як інший приклад, у той час як описано, що біогаз спалюється окремо від відстою і твердих речовин після дистиляції, у визначених варіантах здійснення всі стічні побічні продукти можна спалювати разом з утворенням пари.As another example, while the biogas is described as being burned separately from the bottoms and solids after distillation, in certain embodiments, all waste by-products may be burned together with steam.

Продукти/співпродуктиProducts/co-products

СпиртиAlcohols

Продукований спирт може являти собою одноатомний спирт, наприклад етанол, або багатоатомний спирт, наприклад етиленгліколь або гліцерин. Приклади спиртів, що можуть бути продуковані, включають метанол, етанол, пропанол, ізопропанол, бутанол, наприклад, н-, втор- або трет-бутанол, етиленгліколь, пропіленгліколь, 1,4-бутандіол, гліцерин або суміші цих спиртів.The produced alcohol can be a monohydric alcohol, such as ethanol, or a polyhydric alcohol, such as ethylene glycol or glycerin. Examples of alcohols that can be produced include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, such as n-, sec-, or tert-butanol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, glycerin, or mixtures of these alcohols.

Кожний зі спиртів, продукованих на установці, має комерційну цінність як промислова сировина.Each of the alcohols produced at the plant has a commercial value as an industrial raw material.

Наприклад, етанол можна використовувати для виготовлення лаків і віддушок. Як інший приклад, метанол можна використовувати як розчинник, використовуваний як компонент у рідині склоочищувача. Як інший приклад, бутанол можна використовувати в пластифікаторах, смолах, глазурі і гальмових рідинах.For example, ethanol can be used to make varnishes and perfumes. As another example, methanol can be used as a solvent used as a component in a windshield wiper fluid. As another example, butanol can be used in plasticizers, resins, glazes, and brake fluids.

Біоетанол, продукований на установці, є цінним як інгредієнт, використовуваний в харчовій промисловості і виробництві напоїв. Наприклад, етанол, продукований на установці, може бути очищений до міри харчового спирту і використаний як основний інгредієнт в алкогольних напоях.The bioethanol produced at the plant is valuable as an ingredient used in the food and beverage industry. For example, the ethanol produced at the plant can be purified to the level of food grade alcohol and used as the main ingredient in alcoholic beverages.

Біоетанол, продукований на установці, також має комерційну цінність як транспортне паливо.The bioethanol produced at the plant also has commercial value as a transportation fuel.

Застосування етанолу як транспортного палива може бути здійснене з відносно невеликим вкладенням капіталу від виробників і власників двигунів з електрозапалюванням (наприклад, зміна регулювання впорскування, співвідношення палива і повітря і компоненти системи впорскування палива). Багато виробників автомобілів на даний час пропонують автомобілі на гнучкому паливі, здатні працювати на сумішах етанол/бензин, що містять аж до 85 об. 95 етанолу (наприклад, стандартне облажнання на Спему Тайое 4х4).The use of ethanol as a transportation fuel can be accomplished with relatively little capital investment from manufacturers and owners of electric ignition engines (eg, changing the injection control, fuel-air ratio, and fuel injection system components). Many car manufacturers now offer flex-fuel cars capable of running on ethanol/gasoline blends containing up to 85 vol. 95 ethanol (for example, a standard screw-up on Spema Taioe 4x4).

Біоетанол, продукований на цій установці, можна використовувати як паливо для двигунів з метою поліпшення екологічних і економічних умов за межами установки. Наприклад, етанол, продукований на цій установці і використовуваний як паливо, може знизити викиди парникових газів з антропогенних джерел (наприклад, транспортних джерел). Як інший приклад, етанол, продукований на цій установці і використовуваний як паливо для двигунів, також може замінити споживаний бензин, одержаний з нафти й очищений.The bioethanol produced at this facility can be used as engine fuel to improve environmental and economic conditions outside the facility. For example, ethanol produced at this facility and used as a fuel can reduce greenhouse gas emissions from anthropogenic sources (eg, transportation sources). As another example, the ethanol produced at this facility and used as an engine fuel can also replace the gasoline consumed, derived from petroleum and refined.

Біоетанол має більш високе октанове число, ніж загальноприйнятий бензин і, таким чином, може бути використаний для поліпшення робочих характеристик (наприклад, для забезпечення більш високих мір стиснення) двигунів з електрозапалюванням. Наприклад, невеликі кількості (наприклад, 10 об. 95) етанолу можна змішувати з бензином, щоб він діяв як добавка, що підвищує октанове число, до палива, використовуваного в двигунах з електрозапалюванням. Як інший приклад, з бензином можна змішувати більш високі кількості (наприклад, 85 об. 95) етанолу для додаткового збільшення октанового числа і заміни великих об'ємів бензину.Bioethanol has a higher octane number than conventional gasoline and thus can be used to improve the performance (for example, to provide higher compression ratios) of spark-ignition engines. For example, small amounts (such as 10 vol. 95) of ethanol can be blended with gasoline to act as an octane-enhancing additive to the fuel used in spark-ignition engines. As another example, higher amounts (eg, 85 vol. 95) of ethanol can be mixed with gasoline to further increase the octane number and replace large volumes of gasoline.

Стратегії біоетанолу розглянуті, наприклад, ОіРагдо у доита! ої ОшіооК ог Віота55 ЕШТапоїBioethanol strategies are considered, for example, OiRagdo u doita! ой ОшиооК ог Viota55 ЕШТапой

Ргодисійп апа Оетапа (ЕЇІА Еогесабвів), 2002; Зпеепап у ВіотесппоЇоду Ргодгез5, 15:8179, 1999; Мапіп уRhodisiip apa Oetapa (EIIA Eogesabviv), 2002; Zpeepap in ViotesppoYod Rgodgez5, 15:8179, 1999; Mapip in

Епгуте Місторе5 ТесппоіІоаду, 31:274, 2002; Стеег у ВіоСусіє, 61-65, Аргії 2005; І упа у Місгоріоіоду апаEpigute Mistore5 TesppoiIoadu, 31:274, 2002; Steeg in VioSusie, 61-65, Argii 2005; And upa in Misgorioiodu apa

Моїесшіаг Віоіоду Неміємв, 66:3, 506-577, 2002; Ципдаані еї аїІ., у патенті США Ме 4292406; і ВеМПату, у патенті США Мо 4094742.Moiesshiag Vioiodu Nemiemv, 66:3, 506-577, 2002; Tsypdaani ei aiI., in US patent Me 4292406; and VeMPatu, in US Pat. No. 4,094,742.

Органічні кислотиOrganic acids

Продуковані органічні кислоти можуть включати монокарбонові кислоти або полікарбонові кислоти.The organic acids produced may include monocarboxylic acids or polycarboxylic acids.

Приклади органічних кислот включають мурашину кислоту, оцтову кислоту, пропіонову кислоту, масляну кислоту, валеріанову кислоту, капронову кислоту, пальмітинову кислоту, стеаринову кислоту, щавлеву кислоту, малонову кислоту, бурштинову кислоту, глутарову кислоту, олеїнову кислоту, лінолеву кислоту, гліколеву кислоту, молочну кислоту, у-гідроксимасляну кислоту або суміші цих ееExamples of organic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, palmitic acid, stearic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, oleic acid, linoleic acid, glycolic acid, lactic acid acid, γ-hydroxybutyric acid or mixtures of these ee

Продукти харчуванняFood

У деяких варіантах здійснення весь процес ферментації або його частину можна переривати перед повним конвертуванням целюлозного матеріалу в етанол. Проміжні продукти ферментації включають високі концентрації цукру і вуглеводів. Ці проміжні продукти ферментації можна використовувати для приготування продуктів харчування, споживаних людиною або тваринами. У деяких варіантах здійснення попередня обробка целюлозного матеріалу опроміненням забезпечує стерильність проміжних продуктів ферментації (наприклад, придатну для вживання людиною). У деяких варіантах здійснення проміжні продукти ферментації вимагають наступної переробки перед застосуванням як продуктів харчування. Наприклад, для видалення вологи з проміжних продуктів ферментації з метою полегшення зберігання, обробки і підвищення терміну придатності можна використовувати сушарку. Додатково або альтернативно, проміжні продукти ферментації можна подрібнювати до тонкодисперсних частинок у лабораторному млині з нержавіючої сталі для одержання подібної до борошна речовини.In some embodiments, all or part of the fermentation process can be interrupted before the cellulosic material is completely converted to ethanol. Fermentation intermediates include high concentrations of sugars and carbohydrates. These fermentation intermediates can be used to prepare foods for human or animal consumption. In some embodiments, pre-treatment of cellulosic material with irradiation ensures sterility of fermentation intermediates (eg, suitable for human consumption). In some embodiments, the fermentation intermediates require further processing before being used as food products. For example, a dryer can be used to remove moisture from fermentation intermediates in order to facilitate storage, processing and increase shelf life. Additionally or alternatively, the fermentation intermediates can be ground to fine particles in a stainless steel laboratory mill to produce a flour-like substance.

Корм для тваринAnimal feed

Барду і розчинні речовини можна конвертувати в цінний побічний продукт процесу дистиляції- дегідратації. Після процесу дистиляції-дегідратації, барду і розчинні речовини можна сушити для поліпшення можливості зберігання або обробки матеріалу. Одержана суха барда і розчинні речовини (0005) мають низький вміст крохмалю, високий вміст жирів, високий вміст білка, високий вміст волокон і високий вміст фосфору. Таким чином, наприклад, ВООЗ може бути цінною як кормове джерело для тварин (наприклад, як кормове джерело для молочної худоби). ООС5 можна надалі комбінувати з поживними добавками, щоб задовольнити конкретні харчові потреби конкретних категорій тварин (наприклад, баланс засвоюваного лізину і фосфору для раціонів свиней).Bard and soluble substances can be converted into a valuable by-product of the distillation-dehydration process. After the distillation-dehydration process, the bard and solubles can be dried to improve the storage or handling of the material. The resulting dry bard and solubles (0005) are low in starch, high in fat, high in protein, high in fiber, and high in phosphorus. Thus, for example, WHO may be valuable as a feed source for animals (eg as a feed source for dairy cattle). OOS5 can be further combined with nutritional supplements to meet the specific nutritional needs of specific categories of animals (for example, the balance of digestible lysine and phosphorus for pig diets).

Фармацевтичні препаратиPharmaceutical drugs

Процеси попередньої обробки, розглянуті вище, можна застосовувати відносно рослин з лікарськими властивостями. У деяких варіантах здійснення обробка ультразвуком може стимулювати біологічну активність і/або біодоступність лікарських компонентів рослин з лікарськими властивостями.The pretreatment processes discussed above can be applied to plants with medicinal properties. In some embodiments, sonication can stimulate biological activity and/or bioavailability of medicinal plant components with medicinal properties.

Додатково або альтернативно, опромінення стимулює біологічну активність і/або біодоступність лікарських компонентів рослин з лікарськими властивостями. Наприклад, обробку ультразвуком і опромінення можна комбінувати при попередній обробці кори верби для стимуляції продукції саліцину.Additionally or alternatively, irradiation stimulates the biological activity and/or bioavailability of medicinal plant components with medicinal properties. For example, sonication and irradiation can be combined in the pretreatment of willow bark to stimulate salicin production.

НутрицевтикиNutraceuticals

У деяких варіантах здійснення проміжні продукти ферментації (наприклад, продукти, що включають високі концентрації цукру і вуглеводів) можна доповнювати для створення нутрицевтику.In some embodiments, fermentation intermediates (eg, products that include high concentrations of sugars and carbohydrates) can be supplemented to create a nutraceutical.

Наприклад, проміжні продукти ферментації можна доповнювати кальцієм для створення нутрицевтику, який забезпечує енергію і допомагає поліпшити або підтримати міцність кісток.For example, fermentation intermediates can be supplemented with calcium to create a nutraceutical that provides energy and helps improve or maintain bone strength.

СпівпродуктиCo-products

Лігніновий залишокLignin residue

Як описано вище, залишки, що містять лігнін, після процесів основної і попередньої обробки мають цінність як паливо високої/середньої енергії, і їх можна використовувати для генерування енергії і пари, використовуваних у виробничих процесах. Однак такі лігнінові залишки являють собою новий тип твердого палива, потреба в якому поза межами установки невелика, а вартість висушування їх для транспортування приводить тільки до зниження їх потенційної цінності У деяких випадках газифікація залишків лігніну може конвертувати їх у більш високоцінний продукт із меншими витратами.As described above, the lignin-containing residues after the main and pretreatment processes have value as high/medium energy fuels and can be used to generate power and steam used in manufacturing processes. However, such lignin residues represent a new type of solid fuel, the demand for which outside the plant is small, and the cost of drying them for transportation only leads to a decrease in their potential value. In some cases, gasification of lignin residues can convert them into a higher value product with lower costs.

Інші співпродуктиOther co-products

Клітинний матеріал, фурфураль і оцтова кислота ідентифіковані як потенційні співпродукти для обладнання по переробці біомаси в паливо. Інтерстиціальний клітинний матеріал може бути цінним, однак він може потребувати значного очищення. Ринки збуту фурфуралю й оцтової кислоти є актуальними, хоча малоймовірно, що вони є досить великими для того, щоб поглинути продукцію повністю комерціалізованої промисловості по переробці лігноцелюлози в етанол.Cell material, furfural, and acetic acid have been identified as potential co-products for biomass-to-fuel equipment. Interstitial cellular material can be valuable, but may require extensive purification. Markets for furfural and acetic acid are relevant, although it is unlikely that they are large enough to absorb the output of a fully commercialized lignocellulosic ethanol industry.

ПрикладиExamples

Представлені нижче приклади призначені для ілюстрації і не обмежують ідеї даного опису.The examples presented below are intended to illustrate and not limit the ideas of this description.

Приклад 1 - Одержання волокнистого матеріалу з паперу з багатошаровим покриттямExample 1 - Production of fibrous material from paper with a multilayer coating

Стапель масою 1500 фунтів (680 кг) з чистих картонних коробок для соку об'ємом півгалона (1,9 л), виготовлених з білого крафт-картону без друку, що має об'ємну густину 20 фунт/фут? (0,32 г/см3), одержували від Іпіегпайопа! Рарег. Кожну картонну коробку складали до плоского стану, а потім подавали в пристрій для подрібнювання З Пр Ріїпсй Вацодй зі швидкістю приблизно від 15 до 20 фунтів на годину (6,8-9,1 кг/год.). Пристрій для подрібнювання був обладнаний двома 12-дюймовими (30-см) обертовими лезами, двома фіксованими лезами і 0,30-дюймовим (0,8-см) розвантажувальним ситом.A 1,500 lb (680 kg) slipway of clear half-gallon (1.9 L) juice cartons made from unprinted white kraft paperboard with a bulk density of 20 lb/ft? (0.32 g/cm3), received from Ipiegpaiop! Rare Each carton was folded flat and then fed into a Z Pr Riipsi Vatsody shredder at a rate of approximately 15 to 20 pounds per hour (6.8-9.1 kg/hr). The shredder was equipped with two 12-inch (30-cm) rotating blades, two fixed blades, and a 0.30-inch (0.8-cm) discharge screen.

Відстань між обертовими і фіксованими лезами встановлювали на 0,10 дюйма (0,25 см). Матеріал для подрібнювання, що виходить з пристрою, нагадував конфеті із шириною від 0,1 дюйма (0,25 см) до 0,5 дюйма (1,3 см), довжиною від 0,25 дюйма (0,6 см) до 1 дюйма (2,5 см) і товщиною, еквівалентною товщині вихідного матеріалу (приблизно 0,075 дюйма (0,2 см)).The distance between the rotating and fixed blades was set at 0.10 inches (0.25 cm). The shredding material exiting the device resembled confetti, 0.1 inch (0.25 cm) to 0.5 inch (1.3 cm) wide, 0.25 inch (0.6 cm) to 1 in. (2.5 cm) and a thickness equivalent to that of the parent material (approximately 0.075 in. (0.2 cm)).

Схожий на конфеті матеріал подавали в різальний пристрій з обертовим ножем Мипзоп, модельThe candy-like material was fed into a cutting device with a rotating knife Mipsop, model

ЗС30. Модель 5С30 обладнана чотирма обертовими лезами, чотирма фіксованими лезами і розвантажувальним ситом, що має отвори 1/8 дюйма (0,32 см). Зазор між обертовими і фіксованими лезами встановлювали приблизно на 0,020 дюйма (0,05 см). Різальний пристрій з обертовим ножем дробив схожі на конфеті фрагменти вістрями леза, розриваючи фрагменти і вивільняючи волокнистий матеріал зі швидкістю приблизно один фунт на годину (454 грами на годину). Волокнистий матеріал мав площу поверхні ВЕТ 0,9748 мг/г ж/- 0,0167 мг/г, пористість 89,043795 і об'ємну густину (при 0,53 фунт/кв. дюйм абс. (3,7 кПа)) 0,1260 г/мл. Середня довжина волокон складала 1,141 мм, а середня ширина волокон складала 0,027 мм, даючи середнє Г/0 42:1. Знімок волокнистого матеріалу, одержаний за допомогою скануючого електронного мікроскопа при збільшенні 25Х, представлений наZS30. Model 5C30 is equipped with four rotating blades, four fixed blades and a discharge screen with 1/8 inch (0.32 cm) holes. The gap between the rotating and fixed blades was set at approximately 0.020 inch (0.05 cm). A rotating knife cutter crushed the confetti-like fragments with the blade tips, breaking the fragments and releasing the fibrous material at a rate of approximately one pound per hour (454 grams per hour). The fibrous material had a VET surface area of 0.9748 mg/g w/- 0.0167 mg/g, a porosity of 89.043795 and a bulk density (at 0.53 psi abs. (3.7 kPa)) 0.1260 g/ml. The average fiber length was 1.141 mm and the average fiber width was 0.027 mm, giving an average G/0 of 42:1. A picture of the fibrous material, obtained using a scanning electron microscope at a magnification of 25X, is presented on

ФІГ. 26.FIG. 26.

Приклад 2 - Одержання волокнистого матеріалу з відбіленого крафт-картонуExample 2 - Production of fibrous material from bleached kraft cardboard

Стапель масою 1500 фунтів (680 кг) з чистого відбіленого крафт-картону, що має об'ємну густину фунт/фут? (0,48 г/сму), одержували від Іпіегпайопаї! Рарег. Матеріал складали до плоского стану, а потім подавали в пристрій для подрібнювання З Пр Ріїпсп Вацой зі швидкістю приблизно від 15 до 20 фунтів на годину (6,8-9,1 кг/год.). Пристрій для подрібнювання був обладнаний двома 12-дюймовими (30-см) обертовими лезами, двома фіксованими лезами і 0,30-дюймовим (0,8-см) розвантажувальним ситом. Відстань між обертовими і фіксованими лезами встановлювали на 0,10 дюйма (0,25 см).A 1,500 lb (680 kg) slipway of pure bleached kraft paperboard having a bulk density of lb/ft? (0.48 g/smu), received from Ipiegpaiopai! Rare The material was flattened and then fed into a Z Pr Ripsp Vacoi shredder at a rate of approximately 15 to 20 pounds per hour (6.8-9.1 kg/hr). The shredder was equipped with two 12-inch (30-cm) rotating blades, two fixed blades, and a 0.30-inch (0.8-cm) discharge screen. The distance between the rotating and fixed blades was set at 0.10 inches (0.25 cm).

Матеріал для подрібнювання, що виходить із пристрою, нагадував конфеті із шириною від 0,1 дюйма (0,25 см) до 0,5 дюйма (1,3 см), довжиною від 0,25 дюйма (0,6 см) до 1 дюйма (2,5 см) і товщиною, еквівалентною товщині вихідного матеріалу (приблизно 0,075 дюймів (0,2 см)). Схожий на конфеті матеріал подавали в різальний пристрій з обертовим ножем Мипхоп, модель 5С30. Розвантажувальне сито мало отвори 1/8 дюйма (0,32 см). Зазор між обертовими і фіксованими лезами встановлювали приблизно на 0,020 дюйма (0,05 см). Різальний пристрій з обертовим ножем дробив схожі на конфеті фрагменти вістрями леза, розриваючи Фрагменти і вивільняючи волокнистий матеріал зі швидкістю приблизно один фунт на годину (454 грами на годину). Волокнистий матеріал мав площу поверхні ВЕТ 1,1316 мг/г /- 0,0103 м2/г, пористість 88,328595 і об'ємну густину (при 0,53 фунт/кв. дюйм абс. (3,7 кПа)) 0,1497 г/мл. Середня довжина волокон складала 1,063 мм, а середня ширина волокон складала 0,0245 мм, даючи середнє Г/О 43:11. Знімок волокнистого матеріалу, одержаний за допомогою скануючого електронного мікроскопа при збільшенні 25Х, представлений на ФІГ. 27.The shredding material exiting the device resembled confetti, 0.1 inch (0.25 cm) to 0.5 inch (1.3 cm) wide, 0.25 inch (0.6 cm) to 1 in. (2.5 cm) and a thickness equivalent to that of the parent material (approximately 0.075 in. (0.2 cm)). The confetti-like material was fed into a cutting device with a rotating knife Mihopp, model 5C30. The discharge screen had 1/8 inch (0.32 cm) openings. The gap between the rotating and fixed blades was set at approximately 0.020 inch (0.05 cm). The rotating knife cutter crushed the confetti-like fragments with the blade tips, breaking the Fragments and releasing the fibrous material at a rate of approximately one pound per hour (454 grams per hour). The fibrous material had a VET surface area of 1.1316 mg/g /- 0.0103 m2/g, a porosity of 88.328595, and a bulk density (at 0.53 lb/sq. in. abs. (3.7 kPa)) of 0 ,1497 g/ml. The average fiber length was 1.063 mm and the average fiber width was 0.0245 mm, giving an average G/O of 43:11. A picture of the fibrous material, obtained using a scanning electron microscope at a magnification of 25X, is presented in FIG. 27.

Приклад З - Одержання двічі роздробленого волокнистого матеріалу з відбіленого крафт-картонуExample C - Production of twice-shredded fibrous material from bleached kraft paperboard

Стапель масою 1500 фунтів (680 кг) з чистого відбіленого крафт-картону, що має об'ємну густину 30 фунт/футз (0,48 г/см3), одержували від Іпіегпайопаї! Рарег. Матеріал складали до плоского стану, а потім подавали в пристрій для подрібнювання З Пр Ріїпсп Вацодйі зі швидкістю приблизно від 15 до 20 фунтів на годину (6,8-9,1 кг/год.). Пристрій для подрібнювання був обладнаний двома 12-дюймовими (30-см) обертовими лезами, двома фіксованими лезами і 0,30-дюймовим (0,8-см) розвантажувальним ситом. Відстань між обертовими і фіксованими лезами встановлювали на 0,10 дюйма (0,25 см).A 1,500 lb (680 kg) slipway of pure bleached kraft paperboard having a bulk density of 30 lb/ft (0.48 g/cm3) was obtained from Ipiegpaiopai! Rare The material was flattened and then fed into a Z Pr Ripsp Vatsody shredder at a rate of approximately 15 to 20 pounds per hour (6.8-9.1 kg/hr). The shredder was equipped with two 12-inch (30-cm) rotating blades, two fixed blades, and a 0.30-inch (0.8-cm) discharge screen. The distance between the rotating and fixed blades was set at 0.10 inches (0.25 cm).

Матеріал, що виходить із пристрою для подрібнювання, нагадував конфеті (див. вище). Схожий на конфеті матеріал подавали в різальний пристрій з обертовим ножем Мипзоп, модель 5С30.The material coming out of the shredder resembled confetti (see above). The candy-like material was fed into a cutting device with a rotating knife Mipsop, model 5С30.

Розвантажувальне сито мало отвори 1/16 дюйма (0,16 см). Зазор між обертовими і фіксованими лезами встановлювали приблизно на 0,020 дюйма (0,05 см). Різальний пристрій з обертовим ножем дробив схожі на конфеті фрагменти вістрями леза, розриваючи фрагменти і вивільняючи волокнистий матеріал зі швидкістю приблизно один фунт на годину (454 грами на годину). Матеріал, одержаний після першого дроблення, знову подавали в ту ж описану вище установку і знову дробили. Одержаний волокнистий матеріал мав площу поверхні ВЕТ 1,4408 мг/г ж/- 0,0156 ме/г, пористість 90,899895 і об'ємну густину (при 0,53 фунт/кв. дюйм абс. (3,7 кПа)) 0,1298 г/мл. Середня довжина волокон складала 0,891 мм, а середня ширина волокон складала 0,026 мм, даючи середнє Г/О 3471. Знімок волокнистого матеріалу, одержаний за допомогою скануючого електронного мікроскопа при збільшенні 25Х, представлений на ФІГ. 28.The discharge screen had 1/16 inch (0.16 cm) openings. The gap between the rotating and fixed blades was set at approximately 0.020 inch (0.05 cm). A rotating knife cutter crushed the confetti-like fragments with the blade tips, breaking the fragments and releasing the fibrous material at a rate of approximately one pound per hour (454 grams per hour). The material obtained after the first crushing was again fed into the same plant described above and crushed again. The resulting fibrous material had a VET surface area of 1.4408 mg/g w/- 0.0156 me/g, a porosity of 90.899895 and a bulk density (at 0.53 lb/sq. in. abs. (3.7 kPa) ) 0.1298 g/ml. The average fiber length was 0.891 mm and the average fiber width was 0.026 mm, giving an average G/O of 3471. A scanning electron microscope image of the fibrous material at 25X magnification is shown in FIG. 28.

Приклад 4 - Одержання тричі роздробленого волокнистого матеріалу з відбіленого крафт-картонуExample 4 - Obtaining three-fold shredded fibrous material from bleached kraft cardboard

Стапель масою 1500 фунтів (680 кг) з чистого відбіленого крафт-картону, що має об'ємну густину фунт/фут? (0,48 г/сму), одержували від Іпіегпайопаї! Рарег. Матеріал складали до плоского стану, а потім подавали в пристрій для подрібнювання З Пр Ріїпсп Вацой зі швидкістю приблизно від 15 до 20 фунтів на годину (6,8-9,1 кг/год.). Пристрій для подрібнювання був обладнаний двома 12-дюймовими (30-см) обертовими лезами, двома фіксованими лезами і 0,30-дюймовим (0,8-см) розвантажувальним ситом. Відстань між обертовими і фіксованими лезами встановлювали на 0,10 дюйма (0,25 см).A 1,500 lb (680 kg) slipway of pure bleached kraft paperboard having a bulk density of lb/ft? (0.48 g/smu), received from Ipiegpaiopai! Rare The material was flattened and then fed into a Z Pr Ripsp Vacoi shredder at a rate of approximately 15 to 20 pounds per hour (6.8-9.1 kg/hr). The shredder was equipped with two 12-inch (30-cm) rotating blades, two fixed blades, and a 0.30-inch (0.8-cm) discharge screen. The distance between the rotating and fixed blades was set at 0.10 inches (0.25 cm).

Матеріал, що виходить із пристрою для подрібнювання, нагадував конфеті (див. вище). Схожий на конфеті матеріал подавали в різальний пристрій з обертовим ножем Мипзоп, модель 5С30.The material coming out of the shredder resembled confetti (see above). The candy-like material was fed into a cutting device with a rotating knife Mipsop, model 5С30.

Розвантажувальне сито мало отвори 1/8 дюйма (0,32 см). Зазор між обертовими і фіксованими лезами встановлювали приблизно на 0,020 дюйма (0,05 см). Різальний пристрій з обертовим ножем дробив схожі на конфеті фрагменти краями лез. Матеріал, одержаний після першого дроблення, знову подавали в ту ж установку і сито заміняли на сито з отворами 1/16 дюйма (0,16 см). Матеріал дробили. Матеріал, одержаний після другого дроблення, знову подавали в ту ж установку і сито заміняли на сито з отворами 1/32 дюйма (0,08 см). Цей матеріал дробили. Одержаний волокнистий матеріал мав площу поверхні ВЕТ 1,6897 мг/г /- 0,0155 м"/г, пористість 87,716395 і об'ємну густину (при 0,53 фунт/кв. дюйм абс. (3,7 кПа)) 0,1448 г/мл. Середня довжина волокон складала 0,824 мм, а середня ширина волокон складала 0,0262 мм, даючи середнє ЇГ/О0О 32:1. Знімок волокнистого матеріалу, одержаний за допомогою скануючого електронного мікроскопа при збільшенні 25Х, представлений на ФІГ. 29.The discharge screen had 1/8 inch (0.32 cm) openings. The gap between the rotating and fixed blades was set at approximately 0.020 inch (0.05 cm). A cutting device with a rotating knife crushed confetti-like fragments with the edges of the blades. The material obtained after the first crushing was again fed to the same plant and the sieve was replaced with a sieve with 1/16 inch (0.16 cm) openings. The material was crushed. The material obtained after the second crushing was again fed to the same plant and the sieve was replaced with a sieve with openings of 1/32 inch (0.08 cm). This material was crushed. The resulting fibrous material had a VET surface area of 1.6897 mg/g /- 0.0155 m"/g, a porosity of 87.716395 and a bulk density (at 0.53 psi abs. (3.7 kPa) ) 0.1448 g/ml. The average length of the fibers was 0.824 mm and the average width of the fibers was 0.0262 mm, giving an average YH/O0O of 32:1. A scanning electron microscope image of the fibrous material at 25X magnification is presented in Fig. FIG. 29.

Приклад 5 - Одержання ущільненого волокнистого матеріалу з відбіленого крафт-картону без додавання зв'язуючої речовиниExample 5 - Production of densified fibrous material from bleached kraft paperboard without the addition of a binder

Волокнистий матеріал одержували відповідно до прикладу 2. Приблизно 1 фунтом (454 г) води оббризкували кожні 10 фунтів (4540 г) волокнистого матеріалу. Волокнистий матеріал ущільнювали з використанням преса для гранулювання Саїйогпіа Реййеї Мі 1100, що діє при 7520. Одержували гранули, що мають об'ємну густину у діапазоні від приблизно 7 фунт/футз (0,11 г/см") до приблизно 15 фунт/фут (0,24 г/см3).The fibrous material was prepared according to Example 2. Approximately 1 pound (454 g) of water was sprayed for every 10 pounds (4540 g) of fibrous material. The fibrous material was compacted using a Seiyogpiya Reyei Mi 1100 pellet press operating at 7520. Pellets having a bulk density ranging from about 7 lb/ft (0.11 g/cm") to about 15 lb/ft were obtained. (0.24 g/cm3).

Приклад 6 - Одержання ущільненого волокнистого матеріалу з відбіленого крафт-картону зі зв'язуючою речовиноюExample 6 - Production of compacted fibrous material from bleached kraft cardboard with a binder

Волокнистий матеріал одержували відповідно до прикладу 2.Fibrous material was obtained according to example 2.

Приготовляли вихідний розчин РОЇ МОХ"М УУ5Е, М10 (поліетиленоксид) у воді в концентрації 2 мас.The initial solution of ROI MOH"M UU5E, M10 (polyethylene oxide) was prepared in water at a concentration of 2 wt.

Чо.What

Приблизно 1 фунтом (454 г) вихідного розчину оббризкували кожні 10 фунтів (4540 г) волокнистого матеріалу. Волокнистий матеріал ущільнювали з використанням преса для гранулювання СаїйогпіаApproximately 1 pound (454 g) of stock solution was sprayed for every 10 pounds (4540 g) of fibrous material. The fibrous material was compacted using a Saijogpia granulation press

Рейїеї Міїї 1100, що діє при 752С. Одержували гранули, що мають об'ємну густину у діапазоні від приблизно 15 фунт/футз (0,24 г/см3) до приблизно 40 фунт/футз (0,64 г/см3).Reiiei Miii 1100 operating at 752C. Granules having bulk densities ranging from about 15 lb/ft (0.24 g/cm3) to about 40 lb/ft (0.64 g/cm3) were obtained.

Приклад 7 - Зменшення молекулярної маси целюлози у волокнистому крафт-папері гамма- випромінюванням при мінімальному окислюванніExample 7 - Reduction of the molecular weight of cellulose in fibrous kraft paper by gamma radiation with minimal oxidation

Волокнистий матеріал одержують відповідно до прикладу 4. Волокнистий крафт-папір ущільнюють відповідно до прикладу 5.Fibrous material is obtained according to example 4. Fibrous kraft paper is compacted according to example 5.

Ущільнені гранули поміщають у скляну ампулу, що має максимальну місткість 250 мл. Скляну ампулу вакуумують у глибокому вакуумі (107 тор) протягом 30 хвилин, а потім знову заповнюють газоподібним аргоном. Ампулу запоюють в атмосфері аргону. Гранули в ампулі опромінюють гамма- випромінюванням протягом приблизно З годин при рівні дози приблизно 1 Мрад на годину з одержанням опроміненого матеріалу, у якому целюлоза має більш низьку молекулярну масу, ніж у вихідному матеріалі волокнистого крафт-паперу.Compacted granules are placed in a glass ampoule with a maximum capacity of 250 ml. The glass ampoule is vacuumed in a deep vacuum (107 torr) for 30 minutes, and then filled again with argon gas. The ampoule is sealed in an argon atmosphere. The pellets in the ampoule are irradiated with gamma radiation for about 3 hours at a dose level of about 1 Mrad per hour to produce an irradiated material in which the cellulose has a lower molecular weight than the source material of fibrous kraft paper.

Приклад 8 - Зменшення молекулярної маси целюлози у волокнистому крафт-папері гамма- випромінюванням при максимальному окислюванніExample 8 - Reduction of the molecular weight of cellulose in fibrous kraft paper by gamma radiation at maximum oxidation

Волокнистий матеріал одержують відповідно до прикладу 4. Волокнистий крафт-папір ущільнюють відповідно до прикладу 5.Fibrous material is obtained according to example 4. Fibrous kraft paper is compacted according to example 5.

Ущільнені гранули поміщають у скляну ампулу, що має максимальну місткість 250 мл. Скляну ампулу запоюють в атмосфері повітря. Гранули в ампулі опромінюють гамма-випромінюванням протягом приблизно З годин при рівні дози приблизно 1 Мрад на годину з одержанням опроміненого матеріалу, у якому целюлоза має більш низьку молекулярну масу, ніж у вихідному матеріалі волокнистого крафт-паперу.Compacted granules are placed in a glass ampoule with a maximum capacity of 250 ml. The glass ampoule is filled in an air atmosphere. The granules in the ampoule are irradiated with gamma radiation for about 3 hours at a dose level of about 1 Mrad per hour to produce an irradiated material in which the cellulose has a lower molecular weight than the source material of fibrous kraft paper.

Приклад 9 - Обробка електронним пучкомExample 9 - Electron beam processing

Зразки обробляли електронним пучком з використанням прискорювача, що знаходиться в сховищі, з незатухаючими хвилями КподоїгопФ ТТ200, що доставляє електрони з енергією 5 МеВ при вихідній потужності 80 квт. У таблиці 1 описані використані параметри. У таблиці 2 описана номінальна доза, використана для ІО зразка (у Мрад) і відповідна доза, доставлена в зразок (у кГр).The samples were treated with an electron beam using an in-storage accelerator with undamped KpodoihopF TT200 delivering electrons with an energy of 5 MeV at an output power of 80 kW. Table 1 describes the parameters used. Table 2 describes the nominal dose used for IO of the sample (in Mrad) and the corresponding dose delivered to the sample (in kGy).

Таблиця 1Table 1

Параметри Кподоїгоп? ТТ200 пучок! й ш повна ширина на рівні напівмаксимумуKpodoihop parameters? TT200 bundle! and w full width at half maximum

Розсіювання енергії при 10 МеВ (ЕМУНМ) 300 кеВEnergy dissipation at 10 MeV (EMUNM) 300 keV

Потужність пучка при 10 Мев гарантований робочий діапазон від 1 до 80 (Споживанняеєнергіїї 77711111Beam power at 10 MeV guaranteed operating range from 1 to 80 (Energy consumption 77711111

Стан готовності (вакуум ії охолоджувальний ОМ)State of readiness (vacuum and cooling OM)

При потужності пучка 50 кВт «210 кВтWith a beam power of 50 kW "210 kW

При потужності пучка 80 кВт -260 кВтWith a beam power of 80 kW -260 kW

СистемавЕ 11111111 107,5:1 МГSystemavE 11111111 107.5:1 MG

Тпотвоп ТН7ВІTpotvop TN7VI

Скануючийруплор.їо 77777111Scanning ruplor.io 77777111

Номінальна довжина сканування (виміряна при 120 см 25-35 см від вікна) - 5 гу - - скануванняNominal scan length (measured at 120 cm 25-35 cm from the window) - 5 gu - - scan

Номінальна частота сканування (при 100 Гц я 595 максимальній довжині сканування)Nominal scan frequency (at 100 Hz i 595 maximum scan length)

Одноманітність сканування (протягом 9090 59, номінальної довжини сканування) оUniformity of scanning (within 9090 59, the nominal length of scanning) o

Таблиця 2Table 2

Дозування, що доставляються зразкамDosages delivered to samples

Загальне дозування (Мрад) 4 (число, асоційоване з ІО зразка) Доза, що доставляється (кгр) ннюннннннИШИИИВИИЬНКИНнНнИннннн нини 100,0 150,3 198,3 330,9 529,0 695,9 993,6 "Наприклад, 9,9 кГр доставляли за 11 секунд при струмі пучка 5 мА і лінійній швидкості 12,9 футів/хвилину. Час охолодження між обробками в дозі 1 Мрад складав приблизно 2 хвилини.Total Dose (Mrad) 4 (number associated with sample IO) Delivered Dose (kgr) nnnnnnnnNNNNNNNNNNNNnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 100.0 150.3 198.3 330.9 529.0 695.9 993.6 "For example, 9.9 kGy was delivered in 11 seconds at a beam current of 5 mA and a linear velocity of 12.9 ft/min.The cooling time between treatments at a dose of 1 Mrad was approximately 2 minutes.

Приклад 10 - Способи визначення молекулярної маси целюлозних і лігноцелюлозних матеріалів за допомогою гель-проникної хроматографіїExample 10 - Methods of determining the molecular weight of cellulosic and lignocellulosic materials using gel permeation chromatography

Целюлозні і лігноцелюлозні матеріали для аналізу обробляли відповідно до прикладу 4. Матеріали зразків, представлені в наступних таблицях, включають крафт-папір (Р), пшеничну солому (МУ5), люцерну (А), целюлозу (С), просо (55), трави (б), крохмаль (57) і сахарозу (5). Число "132" у ІВ зразка стосується розміру частинок матеріалу після дроблення через сито з отворами 1/32 дюйма (0,08 см). Число після дефіса стосується дозування радіаційного випромінювання (Мрад) і "05" стосується ультразвукової обробки. Наприклад, ІЮ зразка "Р132-10" стосується крафт-паперу, який піддавали дробленню до розміру частинок калібру 132 і опромінювали дозою 10 Мрад.Cellulosic and lignocellulosic materials for analysis were processed according to example 4. Sample materials presented in the following tables include kraft paper (P), wheat straw (MU5), alfalfa (A), cellulose (C), millet (55), grasses (b), starch (57) and sucrose (5). The number "132" in the sample ID refers to the particle size of the material after passing through a 1/32 inch (0.08 cm) sieve. The number after the hyphen refers to the dose of radiation (Mrad) and "05" refers to ultrasonic treatment. For example, the IU sample "P132-10" refers to kraft paper, which was subjected to crushing to the size of particles of caliber 132 and irradiated with a dose of 10 Mrad.

Для зразків, які опромінювали електронним пучком (е-пучком), число після дефіса стосується кількості енергії, що доставляється до зразка. Наприклад, ІОЮ зразка "Р-100е" стосується крафт-паперу, якому доставлена доза енергії приблизно 100 Мрад або приблизно 1000 кГр (таблиця 2).For samples irradiated with an electron beam (e-beam), the number after the hyphen refers to the amount of energy delivered to the sample. For example, the "P-100e" IOU refers to kraft paper, which received an energy dose of approximately 100 Mrad or approximately 1000 kGy (table 2).

Таблиця ЗTable C

Пікова середня молекулярна маса опроміненого крафт-паперуPeak average molecular weight of irradiated kraft paper

Дозування! СередняDosage! average

Джерело зразка ІО зразка (Мрад) Ультразвук2 ММестандартне відхилення 1 РІЗА | 7777170777717171717717171717171 ні 17 32853:10006 Щ 1 РІЗАЛО | 7107/1771 63982468Sample Source Sample IO (Mrad) Ultrasound2 MM Standard Deviation 1 RIZA | 7777170777717171717717171717171 no 17 32853:10006 SH 1 CUT | 7107/1771 63982468

Крафт-папір / РІЗАЛОО | -/лОб/Ї7777771717и11111111171111в444ж580 о РІЗАЛВІ | 181 17777771771771111111117111116668ж77О о РІЗАОВ | 70... 1 так 1777 зоо51о13Ш "Низькі дози опромінення, очевидно, підвищують молекулярну масу деяких матеріалів.Kraft paper / RIZALOO | -/lOb/Y7777771717y11111111171111v444zh580 about RIZALVY | 181 17777771771771111111117111116668zh77О about RIZAOV | 70... 1 yes 1777 zoo51o13Ш "Low doses of irradiation apparently increase the molecular weight of some materials.

Рівень дозування - 1 Мрад/год. 2Обробка протягом 30 хвилин ультразвуком 20 кгц із використанням рупора 1000 Вт в умовах рециркуляції, де матеріал диспергований у воді.Dosage level - 1 Mrad/h. 2Treatment for 30 minutes with 20 kHz ultrasound using a 1000 W horn in recirculation conditions where the material is dispersed in water.

Таблиця 4Table 4

Пікова середня молекулярна маса крафт-паперу, опроміненого е-пучкомPeak average molecular weight of e-beam irradiated kraft paper

Середня ММастандартнеAverage MM standard

Крафт-папірKraft paper

Таблиця 5Table 5

Пікова середня молекулярна маса опромінених гамма-випромінюванням матеріалів зання Се | Нр | знє Гени (Мрад) відхиленняThe peak average molecular weight of materials irradiated with gamma radiation is Ce | No | zne of Gena (Mrad) deviation

МУВІЗа77771711117117177111117011111171771111 ні | 14074115175191.ЙЖГ-: 11111111 39145к3425 -: нини І о Пл ПО по ПО ЕЕ Уся ПОMUVIZA77771711117117177111117011111171771111 no | 14074115175191.ЖЖГ-: 11111111 39145к3425 -: now I o Pl PO po PO EE All PO

МУВІЗатоя 71111110 1711111126040х532407/ГMUVIZatoya 71111110 1711111126040х532407/Г

МУВІЗатов 7 1711117111117007 17717171 17111111236203453 Г-:ХЗMUVIZatov 7 1711117111117007 17717171 17111111236203453 Г-:ХЗ

АТЩЗ2 77 11171171771111170111171171717717171711717и71111111 17111 16048865151701.ЙШ-:Ь 11111111 37525311 18111111 28535490АТЩЖ2 77 11171171771111170111171171717717171711717и71111111 17111 16048865151701.YШ-:б 11111111 37525311 18111111 28535490

АТЗаЛО7777111711717111117101171771111117и111111171111150853:1665.Й.-:ЗЮО 11111111АТЗаЛО7777111711717111117101171771111117и111111171111150853:1665.Y.-:ZЮО 11111111

АТ3З200И7717111117111117007 17717171 17111111138291х2235 .-:З 1 а11и111111и11111111111гавти5 вСІЗА ///177711171717771717171717017717117171771111117и71111111711111557360ж83693 щЩщ ( 11111111 42594544147/7 18111711 3268:249...7:ОО вС13а107 7777/1771 1717771711177107777717771717171717и71111111 1711111 вовввхе1311ШЮШ вс132-1007 7 17771711171777111170071777717117и1111111171111112234553797....Ш:Н. 12811111 22475468 овСі32-100-05..ЙЮЙЙ| 1 1 юЮюЮюл00 177 | 469621465 щАТ3З200И7717111117111117007 17717171 17111111138291х2235 .-:З 1 а11и111111и11111111111гавти5 вСІЗА ///177711171717771717171717017717117171771111117и71111111711111557360ж83693 щЩщ ( 11111111 42594544147/7 18111711 3268:249...7:ОО вС13а107 7777/1771 1717771711177107777717771717171717и71111111 1711111 вовввхе1311ШЮШ вс132-1007 7 17771711171777111170071777717117и1111111171111112234553797....Ш:Н. 1 1 1 1 1

"Піки об'єднуються після обробки. "Низькі дози опромінення, очевидно, підвищують молекулярну масу деяких матеріалів."Peaks merge after processing. "Low doses of radiation apparently increase the molecular weight of some materials.

Рівень дозування - 1 Мрад/год. гОбробка протягом 30 хвилин ультразвуком 20 кгц із використанням рупора 1000 Вт в умовах рециркуляції, де матеріал диспергований у воді.Dosage level - 1 Mrad/h. hTreatment for 30 minutes with 20 kHz ultrasound using a 1000 W horn in recirculation conditions where the material is dispersed in water.

Таблиця 6Table 6

Пікова середня молекулярна маса матеріалів, опромінених е-пучком о Юзразка | Мепіка | Дозування | Середня ММастандартневідхиленняPeak average molecular weight of materials irradiated by e-beam at Yuzrazka | Mapika | Dosage | Mean MM and standard deviation

Але 1 а-1е 1 вт 0-09 1-8But 1 a-1e 1 v 0-09 1-8

Гель-проникну хроматографію (РОС) використовують для визначення розподілу молекулярної маси полімерів. У ході аналізу СРС, розчин полімерного зразка пропускають через колону, заповнену пористим гелем, що уловлює невеликі молекули. Зразок розділяється на основі розміру молекул, причому більш великі молекули елююються швидше молекул менших розмірів. Час утримання кожного компонента найбільш часто визначають за допомогою індексу рефракції (КІ), розсіювання світла при випаровуванні (ЕЇ 5) або ультрафіолетового випромінювання (М) і порівнюють з калібрувальною кривою. Потім одержані дані використовують для обчислення розподілу молекулярної маси для зразка.Gel permeation chromatography (GPC) is used to determine the molecular weight distribution of polymers. During SPC analysis, a polymer sample solution is passed through a column filled with a porous gel that traps small molecules. The sample is separated based on molecular size, with larger molecules eluting faster than smaller molecules. The retention time of each component is most often determined by refractive index (RI), evaporative light scattering (EI 5) or ultraviolet radiation (M) and compared with a calibration curve. The resulting data are then used to calculate the molecular weight distribution for the sample.

Розподіл молекулярної маси використовують замість індивідуальної молекулярної маси, щоб охарактеризувати синтетичні полімери. Для опису цього розподілу використовують статистичні середні значення. Найбільш поширеним з цих середніх значень є "середньочислова молекулярна маса" (Му) і "середньозважена молекулярна маса" (Му).Molecular weight distribution is used instead of individual molecular weight to characterize synthetic polymers. Statistical averages are used to describe this distribution. The most common of these average values are "number average molecular weight" (Mu) and "weight average molecular weight" (Mu).

Ми аналогічна стандартному арифметичному середньому значенню, асоційованому з групою чисел. У випадку застосування до полімерів Ми стосується середньої молекулярної маси молекул у полімері. Ми обчислюють, передбачаючи один рівень значимості кожної молекули, незалежно від її індивідуальної молекулярної маси. Середню Ми обчислюють по наступній формулі, де М; являє собою кількість молекул з молярною масою, що дорівнює М...We are analogous to the standard arithmetic mean associated with a group of numbers. When applied to polymers, We refer to the average molecular weight of the molecules in the polymer. We calculate by assuming a single significance level for each molecule, regardless of its individual molecular weight. We calculate the average according to the following formula, where M; represents the number of molecules with a molar mass equal to M...

УМ,MIND,

М, --е----M, --e----

ХМ,hmm,

ІAND

Му являє собою інший статистичний ідентифікатор розподілу молекулярної маси, який більшою мірою акцентується на більш великих молекулах, ніж на молекулах меншого розміру, у розподілі.Mu is another statistical identifier of the molecular weight distribution that emphasizes the larger molecules more than the smaller molecules in the distribution.

Нижче представлена формула для статистичного обчислення середньозваженої молекулярної маси. 2The formula for the statistical calculation of the weighted average molecular weight is presented below. 2

УМ, н НUM, n. N

М, УМ, іM, UM, and

Індекс полідисперсності або РІ визначають як відношення Му/Ми. Чим більш високим є Рі, тим більш широким або більш дисперсним є розподіл. Найбільш низьке значення, що може мати РІ, складає 1. Воно відповідає монодисперсному зразку, тобто полімеру, у якому всі молекули в розподілі мають однакову молекулярну масу.The polydispersity index or RI is defined as the Mu/My ratio. The higher the Ri, the wider or more dispersed the distribution. The lowest value that RI can have is 1. It corresponds to a monodisperse sample, that is, a polymer in which all molecules in the distribution have the same molecular weight.

Пікове значення молекулярної маси (Мр) є іншою описовою ознакою, що визначається як характер розподілу молекулярної маси. Воно означає молекулярну масу, що найбільш поширена в розподілі.The peak value of the molecular weight (Mp) is another descriptive feature defined as the nature of the molecular weight distribution. It means the molecular weight that is most common in the distribution.

Ця величина також дає представлення про розподіл молекулярної маси.This value also gives an idea of the molecular weight distribution.

Більшість вимірювань СРС проводять відносно різних стандартів полімерів. Точність результатів залежить від того, наскільки близько характеристики аналізованого полімеру збігаються з характеристиками використовуваного стандарту. Очікувана помилка відтворюваності між різними серіями визначень, каліброваними по окремості, складає приблизно 5-1095 і є характерною для обмеженої точності визначень ОРС. Таким чином, результати СРС є найбільш придатними, коли проводять порівняння між розподілами молекулярної маси різних зразків у ході однієї серії визначень.Most CPS measurements are performed against various polymer standards. The accuracy of the results depends on how closely the characteristics of the analyzed polymer match the characteristics of the standard used. The expected reproducibility error between different series of individually calibrated determinations is approximately 5-1095 and is typical of the limited precision of ODS determinations. Thus, SPC results are most useful when comparing the molecular weight distributions of different samples in the same series of determinations.

Для лігноцелюлозних зразків перед аналізом СРС була потрібна підготовка. Спочатку приготовляли насичений розчин (8,4 мас. 95) хлориду літію (ІСІ) у диметилацетаміді (ОМАС).For lignocellulosic samples, preparation was required before SPC analysis. First, a saturated solution (8.4 wt. 95) of lithium chloride (LI) in dimethylacetamide (DMAC) was prepared.

Приблизно 100 мг зразка додавали приблизно до 10 г свіжоприготованого насиченого розчинуApproximately 100 mg of sample was added to approximately 10 g of freshly prepared saturated solution

ПСМУОМАс і суміш нагрівали приблизно до 150-170 "С при перемішуванні протягом 1 години. Одержані розчини мали колір, головним чином, від ясно-жовтого до темно-жовтого. Температуру розчинів знижували приблизно до 100 "С і нагрівали протягом додаткових 2 годин. Потім температуру розчинів знижували приблизно до 50 "С і розчин зразка нагрівали протягом приблизно 48-60 годин. Слід зазначити, що зразки, опромінені при 100 Мрад, легше солюбілізувалися у порівнянні з їх необробленими аналогами. Крім того, роздроблені зразки (позначені числом 132) мали небагато більш низьку середню молекулярну масу в порівнянні з ненарізаними зразками.PSMUOMAs and the mixture were heated to approximately 150-170 "C with stirring for 1 hour. The resulting solutions were mainly light yellow to dark yellow in color. The temperature of the solutions was reduced to approximately 100 "C and heated for an additional 2 hours. Then the temperature of the solutions was reduced to about 50 "C and the sample solution was heated for about 48-60 hours. It should be noted that the samples irradiated at 100 Mrad were more easily solubilized compared to their untreated counterparts. In addition, the crushed samples (marked with the number 132) had a slightly lower average molecular weight compared to uncut samples.

Одержані розчини зразків розбавляли 1:11 з використанням ОМАс як розчинника і фільтрували через 0,45-мкм фільтр РТЕЕ. Потім відфільтровані розчини зразків аналізували за допомогою СРС, використовуючи параметри, описані в таблиці 7. Пікові середні молекулярні маси (Мр) зразків, при визначенні гель-проникною хроматографією (СРС), узагальнено представлені в таблицях 3-6. Кожен зразок приготовляли в двох екземплярах і кожен препарат зразка аналізували в двох паралелях (дві ін'єкції), усього з чотирма ін'єкціями на зразок. Для одержання каліброваної кривої для шкали молекулярної маси приблизно від 580 до 750000 Дальтон використовували полістирольні стандартиThe resulting sample solutions were diluted 1:11 using OMas as a solvent and filtered through a 0.45-μm RTEE filter. Then the filtered solutions of the samples were analyzed using CPS using the parameters described in Table 7. The peak average molecular weights (Mw) of the samples, when determined by gel permeation chromatography (GPC), are summarized in Tables 3-6. Each sample was prepared in duplicate and each sample preparation was analyzed in two parallels (two injections), with a total of four injections per sample. Polystyrene standards were used to obtain a calibration curve for a molecular weight scale of approximately 580 to 750,000 Daltons

РОТА і РУ1В ЕазіСакт.ROTA and RU1V EaziSact.

Таблиця 7Table 7

Умови аналізу ОРСConditions of ORS analysis

Рідеї! 10 мкм Міхеа-ВReady! 10 μm Mikhea-V

Колонки (3) З/М'є: 10М-МВ-148-83; 10М-МВ-148-84; 10М- мМВв-174-129Columns (3) Z/Mye: 10М-МВ-148-83; 10M-MV-148-84; 10M- mmVv-174-129

Приклад 11. Аналіз поверхні шляхом часопролітної мас-спектрометрії вторинних іонів (ТОЕ-5ІМ5)Example 11. Surface analysis by time-of-flight mass spectrometry of secondary ions (TOE-5IM5)

Часопролітна мас-спектрометрія вторинних іонів (ТОЕ-5ІМ5) являє собою чутливу до поверхні спектроскопію, у якій використовуються імпульсний іонний пучок (С5 або мікрофокусований са) для видалення молекул з найбільш віддаленої поверхні зразка. Частинки видаляються з атомних моношарів на поверхні (вторинні іони). Потім ці частинки прискорюються в "пролітній трубці" і їх маса визначається шляхом вимірювання точного часу, за який вони досягають детектора (тобто час прольоту). ТОЕ-5ІМ5 забезпечує докладну елементну і молекулярну інформацію про поверхню, тонкі шари, поверхні контакту зразка і здійснює повний тривимірний аналіз. Її застосування є широко розповсюдженим, включаючи напівпровідники, полімери, фарби, покриття, скло, папір, метали, кераміку, біоматеріали, фармацевтичні препарати й органічну тканину. Оскільки ТОЕ-5ІМ5 є методом дослідження, детектуються всі елементи в періодичній таблиці, включаючи Н. Дані ТоБ-5ІМ5 представлені в таблицях 8-11. Використані параметри представлені в таблиці 12.Time-of-flight mass spectrometry of secondary ions (TOE-5IM5) is a surface-sensitive spectroscopy that uses a pulsed ion beam (C5 or microfocused CA) to remove molecules from the most distant surface of the sample. Particles are removed from atomic monolayers on the surface (secondary ions). These particles are then accelerated in a "flight tube" and their mass is determined by measuring the exact time it takes them to reach the detector (ie the time of flight). TOE-5IM5 provides detailed elemental and molecular information about the surface, thin layers, contact surfaces of the sample and performs a full three-dimensional analysis. Its applications are widespread, including semiconductors, polymers, paints, coatings, glass, paper, metals, ceramics, biomaterials, pharmaceuticals, and organic tissue. Since TOE-5IM5 is a research method, all elements in the periodic table are detected, including H. The ToB-5IM5 data are presented in Tables 8-11. The parameters used are presented in Table 12.

Таблиця 8Table 8

Нормалізована середня інтенсивність різних позитивних іонів, що представляють інтерес (нормалізована відносно загальної кількості іонів х 10000) 1100 (РІЗА 1 |РІЗаАЛО 7 |РІЗаАЛОО//// іди ее ме мог значення значення значення 28 15177777 17171176 1459 | 2 щ 197 | 89 | щ 81,07 (| 107 41 бз3нб | 703. | 19 | 820 | 127 | 9002 | 63 128 Сонв | 555 | 7116 | 268 2 |48 | 277 | 69Normalized average intensity of different positive ions of interest (normalized relative to the total number of ions x 10000) 1100 (RIZA 1 | РИЗаАЛО 7 | РИЗаАЛОО//// go ee me mog value value value 28 15177777 17171176 1459 | 2 sh 197 | 89 | USD 81.07

Таблиця 9Table 9

Нормалізована середня інтенсивність різних негативних іонів, що представляють інтерес (нормалізована відносно загальної кількості іонів х 10000) 11111РІЗА | 7111 РІЗАЛО | 7 РІЗ2алЛООГ// ри | ме || мі значення значення значення 13 сн | 71960017 91 | 1970 | 26 | 1500, | 6Normalized mean intensity of various negative ions of interest (normalized relative to total number of ions x 10000) 11111RIZA | 7111 CUT | 7 RIZ2alLOOG// ry | me || mi value value value 13 sn | 71960017 91 | 1970 | 26 | 1500, | 6

Но 24711 127 | 220171199 | 5 | 7 42 1сМо | 7лб 1 071 | 0743 | 0 | 108 | 09But 24711 127 | 220171199 | 5 | 7 42 1sMo | 7lb 1 071 | 0743 | 0 | 108 | 09

Таблиця 10Table 10

Нормалізована середня інтенсивність різних позитивних іонів, що представляють інтерес (нормалізована відносно загальної кількості іонів х 10000) 11111000 Ре | Ре | РО | РЗОє | Ре | Р-ІОбеNormalized average intensity of various positive ions of interest (normalized relative to the total number of ions x 10000) 11111000 Re | Re | RO | RZOe | Re | R-IObe

Серед- Серед- Серед- Серед- Серед" Серед- т/2 тип нє зна- нє зна- нє зна- нє зна- нє зна- чення чення чення чення пи чення 271 А | 549 |194| 677 |86| 752 | 371| 761 |158| 516 159) 622 | 166) 271 СеНнз | БОЇ |205| 551 |59| 645 |165| 597 |152| 707 94) 600 / 55 39 Сзнз | 375 |80| 288 | 8 | 379 | 82| 321 |57| 435 61) 417 | З2 43 Сзн; | 717 |ї21| 628 |52| 653 |172| 6бо |89| 861 113) 743 | 73 15) Сен; | 49,9 (146) 43,8 |26| 422 | 79| 414 МОЛІ 27,7 | 8 | 324 105) 128 СюНе | 38,8 |З) 392 |19| 352 |11,8| 31,9 |78| 212 61) 242 6,8Average- Average- Average- Average- Average" Average- t/2 type unknown value known value value value value value value value 271 A | 549 |194| 677 |86| 752 | 371| 761 |158| 516 159) 622 | 166) 271 SeNnz | FIGHTS |205| 551 |59| 645 |165| 597 |152| 707 94) 600 / 55 39 Sznz | 375 |80| 288 | 8 | 379 | 82| 321 |57| 435 61) 417 | Z2 43 Szn; | 717 | 21| 628 | 52| 653 | 172| 6bo | 89| 861 113) 743 | 73 15) Sen; | 49.9 (146) 43.8 |26| 422 | 79| 414 MOLES 27.7 | 8 | 324 105) 128 XuNe | 38.8 | Z) 392 | 19| 352 | 11.8| 31.9 | 78| 212 61) 242 6.8

Таблиця 11Table 11

Нормалізована середня інтенсивність різних негативних іонів, що представляють інтерес (нормалізована відносно загальної кількості іонів х 10000) 77711100 РВЕ | Ре | РОе | РО | Ре | Р-ІООе ше че ее ме че т/2 | тип | нє зна- нє зна- нє зна- нє зна- нє зна- нє зна- чення чення чення чення чення чення 26 СМ 719 189) без |261| 281 |101 | 342 292 57,3 28,9| 112 60Normalized mean intensity of various negative ions of interest (normalized relative to total number of ions x 10000) 77711100 RVE | Re | ROe | RO | Re | P-IOOe she che ee me che t/2 | type | not known known known known known known known value known value known value 26 CM 719 189) without |261| 281 |101 | 342 292 57.3 28.9| 112 60

Таблиця 12Table 12

Параметри ТоБ-5ІМ5 18 кв - іониParameters ToB-5IM5 18 kV - ions

У ТоБ-5ІМ5 використовується сфальцьований імпульсний пучок частинок (як правило, С5 або Са) для вибивання хімічних частинок з поверхні матеріалів. Частинки, утворювані ближче до області впливу, мають тенденцію стати дисоційованими іонами (позитивними або негативними). Вторинні частинки, утворені далі від області впливу, мають тенденцію стати молекулярними сполуками, як правило фрагментами значно більш великих органічних макромолекул. Потім частинки прискорюються на їх шляху в напрямку до детектора. Оскільки можна виміряти "час прольоту" частинок з часу впливу на детектор по шкалі наносекунд, то можна одержувати розрізнення по масах до 0,00Х атомних одиниць маси (тобто одна тисячна частина маси протона). У звичайних умовах роботи результати аналізу ТОЕ-5ІМ5 включають: мас-спектр, що охоплює всі атомні маси в діапазоніToB-5IM5 uses a folded pulse beam of particles (usually С5 or Са) to knock out chemical particles from the surface of materials. Particles formed closer to the impact area tend to become dissociated ions (positive or negative). Secondary particles formed further from the impact area tend to become molecular compounds, usually fragments of much larger organic macromolecules. The particles are then accelerated on their way towards the detector. Since it is possible to measure the "time of flight" of particles from the time of exposure to the detector on the scale of nanoseconds, it is possible to obtain a mass resolution of up to 0.00X atomic mass units (that is, one thousandth of the mass of a proton). Under normal operating conditions, the results of TOE-5IM5 analysis include: a mass spectrum covering all atomic masses in the range

0-10000 а.о.м., розгорнутий у растр пучок створює карти розподілу будь-якої маси, що представляє інтерес, на субмікронній шкалі, і профілі глибини формуються в результаті видалення поверхневих шарів шляхом розпилення під іонним пучком. Аналіз негативних іонів показав, що полімер мав підвищені кількості груп СМО, СМ і МО».0-10000 a.o.m., the rasterized beam produces distribution maps of any mass of interest on the submicron scale, and depth profiles are formed by removing surface layers by sputtering under the ion beam. Analysis of negative ions showed that the polymer had increased amounts of SMO, SM and MO groups."

Приклад 12. Рентгенівська фотоелектронна спектроскопія (ХРБЗ)/електронна спектроскопія для хімічного аналізу (ЕЗСА)Example 12. X-ray photoelectron spectroscopy (XPRS)/electron spectroscopy for chemical analysis (ESSA)

Рентгенівською фотоелектронною спектроскопією (ХР) (яка іноді називається "Е5СА") вимірюють хімічний склад верхніх п'яти нанометрів поверхні; у ХР5 використовується енергія фотоіонізації й аналіз методом енергетичної дисперсії випромінюваних фотоелектронів для дослідження складу й електронного стану поверхневої області зразка. Рентгенівська фотоелектронна спектроскопія основана на однократному входженні протона/виході електрона. М'які рентгенівські промені стимулюють ежекцію фотоелектронів, кінетичну енергію яких вимірюють за допомогою аналізатора електростатичної енергії електронів. Невеликі зміни енергії викликаються валентними станами атомів при хімічному зсуві, від яких походить ежекція електронів; таким чином, вимірювання забезпечує хімічну інформацію про поверхню зразка.X-ray photoelectron spectroscopy (XPR) (which is sometimes called "E5СА") measures the chemical composition of the upper five nanometers of the surface; in XP5, photoionization energy and energy dispersion analysis of emitted photoelectrons are used to study the composition and electronic state of the surface region of the sample. X-ray photoelectron spectroscopy is based on a single proton entry/electron exit. Soft X-rays stimulate the ejection of photoelectrons, the kinetic energy of which is measured using an electron electrostatic energy analyzer. Small changes in energy are caused by the valence states of atoms during a chemical shift, from which the ejection of electrons originates; thus, the measurement provides chemical information about the surface of the sample.

Таблиця 13Table 13

Атомні концентрації (у до) 1111Г1с111о0 1 А ЇЇ 5Atomic concentrations (in to) 1111Г1с111о0 1 А ІІ 5

Р132 (Площа 1)P132 (Square 1)

Р132 (Площа 2) нни"?:?'?':;БЬЬЕЮЕИШИИІИООЛОЛООВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВНИP132 (Square 2) нны"?:?'?':;BYEYUEISHIIIIIOOOLOOOOVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVNY

РІ32-10 (Площа 1)RI32-10 (Square 1)

РІ32-10 (Площа 2) ннн"?"нфиИшжжжояоОЛлЛШЖр»ФІІИНИИШООВОВОВШШОЛОТИТЦХИЛВВВВОТВОЛЛООООВОЛВОТВОВОВОВОВОВОВВВВВВВВОИRI32-10 (Square 2)

Р132-100 (Площа 1) 62 | 9367 | 09 | 12P132-100 (Square 1) 62 | 9367 | 09 | 12

Р132-100 (Площа 2) 61 ЇЇ 369 | 08 | з аНормалізована до 10095 детектованих елементів. ХР5 не детектує Н або Не.P132-100 (Square 2) 61 IYI 369 | 08 | with aNormalized to 10095 detected elements. XP5 does not detect H or Ne.

Таблиця 14Table 14

Хімічний стан вуглецю (у 95 С) нших, 11111 бзразка7////// |Ї7777777777711117111111111111 1111111Chemical state of carbon (at 95 C) of ours, 11111 bzrazka7////// |Ї7777777777711117111111111111 1111111

Р132 (Площа 1P132 (Square 1

Р132 (Площа 2) 725 | 49 | го | 6 ни;нисжиннннннннннннннннншшнP132 (Square 2) 725 | 49 | tho | 6 ni;

РІ32-10 (Площа 1) 734 | 42 | 715 | 9RI32-10 (Square 1) 734 | 42 | 715 | 9

РІ32-10 (Площа 2) ни;в ннтннинининининнинниншншRI32-10 (Square 2)

Р132-100 (Площа 1) 17127... | 45 | 715 | 9P132-100 (Square 1) 17127... | 45 | 715 | 9

Р132-100 (Площа 2) 17125 | 44 | 23 | 9P132-100 (Square 2) 17125 | 44 | 23 | 9

Таблиця 15Table 15

Атомні концентрації (у Уб)а сг 11111115 1Ї147/сма р-1е (Площа 1) 75958 2 ющЩ | 379 | 714 | 09 | - р-1е (Площа 2) нини р-5е (Площа 1) 581 | 397 | 714 | 08 | - р-5е (Площа 2) 5860 | 397 | 75 | 08 | -Atomic concentrations (in Ub)a sg 11111115 1Ї147/sma r-1e (Square 1) 75958 2 yushЩ | 379 | 714 | 09 | - district 1e (Square 2) now district 5e (Square 1) 581 | 397 | 714 | 08 | - r-5e (Square 2) 5860 | 397 | 75 | 08 | -

нини р-10е (Площа 1) р-10е (Площа 2) нининн"ЖИННННнннннншшшш р-50е (Площа 1) 5959 2 юЮЩщ | 379 | 714 | 08 | «0 р-50е (Площа 2) 594 | 383 | 714 | 09 | «0 нин?" р-70е (Площа 1) 63 | 369 | 72 | 06 | «0 р-70е (Площа 2) нин р-100е (Площа 1) р-100е (Площа 2) 605 2 щ | 372 | 714 | 09 | «0 аНормалізована до 10095 детектованих елементів. ХР5 не детектує Н або Не. ьСимвол "менше ніж" "«" вказує на те, що не можна було провести точне кількісне визначення внаслідок слабкої інтенсивності сигналу.now r-10e (Square 1) r-10e (Square 2) nyninn"ZHINNNNNnnnnnnshshshsh r-50e (Square 1) 5959 2 yЮЩщ | 379 | 714 | 08 | «0 r-50e (Square 2) 594 | 383 | 714 | 09 | "0 nin?" r-70e (Square 1) 63 | 369 | 72 | 06 | "0 r-70e (Square 2) nin r-100e (Square 1) r-100e (Square 2) 605 2 sh | 372 | 714 | 09 | "0 aNormalized to 10095 detected elements. XP5 does not detect H or Ne. "Less than" symbol "«" indicates that accurate quantification could not be performed due to weak signal intensity.

Таблиця 16Table 16

Хімічний стан вуглецю (у 95 С) нн шияки 1100 Юзразка7////// ЇЇ! р-1е (Площа 1) р-1е (Площа 2) нини р-5е (Площа 1) р-5е (Площа 2) ниннпшудяф'єининниннинншн р-10е (Площа 1) р-10е (Площа 2) нини р-50е (Площа 1) 7.29 2 | 45 | 20 | 6 р-50е (Площа 2) ниннн"6ЬОИЙИОИООООООООВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВН р-70е (Площа 1) 732 | 45 | 716 | 6 р-70е (Площа 2) 795 | 43 | 16 | 6 нини р-100е (Площа 1) р-100е (Площа 2)Chemical state of carbon (at 95 C) nn necks 1100 Yuzrazka7////// HER! p-1e (Square 1) p-1e (Square 2) now p-5e (Square 1) p-5e (Square 2) ninnpshudyafyeinninninnnshn p-10e (Square 1) p-10e (Square 2) now p-50e (Square 1) 7.29 2 | 45 | 20 | 6 r-50e (Square 2) ninnn"6ЙОИИИООООООООВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВВН r-70e (Square 1) 732 | 45 | 716 | 6 r-70e (Square 2) 795 | 43 | 16 | 6 now r-100e (Square 1) r-100e (Square 2)

Таблиця 17Table 17

Аналітичні параметриAnalytical parameters

РНІ Омапішт 2000RNI Omapisht 2000

Джерело рентгенівських променів монохроматичний АїЇКа 1486,6 ев 1400х300 мкмThe source of X-rays is monochromatic AiYKa 1486.6 eV 1400x300 μm

Корекція заряду С15 284 4 евCharge correction C15 284 4 ev

Спектри ХР5 одержують шляхом опромінення матеріалу пучком рентгенівських променів алюмінію або магнію при одночасному вимірюванні кінетичної енергії (КЕ) і кількості електронів, що залишають верхні 1-10 нм аналізованого матеріалу (див. аналітичні параметри, таблиця 17). Спосіб ХРЗ5 є у високій мірі специфічним до поверхні внаслідок короткого діапазону фотоелектронів, які збуджуються у твердій речовині. Енергію фотоелектронів, що виходять зі зразка, визначають з використанням концентричного напівсферичного аналізатора (СНА), і це дає спектр з серією фотоелектронних піків.XP5 spectra are obtained by irradiating the material with a beam of aluminum or magnesium X-rays while simultaneously measuring the kinetic energy (KE) and the number of electrons leaving the upper 1-10 nm of the analyzed material (see analytical parameters, Table 17). The KhRZ5 method is highly specific to the surface due to the short range of photoelectrons that are excited in the solid. The energy of the photoelectrons leaving the sample is determined using a concentric hemispherical analyzer (CNA) and this gives a spectrum with a series of photoelectron peaks.

Енергія зв'язку піків є характерною для кожного елемента. Площі піків можна використовувати (з відповідними коефіцієнтами чутливості) для визначення складу матеріалів поверхні. Форма кожного піка й енергія зв'язку можуть дещо змінюватися внаслідок хімічного стану випромінюючого атома.The binding energy of the peaks is characteristic for each element. Peak areas can be used (with appropriate sensitivity factors) to determine the composition of surface materials. The shape of each peak and the binding energy may vary slightly due to the chemical state of the emitting atom.

Таким чином, ХРБ5 також може надати інформацію про хімічні зв'язки. ХР5 не є чуттєвою до водню або гелію, але може виявляти всі інші елементи. ХРО вимагає умов надглибокого вакууму (ФОНМ), ії широко використовують для аналізу поверхні полімерів, покриттів, каталізаторів, композитів, волокон, кераміки, фармацевтичних/медичних матеріалів і матеріалів біологічного походження. Дані ХРО представлені в таблицях 13-16.Thus, CHRB5 can also provide information about chemical bonds. XP5 is not sensitive to hydrogen or helium, but can detect all other elements. ChRO requires ultra-deep vacuum (UDV) conditions and is widely used for surface analysis of polymers, coatings, catalysts, composites, fibers, ceramics, pharmaceutical/medical materials, and materials of biological origin. The data of HRO are presented in tables 13-16.

Приклад 13. Аналіз методом Раманівської спектроскопіїExample 13. Analysis by Raman spectroscopy

Спектри Рамана одержували для поверхні волокон зі зразків: РІ1І32, Р1Т32-100, Р-Те і Р-100е6.Raman spectra were obtained for the surface of fibers from samples: РИ1И32, Р1Т32-100, Р-Те and Р-100е6.

Вимірювання проводили з використанням спектрометра "ГарКат" .-М. Для вимірювань використовували лазер НеМе (довжина хвилі 632,8 нм) і решітку 600 гр/мм. Вимірювання проводили конфокально з використанням геометрії зворотного розсіювання (1802) під мікроскопом ОЇутри5 ВХ40.Measurements were carried out using the spectrometer "HarKat" .-M. A NeMe laser (wavelength 632.8 nm) and a grating of 600 g/mm were used for measurements. Measurements were carried out confocally using the backscattering geometry (1802) under the ОІutry5 ВХ40 microscope.

Зразки мали спектр Рамана, типовий для целюлози.The samples had a Raman spectrum typical of cellulose.

Приклад 14. Аналіз поверхні методом скануючої зондової мікроскопії (ЗРМ) з використанням атомно-силового мікроскопа (АЕМ)Example 14. Surface analysis by scanning probe microscopy (SPM) using an atomic force microscope (AEM)

Метою цього аналізу було одержання за допомогою атомно-силового мікроскопа (АЕМ) зображень зразків, представлених у таблицях 18 і 19, для вимірювання шорсткості поверхні.The purpose of this analysis was to obtain atomic force microscope (AEM) images of the samples presented in Tables 18 and 19 to measure surface roughness.

Скануюча зондова мікроскопія (ЗРМ) являє собою галузь мікроскопії, що формує зображення поверхонь з використанням фізичного зонда, який сканує зразок. Зображення поверхні одержують шляхом механічного зсуву зонда в растровій розгортці зразка, порядково, і реєстрації взаємодії зонд- поверхня як функції положення зонда. Атомно-силовий мікроскоп (АЕМ) або скануючий силовий мікроскоп (ЗЕМ) являє собою тип скануючого зондового мікроскопа з дуже високим розрізненням, для якого продемонстроване розрізнення фракцій розміром нанометр, більше ніж у 1000 разів краще, ніж межа дифракції світла. Зонд (або зразок під стаціонарним зондом), як правило, зміщається за допомогою п'єзоелектричної трубки. Такі сканери сконструйовані для точного переміщення в будь-якій із трьох перпендикулярних осей (х,у,2). Додержуючись растра, сенсорні дані формують зображення взаємодії зонд-поверхня. Відгук сенсора використовується для підтримання зонда при постійній силі або відстані від поверхні об'єкта. Для атомно-силової мікроскопії сенсор являє собою позиційно- чутливий фотодетектор, який реєструє кут відхилення від лазерного пучка, сфокусованого на вершині консолі.Scanning probe microscopy (SPM) is a branch of microscopy that forms images of surfaces using a physical probe that scans a sample. Surface images are obtained by mechanically moving the probe in a raster scan of the sample, sequentially, and recording the probe-surface interaction as a function of probe position. An atomic force microscope (AEM) or scanning force microscope (SEM) is a type of very high-resolution scanning probe microscope that has demonstrated resolution of nanometer-sized fractions more than 1000 times better than the diffraction limit of light. The probe (or the sample under the stationary probe) is usually displaced using a piezoelectric tube. Such scanners are designed for accurate movement in any of the three perpendicular axes (x,y,2). Adhering to the raster, the sensor data form an image of the probe-surface interaction. Sensor feedback is used to maintain the probe at a constant force or distance from the surface of the object. For atomic force microscopy, the sensor is a position-sensitive photodetector that registers the angle of deviation from the laser beam focused on the top of the cantilever.

Таблиця 18Table 18

Результати визначення шорсткості для опромінених гамма-випромінюванням зразківResults of determination of roughness for samples irradiated by gamma radiation

Таблиця 19Table 19

Результати визначення шорсткості для зразків, опромінених е-пучкомResults of determination of roughness for samples irradiated with an e-beam

Зображення АЕМ одержували з використанням Мапобсоре ПП Оітепвіоп 5000 (Сідйа! Іпбігитепів,AEM images were obtained using Mapobsore PP Oitepviop 5000 (Sidya! Ipbigitepiv,

Запіа Ваграга, Саїйогпіа, ОБА). Інструмент калібрували проти корельованого стандарту МІ5ЗТ з точністю краще, ніж 295. Використовували силіконові наконечники МапоРгоре. Використовували способи обробки зображень, які включають автоматичне вирівнювання, підгонку до площини або згортання.Zapia Vagraga, Saiyogpia, BOTH). The instrument was calibrated against a correlated MI5ZT standard with an accuracy better than 295. MapoRgore silicone tips were used. Used image processing methods that include automatic alignment, plane fit, or collapse.

Візуалізували одну випадкову область на верхній частині окремого волокна площею 5х5 мкм.One random area on the upper part of a single fiber with an area of 5x5 μm was visualized.

Перспективні (3-0) зображення цих поверхонь включені в збільшеному масштабі по вертикалі, що зазначено на графіках (ФІГ. 29А-29Е). Проводили аналіз шорсткості і виражали її в: (1) середньоквадратичній шорсткості, КМ5; (2) середній шорсткості, Ка; і (3) максимальній висоті (пік-до- заглиблення), Клах. Результати узагальнено представлені в таблицях 18 і 19.Perspective (3-0) images of these surfaces are included at an enlarged vertical scale as indicated in the graphs (FIGS. 29A-29E). Roughness was analyzed and expressed in: (1) root mean square roughness, KM5; (2) average roughness, Ka; and (3) maximum height (peak-to-dip), Klah. The results are summarized in Tables 18 and 19.

Приклад 15 - Визначення кристалічності опроміненого матеріалу методом рентгенодифракціїExample 15 - Determination of the crystallinity of the irradiated material by the X-ray diffraction method

Рентгенодифракція (ХКО) являє собою метод, за допомогою якого кристалічний зразок опромінюють моноенергетичними рентгенівськими променями. Реєструють взаємодію структури решітки зразка з цими рентгенівськими променями, що дає інформацію про кристалічну структуру, яка піддається опроміненню. Одержаний характерний "відбиток" дає можливість ідентифікації кристалічних сполук, присутніх у зразку. З використанням аналізу відповідності по всьому патерну (ШеX-ray diffraction (XRD) is a method by which a crystalline sample is irradiated with monoenergetic X-rays. The interaction of the lattice structure of the sample with these X-rays is recorded, which gives information about the crystal structure that is exposed to the radiation. The obtained characteristic "print" makes it possible to identify the crystalline compounds present in the sample. Using the analysis of correspondence throughout the pattern (She

Ківїмеїї Кеїпетепі) можна проводити кількісні аналізи зразків, що містять більше однієї кристалічної сполуки.Kiwimeii Keipetepi) it is possible to carry out quantitative analyzes of samples containing more than one crystalline compound.

Таблиця 20Table 20

Дані ХКО, що включають розмір домену і 9о кристалічністьKKO data including domain size and 9o crystallinity

Кожен зразок поміщали на тримач з нульовим фоном і поміщали в дифрактометр Рийір5 РУУ1800, що використовує радіаційне випромінювання Си. Потім проводили сканування в діапазоні від 5" до 50" з розміром кроку 0,05" і часом підрахунку 2 години в кожному випадку.Each sample was placed on a holder with a zero background and placed in a diffractometer Riir5 RUU1800 using radiation radiation. Scans were then performed in the range from 5" to 50" with a step size of 0.05" and a counting time of 2 hours in each case.

Після одержання дифрактограм ідентифікували фази за допомогою Ромжаег Оійгасіюоп Ріїе, опублікованого Іпіегпайопа! Сепіге Тог рійтасіоп Вага. В усіх зразках ідентифікована кристалічна фаза являла собою целюлозу - Іа, що має триклінну структуру.After obtaining the diffractograms, the phases were identified using the Romjaeg Oiigasiuop Riie published by Ipiegpaiop! Sepige Tog riytasiop Weight. In all samples, the identified crystalline phase was cellulose - Ia, which has a triclinic structure.

Відмітною ознакою для 20 зразків є ширина піка, яка пов'язана з розміром кристалічного домену.A distinctive feature for 20 samples is the peak width, which is related to the size of the crystal domain.

Експериментальну ширину піка використовували для обчислення розміру домену і процентної кристалічності, що представлені в таблиці 4.The experimental peak width was used to calculate the domain size and percent crystallinity presented in Table 4.

Процентну кристалічність (Хе 90) визначають як відношення площі кристалічної фази до загальної площі під піками рентгенодифракціїPercent crystallinity (Xe 90) is defined as the ratio of the area of the crystalline phase to the total area under the X-ray diffraction peaks

Хо - с. х10090 (4, ЩІ А ) деHo - p. x10090 (4, SHI A ) where

Ас - площа для кристалічної фази,Ac is the area for the crystalline phase,

Аа - площа для аморфної фази,Aa is the area for the amorphous phase,

Хе - процент кристалічності.He is the percentage of crystallinity.

Для визначення процентної кристалічності кожного зразка було необхідно спочатку визначити кількість аморфної фази. Це здійснюють шляхом оцінки площі кожної дифрактограми, яка може бути віднесена до кристалічної фази (яка відображена більш гострими піками) і некристалічної фази (яка відображена широкими горбами під патерном і має центр при 22" і 387).To determine the percent crystallinity of each sample, it was necessary to first determine the amount of the amorphous phase. This is done by estimating the area of each diffractogram that can be attributed to the crystalline phase (which is represented by the sharper peaks) and the non-crystalline phase (which is represented by the broad humps below the pattern and centered at 22" and 387).

Для мінімізації помилки в цих обчисленнях внаслідок широких кристалічних піків, а також високої інтенсивності фону використовували систематичний процес. По-перше, застосовували лінійний фон, а потім відміняли його. По-друге, кожний із двох гауссових піків з центром при 22" ії 387 з шириною 10-12? приводили у відповідність з горбами під кристалічними піками. По-третє, визначали площа під двома широкими гауссовими піками й іншої частини патерна. Нарешті, обчислювали процентну кристалічність шляхом ділення площі під кристалічним піком на загальну інтенсивність (після віднімання фону). Розмір домену і 95 кристалічність зразків при визначенні шляхом рентгенодифракції (ХКО) представлені в таблиці 20.A systematic process was used to minimize error in these calculations due to broad crystal peaks as well as high background intensity. First, a linear background was applied, and then it was canceled. Second, each of the two Gaussian peaks centered at 22" and 387 with a width of 10-12? was matched with the humps under the crystalline peaks. Third, the area under the two broad Gaussian peaks and other parts of the pattern were determined. Finally, we calculated percent crystallinity by dividing the area under the crystalline peak by the total intensity (after background subtraction).The domain size and 95 crystallinity of the samples as determined by X-ray diffraction (XRD) are presented in Table 20.

Приклад 16 - Аналіз опромінених матеріалів шляхом порометріїExample 16 - Analysis of irradiated materials by porometry

Ртутний аналіз розміру пор і об'єму пор (таблиця 21) оснований на пропусканні ртуті (незмочувальної рідини) у пористу структуру при суворо контрольованих тисках. Оскільки ртуть не змочує більшість речовин і не проникне в пори мимовільно внаслідок капілярної дії, її необхідно заганяти в порожнини зразка шляхом прикладання зовнішнього тиску. Тиск, необхідний для заповнення порожнин, зворотно пропорційний розміру пор. Для заповнення великих порожнин потрібна тільки невелика величина сили або тиску, у той час як для заповнення дуже маленьких пор потрібний значно більш високий тиск.Mercury analysis of pore size and pore volume (Table 21) is based on passing mercury (a non-wetting liquid) into a porous structure at strictly controlled pressures. Since mercury does not wet most substances and does not penetrate the pores spontaneously due to capillary action, it must be driven into the cavities of the sample by applying external pressure. The pressure required to fill the cavities is inversely proportional to the pore size. Only a small amount of force or pressure is required to fill large cavities, while much higher pressure is required to fill very small pores.

Таблиця 21Table 21

Розполіл розміру й об'єму пор за лопомогою ртутної перометріїAnalysis of the size and volume of pores using mercury perometry

Ї нн ііі ііі ііі вів УДО С нік ові овіо вк НД се Орів іііI nn iii iii iii viv UDO S nik ovi ovio wk ND se Oriv iii

Загальний Загальна СеРСЛНІЙ Середній Середній СкЮбєМнНа евну проника- плоша паметр о сяметр о людметр о ТІСТНТ, (окелетна) ПористістьGeneral General SerSlNy Average Average SkUbeMnA evnu penetrable area pameter o sevenmeter o ludmeter o TISTNT, (obstructive) Porosity

ТО зразка їде а опоро пор опер оврибйоо ни ! юЧИПоО ЄМ поро (об'єм) осплоша; ОМА) фунт 0/Густння (5) імлі їм'яї (мкм) імкм. (мкм) КВДюйМ о гомл)The sample goes to the support of the opera ovrybyoo! юЧИПОО ЕМ poro (volume) osplosha; OMA) lb 0/Density (5) imli imlyai (μm) imkm. (μm) KVDuyM o homl)

РІЗІ ол ит: ПИШЕ Па у ПИШЕ ВЕК В ЕК ТСН ЕЕ 14785 057МезRIZI ol it: PISHE Pa u PISHE VEK V EK TSN EE 14785 057Mez

РІУТІ зе 3.1 46.46 5 МБ 106 00001614 фаз що ахRIUTI ze 3.1 46.46 5 MB 106 00001614 phases what ah

РІ НЮю 5.3983 поза 00 ік 2165493 ІІ БЯЗ ЗІRI Nyuyu 5.3983 poza 00 ik 2165493 II BYAZ ZI

РЕАК 32506 ово 025 мк 172410 іх чю 002497 12916 830577REAK 32506 ovo 025 mk 172410 ich chu 002497 12916 830577

РІЗІ-ЮХ ОО 3787 дя Ох їм ЗЛ Па 2199 щ1х За037 ля оком АЖ. поеіб полей 1255 ТовRIZI-YUH OO 3787 dya Oh im ZL Pa 2199 sh1x Za037 la okom AJ. poeib fields 1255 Tov

АІЗІА 12514 10320 003 тОв даю та 0.1765 Та ТАКАAIZIA 12514 10320 003 tons I give and 0.1765 Yes Yes

А1355-186 речо МНЕзОа 0 455906 пон пе пода рих Та 13 З. 8265 0 аТ058 І 1.232229 ло ТА тові зб132-105 А ха 00 лб-ноб пани пн 1.3457 5 Та е132-1 25143 0706 ЗАТ НЯ Олю пох 0ОлоУ? ге: 775A1355-186 recho MNEzOa 0 455906 mon pe gift ryh Ta 13 Z. 8265 0 aT058 I 1.232229 lo TA tovi zb132-105 A ha 00 lb-nob pany mon 1.3457 5 Ta e132-1 25143 0706 ZAT NYA Olyu po?kh 0Olo ge: 775

ІА НЬОЦХ 4 ал МУЛУ КГ це мо опорна БІВ 50109 5132-30-05 їще0б3 т за ОНКО Кжюв 0.Л1о55 ТО везе чУБ132 29920 5447 7е3675 0Омо ве 02775 Ка» обоIA Nyotskh 4 al MULU KG is a supporting BIV 50109 5132-30-05 more 0b3 t for ONKO Kzhyuv 0.L1o55 TO veze chUB132 29920 5447 7e3675 0Omo ve 02775 Ka» obo

УРА ЗД зно ат плед зн ол ТоЖох 0 ябІінщяURA ZD zno at plaid zno ol ToZoh 0 yabIinschya

ХУ ЗТ ЗЕ 005 Юа 03570 41159 по ТОР 53.53HU ZT ZE 005 Yua 03570 41159 by TOR 53.53

А-1е 19535 звук ЗАЗ ЖЕ ЖКИ 1130 0359 Того То КюЗA-1e 19535 sound ZAZ ZHE ZHKY 1130 0359 Togo To KyuZ

А-ве оо БАХ Од 59 0.053530 12117 пола БЖ? ТЗ К5A-ve oo BAH Od 59 0.053530 12117 pola BZh? TK K5

А-Іе раку и УА С в оо обо 0 ПЕ І Не якиA-Ie raku and UA C in oo obo 0 PE I Ne yaks

А-5ве за ан замов 1399 0003577 14671 0075 б-їе 24383 7.52 88.5531 пом 12861 031 ТКУ: 76616А-5ve by order 1399 0003577 14671 0075 b-ie 24383 7.52 88.5531 pom 12861 031 TKU: 76616

О-яе З 5400 АК 00225 103 пи Ба БІ б-е зані ійжех пам пл 15355 па ТЦ; то пезк с-яде зр вм ЗвБанНх 0 0о315 їеюі 0294 Ба 00тяозоO-yae Z 5400 AK 00225 103 pi Ba BI b-e zani izheh pam pl 15355 pa Shopping Center; then pezk s-yade zr vm ZvBanNh 0 0o315 ieyui 0294 Ba 00tyaozo

В-16 Тло Зх Я ВЯ 0239315 298 0 ІВ ча ЗахВ-16 Background ВХ Я ВЯ 0239315 298 0 ИВ cha Zach

Р-яе те 1212 бай 1235353 зоб 00 Біо оч р-н вве ЕНН А УК ПИ З М ЗАаоТиЯ 17475 Ат ОДУ т4906 За тяхоR-yae te 1212 bai 1235353 zob 00 Bio och rn vve ENN A UK PY Z M ZAaoTya 17475 At ODU t4906 Za tiho

РАМ 59 ТЗ; 040 7Кт; 15823 зала 00 плзе Таз за7016 р-1ває ЗЛ ЕН ел ИНА ЗАЕС ИМЯ 10740 зт 0 Оея ТВ ЯБЛВЕО пло Зам зр Я2щщУ Тв Ол 15745 за ті16оRAM 59 TK; 040 7Kt; 15823 hall 00 plze Taz za7016 r-1vaye ZL EN el INA ZAES NAME 10740 zt 0 Oeya TV YABLVEO plo Zam zr Ya2shschU TV Ol 15745 za ti16o

Б-їе НДІ паз ах ПАК ЗО пу Гу ЗБ щ--е 03914 000337 541991 бору зеюе осях 16052 ЗК щ-0є пато 0349 13360 п 47873 Пов Тло ЗО ев 5-30 Ов заз ца Ом пла плн 15585 ІК щ-а0е П.І? тех 1УЛІБМ ою пата подалі за ЗА я-нк 081 5 зб ОО ТОЗЕВ 0.47 ї.МО5 ахмУ веї Я ей 17631 аа опа Іо П.775ї ря? 1435B-ie NDI paz ah PAK ZO pu Gu ZB sh--e 03914 000337 541991 boru zeyue osyakh 16052 ZK sh-0e pato 0349 13360 p 47873 Pov Tlo ZO ev 5-30 Ov zaz tsa Om pla pln 15585 IC sh-a0e P .AND? teh 1ULIBM oyu pata away for ZA i-nk 081 5 zb OO TOZEV 0.47 i.MO5 ahmU vei I ey 17631 aa opa Io P.775i rya? 1435

Ка-1е 00720 В З 5лер ом О1587 поле 575 526 ві-зе 334 15595 425 оре про пот р ЗА леKa-1e 00720 V Z 5ler om O1587 field 575 526 visa 334 15595 425 ore about pot r ZA le

БІ-10е поз Теща 433625 ОО пі ЕД жея ТО але 5і-30г АТ Іо ЗЯ152 Аж по птах Ба? зііахBI-10e position Mother-in-law 433625 OO pi ED zheya TO but 5i-30g AT Io ZYA152 Azh po ptak Ba? ziyach

Бі-хає баб 18335 3755 пом 01А пе 15545 Ба вв еНнше пої да 14 ЗХ НАШУ ОПН Птах 5 ЗалаBi-khaye bab 18335 3755 pom 01A pe 15545 Ba vv eNnshe poide da 14 ЗХ НАШУ OPN Ptah 5 Hall

АшоРоге 9520 може досягати максимального тиску 414 Мпа або 60000 фунт/кв. дюйм абс. У ньому наявні чотири станції низького тиску для приготування зразка і збирання даних про макропори при тиску від 0,2 фунт/кв. дюйм абс. (1,4 кпа) до 50 фунт/кв. дюйм абс. (345 кпа). У ньому наявні дві камери високого тиску, у яких збираються дані при тиску від 25 фунт/кв. дюйм абс. (172 кпа) до 60000 фунт/кв. дюйм абс. (414 Мпа). Зразок поміщають у чашоподібний пристрій, що називається пенетрометром, який з'єднаний зі скляним капілялрним стрижнем з металевим покриттям. По мірі проникнення ртуті в порожнини в зразку і навколо нього, вона просувається вниз по капілярному стрижню. Втрата ртуті з капілярного стрижня приводить до зміни електроємності. Зміна електроємності в процесі експерименту конвертується в об'єм ртуті, виходячи з відомого об'єму стрижня застосовуваного пенетрометра. Доступна множина пенетрометрів з різними розмірами чаші (зразка) і капілярів для адаптації до більшості розмірів і конфігурацій зразків. У таблиці 22, нижче,AshoRoge 9520 can reach a maximum pressure of 414 MPa or 60,000 psi. inch abs It has four low-pressure stations for sample preparation and macropore data collection at pressures from 0.2 psi. inch abs (1.4 kpa) to 50 lb/sq. inch abs (345 kpa). It has two high-pressure chambers that collect data at pressures from 25 psi. inch abs (172 kpa) to 60,000 lb/sq. inch abs (414 MPa). The sample is placed in a cup-shaped device called a penetrometer, which is connected to a glass capillary rod with a metal coating. As mercury penetrates the cavities in and around the sample, it moves down the capillary rod. The loss of mercury from the capillary rod leads to a change in capacitance. The change in electrical capacity during the experiment is converted into the volume of mercury, based on the known volume of the rod of the used penetrometer. A variety of penetrometers are available with different bowl (sample) and capillary sizes to accommodate most sample sizes and configurations. In Table 22, below,

визначені ключові параметри, обчислювані для кожного зразка.defined key parameters calculated for each sample.

Таблиця 22Table 22

Визначення параметрівDefinition of parameters

З - - Загальний об'єм ртуті, що проникає в ході експерименту. Він може агальний проникаючий : Н : пористість зразка й об'єм стиснення зразка агальна площа пор й циліндричну форму пор тиску заповнення, як правило, 0,5 фунт/кв. дюйм абс. (3,45 кПа) тиску, як правило, 60000 фунт/кв. дюйм абс. (414 МПа)C - - The total volume of mercury penetrating during the experiment. It can agal penetrating : H : sample porosity and sample compression volume agal pore area and cylindrical pore shape filling pressure, typically 0.5 psi. inch abs (3.45 kPa) pressure, typically 60,000 psi. inch abs (414 MPa)

Приклад 17 - Аналіз розміру частинок опромінених матеріалівExample 17 - Analysis of particle size of irradiated materials

Спосіб визначення розміру частинок за допомогою розсіювання світла оснований на теорії Мі (яка також включає теорію Фраунгофера). Теорія Мі передбачає взаємозв'язок інтенсивності і кута у вигляді функції розміру сферичних розсіюючих частинок, за умови, що інші змінні системи відомі і підтримуються постійними. Цими змінними є довжина хвилі падаючого світла і відносний показник заломлення матеріалу зразка. Застосування теорії Мі дає докладну інформацію про розмір частинок.The method of determining particle size by light scattering is based on the Mie theory (which also includes the Fraunhofer theory). Mie's theory predicts the relationship between intensity and angle as a function of the size of the spherical scattering particles, provided that the other system variables are known and held constant. These variables are the wavelength of the incident light and the relative refractive index of the sample material. The application of Mie's theory provides detailed information on particle size.

У таблиці 23 узагальнено представлений розмір частинок при використанні як параметри серединного діаметра, середнього діаметра і модального діаметра.Table 23 summarizes the size of the particles when used as parameters of median diameter, average diameter and modal diameter.

Таблиця 23Table 23

Розмір частинок при розсіюванні лазерного випромінювання (дисперсія сухого зразка)Particle size during laser radiation scattering (dry sample dispersion)

МКМ МКМMKM MKM

Розмір частинок визначали за допомогою розсіювання лазерного випромінювання (дисперсія сухого зразка) за допомогою Маїмегп Мазіегвігег 2000, використовуючи наступні умови: швидкість подачі: ЗБ, тиск диспергатора: 4 бар, оптична модель: (2,610, 1,000), 1,000,Particle size was determined by laser scattering (dry sample dispersion) using a Maimegp Maziegwieg 2000 using the following conditions: feed rate: ZB, disperser pressure: 4 bar, optical model: (2.610, 1.000), 1.000,

Відповідну кількість зразка подавали на вібраційний лоток. Швидкість подачі і тиск повітря коректували для забезпечення того, щоб частинки були належним чином дисперговані. Ключовим компонентом є вибір тиску повітря, який розбиває агломерати, але не порушує цілісність зразка.The appropriate amount of the sample was fed to the vibrating tray. The feed rate and air pressure were adjusted to ensure that the particles were properly dispersed. The key component is choosing an air pressure that breaks up the agglomerates but does not compromise the integrity of the sample.

Необхідна кількість зразка варіює залежно від розміру частинок. Як правило, зразки з дрібними частинками вимагають меншої кількості матеріалу, ніж зразки з великими частинками.The amount of sample required varies with particle size. As a general rule, samples with fine particles require less material than samples with large particles.

Приклад 18 - Аналіз площі поверхні опромінених матеріалівExample 18 - Analysis of the surface area of irradiated materials

Площа поверхні кожного зразка аналізували з використанням системи Місготегйіс5 АБАР 2420The surface area of each sample was analyzed using the Misgotegis5 ABAR 2420 system

Ассеїегаїеуй Зипасе Агеа апа Роговзітеїгу Зузіет. Зразки приготовляють шляхом первинного дегазування протягом 16 годин при 40 "С. Далі, обчислюють вільний простір (як теплий, так і холодний) з гелієм, а потім пробірку зі зразком знову вакуумують для видалення гелію. Збирання даних починається після цього другого вакуумування, і воно полягає у встановленні заданого тиску, який контролює, скільки газу дозовано в зразок. При кожному заданому тиску визначають і записують кількість адсорбованого газу і істинний тиск. Тиск усередині пробірки зі зразком вимірюють за допомогою датчика тиску. Додаткові дози газу продовжують надходити до досягнення заданого тиску і забезпечення зрівноважування. Кількість адсорбованого газу визначають підсумовуванням множини доз для зразка. Тиск і кількість визначають ізотерму адсорбції газу, і їх використовують для обчислення ряду параметрів, включаючи площу поверхні ВЕТ (таблиця 24).Asseiegaieuy Zipase Agea apa Rogovziteigu Zuziet. The samples are prepared by primary degassing for 16 hours at 40°C. Next, the headspace (both warm and cold) with helium is calculated, and then the sample tube is again evacuated to remove the helium. Data collection begins after this second evacuation, and it is to set a set pressure that controls how much gas is dosed into the sample. At each set pressure, the amount of gas adsorbed and the true pressure are determined and recorded. The pressure inside the sample tube is measured using a pressure sensor. Additional gas doses continue until the set pressure is reached and ensuring equilibration The amount of gas adsorbed is determined by summing over multiple doses to the sample The pressure and amount define the gas adsorption isotherm and are used to calculate a number of parameters including the surface area of the BET (Table 24).

Таблиця 24Table 24

Узагальнене представлення площі поверхні по адсорбції газу е-0505..77777771711111171Г11111111111111711111ои віє С7Ї77111111111111111111111111111111111Г111111111111111111114961Generalized representation of surface area by gas adsorption e-0505..77777771711111171Г111111111111111711111ои вей С7Ї7711111111111111111111111111111111111Г111111111111111111114961

ГЕПЕРЯ Є: З ПОН КОН КОН ТКУ: ПИHEPERYA IS: Z PON KON KON TKU: PI

Модель ВЕТ для ізотерм являє собою широко використовувану теорію для обчислення питомої площі поверхні. Аналіз включає визначення ємності моношару поверхні зразка шляхом обчислення кількості, необхідної для покриття всієї поверхні одним щільно упакованим шаром криптону. Для визначення загальної площі поверхні ємність моношару множать на площу поперечного перерізу молекули пробного газу. Питома площа поверхні являє собою площу поверхні аліквоти зразка, ділену на масу зразка.The BET model for isotherms is a widely used theory for calculating the specific surface area. The analysis involves determining the monolayer capacity of the sample surface by calculating the amount needed to cover the entire surface with one close-packed layer of krypton. To determine the total surface area, the capacity of the monolayer is multiplied by the cross-sectional area of the sample gas molecule. The specific surface area is the surface area of a sample aliquot divided by the mass of the sample.

Приклад 19 - Визначення довжини волокон в опромінених матеріалахExample 19 - Determination of fiber length in irradiated materials

Тестування розподілу довжин волокон проводили в трьох паралелях на представлених зразках з використанням системи Теспрар МогЕгі ГВО1. Середня довжина і ширина волокон представлені в таблиці 25.Fiber length distribution testing was performed in three parallels on the presented samples using the Tesprar MogEgi GVO1 system. The average length and width of the fibers are presented in Table 25.

Таблиця 25Table 25

Узагальнене представлення даних по довжині і ширині лігноцелюлозних волоконGeneralized presentation of data on the length and width of lignocellulosic fibers

Арифметичне Середня СтатистичноArithmetic Mean Statistically

І зразка середнє значення довжина, скоректована середня | Ширина (мм) зважена по довжина, зважена по (мікрометри) (мкм) довжині (мм) довжині (мм)And sample average length, adjusted average | Width (mm) weighted length weighted (micrometers) (μm) length (mm) length (mm)

Приклад 20 - Ультразвукова обробка опроміненого і неопроміненого просаExample 20 - Ultrasonic treatment of irradiated and non-irradiated millet

Просо дробили згідно з прикладом 4. Просо обробляли тільки ультразвуком або опроміненням гамма-променями в дозі 10 або 100 Мрад, а потім обробкою ультразвуком. Одержані матеріали відповідають 5132-ВК (неопроміненому), 5132-10-ВЕ (10 Мрад і обробка ультразвуком) і 5132-100-Millet was crushed according to example 4. Millet was treated only with ultrasound or irradiation with gamma rays at a dose of 10 or 100 Mrad, followed by ultrasound treatment. The obtained materials correspond to 5132-VK (unirradiated), 5132-10-BE (10 Mrad and ultrasonic treatment) and 5132-100-

ВК (100 Мрад і обробка ультразвуком), як показано в таблиці 1. Обробку ультразвуком проводили для кожного зразка протягом 30 хвилин з використанням ультразвуку частотою 20 кГц з рупора 1000 Вт в умовах рециркуляції. Кожний зразок диспергували у воді в концентрації приблизно 0,10 г/мл.VC (100 Mrad and sonication) as shown in Table 1. Sonication was performed for each sample for 30 minutes using 20 kHz ultrasound from a 1000 W horn under recirculation conditions. Each sample was dispersed in water at a concentration of approximately 0.10 g/ml.

На ФІГ. 30 ї 31 представлений пристрій, використовуваний для обробки ультразвуком. Пристрій 500 включає перетворювач 502, сполучений з бустером 504, що сполучається з рупором 506, виготовленим з титану або сплаву титану. Рупор, який має ізоляцію 510, виготовлену з МІТОМФ, по його периметру на його здійснюючій обробку стороні, утворює непроникне для рідини ущільнення з коміркою для переробки 508. Здійснююча обробку сторона рупора занурена в рідину, таку як вода, в якій диспергований зразок, що підлягає обробці ультразвуком. Моніторинг тиску в комірці проводять за допомогою датчика тиску 512. При функціонуванні зразок просувається насосом 517 з ємності 516 через комірку для переробки і обробляється ультразвуком. Після обробки ультразвуком зразок збирається в ємності 520. Процес може бути оборотним в тому, що вміст ємності 520 може бути відправлений через комірку для переробки і зібраний в ємності 516. Цей процес можна повторювати декілька разів доти, поки не буде досягнуть бажаний рівень переробки зразка.In FIG. 30 and 31 present a device used for ultrasound treatment. The device 500 includes a transducer 502 connected to a booster 504 connected to a horn 506 made of titanium or a titanium alloy. The horn, which has an insulation 510 made of MITOMF around its perimeter on its processing side, forms a liquid-tight seal with the processing cell 508. The processing side of the horn is immersed in a liquid, such as water, in which the sample to be processed is dispersed. ultrasound treatment. The pressure in the cell is monitored using the pressure sensor 512. During operation, the sample is pushed by the pump 517 from the container 516 through the processing cell and is treated with ultrasound. After sonication, the sample is collected in container 520. The process may be reversible in that the contents of container 520 may be sent through the processing cell and collected in container 516. This process may be repeated several times until the desired level of sample processing is achieved.

Приклад 21 - Знімки, одержані за допомогою скануючого електронного мікроскопа, неопроміненого проса в порівнянні з опроміненим і опроміненим і обробленим ультразвуком просомExample 21 - Scanning electron microscope images of non-irradiated millet compared to irradiated and irradiated and sonicated millet

Зразки проса для знімків, одержуваних за допомогою скануючого електронного мікроскопа, наносили на вуглецеву стрічку і покривали розпиленням золота (70 секунд). Зображення одержували за допомогою скануючого електронного мікроскопа з польовою емісією УЕОЇ. 6500.Millet samples for scanning electron microscope images were placed on carbon tape and sputter-coated with gold (70 seconds). Images were obtained using a scanning electron microscope with field emission of UEOI. 6500.

На ФІГ. 32 представлений знімок, одержаний за допомогою скануючого електронного мікроскопа при збільшенні 1000Х, волокнистого матеріалу, одержаного дробленням проса на різальному пристрої з обертовим ножем, а потім пропусканням роздробленого матеріалу через сито з отворами 1/32 дюйма (0,08 см).In FIG. 32 is a scanning electron microscope image, taken at 1000X magnification, of fibrous material obtained by crushing millet on a rotary knife cutter and then passing the crushed material through a 1/32 inch (0.08 cm) sieve.

На ФІГ. 33 ї 34 представлені знімки, одержані за допомогою скануючого електронного мікроскопа при збільшенні 1000Х, волокнистого матеріалу ФІГ. 32 після опромінення гамма-променями дозою 10 іIn FIG. 33 and 34 show images obtained using a scanning electron microscope at a magnification of 1000X of the fibrous material of FIG. 32 after exposure to gamma rays with a dose of 10 i

100 Мрад, відповідно.100 Mrad, respectively.

На ФІГ. 35 представлені знімки, одержані за допомогою скануючого електронного мікроскопа при збільшенні 1000Х, волокнистого матеріалу ФІГ. 32 після опромінення 10 Мрад і обробки ультразвуком.In FIG. 35 presents pictures obtained with the help of a scanning electron microscope at a magnification of 1000X, the fibrous material of FIG. 32 after 10 Mrad irradiation and ultrasound treatment.

На ФІГ. 36 представлені знімки, одержані за допомогою скануючого електронного мікроскопа при збільшенні 1000Х, волокнистого матеріалу ФІГ. 32 після опромінення 100 Мрад і обробки ультразвуком.In FIG. 36 presents images obtained using a scanning electron microscope at a magnification of 1000X, the fibrous material of FIG. 32 after 100 Mrad irradiation and ultrasound treatment.

Приклад 22 - Інфрачервоні спектри з Фур'є-перетворенням (ЕТ-ІК) опроміненого і неопроміненого крафт-паперуExample 22 - Fourier transform infrared spectra (ET-IR) of irradiated and non-irradiated kraft paper

Аналіз ЕТ-ІК проводили на Місоіїейтрасі 400. Результати вказують на те, що зразки Р132, Р132- 10, РІЗ32-100, Р-1е, Р-5е, Р-10е, Р-З0е, Р-7О0е і Р-100е відповідають матеріалу на основі целюлози.The ET-IR analysis was carried out on Misoieitras 400. The results indicate that samples P132, P132-10, RIZ32-100, P-1e, P-5e, P-10e, P-30e, P-7O0e and P-100e correspond to cellulose-based material.

На ФІГ. 37 представлений інфрачервоний спектр крафт-картону, роздробленого згідно з прикладом 4, а на ФІГ. 38 представлений інфрачервоний спектр крафт-паперу ФІГ. 37 після опромінення гамма-випромінюванням в дозі 100 Мрад. Опромінений зразок демонструє додатковий пік в області А (з центром приблизно на рівні 1730 см"), який не виявляється в неопроміненому матеріалі. Потрібно зазначити, що збільшення рівня поглинання карбонільних груп при «1650 см" було виявлене у зразків від Р1Т32 до Р132-10 і до Р132-100. Аналогічні результати спостерігали для зразків Р-1е, Р-5е, Р-10е, Р-З0е, Р-7Ое і Р-1006.In FIG. 37 shows the infrared spectrum of the kraft cardboard shredded according to example 4, and FIG. 38 presents the infrared spectrum of the kraft paper of FIG. 37 after exposure to gamma radiation at a dose of 100 Mrad. The irradiated sample shows an additional peak in region A (centered at approximately 1730 cm"), which is not detected in the unirradiated material. It should be noted that an increase in the absorption level of carbonyl groups at "1650 cm" was detected in samples from P1T32 to P132-10 and up to P132-100. Similar results were observed for samples P-1e, P-5e, P-10e, P-30e, P-7Oe and P-1006.

Приклад 23 - Спектри ядерного магнітного резонансу протона і вуглецю-13 (Н-ЯМР і "ЗС-ЯМР) опроміненого і неопроміненого крафт-паперуExample 23 - Proton and carbon-13 nuclear magnetic resonance spectra (H-NMR and "ZS-NMR) of irradiated and non-irradiated kraft paper

Підготовка зразкаSample preparation

Зразки Р1І32, Р1І32-10, РТІ32-100, Р-1е, Р-5е, Р-10е, Р-ЗОе, Р-70е і Р-100е підготовляли для аналізу шляхом розчинення в ДМСО-айв з 295 тригідратом фториду тетрабутиламонію. Зразки, які піддавалися більш низьким рівням опромінення, були по суті менш розчинними, ніж зразки, піддані більш високому рівню опромінення. Неопромінені зразки утворювали гель в цій суміші розчинників, однак нагрівання до 60 "С дозволяло піки в спектрах ЯМР. Зразки, піддані більш високим рівням опромінення, були розчинними при концентрації 1095 мас./мас.Samples P1I32, P1I32-10, RTI32-100, P-1e, P-5e, P-10e, P-ZOe, P-70e and P-100e were prepared for analysis by dissolving in DMSO-IV with 295 tetrabutylammonium fluoride trihydrate. Samples exposed to lower exposure levels were essentially less soluble than samples exposed to higher exposure levels. Unirradiated samples formed a gel in this mixture of solvents, but heating to 60 "С allowed peaks in the NMR spectra. Samples exposed to higher levels of irradiation were soluble at a concentration of 1095 wt./wt.

АналізAnalysis

Спектри "Н-ЯМР зразків в концентрації 15 мг/мл показали виразний, дуже широкий резонансний пік з центром на рівні 16 м.ч. (ФІГ. ЗВА-38)). Цей пік є характерним для обмінного протона -ОН для енолів, і він був підтверджений по "коливаннях 420". Був проведений аналіз модельних сполук (ацетилацетону, глюкуронової кислоти і кетогулонової кислоти), і він підтвердив, що цей пік дійсно був обмінним енольним протоном. Цей представлений енольний пік був у високій мірі чутливим до дій концентрації, і автори даного винаходу не були здатні зробити висновок, чи був цей резонанс наслідком енолу або, можливо, карбонової кислоти.The H-NMR spectra of the samples at a concentration of 15 mg/ml showed a distinct, very broad resonance peak with a center at the level of 16 ppm (FIG. ZBA-38)). This peak is characteristic of the exchange proton -OH for enols, and it was confirmed by the "420 oscillation". Model compounds (acetylacetone, glucuronic acid and ketogulonic acid) were analyzed and confirmed that this peak was indeed an exchangeable enol proton. This enol peak presented was highly sensitive to the effects of concentration, and the authors of this invention were not able to conclude whether this resonance was due to the enol or perhaps the carboxylic acid.

Протонні резонанси карбонових кислот модельних сполук були аналогічні протонним резонансам, спостережуваним у випадку оброблених зразків целюлози. Ці модельні сполуки мали зміщену вгору область на 5-6 м.ч. Приготування Р-100е в більш високих концентраціях (1095 мас./мас.) привело до різкого зниження зміщення області в ту область, де були виявлені резонанси карбонових кислот модельних сполук (6 м.ч.) (ФІГ. 38М). Ці результати привели до висновку, що цей резонанс є ненадійним для того, щоб охарактеризувати цю функціональну групу, однак дані вказують на те, що кількість обмінних атомів водню зростає по мірі збільшення рівня опромінення зразка. Також не було виявлено вінільних протонів.The proton resonances of the carboxylic acids of the model compounds were similar to the proton resonances observed in the case of treated cellulose samples. These model compounds had an upwardly shifted region of 5-6 m.h. The preparation of P-100e in higher concentrations (1095 wt./wt.) led to a sharp decrease in the shift of the region to the region where the resonances of the carboxylic acids of the model compounds (6 ppm) were detected (FIG. 38M). These results lead to the conclusion that this resonance is unreliable to characterize this functional group, however, the data indicate that the number of exchangeable hydrogen atoms increases with increasing sample exposure. Also no vinyl protons were detected.

Спектри "ЗС-ЯМР зразків підтверджують присутність карбонільної групи карбонової кислоти або похідного карбонової кислоти. Цей новий пік (на рівні 168 м.ч.) не присутній в необроблених зразках (ФІГ. 38К). Спектр С-ЯМР з тривалою затримкою забезпечив можливість кількісного визначення сигналу для Р-100е (ФІГ. 381І-38М). Порівняння інтегрування резонансу карбонільних груп з резонансами приблизно при 100 (сигнали С1) вказує на те, що відношення вуглецю карбонільних груп до С1 складає 13,8 або приблизно 1 карбонільна група на кожні 14 глюкозних ланок. Хімічний зсув при 100 м.ч. добре корелює з глюкуроновою кислотою.C-NMR spectra of the samples confirm the presence of the carbonyl group of the carboxylic acid or a carboxylic acid derivative. This new peak (at 168 ppm) is not present in the untreated samples (FIG. 38K). The long-delay C-NMR spectrum provided the possibility of quantitative determination of the signal for P-100e (FIGS. 381I-38M).Comparison of the integration of the carbonyl group resonance with the resonances at about 100 (C1 signals) indicates that the carbon ratio of carbonyl groups to C1 is 13.8, or about 1 carbonyl group for every 14 glucose units Chemical shift at 100 ppm correlates well with glucuronic acid.

ТитруванняTitration

Зразки Р-100е і Р1132-100 (1 г) суспендували в деїіонізованій воді (25 мл). До кожного зразка додавали індикатор алізарин жовтий при перемішуванні. Р-100е був більш складним для змочування.Samples P-100e and P1132-100 (1 g) were suspended in deionized water (25 ml). The alizarin yellow indicator was added to each sample while stirring. P-100e was more difficult to wet.

Обидва зразки титрували 0,2 М розчином Маон. Результат був ледве помітним, і його підтверджували з використанням рН-паперу. Вихідне значення рН зразків становило «4 для обох зразків. Для Р132- 100 було потрібно 0,4 міліеквівалента гідроксиду, що дає молекулярну масу для карбонової кислоти 2500 ам. Якщо для мономера використовують 180 а.о.м., то це вказує на те, що для 13,9 мономерних ланок існує одна група карбонової кислоти. Аналогічно, для Р-100е було потрібно 3,2 міліеквівалента гідроксиду, що, згідно з розрахунками, відповідає одній групі карбонової кислоти для кожних 17,4 мономерних ланок.Both samples were titrated with 0.2 M Mahon solution. The result was barely noticeable and was confirmed using pH paper. The initial pH value of the samples was 4 for both samples. For P132-100, 0.4 milliequivalent of hydroxide was required, which gives a molecular weight for the carboxylic acid of 2500 a.m. If 180 a.o.m. is used for the monomer, then this indicates that there is one carboxylic acid group for 13.9 monomer units. Similarly, P-100e required 3.2 milliequivalents of hydroxide, which, according to calculations, corresponds to one carboxylic acid group for every 17.4 monomer units.

ВисновкиConclusions

С-6 вуглець целюлози, мабуть, окислений до карбонової кислоти (похідне глюкуронової кислоти), і це окислення є несподівано специфічним. Це окислення узгоджується з ІЧ-смугою, яка збільшується при опроміненні на рівні 1740 см", що відповідає аліфатичній карбоновій кислоті. Результати титрування узгоджуються з кількісним "З3С0-ЯМР. Підвищена розчинність зразка при більш високих рівнях опромінення добре корелює із зростаючою кількістю протонів карбонової кислоти.The C-6 carbon of cellulose appears to be oxidized to a carboxylic acid (a derivative of glucuronic acid), and this oxidation is surprisingly specific. This oxidation is consistent with an IR band that increases upon irradiation at 1740 cm", corresponding to an aliphatic carboxylic acid. The titration results are consistent with quantitative "3CO-NMR. The increased solubility of the sample at higher levels of irradiation correlates well with the increasing number of carboxylic acid protons.

Передбачуваний механізм деградації "С-6б-окисленої целюлози" представлений нижче на схемі 1.The proposed mechanism of degradation of "C-6b-oxidized cellulose" is presented below in scheme 1.

Схема н а г с-езкЕнеления нелвалозаScheme of n a g s-ezkEnelenia nelvalose

Ж ' ГИ ною.Wife.

НО - -ма а ; о т н м ОН і шт ІBUT - -ma a; o t n m OH and sht I

М ма і ВІ і ле: НИ н їжнаня ІM ma i VI i le: NI n yzhnanya I

Ід) соч Е че я но од ЕЗНЙ І «чо шк М ки в на. ес Яке но н н ж - М но че ! пе Фі А; «КАId) soch E che i no od EZNYI "cho shk M ky v na. es Yake no n n zh - M no che! pe Phi A; "KA

Приклад 24 - Комбінування попередньої обробки електронним пучком і ультразвукомExample 24 - Combination of pretreatment with an electron beam and ultrasound

Просо використовують як сировину і дроблять різальним пристроєм з обертовим ножем Мипзоп до волокнистого матеріалу. Потім волокнистий матеріал рівномірно розподіляють на відкритому лотку, виготовленому з олова, з площею більше 500 дюйм: (12,7 м). Волокнистий матеріал розподіляють так, щоб він мав товщину приблизно 1-2 дюйми (2,5-5 см) у відкритому лотку. Волокнистий матеріал можна розподіляти в пластмасові мішки при більш низьких дозах опромінення (менше 10 Мрад) і залишати відкритим на металевому лотку при більш високих дозах опромінення.Millet is used as a raw material and is crushed with a cutting device with a rotating Mipsop knife into a fibrous material. The fibrous material is then spread evenly over an open tray made of tin with an area of more than 500 in: (12.7 m). The fibrous material is distributed to a thickness of approximately 1-2 inches (2.5-5 cm) in an open tray. The fibrous material can be distributed in plastic bags at lower radiation doses (less than 10 Mrad) and left exposed on a metal tray at higher radiation doses.

Потім окремі зразки волокнистого матеріалу піддають послідовним дозам опромінення електронним пучком до досягнення загальної дози 1, 2, 3, 5, 10, 50 і 100 Мрад. Деякі зразки підтримують в тих же умовах, що і інші зразки, але не опромінюють, щоб вони служили як контролі.Then individual samples of fibrous material are subjected to successive doses of electron beam irradiation until the total dose is 1, 2, 3, 5, 10, 50 and 100 Mrad. Some samples are maintained under the same conditions as other samples but not irradiated to serve as controls.

Після охолоджування опромінений волокнистий матеріал відправляють на подальшу переробку за допомогою пристрою для обробки ультразвуком.After cooling, the irradiated fibrous material is sent for further processing using an ultrasonic treatment device.

Пристрій для обробки ультразвуком включає перетворювач, сполучений з бустером, що сполучається з рупором, виготовленим з титану або сплаву титану. Рупор, який має ізоляцію, виготовлену з МІТОМФ), по його периметру на його здійснюючій обробку стороні, утворює непроникне для рідини ущільнення з коміркою для переробки. Здійснююча обробку сторона рупора занурена в рідину, таку як вода, в якій диспергований зразок, що підлягає обробці ультразвуком. Моніторинг тиску в комірці проводять за допомогою датчика тиску. При функціонуванні кожний зразок просувається насосом через комірку для переробки і обробляється ультразвуком.The ultrasonic treatment device includes a transducer connected to a booster connected to a horn made of titanium or a titanium alloy. The horn, which has insulation made of MITOMF) around its perimeter on its processing side, forms a liquid-tight seal with the processing cell. The processing side of the horn is immersed in a liquid, such as water, in which the sample to be sonicated is dispersed. The pressure in the cell is monitored using a pressure sensor. In operation, each sample is pumped through a processing cell and sonicated.

Щоб приготувати опромінений волокнистий матеріал для обробки ультразвуком, опромінений волокнистий матеріал витягують з будь-якого контейнера (наприклад, пластмасових мішків) і диспергують у воді в концентрації приблизно 0,10 г/мл. Обробку ультразвуком проводять на кожному зразку протягом 30 хвилин, використовуючи ультразвук з частотою 20 кГц з рупора 1000 Вт в умовах рециркуляції. Після обробки ультразвуком опромінений волокнистий матеріал збирається в ємності.To prepare the irradiated fibrous material for sonication, the irradiated fibrous material is withdrawn from any container (eg, plastic bags) and dispersed in water at a concentration of approximately 0.10 g/ml. Ultrasound treatment is carried out on each sample for 30 minutes, using ultrasound with a frequency of 20 kHz from a 1000 W horn in recirculation conditions. After ultrasonic treatment, the irradiated fibrous material is collected in a container.

Цей процес може повторюватися багато разів до досягнення бажаного рівня переробки, виходячи з моніторингу структурних змін проса. Далі, деякі опромінені зразки утримують в тих же умовах, що і інші зразки, але не обробляють ультразвуком, щоб вони служили як контролі. Крім того, також як контролі служать деякі зразки, які не опромінювали або не обробляли ультразвуком. Таким чином, деякі контролі не обробляють, деякі тільки опромінюють, а деякі тільки обробляють ультразвуком.This process can be repeated many times until the desired level of processing is achieved, based on the monitoring of structural changes in the millet. Next, some irradiated samples are kept under the same conditions as the other samples, but not sonicated, to serve as controls. In addition, some samples that were not irradiated or not treated with ultrasound also serve as controls. Thus, some controls are not treated, some are only irradiated, and some are only treated with ultrasound.

Приклад 25 - Тестування попередньо обробленої біомаси за допомогою мікроорганізмівExample 25 - Testing of pre-treated biomass using microorganisms

Конкретні лігноцелюлозні матеріали, попередньо оброблені, як описано в цьому документі, аналізують відносно токсичності для поширених штамів дріжджів і бактерій, використовуваних в біопаливній промисловості для стадії ферментації при одержанні етанолу. Крім того, досліджують вміст цукру і сумісність з целюлазними ферментами для визначення ефективності процесу обробки.Specific lignocellulosic materials, pretreated as described herein, are analyzed for toxicity to common strains of yeast and bacteria used in the biofuel industry for the fermentation step of producing ethanol. In addition, sugar content and compatibility with cellulase enzymes are investigated to determine the efficiency of the processing process.

Тестування попередньо оброблених матеріалів проводять в дві фази таким чином.Testing of pre-treated materials is carried out in two phases as follows.

Фаза 1. Токсичність і вміст цукруPhase 1. Toxicity and sugar content

Токсичність попередньо оброблених трав і паперової сировини визначають в дріжджах зЗасспаготусез сегемізіає (винні дріжджі) і Ріспіа іїірйі5 (АТСС 66278), а також в бактеріях 7утотопав тобі (АТСС 31821) і Сіозігідійт (ептосеПйшт (АТС 31924). Для кожного з організмів проводять дослідження росту для визначення оптимального часу інкубації і забору зразків.The toxicity of pre-treated grasses and paper raw materials is determined in the yeast Zasspagotusez segemisiae (wine yeast) and Rispia iiirii5 (ATSS 66278), as well as in the bacteria 7utotopap tobi (ATSS 31821) and Siozygidiit (eptosePysht (ATSS 31924). Growth studies are carried out for each of the organisms to determine the optimal time of incubation and sampling.

Кожну сировину потім інкубують, в двох паралелях, з 5. сегемізіає, Р. 5іїрйніє, 7. тобіїв5 і С.Each raw material is then incubated, in two parallels, with 5. sehemiziaye, R. 5iiryniye, 7. tobiiv5 and S.

Іпептосеїшт в стандартному мікробіологічному середовищі для кожного організму. Для двох штамів дріжджів, 5. сегемізіае і Р. віїрйіх, використовують бульйон УМ. Для 7. торбії5 використовують середовище КМ і для С. ІПептосеПйшШт використовують середовище СМ4. Для порівняння використовують позитивний контроль, з додаванням чистого цукру, але без сировини. У процесі інкубації протягом 12-годинного періоду, одержують всього п'ять зразків в моменти часу 0, 3, 6, 9 і 12 годин і аналізують їх відносно життєздатності (підрахунок в чашках для 7. тобії5 і прямий підрахунок для 5. сегемівзіає) і концентрації етанолу.Ipeptoseisht in a standard microbiological environment for each organism. For two yeast strains, 5. segemiziae and R. viiryih, UM broth is used. For 7. torbii5 use medium CM and for S. IPeptosePyshSht use medium CM4. For comparison, a positive control is used, with the addition of pure sugar, but without raw materials. In the incubation process during the 12-hour period, a total of five samples are obtained at time points 0, 3, 6, 9 and 12 hours and analyzed for viability (counting in cups for 7. tobia5 and direct counting for 5. segemiviae) and ethanol concentration.

Вміст цукру в сировині визначають з використанням високоефективної рідинної хроматографії (ВЕРХ), з використанням колонки 5подех"М зудаг 5РО810, або колонкою Віогай Атіпех? НРХ-87Р.The sugar content in raw materials is determined using high-performance liquid chromatography (HPLC), using a 5podeh"M zudag 5РО810 column, or a Viogai Atipeh? NRH-87R column.

Кожну сировину (приблизно 5 г) змішують з підданою зворотному осмосу (КО) водою протягом 1 години. Рідку частину суміші видаляють і аналізують на вміст глюкози, галактози, ксилози, манози, арабінози і целобіози. Аналіз проводять згідно з протоколом ЮОеїептіпайіоп ої Бігисічга! Сагропуагаїе5 апа Чідпіп іп Віота5х5 від Маїопаї! Віоепегду Сепіег.Each raw material (approximately 5 g) is mixed with reverse osmosis (RO) water for 1 hour. The liquid part of the mixture is removed and analyzed for the content of glucose, galactose, xylose, mannose, arabinose and cellobiose. The analysis is carried out according to the protocol of YuOeieptipaiiop oi Bigisichga! Sagropuagaie5 apa Chidpip ip Viota5x5 from Maiopai! Vioepegdu Sepieg.

Фаза 2. Сумісність целюлазиPhase 2. Compatibility of cellulase

Сировину тестують, в двох паралелях, за допомогою комерційно доступного АссеїІегазе "м 1000, що містить комплекс ферментів, який відновлює лігноцелюлозну біомасу до ферментованих цукрів, при рекомендованій температурі і концентрації в колбі Ерленмейєра. Колби інкубують при помірному струшуванні приблизно при 200 об./хв. протягом 12 годин. Протягом цього періоду часу одержують зразки кожні три години в моменти часу 0, 3, 6, 9 і 12 годин для визначення концентрації відновних цукрів (Норе апа Оеап, Віоїтесі .)., 1974, 144:403) в рідкій частині колб.The raw material is tested, in two parallels, using the commercially available AssayeGaze "m 1000, which contains an enzyme complex that reduces lignocellulosic biomass to fermentable sugars, at the recommended temperature and concentration in an Erlenmeyer flask. The flasks are incubated with moderate shaking at approximately 200 rpm . for 12 hours. During this time period, samples are obtained every three hours at time points 0, 3, 6, 9 and 12 hours to determine the concentration of reducing sugars (Nore apa Oeap, Vioitesi ., 1974, 144:403) in liquid part of the flasks

Приклад 26 - Аналіз концентрації цукру з використанням ВЕРХ 13 зразків аналізували на концентрацію цукру (ВЕРХ) і токсичність відносно З мікроорганізмів (Ріспіа віірйі5, зхасспаготусез сегемівіає і 2утотопах торії). У таблиці 26 представлене обладнання, використане для цих експериментів. У таблицях 27 і 28 представлений список цукрів (включаючи виробника і номер партій), використаних для одержання стандарту ВЕРХ, і протокол, використаний для одержання стандарту ВЕРХ, відповідно.Example 26 - Analysis of sugar concentration using HPLC 13 samples were analyzed for sugar concentration (HPLC) and toxicity relative to C microorganisms (Rispia viii5, zhasspagotusez segemiviae and 2utopakh thorium). Table 26 presents the equipment used for these experiments. Tables 27 and 28 list the sugars (including manufacturer and lot number) used to prepare the HPLC standard and the protocol used to prepare the HPLC standard, respectively.

Таблиця 26Table 26

Обладнання, використане в експериментахThe equipment used in the experiments

Таблиця 27Table 27

Цукри, використані в аналізі ВЕРХSugars used in HPLC analysis

ВіоспетікаViospetics

Таблиця 28Table 28

Приготування стандартів ВЕРХPreparation of HPLC standards

Бажана концентрація Об'єм розчин К Об'єм води Загальний об'єм (мл) (мг/мл) Р У цукру Мапориге (мл) мг/мл мг/мл мг/мл мг/мл мг/млDesired concentration Volume of solution K Volume of water Total volume (ml) (mg/ml) P U sugar Maporige (ml) mg/ml mg/ml mg/ml mg/ml mg/ml

Стандарт для 18,75 мл з 31 25 БО перевірки 1,5 мг/мл | концентрацією 4 мг/мл "Standard for 18.75 ml of 31 25 BU verification 1.5 mg/ml | with a concentration of 4 mg/ml "

АналізAnalysis

Кожний зразок (1 грам) змішували з підданою зворотному осмосу водою при 200 об./хв. і 50 С протягом ночі. Величину рН зразка доводили до 5-6 і його фільтрували через 0,2-мкм шприцевий фільтр. Зразки перед аналізом зберігали при -20"С для підтримання цілісності зразків.Each sample (1 gram) was mixed with reverse osmosis water at 200 rpm. and 50 C during the night. The pH value of the sample was adjusted to 5-6 and it was filtered through a 0.2-μm syringe filter. Before analysis, the samples were stored at -20"C to maintain the integrity of the samples.

Спостереження, зроблені в ході приготування зразків, представлені в таблиці 29.Observations made during sample preparation are presented in Table 29.

Таблиця 29Table 29

Спостереження в ході приготування зразків для ВЕРХObservations during the preparation of samples for HPLC

ВикористанаUsed

Пухкий, складно перемішуванийLoose, difficult to mix

Значення рН низьке,The pH value is low,

РІ132-100 1 20 3,19 складно довести до 5,0 з використанням 1Он. МаснRI132-100 1 20 3.19 is difficult to bring to 5.0 using 1On. Masn

РІЗ32-08 7705 | 5 юЮщЩщ5Б |64/! пе І ПО ПОН ПОRIZ32-08 7705 | 5 юЮщЩщч5Б |64/! Fri and Thu Mon Thu

АІ132 11115155 |.AI132 11115155 |.

А132-10 17111161 11491111A132-10 17111161 11491111

А132-100 11161531 п І ПО ПОНЯ ПОЛО ва132 11116155 Її ва132-10 11615111 8а132-100 нинниншииснишшехли ши ва132-10-05 705 | щ5Б |5ш2 | (К ва132-100-05 7095 | 5 ЮщЩщ5Б /|497/ по І ПО ПОН ПОА132-100 11161531 p I PO PONYA POLO va132 11116155 Her va132-10 11615111 8a132-100 ninninshiisnyshekhly shi va132-10-05 705 | sh5B |5sh2 | (К ва132-100-05 7095 | 5 YushЩщ5Б /|497/ po I PO PON PO

Ху5132 1116 15631111Hu5132 1116 15631111

Му8132-10 11665111Mu8132-10 11665111

Му8132-100 нини ши Ст СС По "рН цих зразків доводили з використанням 1н. Маон.Му8132-100 Нины ши ССС По "рН of these samples was proved using 1n. Mahon.

Стандарти були щойно приготованими з 4 мг/мл маточного розчину 6 об'єднаних цукрів: глюкози, ксилози, целобіози, арабінози, манози і галактози. Маточний розчин готували розчиненням 0,400 грама кожного цукру в 75 мл води Мапориге (фільтрованої через 0,3-мікронний фільтр). Після розчинення маточний розчин розбавляли до 100 мл з використанням мірної колби і зберігали при -The standards were freshly prepared from a 4 mg/ml stock solution of 6 combined sugars: glucose, xylose, cellobiose, arabinose, mannose, and galactose. The mother liquor was prepared by dissolving 0.400 grams of each sugar in 75 ml of Maporyge water (filtered through a 0.3-micron filter). After dissolution, the mother liquor was diluted to 100 ml using a volumetric flask and stored at -

"С. Робочі розчини стандартів в концентрації 0,1, 0,5, 1, 2 і 4 мг/мл одержували шляхом серійного розведення маточного розчину водою Мапориге. Крім того, з маточного розчину також приготовляли стандарт для перевірки в концентрації 1,5 мг/мл."C. Working solutions of standards at a concentration of 0.1, 0.5, 1, 2, and 4 mg/ml were obtained by serial dilution of the mother solution with Maporyge water. In addition, a standard for verification at a concentration of 1.5 mg was also prepared from the mother solution / ml.

Концентрації цукрів аналізували згідно з протоколом ЮОеїегтіпайоп ої бБігисіига! Сагтопуагаїез іпConcentrations of sugars were analyzed according to the protocol of YuOeiegtipaiop oi bBigisiiga! Sagtopuagaiez ip

Віотаз5 (МКЕЇ Віотав55 Ргодгат, 2006), і цей протокол повністю включений в цей документ як посилання. Використовували ЗНОБЕХ БИСАК 5РОВ10 СОЇ ММ з випарним детектором розсіювання світла. Стандарт для перевірки (стандарт в концентрації 1,5 мг/мл) аналізували після кожних 8 ін'єкцій для впевненості в тому, що цілісність колонки і детектора зберігалися протягом експерименту.Viotaz5 (MKEI Viotav55 Rgodgat, 2006), and this protocol is fully incorporated herein by reference. ZNOBEKH BYSAK 5ROV10 SOY MM with an evaporative light scattering detector was used. A check standard (standard at a concentration of 1.5 mg/ml) was analyzed after every 8 injections to ensure that the integrity of the column and detector was maintained throughout the experiment.

Коефіцієнт варіації стандартної кривої (величина К?) складав щонайменше 0,989, і концентрація стандартів для перевірки знаходилася в межах 10 95 від істинної концентрації. Умови ВЕРХ були наступними.The coefficient of variation of the standard curve (value K?) was at least 0.989, and the concentration of the test standards was within 10 95 of the true concentration. HPLC conditions were as follows.

Таблиця 30Table 30

Параметри ВЕРХ фільтр і дегазованаParameters HPLC filter and degassed

Температура колонки температура випарника 11020, температураColumn temperature evaporator temperature 11020, temperature

Температура детектора розпилювача 902С "У вихідних тестах було показано, що краще розділення спостерігали при використанні в рухомій фазі води Мапориге замість суміші ацетонітрил:вода 15/85 (виготовлювач не рекомендує використовувати більше 20 95 ацетонітрилу в цій колонці).Atomizer detector temperature 902C "In initial tests, it was shown that better separation was observed when using Maporyge water in the mobile phase instead of a 15/85 acetonitrile:water mixture (the manufacturer does not recommend using more than 20 95 acetonitrile in this column).

РезультатиThe results

Результати аналізу ВЕРХ представлені в таблицях 31, 32 і 33.The results of HPLC analysis are presented in Tables 31, 32 and 33.

Таблиця 31Table 31

Концентрація цукру, виражена у вигляді мг/мл і мг/г екстрактуSugar concentration expressed as mg/ml and mg/g of extract

Ксилоза Арабіноза Глюкоза Галактоза Маноза (див ЦелобіозаXylose Arabinose Glucose Galactose Mannose (see Cellobiose

І зразка МмМ-150 ММ--150 МмМ--180 (див. глюкогу І ММ - р С5НіоО5 С5НіоО5 СеНігОв глюкозу) мо/млМо те Сі2НггОчіI sample MmM-150 MM--150 MmM--180 (see glucocog I MM - r С5НиоО5 С5НиоО5 SeNiGov glucose) mo/mlMo te Si2NggOchi

Моносахарид | Моносахарид | Моносахарид | мг/мл:мг/г І Дисахарид 11111 дмг/мло|мсг мг/мл о|мг/г мг/мл о|мгг мг/мл мг/г |мг/мл мг/г |мг/мл мг/гMonosaccharide | Monosaccharide | Monosaccharide | mg/ml:mg/g I Disaccharide 11111 dmg/mlo|msg mg/ml o|mg/g mg/ml o|mgg mg/ml mg/g |mg/ml mg/g |mg/ml mg/g

РГСRGS

Р-їз2 | бо |000| 000 | 000 000 | 000 |о000ц|000| 00010001 000 рР-132-10| 0,00 0000000 | 000 | 0,34 | 860 | 000Щ|000| 000 10,0010093 тю (095706 обо ооо озе виє |о0о 1000 ооо ооо оз р-132-ВВ| 0,95 | 5,80 043 | 717 | 034 | 562 |000Щ|000| 00010001 000R-iz2 | because |000| 000 | 000 000 | 000 |о000ц|000| 00010001 000 рР-132-10| 0.00 0000000 | 000 | 0.34 | 860 | 000sh|000| 000 10.0010093 tyu (095706 obo ooo lake howling

ПГЕЛИМНИ ПИЛ ПОЛЯ ПОЛОН КОЛОН КОНЯ КОН КОН КОН КОНЯ КОН КОНЯ НОЯ а-132 12,66| 0,34 |5,04| 092 113,76 000 7132-10 Т6.04 таб! 0001. по | ою ою овл зве сити ооо ою ов |в он а-132- тив 0990573 089 яв 035 ваз 0001000 000 ооо оо а-132- 100-085 0,37 | б22 | 0,35 | 5,90 | 0331543) 040 | 6,701 0,39PHELIMNY DUST FIELD CAPTURE COLUMN HORSE HORSE HORSE HORSE HORSE HORSE NOAH a-132 12.66| 0.34 |5.04| 092 113.76 000 7132-10 T6.04 tab! 0001. by | ою ою овл зве сити ооо оо ов |v on a-132- tive 0990573 089 yav 035 vaz 0001000 000 ooo oo a-132- 100-085 0.37 | b22 | 0.35 | 5.90 | 0331543) 040 | 6.701 0.39

А 11111A 11111

А-132 20,39 0,00 | 0,00 | 1,08 | 16,22 16,02| 000 Ю-КБA-132 20.39 0.00 | 0.00 | 1.08 | 16.22 16.02| 000 Yu-KB

А-132-10 17,87| 000 | 000 | 000 | 000 1000 Щ|0,00 0,37 |5,52 1000 т Пебтен оо ою о ле (во Гео оо (офA-132-10 17.87| 000 | 000 | 000 | 000 1000 Sh|0.00 0.37 |5.52 1000 t Pebten oo oyu o le (in Geo o o (of

КЕН ПИЛИ ПОН ПОЛОН КОЛОН КОНЯ КОН КОН КОН КОНЯ КОН КОНЯ НОЯ муз-132 049 | 741 | 041 | 65 039 Щ|590 000 0001000 |000 000 оте взв |ову ве ов вав осо. Цедо ов ве обKEN SAWS PON POLON COLUMN HORSE KON KON KON HORSE KON HORSE NOAH muz-132 049 | 741 | 041 | 65,039 Sh|590,000 0001000 |000,000 of the above mentioned Cedo ov ve ob

Таблиця 32Table 32

Концентрація цукру, виражена в 95 від паперу ї оThe concentration of sugar, expressed in 95 of paper and o

Концентрація цукру (5 сухого РІЗ2 Р132-10 Р132-100 РІ32-08 зразка) щелобіоза //--:777777177171000 |... 081 | 072 2 Щ | 000 глюкоза 77777711 000 | ...юД086 | 067 | 056 ксилоза. ///7777777777771771711000 | ..юЮюД000 2 | ЮюЮЦРОО | 058 галактоза ///////7777777771771711000 |... ю000 2 | Ю.С | 000 оарабїнозаї//-/--:777777171111000 |... 000 | .--ю000 2 | Б фюЦбо манозаї 77777777 17111000 | ...юД000 2 2 ю | ющ(000 | 000Sugar concentration (5 dry RIZ2 P132-10 P132-100 RI32-08 samples) chelobiose //--:777777177171000 |... 081 | 072 2 Sh | 000 glucose 77777711 000 | ...yuD086 | 067 | 056 xylose. ///7777777777771771711000 | ..yuYyuD000 2 | YuyuYUCROO | 058 galactose ///////7777777771771711000 |... ю000 2 | Yu.S 000 oarabinosai//-/--:777777171111000 |... 000 | .--у000 2 | B fuTsbo manosai 77777777 17111000 | ...yuD000 2 2 yu | yush(000 | 000

Таблиця 33Table 33

Концентрація цукру, виражена в 95 від всього зразкаSugar concentration expressed as 95% of the entire sample

Концентра- ція цукру (90 А132- | А132- за132- | Ба132- | 5Сс132- | БС132- М5132- сухого 7132) 30 | ч00 96192, 30 | 00 10-05 |100-05 791921 70 зразка) целобіоза 0,00 0,00 | 1,22 | 0,00 | 0,00 | 0,67 | 000 | 0,65 | 000 | 0,00 глюкоза 1,62) 0,00 | 0,52 | ї27 | 1,60 | 0,61 / 0,54 | 0,59 | 0,59 | 10 оксилоза (2,04 1,79 | 1,61 | 0,59 | 0,75 | 0,00 0,57 | 000 | 0,74 | 0,85 сгалактоза 0,58 0,00 | 0,00 | 0,50 | 0,52 | 0,00 / 000 | 0,54 | 000 | 051 арабіноза 0,00 0,00 | 0,00 | 0,57 | 0,62 | 0,55 | 0,65 | 0,62 | 0,62 | 0,60 (маноза 1,60) 0,55 | 0,00 | 1,38 | 1,47 | 0,83 | 000 | 0,67 | 000 | 0,76Sugar concentration (90 A132- | A132- za132- | Ba132- | 5Сс132- | BS132- M5132- dry 7132) 30 | h00 96192, 30 | 00 10-05 |100-05 791921 70 samples) cellobiose 0.00 0.00 | 1.22 | 0.00 | 0.00 | 0.67 | 000 | 0.65 | 000 | 0.00 glucose 1.62) 0.00 | 0.52 | i27 | 1.60 | 0.61 / 0.54 | 0.59 | 0.59 | 10 oxylose (2.04 1.79 | 1.61 | 0.59 | 0.75 | 0.00 0.57 | 000 | 0.74 | 0.85 galactose 0.58 0.00 | 0.00 | 0.50 | 0.52 | 0.00 / 000 | 0.54 | 000 | 051 arabinose 0.00 0.00 | 0.00 | 0.57 | 0.62 | 0.55 | 0.65 | 0 .62 | 0.62 | 0.60 (mannose 1.60) 0.55 | 0.00 | 1.38 | 1.47 | 0.83 | 000 | 0.67 | 000 | 0.76

Приклад 27- Дослідження токсичностіExample 27 - Toxicity study

Дванадцять зразків аналізували на токсичність відносно панелі з трьох продукуючих етанол культур. У цьому дослідженні до зразків додавали глюкозу з метою визначення відмінності між голодуванням культур їі токсичністю зразків. Тринадцятий зразок тестували на токсичність відносноTwelve samples were analyzed for toxicity against a panel of three ethanol-producing cultures. In this study, glucose was added to the samples to determine the difference between starvation of the cultures and toxicity of the samples. The thirteenth sample was tested for toxicity relative to

Ріспіа «іірїй5. Узагальнення використаного протоколу наведене в таблиці 32. Опис хімічних реагентів і обладнання, використаних при тестуванні токсичності, представлений в таблицях 34-36.Rispia "iiiriy5. A summary of the protocol used is given in Table 32. A description of the chemical reagents and equipment used in toxicity testing is presented in Tables 34-36.

Таблиця 34Table 34

Умови тестування токсичностіToxicity testing conditions

Змінна бутотопав Засспаготусев рода віріїв МАВІ. тобіїв сегемізіає У-7124Zasspagotusev's variable butotopav is a genus of MAVI virians. tobiiv is segregating U-7124

АТСС 31821 АТСС 24858ATSS 31821 ATSS 24858

Об'єм інокуляції (мл)Inoculation volume (ml)

Температура інкубаціїIncubation temperature

Швидкість обертальногоRotational speed

Об'єм колби ЕрленмейєраThe volume of an Erlenmeyer flask

Об'єм середовищаThe volume of the medium

Загальний час інкубації (години)Total incubation time (hours)

Аналіз етанолу (години) 24, 30, 36 24, 30, 36 24, 36, 48 24, 36 24, 36 24, 48Ethanol analysis (hours) 24, 30, 36 24, 30, 36 24, 36, 48 24, 36 24, 36 24, 48

Таблиця 35Table 35

Реагенти, використані для тестування токсичностіReagents used for toxicity testing

Азотиста основа иNitrogen base and

Дріжджовий екстракт (використаний для Весюп біскіпбоп 288620 4026828Yeast extract (used for Wesyup biskippop 288620 4026828

З.сегемізіаєZ. segemiziae

Дріжджовий екстракт (використаний для Р. Весюп біскіпбоп 212750 7165593 віїріїів і 7. тобіївYeast extract (used for R. Vesyup biskippop 212750 7165593 viiriiiv and 7. tobiiv

Таблиця 36Table 36

Компоненти У5І, використані в дослідженні в обертовій колбіComponents of U5I used in the study in a rotating flask

Тестування проводили з використанням трьох мікроорганізмів, як описано нижче. засспаготусез сегемівіае АТОС 24858 (Атегісап Туре Сийиге СоїПесійоп)Testing was performed using three microorganisms as described below. zasspagotusez segemiviae ATOS 24858 (Ategisap Toure Siyige SoiPesiop)

Культуру 5. сегемізіае на скошеному середовищі одержували з регідратованої ліофілізованої культури, одержаної від АТСС. Частину матеріалу культури на скошеному середовищі наносили штрихами на бульйон УМ « агар в концентрації 20 г/л (рн 5,0) і інкубували при 30 "С протягом 2 діб. У колбу Ерленмейєра об'ємом 250 мл, що містить 50 мл середовища (20 г/л глюкози, З г/л дріжджового екстракту і 5,0 г/л пептону, рН 5,0), інокулювали одну колонію з чашки УМ і інкубували протягом 24 годин при 25 "С і 200 об./хв. Після росту протягом 23 годин відбирали зразки і аналізували їх відносно оптичної густини (600 нм в Уф-спектрофотометрі) і чистоти (барвник Грама). Виходячи з цих результатів була вибрана одна колба (названа посівною колбою) з ОЮ 14,8 і для інокуляції всіх тестованих колб був вибраний чистий барвник Грама.The culture of 5. segemiziae on a slanted medium was obtained from a rehydrated lyophilized culture obtained from ATSS. Part of the culture material on the cut medium was streaked onto UM agar broth at a concentration of 20 g/l (pH 5.0) and incubated at 30 "C for 2 days. In a 250 ml Erlenmeyer flask containing 50 ml of medium ( 20 g/l of glucose, 3 g/l of yeast extract and 5.0 g/l of peptone, pH 5.0), one colony was inoculated from a UM dish and incubated for 24 hours at 25 °C and 200 rpm. After growth for 23 hours, samples were taken and analyzed for optical density (600 nm in UV spectrophotometer) and purity (Gram stain). Based on these results, one flask (called the seed flask) was selected with an OD of 14.8 and pure Gram stain was selected to inoculate all flasks tested.

Тестовані ємності являли собою колби Ерленмейєра на 500 мл, що містять 100 мл стерильного середовища, описаного вище. Всі колби автоклавували при 121 "С і 15 фунт/кв. дюйм (0,1 МПа) перед додаванням тестованих матеріалів. Тестовані матеріали не стерилізували, оскільки автоклавування змінює вміст зразків. Тестовані зразки додавали під час інокуляції (а не перед нею) для зниження імовірності контамінації. На доповнення до тестованих зразків, в кожну колбу додавали 1 мл (1 95 об./06.) матеріалу посівної колби. Колби інкубували, як описано вище, протягом 36 годин.Test containers were 500 ml Erlenmeyer flasks containing 100 ml of the sterile medium described above. All flasks were autoclaved at 121°C and 15 psi (0.1 MPa) prior to addition of test materials. Test materials were not sterilized because autoclaving alters the contents of the samples. Test samples were added at the time of inoculation (rather than before) to reduce 1 ml (1 95 vol/06) of inoculum was added to each flask to supplement the samples tested.The flasks were incubated as described above for 36 hours.

Рісніа віїрійв МАВ х-7124 (АН5 Сипйште СоПесійоп)Risnia viiriiv MAV x-7124 (АН5 Sipyshte SoPesiyop)

Культуру Р. зір на скошеному середовищі одержували з регідратованої ліофілізованої культури, одержаної від АК5 Сийиге СоПесіоп. Частину матеріалу культури на скошеному середовищі наносили штрихами на бульйон УМ « агар в концентрації 20 г/л (рн 5,0) і інкубували при 30 "С протягом 2 діб. У колбу Ерленмейєра об'ємом 250 мл, що містить 100 мл середовища (40 г/л глюкози, 1,7 г/л азотистої основи дріжджів, 2,27 г/л сечовини, 6,56 г/л пептону, 40 г/л ксилози, рН 5,0), інокулювали невелику кількість матеріалу з чашки і інкубували протягом 24 годин при 25 "С і 125 об./хв. Після росту протягом 23 годин відбирали зразки і аналізували їх відносно оптичної густини (600 нм в УФ-спектрофотометрі) і чистоти (барвник Грама). Виходячи з цих результатів була вибрана одна колба (названа посівною колбою) з ОО 5,23 і для інокуляції всіх тестованих колб був вибраний чистий барвник Грама.The culture of R. zir on a slanted medium was obtained from a rehydrated lyophilized culture obtained from AK5 Siyige SoPesiop. Part of the culture material on the cut medium was streaked onto UM agar broth at a concentration of 20 g/l (pH 5.0) and incubated at 30 "C for 2 days. In an Erlenmeyer flask with a volume of 250 ml containing 100 ml of medium ( 40 g/L glucose, 1.7 g/L nitrogenous yeast base, 2.27 g/L urea, 6.56 g/L peptone, 40 g/L xylose, pH 5.0), inoculated a small amount of material from a cup and incubated for 24 hours at 25 °C and 125 rpm. After growth for 23 hours, samples were taken and analyzed for optical density (600 nm in a UV spectrophotometer) and purity (Gram stain). Based on these results, one flask (called the seed flask) with an OO of 5.23 was selected and pure Gram stain was selected to inoculate all flasks tested.

Тестовані ємності являли собою колби Ерленмейєра на 250 мл, що містять 100 мл стерильного середовища, описаного вище. Всі колби автоклавували при 121 "С і 15 фунт/кв. дюйм (0,1 МПа) і перед додаванням тестованих матеріалів в колби додавали стерилізоване фільтрацією (0,22-мкм фільтр) середовище. Тестовані матеріали не стерилізували, оскільки автоклавування змінює вміст зразків, а стерилізація фільтруванням не придатна для стерилізації твердих речовин. Тестовані зразки додавали під час інокуляції (а не перед нею) для зниження імовірності контамінації. На доповнення до тестованих зразків, в кожну колбу додавали 1 мл (1 905 об./06.) матеріалу посівної колби. Колби інкубували, як описано вище, протягом 48 годин. 7утотопаз торбіїв АТОСС 31821 (Атегтісап Туре Сийиге)Test containers were 250 ml Erlenmeyer flasks containing 100 ml of the sterile medium described above. All flasks were autoclaved at 121°C and 15 psi (0.1 MPa) and filter-sterilized (0.22-μm filter) medium was added to the flasks prior to addition of test materials. Test materials were not sterilized because autoclaving alters the contents of the samples. , and filter sterilization is not suitable for sterilization of solids. Test samples were added during (rather than before) inoculation to reduce the possibility of contamination. To supplement the test samples, 1 mL (1,905 v/06.) of material was added to each flask of the seed flask. The flasks were incubated as described above for 48 hours. 7utotopazus torbia ATOSS 31821 (Ategtisap Ture Siyige)

Культуру 24. торії на скошеному середовищі одержували з регідратованої ліофілізованої культури, одержаної від АТТС. Частину матеріалу культури на скошеному середовищі наносили штрихами на чашки ОМЕ (глюкоза 20 г/л, дріжджової екстракт 10 г/л, агар 20 г/л, рН 5,4) і інкубували при 30 "С і 595 СО» протягом 2 діб. У 20-мл пробірку з загвинчуваною кришкою, що містить 15 мл середовища (25 г/л глюкози, 10 г/л дріжджового екстракту, 1 г/л МаЗО» 7Н2О, 1 г/л (МНа2650х, 2. г/лThe culture of 24. thorium on a slanted medium was obtained from a rehydrated lyophilized culture obtained from ATTS. Part of the culture material on the cut medium was streaked onto OME cups (glucose 20 g/l, yeast extract 10 g/l, agar 20 g/l, pH 5.4) and incubated at 30 "С and 595 СО" for 2 days. In a 20-ml tube with a screw cap containing 15 ml of medium (25 g/l glucose, 10 g/l yeast extract, 1 g/l MaZO» 7H2O, 1 g/l (MNa2650x, 2. g/l

КНегРО», рнН 5,4), інокулювали одну колонію і інкубували її протягом 24 годин при 30 "С без обертання.KnegRO", pH 5.4), one colony was inoculated and incubated for 24 hours at 30 "C without rotation.

Після росту протягом 23 годин відбирали зразки і аналізували їх відносно оптичної густини (600 нм вAfter growth for 23 hours, samples were taken and analyzed for optical density (600 nm in

Уф-спектрофотометрі) і чистоти (барвник Грама). Виходячи з цих результатів була вибрана одна пробірка (00 1,96) для інокуляції іншої посівної колби. У іншу посівну колбу на 125 мл, що містить 70 мл середовища, описаного вище, інокулювали 700 мкл (1 95 об./об.) і інкубували протягом 24 годин при 30 "С при струшуванні. Після росту протягом 23 годин відбирали зразки і аналізували їх відносно оптичної густини (600 нм в Уф-спектрофотометрі) і чистоти (барвник Грама). Виходячи з цих результатів була вибрана одна колба (названа посівною колбою) з ОО 3,72 для інокуляції всіх тестованих колб.UV spectrophotometers) and purity (Gram's stain). Based on these results, one tube (00 1.96) was selected to inoculate another seed flask. Another 125 ml seed flask containing 70 ml of the medium described above was inoculated with 700 μl (1 95 v/v) and incubated for 24 h at 30 °C with shaking. After growth for 23 h, samples were taken and analyzed their relative optical density (600 nm in a UV spectrophotometer) and purity (Gram stain).Based on these results, one flask (called the seed flask) with an OD of 3.72 was selected to inoculate all flasks tested.

Тестовані ємності являли собою колби Ерленмейєра на 250 мл, що містять 100 мл стерильного середовища, описаного вище, за винятком додавання дріжджового екстракту в кількості 5 г/л. Всі колби автоклавували при 121 С і 15 фунт/кв. дюйм (0,1 МПа) і перед додаванням тестованих матеріалів в колби додавали стерилізоване фільтрацією (0,22-мкм фільтр) середовище. Тестовані матеріали не стерилізували, оскільки автоклавування змінює вміст зразків, а стерилізація фільтруванням не придатна для стерилізації твердих речовин. Тестовані зразки додавали під час інокуляції для зниження імовірності контамінації. На доповнення до тестованих зразків, в кожну колбу додавали 1 мл (1 95 об./об.) матеріалу посівної колби. Колби інкубували, як описано вище, протягом 36 годин.Test vessels were 250 ml Erlenmeyer flasks containing 100 ml of the sterile medium described above, except for the addition of 5 g/l yeast extract. All flasks were autoclaved at 121 C and 15 lb/sq. inch (0.1 MPa) and filter-sterilized (0.22-μm filter) medium was added to the flasks before adding the test materials. The test materials were not sterilized because autoclaving alters the contents of the samples and filter sterilization is not suitable for sterilizing solids. Test samples were added during inoculation to reduce the possibility of contamination. To supplement the tested samples, 1 mL (1 95 vol/vol) of seed flask material was added to each flask. The flasks were incubated as described above for 36 hours.

АналізAnalysis

Два зразки аналізували відносно концентрації клітин (з використанням посіву штриховим нанесенням для 2. тобіїї5 і прямого підрахунку (гемоцитометр і мікроскоп для 5. сегемівіає і Р. 5іірй5).Two samples were analyzed for cell concentration (using streaking for 2. tobii5 and direct counting (hemocytometer and microscope for 5. segemiviae and P. 5iii5).

Відповідним чином розбавлені зразки 7. тобіїйє наносили штрихами на планшети з дріжджовим екстрактом з декстрозою (глюкоза 20 г/л, дріжджовий екстракт 10 г/л, агар 20 г/л, рН 5,4), інкубували при 30 "С і 595 СО» протягом 2 діб і підраховували кількість колоній. Відповідним чином розбавлені зразки 5. сегемізіае і Р. 5Пріїїз змішували з 0,05 95 трипановим синім і впоміщали в гемоцитометрAppropriately diluted samples of 7. tobiije were streaked onto plates with yeast extract with dextrose (glucose 20 g/l, yeast extract 10 g/l, agar 20 g/l, pH 5.4), incubated at 30 "С and 595 СО » for 2 days and the number of colonies was counted. Appropriately diluted samples of 5. segemisiae and P. 5Priiis were mixed with 0.05 95 trypan blue and placed in a hemocytometer

Мешибрапег. Клітини підраховували при збільшенні 40Х.Meshybrapeg. Cells were counted at 40X magnification.

Три зразки аналізували відносно концентрації етанолу з використанням аналізатора У5І Віоспет на основі аналізу алкогольдегідрогенази (У5І, Іпіегосіепсе). Зразки центрифугували при 14000 об./хв. протягом 20 хвилин і супернатант зберігали при -20 "С для збереження цілісності. Перед аналізом зразки розбавляли до концентрації етанолу в діапазоні 0-3,2 г/л. Стандарт у вигляді етанолу в концентрації 3,2 г/л аналізували приблизно після кожних 30 зразків для впевненості в тому, що цілісність мембрани зберігалася протягом аналізу. Оптична густина (600 нм) зразків не описана, оскільки тверді тестовані зразки перешкоджали вимірюванню поглинання внаслідок каламутності зразків, і воно було неточним.Three samples were analyzed for ethanol concentration using the U5I Viospet analyzer based on alcohol dehydrogenase analysis (U5I, Ipiegosiepse). The samples were centrifuged at 14,000 rpm. for 20 minutes, and the supernatant was stored at -20 "C to preserve integrity. Before analysis, the samples were diluted to an ethanol concentration in the range of 0-3.2 g/L. A standard in the form of ethanol at a concentration of 3.2 g/L was analyzed approximately every 30 of the samples to ensure that membrane integrity was maintained throughout the assay.The optical density (600 nm) of the samples is not reported because the solid test samples interfered with absorbance measurement due to turbidity of the samples and was inaccurate.

Результати аналізу етанолуResults of ethanol analysis

Для порівняння кожного зразка з контролем для кожного мікроорганізму використовували вихід (таблиці 37-39). Однак вихід не можна використовувати для порівняння між штамами. При порівнянні штамів потрібно було аналізувати загальну концентрацію етанолу. При аналізі даних 95 вихід менше 80 95 може вказувати на токсичність, коли він супроводжується низькою кількістю клітин.To compare each sample with the control for each microorganism, the output was used (Tables 37-39). However, the output cannot be used for comparison between strains. When comparing the strains, it was necessary to analyze the total concentration of ethanol. When analyzing the 95 data, a yield less than 80 95 may indicate toxicity when accompanied by low cell counts.

Рівняння, використовуване для визначення 95 виходу, являє собою:The equation used to determine the 95 output is:

Фо вихід - (етанол в зразку/етанол в контролі)х100.Fo output - (ethanol in the sample/ethanol in the control)x100.

Таблиця 37Table 37

Концентрація етанолу і 95 вихід при використанні засспаготусезх сегемізіаєEthanol concentration and 95% yield when using zasspagotusezh sehemiziye

Концентрація . Концентрація . Концентрація . 00000 аноду вих! Сстанолуф Гевивл| станолу(ілу Тих ві32 | 753 | 186 | бо 1 146 | 399 2 щЩ | 25 му513а-10 | 77749 | 172 | -(660 | 146 | 455 | 246Concentration. Concentration. Concentration. 00000 anode out! Sstanoluf Gevivl| stanol(ilu Tykh vi32 | 753 | 186 | bo 1 146 | 399 2 shЩ | 25 mu513a-10 | 77749 | 172 | -(660 | 146 | 455 | 246

Таблиця 38Table 38

Концентрація етанолу і 9о вихід при використанні Ріспіа 5іїріїї5Ethanol concentration and 9o output when using Rispia 5iiiriiii5

Зразок й Концентрація . Концентрація . Концентрація .Sample and Concentration. Concentration. Concentration.

РІЗАЛООЇ | 52 247 | -(8б | 472 | 133 | 288RIZALOOI | 52 247 | -(8b | 472 | 133 | 288

А132-10 | 152 1710 | 771857. 1033 | 2 - 260 2юЮюЮГ(| 565A132-10 | 152 1710 | 771857. 1033 | 2 - 260 2юЮюЮХ(| 565

А132-100 | 10,9 514 | 16,97. 923 | щ 222 | 483 віза | 77771780 1375 | 2 щ-(129 | 713 | 2 щ133 | 288 6132-10 | лом 0 476 | 160 884 | 2 щ 223 2 щ | 485 132-100 | 86 | 406 | 152 837 | 216 | 470 мУ5ІЗ2 | 98 юю 460 | 149 820 | 2 щ- 179 7 щ | з89A132-100 | 10.9 514 | 16.97. 923 | sh 222 | 483 visa | 77771780 1375 | 2 sh-(129 | 713 | 2 sh133 | 288 6132-10 | scrap 0 476 | 160 884 | 2 sh 223 2 sh | 485 132-100 | 86 | 406 | 152 837 | 216 | 470 mU5IZ2 | 98 yuyu 460 | 149,820 | 2 sh- 179 7 sh | z89

ЗразокА" | 132 156 | 190 166 | 206 | 160Sample A" | 132 156 | 190 166 | 206 | 160

Виділені напівжирним шрифтом зразки були найбільш високими продуцентами етанолу, понад 20 г/л, і мали концентрації, аналогічні концентраціям в гідролізатах деревини (ЗгеепаїйThe samples in bold were the highest ethanol producers, over 20 g/L, and had concentrations similar to those in wood hydrolysates (Zgeepaiy

Н.К. апа дентів Т.МУ., Віотезошгсе Тесппоіоду 72 (2000) 253-260). "Аналізували в більш пізньому експерименті з обертовою колбою.N.K. apa dentiv T.MU., Viotezoshgse Tesppoiodu 72 (2000) 253-260). "Analyzed in a later experiment with a rotating flask.

Таблиця 39Table 39

Концентрація етанолу і 9о вихід при використанні утотопав тобіїї5Ethanol concentration and 90% yield when using utotopap tobias5

Зразок й Концентрація . Концентрація . Концентрація .Sample and Concentration. Concentration. Concentration.

РІЗ2 /17777717171775 | 85 | щЩщ 68 2 ющЩ(| 84 | щ 75 | 9RIZ2 /17777717171775 | 85 | ЩЩЩЩ 68 2 ЩЩЩ(| 84 | ЩЩ 75 | 9

РІЗАЛО 177777/775 | 85 | щ 48 щ | 59 | 6 ющ 68 | 84CUTTER 177777/775 | 85 | sh 48 sh | 59 | 6 yush 68 | 84

АТ32 17777796 77091... 83 | 103 | 2 щ-9 | 2AT32 17777796 77091... 83 | 103 | 2 sh-9 | 2

УвІЗа 7 177777111779 | 89 | 2 ющющ 71 | 88 | 2 щЩщ 77 | 94UVIZa 7 177777111779 | 89 | 2 yushushush 71 | 88 | 2 shshshch 77 | 94

МУвІЗа-10о1777771782 7 | 93 | 2 щ 68 7 ющф(| 85 | 6 ющ 73 щ | 90MUvIza-10o1777771782 7 | 93 | 2 sh 68 7 shf(| 85 | 6 sh 73 sh | 90

МУ5І3За-100 77 87 | 98 | щ (69 2 ющ | 86 | 83 | 102 віза 17777787 | 99 | 2 щ 71 | 88 | 5 ющ "81 | 995 сізало | (78 | 88 | 70 | 88 | 73 | 90 сізалоб | 86 98 | 78 | 98 | 83 | 102MU5I3Za-100 77 87 | 98 | (69 2 yush | 86 | 83 | 102 visa 17777787 | 99 | 2 yush 71 | 88 | 5 yush "81 | 995 sizalo | (78 | 88 | 70 | 88 | 73 | 90 sizalob | 86 98 | 78 | 98 | 83 | 102

Контроль | 88 | 100 | (80 5 ю КмКЕБу)| л00 | 8 7 | 00Control | 88 | 100 | (80 5 yu KmKEBu)| l00 | 8 7 | 00

Результати аналізу концентрації клітинResults of cell concentration analysis

Фо клітин використовують для порівняння кожного зразка з контролем для кожного організму (таблиці 40-42). Однак 95 клітин не можна використовувати для порівняння між штамами. При порівнянні штамів потрібно було використовувати загальну концентрацію клітин. При аналізі даних 95 вихід менше 70 956 може вказувати на токсичність, коли він супроводжується низькою концентрацією етанолу. Рівняння, використовуване для визначення 95 виходу, являє собою:Fo cells are used to compare each sample with the control for each organism (Tables 40-42). However, 95 cells cannot be used for comparison between strains. The total cell concentration had to be used when comparing strains. In data analysis 95 a yield of less than 70,956 may indicate toxicity when accompanied by a low concentration of ethanol. The equation used to determine the 95 output is:

Фо клітин - (кількість клітин в зразку/кількості клітин в контролі)х100.Fo of cells - (number of cells in the sample/number of cells in the control)x100.

Таблиця 40Table 40

Результати аналізу концентрації клітин Засспаготусез сегемівіаєThe results of the analysis of the concentration of cells Zasspagotusez segemiviae

Зразок я Концентрація клітин о . Концентрація клітин о . (х108/мл) Уо Клітин (х108/мл) Уо КлітинSample i Concentration of cells about . Concentration of cells about . (x108/ml) Uo Cell (x108/ml) Uo Cell

РІЗ2RESPONSE 2

Р132-10P132-10

РІ32-100 71895 | 3 | 199 | 66 2 «Фе«еRI32-100 71895 | 3 | 199 | 66 2 "Fe"e

А132A132

А132-10A132-10

А132-100 віза с132-10 с132-100A132-100 visa p132-10 p132-100

МУ5132MU5132

М5132-10M5132-10

МУ8132-100MU8132-100

Таблиця 41Table 41

Результати аналізу концентрації клітин Ріспіа 5іїіріїї5The results of the analysis of the concentration of Rispia 5iiiiiiiii5 cells

Зразок я Концентрація клітин о . Концентрація клітин о . (х108/мл) ую Клітин (х108/мл) ую КлітинSample i Concentration of cells about . Concentration of cells about . (x108/ml) uyu Cell (x108/ml) uyu Cell

РІЗ2RESPONSE 2

Р132-10P132-10

РІ32-100RI32-100

А132A132

А132-10A132-10

А132-100 сіз2 с132-10 71171228... |... 17771117198 17111142 2 с132-100A132-100 siz2 s132-10 71171228... |... 17771117198 17111142 2 s132-100

МУ5132MU5132

М5132-10M5132-10

МУ8132-100MU8132-100

Таблиця 42Table 42

Результати аналізу концентрації клітин 2утотопав тобіїї5The results of the analysis of the concentration of cells of 2utotopov tobias5

Концентрація клітин о . Концентрація клітин о . ше 5 Клітин С«тов/мл) 5 КлітинConcentration of cells about . Concentration of cells about . 5 Cells C«tov/ml) 5 Cells

РІЗ2 7708. | ..ЮюЮюЮюЙД86 2 щ | 297 | 66RIZ2 7708. | ..YuyuYuYuYD86 2 sh | 297 | 66

РІ32-10 21,80 7777264. |... 437 198 2 ЩRI32-10 21.80 7777264. |... 437 198 2 Sh

РІ32-100RI32-100

А132A132

А132-10A132-10

А132-100 77778960 | .-.ЮюЮюЮюй6 7 177711420 17777794 2 віза 7748. .| ..ЮюЮюЮЙ90 5 5ющЩ | 384 | 86 с132-10 14,75 с132-100 1111600 .ЮюЮюИилле 112551... 57 2 щ ("A132-100 77778960 | .-.YuyuYuyuYuyu6 7 177711420 17777794 2 visa 7748. .| ..ЮюЮюЮЙ90 5 5ющЩ | 384 | 86 s132-10 14.75 s132-100 1111600 .YuuYuuIille 112551... 57 2 sh ("

МУ5132MU5132

МУ8132-10 13,20MU8132-10 13.20

МУ8132-100MU8132-100

Приклад 28 - Ферментація у обертовій колбі зразків целюлози при використанні Р. 5іірйієExample 28 - Fermentation in a rotating flask of cellulose samples using R. 5iirie

Короткий виклад о Тринадцять зразків тестували відносно продукції етанолу в культурі Р. зііріїз без додавання цукру.Summary o Thirteen samples were tested for ethanol production in R. ziirizis culture without added sugar.

Їх тестували в присутності і за відсутності целюлази (ферментний комплекс АссеПегазетФ 1000,They were tested in the presence and absence of cellulase (enzyme complex AssePegazetF 1000,

Сепепсог). Обладнання і реагенти, використані для експерименту, наведені нижче в таблицях 43-45.Sepepsog). The equipment and reagents used for the experiment are listed below in Tables 43-45.

Таблиця 43Table 43

Обладнання і частота технічного обслуговування обслуговування . . В. Вгацп Віоїесиі,Equipment and frequency of maintenance maintenance. . V. Vgatsp Vioiesii,

Спектрофотометр Опісат, ОМЗ00Opisat spectrophotometer, OMZ00

Аналізатор У5І Віоспет Іпієгзсівпсе, У5ІAnalyzer U5I Viospet Ipiegzsivpse, U5I

Таблиця 44Table 44

Компоненти У5І, використані при дослідженні в обертовій колбіComponents of U5I used in the study in a rotating flask

Мембрана для етанолу У5І 2786 071100153Membrane for ethanol U5I 2786 071100153

Стандарт для етанолу У5БІ (3,2 г/л) 2790 012711040Standard for ethanol U5BI (3.2 g/l) 2790 012711040

Буфер для етанолу У5І 2787 07мМ1000053, 07100215Buffer for ethanol U5I 2787 07мМ1000053, 07100215

Таблиця 45Table 45

Реагенти, використані для ферментації в обертовій колбі оспоЇАВ Спетівіг 9472706 АО-7284-43Reagents used for fermentation in a rotating flask ospoЯАВ Spetivig 9472706 АО-7284-43

Весіоп Оіскіпвзоп 291940 7128171Vesiop Oiskipvzop 291940 7128171

Весіоп Оіскіпзоп 211677 4303198Vesiop Oiskipzop 211677 4303198

Бульйон УМ Весіоп біскіпбоп 271120 6278265Broth UM Vesiop Biskipbop 271120 6278265

Ферментний комплексEnzyme complex

Ассеїегазеф АссеїІегазе 1000 1600794133 ! ! 1304473 с-5400 107НО245Asseiegazef AsseiIegaze 1000 1600794133 ! ! 1304473 s-5400 107НО245

Культуру Р. віїрйі5 на скошеному середовищі МАККІ м-7124 одержували з регідратованої ліофілізованої культури, одержаної від АК5 Сийиге СоПесібп. Частину матеріалу культури на скошеному середовищі наносили штрихами на бульйон для дріжджів і плісняви (УМ) т агар в концентрації 20 г/л (рН 5,0) і інкубували при 30 "С протягом 2 діб. У колбу Ерленмейєра об'ємом 250 мл, що містить 100 мл середовища (40 г/л глюкози, 1,7 г/л азотистої основи дріжджів, 2,27 г/л сечовини, 6,56 г/л пептону, 40 г/л ксилози, рН 5,0), інокулювали одну колонію і її інкубували протягом 24 годин при 25 С і 100 об./хв. Після росту протягом 23 годин відбирали зразки і аналізували їх відносно оптичної густини (600 нм в УФ-спектрофотометрі) і чистоти (барвник Грама). Виходячи з цих результатів була вибрана одна колба (названа посівною колбою) з ОО 6,79 і для інокуляції всіх тестованих колобув вибраний чистий барвник Грама.The culture of R. viryii5 on a slanted medium of MAKKI m-7124 was obtained from a rehydrated lyophilized culture obtained from AK5 Siyige SoPesibp. Part of the culture material on the cut medium was streaked onto yeast and mold broth (UM) and agar at a concentration of 20 g/l (pH 5.0) and incubated at 30 "C for 2 days. In an Erlenmeyer flask with a volume of 250 ml, containing 100 ml of medium (40 g/l glucose, 1.7 g/l yeast nitrogen base, 2.27 g/l urea, 6.56 g/l peptone, 40 g/l xylose, pH 5.0), one colony was inoculated and incubated for 24 hours at 25 C and 100 rpm After growth for 23 hours, samples were taken and analyzed for optical density (600 nm in UV spectrophotometer) and purity (Gram stain). of the results, one flask (called the seed flask) with an OO of 6.79 was selected and pure Gram stain was selected for inoculation of all tested flasks.

Тестовані ємностіявляли собою колби Ерленмейєра на 250 мл, що містять 100 мл середовища (1,7 г/л азотистої основи дріжджів, 2,27 г/л, сечовини і 6,56 г/л пептону). У середовище колби для росту не додавали ніякого цукру (глюкозу або ксилозу). Всі колби автоклавували при 121 "С ії 15 фунт/кв. дюйм (0,1 МПа) і перед додаванням тестованих матеріалівв колби додавали стерилізоване фільтрацією (0,22-мкм фільтр) середовище. Тестовані матеріали не стерилізували, оскільки автоклавування змінює вміст зразків, а стерилізація фільтруванням не придатна для стерилізації твердих речовин. Тестовані зразки (наведені в таблиці 46) додавали під час інокуляції (а не перед нею) для зниження імовірності контамінації. На доповнення до тестованих зразків, в кожну колбу додавали 1 мл (1 95 об./06.) матеріалу посівної колби. У колби, що містять зразок Р132-100, було потрібне додавання 0,4 мл 1 М Маон для доведення рН до 5,0. Колби інкубували при 30 "С і 150 об./хв. протягом 96 годин.The tested containers were 250 ml Erlenmeyer flasks containing 100 ml of medium (1.7 g/l nitrogenous yeast base, 2.27 g/l urea and 6.56 g/l peptone). No sugar (glucose or xylose) was added to the growth medium of the flasks. All flasks were autoclaved at 121 °C at 15 psi (0.1 MPa) and filter-sterilized (0.22-μm filter) medium was added to the flasks prior to addition of the test materials. The test materials were not sterilized because autoclaving alters the contents of the samples. and filter sterilization is not suitable for sterilization of solids. The test samples (listed in Table 46) were added at the time of inoculation (rather than before) to reduce the possibility of contamination. To supplement the test samples, 1 ml (1 95 vol.) was added to each flask. /06.) of seed flask material. The flasks containing sample P132-100 required the addition of 0.4 ml of 1 M Mahon to bring the pH to 5.0. The flasks were incubated at 30 "C and 150 rpm. within 96 hours.

Один набір дубльованих колб на вихідний матеріал містив ферментний комплекс АссеПегазе?т (1,25 мл на колбу, найбільш висока рекомендована доза становить 0,25 мл на грам біомаси,One set of duplicate flasks per starting material contained the AssePegaze?t enzyme complex (1.25 ml per flask, the highest recommended dose is 0.25 ml per gram of biomass,

Сепепсог) для спроби одночасного оцукрювання і ферментації (551Е). Інший набір дубльованих колб не містив ферментний комплекс АссеїІегазеФф). Аналізували всього 52 колби.Sepepsog) to attempt simultaneous saccharification and fermentation (551E). Another set of duplicate flasks did not contain the enzyme complex AssayIegazeFf). A total of 52 flasks were analyzed.

Також аналізували шість контрольних колб. Колби позитивного контролю містили порошкову целюлозу 5оїЇканіос 200 МЕ (партія 2 ОША158072, Іпіегпайопаї! Рірбег Согрогайоп) в концентрації 2,5 грама на 100-мл колбу (25 грамів на л) з додаванням ферментного комплексу АссеїЇІегазеф і без нього. Крім того, використовували контроль, що містить тільки цукор (глюкозу і ксилозу).Six control flasks were also analyzed. The positive control flasks contained powdered cellulose 5oiYikanios 200 IU (batch 2 OSHA158072, Ipiegpaiopai! Rirbeg Sogrogaiop) at a concentration of 2.5 grams per 100-ml flask (25 grams per liter) with and without the addition of AssayiIegazef enzyme complex. In addition, a control containing only sugar (glucose and xylose) was used.

Таблиця 46Table 46

Кількість кожного вихідного матеріалу, що додається в кожну колбуAmount of each starting material added to each flask

АналізAnalysis

Зразки аналізували відносно концентрації етанолу (таблиці 47, 48 і 49) з використанням аналізатора М5І Віоспет на основі аналізу алкогольдегідрогенази (У5І, Іпіегесіепсе). Зразки центрифугували при 14000 об./хв. протягом 20 хвилин і супернатант зберігали при -20 "С. Перед аналізом зразки розбавляли до концентрації етанолу в діапазоні 0-3,2 г/л. Стандарт у вигляді етанолу в концентрації 2,0 г/л аналізували приблизно після кожних 30 зразків для впевненості в тому, що цілісність мембрани зберігалася протягом аналізу.The samples were analyzed for ethanol concentration (Tables 47, 48 and 49) using the M5I Viospet analyzer based on alcohol dehydrogenase analysis (U5I, Ipiegesiepse). The samples were centrifuged at 14,000 rpm. for 20 minutes and the supernatant was stored at -20 "C. Prior to analysis, the samples were diluted to an ethanol concentration in the range of 0-3.2 g/L. A standard in the form of ethanol at a concentration of 2.0 g/L was analyzed approximately after every 30 samples for assurance in that the integrity of the membrane was preserved during the analysis.

РезультатиThe results

Таблиця 47Table 47

Результати для контрольних колбResults for control flasks

11111111 | га4години | Збгодин | 48годин | Обгодин11111111 | ha4hours | Zbhodin | 48 hours Hours

Що містить глюкозу, без целюлози,Containing glucose, without cellulose,

Ева НСС СІ СЕТИ НС (ЗоїКагіос), без цукру, без ферментуEva NSS SI SETY NS (ZoiKagios), without sugar, without enzyme

Що містить кристалічну целюлозу (ЗоїЇКагіос) в концентрації 25 г/л, без цукру, з додаванням 6,56 7.88 9,80 8,65Containing crystalline cellulose (ZoiYKagios) in a concentration of 25 g/l, without sugar, with the addition of 6.56 7.88 9.80 8.65

АссеїІегазеФAsseiIegazeF

Таблиця 48Table 48

Результати для обертових колб без ферментного комплексу АссеїЇІеєгазетФ 1000Results for rotary flasks without enzyme complex AssayiIiegazetF 1000

РІЗА 77777771 17711171009 | .-.ю.000 2 юю юрКюБр7/Йюр 000 | олеRIZA 77777771 17711171009 | .-.yu.000 2 yuyu yurKyuBr7/Yur 000 | ole

РІЗАЛООЇ 77777771 17711009. |. ..ю001 юЮющ| 000 | 002 віза 77777771 17111040 | 7711009 1777 024 | 042 візаЯО 77777771 17111069 | 042 1 022 | 024RIZALOOI 77777771 17711009. |. ..ю001 юЮющ| 000 | 002 visa 77777771 17111040 | 7711009 1777 024 | 042 visaYAO 77777771 17111069 | 042 1 022 | 024

Таблиця 49Table 49

Результати для обертових колб з ферментним комплексом АссеїЇегазеФ 1000Results for rotary flasks with AssayEgaseF 1000 enzyme complex

МУвІЗ32 77777111 11111789 7111147 177171111о7 | 1099MUvIZ32 77777111 11111789 7111147 177171111о7 | 1099

Приклад 29- Аналіз з целюлазоюExample 29 - Analysis with cellulase

Короткий викладBrief summary

Тринадцять зразків тестували відносно чутливості до целюлази з використанням промислової целюлази (АссеПегазефт 1000, Сепепсог) при оптимальних умовах температури і рн.Thirteen samples were tested for sensitivity to cellulase using industrial cellulase (AssePegazeft 1000, Sepepsog) under optimal conditions of temperature and pH.

ПротоколProtocol

Протокол являє собою модифікацію МЕЕЇ "Іарогаїгу Апаїуїйса! Ргоседите ГАР-009 Епгутаїйіс засспагійсанцоп ої ГідпосеПшовіс Віотав5". Зразок матеріалу додавали до 10 мл 01 М натрійцитратного буфера (рн 4,8) і 40 мг/мл тетрацикліну (для запобігання росту бактерій) в 50-мл пробірці в двох екземплярах. Кількість зразка, що додається в кожну пробірку, наведена в таблиці 50.The protocol is a modification of the MEE "Iarogaigu Apaiuiisa! Rgosedite GAR-009 Epgutaiiis sasspagiisantsop oi GidposePshovis Viotav5". A sample of the material was added to 10 ml of 01 M sodium citrate buffer (pH 4.8) and 40 mg/ml tetracycline (to prevent bacterial growth) in a 50-ml test tube in duplicate. The amount of sample added to each tube is listed in Table 50.

Деякі зразки було важко змішувати (Р132, Р132-10, РІ32-100), так що їх додавали при більш низькій концентрації. Також включали позитивний контроль у вигляді 0,2 грама порошкової целюлози зЗоЇКаніос 200 МЕ (партія Ж ОА158072, Іпіегпайопа! Рібег Согрогайоп) і негативний контроль (без зразка). У пробірки додавали достатню кількість підданої зворотному осмосу води (КО), доводячи об'єм всього до 20 мл. Як натрійцитратний буфер, так і воду нагрівали до 50 "С перед застосуванням.Some samples were difficult to mix (P132, P132-10, PI32-100), so they were added at a lower concentration. Also included was a positive control in the form of 0.2 grams of powdered cellulose from ZoYKanios 200 IU (batch Z OA158072, Ipiegpaiopa! Ribeg Sogrogaiop) and a negative control (no sample). A sufficient amount of reverse osmosis (RO) water was added to the test tubes, bringing the volume to only 20 ml. Both sodium citrate buffer and water were heated to 50 °C before use.

Фермент АссеїЇегахеФ 1000 додавали в кожну пробірку в дозуванні 0,25 мл на грам біомаси (найбільш високе дозування, рекомендоване Сепепсог). Пробірки інкубували під кутом 45" при 150 об./хв. і 50 "С (рекомендовано Сепепсої) протягом 72 годин. Зразки брали через 0, 3, 6, 9, 12, 18, 24, 48 і 72 годин (таблиці 52 і 53), їх центрифугували при 14000 об./хв. протягом 20 хвилин і супернатант заморожували при -20 "С. Концентрацію глюкози в зразках аналізували за допомогою аналізатора У5ІіThe enzyme AssayEgaheF 1000 was added to each test tube at a dosage of 0.25 ml per gram of biomass (the highest dosage recommended by Sepepsog). The test tubes were incubated at an angle of 45" at 150 rpm and 50 "C (recommended by Sepepsoi) for 72 hours. Samples were taken after 0, 3, 6, 9, 12, 18, 24, 48 and 72 hours (tables 52 and 53), they were centrifuged at 14,000 rpm. for 20 minutes and the supernatant was frozen at -20 "C. The concentration of glucose in the samples was analyzed using the U5Ii analyzer

Віоспет (Іпіегсіепсе), використовуючи умови, описані в таблиці 51. Стандартний розчин глюкози, 2,5 г/л, приготовляли розчиненням 2,500 грамів глюкози (Зідта Са 57528-5К0, партія Ж: 107Н0245) в дистильованій воді. Після розчинення загальний об'єм доводили до 1 л дистильованою водою в мірній колбі. Стандарт був свіжоприготованим, і його зберігали при 4 "с.Viospet (Ipiegsiepse) using the conditions described in Table 51. A standard glucose solution, 2.5 g/L, was prepared by dissolving 2,500 grams of glucose (Zidta Ca 57528-5K0, lot Ж: 107Н0245) in distilled water. After dissolution, the total volume was brought up to 1 l with distilled water in a volumetric flask. The standard was freshly prepared and stored at 4 °C.

Таблиця 50Table 50

Кількість кожного зразка, що додається (Негативнийконтрольу/-/:/://777777711 11111110Number of each sample added (Negative control/-/:/777777711 11111110

Таблиця 51Table 51

Компоненти У5І, використані при дослідженні в обертовій колбіComponents of U5I used in the study in a rotating flask

РезультатиThe results

Таблиця 52Table 52

Результати аналізу з целюлазоюResults of analysis with cellulase

Концентрація глюкози (мг/мл) під час інкубації (години)Glucose concentration (mg/ml) during incubation (hours)

Ро о |з | 6 | 9 | 12 | 18 | 24 | 48 | 72 с132-100Ro about |z | 6 | 9 | 12 | 18 | 24 | 48 | 72 p132-100

МУ5132MU5132

М5132-10M5132-10

Му5132-100 0.70 | 2,76 | 3,63 4,59 | 4,78 | 5.29 | 5,96 | 6,99 | 743 зразка)Mu5132-100 0.70 | 2.76 | 3.63 4.59 | 4.78 | 5.29 | 5.96 | 6.99 | 743 samples)

Позитивний контроль 0,17 | 2,38 | 3,65 | 4,71 | Б25 | 5598) 719 | 926 | 986 зЗоїкКаНіосPositive control 0.17 | 2.38 | 3.65 | 4.71 | B25 | 5598) 719 | 926 | 986 zZoikKaNios

Ерафік 1. Коннцентранія глюкози (найкраші Я пролунентні 18.00 пе ет те е ее ее тектетеент ш жде | т ши щі ра 12.Ю пи нн | -- ВТОErafik 1. Glucose concentration (the best I prolunentni 18.00 pe et te ee ee ee tekteteent sh zde | t shi sh ra 12.Yu pi nn | -- ТО

Е є. я ши Шк син | | с МІДЯЗаЛОВ ле й.О0 ен нн нин нн і Е х Бо ння ВІЗОЮThere is. I shi Shk son | | s MIDYAZALOV le y.O0 en nn nin nn i E x Bonnia with a VISA

Кок НК КУЩ: НИ Е щі і. Ура | еще Позитивний коктрось 4 тя 10 яВоа Біо) о го 40 во воKok NK KUSH: WE E schi and. Cheers still Positive coktros 4 ty 10 yaVoa Bio) o ho 40 vo vo

Часігодини!Hours!

Кількість целюлози, розщепленої в пробірці, обчислювали таким чином: г/мл глюкозих20 мл (об'єм зразка)х0,9 (для поправки на молекулу води, що додається при гідролізі целюлози).The amount of cellulose split in the test tube was calculated as follows: g/ml glucose 20 ml (sample volume) x 0.9 (to correct for the water molecule added during cellulose hydrolysis).

Процент всього зразка, вивільнений у вигляді глюкози (в таблиці 53 нижче), обчислювали таким чином: грозщепленої целюлози/г зразка, що додається (для деталей див. таблицю 5)х100The percentage of the total sample released as glucose (in Table 53 below) was calculated as follows: cellulose/g sample added (for details, see Table 5) x 100

Таблиця 53Table 53

Результати аналізу з целюлозоюResults of analysis with cellulose

Процент всього зразка, вивільненого у вигляді глюкози (905) за часPercentage of total sample released as glucose (905) over time

Номер зразка інкубації (год.) ої з ЇЇ 6 | 9 | 12 | 18 | 24 | 48 | 72Number of incubation sample (hours) oi with HER 6 | 9 | 12 | 18 | 24 | 48 | 72

РІЗ2 14,98 | 25,16 | 31,36 | 34,85 | 39,38 | 43,81 | 54,29 | 56,27RAZ2 14.98 | 25.16 | 31.36 | 34.85 | 39.38 | 43.81 | 54.29 | 56,27

Р1І32-10 12,02 | 18,25 | 22,97 | 25,06 | 27,00 | 32,29 | 40,43 | 41,87R1I32-10 12.02 | 18.25 | 22.97 | 25.06 | 27.00 | 32.29 | 40.43 | 41.87

РІ132-100 13,79 | 20,98 | 26,28 | 29,02 | 34,06 | 38,45 | 45,65 | 49,61 дІЗ2RI132-100 13.79 | 20.98 | 26,28 | 29.02 | 34.06 | 38.45 | 45.65 | 49.61 dIZ2

АІЗ32-10 0,94| 425 | 542 | 629 | 682) 756 | 88 | 9,60 | 9,89AIZ32-10 0.94| 425 | 542 | 629 | 682) 756 | 88 | 9.60 | 9.89

А132-100 11,57 | 12,58 с132 с132-10 074| 34 | 3,91 | 466 | 482) 4,99 | 5б2 | 6,60 | 720 с132-100 11,50 | 13,01A132-100 11.57 | 12.58 s132 s132-10 074| 34 | 3.91 | 466 | 482) 4.99 | 5b2 | 6.60 | 720 p132-100 11.50 | 13.01

МІE

М5132-10M5132-10

Му/5132-100 10,99 |11,42| 12,67 | 1426 | 16,73 | 17,78Mu/5132-100 10.99 |11.42| 12.67 | 1426 | 16.73 | 17.78

Позитивний контроль 129 | 21,15 32,72 42,30 | 47,07) 53,73 64,53 | 83,16 | 88,56 зЗоїкКаНіосPositive control 129 | 21.15 32.72 42.30 | 47.07) 53.73 64.53 | 83.16 | 88.56 zZoikKaNios

Приклад 30- Ферментація в обертовій колбі з використанням Ріспіа «їірйівExample 30 - Fermentation in a rotary flask using Rispia «iiryiv

Короткий викладBrief summary

Ферментацію в обертовій колбі з використанням Ріспіа в5іїрйіє проводили з використанням чотирьох целюлозних матеріалів, що мають найбільш високий 95 вихід, виходячи з таблиці 36.A rotary flask fermentation using Rispia viiirie was performed using the four cellulosic materials with the highest 95 yield based on Table 36.

ПротоколProtocol

Експерименти проводили згідно з параметрами, наведеними в таблицях 54-56.The experiments were carried out according to the parameters given in tables 54-56.

Таблиця 54Table 54

Обладнання і частота технічного обслуговування обслуговуванняEquipment and frequency of maintenance maintenance

Таблиця 55Table 55

Компоненти У5І, використані при дослідженні в обертовій колбіComponents of U5I used in the study in a rotating flask

Таблиця 56Table 56

Реагенти, використані для ферментації в обертовій колбі дріжджівReagents used for yeast rotary flask fermentation

Одержання посівного матеріалуObtaining seed material

Для всіх представлених нижче експериментів з обертовою колбою посівні колби одержували з використанням наступного способу.For all spinner flask experiments presented below, seed flasks were prepared using the following method.

Робочий банк клітин Р. 5іїрйіє МКК. у-7124 одержували з регідратованої ліофілізованої культури, одержаної від АК5 Сийиге СоПесіоп. Кріофлакони, що містять культуру Р. 5ірніє в 15 95 об./06б. гліцерині, зберігали при -75 "С. Частину розмороженого матеріалу робочого банку клітин наносили штрихами на бульйон для дріжджів і плісняви (УМ) ї- 20 г/л агар (рН 5,0) і інкубували при 30 "С протягом 2 діб. Чашки витримували протягом 2 діб при 4 "С перед використанням. У колбуWorking bank of cells of R. 5iiryie MKK. y-7124 was obtained from a rehydrated lyophilized culture obtained from AK5 Siyige SoPesiop. Cryoflacons containing the culture of R. 5irnie in 15 95 vol./06b. glycerol, stored at -75 "С. Part of the thawed material of the working bank of cells was streaked onto broth for yeast and mold (UM) and 20 g/l agar (pH 5.0) and incubated at 30 "С for 2 days. Cups were kept for 2 days at 4 "C before use. In a flask

Ерленмейєра об'ємом 250 мл, що містить 100 мл середовища (40 г/л глюкози, 1,7 г/л азотистої основи дріжджів, 2,27 г/л сечовини, 6,56 г/л пептону, 40 г/л ксилози, рН 5,0), інокулювали одну колонію і її інкубували протягом 24 годин при 25 "С і 100 об./хв. Після росту протягом 23 годин відбирали зразки і аналізували їх відносно оптичної густини (600 нм в УФ-спектрофотометрі) і чистоти (барвник Грама).250 mL Erlenmeyer flask containing 100 mL medium (40 g/L glucose, 1.7 g/L yeast nitrogen base, 2.27 g/L urea, 6.56 g/L peptone, 40 g/L xylose , pH 5.0), one colony was inoculated and incubated for 24 hours at 25 °C and 100 rpm. After growth for 23 hours, samples were taken and analyzed for optical density (600 nm in a UV spectrophotometer) and purity (Gram's stain).

Виходячи з цих результатів одну колбу (названу посівною колбою) при оптичній густині від4 до 8 і з чистим барвником Грама використовували для інокуляції всіх тестованих колб.Based on these results, one flask (called the seed flask) with an optical density of 4 to 8 and with pure Gram stain was used to inoculate all tested flasks.

Три експерименти проводили з використанням зразків АТ132-10, А132-100, 1132-10 і 5132-100. У експерименті 1 тестували ці чотири зразки відносно концентрації етанолу при різних концентраціях ксилози і при постійних концентраціях глюкози. У експерименті 22 тестували ці чотири зразки відносно концентрації етанолу при подвоєній концентрації вихідного матеріалу, використаного в експериментах, представлених в таблиці 36. Нарешті, в експерименті 23 ці чотири зразка тестували відносно концентрації етанолу при різних концентраціях як ксилози, так і глюкоза, одночасно.Three experiments were conducted using samples AT132-10, A132-100, 1132-10 and 5132-100. In experiment 1, these four samples were tested with respect to the concentration of ethanol at different concentrations of xylose and at constant concentrations of glucose. In experiment 22, these four samples were tested against the concentration of ethanol at twice the concentration of the starting material used in the experiments presented in Table 36. Finally, in experiment 23, these four samples were tested against the concentration of ethanol at different concentrations of both xylose and glucose, simultaneously.

Експеримент Я - Варіювання концентрації ксилозиExperiment I - Variation of xylose concentration

Чотири целюлозних зразки (А132-10, А132-100, (1132-10 і 132-100) тестували при різних концентраціях ксилози, як представлено в таблиці 57, нижче.Four cellulosic samples (A132-10, A132-100, (1132-10 and 132-100) were tested at different concentrations of xylose, as presented in Table 57, below.

Таблиця 57Table 57

Склад середовища в колбах експерименту 41 1 бовбксилови.7/// | 77777777 000777777777111111Ї171111111111111400С1The composition of the medium in the flasks of the experiment 41 1 bovxylov.7/// | 77777777 000777777777111111Ї1711111111111111400С1

Тестовані ємності (всього 40, 250-мл колби Ерленмейєра) містили 100 мл середовища.The tested vessels (a total of 40, 250-ml Erlenmeyer flasks) contained 100 ml of medium.

Приготовляли п'ять різних типів середовища з кількістю ксилози і глюкози, наведеною в таблиці 57.Five different types of media were prepared with the amount of xylose and glucose given in Table 57.

Крім того, середовище містило 1,7 г/л азотистих основ дріжджів (Весіоп бісКіпвоп 2291940), 2,27 г/л сечовини (ЗСПоОЇАК СПпетівігу 59472706) і 6,56 г/л пептону (Весіоп Оіскіпвоп 25211677). Всі колби автоклавували при 121 "С ї 15 фунт/кв. дюйм (0,1 МПа) і перед додаванням тестованих матеріалів в колби додавали стерилізоване фільтруванням (0,22-мкм фільтр) середовище. Колби витримували при кімнатній температурі протягом 4 діб і оглядали відносно контамінації (каламутності) перед використанням. Тестовані матеріали не стерилізували, оскільки автоклавування змінює вміст зразків, а стерилізація фільтруванням не придатна для стерилізації твердих речовин. Тестовані зразки (А132- 10, А132-100, 1132-10 і 5132 в кількості 5 г на 100 мл) додавали під час інокуляції (а не перед нею) для зменшення можливості контамінації. На доповнення до тестованих зразків, в кожну колбу додавали 1 мл (195 об./06.) матеріалу посівної колби. Колби інкубували при 30 "С і 150 об./хв. протягом 72 годин.In addition, the medium contained 1.7 g/L of nitrogenous yeast bases (Vesiop bisKipwop 2291940), 2.27 g/L of urea (ZSPoOYIAK SPpetivighu 59472706) and 6.56 g/L of peptone (Vesiop Oiskipwop 25211677). All flasks were autoclaved at 121 °C and 15 psi (0.1 MPa) and filter-sterilized (0.22-μm filter) medium was added to the flasks before adding the test materials. The flasks were kept at room temperature for 4 days and inspected regarding contamination (turbidity) prior to use. The test materials were not sterilized because autoclaving alters the contents of the samples and filter sterilization is not suitable for sterilization of solids. 100 mL) was added during (rather than before) inoculation to reduce the possibility of contamination. To supplement the tested samples, 1 mL (195 vol./06.) of seed flask material was added to each flask. The flasks were incubated at 30 "C and 150 rpm within 72 hours.

На жаль, одна колба (зразок А132-100 з 100 95 ксилозою) була розбита в ході тестування. Таким чином, всі результати після 24 годин інкубації описані для однієї колби. Після інкубації протягом 72 годин 100 95 вихідної кількості целюлозного матеріалу (5,0 г) додавали в колби з 100 95 ксилозою (всього 7 колб, одна колба, що містить зразок А132-100, була розбита) і проводили інкубацію, як описано вище, протягом додаткових 48 годин.Unfortunately, one flask (sample A132-100 with 100 95 xylose) was broken during testing. Thus, all results after 24 hours of incubation are described for one flask. After incubation for 72 hours, 100 95 of the original amount of cellulosic material (5.0 g) was added to flasks with 100 95 xylose (7 flasks in total, one flask containing sample A132-100 was broken) and incubated as described above, for an additional 48 hours.

Таблиця 58Table 58

Додавання вихідного матеріалу до колб з 100 95 ксилозою при часі інкубації 72 годиниAddition of starting material to flasks with 100 95 xylose at an incubation time of 72 hours

АналізAnalysis

Зразки відбирали з 40 тестованих колб при часі інкубації 0, 6, 12, 24, 36, 48 і 72 години. Крім того, зразки відбирали через 24 і 48 годин після додавання другої кількості вихідного матеріалу в колби з 100 95 ксилозою (див. таблицю 58).Samples were taken from 40 tested flasks at incubation times of 0, 6, 12, 24, 36, 48 and 72 hours. In addition, samples were taken 24 and 48 hours after the addition of the second amount of starting material to the flasks with 100 95 xylose (see Table 58).

Всього 292 зразка аналізували відносно концентрації етанолу з використанням аналізатора У5іA total of 292 samples were analyzed for ethanol concentration using the U5i analyzer

Віоспет на основі аналізу алкогольдегідрогенази (У5І, Іпіегесіепсе). Зразки центрифугували при 14000 об./хв. протягом 20 хвилин і супернатант зберігали при -20 "С. Слід зазначити, що на час 0 зразки було необхідно фільтрувати через 0,45-мкм шприцевий фільтр. Перед аналізом зразки розбавляли до концентрації етанолу в діапазоні 0-3,2 г/л. Стандарт у вигляді етанолу в концентрації 2,0 г/л аналізували приблизно після кожних 30 зразків для впевненості в тому, що цілісність мембрани зберігалася.Viospet based on alcohol dehydrogenase analysis (U5I, Ipiegesiepse). The samples were centrifuged at 14,000 rpm. for 20 minutes and the supernatant was stored at -20 "C. It should be noted that at time 0 the samples had to be filtered through a 0.45-μm syringe filter. Before analysis, the samples were diluted to an ethanol concentration in the range of 0-3.2 g/l. A 2.0 g/L ethanol standard was analyzed after approximately every 30 samples to ensure that membrane integrity was maintained.

Всього 47 зразків аналізували відносно кількості клітин. Зразки відбирали після інкубації протягом 72 годин і через 48 годин після додавання додаткового целюлозного матеріалу. Відповідним чином розбавлені зразки змішували з 0,05 95 трипановим синім і завантажували в гемоцитометр Меибацег.A total of 47 samples were analyzed for the number of cells. Samples were taken after incubation for 72 hours and 48 hours after addition of additional cellulosic material. Appropriately diluted samples were mixed with 0.05 95 trypan blue and loaded into a Meibaceg hemocytometer.

Клітини підраховували при збільшенні 40Х.Cells were counted at 40X magnification.

Експеримент 22 - Аналіз 2Х концентрації вихідного матеріалуExperiment 22 - Analysis of 2X concentration of the starting material

Тестовані ємності (всього 8, 250-мл колби Ерленмейєра) містили 100 мл середовища.Test vessels (a total of 8, 250-ml Erlenmeyer flasks) contained 100 ml of medium.

Середовище містило 40 г/л глюкози, 40 г/л ксилози, 1,7 г/л азотистих основ дріжджів (Весіоп біскіпбопThe medium contained 40 g/l of glucose, 40 g/l of xylose, 1.7 g/l of nitrogen bases of yeast (Vesiop biscipbop

291940), 2,27 г/л сечовини (ЗСПОЇАК СПпетізігу 29472706) і 6,56 г/л пептону (Весіоп бісКіпбоп й211677). Колби підготовляли, як в експерименті 21. Тестовані зразки (А132-10, А132-100, 1132-10 і291940), 2.27 g/l of urea (ZSPOYAK SPpetizig 29472706) and 6.56 g/l of peptone (Vesiop bisKipbop y211677). Flasks were prepared as in experiment 21. The tested samples (A132-10, A132-100, 1132-10 and

Сс132-100 в концентрації 10 г на 100 мл) додавали під час інокуляції (а не перед нею) для зниження імовірності контамінації. На доповнення до тестованих зразків, в кожну колбу додавали 1 мл (1 95 об./06.) матеріалу посівної колби. Колби інкубували при 30 "С і 150 об./хв. протягом 72 годин.Cs132-100 at a concentration of 10 g per 100 ml) was added during inoculation (and not before it) to reduce the likelihood of contamination. To supplement the tested samples, 1 ml (1 95 vol./06.) of seed flask material was added to each flask. The flasks were incubated at 30 °C and 150 rpm for 72 hours.

АналізAnalysis

Зразки відбирали з 8 тестованих колб в момент часу інкубації 0, 6, 12, 24, 36, 48 і 72 години. Аналіз етанолу 56 зразків проводили згідно з експериментом 1 і його результати представлені в таблиці 59.Samples were taken from 8 tested flasks at incubation times of 0, 6, 12, 24, 36, 48 and 72 hours. Ethanol analysis of 56 samples was performed according to experiment 1 and its results are presented in table 59.

Підрахунок клітин проводили на зразку, одержаному через 72 години, згідно з експериментом Я, і його результати представлені в таблиці 60.Cell counts were performed on a sample obtained after 72 hours according to experiment I, and its results are presented in Table 60.

Таблиця 59Table 59

Концентрація етанолу в колбах з подвоєною кількістю вихідного матеріалу 0111111111111111711111198 11026 | 012 | 0 0061111111111111171111111175 | 1021 | 020 | оо 12111111 2и61 1711073 | 069 | 031Ethanol concentration in flasks with doubled amount of starting material 0111111111111111711111198 11026 | 012 | 0 0061111111111111171111111175 | 1021 | 020 | oo 12111111 2y61 1711073 | 069 | 031

Таблиця 60Table 60

Концентрація клітин в момент часу інкубації 72 години в колбах з подвоєною кількістю вихідного матеріалуCell concentration at the time of incubation of 72 hours in flasks with a doubled amount of starting material

Експеримент 23 - Варіювання концентрацій ксилози і глюкозиExperiment 23 - Variation of xylose and glucose concentrations

Чотири целюлозних зразки (А132-10, А132-100, 0132-10 и (с:132-100) тестували при різних концентраціях ксилози і глюкози, як представлено в таблиці нижче (таблиця 61).Four cellulose samples (A132-10, A132-100, 0132-10 and (c:132-100) were tested at different concentrations of xylose and glucose, as presented in the table below (table 61).

Таблиця 61Table 61

Склад середовища для колб експерименту ЯЗ 1 б9цувру.//// | 77777777777171007777111111Ї11111111111111101The composition of the medium for the flasks of the experiment YAZ 1 b9tsuvru.//// | 77777777777171007777111111Ї11111111111111101

Тестовані ємності (всього 32, 250-мл колби Ерленмейєра) містили 100 мл середовища.Test vessels (a total of 32, 250-ml Erlenmeyer flasks) contained 100 ml of medium.

Приготовляли чотири різних типи середовища з кількістю ксилози і глюкози, наведеною в таблиці 61.Four different types of medium were prepared with the amount of xylose and glucose given in Table 61.

Крім того, середовище містило 1,7 г/л азотистих основ дріжджів (Весіоп бісКіпзоп Ж291940), 2,27 г/л сечовини (ЗСПОЇАК СПетізігу 29472706) і 6,56 г/л пептону (Весіоп ОісКіпвоп 211677). Колби підготовляли згідно з експериментом Я1. Тестовані зразки (А132-10, АТ132-100, 1132-10 ії 132-100) додавали під час інокуляції (а не перед нею) для зменшення імовірності контамінації. На доповнення до тестованих зразків, в кожну колбу додавали 1 мл (1 95 об./06.) матеріалу посівної колби. Колби інкубували при 30 "С і 150 об./хв. протягом 72 годин.In addition, the medium contained 1.7 g/l of nitrogenous yeast bases (Vesiop bisKipzop Zh291940), 2.27 g/l of urea (ZSPOYAK SPetizigu 29472706) and 6.56 g/l of peptone (Vesiop OisKipvop 211677). Flasks were prepared according to experiment Y1. The tested samples (A132-10, AT132-100, 1132-10 and 132-100) were added during inoculation (and not before it) to reduce the possibility of contamination. To supplement the tested samples, 1 ml (1 95 vol./06.) of seed flask material was added to each flask. The flasks were incubated at 30 °C and 150 rpm for 72 hours.

АналізAnalysis

Зразки відбирали з 32 тестованих колб в момент часу інкубації 0, 6, 12, 24, 36, 48 і 72 години. (див. таблиці 62-65). Всього 224 зразки аналізували відносно концентрації етанолу з використанням аналізатора М5І Віоспет на основі аналізу алкогольдегідрогенази (У5І, Іпіегесіепсе). Зразки центрифугували при 14000 об./хв. протягом 20 хвилин і супернатант зберігали при -20 "С. Слід зазначити, що було потрібне центрифугування деяких зразків, а потім їх фільтрування через 0,45-мкм шприцевий фільтр. Перед аналізом зразки розбавляли до концентрації етанолу в діапазоні 0-3,2 г/л.Samples were taken from 32 tested flasks at incubation times of 0, 6, 12, 24, 36, 48 and 72 hours. (see tables 62-65). A total of 224 samples were analyzed for ethanol concentration using the M5I Viospet analyzer based on alcohol dehydrogenase analysis (U5I, Ipiegesiepse). The samples were centrifuged at 14,000 rpm. for 20 minutes and the supernatant was stored at -20 "C. It should be noted that some samples were required to be centrifuged and then filtered through a 0.45-μm syringe filter. Before analysis, the samples were diluted to an ethanol concentration in the range of 0-3.2 g / l.

Стандарт у вигляді етанолу в концентрації 2,0 г/л аналізували приблизно після кожних 30 зразків для впевненості в тому, що цілісність мембрани У5І зберігалася.A standard in the form of ethanol at a concentration of 2.0 g/L was analyzed after approximately every 30 samples to ensure that the integrity of the U5I membrane was maintained.

Таблиця 62Table 62

Результати відносно етанолу для зразка А13210 : взяття п і 10 55 шо | 50 100 чо : таб 000255 Бо і зразка коилозио КОНЛОЗМ О кснлозн о БСИЛОЗНО кенлозно оспукрів? і о нукрів? о пукрін? ї нукрів?Results relative to ethanol for sample A13210: taking n and 10 55 sho | 50 100 чо : tab 000255 Because the sample koilozio KONLOZM O ksnlozn o BSYLOZNO kenlozno ospukriv? and about Nukri? oh pukrin? and nests?

В ви ово оо 053 85708605,In you ovo oo 053 85708605,

ШО В В В В ВВ ВВSHO В В В ВВ ВВ

112 1.72: 186 АННИ ЛИ Шк ЕН М Я МЕ МН У М ШЕ і 24 15.55: 15.90 17.05 7.05 1695. 102 488 9У7 1 1335112 1.72: 186 ANNI LI Shk EN M I ME MN U M SHE i 24 15.55: 15.90 17.05 7.05 1695. 102 488 9U7 1 1335

ШОВ | Л7.ЛО 11740 2025 2135 2095129 427 | 89901755 їй 18.40 1 1705 лей: 8300 1 БВ 147 03035 1 833 1 180 2-72... 1515 15.55) 1925 2185 Роб Мао ли і кодини Що ' Що і . : 2315 Що | Що | Що | ЩоSHOV | L7.LO 11740 2025 2135 2095129 427 | 89901755 her 18.40 1 1705 lei: 8300 1 BV 147 03035 1 833 1 180 2-72... 1515 15.55) 1925 2185 Rob Mao li and codeine What ' What and . : 2315 What | What | What | What

Це дксен сУ ПН КИМ КАНА МАННЯ КАК МАК АКА КАК КАНА ідолавання ! ! | | : | і ж Аналіз з експерименту 73.This is dksen su MON KIM KANA MANNYA KAK MAK AKA KAK KANA idolization ! ! | | : | and Analysis from experiment 73.

Таблиця 63Table 63

Результати відносно етанелу для зразка А132- 00 о взля | 05 | 85 | 255 БО 4005 05 та 25 50 о Зрахха | Жеилози | Кеплози ксилозно конлози о Кеплозно пукрів? о цукрів? о о нукрів? 0 пукрів? 9 009 017 0 08 20.14 0.09 03 6 бл 0 015 0 015 1 04 б 1011003 42068100 85 ово 56055Results relative to ethanel for sample A132-00 about vzla | 05 | 85 | 255 BO 4005 05 and 25 50 o Zrahkha | Zheilozy | Keplozo xylozno konlozo o Keplozno pukriv? about sugar? oh oh nukri? 0 buds? 9 009 017 0 08 20.14 0.09 03 6 bl 0 015 0 015 1 04 b 1011003 42068100 85 ovo 56055

СйЯ00019.90 15.70 16.50 16.05 1460708 03337995 16.00 | 1790 185.00 945 17509 92 2.85 87 | 150SyYa00019.90 15.70 16.50 16.05 1460708 03337995 16.00 | 1790 185.00 945 17509 92 2.85 87 | 150

ШЕ 16.70 19,30 2515 2700 147 1 754 1 1550 с 21465 | 1535 18.65 10 яв 060511 "Через 34 | | ' години Що . | Щ Щ ' 24 вах Що Що | Щ | й допавання ! і : ! рололини -е | ян 2авом - с нЕля | | і ! додавання | | ! й т Аналіз з експерименту 73.WED 16.70 19.30 2515 2700 147 1 754 1 1550 s 21465 | 1535 18.65 10 yav 060511 "After 34 | | ' hours What . | Щ Щ ' 24 vahs What What | Щ | and addition ! and : ! rolls -e | yan 2avom - s nElya | | and ! addition | | ! y t Analysis from experiment 73.

Ж Всі результати основані на аналізі однієї колон.All results are based on the analysis of one column.

Тайлиня 64Tailynya 64

Результати відносно етанолу для зразка 5132-10Results relative to ethanol for sample 5132-10

Моя » ? мами і ач 01000111... ЖонценІрашія вІВНОЛУ Я) 00000 іо зразка ксилози оксилози оксилози Ксилозн| венлози о опукрін? | цукрів? о нукрів? | цукрів? 9. 1 009 | 008 | 008 | 008 | 008 | 005 | 005 1 005 | 006. 6My "? moms and ach 01000111... ZhontsenIrashia vIVNOLU I) 00000 io sample xylose xylose xylose Xylosen| venlozi about opukrin? | sugar? about Nukri? | sugar? 9. 1 009 | 008 | 008 | 008 | 008 | 005 | 005 1 005 | 006. 6

ЛОТО 1096100 087 | ля ов лою ши ж ЕЕ ЛИ СНИ ви В Вл НЕД А ВКЛ ВВ ДН с вв АН 36.15.10) 17.45 | 16.80. 18.75 | 2215 |) 009 302 869 | 1655. 48 15.95 18.90 | та25 2110 | 80 0.07 05 її вло 185.50LOTTO 1096100 087 | Ла ов лою ши Ж EE LY SNY vy В В Л НЕД А КЛ ВВ ДН с вв АН 36.15.10) 17.45 | 16.80. 18.75 | 2215 |) 009 302 869 | 1655. 48 15.95 18.90 | and25 2110 | 80 0.07 05 her vlo 185.50

СОЯ 001350 15.80 | 1855 2155 | дб | бо ОБЛ і Через 24 як -- - я 28.35 я-- - | - - ії годнни !SOY 001350 15.80 | 1855 2155 | db | because OBL and After 24 as -- - I 28.35 I-- - | - - they are worthy!

Її після ! (додавання кА АН ПОН ПОН КОХ КОКО КККН А пи і Через 48 - - - - вай - - ! - - і тгоднни ! ж Аналіз з гксперименту 73.Her after ! (adding kA AN PON PON KOH KOKO KKKN A pi and After 48 - - - - wai - - ! - - and tdognny ! same Analysis from hxperiment 73.

Таблиця 65Table 65

Результати відносно етанолу для зразка 13210 ям 10- :5:А5 544 -А-4- ж 52 5 25 2 52 56 6 06 5 Концентрація етанолу ся) ТТННнНнНнНнНнНнНнуНнНнНгоя.т( нт. зразка | БСнлеЗнИ і кєнлози ксБЛОЗИ ЖсвЛОЗЕ Е ксилозн нукрів? Е пувр нукрів? цукрів? 6 ад 1 во; З 1 обов 1 ЕЕ бо б.бЕResults regarding ethanol for sample 13210 wells 10-:5:А5 544 -А-4- ж 52 5 25 2 52 56 6 06 5 Ethanol concentration E puvr nukriv? sugar? 6 ad 1 vo; Z 1 obov 1 EE bo b.bE

ШВЛ ЛА 1 ЛА ВВ 80600186SHVL LA 1 LA VV 80600186

ШВЛ МВВ вв 48 840 її 1700 чад 1 2255: 2445 КЕ СВ тв 158 он. ПИКА НЕ НИК ЩА МДЕ МЕ АС СИ КОДАК МОНЕ НАУ НИ МЕShVL MVV vv 48 840 her 1700 chad 1 2255: 2445 KE SV tv 158 on. PIKA NE NIK SCHA MDE ME AS SY KODAK MONE NAU NI ME

Через 24 7 ! Ї год. після - і р пт | - Е за за т- Е - щ пт даолавання! : і Н Н голопЕля | ш Е - - | ш 1 24во ш і - - -- лолавання В Е Й : т Аналіз з експерименту 3.In 24 7! It's time after - and r pt | - E za za t- E - sh pt daolavaniya! : and N N holopElya | w E - - | w 1 24vo w i - - -- lololavaniya VEY : t Analysis from experiment 3.

Взяття зразків проводили після інкубації протягом 72 годин для підрахунку клітин (див. таблиці 66- 67). Відповідним чином розбавлені зразки змішували з 0,05 95 трипановим синім і завантажували в гемоцитометр Мецбацег. Клітини підраховували при збільшенні 40Х.Sampling was carried out after incubation for 72 hours for cell counting (see tables 66-67). Appropriately diluted samples were mixed with 0.05 95 trypan blue and loaded into a Metzbaceg hemocytometer. Cells were counted at 40X magnification.

РезультатиThe results

Для інокуляції всіх тестованих колб експериментуй! і Ж2 використовували одну посівну колбу.To inoculate all tested flasks, experiment! and Zh2 used one seed flask.

Виміряна оптична густина (600 нм) в посівній колбі становила 5,14 і концентрація клітин становила 4,65х108 клітин/мл (таблиці 65-66). Таким чином, вихідна концентрація клітин в тестованих колбах становила приблизно 4,65х105 клітин/мл.The measured optical density (600 nm) in the seed flask was 5.14 and the cell concentration was 4.65x108 cells/ml (Tables 65-66). Thus, the initial concentration of cells in the tested flasks was approximately 4.65x105 cells/ml.

Для інокуляції колб експерименту 23 використовували другу посівну колбу. Оптична густина (600 нм) в посівній колбі становила 5,78 і концентрація клітин становила 3,75х108 клітин/мл. Таким чином, вихідна концентрація клітин в тестованих колбах становила приблизно 3,75х105 клітин/мл.For the inoculation of the flasks of experiment 23, a second seed flask was used. The optical density (600 nm) in the seed flask was 5.78 and the cell concentration was 3.75x108 cells/ml. Thus, the initial concentration of cells in the tested flasks was approximately 3.75x105 cells/ml.

Таблиця 66 кнлОозЗиTable 66 knlOozZy

Кількості клітнн після інкубації протягом 72 годин реок отож | Б 50 400 035 0 о 255 50The number of cells after incubation for 72 hours is therefore | B 50 400 035 0 o 255 50

ОБСНЛОЗИО овсшлюзЗи 0 БСНЛОЗНО Ксплозио: КСКЛОЗИ цукру. нУКрУ цукру : некруOBSNLOZIO oat gates 0 BSNLOZNO Ksplozio: KSKLOZI sugar. nUKrU sugar : nekru

АТО 0379635) 52 499 405 056 025 055156 похо МИ МИ А МАК Ж НИВИ НЕ МАМИ НААН НИ а НИ с-13240 1 095 500002? ог? 382 ол ел ЕС 2132100 653. 4085 484 447 5295 ОО 033 088 0222 "Зразки були значно контаміновані після росту протягом 72 годин. Це є очікуваним, оскільки Ріспіа погано росли без додавання цукру, і контамінуючі організми (з нестерильних зразків) були здатні перерости Ріспіа.ATO 0379635) 52 499 405 056 025 055156 where are we? oh 382 ol el ЕС 2132100 653. 4085 484 447 5295 ОО 033 088 0222 "Samples were significantly contaminated after growth for 72 hours. This is expected because Rispia did not grow well without added sugar and contaminating organisms (from non-sterile samples) were able to outgrow Rispia .

Таблиця 67Table 67

Кількості клітин після інкубації протягом 48 годин після додавання (100 95 ксилози і глюкоза)Cell numbers after incubation for 48 hours after addition (100 95 xylose and glucose)

Концентрація клітин (х108/мл)Cell concentration (x108/ml)

А132-10 10,17 дІЗ32-100 с132-10 с132-100A132-10 10.17 dIZ32-100 c132-10 c132-100

Приклад 31 - Тестування токсичності лігноцелюлозних зразків відносно Р. 5іїіріїї5 і 5. сегемізіаєExample 31 - Toxicity testing of lignocellulosic samples relative to P. 5iiiriiii5 and 5. segemisiae

Короткий викладBrief summary

Тридцять сім зразків аналізували на токсичність відносно двох продукуючих етанол культур, засспаготусез сегемізіає і Ріспіа 5іїрйі5. У цьому дослідженні до зразків додавали глюкозу з метою визначення відмінності між голодуванням культур і токсичністю зразків.Thirty-seven samples were analyzed for toxicity against two ethanol-producing cultures, Sasspagotusez segemiziae and Rispia 5iiryi5. In this study, glucose was added to the samples to determine the difference between starvation of the cultures and toxicity of the samples.

Таблиця 68Table 68

Умови для тестування токсичностіConditions for toxicity testing

Змінна Засспаготусеє сереувіве АТОС Рісніа віїріїв МАВІ -7124Variable Zasspagotusee sereuvive ATOS Risnia viiriyiv MAVI -7124

Об'єм інокуляції (мл) 0,5-1 (ціль: 6-7х105 клітин/мл) 1 (ціль: 3-4х105 клітин/мл)Inoculation volume (ml) 0.5-1 (target: 6-7x105 cells/ml) 1 (target: 3-4x105 cells/ml)

Температура інкубації (ж12СIncubation temperature (12C

Швидкість обертального пристрою (об./хв.) 200 125 50О0-мл колба Ерленмейєра 250-мл колба ЕрленмейєраRotational device speed (rpm) 200 125 5000-ml Erlenmeyer flask 250-ml Erlenmeyer flask

Об'єм середовищаThe volume of the medium

Загальний час інкубації 79 79 (години)Total incubation time 79 79 (hours)

Аналіз етанолу (години) 0, 6, 12, 24, 36, 48, 72 0, 6, 12, 24, 36, 48, 72Ethanol analysis (hours) 0, 6, 12, 24, 36, 48, 72 0, 6, 12, 24, 36, 48, 72

Підрахунок клітин (години) 24,72 24,72Counting cells (hours) 24.72 24.72

ПротоколProtocol

Короткий виклад використаного протоколу наведений в таблиці 68. Опис реагентів, використаних при тестуванні токсичності, наведений в таблиці 69. Для кожного тижня тестування одержували по дві контрольних колби (без додавання зразка) для кожного мікроорганізму. Всього аналізували 82 колби.A summary of the protocol used is given in Table 68. A description of reagents used in toxicity testing is given in Table 69. For each week of testing, two control flasks (without sample addition) were obtained for each microorganism. A total of 82 flasks were analyzed.

У процесі експериментів протягом перших 24 годин інкубації в колбах з Р. 5ііріїїх, що містять зразкиIn the course of experiments during the first 24 hours of incubation in flasks with R. 5iiryh containing samples

С, б-їє, С-5е, і С-10е, не з'явлися ні етанол, ні клітини. Для підтвердження результатів тест повторювали. Другий тест підтвердив деяке інгібування росту Р. 5ііріїіх при додаванні в колби зразківC, b-ie, C-5e, and C-10e, neither ethanol nor cells appeared. To confirm the results, the test was repeated. The second test confirmed some inhibition of the growth of R. 5iiirich when adding the samples to the flasks

С, СТЕ, СБЕ Її СТОЄ.C, STE, SBE Her STANDS.

Таблиця 69Table 69

Реагенти і матеріали, використані для тестування токсичностіReagents and materials used for toxicity testing

Таблиця 70Table 70

Компоненти У5І, використані для дослідження токсичностіComponents of U5I used for toxicity studies

Зразки, що ТестуютьсяSamples to be Tested

Сім тестованих зразків (всі з позначенням "С") подрібнювали з використанням кавомолки, придатної для невеликих зразків. Зразки подрібнювали до порівнянного розміру частинок (між зразками) при візуальному огляді. Зразок під номером С-10е подрібнювався легко до частинок малого розміру.The seven samples tested (all marked "C") were ground using a coffee grinder suitable for small samples. The samples were crushed to a comparable particle size (between samples) by visual inspection. Sample number C-10e was easily crushed into small particles.

Всі зразки додавали в колби при концентрації 50 грамів на літр, за винятком шести зразків "Р" (25 грамів на літр). Ці зразки мали колір від білого до не зовсім білого і візуально виглядали пухкими, а при концентрації 50 грамів на літр колби не перемішувалися належним чином (недостатньо вільної рідини). Зразки "5" розчинялися легко, і згодом їх можна було додавати в колби в більш високих концентраціях. Зразки "А" і "с" надалі можна було додавати в кількості 100 грамів на літр.All samples were added to the flasks at a concentration of 50 grams per liter, with the exception of six "P" samples (25 grams per liter). These samples ranged in color from white to off-white and visually appeared loose, and at a concentration of 50 grams per liter the flasks did not mix properly (not enough free liquid). Samples "5" dissolved easily and could subsequently be added to the flasks at higher concentrations. Samples "A" and "c" could be added in the amount of 100 grams per liter.

Тестування проводили з використанням двох мікроорганізмів, як описано нижче. засспаготусез сегемівіае АТОС 24858 (Атегісап Туре Сийиге СоПесійоп)Testing was performed using two microorganisms as described below. zasspagotusez segemiviae ATOS 24858 (Ategisap Toure Siyige SoPesiop)

Робочий банк клітин 5. сегемізіае АТСС 24858 одержували з регідратованої ліофілізованої культури, одержаної від Атегісап Туре Сийиге СоПесіп. Кріофлакони, що містять культуру 5. сегемізіае в 1595 об./об. гліцерині, зберігали при температурі -75 "С. Частину розмороженого матеріалу робочого банку клітин наносили штрихами на бульйон для дріжджів і плісняви (УМ) «т 20 г/л агар (рН 5,0) і інкубували при 30 "С протягом 2 діб. У колбу Ерленмейєра об'ємом 250 мл, що містить мл середовища (20 г/л глюкози, З г/л дріжджового екстракту і 5,0 г/л пептону, рН 5,0), інокулювали одну колонію з чашки з УМ і її інкубували протягом 24 годин при 25 "С і 200 об./хв. Після росту протягом 23 годин відбирали зразки і аналізували їх відносно оптичної густини (600 нм в УФф- спектрофотометрі) і чистоти (барвник Грама). Виходячи з цих результатів одну колбу (названу посівною колбою) з 00 9-15 і чистим барвником Грама використовували для інокуляції колб для росту.The working cell bank of 5. segemisiae ATSS 24858 was obtained from a rehydrated lyophilized culture obtained from Ategisap Ture Siyige SoPesip. Cryoflacons containing culture 5. segemisiae in 1595 vol./vol. glycerol, stored at a temperature of -75 "С. Part of the thawed material of the working bank of cells was streaked onto broth for yeast and mold (UM) "t 20 g/l agar (pH 5.0) and incubated at 30 "С for 2 days. A 250-ml Erlenmeyer flask containing 1 ml of medium (20 g/l glucose, 3 g/l yeast extract and 5.0 g/l peptone, pH 5.0) was inoculated with one colony from a plate with UM and its incubated for 24 hours at 25 "C and 200 rpm. After growth for 23 hours, samples were taken and analyzed for optical density (600 nm in a UV spectrophotometer) and purity (Gram stain). Based on these results, one flask ( called a seed flask) with 00 9-15 and pure Gram stain was used to inoculate growth flasks.

Після росту протягом 23 годин посівна колба мала низьку ОО (5,14) і кількість клітин (1,35х108 клітин/мл). Потрібно зазначити, що колонія, взята з посівної чашки, була меншою, ніж звичайно. Таким чином, в кожну тестовану ємність додавали 0, мл посівного матеріалу (на протилежність планованому 0,1 мл).After growth for 23 hours, the culture flask had a low OO (5.14) and cell count (1.35x108 cells/ml). It should be noted that the colony taken from the seed plate was smaller than usual. Thus, 0. ml of inoculum was added to each tested container (as opposed to the planned 0.1 ml).

Тестовані ємності являли собою 500-мл колби Ерленмейєра, що містять 100 мл стерильного середовища, описаного вище. Всі колби автоклавували при 121 "С і 15 фунт/кв. дюйм (0,1 МПа) перед додаванням тестованих матеріалів. Тестовані матеріали не стерилізували, оскільки автоклавування змінює вміст зразків. Тестовані зразки додавали під час інокуляції (а не перед нею) для зниження імовірності контамінації. На доповнення до тестованих зразків, в кожну колбу додавали 0,5-1,0 мл (0,5- 1 95 об./06.) матеріалу посівної колби. Колби інкубували, як описано вище, протягом 72 годин.Test containers were 500-ml Erlenmeyer flasks containing 100 ml of the sterile medium described above. All flasks were autoclaved at 121°C and 15 psi (0.1 MPa) prior to addition of test materials. Test materials were not sterilized because autoclaving alters the contents of the samples. Test samples were added at the time of inoculation (rather than before) to reduce 0.5-1.0 ml (0.5-1 95 vol./06) of inoculum material was added to each flask to supplement the tested samples.The flasks were incubated as described above for 72 hours.

Рісніа віїріїїз (АН5 Сийитге СоПесіїйоп)Risnia viiriiiis (AN5 Siyitge SoPesiiop)

Робочий банк клітин Р. 5іїрйіє МКК. у-7124 одержували з регідратованої ліофілізованої культури, одержаної від АК5 Сийиге СоПесіоп. Кріофлакони, що містять культуру Р. в5іїрйіє в 15 95 об./06б. гліцерині, зберігали при -75 "С. Частину розморожених матеріали робочого банку клітин наносили штрихами на бульйон для дріжджів і плісняви (УМ) ї- 20 г/л агар (рН 5,0) і інкубували при 30 "С протягом 2 діб. Чашки витримували протягом 5 діб при 4 "С перед використанням. У колбуWorking bank of cells of R. 5iiryie MKK. y-7124 was obtained from a rehydrated lyophilized culture obtained from AK5 Siyige SoPesiop. Cryoflacons containing the culture of R. v5iiryie in 15 95 vol./06b. glycerol, stored at -75 "C. Part of the thawed materials of the working bank of cells was streaked onto broth for yeast and mold (UM) and 20 g/l agar (pH 5.0) and incubated at 30 "C for 2 days. Cups were kept for 5 days at 4 "C before use. In a flask

Ерленмейєра об'ємом 250 мл, що містить 100 мл середовища (40 г/л глюкози, 1,7 г/л азотистої основи дріжджів, 2,27 г/л сечовини, 6,56 г/л пептону, 40 г/л ксилози, рН 5,0), інокулювали одну колонію і її інкубували протягом 24 годин при 25 "С і 125 об./хв. Після росту протягом 23 годин відбирали зразки і аналізували їх відносно оптичної густини (600 нм в УФ-спектрофотометрі) і чистоти (барвник Грама).250 mL Erlenmeyer flask containing 100 mL medium (40 g/L glucose, 1.7 g/L yeast nitrogen base, 2.27 g/L urea, 6.56 g/L peptone, 40 g/L xylose , pH 5.0), one colony was inoculated and incubated for 24 hours at 25 °C and 125 rpm. After growth for 23 hours, samples were taken and analyzed for optical density (600 nm in a UV spectrophotometer) and purity (Gram's stain).

Виходячи з цих результатів одну колбу (названу посівною колбою) з оптичною густиною 5-9 і чистим барвником Грама використовували для інокуляції всіх тестованих колб.Based on these results, one flask (called the seed flask) with an optical density of 5-9 and pure Gram stain was used to inoculate all flasks tested.

Тестовані ємності являли собою 250-мл колби Ерленмейєра, що містять 100 мл стерильного середовища, описаного вище. Всі колби автоклавували при 121 "С і 15 фунт/кв. дюйм (0,1 МПа) і перед додаванням тестованих матеріалів в колби додавали стерилізоване фільтрацією (0,22-мкм фільтр) середовище. Тестовані матеріали не стерилізували, оскільки автоклавування змінює вміст зразків, а стерилізація фільтруванням не придатна для стерилізації твердих речовин. Тестовані зразки додавали під час інокуляції (а не перед нею) для зниження імовірності контамінації. На доповнення до тестованих зразків, в кожну колбу додавали 1 мл (1 95 об./06.) матеріалу посівної колби. Колби інкубували, як описано вище, протягом 72 годин.Test containers were 250-ml Erlenmeyer flasks containing 100 ml of the sterile medium described above. All flasks were autoclaved at 121°C and 15 psi (0.1 MPa) and filter-sterilized (0.22-μm filter) medium was added to the flasks prior to addition of test materials. Test materials were not sterilized because autoclaving alters the contents of the samples. , and filter sterilization is not suitable for sterilization of solids. Test samples were added at the time of inoculation (rather than prior to inoculation) to reduce the possibility of contamination. To supplement the test samples, 1 ml (1 95 vol/06.) of material was added to each flask The flasks were incubated as described above for 72 hours.

АналізAnalysis

Зразки відбирали з посівних колб безпосередньо перед інокуляцією і з кожної колби через 24 і 72 години і аналізували їх відносно концентрації клітин з використанням прямого підрахунку. Відповідним чином розбавлені зразки 5. сегемівіає і Р. «іірії5 змішували з 0,05 95 трипановим синім і завантажували в гемоцитометр Мешибацег. Клітини підраховували при збільшенні 40Х.Samples were taken from seed flasks immediately before inoculation and from each flask after 24 and 72 hours and analyzed for cell concentration using direct counting. Appropriately diluted samples of 5. segemiviae and R. "iiryi5 were mixed with 0.05 95 trypan blue and loaded into the Meshybaceg hemocytometer. Cells were counted at 40X magnification.

Зразки відбирали з кожної колби в моменти часу 0, 6, 12, 24, 36, 48 і 72 години і аналізували відносно концентрації етанолу з використанням аналізатора У5І Віоспет на основі аналізу алкогольдегідрогенази (У5І, Іпіегесіепсе). Зразки центрифугували при 14000 об./хв. протягом 20 хвилин і супернатант зберігали при -20 С. Перед аналізом зразки розбавляли до концентрації етанолу 0-3,2 г/л. Стандарт у вигляді етанолу в концентрації 2,0 г/л аналізували приблизно після кожних 30 зразків для впевненості в тому, що цілісність мембрани зберігалася протягом аналізу.Samples were taken from each flask at time points of 0, 6, 12, 24, 36, 48 and 72 hours and analyzed for ethanol concentration using the U5I Viospet analyzer based on the alcohol dehydrogenase assay (U5I, Ipiegesiepse). The samples were centrifuged at 14,000 rpm. for 20 minutes and the supernatant was stored at -20 C. Before analysis, the samples were diluted to an ethanol concentration of 0-3.2 g/l. A 2.0 g/L ethanol standard was run approximately every 30 samples to ensure membrane integrity was maintained throughout the run.

ОбчисленняCalculation

Для порівняння кількості клітин і концентрації етанолу з контрольними колбами використовували наступні обчислення:The following calculations were used to compare the number of cells and ethanol concentration with control flasks:

Фо вихід - (концентрація етанолу в тестованій колбі/"етанол в контролі)х100 95 клітин - (кількість клітин в тестованій колбі/кількість клітин в контрольній колбі)х100.Fo output - (ethanol concentration in the tested flask/ethanol in the control)x100 95 cells - (number of cells in the tested flask/number of cells in the control flask)x100.

РезультатиThe results

Посівна колба з 5. сегемізіае мала оптичну густину (600 нм) 5,14 і концентрацію клітин 1,35х108 клітин/мл. Половину матеріалу посівної колби додавали в кожну з тестованих колб. Таким чином, вихідна концентрація клітин в кожній колбі становила 6,75х105/мл. Протягом другого тижня тестування посівна колба з 5. сегемізіае мала оптичну густину (600 нм) 4,87 і концентрацію клітин З3,15х107 клітин/мл. Один мл матеріалу посівної колби додавали в кожну з тестованих колб. Таким чином, вихідна концентрація клітин в кожній колбі становила 6,30х105/мл. Значення рН в колбах з 5. сегемізіае в момент взяття зразка 0 годин представлене в таблиці 71. Значення рН вмісту колб знаходилося в межах оптимальних значень рН для росту 5. сегемівзіає (рН 4-6). Коректування рН не було потрібне.The inoculum of 5. segemisiae had an optical density (600 nm) of 5.14 and a cell concentration of 1.35x108 cells/ml. Half of the seed flask material was added to each of the test flasks. Thus, the initial concentration of cells in each flask was 6.75x105/ml. During the second week of testing, the seed flask with 5. segemisiae had an optical density (600 nm) of 4.87 and a cell concentration of 3.15x107 cells/ml. One ml of seed flask material was added to each of the test flasks. Thus, the initial concentration of cells in each flask was 6.30x105/ml. The pH value in the flasks with 5. segemiziae at the time of sampling at 0 hours is presented in Table 71. The pH value of the contents of the flasks was within the optimal pH values for the growth of 5. segemiziae (pH 4-6). No pH adjustment was necessary.

Пт рення БЕ КОлбЯх 5 сегемівіяе Б МОМЕНТ Ваяття зрадиPt rennia BE KOLBYah 5 segemiviae B MOMENT Vayattya treason

Го номерзрамає 331 ре | Номерзраямає | рн КкThe number is 331 The number appears rn Kk

БРА 117711 5ода | 777777771ся 7 | 5Абе7/ Кк 1111111 РЕ 77/17 яея | 77777771 слЕЄ 1771711 554 К 1111111 РУЕ | 777 5Ода | Сб | 55095 Кк 77171718 77 4986 | 77777711 СЕ: | 538395 Кк 11111 РОБ. | 777 46б7я | 777 соб | 529 КBRA 117711 5oda | 777777771sya 7 | 5Abe7/ Kk 1111111 RE 77/17 yaya | 77777771 SLEE 1771711 554 K 1111111 RUE | 777 5Ode | Sat | 55095 Kk 77171718 77 4986 | 77777711 CE: | 538395 Kk 11111 ROB. | 777 46b7ya | 777 sob | 529 K

Р 11111 РОБ. 1717171 яяз | 7777 с5ОєЄ 1717171 48095 КкR 11111 ROB. 1717171 yayaz | 7777 s5OeE 1717171 48095 Kk

ЕЕ11111ва1111111111771115ядба | 7 стоова /////| 46бб5/-/к 111111 1ЕБЄ | 7775475 | 77777778 | 75 111111 о5Бе | 777 54ба/// | 7 5ЛЕ | 50б95 КкEE11111va1111111111771115yadba | 7 stoova /////| 46bb5/-/k 111111 1ЕБЕ | 7775475 | 77777778 | 75 111111 o5Be | 777 54ba/// | 7 5LE | 50b95 Kk

Р 77771111 ел0Є 77171717 5395 77771711 БТОЕ: 17777 496977 Кк 77771717 е50Б5 7775075 | Б ЛОЕЄ | 4945 КкR 77771111 el0Э 77171717 5395 77771711 BTOE: 17777 496977 Кк 77771717 e50Б5 7775075 | B LOEE | 4945 Kk

Б А1111111117111152а | 7777111 БТОБ. | 5688 Кк 71111111 АЕН | 7775695 | о 5Т5ОБ. | 4488 -/ Кк 1111111 АЕН | 7775629 | БОБ Є | 4038 КкB A1111111117111152a | 7777111 BTOB. | 5688 Kk 71111111 AEN | 7775695 | at 5T5OB. | 4488 -/ Kk 1111111 AEN | 7775629 | BOB IS | 4038 Kk

РЕ АЛ 1777 561а | 0 контрольАв/// | 5029 -/К 11111 АБОН | 777 5яа | 0 контрольбед//// | 5048 КRE AL 1777 561a | 0 controlAv/// | 5029 -/К 11111 SUBSCRIBE | 777 5jaa | 0 controlbed//// | 5048 K

БО вBO in

РРО" 8" стосується сахарози 1 !PPO" 8" refers to sucrose 1!

РРО" Стстосується кукурудзи ЧІ !РРО" Applies to CHI corn!

РИСОК ХМ юнRISOK KhM junior

Концентрація і вихід етанолу в колбах з 5. сегемізіае представлені в таблицях 72 і 73. Найбільш високі концентрації етанолу продукувалися серією 5.The concentration and yield of ethanol in flasks with 5. segemisiae are presented in Tables 72 and 73. The highest concentrations of ethanol were produced by series 5.

Таблиця 72Table 72

Концентрація етанолу в колбах з 5. сегемівіаєThe concentration of ethanol in flasks with 5. segemiviae

Концентрація етанолу (г/л) в наступні моменти часу (години)Ethanol concentration (g/l) at the following time points (hours)

Момерзража Го ГТ 6 | 12 | 24 | з6 | 48 | 72 7777 Р 7 | 002 | 004 | 038 | 587 | 786 | 541 | 7.04Momerzrazha Go GT 6 | 12 | 24 | with 6 | 48 | 72 7777 R 7 | 002 | 004 | 038 | 587 | 786 | 541 | 7.04

РІОЕ 006 | 005 | 065 | 663 | 7,66 | 557 | 140RIOE 006 | 005 | 065 | 663 | 7.66 | 557 | 140

РБОЕRBOE

РІООЕRIOOE

10,20 | 824 | 666 | 284 10,20 10,0010.20 | 824 | 666 | 284 10.20 10.00

СТО а5ОЕ 7 АЛЕ | 034 | 044 | 079 | 966 | 89 | 718 | 264 7 АБЕ | 055 | 045 | 099 | 944 | 896 | 756 | 380STO a5OE 7 BUT | 034 | 044 | 079 | 966 | 89 | 718 | 264 7 ABE | 055 | 045 | 099 | 944 | 896 | 756 | 380

АТОЕATOE

АБОЕABOE

10,10 15,90 / 81Е | 005 | 006 | 031 | 724 | 952 | 1270 14,90 11,90 19,0010.10 15.90 / 81E | 005 | 006 | 031 | 724 | 952 | 1270 14.90 11.90 19.00

ЗІ0Е 11,50 19,30ZI0E 11.50 19.30

ЗЗОЕ 003 | 005 | 009 | 594 | 7,97 | 1120 | 2040ZZOE 003 | 005 | 009 | 594 | 7.97 | 1120 | 2040

ЗБОЕ" 13,00 18,30 5ІООЕ 13,80 12,70"ZBOE" 13.00 18.30 5IOOE 13.80 12.70

7117 С1Е | 000 | 006 | 037 | 893 | 786 | 599 | 7,37 717 с50Е | 003 | 006 | 044 | 931 | 779 | 578 | 7,79 слов | 003 | 006 | 058 | 906 | 685 | 595 | 7.09 77/78 6 юж к| (| 002 | 005 | 099 | 854 | 6бо | 509 | 042 8 ІЗОЕ | 003 | 004 | 071 | 847 | 696 | 489 | 021 "аналізували на 2 тижні.7117 C1E | 000 | 006 | 037 | 893 | 786 | 599 | 7.37 717 s50E | 003 | 006 | 044 | 931 | 779 | 578 | 7.79 words | 003 | 006 | 058 | 906 | 685 | 595 | 7.09 77/78 6 south k| (| 002 | 005 | 099 | 854 | 6bo | 509 | 042 8 ISOE | 003 | 004 | 071 | 847 | 696 | 489 | 021 "were analyzed for 2 weeks.

Таблиця 73Table 73

Вихід в колбах з 5. сегемізіаєThe output in flasks with 5. segemizes

Вихід (95) в наступні моменти часу (години)Exit (95) in the following moments of time (hours)

Р 1771717111108.9,.7.7.ЮЙЮЙ |. ю1076 | 684 | 160 2 щ "( 1 РІЕ /ї177777717946 | 1099 2 юЮщЦ- | 650 2 2 щЩщ | 89 1 РЕ 1777711 1640 | 873 | 430 | 06 108.1 106377 | ..ЮюЮюЮюД966 242 | юю 1277 | 242 9 щЩR 1771717111108.9,.7.7.ЮЮЮЯ |. у1076 | 684 | 160 2 sh "( 1 RIE /й177777717946 | 1099 2 уХХЦЦ- | 650 2 2 щХХщ | 89 1 RE 1777711 1640 | 873 | 430 | 06 108.1 106377 | ..ЮюЮюЮююД966 2427 | ююХ9 2 4ую 1

"аналізували на 2 тижні."were analyzed for 2 weeks.

Концентрація клітин і 95 клітин в колбах з 5. сегемівіає представлені в таблиці 74. У всіх колбах спостерігали великі кількості клітин; однак не всі клітини, мабуть, продукували етанол.The concentration of cells and 95 cells in flasks with 5. segemiviae are presented in table 74. Large numbers of cells were observed in all flasks; however, not all cells apparently produced ethanol.

Таблиця 74Table 74

Кількості клітин 5. сегемівіає і 95 клітин (клітин х 108/мл) контролі)х100Number of cells 5. segemiviae and 95 cells (cells x 108/ml) control) x 100

Р Г7717171171062 | .юЮю0964.. | .ЮюЮюЙ977 юю | .ЮюЮфю1390 2 щЩR G7717171171062 | .юЮю0964.. | .ЮюЮюЙ977 юю | .YuyuYufyu1390 2 shSh

АБО | 066 | 762 | 7710355 2 ЩщЩ | 2346 .55Е | 023 | (б | 365 2 ЮщЩщ | 1434 8вБоє | 044 | .-.юЙй090 | 865 2 щЩщ | 1965 85 Т3ОЕ | 059 | 060 | 98 | 869 о контрольА" | 066 | 042 | 131,2OR | 066 | 762 | 7710355 2 Shshshsh | 2346 .55E | 023 | (b | 365 2 YushShsh | 1434 8vBoye | 044 | .-.yuYy090 | 865 2 sshShsh | 1965 85 T3OE | 059 | 060 | 98 | 869 about controlA" | 066 | 042 | 131.2

І контролів" | 035 | 050 | 6950 (и | 1О8And controls" | 035 | 050 | 6950 (y | 1О8

Посівна колба з Р. 5йрійє мала оптичну густину (600 нм) 5,01 і концентрацію клітин 3,30х108 клітин/мл. Один мл матеріалу посівної колби додавали в кожну з тестованих колб. Таким чином, вихідна концентрація клітин в кожній колбі становила 3,30х105/мл. Протягом другого тижня тестування посівна колба з Р. 5іїрйі5 мала оптичну густину (600 нм) 5,45 і концентрацію клітин 3,83х108 клітин/мл.The seed flask with R. 5yrije had an optical density (600 nm) of 5.01 and a cell concentration of 3.30x108 cells/ml. One ml of seed flask material was added to each of the test flasks. Thus, the initial concentration of cells in each flask was 3.30x105/ml. During the second week of testing, the culture flask with R. 5iiryi5 had an optical density (600 nm) of 5.45 and a cell concentration of 3.83x108 cells/ml.

Один мл матеріалу посівної колби додавали в кожну з тестованих колб. Таким чином, вихідна концентрація клітин в кожній колбі становила 3,83х106/мл. Значення рнН в колбах з Р. 5іїрійй5 в момент взяття зразка 0 годин представлене в таблиці 75. Значення рН вмісту колб знаходилося в межах оптимальних значень рнН для росту Р. 5іірікіз (рН 4-7). Коректування рН не було потрібне.One ml of seed flask material was added to each of the test flasks. Thus, the initial concentration of cells in each flask was 3.83x106/ml. The pH value in the flasks with P. 5iiiriy5 at the time of sampling at 0 hours is presented in Table 75. The pH value of the contents of the flasks was within the optimal pH values for the growth of P. 5iiirikis (pH 4-7). No pH adjustment was necessary.

ПТ таблиця в значення рН. в копбах з Р ов рії в в:момент взяття: зразків 0хгодинуї :PT table in pH values. in pits from the River at the time of taking samples at 0h:

Б есе Ї77717171717111се1111111117111111115Овбе11 11 РЕ | 7777777 4875 | 7777771 слЕЄ 17777711 530977 11117 РЕ | 77777 80577771 77777111 с5ЕН 17777711 52098B essay Y77717171717111se1111111117111111115Ovbe11 11 RE | 7777777 4875 | 7777771 SLEE 17777711 530977 11117 RE | 77777 80577771 77777111 с5ЕН 17777711 52098

РОБ. | 77777 яв | 777 сов. 17777771 5Обе77 11 РБОЄЄ | 7777 ядбе | соб 1777777 4898 олова | 77777 яддя | 7 с5ОЄ 1777777 4лОв уROB | 77777 yav | 777 sov. 17777771 5Obe77 11 RBOYE | 7777 yadbe | sob 1777777 4898 tin | 77777 yards | 7 s5OE 1777777 4lOv u

Гр 611117 771111115д5. | 7 СслобвН //777777745987777Gr 611117 771111115d5. | 7 SslobvN //777777745987777

Бр елЕєЄ | 7777777 5дя | 777775 17777711 493877 11111 о5ЕБ6 | 777775 | ОО 5ПЛЕЄ 17777777 49087777 о 6ловЯ | 77777753» | 52 17777 4818 о е5оБя | 7777 яв 77771 БЛОВЄ 1777777 4838777 2 А.Б 6бЯЄ 771115 1777777 40187 1111 АЛЕ | 777777 566 | БТ 177 4ме 11111 АБЕ | 777777 56027 | 7777 БОС 1777777 4079 777 11111 АБЯ | 77777558 | конольая 1 49387 111 АБОВВ | 77 569 | кондольбе/// | 40187 у 18111175 11111 5лЕЄ | 777777 4845777 р 11111555 | 4865677 р 11185. | 77 485 р 11 85МОЄЄ | р/р 45157 р 111550 | рр 40757 рBr elEeeE | 7777777 5th | 777775 17777711 493877 11111 o5EB6 | 777775 | OO 5PLEE 17777777 49087777 o 6lovYa | 77777753» | 52 17777 4818 o e5oBya | 7777 yav 77771 BLOVE 1777777 4838777 2 AB 6bBYAE 771115 1777777 40187 1111 BUT | 777777 566 | BT 177 4me 11111 ABE | 777777 56027 | 7777 BOS 1777777 4079 777 11111 ABYA | 77777558 | konolaya 1 49387 111 ABOVV | 77 569 | condolbe/// | 40187 in 18111175 11111 5lEE | 777777 4845777 r 11111555 | 4865677 r 11185. | 77 485 r 11 85 MY | y/y 45157 r 111550 | year 40757

Є 7 5лоєв | я 0в5 77 вThere are 7 5 loev | i 0v5 77 v

Концентрація і вихід етанолу в колбах з Р. 5іїріїї5 представлені в таблицях 76 і 77. Найбільш високі концентрації етанолу мали серії С і А. Колби з С-Зб0е, С-50е і С-100е також містили високі концентрації етанолу. Концентрація клітин і 956 клітин в колбах з Р. віїрііє представлені в таблиці 78. У колбах з позначенням 5 спостерігали низькі концентрації клітин. Низькі кількості клітин також спостерігали в колбах, що містять зразки С, С1Е, С5Е і С10ОЕ, в момент взяття зразка 24 години.The concentration and output of ethanol in flasks with P. 5iiirii5 are presented in tables 76 and 77. The highest concentrations of ethanol had series C and A. Flasks with C-Zb0e, C-50e and C-100e also contained high concentrations of ethanol. The concentration of cells and 956 cells in the flasks with P. viiriije are presented in Table 78. In the flasks with the designation 5, low concentrations of cells were observed. Low numbers of cells were also observed in the flasks containing samples C, C1E, C5E and C10OE at the time of sampling 24 hours.

Таблиця 76Table 76

Концентрація етанолу в колбах з Р. віїріїї5Ethanol concentration in flasks with R. viiriii5

Концентрація етанолу (г/л) в наступні моменти часу (години)Ethanol concentration (g/l) at the following time points (hours)

Момерзража Го 1 6 Ї 12 | 24 | з | 48 | 7 777 Р. 777 17170001 | 005 | 026 | 498 | 8,57 | 1410 | 1700 12,40 | 17,30 12,40 | 1560 | 18,60Momerzrazha Go 1 6 Y 12 | 24 | with | 48 | 7,777 R. 777 17170001 | 005 | 026 | 498 | 8.57 | 1410 | 1700 12.40 | 17.30 12.40 | 1560 | 18.60

РІОЕ 13,00. | 17,00RIOE 13.00. | 17.00

РБОЕ 10,50. | 16,90RBOE 10.50. | 16.90

РІООЕ 10,50 | 715,60 | 18,80 10,80 | 17,70 | 1940 | 25,40 1220 | 19,60 | 23,80 | 28,60 12,50 | 90 | 2450 | 2750RIOOE 10.50 | 715.60 | 18.80 10.80 | 17.70 | 1940 | 25.40 1220 | 19.60 | 23.80 | 28.60 12.50 | 90 | 2450 | 2750

СТО 10,20 | ч9л0 | 22,90 | 2820STO 10.20 | h9l0 | 22.90 | 2820

ОБОЕ 18,40 | 2220 | 28,00 16,10 | 1940 | 19,30 | 18,60 16,10 | 2240 | 27,60 | 27,70 10,60 | 2210 | 27ло | гвиоOboe 18.40 | 2220 | 28.00 16.10 | 1940 | 7:30 p.m 18.60 16.10 | 2240 | 27.60 | 27.70 10.60 | 2210 | 27 lo | gyo

7 С30Е | 001 | 003 | 060 | 71230 | 2120 | 2600 | 2720 7.87 6юЮБ | 003 | 003 | 0,37 | 6б6о | 71070 | 13,50 | 10,90 8 ПЕ 1001 | 000 | 048 | 524 | 9,37 | 1250 | 1570 контрольА" | 002 | 005 | 0,69 / 486 | 869 | 1110 | 1640 "аналізували на 2 тижні.7 C30E | 001 | 003 | 060 | 71230 | 2120 | 2600 | 2720 7.87 6yuYUB | 003 | 003 | 0.37 | 6b6o | 71070 | 13.50 | 10.90 8 PE 1001 | 000 | 048 | 524 | 9.37 | 1250 | 1570 controlA" | 002 | 005 | 0.69 / 486 | 869 | 1110 | 1640 "were analyzed for 2 weeks.

Таблиця 77Table 77

Вихід в колбах з Р. в5іїріїівOutput in flasks from R. v5iiriiv

Вихід (95) в наступні моменти часу (години)Exit (95) in the following moments of time (hours)

Р Ї771111712003 | 71147171 151.0 | 714782 2 / РООЕ | 906 2 юЮ-| 1406 | 167,0 | 163,5 2 КіR Y771111712003 | 71147171 151.0 | 714782 2 / ROOE | 906 2 юЮ-| 1406 | 167.0 | 163.5 2 Ki

7 с5Е'77717171717109777 | ..ЮюЮюЮ7И7Д38 | 1132 | 36 («0 обоє, /177777711097777. |... 401 17177116 | гав контроля В. 101,9 | ..юЙ996 2 ющЦ | 1011 | 7000 "аналізували на 2 тижні.7 с5Е'77717171717109777 | ..ЮюЮюЮ7Й7Д38 | 1132 | 36 ("0 both, /177777711097777. |... 401 17177116 | gav of control B. 101.9 | ..yuЙ996 2 yushЦs | 1011 | 7000 "were analyzed for 2 weeks.

Таблиця 78Table 78

Кількості клітин Р. 5ііріїі5 і 9о клітин (клітин х 108/мл) (кількість/кількість в контролі)х100The number of cells of P. 5iiiiii5 and 9o cells (cells x 108/ml) (number/number in the control) x 100

Р 1771717111278 | 771100 | 806 2 2 7-(| 7480 1 РЕ | 7 2ло | 7 7720 | 609 |. ю969 2 щж ЮКкюьК(R 1771717111278 | 771100 | 806 2 2 7-(| 7480 1 RE | 7 2lo | 7 7720 | 609 |

РО | --(юЙ033 2 юю | 863 2 щЩщ | 96 2 щЩ | б2 641117 771111000 |... 0256 | (боб | 72 7 с1Е | 000 | .-.ЮюЮюД036 2 2 щЩщ| 000 | 99 7 с5Е | 0007 77777008 | 000 |. 7 слоєЄ | 000 |... 585 .2.ЮДЙДЙ| 2 Юющ 000 | 1607 со | (ев | 660 | 574 | 888 2щ РГІГRO | --(юЙ033 2 юю | 863 2 щЩщщ | 96 2 щЩХ | b2 641117 771111000 |... 0256 | (bean | 72 7 с1Е | 000 | .-.ЮюЮюД036 2 2 щЩщ| 000 | 99 7 с5Е | 0007 77777008 | 000 |. 7 layers | 000 |... 585 .2.YUDDYJ| 2 Yuushch 000 | 1607 so | (ev | 660 | 574 | 888 2sh RGIG

ЗПЕ 117ZPE 117

ЗТ5ЕZT5E

ЗПОЕZPOE

ЗТЗОЕZTZOE

ЗТБОЕZTBOE

ЗТ1О0Е" 105,2 104,3 960 25жюКкж 104,0 103,0 111,3 "аналізували на 2 тижні.ЗТ1О0Е" 105.2 104.3 960 25juKkzh 104.0 103.0 111.3 "were analyzed for 2 weeks.

Узагальнення результатів клітинної токсичності 2утотопах торіїGeneralization of the results of cellular toxicity of thorium 2 isotopes

Як показано на діаграмі 1А, підвищені кількості клітин (наприклад, більше ніж в контролі) спостерігали в зразках, що містять Р-132-10, (3-132-10 ї МУ5-132-10 в момент часу 24 години. Кількості клітин в присутності всіх інших зразків були порівнянні з контролем. Це спостереження вказує на те, що субстрати не були токсичними відносно 72. тоБбіїїх протягом аж до 24 годин після посіву.As shown in Chart 1A, increased cell numbers (eg, more than control) were observed in samples containing P-132-10, (3-132-10 and MU5-132-10 at the 24 hour time point. Cell numbers in the presence of all other samples was comparable to the control This observation indicates that the substrates were not toxic to 72. toBbiih up to 24 hours after inoculation.

У момент часу 36 годин спостерігали зниження кількості клітин (наприклад, за рахунок втрати клітин або загибелі клітин) у всіх зразках, включаючи контроль. Найбільше зниження кількості клітин спостерігали для зразків, що містять Р-132-10, 4-132-10. Можлива причина цього ефекту є загальною для всіх зразків, включаючи контроль. Таким чином, причиною цього ефекту є нетестовані субстрати, оскільки вони відрізняються в кожному зразку і не присутні в контролі. Можливе пояснення цього спостереження включає невідповідні умови культивування (наприклад, температуру, склад середовища) або концентрації етанолу в зразку.At the 36-hour time point, a decrease in cell number (eg, due to cell loss or cell death) was observed in all samples, including controls. The greatest decrease in the number of cells was observed for samples containing P-132-10, 4-132-10. A possible reason for this effect is common to all samples, including the control. Thus, the cause of this effect is the untested substrates, since they differ in each sample and are not present in the control. Possible explanations for this observation include inappropriate culture conditions (eg, temperature, medium composition) or ethanol concentrations in the sample.

Діаграма 1А. Канцентранії клітни 2. тойіНхDiagram 1A. Cell centers 2. toiiNh

ОВО - щу м Фо ль юю М ль о в 5 Я оо и кю М КМ иOVO - schu m Fo l yuyu M l o v 5 Ya oo i kyu M KM i

І а Є В В ЗК ШЕ в «ШИ СУШІ жо со я Затод, ШовAnd a YE V V ZK SHE in "SHY SUSHI zho so i Zatod, Shov

Як показано на діаграмі 18, всі клітини продукували порівнянні кількості етанолу (наприклад, 5-10 г/л) в кожний момент часу, незалежно від субстрату. Згідно з даними по кількості клітин, представленими на діаграмі 1А, концентрація етанолу в кожному зразку досягала піка в момент часу 24 години. На протилежність даним про кількість клітин, концентрація етанолу не знижувалася в подальші моменти часу. Це було очікуваним, оскільки етанол не видаляли з системи. Крім того, ці дані вказують на те, що продукція етанолу в цих зразках могла бути наслідком ферментації глюкози в культуральному середовищі. Виявилося, що жоден з цих субстратів не підвищував продукцію етанолу.As shown in Figure 18, all cells produced comparable amounts of ethanol (eg, 5-10 g/L) at each time point, regardless of substrate. According to the cell count data presented in Chart 1A, the ethanol concentration in each sample peaked at the 24 hour time point. In contrast to the data on the number of cells, the concentration of ethanol did not decrease at further time points. This was expected as ethanol was not removed from the system. In addition, these data indicate that ethanol production in these samples may have resulted from glucose fermentation in the culture medium. It turned out that none of these substrates increased ethanol production.

Діаграма 18. Концентрації етанолу для . тов во в. зи НЕ ящІDiagram 18. Ethanol concentrations for . comrade in c. not yet

Г2 ЩЕ зи й ший. Й Б Ж а ІНН ВН НН НН г «Еш нення вої В її а 3 ЩЕ У са х гз В йГ2 ШЧе зи ши. Y B Z a INN VN NN NN g "Finding her V her a 3 MORE U sa x gz V y

КЕНЕ НІШІ. ЗЕKENE NISHI. ZE

ЕНН. '" І КЕANN. '" And KE

Ще Ж Є БЕ Ж. КЕШ На ЩЕ В кн ИН Я ни и сл м ле ни В В В МИ ах в'я хек «х СИНИ «4 - я ак ов Ж -х шщ 23 Бтвнолігл) ГРИ ЗО Бтаноліглі В Етанол їіThere's still money.

Розглянуті разом діаграми ТА і 18 вказують на те, що концентрації етанолу вище, ніж приблизно 6 г/л, можуть бути токсичними для 7 торбіїї5. Ці дані також представлені у вигляді процента, нормалізованого відносно контролю, як показано на діаграмі 1сС.Taken together, diagrams TA and 18 indicate that ethanol concentrations higher than about 6 g/L may be toxic to 7 Torbius5. These data are also presented as a percentage normalized relative to the control, as shown in Figure 1cC.

Діаграма 1. Фо ріст і продукція етанолу для л. тобіне 00 250 150 ща «ВН поні бе а в рень пе м ЗУ З в ЗГТН : ї Ех т ЩО ЕЗеН І в; «КИ кп БО ШО с КИ 5 м Щі с і щі ши ші нені І і А ВИНЕН ВЕН НІ: ши Я я жи Ж ЗЕ Я КС ж й УЖ Ше ВО ЯСЧИDiagram 1. Forest and ethanol production for L. tobine 00 250 150 shcha "VN poni be a v ren pe m ZU Z v ZHTN : і Eh t SCHO EZeN I v; "KI kp BO SHO s KI 5 m Shchi s and shchi shi shi neni I and A WYNEN VEN NO: shi I I zhi Z ZE I KS zh y UZH She VO YASCHI

Е Ме ай З У ех ща ойE Me ay Z U eh shcha oy

КУ АЙ Кок Кк ке Кі Я КУ и я хе К м а и он но а МК ДАМУ я ее З ож КУДИ оо ШеКлиннисагодо СМ Бтанолоатодо ШбКлинни Збтгодо (Я Етанол Збтод,KU AY Kok Kk ke Ki I KU i I he K m a i on no a MK DAMU i ee Z ozh KUDI oo SheKlynnysagodo SM Btanoloatodo ShbKlynny Zbtgodo (I Ethanol Zbtod,

Ріспіа віріївRispia virii

Як показано на діаграмі 2А, кількості клітин були порівнянні з контролем. Більше того, незважаючи на те, що в зразках, що містять -132 і М/5-132, були присутніми трохи знижені кількості клітин, для с- 132-10, 2-132-100, А-132-10 або А-132-100 зниження кількості клітин не спостерігали. Таким чином, малоймовірно, що субстрати С або А є токсичними. Швидше, знижені кількості клітин, спостережувані для 0-132 і МУ5-132, ймовірно викликані експериментальною помилкою або присутністю непереробленого субстрату, що яким-небудь чином перешкоджав росту клітин. Загалом, ці дані вказують на те, що глюкоза, присутня в контрольних і експериментальних зразках, ймовірно, є достатньою для сприяння оптимальному росту Р. в5іїрій5, і що присутність додаткового субстрату в зразку не збільшує цю швидкість росту. Дані результати також вказують на те, що жоден із зразків не є токсичним для Р. 5іїрйі5.As shown in Figure 2A, cell numbers were comparable to controls. Moreover, although slightly reduced numbers of cells were present in samples containing -132 and M/5-132, for c-132-10, 2-132-100, A-132-10 or A- 132-100 no decrease in the number of cells was observed. Thus, it is unlikely that substrates C or A are toxic. Rather, the reduced cell numbers observed for 0-132 and MU5-132 are likely due to experimental error or the presence of unprocessed substrate that somehow interfered with cell growth. Overall, these data indicate that the glucose present in the control and experimental samples is likely sufficient to promote optimal growth of P. virii5 and that the presence of additional substrate in the sample does not increase this growth rate. These results also indicate that none of the samples is toxic to P. 5iiryi5.

Аіаграма ХА. Концентранії клітин Р. хйрійх о п 7 : тAiagram XA. Concentrations of cells of R. khyrikh o n 7: t

ОО т | і - З'ШГ | ; | ш це ши ше Шк шк ши ше шк шо ше шк ши щи у шли и аа м ийOO t | and - Z'SHH | ; | sh is sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh sh

ЕФ «щу ою с ре ЕЕ є ж Як Е 7 зе Її ще ще м 4 гол. Г148 год.EF «schu oyu s re EE is the same as E 7 ze Her still still m 4 goal. G148 h.

Як показано на діаграмі 2В, незважаючи на невеликі кількості клітин, представлені на діаграмі 2В, значно збільшену продукцію етанолу спостерігали у всіх зразках, що містять експериментальний субстрат. Концентрації етанолу зростали з перебігом часу для кожного з трьох протестованих моментів часу. Найбільш висока концентрація етанолу спостерігалася для А-132-10 в момент часу 48 годин (наприклад, приблизно 26,0 г/л). Шляхом порівняння концентрацій субстратів з найбільш високими рівнями продукції етанолу і даними про кількість клітин, представленими на діаграмі 28, можна бачити, що Р. 5іїрій5, мабуть, не є чутливими до підвищення концентрацій етанолу. Більше того, продукція етанолу, мабуть, не пов'язана з кількістю клітин, а швидше пов'язана з типом субстрату, присутнього в зразку.As shown in Figure 2B, despite the small numbers of cells represented in Figure 2B, significantly increased ethanol production was observed in all samples containing the experimental substrate. Ethanol concentrations increased over time for each of the three time points tested. The highest ethanol concentration was observed for A-132-10 at 48 hours (eg, approximately 26.0 g/L). By comparing the concentrations of substrates with the highest levels of ethanol production and the data on the number of cells presented in diagram 28, it can be seen that P. 5iiirii5 is apparently not sensitive to increasing concentrations of ethanol. Moreover, ethanol production is apparently not related to the number of cells, but rather related to the type of substrate present in the sample.

Діаграма 2В. Концентрації етанолу для ?. «прніхDiagram 2B. Ethanol concentrations for ?. "Prnih

За з її за г У В 29 ! в г ко . 5 щі ше шин. о . ші ши ши ні ши ши ши що 195 ши ши ші ши ши ши шЕ ш шни шке ' ши Ши щі ше . чи ж : Я ж Не Х й г ЕХ Гу З З що . а З І і: й. г в. . І /',' є Інні їFor with her for g U V 29 ! in the city of Ko. 5 tires. oh shi shi shi no shi shi shi shi what 195 shi shi shi shi shi shi shi shE sh shne shke 'shi Shi shchi she. or: I'm not X and g EH Gu Z Z what. a Z I i: y. g. . And /',' is Inni y

НЕО З Кк ї : 1 5 А Е х се З сх ЗNEO Z Kk i : 1 5 A E x se Z xh Z

ВЗ її ши шиш й в ши ж и М. нини с о ви в ДА ВА ВСУ рр нин а а а ОН ИНVZ her shi shish y v shi zh i M. nyny s o vy v DA VA VSU rr nin a a a ON YN

Мн Є пс я Дн І ЕК а Ку г Ж | Кк су р іч їх С . й 35 є Іс те «А ниMn E ps i Dn I EK a Ku g Z | Kk su r ich their S . and 35 is Is te "And we

Ж 4 год. СаО год. КАБ год.For 4 hours SaO hours KAB h.

Розглянуті разом результати, представлені на діаграмах 2А і 28, вказують на те, що експериментальні субстрати не сприяють підвищеному росту Р. 5іїрйі5, однак вони значною мірою збільшують кількість етанолу, продукованого цим типом клітин. Ці дані також представлені у вигляді процента, нормалізованого відносно контролю, як показано на діаграмі 2С.Taken together, the results presented in Figures 2A and 28 indicate that the experimental substrates do not promote the increased growth of P. 5iiiri5, but they do significantly increase the amount of ethanol produced by this cell type. These data are also presented as a percentage normalized to control, as shown in Figure 2C.

Аваграма 2, бо ріст і продукція етанолу для Р. 5Нрніх вою - 700 5 в0Ю що й ї І З Я КЕ Е сChart 2, because growth and production of ethanol for the R.

ОО ; Я ; ОН - 5OO; I ; HE is 5

Зоо ! ши ши ши ши ши ШІ ШИ:Zoo! shee shee shee shee shee shee shee shee shee:

МО ше ши щи ши ши шен ши щеMO she shi shi shi shi shi shen shi still

ВИШНІ НН й ШНМ М ШЕ ШЕ.VISHNI NN and SHNM M SHE SHE.

І Іа ЕЕ НЧЕНІ М В ЗЕ І Е В г з Є ЩЕ Шх Ка их Щ Що З КІ де пи: и ни п не А НА НО п в и В АНI Ia EE NCHENI M V ZE I E V g z IS MORE Shh Ka ih Щ What Z KI de pi: y ni p ne A NA NO p v i V AN

Ф «в І-й с ЕЕ ї се що г «ЕЕ «Б хе ш їн ж їйF "in I-y s EE i se that g "EE "B he sh yin z her

Фо? бо ке в ВН зи шк ре - -Fo? bo ke in VN zi shk re - -

М Клітини методо СІ Етанол ме тол, ВУ Клітини ЗК толо КА Еванолїв гот.M Cells methodo SI Ethanol methol, VU Cells ZK tolo KA Evanoliv hot.

ЗассНнаготусез сегемізіаєZassNnagotusez segemisiae

Як показано на діаграмі ЗА, 5-132-100, А-132, А-132-10, А-132-100 і М/У5-132 забезпечували значно збільшені кількості клітин в порівнянні з контролем. Ні для одного із зразків не спостерігали значного зниження кількості клітин. Ці результати вказують на те, що жоден з цих зразків не є токсичним для 5. сегемівіає.As shown in diagram ZA, 5-132-100, A-132, A-132-10, A-132-100 and M/U5-132 provided significantly increased numbers of cells compared to the control. No significant decrease in the number of cells was observed for any of the samples. These results indicate that none of these samples are toxic to 5. segemiviae.

Аіаграма ЗА, Конпентвації клітинної. сегеніає а !Aiagram ZA, Concepts of cellular. segeniae a !

М 35 м : : Н Я З Н і Н Н : : Н х п нн нн кн пн нн зи пн Бржовомеу і: ни а и а а З НИ У х КК ку жк в С ШеM 35 m : : N Y A Z N i N N : : N x p nn nn kn pn nn zi pn Brzhovomeu i: ni a i a a Z NI U x KK ku zhk v S She

З я а Фа а ШИ ш і ме їй з й жоєтодазютка,Z i a Fa a SHY sh i me her z y joyetodazyutka,

Як показано на діаграмі ЗВ, збільшену продукцію етанолу спостерігали в оброблених клітинах у випадку кожного типу клітин в порівнянні з контролем. Порівняння цих зразків, що містять найбільшу кількість етанолу, з даними про кількість клітин, представленими на діаграмі ЗА, вказує на те, що концентрації етанолу більше 5 г/л можуть надавати несприятливу дію на кількість клітин. Однак це спостереження має місце не для всіх зразків.As shown in diagram 3B, increased ethanol production was observed in the treated cells in the case of each cell type compared to the control. A comparison of these samples containing the highest amount of ethanol with the cell count data presented in Chart 3A indicates that ethanol concentrations greater than 5 g/L can have an adverse effect on cell count. However, this observation is not the case for all samples.

Діаграма ЗВ. Концентранії етанолу для 5, секекісіне в В | | «ШЕ І | і т | в щі ШУ от В шия ше ! ї. ЩЕ. с з ЖЕ шини и й и я и,Diagram of ZV. Concentrations of ethanol for 5, secekisin in B | | "SHE AND | and t | in schi shu ot in neck she ! eat MORE. s with the same tire i i i i i,

Кеті 6Katie 6

НЕ: ши. Ж Щі ЗЕNOT: shi. Z Chi ZE

ШВІВ Ін ай ке ак и м В в с в В ВИ НИ п ін Ж т я - а 7 тSHIV In ay ke ak i m V v s v V VI NI p Х t ia - a 7 t

Яо«Ф з бою Зо У омомтодосіЗОгод-З З6гоя.Yao«F from the battle Zo In omomtodosiZOgod-Z Z6goya.

Ці дані також представлені у вигляді процента, нормалізованого відносно контролю, як показано на діаграмі ЗС.These data are also presented as a percentage normalized to the control, as shown in the ZS plot.

Діаграма ЗС. 90 ріст і продукнія еганолу для 5. сегеуівійе 450: ; іZS diagram. 90 growth and production of ethanol for 5. segeuiviye 450: ; and

Зоо - Є : 250: Я п Я я Же ; зZoo - E : 250: I p I I Same ; with

Я я зя з і ЗИ: се вк 200 - ї ще г шк шо ши що В ж ях УВУ З: ше ше ши кн НН ЕН РИ ЕН Я ЯI I zya z i ZY: se vk 200 - y still g shk sho shi what V zh jah UVU Z: she she she shi kn NN EN RY EN I I

І не ШН ж ни ЗИ ЩЕ КЕ Ж ЩЕ ЯКЕ В ніAnd it's not ШН or ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ ШШ

Не НК ННІ в КІН з. х ЕNot NK NNI in KIN with. x E

ОК НЕ БЖ я Ку з ША» ЩЕ Я ЩОOK, NO, I'm Ku from Sha" WHAT ELSE?

Бо я ЩІ . у ЩЕ Ж . ЩЕBecause I'm SCHI. in STILL MORE

Н ЗІ о 1 вх ро Ю с о З В а ЩІ й В й М 8. й А «М. й я М. ЗБ Я Я. що й, ЗЕ с Ж. ях ше З.N ZI o 1 vh ro Yu s o Z W a SHHI i V i M 8. i A "M. and I M. ЗB I Ya. what and, ZE with Zh. yah she Z.

Як о 0 а й КВ яко а нн а и м в В А я й в Я Ра ч й с: вк і що -е Я су т і - що яHow about 0 a and KV as an anna i m in VA I and in I Ra ch y s: vk and what -e I am t and - what I

Ж Клітини ЗА гол Є Етанолій год, ЩІЛИНИ Зб го. К| Етанол 36 тод.J Cells PER goal E Ethanol h, SLOTS Collect h. K| Ethanol 36 vol.

На закінчення, виявилося, що жоден з протестованих зразків не є токсичним в 7. тобіїйв5, Р. 5ірйі або 5. сегемізіае. Більше того, виявилося, що Р. в5іїрйіє є найбільш ефективним серед трьох типів клітин відносно продукції етанолу з протестованих експериментальних субстратів.In conclusion, none of the tested samples was found to be toxic in 7. tobiiiv5, R. 5iryi or 5. segemisiae. Moreover, it turned out that P. viiiryie is the most efficient among the three cell types in terms of ethanol production from the tested experimental substrates.

Приклад 32 - Продукція спирту з використанням попередньої обробки у вигляді опромінення- обробки ультразвукомExample 32 - Production of alcohol using pretreatment in the form of irradiation - ultrasound treatment

На оптимальний розмір установок для конверсії біомаси впливають фактори, що включають економію за рахунок масштабу і типу і доступності біомаси, використовуваної як сировина. Збільшення розміру установки має тенденцію до підвищення економії за рахунок масштабу, асоційовану з виробничими процесами. Однак збільшення розміру установки також має тенденцію до збільшення витрат (наприклад, витрат на транспортування) на одиницю сировини біомаси. Дослідження, в яких аналізуються ці фактори, вказують на те, що прийнятний розмір установок по конверсії біомаси може знаходитися в діапазоні від 2000 до 10000 тонн сухої сировини біомаси на добу. Установка, описана нижче, масштабована для переробки 2000 тонн сухої сировини біомаси на добу.The optimal size of biomass conversion plants is influenced by factors including economies of scale and the type and availability of biomass used as feedstock. Increasing plant size tends to increase the economies of scale associated with manufacturing processes. However, increasing plant size also tends to increase costs (e.g., transportation costs) per unit of biomass feedstock. Studies analyzing these factors indicate that an acceptable size of biomass conversion plant may be in the range of 2,000 to 10,000 tons of dry biomass feedstock per day. The installation described below is scaled to process 2,000 tons of dry biomass feedstock per day.

На ФІГ. 39 представлена технологічна схема системи для конверсії біомаси, сконфігурованої для переробки проса. Підсистема підготовки вихідного матеріалу переробляє неочищену сировину біомаси для видалення чужорідних об'єктів і забезпечує частинки постійного розміру для подальшої переробки. Підсистема для попередньої обробки змінює молекулярну структуру (наприклад, знижує середню молекулярну масу і кристалічність) сировини біомаси за допомогою опромінення сировини біомаси, змішування опроміненої сировини біомаси з водою з утворенням суспензії і застосування ультразвукової енергії до суспензії. Опромінення і обробка ультразвуком перетворюють целюлозний і лігноцелюлозний компоненти сировини біомаси в матеріали, що піддаються ферментації. Підсистема основної переробки ферментує глюкозу і інші низькомолекулярні цукри, присутній після попередньої обробки, з утворенням спиртів.In FIG. 39 presents a technological diagram of a biomass conversion system configured for millet processing. The raw material preparation subsystem processes raw biomass raw materials to remove foreign objects and provides particles of constant size for further processing. The pretreatment subsystem changes the molecular structure (eg, reduces the average molecular weight and crystallinity) of the biomass feedstock by irradiating the biomass feedstock, mixing the irradiated biomass feedstock with water to form a slurry, and applying ultrasonic energy to the slurry. Irradiation and ultrasound treatment transform cellulosic and lignocellulosic components of biomass raw materials into fermentable materials. The primary processing subsystem ferments glucose and other low molecular weight sugars present after pretreatment to form alcohols.

Підготовка вихідного матеріалуPreparation of source material

Вибраний рівень заданого вихідного матеріалу для підприємства становить 2000 тонн сухого матеріалу біомаси проса на добу. Заданий вихідний матеріал являє собою порубане і/або роздроблене просо.The selected level of the given raw material for the enterprise is 2000 tons of dry millet biomass material per day. The specified starting material is chopped and/or crushed millet.

Сировина біомаси, у формі в'язок проса, доставляють до установки на вантажних автомобілях з причепами. Коли вантажні автомобілі прибувають, їх зважують і розвантажують вилочними навантажувачами. Деякі в'язки відправляють в місцеве сховище, а інші поміщають безпосередньо на конвеєри. Звідти в'язки транспортуються в автоматичну розгортальну систему, яка розрізає пластмасові упаковки і/або сітку, що оточує в'язки. Потім сировина біомаси транспортується мимо магнітного сепаратора для видалення чужорідних металів, після чого вона подається в системи пристрій для нарізання-пристрій для дроблення, де зменшується розмір матеріалу. Нарешті, сировина біомаси транспортується в підсистему для попередньої обробки.Biomass raw material, in the form of bundles of millet, is delivered to the installation on trucks with trailers. When trucks arrive, they are weighed and unloaded with forklifts. Some bundles are sent to local storage, while others are placed directly on conveyors. From there, the bundles are transported to an automatic unfolding system that cuts through the plastic packaging and/or netting surrounding the bundles. The biomass feedstock is then transported past a magnetic separator to remove foreign metals, after which it is fed into a slicer-shredder system where the material is reduced in size. Finally, the biomass feedstock is transported to the subsystem for pretreatment.

У деяких випадках в'язки проса обгорнуті пластмасовою сіткою для забезпечення того, щоб вони не розпадалися при транспортуванні, а також вони можуть бути загорнуті в пластмасову плівку для захисту від погодних умов. В'язки є або квадратними, або круглими. В'язки доставляються на установки з віддаленого сховища на великих вантажних автомобілях з причепами.In some cases, the millet bundles are wrapped in plastic netting to ensure that they do not fall apart during transport, and they may also be wrapped in plastic film to protect them from the weather. Ties are either square or round. Bundles are delivered to installations from remote storage on large trucks with trailers.

Оскільки просо доступне тільки сезонно, потрібне тривале зберігання для забезпечення установки вихідним матеріалом цілий рік. Сховище для тривалого зберігання може складатися з 400-500 акрів непокритих згрупованих в'язок в районі (або декількох районах), досить близько до установки по виробництву етанолу. Місцеве короткочасне сховище, еквівалентне 72 годинам виробництва, забезпечують на відкритих майданчиках. В'язки і оточуючі під'їзні шляхи, а також транспортуючі конвеєри знаходяться на бетонній плиті. Бетонну плиту використовують внаслідок необхідного об'єму вантажообігу для доставки необхідної великої кількості сировини біомаси. Бетонна плита мінімізує кількість стоячої води в області зберігання, а також зменшує вплив бруду на сировину біомаси.Since millet is only available seasonally, long-term storage is required to supply the plant with raw material year-round. A long-term storage facility may consist of 400-500 acres of uncovered, clustered bonds in an area (or areas) reasonably close to the ethanol production facility. Local short-term storage, equivalent to 72 hours of production, is provided in open areas. Ties and surrounding driveways, as well as transport conveyors are on a concrete slab. The concrete slab is used due to the necessary volume of freight traffic for the delivery of the necessary large amount of biomass raw materials. The concrete slab minimizes the amount of standing water in the storage area and also reduces the impact of dirt on the biomass feedstock.

Матеріал, що зберігається, забезпечує короткочасне постачання протягом вихідних днів, святкових днів і тоді, коли нормальна пряма доставка матеріалу на переробку переривається.Stored material provides short-term supply during weekends, holidays and when normal direct delivery of material for processing is interrupted.

В'язки розвантажуються вилочними навантажувачами і поміщаються прямо на конвеєри для транспортування в'язок або на майданчик короткочасного зберігання. В'язки також витягуються з короткочасного сховища вилочними навантажувачами і завантажуються на конвеєри для транспортування в'язок.Bundles are unloaded by forklifts and placed directly on conveyors for transporting bundles or on a short-term storage area. Bundles are also pulled out of short-term storage by forklifts and loaded onto conveyors for bundle transportation.

В'язки направляються до однієї з двох станцій для розгортання. Розгорнуті в'язки розбивають з використанням розправляючої планки, а потім їх вивантажують на конвеєр, який проходить мимо магнітного сепаратора для видалення металу перед дробленням. Для уловлювання випадкового магнітного металу надається залізний магніт з домішками, а приймальне решето видаляє надмірно великий і чужорідний матеріал перед множиною систем пристрій для нарізання-пристрій для дроблення, які зменшують розмір сировини біомаси до належного розміру для попередньої обробки.Bundles are sent to one of two stations for deployment. The unfolded bundles are broken using a straightening bar and then unloaded onto a conveyor that passes a magnetic separator to remove metal before crushing. A doped iron magnet is provided to capture stray magnetic metal, and a receiving screen removes oversize and foreign material before a plurality of slicer-shredder systems reduce the size of the biomass feedstock to the proper size for pretreatment.

Системи пристрій для нарізання-пристрій для дроблення включають пристрої для нарізання і різальні пристрої з обертовим ножем. Пристрої для нарізання зменшують розмір вихідної сировини біомаси і подають одержаний матеріал в різальні пристрої з обертовим ножем. Різальні пристрої з обертовим ножем одночасно дроблять сировину біомаси і просівають одержаний матеріал.Slicing device-crushing device systems include slicing devices and rotary knife cutting devices. Slicing devices reduce the size of the raw biomass raw material and feed the resulting material into cutting devices with a rotating knife. Cutting devices with a rotating knife simultaneously crush raw biomass and sift the resulting material.

Для обмеження загального часу простою внаслідок необхідного обслуговування і/або перерв в роботі підсистеми для підготовки вихідного матеріалу надаються три силоси для зберігання. Кожний силос може містити приблизно 55000 кубічних футів (1560 м3) сировини біомаси (43 години роботи установки).In order to limit the total downtime due to necessary maintenance and/or interruptions in the operation of the subsystem for the preparation of the raw material, three storage silos are provided. Each silo can hold approximately 55,000 cubic feet (1,560 m3) of biomass feedstock (43 plant hours).

Попередня обробкаPreliminary processing

Конвеєрна стрічка переміщує сировину біомаси від підсистеми для підготовки вихідного матеріалу 110 в підсистему для попередньої обробки 114. Як показано на ФІГ. 40, в підсистемі для попередньої обробки 114 сировина біомаси опромінюється з використанням випромінювачів електронного пучка, змішується з водою з утворенням суспензії і піддається впливу ультразвукової енергії. Як розглянуто вище, опромінення сировини біомаси змінює молекулярну структуру (наприклад, знижує середню молекулярну масу і кристалічність) сировини біомаси. Перемішування опроміненої сировини біомаси в суспензію і застосування ультразвукової енергії до суспензії додатково змінює молекулярну структуру сировини біомаси. Застосування радіаційного опромінення і обробки ультразвуком послідовно може надавати синергічну дію в тому, що комбінація способів, мабуть, забезпечує більш значні зміни молекулярної структури (наприклад, знижує середню молекулярну масу і кристалічність) в порівнянні із змінами, які може ефективно забезпечити будь-який зі способів самостійно. Без зв'язку з теорією, на доповнення до зниження полімеризації сировини біомаси шляхом руйнування внутрішньомолекулярних зв'язків між сегментами целюлозних і лігноцелюлозних компонентів сировини біомаси, опромінення може робити загальну фізичну структуру сировини біомаси більш крихкою. Після перемішування крихкої сировини біомаси в суспензію застосування ультразвукової енергії додатково змінює молекулярну структуру (наприклад, знижує середню молекулярну масу і кристалічність), а також може зменшувати розмір частинок сировини біомаси.A conveyor belt moves the biomass feedstock from the feedstock preparation subsystem 110 to the pretreatment subsystem 114. As shown in FIG. 40, in the pre-treatment subsystem 114, biomass raw materials are irradiated using electron beam emitters, mixed with water to form a suspension and exposed to ultrasonic energy. As discussed above, irradiation of biomass raw materials changes the molecular structure (for example, reduces the average molecular weight and crystallinity) of biomass raw materials. Mixing the irradiated biomass raw material into a suspension and applying ultrasonic energy to the suspension additionally changes the molecular structure of the biomass raw material. The use of radiation exposure and sonication sequentially may have a synergistic effect in that the combination of methods appears to provide more significant changes in molecular structure (e.g., lower average molecular weight and crystallinity) compared to changes that can be effectively provided by either method alone. independently Without regard to theory, in addition to reducing the polymerization of the biomass feedstock by breaking the intramolecular bonds between the segments of the cellulosic and lignocellulosic components of the biomass feedstock, irradiation can make the overall physical structure of the biomass feedstock more fragile. After mixing the fragile biomass raw material into a suspension, the application of ultrasonic energy additionally changes the molecular structure (for example, reduces the average molecular weight and crystallinity), and can also reduce the particle size of the biomass raw material.

Опромінення електронним пучкомIrradiation with an electron beam

Конвеєрна стрічка 491, що несе сировину біомаси в підсистему для попередньої обробки, розподіляє сировину біомаси на множину потоків вихідного матеріалу (наприклад, 50 потоків вихідного матеріалу), кожний з яких веде до окремих випромінювачів електронного пучка 492. У цьому варіанті здійснення сировина біомаси опромінюється в сухому стані. Кожний потік вихідного матеріалу переноситься на окремій конвеєрній стрічці до пов'язаного з нею випромінювача електронного пучка.A conveyor belt 491 that carries the biomass feedstock to the pretreatment subsystem distributes the biomass feedstock into a plurality of feed streams (eg, 50 feed streams) each leading to separate electron beam emitters 492. In this embodiment, the biomass feedstock is irradiated in dry state Each stream of source material is transported on a separate conveyor belt to its associated electron beam emitter.

Кожна конвеєрна стрічка для опромінення сировини може мати ширину приблизно один метр. Перед тим як досягнути випромінювача електронного пучка, в кожній конвеєрній стрічці індукується локалізована вібрація для рівномірного розподілу сухої сировини біомаси по поперечній ширині конвеєрної стрічки.Each conveyor belt for irradiation of raw materials can be approximately one meter wide. Before reaching the electron beam emitter, a localized vibration is induced in each conveyor belt to evenly distribute the dry biomass raw material across the width of the conveyor belt.

Випромінювач електронного пучка 492 (наприклад, пристрої для опромінення електронним пучком, комерційно доступні від Тйап Согрогайоп, Зап Оіедо, СА), сконфігурований для застосування дози електронів 100 кілогрей, що застосовується при потужності 300 кВт. Випромінювачі електронного пучка являють собою пристрої зі скануючим променем з шириною сектора 1 метр, відповідною ширині конвеєрної стрічки. У деяких варіантах здійснення використовують випромінювачі електронного пучка з великою фіксованою шириною пуча. Фактори, що включають ширину стрічки/пучка, бажану дозу, густину сировини біомаси і застосовувану потужність, регулюють кількість випромінювачів електронного пучка, необхідних для установки по переробці 2000 тонн сухого вихідного матеріалу на добу.An electron beam emitter 492 (eg, electron beam irradiators commercially available from Tyap Sogrogayop, Zap Oiedo, CA) is configured to deliver an electron dose of 100 kilograys applied at a power of 300 kW. Electron beam emitters are devices with a scanning beam with a sector width of 1 meter, corresponding to the width of the conveyor belt. In some embodiments, electron beam emitters with a large fixed beam width are used. Factors including belt/beam width, desired dose, biomass feedstock density, and applied power govern the number of electron beam emitters required for a facility processing 2,000 tons of dry feedstock per day.

Обробка ультразвукомUltrasound treatment

Перед застосуванням ультразвукової енергії опромінену сировину біомаси змішують з водою з утворенням суспензії. Може бути окрема система обробки ультразвуком, пов'язана з кожним потоком подачі електронного пучка, або декілька потоків електронного пучка можуть бути сполучені як подача для однієї системи обробки ультразвуком.Before applying ultrasonic energy, the irradiated raw biomass is mixed with water to form a suspension. There may be a separate sonication system associated with each electron beam feed stream, or multiple electron beam streams may be combined as a feed for a single sonication system.

У кожній системі для обробки ультразвуком опромінена сировина біомаси подається в ємність 1214 через перший впускний отвір 1232, а вода подається в ємність 1214 через другий впускний отвір 1234. Відповідні клапани (ручні або автоматичні) регулюють потік сировини біомаси і потік води для одержання бажаного співвідношення сировини біомаси і води (наприклад, 1095 целюлозного матеріалу, маса по об'єму). Кожна ємність 1214 включає змішувач 1240 для перемішування вмісту об'єму1236 і диспергування сировини біомаси у воді.In each sonication system, irradiated biomass feedstock is fed into vessel 1214 through a first inlet 1232, and water is fed into vessel 1214 through a second inlet 1234. Appropriate valves (manual or automatic) regulate the flow of biomass feedstock and water flow to obtain the desired feedstock ratio. biomass and water (for example, 1095 cellulosic material, mass by volume). Each container 1214 includes a mixer 1240 for mixing the contents of the volume 1236 and dispersing the raw biomass in water.

У кожній системі для обробки ультразвуком суспензія перекачується (наприклад, з використанням насоса з вихровим робочим колесом 1218) з ємності 1214 в і через проточну комірку 1224, що включає ультразвуковий перетворювач 1226. У деяких варіантах здійснення насос 1218 адаптований для струшування суспензії 1216, так щоб суміш сировини біомаси і води була по суті однорідною у вхідному каналі 1220 проточної комірки 1224. Наприклад, насос 1218 може струшувати суспензію 1216, створюючи турбулентний потік, який зберігається по всьому трубопроводу між першим насосом і вхідним каналом 1220 проточної комірки 1224.In each sonication system, the slurry is pumped (eg, using a vortex impeller pump 1218) from a vessel 1214 and through a flow cell 1224 that includes an ultrasonic transducer 1226. In some embodiments, the pump 1218 is adapted to agitate the slurry 1216 so that the mixture of biomass feedstock and water was essentially homogeneous in the inlet channel 1220 of the flow cell 1224. For example, the pump 1218 may agitate the slurry 1216, creating a turbulent flow that is maintained throughout the conduit between the first pump and the inlet channel 1220 of the flow cell 1224.

У проточній комірці 1224 ультразвуковий перетворювач 1226 передає ультразвукову енергію на суспензію 1216, по мірі того як суспензія протікає через проточну комірку 1224. Ультразвуковий перетворювач 1226 перетворює електричну енергію у високочастотну механічну енергію (наприклад, ультразвукову енергію), яка потім доставляється в суспензію через бустер 48. Комерційно доступними є ультразвукові перетворювачі (наприклад, від Ніеізспег ОА, Іпс. ої Кіпджмоод, Мем Уегзеу), які здатні доставляти постійну потужність 16 кіловат.In flow cell 1224, an ultrasonic transducer 1226 transmits ultrasonic energy to slurry 1216 as the slurry flows through flow cell 1224. Ultrasonic transducer 1226 converts electrical energy into high-frequency mechanical energy (eg, ultrasonic energy), which is then delivered to the slurry via booster 48 .Ultrasonic transducers are commercially available (e.g., by Nieizspeg OA, Ips. oi Kipjmood, Mem Uegzeu) capable of delivering a constant power of 16 kilowatts.

Ультразвукова енергія, що проходить через бустер 1248 в реакторному об'ємі 1244, створює серію стиснень і розріджень в технологічному потоці 1216 з інтенсивністю, достатньою для забезпечення кавітації в технологічному потоці 1216. Кавітація здійснює дезагрегацію компонентів сировини біомаси, включаючи, наприклад, целюлозний і лігноцелюлозний матеріал, диспергований в технологічному потоці 1216 (наприклад, суспензії). Кавітація також приводить до утворення вільних радикалів у воді технологічного потоку 1216 (наприклад, суспензії). Ці вільні радикали діють, додатково руйнуючи целюлозний матеріал в технологічному потоці 1216. Як правило, до технологічного потоку 1216, що містить фрагменти тополиної тирси, застосовують ультразвукову енергію приблизно 250 МДж/м3. До іншої сировини біомаси можна застосовувати інші рівні ультразвукової енергії (від приблизно 5 до приблизно 4000 МДж/м3, наприклад 10, 25, 50, 100, 250, 500, 750, 1000, 2000 або 3000 МДж/м3). Після впливу ультразвукової енергії в реакторному об'ємі 1244 технологічний потік 1216 виходить з проточної комірки 24 через вихідний канал 1222.Ultrasonic energy passing through the booster 1248 in the reactor volume 1244 creates a series of compressions and vacuums in the process stream 1216 with an intensity sufficient to cause cavitation in the process stream 1216. The cavitation disaggregates the components of the biomass feedstock, including, for example, cellulosic and lignocellulosic material dispersed in the process stream 1216 (eg, suspensions). Cavitation also leads to the formation of free radicals in process water 1216 (eg, slurry). These free radicals act to further destroy cellulosic material in process stream 1216. Typically, approximately 250 MJ/m3 of ultrasonic energy is applied to process stream 1216 containing fragments of poplar sawdust. Different levels of ultrasonic energy (from about 5 to about 4000 MJ/m3, such as 10, 25, 50, 100, 250, 500, 750, 1000, 2000 or 3000 MJ/m3) can be applied to other biomass feedstocks. After exposure to ultrasonic energy in the reactor volume 1244, the process flow 1216 leaves the flow cell 24 through the outlet channel 1222.

Проточна комірка 1224 також включає теплообмінник 1246 в тепловому контакті щонайменше з частиною реакторного об'єму 1244. Охолоджувальне текуче середовище 1248 (наприклад, вода) надходить в теплообмінник 1246 і поглинає тепло, генероване, коли технологічний потік 1216The flow cell 1224 also includes a heat exchanger 1246 in thermal contact with at least a portion of the reactor volume 1244. A cooling fluid 1248 (eg, water) enters the heat exchanger 1246 and absorbs the heat generated when the process flow 1216

(наприклад, суспензія) опромінюється в реакторному об'ємі 1244. У деяких варіантах здійснення потік охолоджувального текучого середовища 1248, що надходить в теплообмінник 1246, регулюється для підтримання приблизно постійної температури в реакторному об'ємі 1244. Додатково або альтернативно, температура охолоджувального текучого середовища 1248, що надходить в теплообмінник 1246, регулюється для підтримання приблизно постійної температури в реакторному об'ємі 1244.(e.g., slurry) is irradiated in the reactor volume 1244. In some embodiments, the flow of cooling fluid 1248 entering the heat exchanger 1246 is regulated to maintain an approximately constant temperature in the reactor volume 1244. Additionally or alternatively, the temperature of the cooling fluid 1248 entering the heat exchanger 1246 is regulated to maintain an approximately constant temperature in the reactor volume 1244.

Випускний канал 1242 проточної комірки 1224 розташований поблизу дна ємності 1214 для індукції подачі під дією сили тяжіння технологічного потоку 1216 (наприклад, суспензії) з ємності 1214 в напрямку вхідного каналу другого насоса 1230, який перекачує технологічний потік 1216 (наприклад, суспензію) в напрямку підсистеми основної переробки.The outlet channel 1242 of the flow cell 1224 is located near the bottom of the container 1214 to induce gravity flow of the process flow 1216 (e.g., slurry) from the container 1214 toward the inlet channel of the second pump 1230, which pumps the process flow 1216 (e.g., slurry) toward the subsystem basic processing.

Системи для обробки ультразвуком можуть включати один шлях течії (як описано вище) або декілька паралельних шляхів течії, кожний з яких асоційований з індивідуальним елементом для обробки ультразвуком. Множинні елементи для обробки ультразвуком також можуть бути розташовані послідовно для збільшення кількості енергії опромінення, застосовуваної до суспензії.Sonication systems may include a single flow path (as described above) or multiple parallel flow paths, each associated with an individual sonication element. Multiple sonication elements can also be arranged in series to increase the amount of irradiation energy applied to the slurry.

Основна переробкаBasic processing

Перед ферментацією вакуумний фільтр з обертовим барабаном видаляє з суспензії тверді частинки. Рідина з фільтра викачується в охолодженому стані перед надходженням в ферментери.Before fermentation, a vacuum filter with a rotating drum removes solid particles from the suspension. The liquid from the filter is pumped out in a cooled state before entering the fermenters.

Відфільтровані тверді частинки проходять через підсистему подальшої переробки для додаткової переробки.The filtered solids pass through the downstream processing subsystem for additional processing.

Ємності для ферментації являють собою великі ємності з нержавіючої сталі під низьким тиском, з конічним дном і повільними змішувачами. Декілька ємностей для першої стадії ферментації можуть бути розташовані послідовно. Температура в ємностях для першої стадії ферментації регулюється доFermentation tanks are large stainless steel tanks under low pressure, with conical bottoms and slow mixers. Several containers for the first stage of fermentation can be arranged in series. The temperature in the containers for the first stage of fermentation is adjusted to

С з використанням зовнішніх теплообмінників. Дріжджі додають в ємність для першої стадії ферментації на початку кожної серії ємностей, і вони проходять через інші послідовно розташовані ємності.With the use of external heat exchangers. Yeast is added to the container for the first stage of fermentation at the beginning of each series of containers, and it passes through other successively located containers.

Друга стадія ферментації складається з двох послідовних безперервних ферментерів. Обидва ферментери постійно перемішуються повільними механічними змішувачами. Температура регулюється охолодженою водою у зовнішніх теплообмінниках при оппостійній рециркуляції.The second stage of fermentation consists of two consecutive continuous fermenters. Both fermenters are constantly stirred by slow mechanical mixers. The temperature is regulated by chilled water in external heat exchangers with reverse recirculation.

Рециркуляційні насоси являють собою насоси гвинтового типу, оскільки концентрація твердих частинок є високою.Recirculation pumps are screw-type pumps because the concentration of solid particles is high.

Гази, що відходять, з ємностей для ферментації і ферментерів перед виходом в атмосферу об'єднуються і промиваються в колонці з зустрічним потоком води. Гази, що відходять, промивають для витягання етанолу, а не для контролю викиду в атмосферу.Gases leaving the fermentation tanks and fermenters are combined and washed in a column with a counterflow of water before being released into the atmosphere. Off-gases are scrubbed to extract ethanol, not to control emissions to the atmosphere.

Подальша переробкаFurther processing

ДистиляціяDistillation

Дистиляцію і адсорбцію на молекулярні сита використовують для витягання етанолу з сирої ферментаційної бражки і одержання 99,5 95 етанолу. Дистиляцію проводять в двох колонах - перша, яка називається бражною колоною, видаляє розчинений СО» і найбільшу частину води, а друга концентрує етанол практично до азеотропної суміші.Distillation and adsorption on molecular sieves are used to extract ethanol from raw fermentation broth and obtain 99.5% ethanol. Distillation is carried out in two columns - the first, called the fermentation column, removes dissolved CO" and most of the water, and the second concentrates ethanol almost to an azeotropic mixture.

Вся вода з практично азеотропної суміші видаляється адсорбцією на парофазні молекулярні сита.All water from the practically azeotropic mixture is removed by adsorption on vapor phase molecular sieves.

Регенерація адсорбційних колон вимагає, щоб суміш етанол-вода поверталася в процес дистиляції для витягання.Regeneration of adsorption columns requires that the ethanol-water mixture be returned to the distillation process for extraction.

Гази, що відходять при ферментації (які містять, головним чином СО», але також деяку кількість етанолу), а також газ, що відходить з бражної колони, очищаються у водяному скрубері, що витягує практично весь етанол. Газ, що виходить зі скрубера, подається в першу колону для дистиляції разом з ферментаційною бражкою.Off-gases from fermentation (which contain mainly CO2, but also some ethanol) as well as off-gas from the fermentation column are cleaned in a water scrubber, which extracts almost all the ethanol. The gas leaving the scrubber is fed to the first distillation column together with the fermentation broth.

Осад після першої дистиляції містить всі неконвертовані нерозчинні і розчинені тверді речовини.The sediment after the first distillation contains all unconverted insoluble and dissolved solids.

Нерозчинні тверді речовини зневоднюються фільтром, працюючим під тиском, і відправляються в камеру згоряння. Рідина з фільтра, працюючого під тиском, яка не використовується повторно, концентрується в багатокорпусному випарнику з використанням скидного тепла від дистиляції.Insoluble solids are dewatered by a pressure filter and sent to the combustion chamber. Liquid from the pressure filter, which is not reused, is concentrated in a multibody evaporator using waste heat from distillation.

Концентрований сироп з випарника змішується з твердими речовинами, що відправляються в камеру згоряння, і конденсат випарника використовується як відносно чиста оборотна вода для переробки.The concentrated syrup from the evaporator is mixed with the solids sent to the combustor, and the evaporator condensate is used as relatively clean recycle water for processing.

Оскільки кількість води для дистиляції, яка може бути використана повторно, обмежена, в процес включений випарник. Загальна кількість води з фільтра, працюючого під тиском, яка безпосередньо повертається в процес, встановлена на 2595. У цьому потоці виявляються органічні солі, такі як ацетат або лактат амонію, накопичені компоненти рідини, що не утилізуються організмом, або неорганічні сполуки в біомасі. Повторне використання дуже великої кількості цього матеріалу може приводити до рівнів іонної сили і осмотичного тиску, які можуть бути шкідливими для ефективності ферментуючого організму. Для води, яка не використовується повторно, випарник концентрує розчинені тверді речовини в сироп, який може бути відправлений в камеру згоряння, мінімізуючи навантаження при обробці відпрацьованої води.Since the amount of water for distillation that can be reused is limited, an evaporator is included in the process. The total amount of water from the pressure filter that is directly returned to the process is set at 2595. Organic salts such as ammonium acetate or ammonium lactate, accumulated liquid components not disposed of by the body, or inorganic compounds in the biomass are detected in this stream. Reuse of very large amounts of this material can lead to levels of ionic strength and osmotic pressure that can be detrimental to the efficiency of the fermenting organism. For water that is not reused, the evaporator concentrates the dissolved solids into a syrup that can be sent to the combustion chamber, minimizing the burden on waste water treatment.

Обробка відпрацьованої водиTreatment of waste water

Відділення обробки відпрацьованої води обробляє технологічну воду для повторного застосування з метою зниження потреб установки в додатковій воді. Відпрацьовану воду спочатку проціджують для видалення великих частинок, які збираються в сміттєвий контейнер і відправляються на сміттєве звалище. Після проціджування проводять анаеробне розщеплення і аеробне розщеплення для розщеплення органічного матеріалу в потоці. Анаеробне розщеплення приводить до потоку біогазу, багатого метаном, який подається в камеру згоряння. Аеробне розщеплення приводить до відносно чистого потоку води для повторного застосування в процесі, а також до відстою, який, головним чином, складається з клітинної маси. Відстій також згоряє в камері згоряння. Ця схема проціджування/анаеробного розщеплення/аеробного розщеплення є стандартною в сучасній промисловості по виробництву етанолу, і обладнання продуктивністю 1-5 мільйонів галонів на добу може бути одержане від постачальників у вигляді "готових до негайного використання" одиниць.The waste water treatment department processes process water for reuse in order to reduce the plant's need for additional water. Waste water is first filtered to remove large particles, which are collected in a waste container and sent to a landfill. After filtration, anaerobic digestion and aerobic digestion are performed to break down the organic material in the stream. Anaerobic digestion results in a methane-rich biogas stream that is fed into the combustion chamber. Aerobic digestion results in a relatively clean water stream for reuse in the process, as well as a bottom that is primarily composed of cell mass. The sludge is also burned in the combustion chamber. This filtration/anaerobic digestion/aerobic digestion scheme is standard in today's ethanol industry, and 1-5 million gallons per day equipment can be obtained from suppliers as "off-the-shelf" units.

Камера згоряння, паровий котел і турбогенераторCombustion chamber, steam boiler and turbogenerator

Призначенням підсистеми камери згоряння, котла і турбогенератора є спалення різних потоків побічних продуктів для генерування пари і електрики. Наприклад, деяка частина лігніну, целюлози і геміцелюлози залишається неконвертованою в ході попередньої обробки і основних процесів. Більша частина відпрацьованої води з процесу концентрується в сироп з високим вмістом розчинних твердих речовин. Анаеробне розщеплення відпрацьованої води, що залишилася, приводить до утворення біогазу з високим вмістом метану. Аеробне розщеплення приводить до невеликої кількості скидної біомаси (відстою). Спалення цих потоків побічних продуктів для генерування пари і електрики дозволяє установці бути автономною з точки зору енергії, знижує вартість утилізації твердих відходів і створює додатковий прибуток за допомогою продажу надмірної електрики.The purpose of the combustion chamber, boiler and turbogenerator subsystem is to burn various by-product streams to generate steam and electricity. For example, some part of lignin, cellulose and hemicellulose remains unconverted during pretreatment and basic processes. Most of the waste water from the process is concentrated into a syrup with a high content of soluble solids. Anaerobic digestion of the remaining waste water leads to the formation of biogas with a high methane content. Aerobic digestion leads to a small amount of waste biomass (bottom). Combustion of these by-product streams to generate steam and electricity allows the plant to be energy self-sufficient, reduces the cost of solid waste disposal, and generates additional revenue through the sale of excess electricity.

Три потоки первинного палива (тверді речовини після дистиляції, біогаз і сироп випарника) подаються в камеру згоряння з циркулюючим псевдозрідженим шаром. Невелика кількість скидної біомаси (відстою) після обробки відпрацьованої води також відправляється в камеру згоряння.Three streams of primary fuel (solids after distillation, biogas and evaporator syrup) are fed into the circulating fluidized bed combustion chamber. A small amount of waste biomass (sludge) after wastewater treatment is also sent to the combustion chamber.

Вентилятор подає повітря в камеру згоряння. Оброблена вода потрапляє в контур теплообмінника в камері згоряння і випарюється і піддається надмірному нагріванню до пари при 510 "С (950 "Р) і 86 атм. (1265 фунт/кв. дюйм абс. (8,7 МПа)). Пічні гази з камери згоряння попередньо нагрівають повітря, що входить в камеру згоряння, а потім проникають в тканинний фільтр для видалення частинок, які відправляють на сміттєве звалище. Газ виходить через димову трубу.The fan supplies air to the combustion chamber. Treated water enters the circuit of the heat exchanger in the combustion chamber and evaporates and is subjected to excessive heating to steam at 510 "С (950 "Р) and 86 atm. (1265 psi abs. (8.7 MPa)). Furnace gases from the combustion chamber preheat the air entering the combustion chamber and then penetrate a fabric filter to remove particles that are sent to landfill. The gas exits through the chimney.

Для генерування електрики використовують багатоступеневу турбіну. З турбіни виходить пара в трьох різних станах для інжекції в реактор для попередньої обробки і теплообміну при дистиляції і випарюванні. Інша пара конденсується охолоджувальною водою і повертається в систему води живлення котла разом з конденсатом з різних теплообмінників в процесі. Як додаткову воду для заміни потоку, використовуваного в прямій інжекції, використовують воду зі свердловини.A multi-stage turbine is used to generate electricity. Steam comes out of the turbine in three different states for injection into the reactor for pretreatment and heat exchange during distillation and evaporation. Other steam is condensed with cooling water and returned to the boiler feedwater system along with condensate from the various heat exchangers in the process. Water from a well is used as additional water to replace the flow used in direct injection.

Інші варіанти здійсненняOther implementation options

Описаний ряд варіантів здійснення винаходу. Проте, зрозуміло, що можна проводити різні модифікації без відхилення від суті і обсягу винаходу.A number of variants of implementation of the invention are described. However, it is clear that various modifications can be made without departing from the essence and scope of the invention.

У деяких варіантах здійснення відносно низькі дози радіаційного випромінювання, необов'язково, в комбінації зі звуковою енергією, наприклад з ультразвуковою енергією, застосовують для поперечного зшивання, щеплення або іншого збільшення молекулярної маси природного або синтетичного вуглеводовмісного матеріалу, такого як будь-який з матеріалів в будь-якій формі (наприклад, волокнистій формі), описаних в цьому документі, наприклад роздроблених або нероздроблених целюлозних або лігноцелюлозних матеріалів, таких як целюлоза. Поперечне зшивання, щеплення або інше збільшення молекулярної маси природного або синтетичного вуглеводовмісного матеріалу можна проводити контрольованим або попередньо визначеним чином шляхом вибору типу або типів використовуваного радіаційного випромінювання (наприклад, е-пучок і ультрафіолетове випромінювання або е-пучок і гамма-випромінювання) і/або дози або кількостей доз застосовуваного радіаційного випромінювання. Такий матеріал, що має збільшену молекулярну масу, може бути придатним при виготовленні композита, такого як композит волокно-смола, що має поліпшені механічні властивості, такі як зносостійкість, опір стисненню, міцність на злам, ударна міцність, міцність при вигині, модуль пружності при розтягненні, модуль пружності при вигині і подовження при розриві. Поперечне зшивання, щеплення або інше збільшення молекулярної маси вибраного матеріалу може підвищити термічну стабільність матеріалу відносно необробленого матеріалу.In some embodiments, relatively low doses of radiation, optionally in combination with sonic energy, such as ultrasonic energy, are used to cross-link, graft, or otherwise increase the molecular weight of a natural or synthetic hydrocarbon-containing material, such as any of the materials in in any form (e.g., fibrous form) described herein, such as shredded or unshredded cellulosic or lignocellulosic materials such as cellulose. Cross-linking, grafting, or otherwise increasing the molecular weight of natural or synthetic hydrocarbon-containing material can be accomplished in a controlled or predetermined manner by selecting the type or types of radiation used (eg, e-beam and ultraviolet radiation or e-beam and gamma radiation) and/or dose or number of doses of applied radiation. Such a material having an increased molecular weight may be useful in the manufacture of a composite, such as a fiber-resin composite, having improved mechanical properties such as wear resistance, compressive strength, fracture strength, impact strength, flexural strength, modulus of elasticity at stretching, modulus of elasticity at bending and elongation at break. Cross-linking, grafting or otherwise increasing the molecular weight of the selected material can increase the thermal stability of the material relative to the untreated material.

Підвищення термічної стабільності вибраного матеріалу може забезпечити можливість обробки при більш високих температурах без деградації. Крім того, обробка матеріалів радіаційним випромінюванням може стерилізувати матеріали, що може знизити їх тенденцію до гниття, наприклад, в складі композита. Поперечне зшивання, щеплення або інше збільшення молекулярної маси природного або синтетичного вуглеводовмісного матеріалу можна проводити контрольованим і попередньо визначеним чином для конкретного застосування з метою забезпечення оптимальних властивостей, таких як міцність, шляхом вибору типу або типів використовуваного радіаційного випромінювання і/або дози або доз застосовуваного радіаційного випромінювання.Increasing the thermal stability of the selected material can provide the ability to process at higher temperatures without degradation. In addition, radiation treatment of materials can sterilize materials, which can reduce their tendency to decay, for example, in a composite. Cross-linking, grafting, or otherwise increasing the molecular weight of a natural or synthetic hydrocarbon-containing material can be carried out in a controlled and predetermined manner for a particular application in order to provide optimal properties, such as strength, by selecting the type or types of radiation used and/or the dose or doses of radiation used. radiation.

Коли використовують комбінацію радіаційного випромінювання, наприклад радіаційного випромінювання в низькій дозі, і звукової енергії, наприклад звукової або ультразвукової енергії, можна підвищити вихід матеріалу і/або мінімізувати споживання енергії.When a combination of radiation, such as low-dose radiation, and sonic energy, such as sonic or ultrasonic energy, is used, material yield can be increased and/or energy consumption can be minimized.

Смола може являти собою будь-яку термопластичну пластмасу, термореактивну пластмасу, еластомер, адгезив або суміші цих смол. Придатні смоли включають будь-яку смолу або суміш смол, описаних в цьому документі.The resin can be any thermoplastic plastic, thermoset plastic, elastomer, adhesive, or mixtures of these resins. Suitable resins include any resin or mixture of resins described herein.

На доповнення до смоли окремо, матеріал, що має підвищену молекулярну масу, можна комбінувати, змішувати з іншими матеріалами або додавати до інших матеріалів, таких як метали, сплави металів, кераміка (наприклад, цемент), лігнін, органічні або неорганічні добавки, еластомери, бітуми, стекло або суміші будь-яких з цих матеріалів і/або смол. При додаванні до цементу можна одержувати армовані волокном цементи, що мають поліпшені механічні властивості, такі як властивості, описані в цьому документі, наприклад опір стисненню і/або міцність на злам.In addition to the resin alone, the high molecular weight material can be combined, mixed with other materials, or added to other materials such as metals, metal alloys, ceramics (e.g., cement), lignin, organic or inorganic additives, elastomers, bitumens, glass or mixtures of any of these materials and/or resins. When added to cement, fiber-reinforced cements can be obtained that have improved mechanical properties, such as those described herein, such as compressive strength and/or fracture toughness.

Поперечне зшивання, щеплення або інше підвищення молекулярної маси природного або синтетичного вуглеводовмісного матеріалу з використанням радіаційного випромінювання може забезпечити корисні матеріали в багатьох формах і для багатьох сфер застосування. Наприклад, вуглеводовмісний матеріал може бути у формі паперового продукту, такого як папір, паперова маса або паперові відходи, пресована деревина, ламінати з проклеєних пиломатеріалів, наприклад шпон або фанера, пиломатеріали, наприклад пиломатеріали з сосни, тополі, дуба або навіть коркового дерева. Обробка паперу, пресованої деревини, ламінатів або пиломатеріалів може підвищити їх механічні властивості, такі як їх міцність. Наприклад, обробка пиломатеріалів з сосни радіаційним випромінюванням може надати високу міцність структурному матеріалу.Cross-linking, grafting, or otherwise increasing the molecular weight of a natural or synthetic hydrocarbon-containing material using radiation can provide useful materials in many forms and for many applications. For example, the hydrocarbon-containing material may be in the form of a paper product such as paper, pulp or paper waste, compressed wood, laminated wood laminates such as veneer or plywood, lumber such as pine, poplar, oak or even cork lumber. Treatment of paper, pressed wood, laminates or lumber can increase their mechanical properties, such as their strength. For example, radiation treatment of pine lumber can give high strength to the structural material.

Якщо папір виготовляють з використанням радіаційного випромінювання, то радіаційне випромінювання може бути використане в будь-який момент його виробництва. Наприклад, можна опромінювати паперову масу, можна опромінювати попередню форму з пресованих волокон або можна опромінювати сам готовий папір. У деяких варіантах здійснення радіаційне випромінювання застосовують більше ніж один раз протягом процесу виробництва.If the paper is produced using radiation, then radiation can be used at any time during its production. For example, you can irradiate paper pulp, you can irradiate a preform of pressed fibers, or you can irradiate the finished paper itself. In some embodiments, radiation is applied more than once during the manufacturing process.

Наприклад, волокнистий матеріал, який включає перший целюлозний і/або лігноцелюлозний матеріал, що має першу молекулярну масу, можна опромінювати так, щоб одержати другий целюлозний і/або лігноцелюлозний матеріал, що має другу молекулярну масу, яка перевищує першу молекулярну масу. Наприклад, якщо як джерело випромінювання використовують гамма- випромінювання, то можна використовувати дозу від приблизно 0,2 Мрад до приблизно 10 Мрад, наприклад від приблизно 0,5 Мрад до приблизно 7,5 Мрад або від приблизно 2,0 Мрад до приблизно 5,0 Мрад. Якщо використовують опромінення е-пучком, то можна використовувати меншу дозу (відносно гамма-випромінювання), таку як доза від приблизно 0,1 Мрад до приблизно 5 Мрад, наприклад від приблизно 0,2 Мрад до приблизно З Мрад або від приблизно 0,25 Мрад до приблизно 2,5 Мрад. Після відносно низької дози радіаційного випромінювання другий целюлозний і/або лігноцелюлозний матеріал можна комбінувати з таким матеріалом як смола і надавати йому форму композита, наприклад, формуванням пресуванням, інжекційним формуванням або екструзією.For example, a fibrous material that includes a first cellulosic and/or lignocellulosic material having a first molecular weight can be irradiated to produce a second cellulosic and/or lignocellulosic material having a second molecular weight greater than the first molecular weight. For example, if gamma radiation is used as the radiation source, a dose of from about 0.2 Mrad to about 10 Mrad can be used, for example from about 0.5 Mrad to about 7.5 Mrad or from about 2.0 Mrad to about 5, 0 Mrad. If e-beam irradiation is used, a lower dose (relative to gamma radiation) can be used, such as from about 0.1 Mrad to about 5 Mrad, for example from about 0.2 Mrad to about 3 Mrad or from about 0.25 Mrad to about 2.5 Mrad. After a relatively low dose of radiation, the second cellulosic and/or lignocellulosic material can be combined with a material such as resin and formed into a composite, for example, by compression molding, injection molding, or extrusion.

Формування композитів смола-волокно описане в ММО 2006/102543. Після формування композитів їх можна опромінювати для додаткового збільшення молекулярної маси вуглеводовмісного матеріалу, що знаходиться в композиті.Formation of resin-fiber composites is described in MMO 2006/102543. After forming the composites, they can be irradiated to further increase the molecular weight of the hydrocarbon-containing material in the composite.

Альтернативно, волокнистий матеріал, який включає перший целюлозний і/або лігноцелюлозний матеріал, що має першу молекулярну масу, можна комбінувати з матеріалом, таким як смола, для одержання композита, а потім композит можна опромінювати відносно низькою дозою радіаційного випромінювання, щоб одержати другий целюлозний і/або лігноцелюлозний матеріал, що має другу молекулярну масу, яка перевищує першу молекулярну масу. Наприклад, якщо як джерело радіаційного випромінювання використовують гамма-випромінювання, то можна застосовувати дозу від приблизно 1 Мрад до приблизно 10 Мрад. Використання цього підходу збільшує молекулярну масу матеріалу, коли він знаходиться разом з матрицею, такою як матриця зі смоли. У деяких варіантах здійснення смола являє собою здатного до поперечного зшивання смолу, і, по суті, вона піддається поперечному зшиванню по мірі збільшення молекулярної маси вуглеводовмісного матеріалу, що може створювати синергічний ефект для забезпечення максимальних механічних властивостей композита.Alternatively, a fibrous material comprising a first cellulosic and/or lignocellulosic material having a first molecular weight can be combined with a material such as a resin to form a composite, and the composite can then be irradiated with a relatively low dose of radiation to form a second cellulosic and /or lignocellulosic material having a second molecular weight that exceeds the first molecular weight. For example, if gamma radiation is used as a source of radiation, a dose of about 1 Mrad to about 10 Mrad can be used. Using this approach increases the molecular weight of the material when it is in conjunction with a matrix such as a resin matrix. In some embodiments, the resin is a cross-linkable resin and, in fact, is cross-linked as the molecular weight of the hydrocarbon-containing material increases, which can create a synergistic effect to provide maximum mechanical properties of the composite.

Наприклад, такі композити можуть мати чудові характеристики при низькій температурі, наприклад, зменшену тенденцію до руйнування і/або розтріскування при низьких температурах, наприклад при температурах нижче 0 "С, наприклад нижче -10, -20, -40, -50, -60 "С або навіть нижче -100 "С, і/або чудові характеристики при високих температурах, наприклад, здатність підтримувати їх корисні механічні властивості при відносно високих температурах, наприклад при температурах вище 100 "С, наприклад вище 125, 150, 200, 250, 300, 400 "С або навіть вище 500 "С. Крім того, такі композити можуть мати чудову хімічну стійкість, наприклад стійкість до набухання в розчиннику, наприклад у вуглеводневому розчиннику, стійкість до хімічного впливу, наприклад, сильних кислот, сильних основ, сильних окислювачів (наприклад, хлору або відбілювача) або відновників (наприклад, активних металів, таких як натрій і калій).For example, such composites may have excellent low temperature performance, such as a reduced tendency to fracture and/or crack at low temperatures, such as below 0 "C, such as below -10, -20, -40, -50, -60 "C or even below -100 "C, and/or excellent high temperature performance, such as the ability to maintain their useful mechanical properties at relatively high temperatures, such as above 100 "C, such as above 125, 150, 200, 250, 300, 400 "C or even above 500 "C. In addition, such composites can have excellent chemical resistance, such as resistance to swelling in a solvent such as a hydrocarbon solvent, resistance to chemical attack such as strong acids, strong bases, strong oxidizing agents (such as chlorine or bleach) or reducing agents (such as active metals such as sodium and potassium).

У деяких варіантах здійснення смола або інший матеріал матриці не піддається поперечному зшиванню в процесі опромінення. У деяких варіантах здійснення застосовують додаткове радіаційне випромінювання, коли вуглеводовмісний матеріал знаходиться в матриці для додаткового збільшення молекулярної маси вуглеводовмісного матеріалу. У деяких варіантах здійснення радіаційне випромінювання приводить до утворення зв'язків між матрицею і вуглеводовмісним матеріалом.In some embodiments, the resin or other matrix material is not cross-linked during irradiation. In some embodiments, additional radiation is applied when the carbohydrate-containing material is in the matrix to further increase the molecular weight of the carbohydrate-containing material. In some embodiments, the radiation leads to the formation of bonds between the matrix and the hydrocarbon-containing material.

У деяких варіантах здійснення вуглеводовмісний матеріал має форму волокон. У таких варіантах здійснення, коли волокна використовують в композиті, волокна можуть бути випадковим чином орієнтовані в матриці. У інших варіантах здійснення волокна можуть бути по суті орієнтованими, наприклад, в одному, двох, трьох або чотирьох напрямках. Якщо бажано, волокна можуть бути безперервними або дискретними.In some embodiments, the carbohydrate-containing material is in the form of fibers. In such embodiments, when the fibers are used in a composite, the fibers may be randomly oriented in the matrix. In other embodiments, the fibers may be substantially oriented, for example, in one, two, three, or four directions. If desired, the fibers may be continuous or discrete.

До волокнистих матеріалів, ущільнених волокнистих матеріалів або до будь-яких інших матеріалів і композитів, описаних в цьому документі, можна додавати одну з представлених нижче добавок.One of the following additives may be added to fibrous materials, compacted fibrous materials, or any other materials and composites described in this document.

Добавки, наприклад, у формі твердої речовини, рідини або газу, можна додавати, наприклад, до комбінації волокнистого матеріалу і смоли. Добавки включають наповнювачі, такі як карбонат кальцію, графіт, воластоніт, слюда, скло, скловолокно, діоксид кремнію і тальк; неорганічні інгібітори горіння, такі як тригидрат оксиду алюмінію або гідроксид магнію; органічні інгібітори горіння, такі як хлоровані і бромовані органічні сполуки; подрібнені будівельні відходи; подрібнений шинний каучук; вуглецеве волокно або металеве волокно або порошки (наприклад, алюміній, нержавіюча сталь). Ці добавки можуть посилити, розширити або змінити електричні, механічні властивості або властивості сумісності. Інші добавки включають лігнін, віддушки, зв'язуючі речовини, засоби, поліпшуючі сумісність, наприклад малеїнований поліпропілен, технологічні добавки, мастильні речовини, наприклад фторований поліетилен, пластифікатори, антиоксиданти, замутнювачі, термостабілізатори, фарбувальний речовини, піноутворювальні речовини, добавки, що модифікують ударну міцність, полімери, наприклад деградовні полімери, фотостабілізатори, біоциди, антистатичні засоби, наприклад стеарати або етоксильовані аміни жирних кислот. Придатні антистатичні сполуки включають провідні вуглисті речовини, вуглецеві волокна, металеві наповнювачі, катіонні сполуки, наприклад четвертинні амонієві сполуки, наприклад хлорид М-(З-хлор-2- гідроксипропіл/утриметиламонію, алканоламіди і аміни. Типові представники деградовних полімерів включають полігідроксикислоти, наприклад полілактиди, полігліколіди і співполімери молочної кислоти і гліколевої кислоти, полі(гідроксимасляну кислоту), полі(гідроксивалеріанову кислоту), співполімер лактиду і е-капролактону, співполімер гліколіду і е-капролактону, полікарбонати, полі(амінокислоти), поліс(гідроксіалканоат)и, поліангідриди, складні поліортоефіри і суміші цих полімерів.Additives, for example in the form of a solid, liquid or gas, can be added, for example, to a combination of fibrous material and resin. Additives include fillers such as calcium carbonate, graphite, wollastonite, mica, glass, fiberglass, silicon dioxide, and talc; inorganic flame retardants such as aluminum oxide trihydrate or magnesium hydroxide; organic flame retardants, such as chlorinated and brominated organic compounds; crushed construction waste; crushed tire rubber; carbon fiber or metal fiber or powders (e.g. aluminum, stainless steel). These additives can enhance, extend or change the electrical, mechanical or compatibility properties. Other additives include lignin, fragrances, binders, compatibilizers, such as maleated polypropylene, process additives, lubricants, such as fluorinated polyethylene, plasticizers, antioxidants, opacifiers, heat stabilizers, coloring agents, foaming agents, impact modifiers strength, polymers, such as degradable polymers, photostabilizers, biocides, antistatic agents, such as stearates or ethoxylated fatty acid amines. Suitable antistatic compounds include conductive carbons, carbon fibers, metallic fillers, cationic compounds such as quaternary ammonium compounds such as M-(3-chloro-2-hydroxypropyl/utrimethylammonium chloride), alkanolamides and amines. Typical examples of degradable polymers include polyhydroxy acids such as polylactides , polyglycolides and copolymers of lactic acid and glycolic acid, poly(hydroxybutyric acid), poly(hydroxyvaleric acid), copolymer of lactide and e-caprolactone, copolymer of glycolide and e-caprolactone, polycarbonates, poly(amino acids), poly(hydroxyalkanoates), polyanhydrides , complex polyorthoesters and mixtures of these polymers.

Коли включені описані добавки, вони можуть бути присутніми в кількостях, обчислених з розрахунку на суху масу, що складають від менше 1 95 аж до 80 95 з розрахунку на загальну масу волокнистого матеріалу. Більш типово, кількості знаходяться в діапазоні від приблизно 0,5 мас. 95 до приблизно 50 мас. 95, наприклад 5, 10, 20, 30 95 або більше, наприклад 40 95.When the described additives are included, they may be present in amounts calculated on a dry weight basis ranging from less than 1 95 to 80 95 based on the total weight of the fibrous material. More typically, amounts range from about 0.5 wt. 95 to about 50 wt. 95 such as 5, 10, 20, 30 95 or more such as 40 95.

Будь-які добавки, описані в цьому документі, можуть бути інкапсульованими, наприклад висушеними розпилювальним сушінням, або мікроінкапсульованими, наприклад, для захисту добавок від нагрівання або вологості в процесі зберігання.Any additives described herein may be encapsulated, such as spray-dried, or microencapsulated, such as to protect the additives from heat or moisture during storage.

Волокнисті матеріали, ущільнені волокнисті матеріали, смоли або добавки можуть бути забарвлені. Наприклад, волокнистий матеріал може бути забарвлений перед комбінуванням зі смолою і змішуванням з утворенням композитів. У деяких варіантах здійснення це забарвлення може бути корисне при маскуванні або приховуванні волокнистого матеріалу, особливо великих агломератів волокнистого матеріалу, в підданих формуванню або екструзії частинах, коли це бажано. Такі великі агломерати, коли вони присутні у відносно високих концентраціях, можуть виглядати як крупинки на поверхнях підданих формуванню або екструзії частин.Fibrous materials, compacted fibrous materials, resins or additives may be colored. For example, the fibrous material may be colored before being combined with resin and mixed to form composites. In some embodiments, this coloring may be useful in masking or concealing fibrous material, especially large agglomerates of fibrous material, in molded or extruded parts when desired. Such large agglomerates, when present in relatively high concentrations, may appear as grains on the surfaces of molded or extruded parts.

Наприклад, бажаний волокнистий матеріал можна забарвлювати з використанням кислотного барвника, прямого барвника або реактивного барвника. Такі барвники доступні від Зресіга Руев,For example, the desired fibrous material can be dyed using an acid dye, a direct dye, or a reactive dye. Such dyes are available from Zresig Ruev,

Кеагпу, МУ або Кеузіопе Апіїїпе Согрогайоп, Спісадо, ІС. Конкретні приклади барвників включаютьKeagpu, MU or Keusiope Apiiipe Sogrogayop, Spisado, IS. Specific examples of dyes include

ЗРЕСТНА"М ІШНТ МЕ ОМУ 20, 5РЕСТВАСІЮТМ МБ ОМУ 40Іі СОМО 200, 5РЕСТАВАМУЇ МZRESTNA"M ISHNT ME OMU 20, 5RESTVASIUTM MB OMU 40Ii SOMO 200, 5RESTAVAMUI M

АНОРАМІМЕ 8, 5РЕСТАВАММУ! М МЕОТКАЇ КЕО В, 5РЕСТКАМІМЕМ ВЕМ2ОРЕВРИВІМЕ,ANORAMIME 8, 5RESTAVAMMU! M MEOTKAI KEO V, 5RESTKAMIMEM VEM2OREVRYVIME,

ЗРЕСТААВІА7О"М ВІ АСК ОВ, 5БРЕСТААМІМЕ М ТОКОЦОЇІЗЕ о і БРЕСТКАМІМЕ "М СВЕМ І МІ. 200 оо, кожний з яких доступний від Зресіга Юуев.ZRESTAAVIA7O"M VI ASK OV, 5BRESTAAMIME M TOKOTSOYIIZE o and BRESTKAMIME "M SVEM I MI. 200 oo, each of which is available from Zresig Yuuev.

У деяких варіантах здійснення з барвниками змішують концентрати барвників в смолах, що містять пігменти. Коли такі суміші потім змішують з бажаною кількістю волокнистого матеріалу, волокнистий матеріал може забарвлюватися іп 5йи в процесі змішування. Концентрати барвників доступні відIn some embodiments, concentrates of dyes in resins containing pigments are mixed with dyes. When such mixtures are then mixed with the desired amount of fibrous material, the fibrous material may be colored by the mixing process. Dye concentrates are available from

Сіапапі.Siapapi

Може бути корисним додавання у волокнистий матеріал, ущільнений волокнистий матеріал або композити ароматизатора або віддушки. Наприклад, для композитів може бути переважно мати запах іМабо бути подібними природному дереву, наприклад кедру. Наприклад, віддушки, наприклад з ароматом природної деревини, можна вводити в смолу, використовувану для виготовлення композита. У деяких варіантах здійснення віддушку вводять безпосередньо в смолу у вигляді масла.It may be useful to add a flavoring or perfuming agent to the fibrous material, compacted fibrous material, or composites. For example, it may be preferable for composites to have an odor and to be similar to natural wood, such as cedar. For example, fragrances, such as those with the aroma of natural wood, can be introduced into the resin used to make the composite. In some embodiments, the fragrance is injected directly into the resin as an oil.

Наприклад, масло можна вводити в смолу з використанням роликового млина, наприклад змішувачаFor example, oil can be introduced into the resin using a roller mill, such as a mixer

Вапригуфб або екструдера, наприклад двошнекового екструдера з зустрічним рухом шнеків. Прикладом змішувача ВапригуФ є змішувач Е-бЗегіе5 Вапригує виробництва РаїтеІ. Прикладом двошнекового екструдера є МУР 75К 50 МЕСАсотрипаег"М виробництва Ктирр Умегпег 5 РіПєїдегег. Після введення ароматизовану смолу можна додавати до волокнистого матеріалу і екструдувати або формувати.Vaprigufb or extruder, for example, a twin-screw extruder with counter-rotating screws. An example of a VapriguF mixer is the E-bZegie5 Vapriguye mixer manufactured by RaiteI. An example of a twin-screw extruder is the MUR 75K 50 MESAsotripaeg"M manufactured by Ktyrr Umegpeg 5 RiPeidegeg. After introduction, the flavored resin can be added to the fibrous material and extruded or molded.

Альтернативно, маточні суміші смол з ароматизаторами є комерційно доступними від ІпіегпабопаїAlternatively, flavored resin mother blends are commercially available from Ipiegpabopai

Еіамог5 апа Ргадгапсех5 під торговою назвою РоїуйМ або від КТР Сотрапу. У деяких варіантах здійснення кількість віддушки в композиті складає від приблизно 0,005 мас. 95 до приблизно 10 мас. 95, наприклад від приблизно 0,1 95 до приблизно 5 95 або від приблизно 0,25 95 до приблизно 2,5 95.Eiamog5 apa Rgadgapseh5 under the trade name RoiuiM or from KTR Sotrapu. In some embodiments, the amount of fragrance in the composite is from about 0.005 wt. 95 to about 10 wt. 95, such as from about 0.1 95 to about 5 95 or from about 0.25 95 to about 2.5 95.

Інші віддушки з ароматом природної деревини включають віддушки з ароматом хвойних дерев або червоного дерева. Інші віддушки включають віддушки з ароматом м'яти перцевої, вишні, суниці, персика, лайма, м'яти кучерявої, кориці, анісу, васильки, бергамота, чорного перця, камфори, ромашки, цитронели, евкаліпта, сосни, ялиця, герані, імбиру, грейпфрута, жасмину, ялівцевої ягоди, лаванди, лимона, мандарина, майорану, мускусу, міри, апельсина, пачулі, троянди, розмарину, шавлії, сандала, чайного дерева, тім'яну, грушанки, іланг-ілангу, ванілі, "нової машини" або суміші цих віддушок. У деяких варіантах здійснення кількість віддушки в комбінації волокнистий матеріал- віддушка складає від приблизно 0,005 мас. 95 до приблизно 20 мас. 95, наприклад від приблизно 0,1 95 до приблизно 5 95 або від приблизно 0,25 95 до приблизно 2,5 95.Other natural wood fragrances include conifer or mahogany fragrances. Other fragrances include peppermint, cherry, strawberry, peach, lime, spearmint, cinnamon, anise, cornflower, bergamot, black pepper, camphor, chamomile, citronella, eucalyptus, pine, fir, geranium, ginger , grapefruit, jasmine, juniper berry, lavender, lemon, mandarin, marjoram, musk, myrrh, orange, patchouli, rose, rosemary, sage, sandalwood, tea tree, thyme, pear, ylang-ylang, vanilla, "new car " or mixtures of these fragrances. In some embodiments, the amount of fragrance in the fibrous material-fragrance combination is from about 0.005 wt. 95 to about 20 wt. 95, such as from about 0.1 95 to about 5 95 or from about 0.25 95 to about 2.5 95.

Хоч був описаний волокнистий матеріал, такий як целюлозні і лігноцелюлозні волокнисті матеріали, для одержання композитів можна використовувати інші наповнювачі. Наприклад, можна використовувати неорганічні наповнювачі, такі як карбонат кальцію (наприклад, осаджений карбонат кальцію або природний карбонат кальцію), арагонітова глина, орторомбічні глини, кальцитова глина, ромбоедричні глини, каолін, глина, бентонітова глина, дикальційфосфат, трикальційфосфат, пірофосфат кальцію, нерозчинний метафосфат натрію, осаджений карбонат кальцію, ортофосфат магнію, тримагнійфосфат, гідроксіапатити, синтетичні апатити, оксид алюмінію, ксерогель на основі діоксиду кремнію, алюмосилікатні комплекси металів, алюмосилікати натрію, силікат цирконію, діоксид кремнію або комбінації неорганічних добавок. Наповнювачі можуть мати, наприклад, розмір частинок більше 1 мікрометра, наприклад більше 2, 5, 10 мікрометрів, 25 мікрометрів або навіть більше 35 мікрометрів.Although fibrous material such as cellulosic and lignocellulosic fibrous materials have been described, other fillers can be used to produce composites. For example, inorganic fillers can be used, such as calcium carbonate (eg, precipitated calcium carbonate or natural calcium carbonate), aragonite clay, orthorhombic clay, calcite clay, rhombohedral clay, kaolin, clay, bentonite clay, dicalcium phosphate, tricalcium phosphate, calcium pyrophosphate, insoluble sodium metaphosphate, precipitated calcium carbonate, magnesium orthophosphate, trimagnesium phosphate, hydroxyapatites, synthetic apatites, aluminum oxide, xerogel based on silicon dioxide, aluminosilicate metal complexes, sodium aluminosilicates, zirconium silicate, silicon dioxide, or combinations of inorganic additives. The fillers may have, for example, a particle size greater than 1 micrometer, such as greater than 2, 5, 10 micrometers, 25 micrometers, or even greater than 35 micrometers.

Також можна використовувати наповнювачі в діапазоні нанометрів окремо або в поєднанні з волокнистими матеріалами будь-якого розміру іиабо форми. Наповнювачі можуть бути у формі, наприклад, частинок, пластини або волокон. Наприклад, можна використовувати глини нанометрового розміру, кремнієві і вуглецеві нанотрубки і кремнієві і вуглецеві нанодроти. Наповнювач може мати поперечний розмір менше 1000 нм, наприклад менше 900, 800, 750, 600, 500, 350, 300, 250, 200 нм, менше 100 нм або навіть менше 50 нм.It is also possible to use fillers in the nanometer range alone or in combination with fibrous materials of any size or shape. Fillers can be in the form of, for example, particles, plates or fibers. For example, nanometer-sized clays, silicon and carbon nanotubes, and silicon and carbon nanowires can be used. The filler may have a transverse dimension of less than 1000 nm, for example less than 900, 800, 750, 600, 500, 350, 300, 250, 200 nm, less than 100 nm, or even less than 50 nm.

У деяких варіантах здійснення наноглина являє собою монтморилоніт. Такі глини доступні відIn some embodiments, the nanoclay is montmorillonite. Such clays are available from

Мапосог, Іпс. і хошпвегп Сіау Ргодисів, і вони описані в патентах США МоМо 6849680 і 6737464. Глини можна піддавати поверхневій обробці перед домішуванням, наприклад, в смолу або волокнистий матеріал. Наприклад, глину можна піддавати поверхневій обробці, так щоб її поверхня мала іонні властивості, наприклад катіонні або аніонні.Maposog, Ips. and Siau Rhodysov, and are described in US Patent Nos. 6,849,680 and 6,737,464. Clays may be surface treated prior to incorporation into, for example, a resin or fibrous material. For example, clay can be surface treated so that its surface has ionic properties, such as cationic or anionic.

Також можна використовувати агреговані або агломеровані наповнювачі нанометрового діапазону або наповнювачі нанометрового діапазону, які збираються в надмолекулярні структури, наприклад самоагреговні надмолекулярні структури. Агреговані наповнювачі або наповнювачі з надмолекулярною структурою можуть мати відкриту або закриту структуру, і вони можуть мати різні форми, наприклад решітчасту, трубчасту або сферичну.It is also possible to use aggregated or agglomerated fillers in the nanometer range or fillers in the nanometer range that assemble into supramolecular structures, such as self-aggregating supramolecular structures. Aggregate fillers or fillers with a supramolecular structure can have an open or closed structure, and they can have different shapes, for example lattice, tubular or spherical.

Таким чином, інші варіанти здійснення входять в обсяг представленої нижче формули винаходу.Thus, other variants of implementation are included in the scope of the claims presented below.

зоzo

БЮМАСА р - 10 414 В 122BYUMASA r - 10 414 V 122

ПІДГОТОВКА ПОПЕРЕДНЯ ПБРОБКА. осНОоВНий ПОДАЛЬША. ї фо свихІДНОГО ; ПРОЦЕС з ПЕРКРОБКАPREPARATION OF PRE-EXAMINATION. BASIC FURTHER. i fo svihIDNOGO ; PROCESS from PERKROBK

МАТЕРЕАЖУ:MATERIALS:

ПРОДУКТНІ ПРОДУКИУЦИ спІізпРОДУЮТИ СПІВПРОДУКТИ:PRODUCT MANUFACTURERS CO-PRODUCE CO-PRODUCTS:

Фіг. - 210 32 зів.Fig. - 210 32 ziv.

І ШИ ПЕРШЕ СИТО , , йAND THE FIRST SIEVE , , y

ДЖЕРІ ДРОБЛЕННЯ ПЕРШИМ ; ДРУГИЙ ВОЛОЕНИСТИЙ волокон волокнистий 214 МАТЕРІАЛJERRY CRUSHING FIRST ; SECOND FIBER FIBER FIBER 214 MATERIAL

І ; З МАТЕРІАЛ - : Фіг, 2 ее ди ка літ Є Шашння ее ниви, . вини икт в 30And WITH MATERIAL - : Fig, 2 ee di ka lit E Shashnya ee niva, . blame ict in 30

Ки ие ові Я) тяKi ie ovi Ya) tia

Оливи - Же 224. А ей ви ДЯЙ а под в Ж й др авт ОВК хе у, иOlyvy - Zhe 224. And hey you DYAY a pod in Zh and dr avt OVK he u, and

Й с ос: СОКИ ще ння,Y s os: JUICES,

ШУ У вче и АН «НК годе АUniversity of Science and Academy of Sciences "NK gode A

ХМ М СЯ ами» р й ДОВ г 2 ШНЯHM M SYA ami» r y DOV g 2 SNYA

КОМ це си А я дя ут до Свт ІЙ 230--Й АЕЬ ОДву поеграо їй т г сет і ; й ' се з див - ОЙ,KOM te si A I dya ut to Svt ІІ 230--І AEІ ODvu poegrao her t g set i ; and 'se with wonder - OH,

ТЯ пику уу х У де, лося й зойк Я 1 «шій ти, ее ро ца КК КВ ййTYA piku uu x Where, moose and zoik I 1 "shey you, ee ro tsa KK KV yy

ЩА; га Кави жир й Уч ;Х, І ТЯ и и нако Ми й АРІЯ. ЙWHAT; ha Kavy fat and Uch ;X, and TYA and i nako We and ARIA. AND

Нд ваSunday

Бик ет Н ха м ку пи ак хай дн Але Й Ї 240 Яди ил х тих йн - пат ЗИ хе паса Ак воля З - ; Мо І Не ДЗ мини ; о а НО А ни. !Byk et N ha m ku py ak hai dn But Y Y 240 Yady il h tih yn - pat ZY he pasa Ak volya Z -; Mo I Ne DZ mini ; oh and BUT And we. !

Й. й сук нирка т ні че є СЕМ ани ка и иеY. y suk nyrka t ni che is SEM any ka i ie

Мне ЕЛЕ ОО ная й 230 щи 250 242 і -244 ух чи : хх ох і ох, ДЖЕРЕЛО х ВАКУУМУМне ELE ОО ная и 230 шчи 250 242 и -244 ух чи : хх ох и ох, VACUUM SOURCE

Фіг. З 210 бра о 0поРщЕ ; ДЕУГЕ й Й рай сито вів, сито арFig. From 210 bras to 0poRshE; DEUGE and Y rai sifted, sifted ar

ДЖЕРЕНО ПЕРШИЙ й деУГиИ ве ТЕЕТИ.JERENO THE FIRST and deUGiY ve TEETUS.

ВОЛОКОН волокнистий) 4 ВОЛОКНИЄтиЙ 222 | сволокнистий 1 МАТЕРІАЛ НЯ ім МАПАЛО ОЇ МАТЕРІАЛFIBER fiber) 4 FIBER 222 | fibrous 1 MATERIAL NYA im MAPALO OYI MATERIAL

Фіг. 4Fig. 4

ДОБАВКИSUPPLEMENTS

( Матея а 40 щявнення МАТЕРАЛІУ 1(Matheya a 40 the slander of the MATERIAL 1

НИЗЬКОЮ високоюLOW high

ОБ'ЄМНОВК й ПлОМНОКУOBJEMNOVK and PLOMNOKU

ГУСТИНОЮ СУСТИНОЮTHICK ESSENCE

ЗКУZKU

РЕЗОВИНАREZOVINA

, Фіг. 5, Fig. 5

00 ' т «У ше ох й 332 м Тед» 2 о що РАВ, «Ву Я ДЕ зво ра Й ех у ЛИ | зая а во б. ч- ; у00 ' t "U she oh y 332 m Ted" 2 o what RAV, "Vu Ya DE zvo ra Y eh u LY | zaya a in b. h- ; in

Мк а ме за Р бе «КІ зівMk a me for R be "KI ziv

ЕЙ уюhey hey

Фіг. 6Fig. 6

- т НІ з. те нн ВЕ 3 Я в «Ве у А БА упатви не ти ке в. Кя Го 35 у; ; КЗ ле я шум їх не Х о КО яв й у,- t NO with. te nn VE 3 I in "Ve u A BA upatvy ne ti ke v. Kya Go 35 in; ; KZ le I noise them not H o KO yav y y,

ОвOv

Мк я А Той М. і М зад с й хх Я зMk I A Toy M. and M zad s and xx I z

УIN

Фіг. 7А - : цFig. 7A - : c

Фіг, 78 Фіг 7СFig, 78 Fig. 7C

Фіг. 70Fig. 70

ОБРОБКАPROCESSING

- У И т ОБЄДНАННЯ З- U Y t ASSOCIATION WITH

ПЕРЩИЙ - ДРУГИЙ пули чеFIRST - SECOND puli che

МАТЕРІАЛ ОХ у МАТЕРІАЛ (3) мон анемом І іаляноєMATERIAL OH in MATERIAL (3) mon anemom I ialyanoe

НЕОБОВ'ЯЗКОВО У ЗOPTIONAL IN Z

ОоКкИиСслЛювВАЛЬНИХ т УМОВАХ тTERMS AND CONDITIONS t

Ми ще т с Со т т о. о - Фіг. 8We still t s So t t o. o - Fig. 8

; я обко: ВИШ : т о ший І я І го ТЕ, шк о; I obko: VYSH : t o shiy I I I go TE, shk o

НРКУ дя рови ТЕТ ери т»NRKU thanks to TET era t"

УНН я - у й Шосте сс і сотки о звіюи сна хаUNN I - in and Sixte ss and sotki o zviyuy sna ha

ШІ. ж, щк Тева зи Шо сяAI. well, shk Teva zi Sho sia

Шо ле и а ше вве Її В Ц- вй де. Увй р Не я Шо єс ев зх Ме В : дев НЕКЖАЗ, рSho le i a she vve Her In Tsvy de. Uvy r Ne I Sho yes ev zh Me V : dev NEKZHAZ, r

Є А т п: і ШЕ Ше: ча пове ни з Го ЗЕ ! : А ,Ye A t p: and SHE She: cha pove ny with Go ZE ! : A,

КН ел ее, ШЕ: : " о кн НН р, акKN el ee, SHE: : " o kn NN r, ac

ЕТ ве Кістеу Ес Ох й у ЯET in Kisteu ES Oh and in Ya

ЗО Сира вки в КК 5 » хв я вк М с шов яки я а ши, х а ел лов ет т Зоя Сени расу т ТНК ор с АС що ТА сш шен й а ще ан Шо їх ке, А ; їх Тв; С | м реянняZO Syr vky in KK 5 » hv i vk M s shov yak i a shi, h a el lov et t Zoya Seni rasu t TNK or s AS that TA ssh shen y a still an Sho ikh ke, A ; their TV; C | m soaring

Ши Ксжй рис ис кс х 4 «ої якShi Kszhy rys is ks x 4 "oi how

Е Ки З Н 7 я ДеE Ky Z H 7 i De

Зб ре ух ДЯGather the ears of the DYA

КО яса що 1KO yasa that 1

Щ в. : ВАВ ЕЕ : Тени ДН, шк ск М Х о див Кк:Sh in : VAV EE : Teny DN, shk sk M H o see Kk:

В в о я пока ВІ ПКI'm still in PC

І ке М З З ес В а же нак ее, я кана ШЕУ р йI ke M Z Z es V a same nak ee, I kana SHEU r y

М о ще діM o still di

КийCue

Фіг. 10Fig. 10

З000 !Z000!

Й шу й гудAnd noise and hum

ЗиО 3020 З03о0 вини РОЗПОДІЛ НА і ФЕОБОВ'ЯЗКОНОЇ ПРИСТРОЇ ДЛЯЗиО 3020 З03о0 fault DISTRIBUTION ON and PHEOBODY DEVICE FOR

Ж суха МЕХАНІЧНА. ТРАНСПОРТУ».Also dry MECHANICAL. TRANSPORT".

СИРОВИНА З ; ОБРОБКА ВАННЯ чи І СИРОВИНИ . | 3040 3045 зо (НЕОБОВ'ЯЗКОВО) / ІRAW MATERIAL FROM ; BATH PROCESSING AND RAW MATERIALS. | 3040 3045 zo (OPTIONAL) / I

ЗОВ ПРИГОТУВАННЯ. ХІМІЧНИЙ и ; с 1 СУуСПЕНЯЙ - РЕАБЕДТ )CALL OF COOKING. CHEMICAL and ; p 1 SUusPENYAY - REABEDT )

Оу : ; 3059 ГГ пеРемецЕНняOh : ; 3059 HH of re-designation

НЕСУЧОЇLAYERS

СЕРЕДОВИЩА, ДОENVIRONMENT, TO

І ДЖЕРЕЛА ОПРОМІНЕННЯAND SOURCES OF RADIATION

"рапУчкОМ ЕЛЕКТРОНІВ: ж 053 1 оцеоме . ВЕВНЯ о ВІДННА"RAPUCHKOM ELECTRONS: z 053 1 oceome . VEVNYA o VIDNNA

ЗО54 2:--ЗО54 2:--

І зоAnd so

В ; хи МЕХАНІЧНЕ ; ; РОЗДІНЕННЯ 02х 055 би й тверла речовина.In ; hi MECHANICAL ; ; CLOTHING 02х 055 would also be a solid substance.

И ПБРЕМИЦЕННЯ НА СХ 070AND LOADING ON SH 070

БАСТУПНУЄТАДЛЮ М йBASTUPNUETADLYU M y

Г ПЕРЕРОБКИD PROCESSING

ФЕТА.FETA.

ик нечую і но ин. ївОЙ й-ОоНн , ч р оно і "ОКИСЛЕННЯ ряI don't hear anything. yivOY y-OoNn , ch r ono and "OXIDATION rya

Дуда | ! ногу, ов ПІОНЕРЕДНЯ ОБРОБКА. «Й чо ЮНІЗУЮЧИМ й 00077 ВИПРОМІНЮВАННЯМ " і Ше 7 Бо - 0 БОМАСАУЩО ВКЛЮЧАЄ ТАСШНЯ Й у уDuda | ! leg, ov PIONEER PROCESSING. "Y cho UNIZING and 00077 RADIATION " and She 7 Bo - 0 BOMASAUSHTO INCLUDES TASSHNYA y y

РАДИКАЛИ : й и й ся й ще а ;RADICALS: y y y sia y sce a;

ФВFV

1210 іга фев та я 1214 123847 |. ре -4238 1; Я Фі: 1240 7 194? ре 1230--1210 Iga Feb and I 1214 123847 |. re -4238 1; I Phi: 1240 7 194? re 1230--

ТВ зд Е сф тя тв | іа й 1 Ге таке 12525, 4220 -18822 1224 1244 Що 1226 1250TV zd E sf tya tv | ia and 1 Ge such 12525, 4220 -18822 1224 1244 What 1226 1250

Чиг. 12 ши 4 | 96 790 60 є» а ие ; | | ПЕРЕТВОРЮВАЧ . 72 70 ув! я й зедну вальний --8 Б 80 !Chig. 12 shi 4 | 96 790 60 yes" and yes ; | | CONVERTER. 72 70 uv! I will also install the shaft -- 8 B 80!

Фіг: 13 во вхоFig: 13 in the ear

МЕКАНІЧНА 6020 АMECHANICAL 6020 A

СУКА СИВОВИНАROUGH GRAIN

7 ша ви я7 sha you me

Й ї ВОЛОГОВМІСТУ щ ВОДА 8250 утво 6о5о но сій -8овО 51во ! - 6250 527 я с . пи ПЕРЕРОБКАAND i VOLOGOVMISTU sh WATER 8250 utvo 6o5o no siy -8ovO 51vo ! - 6250 527 i s. п PROCESSING

І и бово т 6130 в140- бо07о СУСПЕНЗІЯ. і. МНН газ | петнян | ФОТЬТРУВАННЯ 4 - вБНТИЛЯТОР й 8150 ст "6080 и ВТО біо ПРЕСУВАННЯI and bovo t 6130 v140- bo07o SUSPENSION. and. INN gas | petnian | PHOTOGRAPHY 4 - vBNTILIATOR and 8150 st "6080 and WTO bio PRESSING

ТозлокНня Каже шо вро | ЗБЕРІГАННЯ вОЗДЕННЯ ! ВЕУ ВННИ " , стоTozlokNnya Says what happened STORAGE OF THE DAY! VEU VNNA ", hundred

ОЧИЩЕННЯ ще РІДИНИ і ово як ЗМ шо 6199 тки 318 У 5100 яCLEANING is still LIQUID and ovo as ZM sho 6199 tki 318 U 5100 i

РОЗЧИННИКИSOLVENTS

ТЯМИ двоTHEM two

Фіг. 14 6510 ' бвоо ре 6590 | | к й У : Ач А мо і Ї - ВБЗО 6 (652) 6550 6580 6550 х ко Й . А Й |; ! -о лин КА Тан ; 5590 / -- 8610 й 850 68570Fig. 14 6510 ' bvoo re 6590 | | k y U: Ach A mo i Y - VBZO 6 (652) 6550 6580 6550 x ko Y . A Y |; ! -o lyn KA Tan ; 5590 / -- 8610 and 850 68570

Фіг. 15 вто п--й оовівю О07О що І; --Fig. 15 tu p--th oovivyu O07O what I; --

Ті ст 65730 а с. 8740Ti st 65730 a p. 8740

МН | | ле І шк 8770 8720 | / . я дтваMN | | le I shk 8770 8720 | / . i dtva

Фіг. Іб 1712 9 У 1718Fig. Ib 1712 9 In 1718

ГАЗ. ШО НАДХОДИТЬ - З 25 20 1715 реа л/гл 1, НН З ден фо --- 1716 віл . 41713 1714 яки пив наш.GAS. WHAT IS ARRIVED - Z 25 20 1715 real l/gl 1, NN Z den fo --- 1716 vil . 41713 1714 Yaki drank ours.

ЯниThey are

ГАЗ, ЩО ВИХОДИТЬGAS LEAVING

Фіг 17Fig 17

-фп-я-fp-me

ДО 4 ГАЗ, ЩО НАДХОДИТЬ ше шк ше ій 1821-71, | | -1823 ! тролі ст уUP TO 4 GAS, WHICH ARRIVES IN 1821-71 | | -1823! trolls st

І Т НИAND T WE

Янв ооо 13 В Ех позннвсавея нок І. теенх | жен;Jan ooo 13 V Eh poznnvsaveya nok I. teenh | wives;

ГАЗ, ЩО ВИХОДИТЬGAS LEAVING

Фіг. 18 оFig. 18 o

ГАЗ, ЩО НАДХОДИТЬ Ше а тINCOMING GAS She a t

ЩІ 134 ше ІЗ Є» 137ШЧИ 134 ше ИЗ Е" 137

ДНDN

7 Її - | 1357 Her - | 135

Нац,nats,

АAND

МІЙMY

Фіг. 19 їй з ле иFig. 19 her with le and

Ві мв-/ МО о наIn mv-/ MO about on

Фіг. 20 дн од уFig. 20 days from

Й сх | Шин «БоAnd west | Shin "Bo

Фіг. 21Fig. 21

. 5ОЗО і во. 5OZO and in

УЕАННА 5020 В,UEANNA 5020 V,

ЩІSHI

Б1БО ши і; | шині БОЗО ! ПЕРПРОБЛЕНА ТИХА. --B1BO shi and; | BOZO tires! PERPERBLANA SILENCE. --

Зо ООFrom OO

ЇЗАХИЩАЮВА ОД МашШУВАННЯIT PROTECTS AGAINST SMOKING

ВОЛюКНА СИРОВИЦИLYUKNA SERUM

ДОБАВКА ЕAPPENDIX E

Бао 5ОБО 5200Bao 5OBO 5200

ЕКСТРАКЦІЯ пот ВОДНА СУСИКНЗІЯ і в| відходЕВ СИРОВИНИ ОСНОВНІEXTRACTION sweat WATER DRYING and v| WASTE BASIC RAW MATERIALS

АГЕНТИ ! стіслювюу | | 5060AGENTS! condense | | 5060

ЯН; АГЕНТИ Моз іОБРОрКА СУСПЕМНЯНЕ йYAN; AGENTS Moz iOBROrka SUSPEMNYANE and

СИРОВИНИ за деRAW MATERIALS for where

ТЕРМІЧНА, 5150 -- | я 5220THERMAL, 5150 -- | I am 5220

ОБРОБКА. СУШІННЯ. З 507о ДИСТИЛЯЦІя; ЩО : ; ОТО КИиСЛюЗНЯ СУСПЕНЗІЇ З БКСТРАКЦІЯ, фах ВІНКОДІВ с спРОВИНИ Й ваадення віза що анна і - БОВО - 5100 ла СТАЛИ Ї 5120 стер -Ж 5140PROCESSING. DRYING. From 507o DISTILLATION; WHAT : ; THIS IS THE KEY OF SUSPENSION WITH EXTRACTION, the field of VINCODES with misdemeanors and the use of a visa that Anna and - BOVO - 5100 and became 5120 and 5140

ПОДАЛЯНА РPODALYANA R

ПЕВЕРОБКА ПеPEVEROBKA Pe

Фіг. 22 що Я нення й НЕОБОВ'ЯЗКОВА КОЗДРОБЛЕНЕ СFig. 22 that I nen and OPTIONAL FORGED P

ДЖЕРЕЛО ПРОБЛЕ; ПЕОКОВАЗКОВЕ МІ ДОДАТКОВЕ: Ї СджеЕРЕЩОSOURCE OF THE PROBLEM; PEOKOVAZKOVE MI ADDITIONAL: Y SdjeERESCHO

Волокна р леовення | тпросювання - дРОБАВННЯ Ж водекон ' -404 ниОБОб'яКОва ваш Як слу пт ВМІЯГАННЯ. ПАРОВИЙ.Fibers of casting | tprosivnya - CRUSHING J vodekon '-404 niOBbyaKOva your As slu pt INTERVENTION. STEAM.

ПАБ РІДИНА в : ЯRIDYNA PUB in : Ya

І ПвидАне Дгосовов'язк | те ІAnd PvydAne Dgosovvyazk | that I

Щ- ПЕОБОВ'ЯЗКОВИ ПКОБОДКОВЕ ПЕЦРОВ'ЯЗКОВЕSH- OBLIGATORY PKOBODKOVE PETSROVYAZKOVE

ПАРОВОМУ ЕВтЯг я : МАТОВЕ 4 і ОБОВРОСНЕ ней до волокон ДРОБЛЕННЯ УЩІЛЬНЕННЯ ОБЕМИ 4 вес КИ. ї валокна т іSTEAM TREATMENT: MATTE 4 and WRAPPED to the fibers CRUSHING CONSOLIDATION OF BOTH 4 WEIGHTS. i fibers t i

РОБЛЕННЯ. с тт. ; 404 І пеОСиовАчНЯ вОлЛаКНЄтиЙ. У ще | МАТЕРІАЛDOING. with tt. ; 404 AND PEOSIOVATION OF OLLAKNETY. In more | MATERIAL

ПЕХРІЛІЗОВАНІ йPEHRILIZED and

ДРІЖДЖІ, БАКТЕРІЇ "YEAST, BACTERIA"

ТАБОТЕРМЕНТГИ й ЕбЕОЕ ЯЗКОВЕ г ВАПНУВАННЯTABOTERMENTGI and EbEOE YAZKOVE g LIMING

НПЕОБОБЯЗКОВЕ я! , -. ОБОРИТГНЕ ІOPTIONAL I! , -. OBORITGNE I

КІ УШІЛЬНЕННЯ СБЄМУ Г пвНнОнАЗИ, ГОФБРМАЕКТиНИTO STRENGTHENING OF SBEUM G pvNNONAZY, HOFBRMAEKTINY

ГІДВОЛІЗ ІHIDVOLIZ I

ТРАНСПОСРУНАННЯ ІнTRANSPORTATION Ins

БАБОЗБЕРІГАННЯ 412BABOZBERIGANYA 412

І хспементовантAnd hspementovant

ЦеКРИTsekry

ЕОМ зі ФЕЕМЕНТАЦІЯComputer with FEEMENTATION

КО;KO;

ПРОДУКТ. Я (НАПРИКЛАД,PRODUCT. I (EXAMPLE

ЕТАНОЛ) і ; д .ETHANOL) and ; d.

Фіг. 23Fig. 23

-476 484-476 484

А 485 і 470 ! ; 472 чі 467 х фа 466 ! у ПАРА З БОЙЛЕРА ! У сAnd 485 and 470! ; 472 chi 467 x fa 466 ! in STEAM FROM THE BOILER! In the village

Ш | Я е--аду х - дво 474Sh | I e--adu x - two 474

У і. 479 478In i. 479 478

Фір. 24 ї 1х КУ - гХ г ОБО окопі . с 7 2520: і; . й т Є З 25 В х З о : КЗ я Х щ і с .Fir. 24th 1x KU - gX g OR trench. p 7 2520: and; . y t E Z 25 V x Z o: KZ i X sh i s.

КЗ ак З . ша х Яви й хі ; Й ре їKZ ak Z . sha x Java and hi ; And again

С ха Й й га 5 аури І / . вАННЕ: 253 пи й Е У га хS ha Y y ha 5 aura I / . BATHROOM: 253 pi and E U ha h

ЕЙ ой Не І: :Hey oh No And: :

В ; х її вия х ' їй і ТВ х Щ г хх Х з Я : ї і: : х Ко З : : х ш ї : . ї 2535 || 1: 2535 | ї 5 їх х х і ; х Ка В ; о Х шу .In ; x her vya x ' her and TV x Ш g xx X z I : і i: : х Ko Z : : х ш і : . th 2535 || 1: 2535 | i 5 ih x x i ; x Ka B ; about X shu .

СВ, З Ах. прання З що я А Ох - їз їй « и с спра дод я тляSV, Z Ah. washing With what I A Oh - iz her « and s spra dod i tlia

ЕйHey

Фіг. 25 ок мн одер пен ові ЕК те и В по вFig. 25 ok mn oder pen ovi EK te i V po v

ОТЖЕ МК ХО А ня Ок ОН М и я а а с с Не ВTHEREFORE MK HO A nya Ok ON M i i a a s s Not V

З я Ж кн шк о и ко и я и внесе о. І сна ще пк Ся я нення ПЕ 53 с емо БZ i Zh kn shk o i ko i i i will introduce o. And sleep still pk Xia ya nenia PE 53 se emo B

ОН ВИ о и КВУ в о с ди и 5. я шк А СЯ КУ ПО в шо іх с й я в. и в п в о са пе а ен в и п о в у М п у и и ко 0 о, ой нн п 5 ів жи 0: ВЕК з а с нн ше вHE YOU o i KVU v o s dy i y 5. I shk A SYA KU PO v sho ih s y i v. i v p v o sa pe a en v i p o v u M p u i i ko 0 o, oi nn p 5 iv zhi 0: VEK z a s nn she v

ОО ре ПК и АТ В ВИК УА ВН ск Ж пн дня о шо ко понОО re PC and AT В ВыК UA ВН sk Ж mon days o'clock to mon

Он и пек Ко о пи вер км ОО в А и аку па ме и я ше ин в о ДАВ о ши в В с 0. в.On i pek Ko o py ver km OO v A i aku pa me i ya she in v o DAV o shi v V s 0. v.

Пежо не вон о и Я и ко м я он ша оно я Во пи М КМ АД КН х Кн и я ОО А ох вк о прю но п я енPeugeot ne von o i Ya i k m i on sha ono i Vo py M KM AD KN x Kn i i OO A oh vk o pryu no pya en

Ми А, Кн п а о я А о ек, с еВ АК ин В В А и ке по п нн ек В и ок, п и КК КАНОН же і ек 55. тMi A, Kn p a o ya A o ek, s eV AK in V VA A i ke po p nn ek V i ok, p i KK CANON same i ek 55. t

Пк ЕК ЗК тк о ний Ес Ки Ко мок ПокиPk EK ZK tk o ny Es Ky Ko mok Poki

Си в ККУ пок и пд ей ек о йYou are in KKU until the end of the year

Пеня В КЕ и В и о ка Мо ее 5 іPenya V KE i V i o ka Mo ee 5 i

Ме и кн и о р ши нен я пн в в а По 5. пет сMe i kn i o r shi nen i pn v v a Po 5. pet p

КЕШ о я Ши ПЕ НЯ В я З о п Ме ни м и с: М В пи 0. с. план о зеKESH o i Shi PE NYA V i Z o p Me ny m i s: M V pi 0. p. plan about ze

Мене КК КД В Кн А Ба МОН ши ев Сх в, ефе Її Мн ен ема о вMe KK KD V Kn A Ba MON shi ev Sh v, efe Her Mn en ema o v

КК анти МК т и КОКО очKK anti MK t and KOKO points

Фіг. 26 х. КМЗ АКА оFig. 26 x. KMZ AKA Fr

Он в С п.He is in S p.

М г ще о о. . оM g still o o. . at

ТЯ Ку во Ах хе ее ОК п.TYA Ku vo Ah hee ee OK p.

ВН ащх СЕ г хе Он х с о сVN ashkh SE g he On x s o s

Як вел У о с о о . зви Ки о о с . о о з а Кри я У с ку с с с с п ек ОВК: дк Ен ж а с о Ок ТК аку код Ат до й ен роя МАВ СД КАХ У БЖ Сов, СЕК о я о ее с с с і. пе ях о. ї. о о. о а ше я У Б ЗК А о же щ- вх со г. о ж кВ я КК пода Мо Зо с ох КО о нс ке МК СКе рес в я Со ДЕ хе с . с ї х о : . їі с їй у єAs U o s o o led. zvy Ky o o s. o o z a Kri ya U s k u s s s s s s s s s s p ec OVK: dk En zh a s o Ok TK aku kod At do y en roya MAV SD KAH U BZH Sov, SEC o ia o ee ss s i. pe yah o. eat oh oh o a she i U B ZK A o zh sh- vkh so g. o zh kV i KK poda Mo Zo s oh KO o nske MK SKe res v i So DE he s . s i h o : . she has it

З и що она се пк 0 с о гWith and what she se pk 0 s o g

Во Кс КЕ ою Сх ж Соя І ся, В. с сVo Ks KE oyu Shh zh Soya I sya, V. s p

По Яги су КК СК ре Кс ОЗ ПоОСКм іх МК ж, Сея Кк а» У в Ми я поки Я ла 5 ЕС Бо о о о . .Po Yagi su KK SK re Ks OZ PoOSKm ih MK zh, Seya Kk a» U v We i until Ya la 5 ES Bo o o o . .

Того Кив У Як о сф Ух ОХ Й ПЕ Ка о я ще с ЛК еВ Кая Ж з що х с п. а: ох С и г . о. ВЕ в, с с що Ох Я ще 5 п шо її а с о. с и МЕ в. т с в ї тА : о: 5 ук ОО АВК Кл УКТЕ 0 зер е - т. й и С з. я с 5 ще СИ Пеня Оля СО У ЯН ув со я Бе Се о . з, г. в. ва с НЕ є п з ув и яка СЯ Х лена А ОО ОО Кох с. с . . : . У. ни їх г й т ке . ДЕК о Ему. Ми Мо п УК то в рас ку ннTogo Kyv U Yak o sf Uh OH Y PE Ka o i still s LK eV Kaya Z from what x s p. a: oh S i g . at. VE in, s s what Oh I still 5 p what her a s o. with and ME in t s v i tA : o: 5 uk OO AVK Cl UKTE 0 zer e - t. y i S z. I with 5 more SY Penya Olya SO U YAN uv so I Be Se o . with, h. v. you are NOT a p z uvy sya hlena A OO OO Koch s. with . . : . U. we their g y t ke . DEC about Emu. We Mo p UK that in ras ku nn

В ші ще й т г : с о о ; ї ! і . в. що с У се Кон соIn other words: s o o ; eh! and in. that with U se Kon so

ЯК КК СЕУ Сх У Кк рх М, У я Ко в; 5 о -JAK KK SEU Sh U Kk rh M, U i Ko v; 5 o'clock -

І: с й 5. о со 0. 1 . - . о Ко о. М 5 с. п де СД с хх ках Бе Соя ся З в, о г ес а їх; я ж Ох Боно БІ пе 3 г : с. | і - 5And: с и 5. о со 0. 1 . - o Ko o. M 5 p. p de SD s xx kah Be Soya sia Z v, o g es a ikh; I am Oh Bono BI pe 3 g : p. | and - 5

ДУ СОУ СХ г па РоЯ БК ЛЕ я ей СКМ сонх Ох х г с о ооо Я ли о, ох 5 о с чо с. о КО кова п в я а де о о г о Би Я о. сю 5 : с і о ЗDU SOU SH g pa RoYA BK LE I ey SKM sonh Okh h g s o ooo I li o, oh 5 o s cho s. o KO kova p v i a de o o g o By I o. syu 5: s and o Z

БК ше, Я Ка я но ЕК лк о СК в м п. е с с осн всBK she, I Ka i no EK lk o SK in m p. e s s asn vs

Є НН ШО ка ев в я . дя о ве п с : о її оThere are NN SHO ka ev v i . dya o ve ps : o her o

З я БО х ОН ди в Ох стик в. 5 гео оо АКА СК г ЗО 53 р пол ме ох КЕ НИХ ож ей о й пе Кт ПЕК по с я МА СК о нс ке а 6With I BO x ON di in Okh stik v. 6

КАН КА КО Ок їі УК дж ик ко : т.KAN KA KO Ok yii UK j ik ko : t.

ЗК Ви СЯ йон Се СЕ Де Кя ОКУ Я о х. й т КО ПоКиеЙ, а я ак 25 п Ос пе ств і-й ховея Оу ШЕ В і. де СКК т свй ох ОТ Жи СКУ ща Зк В о; Я г о я но й Іг 7 уж о, щ, | с. ОК ЖеZK You SYA yon Se SE De Kya OKU Ya o h. y t KO PoKieY, and I ak 25 p Ospestv i-y hoveya Ou SHE V i. where SKK t svy oh OT Zhi SKU shcha Zk V o; I g o i no and Ig 7 already o, sh, | with. OK

З . и у о і. яWith and in o and. I

КК мот се о. . ох п с о - ; сх рерокоек 5 с с. х поз Ж і. о. п. Б с. пече Со оо о ох я пк п. о зо хх о сх о. о ее Кз снах Кен у и я У КЕ А ху і п. В: о Шо, 0 5 с. с Се КО СК од я В КА ХОМ Са й ВОК ОК ДЕК лин пк САФЯКК, ОК ЯК СЕ Вч МО ве . й п 0 сх я 0. о. Ох до ЯKK mot se o. . oh p s o - ; sx rerokoek 5 s s. х pos. Ж and at. Mr. B p. peche So oo o oh I pk p. o zo xx o sh o. o ee Kz snah Ken u i i U KE A hu i p. V: o Sho, 0 5 p. s Se KO SK od i V KA HOM Sa y VOK OK DEC lyn pk SAFYAKK, OK JAK SE Vch MO ve . y n 0 x i 0. o. Oh to Ya

Ох рай шо ен ри КОАКе ко КВ, ля ВУХ бан, я си ех п. МККOh rai sho en ry KOAKe ko KV, la VUH ban, I si eh p. MKK

ПК о ря ЩА - А БА з че вок ОА 5. . не «й с Оу ну по Ко моБОБи Ноя ру ле ХК я ОО я во ще о уко о их Ск ще в. а х з х ою 5-х о я Кок Не п Ос есе Оу Б п. їх Бо ко ДУ п. о 0. ї п - т о. кон о. вс ще ех БО о Кон дк мо КА :5PC o rya Shcha - A BA z che vok OA 5. . not «y s Ou nu po Ko moBOBy Noya ru le ХК i OO i vo osh o uko o ih Sk osh in. a x z h oyu 5-kh o i Kok Ne p Os ese Ou B p. ih Bo ko DU p. o 0. i p - t o. horse o. still eh BO o Kon dk mo KA :5

ОХ Ж. Ви йо еко ву а . с . - с !OH, you are eco-friendly. with . - with !

З ! 5 - се о; ХВ КЕ о дами и ВО е КК В У М. з - . о ох их о Ко КА сах й жк Я де ОХ я м о в 6 п с о - г я я вк Сея ОКУ р А уечх по Ок с КК АСК я її с. п . пи 8. Ся ке ен р ву А ККУ Мо о | п с с в де, УА Нне А п. щу З в. сWith ! 5 - se o; KhV KE o ladies and VO e KK V U M. z - . о ох их о Ko KA sah y zhk I de OH I m o in 6 p s o - g ia i wk Seya OKU r A uechh po Oks KK ASK i her s. p. pi 8. Sya ke en r vu A KKU Mo o | p s s v de, UA Nne A p. schu Z v. with

Бо їй Я ра Би УеЗ Й Оки 5. с 1. . с г п п СУ 5 с Ко, ко зе пк Ге реа вх аа , о с с г їж по о с Кс с ех п й. о с з с ох с о пFor her I ra would UeZ Y Oky 5. p. 1. . s g p p SU 5 s Ko, ko ze pk Ge rea vh aa , o s s g izh po o s Ks s eh p y. o s with s oh s o p

ОНА іще у о а и ніс с - о с. : .SHE is still in o a and nose s - o s. : .

З Си ІА а а Кен лим, як я СЕ КЗ МЕ Я Бе КА со є опи кн дв о я в с о о . в. ке ше ко я с в. ие о о с її. і п ша хе о ж Ге г коре ОК 0 мех ї . о о ко ще ої о оо ве ЕОя З пн и п з ек Ко пен п о о. щі о їх по Я я а ро едох ра т о. тан Се У Ту оре ДЕНZ Si IA a a Ken lim, as I SE KZ ME I Be KA so is opi kn dv o i v s o o . in. ke she ko i s v. yes o o s her. and p sha he o z Ge g kore OK 0 meh yi . About schi o ih po I i a ro edoh ra t o. tan Se U Tu ore DEN

ОБ Ох ох км С Соя Вк оо М Ко СЕК Я М ши це во п о им о хви я ВОК пи ее их вх - . т с. с. . о ях ЕМ ОКХ их Ноя ши т ВOB Oh oh km S Soya Vk oo M Ko SEC I M shi it vo p o im o hvy I VOK pi ee ih vh - . t s. with. . o yah EM OKH ih Noya shi t V

ЗБЕ й і коня Ок ПА жу Яких Те их . с с с. 5 кн; п с 0. о 8 Я Ен Кея їй М Я о. у ЕЕ Х сне в, КЕНЕ і БУ о. :ZBE and and the horse Ok PA zhu What are those. s s s 5 kn; p s 0. o 8 I En Kaya her M I o. in EE X sleep in, KENE and BU about. :

ОО с у поОЯя м З Ме і. о . ! с о ях я Ох Б п ал ох о с с Я б г п а ПИ. п. їх о і дае ка ни ЗЕ дк а. ан п о вх а р а ке Мк к ГЕ о, Кай Я Вк ех ОО ся Молю зеOO s u poOYaya m Z Me i. oh ! s o yah i Oh B p al oh o s s I b g p a PI. p. ih o i dae ka ny ZE dk a. an p o v h a r a ke Mk k GE o, Kai Ya Vk eh OO sia Molyu ze

ПК Се С. п МЕ В мое КИ Я о о г с ян У Іжа з Я ПАОЕ, В. Кок чо сх КО УДК ес Оу В Ве о Он о о. . Г сPC Se S. p ME V moe KY I o o g s yan U Izha z I PAOE, V. Kok cho sh KO UDC es Ou V Ve o On o o. . G

Е 5 я В ве Ен ПооА НУ Сов ше по о о 0: о ПЕ в ЕЕ ях ин «інків носіння ноя де пон тих су що о о . сег Кс з Ме СЕ й що ноя Ж. КК пе ПК ШЕ ща їй їх к ЕЕ С ле с с БE 5 I V ve En PooA NU Sovshe po o o 0: o PE in EE yah in "Inks wearing noya de pon those su that o o . seg Ks with Me SE and that noya Zh. KK pe PK SHE scha her them k EE S les s s B

Е; я БО 0. Б вок мех с о ок ЯК ом се ї и хо геIS; I BO 0. B vok meh s o ok JAK om se i i ho ge

ОА яOh, I am

ФРFR

Фіг. 28 ок КА В М в М т о п скFig. 28 ok KA V M in M t o p sk

ОО се о з аOO se o z a

Безе ви ДАК Кк дна В п вк ш ка Тоня о УК, пе а Ме в с ах ооо св и но и Кн о и вк он у пен В в я п о вн В ВК ОХ те нн и о о Ж Ж жи он У ВиMeringue DAC Kk dna V p vk sh ka Tonya o UK, pe a Me v s ah ooo svy no y Kn o i vk on u pen V vya p o vn V VK OH te nn i o o Z Z zhi on You have

КК М и КК у и М ик оо п в па Кия он Ки КВ Б я Св Ве що М ню о 8 ке на у в нн и В ан м а а о п ох о коди их оKK M i KK u y M myk oo p v pa Kyya on Ky KV B ia Sv Ve that M ny o 8 ke na u v nn y Van ma a o p oh o codes ih o

АК ОК пк у м и п и лу ея ОК ще СЕЗ ди о р Зоо п киця р Ко о КА и нн пк их о шик и в У Я и я и я ис пі в и і і ан о в и нн и в. в уAK OK pk u m i p i lu eya OK still SEZ di o r Zoo p kitsia r Ko o KA i nn pk ih o shik i v U Ya i i i i is pi v i i i an o v i nn i v . in

ЕК ВАК ве и вон т нки о киEK VAK ve i won thin eyes

НК м Я ПЕ Пон а Ки вени кіNK m I PE Pon a Ky ven ki

У о В В в в ка их ихU o V V v v ka ih ih

ЕН и в В о о сюEN and in V o o syu

Бе нн в ех ше А о г 3. о сBe nn v eh she A o g 3. o p

Б А в о Ви М винB A v o Vy M vin

МУКУ и и о и пи а я 5. шов я ХУ МАЕ Ки нд де ок В В с я я 535 НН у пан и з вно и Шк в г а ш ок Ва ОВ ке в я ОМ нн в йMUKU i i o i pi a i 5. shov i HU MAE Ky nd de ok V V s ia i 535 NN u pan i z vno i Shk v g a sh ok Va OV ke v i OM nn v y

КО в и и в В и я Ки и аKO v i i v V i i Ky i a

Бе а и вн Бена я вив нні у ш: - 5 о с я с Б р ин кВ рен и в мя о АВК с її. с Ми не: що С ен и о в А оBe a i vn Bena i vyvnni u sh: - 5 o s i s Brin kVren i m o AVK s her. We are not: that S en i o in A o

А нн у я но в а и в ви а, ОО в евA nn y i no v a and v y a, OO v ev

Ве НК М Ж М КИ ВИК дя вокVe NK M Zh M KY VYK dya vok

Бека о плен а у пн оBeka o plena a u pn o

Ши вежа а З я о во квShi tower a Z i o in sq

Фіг. 29 сер Ж НМFig. 29 ser Zh NM

Я пл накI plan

Бо; інв оFor; inv

ДЕК о меDEC o me

В ен вка Я в ЗНМ о м сяV en vka I in ZNM o m sia

Й о і пон В -Y o and mon B -

КЕ СЯ но Х о І ще ШЕ ОСKE SYA no X o And still SHE OS

Крах: Бе ик со ВВ о в о я КИ ци сажстші, о я ЕЙCrash: Be ik so VV o v o i KI ci sajstshi, o i EY

ТЕ и В ши: ВДИХ ОВД пери о и и вно НН по КОХТЕ and В ши: INSPIRATION OVD peri o and i vno NN on KOH

Лео у и и В хх ОВ,Leo u i i V xx OV,

Кр мо вно В в ЗВО нон веKr mo vno V in ZVO non ve

ВАК В и вн СОВИ и яVAK V i vn SOVI i i

Ше А А о а НК и ОМВКShe A A o a NK and OMVK

КА кн В НУ Ме лини НЕ м ОЙKA kn V NU Me lyny NE m OY

А В ВН Нови я іній шу Й й па ся пеки ОКAnd in VN Novi, I'm iniy shu Y y pa sya peki OK

Кокс няня НК МCox nanny NK M

НН оо о пон я НЕК В о . я ранНН оо о пон я НЕК В о. i'm wounded

ПОЕМ ве ВPOEM in V

НН енNN en

КАКHOW

Фіг. 29А ста 2 НМ в ! ох ел ще зе що ря ек ща сей ще щеFig. 29A hundred 2 NM in ! oh el sce ze che rya ek scha sei sce sce

Енн о вк ев . оо ЯН пек Кт шиком вен Я ек тв ок пн ки КБ кое те зе кНЙAnn o vk ev . oo YAN pek Kt shikom ven I ek tv ok pn ki KB koe te ze kNY

До Я о Я ДК мн ев А ке со вв ШЕННЯ Зх он ОМ АК п дентTo Ya o Ya DK mn ev A ke so vv SHENIA Zh on OM AK p dent

ЕЛЕ о оо Км: а я п: ох ей шо 5 ре Ж бе ше дя Ки оELE o o o Km: and I p: oh hey sho 5 re Zh be she dya Ky o

ПИКА НВО о ХА ВХ у о ж пе о шо а я о СВ с их І» оо си М в и не ооо ай ук пен Я ера УPIKA NVO o HA ВХ u o zh pe o sho a i o SV s ih I» oo sy M vy y ne ooo ay uk pen I era U

НЕ - о ях - а й у от с я ев, о КИ КЕКК и псих КИ р мноневк о В -х ПИ они ТК и пе і й и я Ме сен о с. і ї й Коен НО кеNE - o yah - a i u ot s ia ev, o KI KEKK i psych KI r mnonevk o V -h PI they TK i pe i i i i Me sen o s. and her and Cohen NO ke

Шон дае ші, а ВЕ МО их 5 нас Моя ДК ун око Е З 1 ох УShawn dae shi, a VE MO ih 5 us My DK un oko E Z 1 ohh U

ВИ і зов ши т нд о де о і. о В не в о жневей ва й сн М . СД ооо на ща шкYOU and zov shi t nd o de o i. o V ne v o zhneveiva va and sn M . SD ooo on shcha shk

ШИ он ная І шо 7SHY he naya I sho 7

ПМК у Ії й нмPMK in Iia and nm

ОН у зо же як о ся гад пит еВHe is the same as he is today

Боже ков во ев яке кт А ОЛ ее око МАК в слдкче МИ СовиOh my God, what a kt A OL ee eye MAK v sldkche WE Owls

ДАК о я вв ВВ КВ евDAK o I vv VV KV ev

НИ я конку в а овв ел сх ВН ВNI I konku v a ovv el skh VN V

С - с. шк а їх ОВ о В т Ода о ман МО Й відн и КН ЕЕ (й пек до вве рен ; и ОХ елдав а и о КЕ ДИВ ооо вайS - p. sh a their OV o V t Oda o man MO Y odni KN EE (and pek to vve ren; and OH eldav a and o KE DIV ooo wai

ПОКИ оЕ о В Кок вай в с НН п шо В, т й шо я ВИ ПИ БИ : без ОМ у п о и й , иа и по й и пий я ху Уа о Се т,WHILE oE o V Kok wai v s NN p sho V, t y sho i YOU PI BY: without OM u p o i y , ia i po y i piy i hu Ua o Se t,

ДЯ о М и СИМ З ав Є повиDYA o M i SIM Z av Ye povi

КЕ Я ша аKE Ya sha a

І ша пк ооо я о в ШкAnd sha pk ooo i o in Shk

Ко гкт В кН ОКCo gkt V kN OK

С омани ув я І Бе косксс війS omany uv i I Be koskss vii

До сжнвй 1 Ес ЙTo szhnvy 1 Es Y

І ауAnd ouch

Фіг 290 пе Ж НМ м хе о оFig. 290 pe Ж NM m he o o o

БМBM

ЗЕ в вZE in v

Ше о да охShe oh yes oh

ША Ряі й шо НМ п В пи Км и ТИХ В о ок, яз ти НН В я в До м ом о вва с Я : дн В,SHA Ryai y sho NM p V pi Km i TIKH V o ok, yaz ti NN V i v Do m o m o vvas s I : dn V,

ЗАКОННО і АН пси в ХО дв о соток ся .LEGAL and AN dogs in HO dv o sotok sia.

Он ие и В то ВВ г ОК Де сх щеHe is and V to VV g OK Where is it still

НК о в и с а хо В В А КИNK o y s a ho V V A KY

Я в рагу й ПИI am in ragu and PI

Ку в и я І: СТА. о ІВ я о но ШИК. рен, ой ї ві з йKu v i i I: STA. o IV i o no SHIK. ren, oh i vi z i

Ши оо нка Мати ТАТУ хо пн. и о и о ооо МН ноблвнн нН ОShi oo nka Maty TATU ho pn. i o i o ooo MN noblvnn nH O

І нс удо вк УAnd ns udo vk U

М іс у 00: І В ен я ВИ вл о НН иM is u 00: I V enya YOU vl o NN y

ПЕК тд лм в й КЕ о шу о. ВН в А ИН вно В з. й Шо вйкний шо В ка на і о оPEK td lm v y KE o shu o. VN in A YN vno B z. y Sho vyknyy sho V ka na and o o

ВIN

УIN

1 з Оу "1 of O"

Р-1е т. НМ що з ще ох х т С : ще РЕ хо ми дн С окт а С в зв я в он У до пло, пев Не оре ов о хто фо еко о со ей БЕ ик, и В оо о НК 7 Ко о я 00 шеR-1e t. NM what with still oh x t S : still RE ho my dn S okt a S vzvya v on U do plo, pev Ne ore ov o who fo eko o so ey BE ik, y V oo o NK 7 Ko o i 00 she

ПК А и пк, но сша о о І с: св шо тн НН НН хе НН оPC A and PC, no ssha o o I s: sv sho tn NN NN he NN o

Ок В МВ т латOk V MV t lat

С МК а я Ди ЕМ ну с. шою о я Кг сн я в кс АВ йS MK and I Di EM well p. shoyu o i Kg sn i in ks AV y

ПА НН В А врючии ТЕЖ КЕ м ун МН, о ВИ вн в ша оо т АК о вм Ел дв ВА янв пови утриPA NN VA A vryuchii TOO KE m un MN, o VI vn v sha oo t AK o vm El dv VA janv povi utry

Е вт: ЗМ сю ан наш пе а Я : МE tu: ZM syu an our pe a I: M

М до» - 4 я ї -- іг. 29ЕM to" - 4 i i -- ig. 29E

Фіг. 2912 су й НМFig. 2912 su and NM

Б кн . мB book m

Що ї хWhat is it?

ВИ дак од меж КОХ ноя и оо Б й ж НИ с Я п. «км З А а ж с а. Ба у Тих ик, ШИ НУ Ша ; п о ко ме Не сво Мен с: МО нм и А Ме и вYOU dak od mezh KOH noya i oo B y zh NI s I p. "km Z A a zh s a. Ba u Tykh ik, SHY NU Sha ; p o co me Ne svo Men s: MO nm i A Me i v

Ши опонент а ще с КВН и А сф он, Но НН з я и в у кни ша пак ДН Ух дн о опо м, "Ас и ЗВОShi opponent is still with KVN and A sf on, But NN with i and in book sha pak DN Ukh dn o opom, "As and ZVO

М в тони в Пий Ж ОВ и пев и в в в В ВО п п зу ННM v tones in Piy Zh OV and pev i v v v V VO p p zu NN

Де о он в о МЕ с охDe o on v o ME s oh

ША т шевен НН йSha t sheven NN y

Шк о а о кв з ках НН ва дю М В ва и я о свое кс Й с: ИН свй к-ОБЛННИ х)Shk o a o kv z kah NN va du M V va i i o svei ks Y s: IN svy k-OBLNNY x)

Фіг. 29 ж й.Fig. 29 same

КА 512 ов -- з М. помах. дз вв Ге 1520 5і1в І Ге у ла. - ї-у (5 -- Я 2. теKA 512 ov -- with M. pomakh. dz vv Ge 1520 5i1v I Ge u la. - y-y (5 -- I 2. that

Фіг. 30 п 506 510-- дк ШлД 512 у повіFig. 30 p 506 510-- dk ShlD 512 in the district

ЗОВ, до ення тА ла ви . | ; я ТЯЗОВ | ; i am her

ТИ, оте ІYOU, here I

Я феяI'm a fairy

КИМ риє а щі зв. ага:KIM digs and more. Aha:

Фіг. 31Fig. 31

Б вх і.B entrance and.

НО ОН 5. с ня ша ОО У Уа пе п в ях с о п ОхBUT ON 5. snya sha OO U Ua pe p vyah s o p Oh

Ок Од о ОБ Нй ще 5. . с о. ву по ан зи п Моя о. :.- го по 0 о я п:Ok Od o OB Ny another 5. . with o. vu po an zi p My o. :.- th by 0 o i n:

Ос й й о дО Ох о с жеYes, yes, yes, yes, yes, yes

БЕК ех ке Ех о . с сBEK eh ke Eh o . with

МО а о ВК я о о . с оMO a o VC i o o . with o

Б по ех п п. оB po eh p p. o

Ж ок пн С що с ОО п СЕ. ов ее ою о их ша ши с о о і Я. З ви о. ДОР Б її ши и ж о ее В кити ши її.Zh ok pn S that s OO p SE. ov ee oyu o ih sha shi s o o i I. With you o. DOR B her shi and z o ee V kytis shi her.

Мн и ОВО 5 ш х БЕ с о. ис ня с с сMn i OVO 5 sh x BE s o. is nya s s s

М о. с о о ОО Ве що 5 0. я А вда МК, КО о хо п ОО й М ок. о. . о с: . о. о Би о я У о с, я сM o. s o o OO Ve what 5 0. I A vda MK, KO o ho p OO and M ok. at. . o s: . at. o Would o I U o s, I s

Мо З с А С І с о а сMo Z s A S I s o a s

ОО хо ОК ОО ОК не со он у ї о о о о а г ЕЕ. сек с . с с шиOO ho OK OO OK ne so on u y o o o o a g EE. Sec. s s shi

Б Ін я ОК с с о и. о ах З во дім их - ї. х 6. СВ ек й ПТО мкм 0,0 мм! ММ о КнB In i OK s s o y. o ah Z to their house. x 6. SV ek and PTO μm 0.0 mm! MM about Kn

Фіг. 32Fig. 32

Не Кв су ОО ООН МК ОК ОН ВеВЖО пе и хх КЕ БеNe Kv su OO OON MK OK ON VeVZHO pe i xx KE Be

Й о: 0 с я. БО є в ш 0: хи еВ КВ КОКО с - пш- ТЕН п ав а 5 с : 5. п: Ох хо ж МО ОО СО ОВ КІ с Ж Ю о ОО МВА с п ОО Мао 5 син Я т є Со Ок с Б оо.Y o: 0 s i. BO is in w 0: kh eV KV KOKO s - psh- TEN p av a 5 s : 5. p: Oh ho zh MO OO SO OV KI s Z Ю o OO MVA s p OO Mao 5 son I t is So Ok with B oo.

ВЕК СЕ сей мес В а щеCENTURY SE this month V and more

ВОНО Ов а Я КОХ м о оIT Ov a I KOH m o o

Як я с очі с сг с:As I s eyes s sg s:

Вс с п с с З с БОБ с сSun s p s s With s BOB s s

Я во но о, КВ . Зх с шеI am here, KV. Жх с ше

С о о и ОО п о 3 М а я пок и с о.S o o i OO p o 3 M a i pok i s o.

ШИ 5 Око, нн нн. пе БО ко хм ДИ ее КонаSH 5 Eye, nn nn. pe BO ko hm DY ee Kona

ЗХ Баш о мм ММZX Bash o mm MM

Фіг. 33Fig. 33

УК Ки кео ховає З е м МІН ОО Мих дя пою в ОО ОО п де и а Ох п оо і шо 500 жUK Ky keo hides Z e m MIN OO Myh dya sing in OO OO p de i a Oh p oo i sho 500 w

В КЕ Зонд Б БО в - ж СО ня в же щіV KE Probe B BO in - the same SO nya in the same schi

Б А конс: В я ше г с с 55» с .B A cons: V i she g s s 55" s .

Без о що . С ОМ их с: 5 ННFor nothing. S OM ich s: 5 NN

Б а п. п її с о с 6 0000: ев с. 0B a p. p her s o s 6 0000: ev s. 0

ОК ОО п сте А У п її. с: 0. ек п 5 ни В ОВ В ки В МО ог й п с о. шо ОА я В а Ух 5 п і ово с й 0 о о о а 5 АOK OO p ste A U p her. s: 0. ek p 5 ny V OV V ky V MO og y p s o. sho OA i V a Uh 5 p i ovo s y 0 o o o a 5 A

Нв и п а с пе. о ще по н с Її пан ня ок о. с 56 бо о, КО я МОВ ше ща ин 55 ОуNv and p a s pe. o still po n s Her lady ok o. p 56 because o, KO I MOV she shcha in 55 Oh

Ве тя ДВА й ОО ОО о вк п. б. о. і ії ХО ко п о ен в ТО КВ, ВК Ме що ВМО ун ВОК деки тонн пок СМИКНVe tya DVA and OO OO o vk p. b. at. and ii HO ko p o en in TO KV, VC Me that WMO un VOK deki tons pok SMYKN

Фіг. 34Fig. 34

ОМ о. он ОХOM about he is OK

ОО ше І ди о МаOO she I di o Ma

МО КЕ Б ОК КВ що МОMO KE B OK KV what MO

З ж п що С я ЗО о хе КО шо. о. с шин нн я п ск с с я ший їх а с яZ zh p what S i ZO o heh KO sho. at. s shin nn i p sk s s i shy ih a s i

ШК В в и В В ККShK V v and V V KK

А он и А В о а НДІ син в а ща с ох а щої с ихAnd he and A V o a NDI, the son of your mother and father

ШЕ м о в ков КО А п М и перу в в о и вSHE m o v kov KO A p M i peru v o i v

Ме о п М ОК и и с ще и ЗО т в кий с гЄ и ОНMe o p M OK i i s still i ZO t ky s gE i ON

ПК в и В ОВ п М ВКPK v i V OV p M VK

Пе УК 3. ОККО о Ин не й поа ОТО мкм ММйPe UK 3. OKKO o In ne and poa OTO μm MMy

ЧФиг. 35ChFig. 35

КК и тк КК в у ех МЕ ЕК ее и ЕЕ я Коня оф о ККKK and tk KK v u eh ME EK ee and EE I Konya of o KK

Б ен Кн и р ннB en Kn i r nn

ОВ о и м у В ен Ко в в и о и шо и а нн А ОХ пор УА о У ве аOV o y m u V en Kov v i o i sho i ann A OH por UA o U ve a

Би У ОВ я ЗМО у НЕ ОО Я ше НН НН и А В ВИIf U OV i ZMO u NE OO I she NN NN and A IN YOU

БОБ похутх ; ШВИ в пи НИ КоBOB pohuth ; SHVY v pi NI Co

ДЯ ся и о ее ово о ов пи ши нн ВDYA sya i o ee ovo o ov py shi nn V

Бо нн и а шо о и і. сBecause nn i a sho o i i. with

В ООН КК и в В ву -- 5 НН нн с ке ее о и о вIn UNO KK and in V vu -- 5 NN nn s ke ee o i o v

С и ОК В, КК ПЕ иS and OK V, KK PE and

М ОН М ря ке УхM ON M rya ke Uh

У ованвя п Се а в Пе и шия в вхIn ovanvya p Se and in Pe and neck in entrance

Кн и в и В НК о: Б, г 5. с о: и В ки а в в в й а а п с тен о и о щу сKn i v i V NK o: B, g 5. s o: i V ki a v v v y a a p s ten o i o schu s

БО о. дя п о. в шо ню ВBO about thank you in sho ni V

А а во о У а я ша о 3. о. Я пов и С в нн я пола о У о ох оA a wo o U a i sha o 3. o. I'm in love with you

Б у о в М п поB u o in M p po

З о о о А сWith o o o A p

М о КК В У В НК в Я з 3 А 0 Я о в В о о и и яM o KK V U V NK v Y with 3 A 0 Y o v V o o i i i i

ЕЕ о в В у шия ке в нн он п-ш- ее АEE o v V u shiya ke v nn he p-sh-ee A

ОК ВЕ КРУ я рек о А ин ах Как СOK VE KRU I said o A in ah Kak S

Фіг. 36Fig. 36

ВОVO

Е та р- в ОБ г: " 90 і ; : 85 5 Во ЕХ А кE and r- in OB g: " 90 i ; : 85 5 Vo EH A k

От " Де ях 70 ї | ОБЛАСТЬ А сі 50 і І З 55 за і 5 Зі .Ot "De yah 70 th | AREA A si 50 and I Z 55 for and 5 Z .

І) з500 ЖД 5000 Ой 2000 500 00то0о0 5ОЮІ) z500 Railway 5000 Oy 2000 500 00to0o0 5ОЮ

ХВИЛЬОВІ ЧИСЛА (СМ)WAVE NUMBERS (CM)

Фіг. 37 100Fig. 37,100

ВО бо я- 40 іаBecause I am 40 years old

В 190 | сш хо гі й | ; 5 о у. / : о 5 70 мА к 80 І ;In 190 | ssh ho gi and | ; 5 o'clock / : o 5 70 mA k 80 I ;

Бо ШЕ яд 40 ШИ і за ОБЛАСТЬ А . 20 ! й ше , й : і: у МИС НЯ 4000 зЗ58 з000 2500 2000 1500 10900 500Because SHE yad 40 SHI and for REGION A . 20! и ше , и : и: in MYS NYA 4000 zZ58 z000 2500 2000 1500 10900 500

ХВИЛЬОВІ ЧИСЛА (СМWAVE NUMBERS (see

Фіг. 38 рт сен НДFig. 38 RT Sen ND

ТТ и, Ще 0 Кент КЕ ни - 55 ТА РОЯЖИ «І няняя рн шин енини МНЕ пнилна пикиннЕнНнИ еще Х ер шини нання рен не нн шення рт 1 МОСК ка шнннши ШЕ ООБЕСТАометея «В ТОНН ни ше не Б | | г - | ВН! М Ин ві с ---- шн ши НЕ ж ще р МТК с нини вини, Ішшші совно ня я ше ши ши и кх шш ів нини шши ЕН Ше перен фр БОЇВ. «ВTT y, Another 0 Kent KE ny - 55 TA ROYAZHI "I nyanyaya rn shin eniny MNE pnylna pikynNnNY yet H er shiny nannya ren ne nn sheny rt 1 MOSC ka shnnnshi SHE OOBESTAometeya "V TON ny she ne B | | g - | VN! M In vi s ---- shn shi NOT yet r MTK s now blame, Ishshshi sovnya i sheshi shi and kh shsh iv nyn shshi EN She peren fr BOIV. "IN

Г--- й пиши ОО Огеюрське. з вийееія м пі С. ! - і | ЩІ щи Моя с лвенру ва ши ще Те тр тити ер щи с «Й й сини шшши В ни не К мG--- and write OO Ogeyurske. with viyeeiya m pi S. ! - and | Shchi shchi My s lvenru your shi still Te tr tity er shshi s "Y and sons shshshi V we not K m

Сени нишшшшншшии НИШ годен - ; рик Ох р: | -- 5-3 ТВ ОО Бо. ЧК суши и ши ЗК НИ ПО вс 2 р. НИ Е Фет р: : НГ ОЕЕВЕ НЯ - | п щі Не / 3 пр ТРРЕВ хSeny nishshshshshshshii NIS worthy - ; rik Oh r: | -- 5-3 TV OO Bo. ЧК sushi и ши ЗК НИ По вс 2 р. НИ E Fet r: : NG OEEVE NYA - | p. shchi Ne / 3 pr TRREV h

ПниНЕВининий с ШЕшщЕ ще чиPnyNEVyniny with SHEshshche still or

Миші ема ШИ 1 Тен: : др ЕЕ пишне шие в ше ен шеMice ema SHY 1 Ten: : dr EE lush shie in she en she

ШИ г ШИ МИШІ : 55 ПЕ ХТАСО- ТЕ МунSHY r SHY MICE : 55 PE HTASOTE Mun

Кз її питне тин: і ШЕ СННЕе ше в ;Kz her pitne tin: and SHE SNNEe she in ;

Я і жк НИ 11 Бі фрі ве -у ее «й | ї та : Н їн Н ї ї : Н Госентсняюфня і Н ЩІ | ке З яI and zhk NI 11 Bi fri ve -u ee «y | i and: N yn N i i : N Hosentsnyafnya and N SHHI | ke Z i

Ши Еш ШЕ ши т ЇЇ не Е.Shi Esh SHE shi t HER not E.

ЕЕ шини шини ше нд ЩІ Же ІЩЕ із-- сини пише | Є пеки Й з Пон 5554-22 кі ЩЕ. тег гола собів Я ва век ее рт щ 2 сет ооо СК ее а а пе ЦЕ «ненEE шыны шыны ше нд ШЧШШШ ШШШШ iz-- sons writes | There are pecks and with Pon 5554-22 and MORE. tag goal sob I va age ee rt sh 2 set ooo SK ee a a pe CE "nen

Є що ТЕМНЕ ОТ я Х: частин на мільйокThere is something DARK about me X: parts per million

Фіг. ЗВА / ї «ОБО.Fig. ZVA "OBO.

Пк 0 ЗК т для вробЖК нини шшЕ а РОЗА зPk 0 ZK t for vrobZhK now ShSHE and ROZA z

ПІДСИЧлцелтитя Б НИ Еш Та пSUBSYCHlceltitya B NI Esh Ta p

Пенн нини ши ші нн | Я Що «Ір ; | - | Д- - ї г не ТА з нн | ши нннне Ин й с чл 5 пиши ШИ нишшши 4. яна трете ж (осів : -- ее Івшинни ШИ Сен ЯКЕ зни пиши ШИ -- З-за я ее пря МНЕ ння, Же ше не ШИ КА еереніннья : ше Ки САН ЕНН знининнннння урн нка ї -Оо ние ЕК й у « КрюкPenn now shi shi nn | I What "Ir ; | - | D- - i r ne TA z nn | shi nnnne Yin y s chl 5 write SHY nyshshshi 4. yana third same (axis: -- ee Ivshinny SHY Sen YAKE know write SHY -- Because I ee priya MNE nnya, Zhe she ne SHY KA eereninnya : she Ky SAN ENN znininnnnnnia urnka i -Oo nie EK and in "Kryuk

Фут й шин Мк ЩЕ я ш | | шин ТЕ ще і | ЕЕ Шен ОН хі а куFoot and tire Mk STILL I w | | tire TE also and | EE Shen ON hi a ku

Щ- перен ще рі ше я Кома «ВНУ ЕЙ м ши шини не ша ши сл іш шини ше АНА ТАРОСЕЗЕТ «НЕ 8 ШІ ши і сін ше с БЕОШреЕо г чини ПИНИнКЕННняКЙ ня бе т перерв ШЕ | нен ння У т те ІЙ іннниннянники ни шо ! З, ! ПО В і 2-4 ре Що зе г ї ет нищи і 1 Я ! І доб сфенннф я її мо її ! 8 | | і че ши ї нні 1 ; . : нини ши пиши и МЕ НЕ КАТЕ НЕ ТІ ов її і сни ни нин ЩЕ | шк У «дЕ в. тя ее І фен . т НО «де ї Врря я ши не вн роSh- peren still decided Coma "VNU EY m shi shins ne sha shi slish shins she ANA TAROSEZET "NOT 8 SHI shi and sine she s BEOShreEog g chine PINInKENNNyaKY nya be t break SHE | nen nia U t te IY innninnianniki ny sho ! With, ! PO V and 2-4 re What is the beggar and 1 I ! And dob sfennnf I her mo her ! 8 | | and che shi i nni 1 ; . : now write and ME NE KATE NE TI ov her and sleep ni nin MORE | shk In "dE c. tya ee and hair dryer. t BUT "de i Vrya i shi ne vn ro

З х і ї Н Н у ї щ-к х ние Б КУ о Я ОА інки й . в 5. ШИ -п-0»- пт Ху тей -Z h i i N N u i sh-k x nie B KU o I OA inki y . in 5. SHY -p-0»- pt Hu tey -

ЕЕ ЯКЕ Кт зле не: ї Мо ТБ х й й г -EE WHAT Kt bad not: i Mo TB x y y g -

ШИ сх: застин на мільйонШИ сх: zastin per million

Фіг. 38В ет І ПОШИ Н п-я ОО ВОК «ВИКО ун ви шини ши ше и шк зи з п п и и Кн ВЕ ТиоЕ двір рр нт ВАТА ГОВНАТ «АЖ митр С я ІНН ЛИ он Я ПО ЗО УК НК ЗМ НЕ ШОЕ ШО АК Бук оголене на нини нан ни нан ве шви сини Ж Ж варене ЕНН зFig. 38V et I POSHY N p-ya OO VOK "VYKO un vy shyn shi she she and shk zy z p p i i Kn VE TioE dvir rr nt WATA HOVNAT "AZH mitr S ia INN LY on I PO ZO UK NK ZM NE SHOE SHO AK Buk naked for now nan nan nan ve seams son Z Z boiled ENN z

Еф м-- і 1 і інейснеї 5 2 2 1 1 85 | ТЕ «ЕСАНИ,Ef m-- and 1 and ineisnei 5 2 2 1 1 85 | THOSE "ESANS,

З ши ши ши ше Ме зи МИ М НЕ ПО СЕ В ЗО ВК В С ббееткойстьв нн. но відро т ШИ 17 НЕ ВТАСНСТА ВИНЕН тар т СЕ ДКИОЮ «ПЖЕНВІ пд «ОЛЕНІ р шен сне ЩЕ 15 ря - пишні і Сов, н ПАНІ п ннннапишинишашннн ші: ше м тарт перу тт шко но ВН ЯН НН ге пд ши не ее пиши рен ВКЕВЕО з В ІБВНІХН ТИН нн нн ан - ВЕБ 0е КОЇРРКІ та -- :With shi shi shi she Mezy WE M NE PO SE V ZO VK V S bbeetkoystv nn. but bucket 17 NOT VTASNSTA WINEN tar t SE DKIYOU "FJENVI pd "OLENI r shen sne 15 more days - lush and Owls, n PANI p nnnnapishynishashnnn shi: she m tart peru tt shko no VN YAN NN ge pd shi ne ee write ren VKEVEO z V IBVNIKHN TIN nn nn an - WEB 0e KOIRRKI and -- :

Е Е НЕ | ! 171771 1111 ТВ рома 18 шк нох ни А ПК НН МОХ НО КОЛЕ НОВ ЧАК НО НН ВЕЖ і і М вро ій во ГО 1 І Ще ї 00 ЗЕТУАК х 05 Ян які ша а НвE E E NO | ! 171771 1111 TV roma 18 shk noh ni A PK NN MOH NO KOLE NOV CHAK NO NN TOWER i i M vro iy vo GO 1 I She y 00 ZETUAK x 05 Yan yaky sha a Nv

Кишеня ик и ни як и НЯНИ НЯ НІ ші: НН . й Дуо «МО НІВІ що 5 миши ЩЕ ні зн он РН ее ЗPocket ik and ny as nyany nya ny shi: NN . y Duo "MO NIVI that 5 mice STILL do not know RN ee Z

Кулик КкАКАКККККККККК ШО. на М ле В п п В и ! : ЯЕОЕПЕОЯ МЕ гнеKulyk KkAKAKKKKKKKKKKK SHO. on M le V p p V i ! : ЯЕОЕПЕОЯ ME гне

Х: частин она мільйон: ТЕЩЕ ОТ «ЗВІОСІX: she is a million pieces: mother-in-law from "ZVIOSI

Фіг. 38С рр полосноли зно оо мара сов зн потр БОЦеКї «В шини шшн ше г ! КТ тТЕбинЕКу ще ен і .. 1 1БАТА ГОВЖАТ ВИК шшшши тт ЩІ 1 БИ й ми нини но и Я Я Бр рр БОЮ тFig. 38C yr, they made a dream of meeting the needs of BOTS "V tires shhn she g! KT tTEbinEKu still en i .. 1 1BATA GOVZHAT VYK shshshshi tt SCHI 1 BI and we now no i I I Br rr BOI t

ШИНИ щи ВИ 4 вен Ера) гі 11 | ! | | 1 | і | : и опе хни ие нини ни ни ни пинининикИ ин шин Соя шо ті ЩЕ і т ж НИ І. Я і ГУ що зхTIRES schi YOU 4 ven Era) gi 11 | ! | | 1 | and | : и опехни ие нини ни ни ни пынининый ин шин Soya sho ti SCHE and t same NI I. I and GU that zh

ЕН пі 4 і НИК с Е ТОРКТВЕВ х ЗО БОНН свинини нки ни щ -- ----- СТЕ Б !EN pi 4 and NIK s E TORKTVEV x ZO BONN pork nki ny sh -- ----- STE B !

АНЯ сни и и п в п в в п ЕВ р с ТУ СТЕ ДИНИ - І ни не ни М МЕН Ж Н У КЕСОБІМОМ збо КА " І не Й ПИ рн Я пий С З униВИнинкниннишне до пе 54 сфе ен В фіринннінннї і ша Г-- - о 5 КО кВ 11. нИШЕННЕЙ ши Ї І пор г івиктінаANYA sleeps and p v p p v p EV rs s TU ST DYNA - I ne ni ni M MEN Z N U KESOBIMOM sbo CA " I ne Y PYrn I pyi S Z uniVininkninnishne do pe 54 sfe en V firinnnninni and sha G -- - o 5 KO kV 11. NISHENNEI shi Y I por g iviktin

З пиннкннсвннни шиття ЧІ Інк ТАГОРОЕ Б ! вм я МНFrom pinnknnsvnnny sewing CHI Ink TAGOROE B ! vm i MN

ДеНИНИНННИняннннин є нн НЕ ї «її подо і ВУД, фо інн Ще 5-5 МОТЩІ БСАХ : ї й | Ії НВ пиВеННННІ Пи ня щеDeNINNNNNINnnnnin is nn NOT і "her podo and VUD, fo inn Another 5-5 MOTSCHI BSAH : і і | Ii NV piVeNNNNI Pi nya still

Генрі нн тен НА КАК Я зай:Henry nn ten ON HOW I zai:

От тп ет о ов НАДА ОС в А ПІ у З т ; оре шк. тим енOt tp et o ov NADA OS in A PI in Z t ; ore shk. that en

КК ИН о МИ В ин в в й пак онв в, ЙKK IN o MY V in v v y pak onv v v, Y

ЕЕEE

. Хо частин наомільном: 1 шо ще. Ho parts naomilnom: 1 sho still

Фіг. 350 пив пи ни нин, Но зо нн нон висип ПН и о 5 ИН се п | виивишншнишишшшш і ТОКНЕМТ. Ан пининининининнннннни ее о ом ни ни ПО в по по по о п ко и ко по НВК УчFig. 350 pyv py ni nin, No zo nn non rash MON i o 5 IN se p | viivishnshnisishshshshsh and TOKNEMT. An pininininininnnnnnnny ee o om ny ny PO v po po p o p ko i ko i nvk Uch

Еш ши и ше ше ши | ВЕТНЕ я ам я ран Ж шк ши ш п не и М р ОО ЕВЕСТВОМЕТЕД б ши ши и нн и не п м А СК ЯНEsh shi and she she she shi | VETNE I am I ran Z shk shi sh p ne i M r OO EVESTVOMETED b shi shi i nn i ne p m A SK YAN

ТД свя шин шишишшшшши | нн | С греч не ни ше и і и Не що КІ Ї ї Н : 1 Н т Н Н : Н Н : Е У ТРОНВ тTD svya shin shishishshshshshi | nn | S grech ne nyshe i i y Not that KI I ii N : 1 N t Н N : Н Н : Е У ТРОНВ t

Е | пишними и . ! | Ашан не я щи ш ШИ я ІКОН ше ше | лю БІК збе шини ши е и ш шшеХ ее Сл тен м не нн п и о и о шия я ши БО КС МИЕ що т и и пе и п п п п п п о по ВЕ ООТВСННЮ 000 «МБО ними нин М МЕ 11» ТЕОРБЕТ хБНРРНE | lush and ! | Achan not I shchi sh SHY i ICON she sh | lyu BIK bbe shiny shi e i sh shsheH ee Slten m ne nn p i o i o shiya i shi BO KS MIE that t i i pe i p p p p p p o po VE OOTVSNNYU 000 "MBO nim nin M ME 11 » THEORBET hBNRRN

Ба 11 Пряю 1Ba 11 Prayu 1

Е Вітя ми ме нн ни ни я яко В Не ДНО ж и меш шк ЕН | шини Ессе ше: МО шен | | ше | ши; | я : й 4 БТ пет ше о кі Я ни НН Ір, | ХАМВЕ ЗЕ я що ше Енн ще Шк НН НИ ПЕ НЕ ТЕ Я ще З не и и нн нн п п п п п о и оц внE Vitya we me nn ny ny y as V Ne DNO zh y mesh shk EN | tires Esse she: MO shen | | what | shi; | i : y 4 BT pet she o ki I ni NN Ir, | HAMVE ZE I what she Ann still Shk NN NI PE NE TE I still Z ne i i nn nn p p p p p o i ots vn

ІН АН АНА вх ЯКIN AN ANA вх ЯК

ІД) пачка о по они постання ния о мами м пня лах п понині ВИ СИНID) pack o po they are born niya o mom m pnya lah p now YOU SON

В т х : а: ти й т Ї Та ак пики ки жкикккиккюююиии шиIn t h : a: ti y t Y Ta ak piki ki zhkikkkkikkyuyuiii shi

ПЕМХКНОВ ВЕУ НВ нияPEMHKNOV VEU NV nia

ВЕОЕТЦОМ ТЕ оноVEOETZOM TE ono

Х: везти на мільцоно 18. ТЕМ тт хяеX: to take to miltsono 18. TEM tt hyae

Фіг. ЗЕFig. ZE

Кене пи ие ис пи вм я по пси Ха КИ НВ сви поки вон ЕТ «ВІН нище ше і ! шНшщ | І | кі ПОЗ ТОМИ КиТ не ши и е ши гу пише ни М НИ я ДИ НИ НН І і ИН шишшшшшшши й ние и Я ЕгеKene pi ie is pi vm i po psi Ha KI NV svi poki von ET "HE is lower than i ! shNshsh | And | ki POZ TOMY KyT ne si i e shi gu write ni M NI i DY NI NN I i IN shishshshshshshshi and nie i I Ege

Вірт шшшшшшш ши шен й ЗРЕСТАСКЕТЕВ ОЛИВ т ши ши ше ши и и и п п о по пох п п с в: п ВЕ а о нини шишшшш шини шва п пинишишшншшшшишш ше ши шин ши и п о о п п п п и и Я: | Ж. АК В пинининенниннинннннии НЯ 8 АВ екVirt shshshshshsh shish shen y ZRESSTASKETEV OLIV t shi shi she she shi i i i i p p o po poh p p s v: p VE a o now shishshshsh shyn shva p pynyshishshshshshshishsh she shi shyn shi y p o o p p p i y I : | Zh. AK V pinininnenninnnnnnii NYA 8 AV ek

ФО итр и кит орють рт попе пом мо пе вн: ке й ЕВ Я ТУ 1. й | ши ше шини и не о | ЩО Ї Іще Ся НМ ККЗ ши шн ши и е и о, / ше Че і ши ши ши и ше Еш Б 11 р ряеоРЕр 0 хобіРеуFO itr and kit plow rt pope pom mo pe vn: ke and EV I TU 1. and | she she tires and not about | WHAT'S OTHER?

ЕН: | шк не п и М м шт шк НА ВЗ Кп СЬО ше шен ни нн НТР ОЇ ріст, свв й я вище Мище ми ни з З ЗИ КИ ОК | ТЕР ОБЕРЕ М ши ши и и и п ее В «ВЕ.EN: | shk ne p i M m sht shk NA VZ Kp SO she shen ny nn NTR OY growth, svv y i higher Mishche we ny z Z ZY KY OK | TER OBERE M ши ши и и п ее IN "VE.

ПОВ докт вне фон рр ОО ВЕЖ 51 сь М номен не п НЕ ЕЕ ект ША СКК зе ше ши ши ши ше и им вве яPOV dokt vne von rr OO TOWER 51 si M nomen ne p NE EE ect SHA SKK ze she she she she she she she she i im vve i

ІА НЕ НН о п и По п по п ГЕН ГО яке ня г Кров г рт не В ці І ЗВО МЕ 21 бо 58 нини и ше. т 111 | ши ши и п п и ТЕ се, ЕН,IA NE NN o p y Po p po p GEN GO which nya g Krov g rt not In these I ZVO ME 21 bo 58 now and she. t 111 | shi shi i p p i TE se, EN,

Кг ро: іш Ор кі дишнннишнини | ний ЛШ. МК обери ЕЕ днк ПОЛО ВЛА В ЗОВ Ов ЗНВвекак ОП вияв ве ВИ - ут тяжі :ТНЕВАЇ Ше свв «ВKg ro: ish Or ki dyshnnnnishnyny | ny LSH. MK choose EE dnk POLO VLA V ZOV Ov ZNVvekak OP revealed ve YOU - ut tzhi :TNEVAYI She svv "V

Ск оо я ва С еВ со и ДАНИХ о ве В В В В - е КЕ зоніSk o o i va S eV so i DATA o ve V V V V - e KE zone

З Я У КАРІКОЇI'M IN KARIKOYA

ТебеYou

Х: застин она мідвйот 16X: zastin ona midvyot 16

Фіг, ЗЕ 'Fig, ZE '

й рт ПИ Не НИ ЗУ «ПМБООЄy rt PI Ne NI ZU "PMBOOE

В нн нення КОНМЕНТ, «Кене р Рг БОРТ 8 БАРТА ГОКНМ и рр о : В ЗНЕ Е і; Ї ши кн ши ши нн п п я несе і Еш пи и ЕН М ще п НЕННЯ ЯIntroduction COMMENT, "Kene r Rg BORT 8 BARTA HOKNM i rr o : IN ZNE E i; Ye shi kn shi shi nn p p i nese i Esh pi i EN M still p NENNY I

Не р р НОВО ШЕРВІЮЮ 55 1 Гбеноутев ЗОNe r r NEWLY SERVING 55 1 Gbenoutev ZO

Я ЗИ п ен нн | НІ. ЕКО «ЛЕ щеI ZY p en nn | NO. ECO "But still

СУ ана ни и на КНШКХ НИЖ З з ВИ мя ВШ. НИНІ 7 М МЕ ТЕР КАС СИКАНОМ «13855 ве Я М Не и ши ще ГР. М ОММИ хін сот ше нн нн к и НИ В ЧНО Не Не НН МЕ. БУК МНЕ шшш ши 1 ОБО КОРЕЇ «РЕМ, і ши ши й нн НЕ ЕН КК не ще 1 щеSU ana ny at KNShKh LOWER Z z YOU mya Vsh. NINI 7 M ME TER KAS SIKANOM «13855 ve I M Ne y shi yet GR. M OMMY hin sot she nn nn k i NI V CHNO No No NN ME. BUK ME shhh shi 1 ABOUT KOREA «REM, and shi shi y nn NE EN KK not yet 1 more

Я. НЕ ЩЕ І ХЗНЕЕН. ПЛЕНI. NOT YET AND HZNEEN. POW

Др рн ; Я-А-- а ойк ек ши шие ше ще ! І чо 1 ВЕТЕНЕо з БОБОВІ, ; ! : ! | ПО овЕКове «ВІРНІDr rn; I-A-- and oik ek shi shie she she still! And what 1 VETENEO with BEANS, ; ! : ! | PO ovekov "FAITHFUL

Я НИМ: : і Н і | ВІ ВЗ) ТЗ: УНР ши жи шини ши ши | : ! ГЕО ртвробиме СЗІНИЙ щ ши 11 СЕ ТВІЕВЕО хаб ад ущН ши Ми я ЕН ши НІ ТКГОРВЕТ зр) ши м и п М Я | ши ЩІ. СМРРЕО «НЕ ва зи В х з ИН дол а 041 ни Пиши Ви: НЕННЯ МК Я | 5САНУ в пишними ог еще: ШЕI HIM: : and N and | VI VZ) TK: UNR shi zhi shin shin shi shin | : ! GEO rtvrobime SZINY sh shi 11 SE TVIEVEO hab ad uschN shi Mi i EN shi NI TKGORVET zr) shi m i p M I | shi schi SMRREO "NE vazi V x z IND dola 041 ny You write: NENNYA MK I | 5SANU in lush og still: SHE

В ши но ни чи НИ р І СН ШиV shin no ny or NI r I SN Shi

Е ши но ни нн п п пн и Ї паденЕ зеE shi no ni nn p p pn i Y padenE ze

Е ши ГТ ЕЕ КАНОГЕ «р ЙE shi GT EE KANOGE «r Y

ІІ Но СК й а ши жи шин | ПІР ває рак І ши ЕЕ ШИ Кн ІII But SK and a shi zhi shin | PIR vaye cancer I shi EE SHY Kn I

Ек ки ких шеEk ki kih she

ЕКО дек еIVF dec e

НЕБО о ноHEAVEN oh no

Х: частин на мільйон тн НЕ І Бан фіг. 380 ними мм п Зоо п с пиши ши ши и Ех «ДОДX: parts per million tons NE I Ban fig. 380 them mm p Zoo p s write shi shi i Ex "ADD

Р І и и Р НО БЕоМНЕНт БЕ РННЕR I i i R NO BEoMNENT BE RNNE

КО жншени ши ше шин п Мк і ЕВАТА БОВМАТ АВKO zhnsheny shi she shin p Mk and EVATA BOVMAT AV

СЯ нен ноююю юні мною фото венвеннвнйнн ОВУ ЕКСНН й п НН | не ще п і М М | І ее АЙ ши ши ще ше ще шик ни М ОВНА. охуреву нини ивишшншеннишшн ееSYA nen nyyuju young me photo venvennvnynn OVU EKSNN y p NN | not yet n and M M | And ee AY she she she she she she shik ny M OVNA. ohurev now ivyshshnshennishhn ee

Гв пиши шк ШО; кине ни ренти вин нн М мо х: т. вс ух Е ту їх ца їі п м ме о гаї. ЗБЕСТВОМЕТЕВ «БЕ? НИ ши ши не ни В | 1 ТАНОЗВЕМТЯ В БО ВІ ря Е 11 шин шш | | Х ДОД ООВАТЮВ з Б, і 1 їі 4 шк ши ши пишеш н КБ-- КВОНА ВІ ши и ше и ше ди ве ЯН В В « КВБВУХЯ ИН нини ннинннинининишнш я п -й 1 шиШИШеШКщЕ Еш ОБКОМУ, г зн : Белревнн нентів КО РВЕОСАНВСGv write shk SHO; kine ni renty nn M mo h: t. all uh E tu ih tsa iii p m me o gai. Zbestvometev "BE? WE shi shi ne ni В | 1 TANOZVEMTYA IN BO VI rya E 11 shin shsh | | X DOD OOVATYUV with B, and 1 ii 4 shk shi shi shish n KB-- KVONA VI shi i she i she see ve YAN V V " KVVUHYA IN nini nninnnnininynishnsh i p -y 1 shiSHISHeSHKshche Esh OBKOMU, g zn: Belrevnn nentiv KO RVEOSANVS

З ши шин ше ше НА А Є | нн У ЗМ, пишеш ши шин не ши ще здZ shi shin she she NA A E | nn In ZM, you write shi shin not shi yet zd

ІІ ши ши ще ж ши и т тн я шшшрни нн п п е ик и НИ не пи пи НИ ши з и п п ІКЕВЕС з ІЗ ЦНИ пи ин п п п о п по по п п п п о ЕН В ку ЕЕ ЕМ З ЗИ НЕ щи гі не нини ши шини оо ветови зіІІ ши ши ши и т тн я шшшрны nn p p e ik y WE do not py pi WE shi z i p p IKEVES z IZ TsNY pi in p p p o p po po p p p p p o EN V ku EE EM Z ZY NE shchi gi ne nyn shi shiny oo vetovy z

Е 1 44 ши Н ЗЕ ШО 4: М САУ 578. жо ДЕ ин Ер ОМ, САН ко.E 1 44 shi N ZE SHO 4: M SAU 578. zho DE in Er OM, SAN ko.

Е ще ме нн нн пи п п м ПЕН ЕВ ПЕК ОВЕС ЗКУ НИЙ в НИ РР рр 3 БІ НН ГХАСВ ТЕ х УСЕ шин вик тен вт хо,E even me nn nn pi p p m PEN EV PEC OATS EXPERIENCED in NI YY yy 3 BI NN GHASV TE x USE shin vyk ten tu ho,

БО Н і Раш Пи и з ЩЕ : ХР ВБИВ шини ен | шишшшм вш ще. ва но а м мо Ки і м о ПТBO N i Rush Pi i z SCHE: HR KILLED tires en | shhhhhh what else. wa no a m mo Ky i m o PT

КЕСАКАТОМ ПЕВKESAKATOM PEV

БЕРТОКИНЕ 5 о Жучастив на мільйси: 1 ТЕ оо, чеBERTOKINE 5 o Zhuchastiv on millisie: 1 TE oo, che

Фіг. 38НFig. 38N

28 нини кине в в кн коня п он ВН ЕК ЗО ЕННOn the 28th of the present day, he will throw the horse into the book of the VN EK ZO ENN

Ві ле ендуро 2 ОН ВЕНТ 0 КОАЕ РІДЕ б 10 ВКА ЕОВМАТ «Пр ЕЖVi le enduro 2 ON VENT 0 KOAE RIDE b 10 VKA EOVMAT "Pr EZH

Зв шин шенннЕ п М ОО А ! ВОВК «іїZv shin shennnE p M OO A ! VOVK "ii

К нин ка нин ни ни и пи ни В сн жи и сс НН В тк ВБИТЕ кій . 2Би- рр ! А-ВИЕНТВ «ібРЮ пишна шини ЗДЕКвЮ Н а 8-4 нин ня пиши нен аа и а и у З ях і , ЖЕК а І І ПЕСТОЖЕТЕВ «ВЕ МВ ІK nin ka nin ny ny y pi ny V sn zhi i ss NN V tk KILL the stick. 2Bi- rr! A-VIENTV "IBRYU pishna tires ZDEKVYU N a 8-4 nin nya write nen aa i a i u Z y i , ZHEK a I I PESTOZHETEV "VE MV I

ЕХ ПИКА ЗИ НН ЧИ ООН З НЕ ЗОН ПО с ВО оо в я ДН КНИШ заз Гор не Машини ши Я Ся р тр В ше преси р КВ г сини нин нн нн нн ни нн нн ен ни ння ср вЕеМОВ «Паще и днини нн нишишикя дерен КЕ СНИ Ма су нн нн нн нн нн нн В нн в а ШЕ ВИННУ х МБО НННЕЭХ ПИКА ЗИ НН Ч ООН З НЕ ЗОН ПО s VO oo в я ДН КНШ за Гор не Machines shi I Sya r tr All press r KV g syn nin nn nn nn nn nn nn en ny ny sr vEeMOV "Pashche and dnyny nn nyshishikya deren KE SNY Ma su nn nn nn nn nn nn NN W a SHE VINNU x MBO NNNE

Пекин нив ВИ с Ен ван НН НИНІ не а ЩА ОРЕЗЕТ х МІДРЕЯPeking niv VI s En van NN NOW not a SCHA OREZET x MIDRAEA

Ме; НИАШИ НЕ НН Я пн І Пен | ий ТВО вениMe; NYASHY NE NN I mon and pen | y TVO veins

Ве вин нин: ПК ми п ні ни й пом п соми с о Зм ШЕ НН НК «ЗВЯИБН ІЕЕ сіни нини не нин нин нан шини и меж и ЗИ МНThe culprits: PC we p ni ny and pom p somy s o Zm SHE NN NK "ZVYAIBN IEE sny nyny nyny nyny nyny nyny nyny nyny ny mezh y ZY MN

СУ НОВИНИ МИХ ЗХ ПЕ ПАК НАННЯ АК сл ЗЕ ННВХ МАЕНН З Кота Це 3 р УА у, і. во СИ вою М.SU NEWS MYH ZHH PE PACK NANNYA AK sl ZE NNVH MAENN Z Kota This is 3 years UA y, and. in SY voy M.

Ба В й ММ МН НИК МОН МК КАБ ЗЕ АН ИН НК НО - ших: М про 8 05 мк они их пня мо НН А ЗАКО ЗОН З ВА Ж Її ХО ШЕ хе ш 83 и ХК РЕ, МН ром НЕ ЗИКЕН НИ М УДХ З НН ПЕН МО ВИДИ ПОН НКИ Ж КТ Ох ЧЕBa V y MM MN NIC MON MK KAB ZE AN IN NK NO - shih: M about 8 05 mk they ih pnya mo NN A ZAKO ZON Z WAZH Her HO SHE he sh 83 i ХК RE, MN rom NE ZYKEN NI M UDH Z NN PEN MO TYPES MON NKY Z KT Oh CHE

ЗЯ р итрви ИСКЕАА ТВ НОВЕ зе о веж вияви нних жан нен ння ет тн нини ША ШИ фею и А и.ЖЯ рітрві ISKEAA TV NEW зе о веж невінный нення нення нення нення нення нення нення нення нення нення нення нення нення нення нення нення нення.

КАМ г ве:KAM g ve:

КЕРЕМН Щи 8. КЕН ! ТВЕН :KEREMN Shchi 8. KEN ! TWAIN:

Ж: частинона міньйон: ТЕ.F: particle minion: TE.

Фіг. ЗВFig. ZV

ІУДИ МГ ЯН мими м А ява де де ак, МИНА г: пиши и и і В ТАIUDY MG YAN mimy m A java de de ak, MINA g: write и и i В TA

ДМЕ НЕ НК ШИ МНН АН НН рт: вин вини ши | НВ пининишешшниDME NE NK SHY MNN AN NN rt: wine vini shi | NV pinynysheshshny

ЕНН яЕ і | Обмінний М і ж й ШЕ ШИ НЯ | ВИН Й ; ес лют рн 1 Б ТЕ ША ЕНН МИ АЕН; я і. : ие ГРІ Си щ АННИ М Гр ев ЕЕ я ГЦ. шини ншшшишии шими ЩІ НИВИ МЕН ШЕENN jaE and | Exchange M i z i SHE SHY NYA | WIN Y ; ес лют рн 1 B TE SHA ENN MY AEN; I and : ie GRI Sy sh ANNA M Gr ev EE i HC. tires nshshshishii shimi SCHI NIVI MEN SHE

І ІД с ни ними неви нини ним пи пи нин ни пи и и нин п п пси нн пн ми пн ня пон п пи мен ненAnd ID with them, they are innocent, they are innocent, they are innocent, they are innocent.

БЕ ДИнИннниняЕ пиш ПНІ ваг м пивннннни сертрнння сншниминаннй о.BE DInInnnnyaE pish PNI vag m pyvnnnnny sertrnnnia snshnyminannny o.

І я ГЕ: 11, ШІ і ЕТAnd I GE: 11, AI and ET

РІО інн стр» тт ше пітон рення дитин ке ЩЕ тя вро | МЕ : 432400--- де | Орттньх ін а рати пет свя ми (й МО пеки ні зими лиж м в шионьн ких : ДОМИ ОНОаееениннОми нини ниени т : ее Я плуннені їжі Й фл и и окол жо діт кі леофнохі нводене Чак нняіник нс ак ян пф кн н! а ИНА ВИНИК ИАКони ен МИНАненАКнневиииииRIO inn str» tt she python rennia dityn ke ШЭ вро | ME : 432400--- where | Orttnkh in a rati pet sviamy (and MO peki ni zimi lyzh m in shionnykh kih: HOUSES ONOaeeeninnOmy nini nieni t: ee I plunneni food Y fl i i okol zho dit ki leofnohi nvodene Chak nniainyk ns ak yan pf kn n! a INA RESULT IAKony en MINAnenAKnneviiiiy

Ра нн етчери нни ВИКИНинКНИя ЩеRa nn etchery nny EXHIBITION More

Колі НДКДН Я МИ есе шани фо пишриднимни: ке Ві Ен Міна лі й іст ДИНИ : пе ВІЙ ЕВ діжа мули М МИНА ШУМИ ВХ ДВ Вокій д десь ва НБЧАНІН :When NDKDN I MY ese honors fo pishridnymny: ke Vi En Mina li y ist DYNY: pe VIY EV deja muly M MINA SHUMY VH DV Vokiy d des va NBCHANIN:

МАМИ вики киИи! пи Яви ПИНИНИСНЯйанииMOTHERS are crying! pi Javanese Pyninysniayanii

ЕД НИНАНННЕНННЕНАКАКИНИННННННЕНИнНЯ нин м ак м о М В М М КК А КА СКED NINANNNNENNAKAKININNNNNENINNYA nin m ak m o M V M M KK A KA SK

Ж чаетнн на мільйов: ІНThe same chaetnn per million: IN

Фіг. 381Fig. 381

: нн ЗО «Код 7 т ТО | й | ! В Оки «Мені сс» В ВЕ НИ ПЕ ЧИН МИ ЧИЯ В В Вова вин ВК НИ Ж дм ЕОВИАТ СХ 2) ! г з ще ще Зоя о меш : : рі ОЗ ТР Е о: nn ZO "Code 7 t TO | and | ! V Oky "Meni ss" V VE NI PE CHIN MI CHIA V V Vova vin VK NI Zh dm EOVIAT Х 2) ! g with still more Zoya o mesh : : ri OZ TR E o

ОРЕ : Брі! Е Кк щі с ши ше ш ще ши ши ще оДеоЮ где я шини ще 1 | ! ЗРСТВОМЕТЕЕ ЗОМ КНORE: Bree! E Kk shchi s shi she sh still shi shi still oDeoYu where I tires still 1 | ! ZRSTVOMETEE ZOM KN

І Не НИ ЩЕ : | : ЕВ ем ПО ТНМК село зебр фер еВ Ж АСТ ООКАТОМ «ОВТ виш шин | вик ши шин и 21 нехвевіня ше ши : ше : Кк «12 ТБЗНТВЄЇННЯ ше | Р | ки ен нн ШЕ соя «ЕН 8 41 пишних пен и Шен я их НИ КД «3 : І : шен ши ше шишка с ж: лади 00 х не ві шк ние Пи ВИН ДИНИ м ШЕ | 4 : Й. і і З ЧИЙ хода ре шо ОР : ЩЕ і щі кое «ВІ ше БО ШІ | БЕ КЕСВРЕО «ІАЦ г Ме ШЕ | ЕШ | ОТ геAnd not WE YET : | : EV em PO TNMK selo zebr fer eV Zh AST OOKATOM «OVT vysh shin | vyk shi shin and 21 nekhvevinya she shi : she : Kk «12 TBZNTVEINNYA she | R | ky en nn SHE soy "EN 8 41 lush pen i Shen i ikh NI KD "3 : I : shen shi she she cone s w: lada 00 x ne vi sh nie Pi VYN DINY m SHE | 4: Y. i i Z CHIY hoda re sho OR : ШЭ i shchi koe "VI she BO SH | BE KESVREO "IAC g Me SHE | ESH | OT ge

І : І НК | Н Н т ї Н || : К ЗХ Й І Щі; ; ! ТЕО БВ, СЕ ОО ЕТО воАНІ ей ее 0-20. | ЩЕ З 5 11 МИ епомвр яI : I NK | N N t i N || : K ХХ Y I Shchi; ; ! TEO BV, SE OO ETO voANI ey ee 0-20. | STILL FROM 5 11 WE epomvr i

ЗЕ ЩЕ й НІ і Й с ТЕ НЯZE SCHE and NO and Y s TE NYA

Є Ко мале НЕ ЩІ З Ще Н і У АНОТЕ МОЯ ур Карбенія | щі : і : КАТ, зі йThere is little, not much else, and in my anote, Karbeniya | schi : i : KAT, with i

БОР пи пиши ши БУ Я : ХЕ ВЕКТЕКЕААКНН ду Ро В Я ЛЕ НА в ІВ ЖЕ «НоBOR pi write shi BU I: HE VEKTEKEAAAKNN du Ro V I LE NA in IV JE "But

В щі 0 0 ШИК І І елV shchi 0 0 SHIK I I el

В що І ТЕ ПАЛИВО АНІ ли, "ЕЕ ЖЕ у МН і Км іі с п Я Ор 1 І не ЩІWHAT IS THAT FUEL AND NOT, "YES, in MN and Km ii s p I Or 1 and not SCHI

Н і | Ї І ; : : : : 1 ІК. Ех кжижжжиижжжнижн іN and | Y I ; : : : : 1 IC. Eh kzhizhzhizhizhzhzhnizhn and

Бо о де шо о шо дя шо жо ше що ЗМЕИШОИНЕ ва;Because oh where oh oh oh oh oh oh oh oh oh oh oh oh oh what ZMEISHOINE va;

КК мо ж о й й НН у йKK can be used as well as NN in y

Х: частин на мільйон: 13X: parts per million: 13

Фіг; ЗВКFig; ZVK

ВишЕ НИНЕ ВЕАІ ЗИ ВН ЗОНИ НАКК: ВЕНИ ВИ Мини а ЕК ЕІ «ож бу ин жи м шик м ни мк ни потр СОКИЕгНІ «НОСИК. 2.8 тт Ї им ни ке ВО що ! 1 ВАТА тонах гри ока нин ни вн нн нн В В В СЕ пені ср ВІН «2ABOVE NINE VEAI ZY VN ZONI NAKK: VENY YOU Mini a EK EI "oz bu inzhi m shik m nim mkni potr SOKIEGNI "NOSYK. 2.8 tt I im ny ke VO what! 1 WATT tons of games oka nin ny wn nn nn В В В SE peni sr HE "2

Не пише ние ник вва ших пишно нок и Не пететтрнтін ВІЄТЦЕ якоDo not write nie nik vva shish pishno nok and Do not petettrntin VIETCE as

Я НЕ СН М В М «Кол с «5 2 о 2 1 ЗОЛИ Ж КА я пс Шик ШЕ сах зви ними: Ношнв НИМИ порів поло зання поши поро поні понн зання Мом потр рив ява СПВОАНТ ї з Десну винне нн нн нн нини нн нн суприд ХА ВиБАТОЙ зцінннвЯ NE SN M V M "Kol s "5 2 o 2 1 ZOLY Ж KA i ps Shik SHE sah call them: We have compared the positions of the posh popony ponnna zation Mom need ryava SPVOANT y from Desnu guilty nn nn nn nnyn nn nn suprid HA VyBATOY values

ЯКЕ: змен: нини шини п нин жи нн ни пи п --4«- МДКЮКЯК «пе га 1152 т пи и о мо ЗВ НИ НН С тівWHAT: change: now tires p nin zhyn nn ny pi p --4«- MDKYUKYAK «pe ha 1152 t pi i o mo ZV NI NN S tiv

Берт РІ ЕН Я р тане зиBert RI EN I r tane zy

Е- ни: сил: Пи и МИ Зп ВДЕ ПИ Я ГІ хвою о 1.5 ни нн нн нн не нн пн нн нн нн вин шик перо ХК з МИНЕ ННЯ 4 4 одн, вин ни пи В ЕТНО НІ Я нов НИ МИ ЕН МН ОНИ МО ВОШНЯ ПО НО ОК НА МАЯ НОРІ МЕ А вк Ки «РE- ny: force: Pi i WE Zp VDE PI I GI Hvoi o 1.5 ny nn nn nn nn nn nn nn nn nn vin chic pero HC z MINE NNYA 4 4 one, vin ni pi V ETHNO NO I nov WE WE EN MN THEY ARE MO OSHNYA PO BUT OK ON MAY NORI ME A vk Ky "R

Мо ми мини У НЕ НИ о МИ М: ВЕН 1 еко щі ох шашк шя ни си ин іа Мох МИНЕ Мини ек в рт нов яетан зі в пре ГА 00 ор ря невинне вини Вк | Еш ШЕУ Че.Mo mi mini U NE NI o MI M: VEN 1 eko shchi oh shask shya n si in ia Moh MINE Mini ek v rt nov yaetan zi v pre GA 00 or rya innocent vini Vk | Ash Sheu Che.

Бу ши ши ВЛ ни МО ПО Вони виш шо МН Ве В В зніс 8.6 : не м І МО А рт ри «ЗВ, ль: ние ж переррн | ГТ кн БО й --- сини МИ ИН МН ПЕ ВК КАК Є в сис ин нини пи ин пн он нн пон на нн. кал с : т ї. а вт «сраку в 4 ща но, Моря 7 кош ПО ОА МН МІШНЕ МКМ ШИНИ ВИШ В В ШО ВЖЕ Н ще пр ТИМИ і павткщя я ХНИ с поля яхт р іх нем іл или КИ; Кт ГАЛЯ ВОВКА ДИ КАК КАИДВ МО «ТАBu shi shi VL ni MO PO They vysh sho MN Ve V V snis 8.6: ne m I MO A rt ry "ZV, l: nie zh pererrn | GT kn BO y --- sons MY IN MN PE VK KAK IS in sis in nyny pi in mon on nn mon on nn. kal s : t i. and Tues at 4 o'clock in the morning, Morya 7 kosh PO OA MN MISHNE MKM TIRES HIGHER IN V SHO ALREADY N still pr TIMY and pavtkschya I HNY from the field of yachts r ih nem il or KI; Kt GALA WOLF DI KAK KAIDV MO "TA

У у : с ру : МИНЕ Я ост о о ки и о ОМ, зе ко А З о А и З ЕЕ НН КНU u : s ru : MINE I ost o o ky i o OM, ze ko A Z o A i Z EE NN KN

І ДЕЕТЛОК МЕ «ВАННAND DEETLOK ME "BANN

Х:зчастин на мільном; 130 яння п ! Фіг. З8І,X: parts on the mill; 130 Yanya p! Fig. Z8I,

тт і й пи шин ї же «ВО ! ! 1. (бхнЕНт ЯКО ОКНМtt i y pi shin i same "WO ! ! 1. (bhnENT AS OKNM

ШЕ НН. і ! | | ВІТ якоSHE NN. and ! | | VIT as

І Я ОО УЖAnd I'm OK

Е РЕ іКскцоке «у !E RE iKsktsoke "in !

ЗЕ «КН ї | ЗЕМНЕ 5 ВЕТЮ. МНК а? : ПЕ МЕН ЕНН ВіZE "KN i | EARTH 5 VETU. MNC huh? : PE MEN ANN Wee

Н ї КАДКОВАТНО хм у омія яко вв. тане ни 7 ; . 513 аз і Мих «ІННN y KADKOVATNO hm u omia as vv. tane ni 7 ; . 513 az and Mich "INN

Й і І вка її ї Ї : | ! у анете «ЗННИН) : ! ї Кн зааеНТН ВК я що І вклових « в і : і НКТ, ее ши ще шини ше ! | | п | Ко АнИх хе ! | | я се : | тиме «не й . І ХЯ зад 067 ї КК ТВЕ ТАН ВІ ! ; ит кяре) я й й і | Е кат зр б сх ї. кет інн шнек: рев яю ККУ «ВІ і і І КАК. «ЩІ ! І | ! ! ши ши ше іже о ' | | | .ввожн «ще і і ! А і вит ат. «Н панни вис В вим ВИНИ искснкаканаконоканиияи Кк кА 109 че Об 060 МО о Кок ВИК БО паби мих івІ and І vka іє і І : | ! in the "ZNNIN" network) : ! i Kn zaaeNTN VC i that I included « in i : and KNT, ee she still tires! | | n | Ko AnYh heh! | | I am : | time "not and . I ХЯ зад 067 th KK TVE TAN VI ! ; and kyare) I and and and | E kat zr b sh y. ket inn shnek: rev yayu KKU "VI i i I KAK. "WHAT! And | ! ! shi shi she izhe o ' | | | .enter "more and and ! And vit at. "N panny vys V vim VINY isksnkakanakonokaniiyai Kk kA 109 che Ob 060 MO o Kok VYK BO puby myh iv

Ай, шаAi, sha

Хі застинова мільйон 13С т шо шк йKhy zastinova million 13C t sho shk y

Фіг. 3В6МFig. 3B6M

Р: по зиповле ново ово. кл БОВА т ЗО.R: by zipovle new ovo. kl BOVA t ZO.

РУ ши ОНИ МОНО МОН ВОНА МОН НО НН ПИВА АН й твШ---225 С ЕТ з дна три НЄ 1.8 ЗМ СаЩІР: ОгіРЕRU shi ONY MONO MON SHE MON NO NN BEER AN y tvSh---225 S ET from dna three NE 1.8 ZM SaSHCHIR: OgiRE

І поши по по во по о п и ой х З 1 ЗЕ,And posh po po vo po o p i oy x Z 1 ZE,

МАТІВ НН НК МАННЯ ВОЖНВННИ НБН НКИ БА ВОВНИ ОАЕ ен зе Й й РВЕ ГЕ М ЗВАННІ УА У БЯКОЛИ КАНАMATIV NN NK MANNYA VOZNVNNY NBN NKY BA VOVNY OAE en ze Y y RVE GE M TITLE UA IN BYAKOLI KANA

Те ПРИ б нн ші Ве ша «ЦО 18 ОЕМІВЮВАНИЙ Й й А -- т Сн «дви ТА 3 ПЕРЕМІЩЕНИЙ -- І же. п 2 яна меня ннн Її Ї і - ХРВЕССАЮ хуTe PRI b nn shi Ve sha "ЦО 18 ОЕМИВИЯ Я и A -- t Sn "dvy TA 3 MOVED -- Same. p 2 yana menya nnn Her She and - HRVESSAYU hu

ТЕЙ сн рн НЯ ТВ І ЕООНИою ох тбневеік щі ЩЕ. й о Ї п о 7 БЕ : Кри ПВ вв) - САН пдв 671 ---4 Шь «5 шенні и НО Ш й і з ВК М Я а сс дик ав пнндннннянннння трі КОЮ ВЕНИ хіTEY sn rn NYA TV I EOONIou oh tbneveik shchi SCHE. y o Y p o 7 BE : Kri PV vv) - SAN pdv 671 ---4 Sh "5 shenny i NO Sh y i z VK M Ya a ss dyk av pnndnnnnnnnnnnnia tri KOYU VENI hi

НН Щі Пов -е 05 тир її й МИНЕ ВОАНЬ М. да -- | ПОС «Ку : ІШ. І ЕЕ х ГОНОВІВNN Shchi Pov -e 05 tir her and MINE VOAN M. yes -- | POS "Ku: IS. And EE x HONOVIV

КНУ; наван Ї і Цит Кі КАКОТ Я аз В А і 8 Й ї і. і КАТ ВІ І ті ви пІкхін на шнні ЖKNU; navan Y i Tsit Ki KAKOT Ya az VA A i 8 Y i i. and KAT VI And those you pIkhin on shni Zh

В ї й в ій снз 1-х о Ї їIn і і і і snz 1-h about І і

ЗТ МОУ. «У орто ви З я м'м що ак мав АНАZT MoU. "In ortho you Z I mmm that ak had ANA

КДКА сов кеKDKA sov ke

Х: части намільйон: ІН і пЕРЕНЛОК МЕ «БаЦІОеВЕ ІВX: parts per million: IN and PERENLOK ME "BaTsIOeVE IV

Фіг. ЗМFig. ZM

ЕЛЕКТРИКА вени с ни ЗВИК , НЕКСТКІ ЛЯ. ТОЕЛЬНН Ор о одеехокнвнсаножижітью литкові а кткюття, і (ати Ши НИ іELECTRICIAN VENI s ni ZVYK , NEXTKI LYA. TOELNN Or about odeehoknvnsanojzhityu calf a ktkyutta, and (ati Shi NI and

Ці спежтжют Кк я, х і йРасо, ун Н сеспттннття ЯМаЦІОВАНА, 1 , й всих Н і опромінення оБВОКА зе 1 су НН УЛЬТЕАЗБУКОМ 1 голи о у ун грн ие Со и у не М ши НЯ і лІДГОТОВКА СИРОВИНИ ща ПОПЕРЕДНЯ ОБРОБКА 110 ЕЛЕКТРИКА. таThese spezhjut Kk i, h i yRaso, un N sespttnnttya YAMACIOVANA, 1 , and all N and irradiation of the OBVOKA ze 1 su NN ULTEAZBUK 1 goli o u u u n ie So i u ne M shi Nya i LEAD PREPARATION OF RAW MATERIALS scha PRE-PROCESSING 110 ELECTRICITY. and

ЕЛЕКТРИКА НПАГРІВАКНЯ ДЕВУРЖ УКІЧНЙ ЗАСя ев ох сн вини ними он н - ле ВЕРМЕНТАЦІЯ СДЕВтТРНОУгА. І ОНЕСТННЯ й де ВЕНТВАТАНЮр, й сиві. ' С тр все ниннищ Яй : і соклЖІ НН коми для , - 0 ВЕЖДЖІ 1Е Кк ПИ о ИН Н і І ИОБлЛЕННЯ ЖЕ НІНУ пвАиМВ. ,ELECTRICITY OF THE HEATER DEVURZ UKICHNY ZASya ev oh sn blame them he n - le VERMENTATION SDEVtTRNOUgA. And ONESTNYA and de VENTVATANYur, and gray hairs. ' S tr all ninnysh Yai: and soklZHI NN commas for , - 0 VERDZHI 1E Kk PI o YN N and I IOBLLENIA SHE NINU pvaIMV. ,

Геняеженяяняж ння ян антенні 1 й : ше: вавктУвЕ веновні 1 | Осад ТОПКА ТУЄВОГЕНЕВАТОВ ГР» ЄВКТРЯКАGenyaezhenyayanyazh nia yan antennae 1 and : she: vavktUvE venovni 1 | Sediment FURNACE TUEVOGENEVATOV GR» EVKTRYAK

ПРОЦЕСИ Т.О ВОДА я люНУ КОТЛА ко, , Ши НОPROCESSES OF THE WATER I lyuNU BOILER ko, , Shi NO

В нн нинIn nn nin

ПОДАЛЬША ПЕТЕРОБКАFURTHER PETROBKA

129129

Фіг. 39Fig. 39

ПОПЕРЕДНЯ ОБРОНКАPRELIMINARY DEFENSE

114114

Ки нн нин пн нн псновнннKi nn nin mn nn psnovnnn

ІЗ и 1IZ and 1

ІЗ Й І и : 492 і ії ний. ;IZ Y I y : 492 and ii ny. ;

ПІДГОТОВЛЕНА І . і ІPREPARED AND . and I

СсивОовННА Н 81 й ; Н ки ВАВ ОН КСО В УМО ОК ; . ке ' нн нн нн и о жа а ал т тТлТл лТл лтилтлжллтлжаитш а а ана ни 7 ' І би і 'SsivOovNNA H 81st; N ki VAV ON KSO V UMO OK ; . ke ' nn nn nn i o zha a al t tTlTl lTl ltiltlzhlltlzhaitsh a a ana ni 7 ' And would and '

ОПРОМІНЕННЯ 1 о од птстжест я ти те лк пет те тестувати ТЕ те тю жі кт тя ню уж РК РЕ тех те то я жа то ню ню ж жити плн яким ти ня яжжекткі вода :IRRADIATION 1 o od ptstgest i ti tel lk pet te test TE te tyuzhi kt tia nyu already RK RE teh te to i zha to nyu nyu live pln what you nya yazhzektki water:

Ул цж тяжкі жлетя тик риття киянин якеUl tszh heavy yellowing tik ryttya Kyivan what

Ї ВЕКОЛКА Н 9, иY VEKOLKA H 9, i

Ухклеювуком -х, І З рн НUkhkleyuvukom -x, I Z rn N

Ук Я Та Ї 1 й 7 4 і ох і ЗВ | і ! щі -а І х м: 2 : оснОнниЙ і пра й 30 1 пРОНЕС і і 46 -- і 4 де В й ( і ск ! ! (9 то А іUk I Ta Y 1 and 7 4 and oh and ZV | and ! schi -a I x m: 2: basic i pra i 30 1 PRONES i i 46 -- i 4 de V i ( i sk ! ! (9 so A i

Ме в ! : терор лв- У в Б!Me in! : terror lv- U in B!

І! 2 ОД Др т ' Б Е ' ; " і і ' 24 «4 ит Н ! 267 во !AND! 2 OD Dr t 'B E'; " i i ' 24 "4 it H ! 267 vo !

Фіг. 40Fig. 40

Claims (24)

1. Спосіб ферментації низькомолекулярного цукру в продукт, який включає: змішування низькомолекулярного цукру, одного або декількох ферментуючих мікроорганізмів і модифікованої біомаси, причому модифікована біомаса має об'ємну густину, меншу ніж приблизно 0,5 г/см", і містить целюлозні волокна, які по суті були піддані опроміненню і містять групи карбонової кислоти; і ферментацію низькомолекулярного цукру в умовах, які придатні для конвертації цукру в продукт.1. A method of fermenting a low-molecular-weight sugar into a product that includes: mixing the low-molecular-weight sugar, one or more fermenting microorganisms, and modified biomass, wherein the modified biomass has a bulk density of less than about 0.5 g/cm" and contains cellulosic fibers, which have essentially been irradiated and contain carboxylic acid groups; and fermentation of the low molecular weight sugar under conditions suitable for converting the sugar into a product. 2. Спосіб за п. 1, де в процесі ферментації щонайменше частина низькомолекулярного цукру перетворюється в етанол.2. The method according to claim 1, where in the fermentation process at least part of the low molecular weight sugar is converted into ethanol. 3. Спосіб за п. 2, де мікроорганізм включає дріжджі.3. The method according to claim 2, where the microorganism includes yeast. 4. Спосіб за п. 3, де дріжджі вибирають з групи, що складається з 5. сегеуівіає 1 Р. випрійв.4. The method according to claim 3, where the yeast is selected from the group consisting of 5. segeuiviaye 1 R. vypriyv. 5. Спосіб за п. 2. де мікроорганізм включає бактерії.5. The method according to claim 2, where the microorganism includes bacteria. 6. Спосіб за п. 5, де бактерії включають Лутотопав тобіЇів.6. The method according to claim 5, wherein the bacteria include Lutotopav tobii. 7. Спосіб за п. 1, де модифіковану біомасу одержують опроміненням іонізуючим випромінюванням.7. The method according to claim 1, where the modified biomass is obtained by irradiation with ionizing radiation. 8. Спосіб за п. 1, де модифіковану біомасу одержують опроміненням пучком частинок.8. The method according to claim 1, where the modified biomass is obtained by irradiation with a beam of particles. 9. Спосіб за п. 1, де модифіковану біомасу одержують опроміненням в умовах, вибраних для зменшення молекулярної маси біомаси.9. The method according to claim 1, where the modified biomass is obtained by irradiation under conditions selected to reduce the molecular weight of the biomass. 10. Спосіб за п. 1, де модифіковану біомасу одержують впливом на біомасу іонізуючим випромінюванням, загальна доза якого становить приблизно 5 Мрад.10. The method according to claim 1, where the modified biomass is obtained by impacting the biomass with ionizing radiation, the total dose of which is approximately 5 Mrad. 11. Спосіб за п. 1, який додатково включає фізичну підготовку біомаси.11. The method according to claim 1, which additionally includes physical preparation of biomass. 12. Спосіб за п. 11, де підготовка включає дроблення.12. The method according to claim 11, wherein the preparation includes crushing. 13. Спосіб за п. 11, де підготовка включає зменшення розміру біомаси жорновим помелом, механічним розпушуванням або розриванням, подрібненням на стрижневому млині, розмелюванням або подрібненням розтиранням на повітрі.13. The method according to claim 11, wherein the preparation includes reducing the size of the biomass by mill grinding, mechanical loosening or tearing, grinding on a rod mill, grinding or grinding by air grinding. 14. Спосіб за п. 1, де біомаса має площу поверхні ВЕТ, більшу ніж 0,25 м"/г.14. The method according to claim 1, where the biomass has a VET surface area greater than 0.25 m"/g. 15. Спосіб за п. 1, де біомаса має відношення довжини до діаметра, що дорівнює щонайменше 5.15. The method according to claim 1, where the biomass has a ratio of length to diameter equal to at least 5. 16. Спосіб за п. 1, де модифіковану біомасу вибирають з групи, що складається з паперу, паперової продукції, паперових відходів, деревини, пресованої деревини, деревної тирси, сільськогосподарських відходів, стічних вод, силосу, трав, рисового лушпиння, макухи, бавовни, джуту, пеньки, льону, бамбука, сизалю, абаки, соломи, серцевин кукурудзяних качанів, кукурудзяної соломи, проса, люцерни, сіна, кокосових волокон, морської трави, водоростей і їх сумішей.16. The method according to claim 1, where the modified biomass is selected from the group consisting of paper, paper products, paper waste, wood, compressed wood, wood sawdust, agricultural waste, sewage, silage, grasses, rice husk, cake, cotton, jute, hemp, flax, bamboo, sisal, abaca, straw, corncob cores, corn straw, millet, alfalfa, hay, coconut fiber, sea grass, seaweed and mixtures thereof. 17. Спосіб за п. 1, де біомаса має пористість, більшу ніж 50 95.17. The method according to claim 1, where the biomass has a porosity greater than 50 95. 18. Спосіб за п. 1, який додатково включає вплив на біомасу ферментативним гідролізом.18. The method according to claim 1, which additionally includes the effect on biomass by enzymatic hydrolysis. 19. Спосіб за п. 4, де в процесі ферментації одержують етанол з виходом, який дорівнює щонайменше 140 90, що визначається рівнянням: о вихід - (етанол в зразку, відібраному з середовища, що містить модифіковану біомасу/етанол в контролі, відібраному з середовища без модифікованої біомаси)х 100.19. The method according to claim 4, where in the fermentation process ethanol is obtained with a yield equal to at least 140 90, which is determined by the equation: o yield - (ethanol in the sample taken from the medium containing the modified biomass/ethanol in the control taken from the medium without modified biomass) x 100. 20. Спосіб за п. 19, де ферментація характеризується виходом, що дорівнює щонайменше 170 до.20. The method according to claim 19, where the fermentation is characterized by a yield equal to at least 170 to. 21. Спосіб за п. 19, де в процесі ферментації утворюється перший продукт, при цьому спосіб додатково включає стадію конвертування першого продукту у другий продукт, який відрізняється від першого продукту.21. The method according to claim 19, where the first product is formed in the fermentation process, while the method additionally includes the stage of converting the first product into a second product that differs from the first product. 22. Спосіб за п. 1, де середовище містить воду.22. The method according to claim 1, where the medium contains water. 23. Спосіб за п. 1, де об'ємна густина менше ніж приблизно 0,4 г/см".23. The method of claim 1, wherein the bulk density is less than about 0.4 g/cm". 24. Спосіб за п. 1, де об'ємна густина менше ніж приблизно 0,35 г/см".24. The method of claim 1, wherein the bulk density is less than about 0.35 g/cm".
UAA201014291A 2008-04-30 2009-04-28 Method for fermentation of low molecular sugar UA106042C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US4940708P 2008-04-30 2008-04-30
PCT/US2009/042000 WO2009134816A1 (en) 2008-04-30 2009-04-28 Processing biomass

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA106042C2 true UA106042C2 (en) 2014-07-25

Family

ID=56281776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA201014291A UA106042C2 (en) 2008-04-30 2009-04-28 Method for fermentation of low molecular sugar

Country Status (2)

Country Link
AR (1) AR105876A2 (en)
UA (1) UA106042C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
AR105876A2 (en) 2017-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2658778C2 (en) Method of fermenting low-molecular weight sugar
RU2678806C1 (en) Biomass treatment
JP6509283B2 (en) Biomass processing method
UA119132C2 (en) Cellulosic and lignocellulosic materials and methods and systems for the production of such materials by irradiation
UA120831C2 (en) BIOMASS PROCESSING
Wu et al. Valorizing kitchen waste through bacterial cellulose production towards a more sustainable biorefinery
JP2010508390A5 (en)
UA118089C2 (en) BIOMASS PROCESSING
RU2432400C2 (en) Biomass processing
UA96165C2 (en) Method of changing a molecular structure of a biomass feedstock
AU2015200713A1 (en) Processing biomass
UA106042C2 (en) Method for fermentation of low molecular sugar
AU2013202828B2 (en) Processing biomass
UA110317C2 (en) Process for the preparation of feed materiala
UA111463C2 (en) Method for sugar production from lignocellulosic biomass
UA119052C2 (en) METHOD OF MANUFACTURE OF FEED FOR ANIMALS