UA114713C2 - Переробка біомаси - Google Patents

Переробка біомаси Download PDF

Info

Publication number
UA114713C2
UA114713C2 UAA201315151A UAA201315151A UA114713C2 UA 114713 C2 UA114713 C2 UA 114713C2 UA A201315151 A UAA201315151 A UA A201315151A UA A201315151 A UAA201315151 A UA A201315151A UA 114713 C2 UA114713 C2 UA 114713C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
shi
stator
wet grinding
rotor
tank
Prior art date
Application number
UAA201315151A
Other languages
English (en)
Inventor
Маршалл Медофф
Сеул-а Бає
Ренді Вальдес
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 to UAA201606552A priority Critical patent/UA117505C2/uk
Publication of UA114713C2 publication Critical patent/UA114713C2/uk

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C13—SUGAR INDUSTRY
    • C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K1/00—Glucose; Glucose-containing syrups
    • C13K1/02—Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of cellulosic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M45/00—Means for pre-treatment of biological substances
    • C12M45/02—Means for pre-treatment of biological substances by mechanical forces; Stirring; Trituration; Comminuting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
    • C12P7/08—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate
    • C12P7/10—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate substrate containing cellulosic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/50—Mixing liquids with solids
    • B01F23/59—Mixing systems, i.e. flow charts or diagrams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/20—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams
    • B01F25/21—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams with submerged injectors, e.g. nozzles, for injecting high-pressure jets into a large volume or into mixing chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/20—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams
    • B01F25/21—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams with submerged injectors, e.g. nozzles, for injecting high-pressure jets into a large volume or into mixing chambers
    • B01F25/211—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams with submerged injectors, e.g. nozzles, for injecting high-pressure jets into a large volume or into mixing chambers the injectors being surrounded by guiding tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/20—Jet mixers, i.e. mixers using high-speed fluid streams
    • B01F25/27—Mixing by jetting components into a conduit for agitating its contents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/50—Circulation mixers, e.g. wherein at least part of the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle
    • B01F25/53—Circulation mixers, e.g. wherein at least part of the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle in which the mixture is discharged from and reintroduced into a receptacle through a recirculation tube, into which an additional component is introduced
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/111—Centrifugal stirrers, i.e. stirrers with radial outlets; Stirrers of the turbine type, e.g. with means to guide the flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/111—Centrifugal stirrers, i.e. stirrers with radial outlets; Stirrers of the turbine type, e.g. with means to guide the flow
    • B01F27/1111—Centrifugal stirrers, i.e. stirrers with radial outlets; Stirrers of the turbine type, e.g. with means to guide the flow with a flat disc or with a disc-like element equipped with blades, e.g. Rushton turbine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05—Stirrers
    • B01F27/11—Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/113—Propeller-shaped stirrers for producing an axial flow, e.g. shaped like a ship or aircraft propeller
    • B01F27/1132—Propeller-shaped stirrers for producing an axial flow, e.g. shaped like a ship or aircraft propeller with guiding tubes or tubular segments fixed to and surrounding the tips of the propeller blades, e.g. for supplementary mixing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/27—Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/27—Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices
    • B01F27/272—Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed axially between the surfaces of the rotor and the stator, e.g. the stator rotor system formed by conical or cylindrical surfaces
    • B01F27/2721—Mixers with stator-rotor systems, e.g. with intermeshing teeth or cylinders or having orifices with means for moving the materials to be mixed axially between the surfaces of the rotor and the stator, e.g. the stator rotor system formed by conical or cylindrical surfaces provided with intermeshing elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/80—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis
    • B01F27/81—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis the stirrers having central axial inflow and substantially radial outflow
    • B01F27/811—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis the stirrers having central axial inflow and substantially radial outflow with the inflow from one side only, e.g. stirrers placed on the bottom of the receptacle, or used as a bottom discharge pump
    • B01F27/8111—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders with stirrers rotating about a substantially vertical axis the stirrers having central axial inflow and substantially radial outflow with the inflow from one side only, e.g. stirrers placed on the bottom of the receptacle, or used as a bottom discharge pump the stirrers co-operating with stationary guiding elements, e.g. surrounding stators or intermeshing stators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/80—Mixing plants; Combinations of mixers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/20—Measuring; Control or regulation
    • B01F35/21—Measuring
    • B01F35/2136—Viscosity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/30—Driving arrangements; Transmissions; Couplings; Brakes
    • B01F35/32—Driving arrangements
    • B01F35/32005—Type of drive
    • B01F35/3204—Motor driven, i.e. by means of an electric or IC motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/75—Discharge mechanisms
    • B01F35/754—Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer
    • B01F35/7544—Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer using pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
    • B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
    • B02C18/062—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives with rotor elements extending axially in close radial proximity of a concentrically arranged slotted or perforated ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B1/00—Preparatory treatment of cellulose for making derivatives thereof, e.g. pre-treatment, pre-soaking, activation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08H—DERIVATIVES OF NATURAL MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08H8/00—Macromolecular compounds derived from lignocellulosic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/28—Treatment by wave energy or particle radiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G32/00—Refining of hydrocarbon oils by electric or magnetic means, by irradiation, or by using microorganisms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M45/00—Means for pre-treatment of biological substances
    • C12M45/09—Means for pre-treatment of biological substances by enzymatic treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/02—Monosaccharides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/12—Disaccharides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/14—Preparation of compounds containing saccharide radicals produced by the action of a carbohydrase (EC 3.2.x), e.g. by alpha-amylase, e.g. by cellulase, hemicellulase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P3/00—Preparation of elements or inorganic compounds except carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
    • C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
    • C12P5/023—Methane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
    • C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
    • C12P5/026—Unsaturated compounds, i.e. alkenes, alkynes or allenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/16—Butanols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/18—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic polyhydric
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/42—Hydroxy-carboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/44—Polycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/44—Polycarboxylic acids
    • C12P7/48—Tricarboxylic acids, e.g. citric acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/52—Propionic acid; Butyric acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/54—Acetic acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/56—Lactic acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/62—Carboxylic acid esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/64—Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
    • C12P7/6436—Fatty acid esters
    • C12P7/649—Biodiesel, i.e. fatty acid alkyl esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C13—SUGAR INDUSTRY
    • C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K1/00—Glucose; Glucose-containing syrups
    • C13K1/06—Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of starch or raw materials containing starch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C13—SUGAR INDUSTRY
    • C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
    • C13K13/00—Sugars not otherwise provided for in this class
    • C13K13/002—Xylose
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2301/00—Characterised by the use of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08J2301/02—Cellulose; Modified cellulose
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2397/00—Characterised by the use of lignin-containing materials
    • C08J2397/02—Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1011—Biomass
    • C10G2300/1014—Biomass of vegetal origin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P2201/00—Pretreatment of cellulosic or lignocellulosic material for subsequent enzymatic treatment or hydrolysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P2203/00—Fermentation products obtained from optionally pretreated or hydrolyzed cellulosic or lignocellulosic material as the carbon source
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)

Abstract

Винахід належить до переробки сировини із біомаси (наприклад, рослинної біомаси, біомаси з тварин і біомаси міських стічних вод) для отримання корисних продуктів, таких як палива. Заявлено спосіб, який включає: вологий розмел лігноцелюлозного матеріалу, де стійкість лігноцелюлозного матеріалу до розкладання зменшено, і застосування струминного змішувача до, під час або після вологого розмелу; додавання ферменту до лігноцелюлозного матеріалу після вологого розмелу; та додавання мікроорганізму до суміші.

Description

Споріднені заявки
В цій заявці заявлено пріоритет попередньої заявки США Мо 61/495, 217, яка подана 9 червня 2011 року. Таким чином повне розкриття цієї попередньої заявки включено в цей документ шляхом посилання.
Передумови
Целюлозні і лігноцелюлозні матеріали отримують, переробляють і використовують у великих кількостях у ряді сфер застосування. Часто такі матеріали використовуються одноразово, а потім викидають як сміття або просто вважають відпрацьованими матеріалами, наприклад, стічні води, макуху, деревну тирсу і солому.
Короткий опис
В цьому документі описують процеси оцукрювання або зрідження матеріалу з біомаси, наприклад, целюлозної, лігноцелюлозної та/або крохмальної сировини, шляхом перетворення матеріалу з біомаси в низькомолекулярні цукри, наприклад, оцукрюванням сировини з використанням ферменту, наприклад, однієї або більше целюлази та/або амілази. Винахід також відноситься до перетворення вихідного матеріалу в продукт, наприклад, біопроцесом, таким як ферментація. Процеси включають вологий розмел сировини. Було виявлено, що вологий розмел сировини призводить до зменшення часу, необхідного для оцукрювання і збільшення концентрації цукру, які можуть бути отримані під час зазначеного оцукрювання.
Вологий розмел окремо або працюючи синергетично з будь-якою обробкою, яка описана в цій заявці, може зменшувати стійкість до розкладення матеріалу з біомаси.
В процесах, описаних в цій заявці, можна використовувати матеріали з низькою об'ємною густиною, наприклад, целюлозну або лігноцелюлозну сировину, яку попередньо обробили фізичними методами для досягнення об'ємної густини менше ніж приблизно 0,75 г/см наприклад, менше ніж приблизно 0,7; 0,65; 0,60; 0,50; 0,35; 0,25; 0,20; 0,15; 0,10; 0,05 або менше, наприклад, менше ніж 0,025 г/см3.
Такі матеріали може бути важко диспергувати в рідинах, наприклад, у воді або системі розчинників з метою оцукрювання, ферментації або інших процесах. Матеріали через їх низьку об'ємну густину, здатні спливати на поверхню замість того, щоб підлягати змочуванню або диспергуванню в рідині. В деяких випадках, такі матеріали можуть бути гідрофобними,
Зо висококристалічними або виявляти інші властивості, які ускладнюють їх змочування. В той же час бажано переробляти зазначену сировину з отриманням дисперсії з порівняно високим вмістом твердих речовин, щоб в результаті отримати високу кінцеву концентрацію цукру в оцукреному матеріалі або високу концентрацію необхідного продукту (наприклад, етанолу або іншого спирту (спиртів) після ферментації). В деяких випадках при застосуванні способів, описаних в цій заявці, вміст твердих речовин в дисперсії при переробці може складати, наприклад, щонайменше, 10;15; 20; 22,5; 25; 27,5; 30; 35; 40; 45 або навіть, щонайменше, 50 мас. ую розчинених твердих речовин. Наприклад, вміст твердих речовин може складати від приблизно 10 до 50 95, наприклад, приблизно 10-40 95, 10 - 30 95 або 10-20 9.
В одному з аспектів, цей винахід представляє обробку частинок лігноцелюлозного матеріалу, розміром менше ніж 3000 мкм, наприклад, менше ніж 2000 мкм, менше ніж 1000 мкм або, принаймні, менше ніж 500 мкм, наприклад, менше ніж 250 мкм або менше ніж 100 мкм.
Розмір частинок може бути вибраний між 1000-3000 мкм, наприклад, 200-2000 мкм, 2000-1000 мкм, 500-1000 мкм.
В одному з аспектів, цей винахід описує зниження стійкості до розкладення лігноцелюлозного матеріалу і вологий розмел лігноцелюлозного матеріалу. В деяких випадках, стійкість до розкладання знижується при вологому розмелі. Матеріал може бути ущільнений до зниження стійкості або після зниження стійкості до розкладання і до вологого розмелу матеріалу.
В іншому аспекті, цей винахід стосується способу, який включає вологий розмел лігноцелюлозного матеріалу, наприклад, лігноцелюлозного матеріалу, який має знижену стійкість до розкладання.
В будь-якому із аспектів, цей винахід може включати, в деяких варіантах реалізації, будь-яку з наступних ознак.
Матеріал із біомаси, стійкий до розкладання, наприклад, лігноцелюлозний матеріал, може бути оброблений, наприклад, опроміненням лігноцелюлозного матеріалу, наприклад, шляхом впливу на матеріал електронним пучком. В деяких випадках опромінення включає подачу дози, щонайменше, 5 Мрад до лігноцелюлозного матеріалу, наприклад, щонайменше, 10, 20. 30, 50, 100, 150 або навіть 200 Мрад. Наприклад, дози можуть бути в діапазоні 5-200 Мрад, наприклад, 5-100 Мрад, 5-50 Мрад, 5-Ю Мрад, 10-100 Мрад, або 10-50 Мрад.
Лігнпоцелюлозний матеріал може бути, наприклад, матеріалом, вибраним з групи, яка містить деревину, деревностружкову плиту, тирсу, сільськогосподарські відходи, стічні води, силос, трави, рисове лушпиння, макуху, джут, пеньку, льон, бамбук, сизаль, абаку, солому, пшеничну солому, кукурудзяні качани, стебла кукурудзи, кокосове волокно, морські водорості або їх суміші.
Біомаса може бути також комбінацією крохмалю, лігноцелюлозних та/або целюлозних матеріалів. Наприклад, біомаса може бути цілою рослиною або частиною (частинами) рослини, наприклад, рослини пшениці, бавовника, кукурудзи, рису або дерева.
В деяких варіантах реалізації вологий розмел здійснюють з використанням головки ротора/статора. Ротор " статор можуть включати вкладені зубчаті кільця. В деяких випадках, статор містить два або більше концентричних зубчатих кілець, а ротор містить зубчаті кільця, виконані з можливістю встановлення між сусідніми кільцями зубців статора. Зазор меж ротором і статором, звичайно малий, утворювати високий зсув, и може бути, наприклад, від близько 0,01 до 0,25 дюйма (от 0,25 до 6,4 мм). Проміжки між зубцями в кожному кільці зубців також звичайне невеликі, наприклад, приблизно від 0,1 до 0,3 дюйма (от 2,5 до 7,6 мм).
Вологий розмел може бути виконаний з використанням множини головок ротора/статора, наприклад, коли процес виконується в великому резервуарі або посудині.
Вологий розмел звичайно проводять при відносно високій швидкості зсуву. Швидкість зсуву може бути, наприклад, принаймні 20000 сек" (наприклад, принаймні 25000 сек", принаймні 30000 сек", принаймні 40000 сек" або, принаймні 50000 сек"). Швидкість зсуву може бути, наприклад, від приблизно 30000 сек" до приблизно 50000 сек" (наприклад, від приблизно 25000 сек" до приблизно 50000 сек", від приблизно 30000 сек" до приблизно 50000 сек", від приблизно 35000 сек" до 50000 сек", від 40000 сек" до 50000 сек", від 20000 сек" до 45000 сек: 1 від 20000 сек" до 40000 сек", від приблизно 20000 сек" до 30000 сек", від 30000 сек" де 40000 сек").
В деяких варіантах реалізації вологий розмел здійснюють потоково. При вологому розмелі може використовуватись струминний змішувач. Струминний змішувач також можна використовувати в процесі наступної обробки, наприклад, під час ферментації. Спосіб може додатково включати додавання ферменту в матеріал із біомаси, наприклад, з лігноцелюлозного матеріалу, до, під час або після вологого розмелу та/або додавання мікроорганізму до матеріалу із біомаси або цукру, отриманого із матеріалів з біомаси. В деяких випадках., мікроорганізм додається після закінчення вологого розмелу, наприклад, щоб запобігти пошкодженню мікроорганізму при вологому розмелі. В деяких варіантах реалізації, мікроорганізм перетворює вихідну сировину із біомаси або цукор в продукт, вибраний з групи, яка складається з спиртів, органічних кислот, цукри, вуглеводів та їх суміші.
Способи, описані в цій заявці, звичайно, забезпечують відносно швидку та ефективну обробку сировини з високим вмістом твердих речовин. Шляхом підвищення початкового вмісту твердих речовин сировини в суміші, процес може проходити більш швидко, більш ефективно і з мінімальними витратами і високою отриманою концентрацією в кінцевому продукті. В деяких випадках тверді речовини можуть бути видалені в процесі оцукрювання, наприклад, за допомогою центрифуги, після чого може бути додана сировина. Видалені тверді речовини можуть бути використані як продукти, наприклад, як горюче пальне для комбінованого виробництва електроенергії та/або як корм для тварин.
Способи оцукрювання, описані в цьому документі, дозволяють матеріал з біомаси, наприклад целюлозну або лігноцелюлозну сировину, перетворити в зручну і концентровану форму, яку можна легко транспортувати і використовувати в інших виробничих установках, наприклад, установках, скомпонованих для ферментації цукрових розчинів в спирти, для виробництва продукту, наприклад, палива, такого як етанол, бутанол або вуглеводень. Такі концентрати можуть використовувати меншу кількість води, що може призвести до значної економії вартості виробництва і транспортування.
Деякі способи, описані в цьому документі, включають ооцукрювання сировини і транспортування сировини з видаленого місцезнаходження, наприклад, коли вихідну сировину виробляють або зберігають на виробничому об'єкті. В деяких випадках, оцукрювання може відбуватися частково або повністю під час транспортування.
В деяких випадках, системи, описані в цій заявці або їх компоненти, можуть бути пересувними, так що систему можна перевозити (наприклад, залізничним, вантажним або морським транспортом) з одного місця в інше. Така мобільна переробка описана в попередній заявці США Мо 12/374549, 21 січня 2009 року і міжнародній заявці Мо М/О 2008/011598, повний опис якої включено в цю заявку шляхом посилання.
Типові продукти, які можна отримати, застосовуючи процеси, описані в цій заявці, включають вуглеводні, білки, спирти (наприклад, одноатомні спирти або двоатомні спирти), такі як етанол, н-пропанол або н-бутанол, карбонові кислоти, такі як оцтова кислота або масляна кислота, солі карбонової кислоти, суміш карбонових кислот і солей карбонових кислот, і складні ефіри карбонових кислот (наприклад, метилові, етилові і н-пропілові складні ефіри), кетони, альдегіди, альфа, бета-ненасичені кислоти, такі як акрилова кислота, олефіни, такі як етилен, і суміші будь-яких із зазначених сполук. Деякі приклади включають етанол, пропанол, пропіленгліколь, бутанол, 1,4-бутандіол, 1,3-пропандіол, метилові або етилові складні ефіри будь-якого з перерахованих спиртів, метилакрилат, метилметакрилат, молочну кислоту, пропіонову кислоту, масляну кислоту, бурштинову кислоту, З-гідроксипропіоневу кислоту, сіль будь-якої із зазначених кислот і суміш будь-яких із зазначених кислот і відповідні соли. Ці та інші продукти розглянуті в попередній заявці на патент США Ш 12/4 і 7900, яку подано З квітня 2009 року, повний опис якої включено в цю заявку шляхом посилання.
В одному із аспектів, цей винахід стосується системи вологого розмелу, яка містить вологий млин, з рідиною, в якій диспергований матеріал з біомаси. Система може, наприклад, бути використана для обробки лігпоцелюлозного матеріалу, який може бути опромінений (наприклад, електронним пучком). Система може включати струминний змішувач, розміщений в рідині. Системи вологого розмелу можуть включати головки ротора/статора, наприклад, ротор і статор з вкладеними кільцями з зубцями. Крім того, статор може мати два або більше концентричних зубчатих кілець. Інші аспекти винаходу включають в себе резервуар з однією або декількома струминними головками, і одним або більше вологим млином, розташованим в баці.
Об'ємну густину визначають із застосуванням стандарту АТМ 018958. Коротко, такий спосіб включає заповнення мірного циліндра відомого об'єму зразком і вимірювання маси зразка. Об'ємну густину розраховують шляхом ділення маси зразка в грамах на відомий об'єм циліндра в кубічних сантиметрах.
Всі публікації, заявки на патент, патенти і інші джерела, згадані в цій заявці або прикладені до не", включені в повному обсязі шляхом посилання.
Опис креслень
Зо Фіг. 1 ілюструє ферментативний гідроліз целюлози з одержанням глюкози. Фіг. 2 ілюструє перетворення вихідного матеріалу в цукри та інші продукти.
Фіг. 2А Ілюструє системи оцукрювання у відповідності з одним варіантом здійснення. Фіг. 28 ілюструє системи оцукрювання у відповідності з іншим варіантом здійснення.
Фіг. З ілюструє систему виробництва етанолу, яка була модифікована, щоб використовувати розчини і суспензії, описані в цьому документі.
Фіг. 4 ілюструє зверху головку зібраного ротора і статора вологого розмелу відповідно із одним варіантом здійснення. Фіг. 4А ілюструє збільшений вигляд частини Фіг. 4 і показує зазор між ротором і статором.
Фіг. 5 ілюструє загальний вигляд ротора і статора.
Фіг. 6 ілюструє вигляд розібраних ротора і статора.
Фіг. 7 ілюструє вигляд знизу ротора, виконаного по лінії 7-7 виду по Фіг. 6.
Фіг. 8 ілюструє вигляд зверху статора, виконаного по лінії 8-8 виду по Фіг. 6.
Фіг. 9 ілюструє збільшений вигляд області ротора показаної на Фіг. 7.
Фіг. 10 ілюструє вигляд області статора, показаної на Фіг. 8.
Фіг. 11 ілюструє вигляд зверху головки зібраного ротора і статора вологого розмелу у відповідності з другим варіантом здійснення. Фіг. 11 ілюструє збільшений вигляд частини Фіг. 11 і показує один зазор між ротором і статором.
Фіг. 12 ілюструє загальний вигляд ротора і статора.
Фіг. 13 ілюструє вигляд розібраних ротора і статора.
Фіг. 14 ілюструє вигляд знизу ротора, виконаного по лінії 14-14 на фіг. 13.
Фіг. 15 ілюструє вигляд зверху статора, виконаного по лінії 15-15 на фіг. 13.
Фіг. 15 ілюструє збільшений вигляд області ротора показаного на фіг. 14.
Фіг. 17 ілюструє збільшений вигляд області статора показаного на фіг. 15.
Фіг. 18 і 18А є схемами, що ілюструють струминний потік, що виходить з сопла струминного змішувача.
Фіг. 19 ілюструє схематичний вигляд в перспективі струменя потоку змішувача згідно з одним варіантоь.ї здійснення. Фіг. 19А ілюструє збільшений загальний вигляд лопатевого колеса і реактивних трубок струминного змішувача згідно з фіг. 19. Фіг. 198 ілюструє збільшений загальний вигляд альтернативного лопатевого колеса. бо Фіг. 20 ілюструє поперечний переріз блоку вологого розмелу.
Докладний опис
Використовуючи процеси, які описані в цій заявці, біомасу (наприклад, рослинну біомасу, біомасу з тварин, папір та біомасу з міських стічних вод) можна обробити для виробництва корисних проміжних сполук та продуктів, таких як органічні кислоти, солі органічних кислот, ангідриди, складні ефіри органічних кислот та палив для двигунів внутрішнього згоряння або наприклад, сировини для паливних елементів. В цій заявці описані системи та способи, в яких як сировинні матеріали можна використовувати целюлозні та/або лігноцелюлозні матеріали, яких удосталь, але за допомогою яких важко здійснити обробку зазначених целюлозних або лігноцелюлозних матеріалів, наприклад потоків міських стічних вод і потоків макулатури, наприклад потоків, які включають газетний папір, крафт-папір, гофрований папір або їх суміші.
В цілому, можливо, матеріали можна обробляти фізичними методами для подальшої переробки та/або після неї, часто шляхом подрібнення. Багато які способи, описані в цій заявці, можуть ефективно знизити рівень стійкості вихідної сировини до розкладання, що полегшує її переробку, наприклад, таку як біопереробка (наприклад, за допомогою будь-якого мікроорганізму, описаного в цій заявці, такого як гомоацетогенна або гетероацетогенна бактерія та/або будь-якого ферменту, описаного в цій заявці), термічна переробка (наприклад, газифікація або піроліз) або хімічні методи (наприклад, кислотний гідроліз або окислення).
Сировину із біомаси можна обробити або переробити, використовуючи один або більше з будь- яких способів, описаних в цій заявці, таких як механічна обробка, хімічна обробка, випромінення, обробка ультразвуком, окислення, піроліз або паровий вибух. Різні системи і способи обробки можна застосовувати в комбінаціях з двох, трьох або навіть чотирьох або більіле із зазначених технологій або інших способів, описаних в цьому описі та в інших описах.
В деяких випадках вологий розмел може зменшити стійкість до розкладання або діяти синергетичне або діяти з іншими способами обробки, описаними в цій заявці.
Способи, описані в цій заявці, дозволяють використовувати матеріали з низькою об'ємною густиною, наприклад, целюлозну або лігноцелюлозну сировину, наприклад, яку попередньо обробили фізичними методами для досягнення об'ємної густини менше ніж приблизно 0,75 г/см, наприклад, менше ніж приблизно 0,7; 0,65; 0,60; 0,50; 0,35; 0,25; 0,20; 0.15; 0,10; 0,05 або менше, наприклад, менше ніж 0,025 г/см". Об'ємну густину визначають із застосуванням
Зо стандарту АТМ 018958. Коротко, спосіб включає заповнення мірного циліндра відомого об'єму зразком і вимірювання маси зразка. Об'ємну густину обчислюють за допомогою ділення маси зразка в грамах на відомий об'єм циліндра в кубічних сантиметрах. При необхідності матеріали з низькою об'ємною густиною можуть бути ущільнені, наприклад, способом, описаним в патенті
США 7971809, повний вміст якого включений в цю заявку шляхом посилання.
Оцукрювання
Для перетворення вихідної сировини в форму, яку можна легко переробити, глюкан- або ксиланвмісну целюлозу в вихідній сировині гідролізують з утворенням низькомолекулярних вуглеводів, таких як цукри, за допомогою оцукрювального агента, наприклад ферменту або кислоти, при цьому зазначений процес називають оцукрюванням. Далі, низькомолекулярні вуглеводи можна застосовувати, наприклад, на існуючому промисловому підприємстві, наприклад, на заводі про виробництву одноклітинного білка, заводі по виробництву ферментів або заводі по виробництву палива, зокрема, на підприємстві по виробництву етанолу.
Вихідні матеріали змішують з оцукрювальним агентом в рідкому середовищі, наприклад, розчиннику, такому як водний розчин, і суміш піддають вологому розмелу. Способи вологого розмела матеріалу в рідкому середовищі докладно обговорюються нижче. В деяких варіантах реалізації, під час та/або після вологого розмелу оцукрювальний агент, матеріал і рідке середовище змішуються струминним змішувачем. В деяких випадках струминне змішування продовжується протягом всього процесу оцукрювання.
В деяких варіантах реалізації, матеріал та/або оцукрювальний агент додають поступово, а не зесь за один раз. Наприклад, частину матеріалу можна додати в рідке середовище, диспергувати в ньому і змішувати з оцукрювальним агентом до тих пір, поки матеріал, щонайменше, частково не перетвориться в цукор, в цей момент в середовищі починають диспергувати другу частину матеріалу і додають до суміші. Зазначений процес можна продовжувати до отримання необхідної концентрації цукру.
Вихідна сировина може бути гідролізована з використанням ферменту, такого як целюлаза або амілаза, або сумішей цих ферментів. Наприклад, матеріал з біомаси змішують з ферментом в розчині, наприклад, в водному розчині.
Ферменти і організми, які розладають біомасу, таку як целюлозна та/або лігнінова частини біомаси, містять або виробляють різні ферменти (целулази), які розкладають клітковину, бо лігнінази або різні метаболіти з маленькими молекулами, які руйнують біомасу. Такі ферменти можуть бути сукупністю ферментів, що діють синергетично і розкладають кристалічну целюлозу або лігнінову частину біомаси. Приклади ферментів, що розкладають клітковину, включають ендоглюканази, целобіогідролази і целобіази (В-глюкозидази). На Фіг. 1, целюлозний субстрат спочатку гідролізують за допомогою ендоглюканаз у випадкових положеннях, отримуючи олігомерні проміжні сполуки. Зазначені проміжні сполуки є субстратами для екзорозщепних глюканаз, таких як целобіогідролаза, які використовують для отримання целобіози з кінцевих груп целюлозного полімеру. Целобіоза є водорозчинним 1,4 - зв'язаним димером глюкози. У кінцевому рахунку, целобіаза розщеплює целобіозу з утворенням глюкози. Відповідні целулази будуть розглянуті в цій заявці в наступному розділі.
Час, необхідний для виконання оцукрювання залежить від умов обробки і застосовуваних вихідної сировини і ферменту. Якщо оцукрювання здійснюють у виробничій установці при контрольованих умовах, целюлозу можна повністю перетворити на глюкозу протягом приблизно від і 2 до 96 годин, наприклад, менше ніж 48 годин, менше ніж 36 годин, менше ніж 24 годин, менше ніж 18 годин, менше ніж 12 годин або менше ніж 8 годин. Якщо оцукрювання частково або повність здійснюють при перевезенні, цей процес може зайняти більше часу.
В деяких випадках, оцукрювання здійснюють при рН приблизно від 4 до 7, наприклад, від приблизно 4,5 до 6, або від приблизно 5 до 6.
В цілому краще, щоб кінцева концентрація глюкози в цукровому розчині була порівняно висока, наприклад, більше ніж 10 95 або більше ніж 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 або навіть більше ніж 95 мас. 95. Такі високі концентрації дозволяють зменшити об'єм при транспортуванні, а також пригнічують ріст мікроорганізмів в розчині. Після оцукрювання, об'єм води можна зменшити, наприклад, за рахунок випаровування або перегонки.
Порівняльно високу концентрацію розчину можна отримати шляхом обмеження кількості середовища, наприклад, води, яку додають до вихідної сировини з ферментом. Концентрацію можна контролювати, наприклад, шляхом регулювання інтенсивності процесу оцукрювання.
Наприклад, концентрацію можна збільшити шляхом додавання в розчин більшої кількості сировини. В деяких випадках, тверді речовини вилучають в процесі оцукрювання, наприклад, за допомогою центрифуги, що дозволяє додавати більшу кількість сировини. Розчинність вихідної сировини в середовищі можна збільшити, наприклад. шляхом підвищення температури розчину та/лабо додаванням поверхнево-активної речовини, як це буде описано нижче. Наприклад, температуру розчину можна підтримувати в діапазоні зід 40 до 50 "С, від 50 до 60 "С, від 60 до 80 "С або навіть вище.
Ферментація
Мікроорганізми можуть виробляти ряд корисних проміжних продуктів та продуктів шляхом ферментації цукру з низькою молекулярною масою, отриманого в результаті оцукрювання обробленої сировини. Наприклад, спирти (н-бутанол, ізобутанол, етанол або еритрит), органічні кислоти (оцтова, масляна, лимона, молочна кислота), вуглеводні, водень, білки або суміші будь- яких з цих матеріалів можуть бути отримані за допомогою ферментації або інші біологічних процесів.
Дріжджі і бактерія 7утотопав5, наприклад, можуть бути використані для ферментації або перетворення, інші мікроорганізми будуть описані в цій заявці далі, в розділі Матеріали.
Оптимальний рН для ферментації складає приблизно рН від 4 до 7. Оптимальний рН для дріжджів складає приблизно від 4 до 5, при цьому оптимальне рН для 7утотопа5 складає приблизно від 5 до 6. Звичайний час ферментації складає від приблизно 24 до 168 (наприклад, 24-96 годин) годин при температурах в діапазоні от 20 "С до 40 "С (наприклад, від 26 до 40 С), однак термофільні мікроорганізми віддають перевагу більш високим температурам.
Відповідно до деяких варіантів реалізації винаходу, наприклад, коли використовуються анаеробні організми, принаймні частину ферментації проводять при відсутності кисню, наприклад в середовищі інертного газу, наприклад, М2, Аг, Не, СО» або їх суміші. Крім того, суміш може постійно продуватися інертним газом, який протікає через бак при частковій або повній ферментації. В деяких випадках анаеробні умови можуть бути досягнуті або підтримуватись отриманням діоксину вуглецю в процесі ферментації що не потребує додаткового інертного газу.
Відповідно до деяких варіантів реалізації винаходу, весь процес ферментації або його частину можна перервати до того, як низькомолекулярний цукор повністю перетвориться в продукт (наприклад, етанол). Проміжні сполуки ферментації включають цукри та вуглеводи з високими концентраціями. Цукри та вуглеводи можуть бути відділені шляхом, який буде описаний далі. Такі проміжні продукти ферментації можна застосовувати для приготуванні їжі, яку будуть споживати люди або тварини. В доповненні або як альтернативу, проміжні сполуки можна розмолоти до розміру дрібнодисперсних частинок в лабораторній мішалці з нержавіючої сталі з отриманням борошноподібної речовини.
Ферментація включає способи і продукти, які описані в попередній заявці США Мо 61/579559, поданої 22 грудня 2011 і попередній заявці США Мо 61/579576, поданої 22 грудня 2011 року, розкриття яких включено в цю заявку шляхом посилання.
Мобільні ферментатори можуть бути використані, як описано в попередній заявці США Мо 60/832735, в даний час опублікована як міжнародна заявка М/О 2008/011598. Аналогічно, обладнання оцукрювання може бути мобільним. Крім того, оцукрювання і/ або ферментація можуть відбуватися частково або повністю під час транспортування.
Паливні елементи
Розчин цукру або суспензія, отримані за способами, описаними в цій заявці, згодом можуть бути використані як паливні елементи. Наприклад, використання цукрів, отриманих з целюлозних або лігноцелюлозних матеріалів для паливних елементів описані в попередній заявці США Мо 61/579568, поданої 22 грудня 2011 року, повний зміст якої включено в цю заявку задопомогою посилання.
Термохімічне перетворення
Оброблена сировина може бути термохімічно перетворена з отриманням одного та/або більше проміжних продуктів та/або продуктів. Процес термохімічного перетворення включає змінювання молекулярних структур вуглецевмісного матеріалу при підвищених температурах.
Конкретні приклади включають газоутворення, піроліз, риформінг, часткове окислення та їх комбінації (в будь-якій послідовності).
Вуглецевмісні матеріали перетворюють шляхом газоутворення в синтетичний газ (синтез- газ), який може містити метанол, монооксид вуглецю, діоксид вуглецю та водень. Багато які мікроорганізми, такі як ацетогени або гомоацетогени, використовують синтез-газ, отриманий в результаті термохімічного перетворення біомаси, для отримання продукту, який містить спирт, карбонову кислоту, сіль карбонової кислоти, складний ефір карбонової кислоти або суміш будь- яких цих речовин. Газоутворення в біомасі (наприклад, целюлозних або лігноцелюлозних матеріалах) можна виконувати різними способами. Наприклад, газоутворення можна виконувати, використовуючи поетапний паровий риформинг з використанням реактора з
Зо псевдозрідженим шаром, в якому вуглецевмісний матеріал спочатку піролізують при відсутності кисню, а потім пари піролізу риформують в синтез-газ з використанням пари, яка надає додатковий водень та кисень. В такому способі технологічне тепло надходить від вугілля, що горить. В іншому способі використовують реактор зі шнековим свердлом, в який на етапі піролізу вводять вологу та кисень, а технологічне тепло утворюється при згорянні деякої частини газу, отриманого на останньому етапі. В іншому способі використовують риформінг з газифікацією в потоці, в якому як зовнішній шар, так і повітря вводять в одноетапний газоутворювальний реактор. В частковому окисному газооутворюванні чистий кисень використовують без пари.
Системи для обробки вихідної сировини
На фіг. 2, процес переробки вихідної сировини в цукор і інші продукти, наприклад, етанол, може включати, наприклад, можливу попередню обробку вихідної сировини фізичними методами, наприклад, подрібнення вихідної сировини (стадія 110), перед та/або після зазначеної обробки, обробку вихідної сировини для зменшення її стійкості до розкладання (стадія 112) і оцукрювання вихідної сировини для отримання цукрового розчину (стадія 114).
Оцукрювання можна здійснити шляхом змішування дисперсії вихідної сировини в рідкому середовищі, наприклад, у воді з ферментом (стадія 111), як це буде детально розглянуто нижче. Під час або після оцукрювання суміш (якщо оцукрювання частково або повністю здійснюється транзитом) або розчин може бути транспортований, наприклад в трубопроводі, вагоні, вантажівці, або баржі (стадія 116) до промислового підприємства. На підприємстві розчин далі піддають біоперебробці з отриманням необхідного продукту, наприклад, етанолу (стадія 118), який потім додатково переробляють, наприклад, шляхом перегонки (стадія 120).
Перегонку переважно виконують у тому ж баці, що і оцукрювання і ферментацію, наприклад, за допомогою вакуумної перегонки. Окремі стадії цього процесу будуть детально описані нижче.
При необхідності, стадії вимірювання вмісту лігніну (стадія 122) і встановлення або регулювання технологічних параметрів (стадія 124) можна здійснити на різних етапах процесу, наприклад, безпосередньо перед технологічною стадією (стадіями), яку застосовують для зміни структури вихідної сировини, як це показано. Якщо зазначені стадії включені, технологічні параметри регулюють таким чином, щоб компенсувати зміни вмісту лігнін) у вихідній сировині, як описано в попередній заявці США Мо 12/704519, подану 11 лютого 2010 року, повний зміст якої включено в 60 цю заявку за допомогою посилання.
Стадію змішування 111 і стадію оцукрювання 114 можна провести із застосуванням, наприклад, систем, показаних на Фіг. 2А і 28. Такі системи містять бак 136, який спочатку містить рідке середовище, а далі містить суміш 138 рідкого середовища, вихідної сировини і оцукрювального агента. Рідке середовище подають в бак через систему труб, оснащену клапанами (не показано). Зазначені системи також містять завантажувальний бункер 130, зв'язаний з диспергувальним блоком 134. У варіанті, показаному на Фіг. 28, завантажувальний бункер 130 приймає вихідну сировину, яку було оброблено з метою зменшення її розміру і при необхідності, зменшення стійкості до розкладання (стадія 110 і 112 описані вище) в блоці попередньої обробки вихідної сировини 132. В іншому варіанті, завантажувальний бак може бути завантажений іншими сухими інгредієнтами, такими як дріжджі і поживні речовини, наприклад, з блоку живлення 30. При необхідності, вібраційний пристрій 36 можна з'єднати з бункером для полегшення подачі матеріалу із завантажувального бункера. У випадку, коли вихідна сировина спочатку важко піддається ззоложенню рідиною, запропонована система також може при необхідності включати диспергувальний блок 134. Рідке середовище захоплюють з бака в диспергувальний блок 134 і повертають у бак за допомогою диспергувального блоку через випускну трубу 137. Отвір випускної труби 137 може знаходитися вище рівня рідини, як показано, або, в деяких випадках, може бути занурений в рідину в баці. У деяких випадках, залежно від виду блока розмелу, який використовується і диспергувального блока, запропонована система може містити насос 139, наприклад, поршневий насос прямого витіснення, виконаний з можливістю циркулювання рідкого середовища через диспергувальну систему та/або віскозиметр 141 для контролю в'язкості дисперсії і приведення в дію насоса, коли виміряна в'язкість досягне встановленого заздалегідь значення.
Згідно з цим варіантом реалізації винаходу, показаним на Фіг. 2А, вихідну сировину подають до поверхні рідкого середовища в баці, наприклад, через пристрій для подачі 32, що містить завантажувальний трубопровід 34 (наприклад, шланг або трубку). Пристрій для подачі 32 також можна з'єднати з вібраційним пристроєм 36, щоб сприяти надходженню матеріалу в пристрій.
Пристрій для подачі 32 може бути, наприклад, нагнітачем, виконаним з можливістю нагнітання через шланг волокнистого та/або зернистого матеріалу з джерела в місце, яке знаходиться на відстані від джерела, наприклад, ізоляційний нагнітач, такий як нагнітач ЕОВСЕ 3. доступний у компанії Іпіес, Фредерік, Колорадо. Як альтернатива, матеріал можна доставляти до поверхні рідини, застосовуючи інші методи, такі як гравітаційна подача або шнековий конвеєр.
У деяких варіантах реалізації, для запобігання видування вихідної сировини з бака та/або потрапляння в бак забруднюючих речовин, бак обладнаний гнучкою кришкою, з можливістю проникнення повітря або іншим пристроєм, виконаним з можливістю видалення повітря з бака при подачі вихідної сировини.
Коли частинки, як правило, сферичні, наприклад, як у випадку зі змолотими кукурудзяними качанами, або в іншому випадку мають морфологію, яка дозволяє їх легко завантажувати, вихідну сировину можна гравітаційно завантажити. Наприклад, початковий матеріал може бути доставлений конвеєром над баком.
Коли сировинний матеріал подають через завантажувальний трубопровід 34 на поверхню рідини в баці, на вказаний матеріал через випускну трубу 137 диспергувального блоку 134 виливають рідину. Рідина, яку виливають, зволожує сировинний матеріал, змушуючи його занурюватися в рідину, для його диспергуваня за допомогою диспергувального блоку 134 (якщо він передбачений), при необхідності, в комбінації з перемішуванням за допомогою струминного змішувача 144, описаного нижче.
Як тільки сировину було доставлено в бак, і волого подрібнено, використовуючи блок вологого розмелу 160, який зазвичай включає високий зсув головки ротора/статора. Приклади відповідних блоків докладно описані нижче. Вологий блок подрібнення може бути встановлений в будь-якому бажаному місці в баці. Це може бути боковий, як показано, або верхній і нижній монтаж. У деяких варіантах реалізації, блок вологого розмелу може знаходитись зовні по відношенню до резервуару і вміст резервуара можна прокачувати через пристрій вологого подрібнення і повернути в бак. У деяких випадках блок вологого розмелу встановлений поряд із струминним змішувачем 144, описаним нижче. У деяких випадках, блок було виконано з великою кількістю головок вологого розмелу. Наприклад, у великому баці велика кількість головок вологого розмелу можуть бути встановлені на відстані один від одного всередині сака.
Вологий розмел може бути виконаний потоково або як періодичний процес.
Вологий розмел, зазвичай, проводять при високій швидкості зсуву, наприклад, приблизно від 20000 сек" до 60000 сек", або приблизно від 30000 сек" до 50000 сек".
Блок вологого розмелу може працювати в будь-якому необхідному проміжку часу. Блок бо вологого розмелу може працювати в імпульсному режимі (наприклад, при пульсуючій потужності руху двигуна вологого розмелу), наприклад, швидкість зсуву можна змінювати періодично або неперіодично, або, як ще один приклад блок вологого розмелу можна часто вимикати. Як правило, вологе подрібнення припиняється, коли при вологому розмелі ефективність оцукрювання не підвищується (це може бути визначено експериментальним шляхом для даного набору параметрів процесу) або у разі, коли зсув, створений в блоці вологого розмелу, викликає температуру вмісту бака, що перевищує задане максимальне значення. Задане максимальне значення може бути встановлено, наприклад, на основі температури, при якій агент оцукрювання буде денатурований протягом короткого періоду часу.
Зсув може бути викликаний частинками матеріалу з біомаси, середній розмір яких слід зменшити. Наприклад, розмір може бути зменшений на приблизно більше 1 мм (наприклад, більш ніж на 5 мм або більше 10 мм) до менш ніж 1 мм (наприклад, менше 0,5 мм, менше 0,1 мм або навіть менше, ніж 0.01 мм).
У деяких варіантах реалізації, блок вологого подрібнення може використовувати нагрівання або часткове нагрівання вмісту бака до бажаної температури обробки. Наприклад, в одному варіанті здійснення вміст резервуара нагрівають іншим способом до приблизно 40 "С, і потім блок вологого розмелу працює протягом часу, достатнього для підвищення температури до приблизно 50 "С, температури, яка є вигідною для оцукрювання. У деяких випадках, вологий розмел здійснюють протягом менше 8 годин, наприклад, від і до 4 годин або від | до 2 годин.
Вологий розмел може бути здійснений протягом часу меншого ніж, наприклад 30 хвилин або менше. При досягненні заданої температури вологого розмелу, пристрій вимикають, щоб запобігти подальшому збільшенню температури. У деяких випадках, для запобігання перегріву, вміст бака може бути охолоджений під час або після вологого розмелу. Для запобігання денатурації ферментів, використовуваних при оцукрюванні, як правіло, переважно, щоб вміст бака підтримувався на рівні або нижче 50 "С або, принаймні, зміна температури вище 50 "С має бути достатньо короткої тривалості, щоб не відбулася денатурація ферментів.
До, під час або після вологого розмелу, оцукрювальний агент подають у бак з завантажувального бункера 140, який містить дозуючий пристрій 142. Під час оцукрювання, вміст бака перемішується, наприклад, в одному або більше струминних змішувачах. У деяких випадках, струминні змішувачі працюють при вологому розмелі. Струминний змішувач 144
Зо схематично зображено на Фіг. 2А і 28; приклади придатних струминних змішувачів будуть детально розглянуті-нижче і також описані в попередніх заявках США-Мо 12/-7-82694, яка подана 18 травня 2010 року, І3/293985, яку подано 10 листопада 2011 року і 13/293977, яку подано 10 листопада 2011 року, повний зміст яких включено в цю заявку шляхом посилання.
Струминний змішувач створює струмінь за допомогою двигуна 146, який приводить в дію насос та/або ротор (не показано). Крутний момент, викликаний двигуном 146, знаходиться у зв'язку з вмістом твердих речовин в суміші, що знаходиться в баці, який в свою чергу відображає ступінь, до якої відбулося оцукрювання суміші. Крутний момент вимірюють за допомогою пристрою для контролю крутного моменту 148, що посилає сигнал двигуну 150, який приводить б дію конвеєр 130, ії також до дозуючому пристрою 142 завантажувального бункера 140. Таким чином, подачу обробленої вихідної сировини і ферменту можна переривати і відновлювати функцію оцукрювання вмісту бака. Дані, виміряні за допомогою пристрою для контролю крутного моменту, можна також застосовувати для регулювання параметрів струминного змішувача, наприклад, встановлення більш низьких об./хв. в разі змішувача, в якому використовують ротор, або встановлення більш низької швидкості струменя у випадку змішувача, що працює від насоса. Натомість пристрою для контролю крутного моменту або поряд з ним система може включати амперний контрольно-вимірювальний пристрій (не показано), який вимірює силу струму в амперах при повному навантаженні двигуна. У деяких випадках, струминний змішувач може включати частотно-регульований електропривід (ЧРП), який дозволяє регулювати швидкість двигуна.
Система може також містити тепловізійний контрольно-вимірювальний пристрій (не показано), який контролює температуру рідкого середовища і регулює швидкість подачі вихідної сировини та/або умови змішування у відповідь на підвищення температури. Такий контур температурного зворотного зв'язку можна застосовувати для запобігання підвищення температури рідкого середовища до рівня, при якому відбувається денатурація ферменту.
Тепловізійний контрольно-вимірювальний пристрій може бути також використаний для визначення моменту, коли потрібно зупиняти вологе подрібнення, щоб уникнути перегріву вмісту бака.
При застосуванні в системах, описаних у цій заявці, одного або більше насосів, в цілому переважно застосовують поршневі насоси прямого витіснення (ПВ), наприклад, гвинтові насоси бо кавітаційного типу або шнекові насоси ПВ.
У деяких випадках, на промисловому виробництві може бути, наприклад, виробництво на основі зерна або цукру на основі етанолу або те, що було модифіковано, шляхом видалення або виведення з експлуатації обладнання вгору за течією системи біопереробки (яка в типовому виробництві етанолу зазвичай включає в себе приймальне обладнання, молоткове подрібнення, змішувач суспензії, обладнання підготовки та обладнання зрідження). Таким чином, вихідний матеріал, отриманий у виробництві, вводять безпосередньо в ферментаційне обладнання. Модернізоване виробництво схематично показано на Фіг. 3. Застосування існуючих виробництв на основі зерна або цукру на основі етанолу таким способом, описаним в попередній заявці США Мо 12/704,521, поданої 11 лютого 2010 року, повне розкриття якої включено в цю заявку шляхом посилання.
У деяких варіантах здійснення натомість того, щоб транспортувати сировину патоки (розчину цукру) на окремий завод, або навіть окрему ємність, цукровий розчин вводять і ферментують в тому ж резервуарі або іншій посудині, яку використовують для оцукрювання.
Ферментація може бути завершена в тому ж резервуарі, або може бути запущена таким чином, і потім завершена під час транспортування, як це обговорювалося вище. Оцукрювання і ферментація в одному резервуарі, описані в попередній заявці США Мо 12/949044, яку подано 18 листопада 2011 року, повне розкриття якого включено в цю заявку шляхом посилання.
Як правило, в ферментаційному резервуарі повинен здійснюватися контроль вмісту кисню, наприклад, контроль рівня кисню і видалення повітря з бака, аерації (наприклад, шляхом перемішування або барботуванням кисню, або сумішей газів, що містять кисень) або деаерації (наприклад, шляхом перемішування або барботування інертних газів, таких як азот, діоксид вуглецю, гелій і/або аргон) суміші в міру необхідності. У деяких випадках, наприклад, коли анаеробні умови є необхідними, як обговорювалося раніше, швидкість перемішування є критичною. Наприклад, час від часу в ході процесу, перемішування може бути небажаним, тому що гази, отримані в процесі ферментації (наприклад, СО», Но та/або метан) можуть більш ефективно витісняти кисень з ферментаційного резервуара. Також бажано контролювати рівень етанолу в резервуарі, таким чином, щоб при початку утворення крапель етанолу, процес ферментації був зупинений, наприклад, шляхом нагрівання або додаванням бісульфіту натрію.
Інші методи зупинки ферментації включають додавання перекису (наприклад, пероксидної оцтової кислоти або перекису водню), додавання бурштинової кислоти або її солі, охолодження вмісту резервуара або зниження швидкості барботуванням кисню. Можуть бути використані комбінації з будь-яких двох або більше з зазначених способів. Якщо ферментація проводитиметься або буде завершена під час перевезення, транспортування судна (наприклад, в баці, вагоні або автоцистерні), то вона може бути оснащена блоком управління, який включає в себе контроль кисню і етанолу, і системою доставки для доставки бісульфіту натрію (або іншої добавки для припинення ферментації) в бак та/або системою для налаштування параметрів в баці для припинення ферментації.
При бажанні струминне змішування може бути використано в процесі ферментації, а у випадку, коли ферментацію проводять в тому ж резервуарі, то струминне змішування використовують і для оцукрювання. Однак у деяких варіантах струминне перемішування не є необхідним. Наприклад, у випадках, коли ферментацію проводять при транспортуванні вагоном або автоцистерною, то при цьому може відбуватись достатнє перемішування.
Диспергування, вологий розмел и змішування
Система, описана в цьому документі, включає один або більше баків, один або більше змішувачів, наприкладі, один або більше струминний змішувач, один або більше вологий млин.
В деяких випадках всі змішувачі і млини були без резервуарів.
Диспергування
Додатковий диспергувальний блок 134 може містити будь-який вид диспергувального обладнання, яке зволожує вихідну сировину за допомогою рідкого середовища.
Багатодиспергувальні блоки містять камеру і ротор, встановлений в камері таким чином, щоб вихідна сировина і рідке середовище всмоктувалися по напрямку до ротора в осьовому напрямку і витіскалися назовні в радіальному напрямку до периферії ротора і, тим самим, через випускний отвір блоку, подібно до дії відцентрового насоса. Залежно від конструкції диспергувального блоку, може бути необхідний резервний насос (насос 139, розглянутий вище) для засмоктування плинного середовища через диспергувальний блок при високих в'язкостях.
Деякі диспергувальні блоки сконструйовані таким чином, щоб створювати дуже високий статичний тиск плинного середовища всередині блоку; при застосуванні таких блоків, резервний насос, ь цілому, не потрібен.
Приклади відповідних диспергувальних блоків розкриті в попередній заявці США Мо 12/949004, поданої 18 листопада 2010 року, повний опис якої включено в цю заявку шляхом посилання.
Вологий розмел
На фіг. 4-10 ї фіг. 11-17 показані два приклади головок вологого розмелу для використання в пристрої вологого розмелу 160. Кожна головка включає ротор і статор, і встановлена на валу (не показаний), як це добре відомо в роторі/статорі змішувачів в цій галузі. В обох випадках, коли ротор і статор зібрані, зазори між зубцями ротора не вирівняні із зазорами між зубцями статора. Це створює зазор зсуву, через який рідина тече під високим зусиллям зсуву при обертанні ротора.
Пристрій вологого розмелу є комерційно доступними, наприклад, від Оцайдго Епдіпеегіпа (Ууаїеноо Опіагіо), ІКА Уу/оїк5 Іпс., (УМіїтіпдаїоп, Оеіамжаге), Адтіх Іпс. (Мапспезіег, МН) апа зЗімегвоп, (ОСайтошй Маззаспизейв).
У реалізації, показаної на фіг. 4-10, статор містить два концентричних зубчатих кільця (див. фіг. 6). У даном) наборі умов, ця конфігурація статора зазвичай дає більш високий зсув, ніж одна конфігурація статорного кільця, показаного на фіг. 11-17. З іншого боку, головка ротора, показана на фіг. 11-17 містить лопатеве колесо, як частину, яка буде показана нижче, і яке забезпечує насосну дію. що може бути бажаним в деяких випадках.
Посилаючись на фіг. 4-10, голова 162 включає в себе ротор 164 і статор 166. Ротор і статор включає центральну маточину 158 і 159 відповідно, які визначають розміри отвору валу (не показаний). Вал з'єднаний з електродвигуном для обертання ротора усередині статора, при цьому отвір в роторі пов'язаний з валом і валом вільно обертається в отворі статора. що добре відомо в даній галузі.
Плечі 161 і 163. відповідно, проходять від центрів для надання підтримки зубчастим кільцям ротора і статора. Як показано на фіг. 6 і 8, статор 166 включає в себе два зубчатих кільця - зовнішнє зубчате кільце 170 і внутрішнє зубчате кільце 171. Ротор 164 включає в себе одне зубчате кільце 169, з можливістю його встановлення між кільцями статора при взаємному розташуванні. Верхня поверхня 165 ротора 164 включає в себе три проекції 167, які створюють турбулентність навколо головки.
Зо Як показано на фіг. 4А, між зовнішньою поверхнею 168 зубця 169 ротора (00 - діаметр ротора) та прилеглої внутрішньою поверхнею 172 зовнішнього зубчатого кільця 170 статора передбачений зазор. Зазор а переважно малий, для отримання високого зсуву, і може бути, наприклад приблизно від 0,01 до 0,250 дюйма (від 0,25 до 0,64 мм), наприклад, приблизно від 0.03 до 0.10 дюйма (від 0,76 до 2,5 мм). Відстань між внутрішнім і зовнішнім кільцями статора дорівнює цьому зазору плюс радіальна товщина зубців ротора, що обговорюється нижче.
Зовнішній діаметр ротора і статора (001 і 002, фіг. 7 і 8), буде залежати від об'єму бака, в якому використовується головка подрібнювача, і від того, як багато головок подрібнювача розташовано в баці. Зовнішній діаметр статора, 002, може бути, наприклад, приблизно від З до 50", наприклад, приблизно від 5 до 25 дюймів, при використанні великих головок у великих резервуарах. Як приклад, 4" статор може бути використаний для бака, місткістю 300 галонів.
Як показано на фіг. 5. кожен зубець 170 на зовнішньому кільці статора включає виїмку 174 між верхньою поверхнею і 76 і зовнішньої бічною стінкою 178.
Колова відстань між сусідніми зубцями, як правило, однакова для ротора (51, на фіг. 9), і обох кілець статора (52 і 53, на фіг. 10). Подібно до зазору а, ця відстань буде також впливати на кількість зсувів, створених головкою під час обертання статора, велика відстань буде призводити де зниження зсуву. У деяких варіантах здійснення відстань 5іІ, 52 і 53 складає приблизно від 0.1 до 0,5 дюйма (від 2,5 до 12,5 мм).
Розмір зубця може змінюватися до деякої міри на підставі бажаного діаметра головки для міцності, пркечзму великі головки в деяких випадках мають більше зубців. Однак, як правило, розмір зубців і відстань між зубцями залишатимуться відносно постійними в залежності від збільшення діаметра головки, причому кількість зубців зростає із збільшенням діаметру головки.
Посилаючись на фіг. 9 і 10, в деяких варіантах реалізації розміри зубців можуть мати, наприклад, наступні значення: т1:010" т2:0.35" т3:0.10" т4:0.30"
Т5:0.10" т6: 0.30"
де Т1 є радіальною товщиною зубців ротора, Т2 - колова товщина зубців ротора, ТЗ - радіальна товщина зовнішніх зубців статора, Т4 - колова товщина зовнішніх зубців статора і Т5 і
Т6 відповідно дорівнює, радіальній і коловій товщині внутрішніх зубців статора.
Як зазначалося вище, альтернативний варіант показаний на фіг. 11-17, в якому статор має тільки один ряд зубців. Цей варіант здійснення відрізняється від показаної на фіг. 4-10 в інших відношеннях.
По-перше, плечі 1161 ротора вигнуті у двох площинах, як показано на фіг. 1 1-13, в результаті чого ротор діє як робоче колесо додатково до його зсувної дії в розташуванні ротора/статора. Функціональність ротору підвищується за рахунок наявності трьох великих зубців 1180 (див. фіг. 13 і 14) в ободі ротора, які діють як розширення плечей ротора.
По-друге, прилеглі бічні стінки 1182 зубців 1169 ротора розташовані під кутом А по відношенню до радіуса кільця, що найкраще видно на фіг. 14 і 16. Цей кут може становити, наприклад, приблизно бід 0 до 30 градусів. Кут нахилу зубців дозволяє перекачувати матеріалу крізь зазор.
Розміри ротора і статора в цьому варіанті здійснення, як правило, подібні до описаного вище варіанта, показаного на фіг. 11-17.
Ротор або статор можуть бути виконані з різних матеріалів, наприклад, кераміки (наприклад, оксидів, карбідів або нітридів), нержавіючої сталі або жароміцних сплавів (наприклад, НавіеїІоу,
Іпсопеї, УУазраїсу, сплавів Реп, сплавів Наупез, сплавів ТМ5 і монокристалічних сплавів СМ5Х).
Головка ротора/статора є в деяких випадках взаємозамінною з головками струминних змішувачів описаних нижче, зокрема, як показано на фіг. 19-198. Наприклад, у разі перетворення ротора/статора струминного змішувача, кожух 208 (фіг. 19) ії перемішуючий елемент 206 (фіг. ІФА), видаляються і головку ротора/статора встановлюють на валу 204.
Фіг. 20 показано поперечний переріз системи вологого розмелу, що включає в себе бак (252), два двигуна (250), два вала (254), головку вологого млина (256) і головку струминного змішувача (258). Як показано, один з валів з'єднаний з одним з двигунів на одному кінці і головкою вологого млина, як описано вище. Крім того, як показано, другий вал з'єднаний з іншим двигуном на одному кінці і головкою струминного млина на іншому кінці.
Струминне перемішування
Зо Особливо вигідні змішувачі для використання під час оцукрювання і ферментації відомі як "струминні змішувачі". Загалом, відповідні змішувачі відрізняються тим, що вони створюють високошвидкісний циркуляційний потік, наприклад, потік в тороїдальній або еліптичній форм:.
Загалом, переважні змішувачі демонструють високу швидкість об'ємного потоку. Переважні змішувачі забезпечують ефективне перемішування при порівняно низькому споживанні енергії.
Також, в цілому, переважно, коли змішувач характеризується порівняно низьким зрушенням і не призводить до нагрівання рідкого середовища, оскільки зсув та/або тепло можуть згубно впливати на оцукрювальний агент (або мікроорганізм, наприклад, у випадку ферментації). Як буде детально розглянуто нижче, деякі переважні змішувачі засмоктують суміш через впускний отвір в перемішуючий елемент, який може містити ротор абс лопатеве колесо, а потім виштовхують суміш з перемішуючого елемента через вихідне сопло. Такий циркулюючий вплив і висока швидкість струменя, що виходить сопла, сприяють диспергуванню матеріалу, плаваючого на поверхні рідини, або матеріалу, що осів на дно бака, залежно від орієнтації перемішуючого елемента. Перемішувальні елементи можна встановити в різних орієнтаціях для диспергування матеріалу, який плаває на поверхні осідає, і орієнтацію перемішувальних елементів в деяких випадках можна регулювати.
Наприклад, в деяких бажаних системах для змішування швидкість мо струменя, яка вступає в контакт із зовнішнім плинним середовищем, становить від приблизно 2 до 300 м/с, наприклад, приблизне від 5 до 150 м/с або приблизно від 10 до 100 м/с. Споживана потужність системи для перемішування може становити від приблизно 20 до 1000 кВт, наприклад, від 30 до 570 кВт, або зід 50 до 500 кВт для 100000 л бака.
Струминне перемішування включає нагнітання з високою швидкістю затопленого струменя або декількох затоплених струменів рідини в плинне середовище, в даному випадку, в суміш сировини з біомаси, рідкого середовища і оцукрювального агента. Струмінь рідини пронизує плинне середовище, при цьому її енергія розсіюється за рахунок турбулентності і невеликого попереднього нагрівання. Зазначена турбулентність пов'язана з градієнтами швидкості (зрушенням плинного середовища). Рух навколишнього плинного середовища прискорюється і вона втягується в струминний потік, при цьому зазначений вторинний захоплений потік розширюється в міру збільшення відстані від струминного сопла. Кінетична енергія вторинного потоку, в цілому, залишається постійною при розширенні струменя, якщо тільки потік не бо вдаряється об стінку, підлогу або іншу перешкоду. Чим довше триває рух потоку перед його зіткненням з якою-небудь перешкодою, тим більше рідини втягується у вторинний потік, що збільшує об'ємний потік в баці або посудині. Коли вторинний потік натрапить на перешкоду, він втратить кінетичну енергію, більш-менш в залежності від геометрії бака, наприклад, кута, під яким потік наштовхується на перешкоду. В цілому, бажано орієнтувати струмінь та/або проектувати бак таким чином, щоб гідравлічні втрати при зіткненні зі стінками бака були мінімальними. Наприклад, може бути бажаним, щоб бак мав дугоподібне дно (наприклад, куполоподібний днищевой лист), а струминні змішувачі, щоб були орієнтовані порівняно близько до бічних стінок. Дно бака (нижній днищевой лист) може мати будь-яку необхідну куполоподібну конфігурацію або може мати еліптичну або конічну геометрію.
Струминне перемішування відрізняється від більшості видів перемішування рідина/рідина і рідина/тверда речовина тим, що рушійна сила є гідравлічною, а не механічною. На відміну від зсуву плинного середовища і вимушеного його руху по всьому змішувачу, як діє механічний мішувач, струминний змішувач змушує плинне середовище рухатися через одне або більше сопел всередині бака, створюючи високошвидкісні струмені, які захоплюють інше плинне середовище. Результатом є зрушення (плинного середовища щодо плинного середовища) і циркуляція, які дозволяють ефективно перемішувати вміст бака.
На Фіг. 18, високий градієнт швидкості між потоком центральної частини із затопленої струменя і навколишнього плинним середовищем викликають завихрення. На Фіг. 18А показані загальні характеристики затопленого струменя. Коли затоплена струмінь розширюється в навколишнє зовнішнє середовище, профіль швидкостей вирівнюється по мірі збільшення відстані (х) від сопла. Крім того, градієнт швидкості ам/аг змінюється з г (відстань від осьової лінії струменя) при даній відстані х, так що утворюються завихрення, які створюють зону змішування (конічне розширення, що проходить від сопла).
При експериментальному вивченні затопленого струменя в повітрі (результати якого застосовані до будь-якого плинного середовища, в тому числі води), АїЇрегізоп з співавторами ("рійивіоп Зиртегдей Оеїв, Рарег 2409, Атег. ос. ої Сімі! Епдіпеег5 Тгапзасійоп5, Мої. 115:639- 697, 1950, аї р.657) вивів безрозмірні залежності для х(х);-о/хо (швидкість по осі), У(Пх/х(Х)г-о (профіль швидкостей при заданому х), х), Ох/Оо (залучення потоку) і Ех/ЕЄо (зміна енергії з х): (1) Швидкість по осі, М нсіни тн
Ук 5-62 (2) профіль швидкостей при будь-якому х, у(Пх/х(Х)г-о: , че У?
БЕ, 2і-0,79 - 33» (3) Потік і енергія при будь-якому х: де ях йе -0.322 (10.21) в
Ех -41х (10.22) де: у (ії - 0) - швидкість по осі затопленого струменя (м/с),
Мо х Швидкість струменя на виході з сопла (м/с), х « відстань від сопла (м), г відстань від осьової лінії струменя (м),
Оо - діаметр сопла (м),
Ох - потік плинного середовища через будь-яку задану площину на відстані х від сопла
БО (м3/с),
Оо - потік плинного середовища, що виходить з сопла (м/с),
Е - потік енергії плинного середовища через будь-яку задану площину на відстані х від сопла (м3/с),
Ев - потік енергії плинного середовища, що виходить з сопла (м3/с).
("УМаїег Тгеаїйтепі Опії Ргосеззев: РпузісаІ апа Спетіса!", Оамід МУ. Непагіскх, САС Ргев5 2006, р. 411.)
Струминне перемішування особливо рентабельно при застосуванні великого обсягу (понад 1000 галонів) і низької в'язкості (до 1000 СП). Крім того, в цілому, переважно, в більшості випадків насос або двигун струминного змішувача не навантажено під воду, наприклад, при застосуванні насоса, як правило, розташованого поза баком.
Однією з переваг струминного перемішування є те, що температура зовнішньої плинного середовища (крім середовища, безпосередньо прилеглої до виходу з сопла, де може мати місце деякий локалізоване нагрівання) зростає тільки в незначній мірі, якщо взагалі зростає.
Наприклад, температура може зрости не більше ніж на 5 "С, не більше ніж на 1 "С або на величину, яку неможливо виміряти.
Струменеві змішувачі
Один тип струминного змішувача показаний на Фіг. 19-19 А. Цей тип змішувача є комерційно доступним, наприклад, від компанії ІКА під торговим найменуванням ВОТОТВОМ М,
Звертаючись до Фіг. 19, змішувач 200 містить двигун 202, який обертає приводний вал 204.
Перемішувальний елемент 206, встановлений в кінці приводного вала 204. Як показано на Фіг. 19А, перемішувальний елемент 206 включає кожух 208 і всередині кожуха, лопатеве колесо 210. Як зазначено стрілками, при обертанні лопатевого колеса в його "передньому" напрямку, лопатеве колесо 210 захоплює рідину через відкритий верхній кінець 212 кожуха і змушує рідину переміщатися через відкритий нижній кінець 214. Рідина, що виходить з кінця 214, знаходиться у вигляді високошвидкісного потоку або струменя. Якщо напрямок обертання лопатевого колеса 210 змінюють на протилежне, рідину можна засмоктати через нижній кінець 214 ії виштовхнути через верхній кінець 212. Таку процедуру можна застосовувати, наприклад, для загарбання твердих речовин, плаваючих біля або на поверхні рідини в баці або посудині. (Зазначимо, що "верхній" і "нижній" відносяться до орієнтації змішувача, зображеного на Фіг. 19.
Змішувач можна орієнтувати в баці таким чином, щоб верхній кінець був нижче нижнього кінця).
Кожух 208 містить розширені ділянки 216 і 218, що прилягають до його кінців. Як вважають, такі розширені ділянки, в цілому, сприяють утворенню тороїдального потоку, який спостерігають при застосуванні зазначеного типу змішувача. Геометрія кожуха і лопатевого колеса також
Зо дозволяють концентрувати потік з утворенням високошвидкісного потоку при порівняно низькій споживаній потужності.
Переважним є варіант, в якому зазор між кожухом 208 і лопатевим колесом 210 достатній для того, щоб уникати надмірного дроблення матеріалу при проходженні його через кожух.
Наприклад, зазор може щонайменше в 10 разів перевищувати середній розмір часток твердих речовин в суміші, переважно, щонайменше в 100 разів.
У деяких варіантах реалізації, вал 204 виконаний таким чином, щоб мати можливість подавати газ через вал. Наприклад, вал 204 може включати канал (не показано), через який подають газ, і одне або більше отворів, через які газ надходить в суміш. Зазначені отвори можуть розташовуватися усередині кожуха 208 для посилення перемішування та/або в інших місцях по всій довжині вала 204.
Лопатеве колесо 210 може мати будь-яку необхідну геометрію, яка дозволить засмоктати рідина через кожух при високій швидкості. Лопатеве колесо переважно являє собою морське лопатеве колесо, показане на Фіг. 19А, але може мати іншу конструкцію, наприклад, являти собою лопатеве колесо Рустон, показане на Фіг. 19Б, або модифіковане лопатеве колесо
Рустон, наприклад, нахилене таким чином, щоб забезпечити невеликий потік в осьовому напрямку.
Для утворення високошвидкісного потоку через кожух, двигун 202 переважно є високошвидкісним двигуном з високим крутним моментом, наприклад, здатний працювати при швидкостях від 500 до 20000 об./хв., наприклад, від 3000 до 10000 об./хв. Однак чим більше змішувач (наприклад, чим більше кожух і/або чим більше двигун), тим нижче може бути швидкість обертання. Відповідно, при застосуванні великого змішувача, наприклад, з потужністю 5 к.с., 10 к.с, 20 к.с. або 30 к.с. або більше, двигун можна виконати таким чином, щоб він працював при більш низьких швидкостях обертання, наприклад, менш ніж 2000 об./хв., менш ніж 1500 об. /хв. або навіть 500 об. /хв., або ще менше. Наприклад, змішувач з розміром, ще дозволяє перемішати вміст 10000-20000 літрового бака, може працювати при швидкостях від 900 до 1200 об./хв. Крутний момент двигуна переважно є саморегульованим, що дозволяє підтримувати порівняно постійну швидкість лопатевих коліс при зміні умов перемішування з часом, наприклад, внаслідок оцукрювання твердих речовин.
Переважно, змішувач можна орієнтувати під будь-яким необхідним кутом або 60 встановлювати в будь-якому положенні в баці з метою направлення струминного потоку в необхідному напрямку. Крім того, як описано вище, в залежності від напрямку обертання лопатевого колеса, змішувач можна застосовувати для захоплення плинного середовища з одного або іншого кінця кожуха.
У деяких варіантах реалізації, в баці встановлюють два або більше струминних змішувачів, при цьому один або більше змішувач, який виконаний з можливістю викидання струменя плинного середовища у напрямку вгору ("насос для нагнітання вгору") і один або більше змішувач, який виконаний з можливістю викиду струменя плинного середовища у напрямку вниз (насос для нагнітання вниз"). У деяких випадках, змішувач з насосом для нагнітання вгору встановлять таким чином, щоб він примикав до змішувача з насосом для нагнітання вниз, для посилення турбулентного потоку, створюваного змішувачами. При необхідності, під час переробки один або більше змішувачів можна перемикати, нагнітаючи то висхідний, то спадний потоки. Може бути вигідним під час початкового диспергування вихідної сировини в рідкому середовищі перемикати всі або більшість змішувачів в режим нагнітання вгору, зокрема, якщо вихідна сировина вивантажують або видувають на поверхню рідини, оскільки нагнітання вгору створює значну турбулентність у поверхні, нагнітання вгору також можна використовувати в процесі ферментації, щоб сприяти видаленню СО»: з рідини, викликаючи барботування цього газу до поверхні, звідки він може бути видалений шляхом вентилювання.
Інші відповідні струменеві змішувачі описані в попередніх заявках на патент США Мо 12/182694, поданої 18 травня 2011, 13/293985, поданої 10 листопада 2011 року, 13/293977, поданої 10 листопада 20 і 1 року і 12/782694, поданої 18 травня 2010 року, повний зміст яких включено в цю заявку шляхом посилання.
Матеріали
Матеріали з біомаси
Біомаса може бути, наприклад, целюлозний або лігноцелюлозний матеріал. Такі матеріали включають папір і паперові вироби (наприклад, папір з полімерним покриттям і крафт-папір), деревину, супутні матеріали деревини, наприклад, деревостружкові плити, траву, рисове лушпиння, макуха, джут, прядиво, льон, бамбук, сизаль, абаку, солому, стрижні кукурудзяних качанів, кокосові волокна; і матеріали з високим вмістом «4 - целюлози, наприклад, бавовна.
Вихідні матеріали можна отримати з обрізків необроблених текстильних матеріалів, наприклад, із залишків, відходів після використання продуктів і виробів, наприклад, ганчірки. Якщо використовуються продукти з паперу, то вони можуть бути необробленим матеріалом, наприклад, обрізками необроблених матеріалів, або вони можуть бути відходами після побутового використання. Крім невикористаних сировинних матеріалів як джерел волокна також можна використовувати відходи після використання продуктів і виробів, промислові відходи (наприклад, тельбухи) і відходи переробки (наприклад, стічні води після переробки паперу).
Вихідні матеріали, що отримуються з біомаси, також можна отримати або добути з людських (наприклад, стічні води), тваринних або рослинних відходів. Додаткові целюлозні і лігноцелюлозні матеріали описані в патентах США Мо 6448307, 6258876, 6207729. 5972035 та 5952105.
У деяких варіантах здійснення матеріал з біомаси включає вуглевод, який являє собою або містить матеріал, що містить одну або кілька В - 1,4- зв'язків і має средньочислову молекулярну масу між приблизно 3000 і 50000. Такий вуглевод являє собою або містить целюлозу (І), яку отримують з (ВД - глюкози І) конденсацією В (1,4) - глікозидних зв'язків. Цей зв'язок відрізняється тим, що «(1,4) - глікозидні зв'язки присутні в крохмалю та інших вуглеводах. но
КО ; ; нок
Я Он
НО ; і х Гм -е " Кв й
І
У деяких варіантах здійснення матеріал з біомаси включає крохмалисті матеріали, наприклад, кукурудзяний крохмаль, пшеничний крохмаль, картопляний крохмаль або рисовий крохмаль, похідні крохмалю або матеріал, який містить крохмаль, такий як їстівний харчовий продукт або сільськогосподарська культура. Наприклад, крохмалистим матеріалом може бути аракача, гречка, банани, ячмінь, маніока, кудзу, ока, саго, сорго, звичайна домашня картопля, солодка картопля, таро, батат або одне або декілька бобових, такі як боби, чечевиця абс горох.
Суміші будь-яких двох або більше крохмалистих матеріалів також є крохмалистими матеріалами. У конкретних варіантах здійснення крохмалистий матеріал отриманий з кукурудзи
Також можуть використовуватися суміші крохмалю, целюлозних або лігноцелюлозних матеріалів. Наприклад, біомаса може бути рослиною, частиною рослини або різними частинами рослини, наприклад, пшениці, бавовни, кукурудзи, рису або дерева. Крохмалисті матеріали можу бути оброблені будь-яким з описаних в цій заявці способів.
В інших варіантах здійснення, матеріали з біомаси, такі як целюлоза, крохмаль і лігноцелюлозної вихідні матеріали можуть бути отримані з рослин, які були змінені порівняно з різними дикорослими типами. Такі модифікації можуть бути зроблені, наприклад, за допомогою ітгеративного кроку відбору та розведення для отримання бажаних ознак в рослині. Крім того, рослини можуть мати генетичний матеріал, віддалений, змінений, пригнічений і/або доданий до різних дикорослих типів. Наприклад, генетично модифіковані рослини можуть бути отримані методами рекомбінації ДНК, де генетична модифікація включає вступ або модифікацію специфічних генів з батьківських сортів, або, наприклад, з використанням трансгенного розведення, в якому конкретний ген або гени вводять в рослину з різних видів рослин і/або бактерії. Інший спосіб створення генетичної мінливості через мутаційну селекцію, в якому нові алелі є штучно створеними з ендогенних генів. Штучні гени можуть бути створені різними способами, в тому числі обробкою рослин або насіння, наприклад, хімічними мутагенами (наприклад, з використанням алкілувальних агентів, епоксидів, алкалоїдів, пероксидів, формальдегіду), опроміненням (наприклад, рентгенівськими променями, гамма - променями, нейтронами, бета-частками. альфа-частинками, протонами, дейтронами, УФ-випромінюванням)
Зо і шокуючою температурою або іншими зовнішніми стресами, і методами подальшого відбору.
Інші методи, що забезпечують модифікування генів через схильні до помилок ПЦР ї ДНК перетасування подальшої вставки потрібної модифікованої ДНК в потрібну рослину або насіння.
Способи введення необхідної генетичної варіації в насіннєвий матеріал або рослин, включають, наприклад, використання бактеріального носія, балистичну трансфекцію, осадження фосфатом кальцію, електропорацію, зрощування генів, глушіння генів, ліпофекцію, мікроін'єкції і вірусних носіїв. Додаткові генетично модифіковані матеріали були описані в заявці США серійний номер 13/396369. поданої 14 лютого 2012 року, повний зміст якої включено в цю заявку шляхом посилання.
У деяких випадках біомаса являє собою мікробний матеріал. Мікробні джерела включають, але не обмежуються ними, будь-який природний або генетично модифікований мікроорганізм або організм, який містить або здатний забезпечити джерело вуглеводів (наприклад, целюлози), наприклад, протести, наприклад, тваринні протести (наприклад, найпростіші організми, такі як флагелати, амебоїдні організми, інфузорії і споровики) і рослинні найпростіші (водорості, наприклад, альвеоляти, хлорарахніофіти, кріптгомонади, евгленіди, глаукофіти, гаптофіти, червоні водорості, страмінопіли і Міпідаеріапіає). Інші приклади включають морську водорость, планктон (наприклад, макропланктон, мезопланктон. мікропланктон, нанопланктон, пікопланктон і фемптопланктон), фітопланктон, бактерії (наприклад, грам-позитивні бактерії, грам-негативні бактерії і екстремофілк), дріжджі та / або їх суміші. У деяких випадках, мікробну біомасу можна отримати з природних джерел, наприклад, океану, озер, водойм, наприклад, солона вода або прісна вода, або на суші. Як альтернатива або додатково мікробну біомасу можна отримати з культуральних систем, наприклад, промислових сухих або вологих культуральних систем.
Агенти для оцукрювання
Відповідні ферменти включають целобіази і целулази, здатні розкладати біомасу.
Відповіді целобіази включають целобіазу з Аврегайи5 Нігер, що надходить у продаж під торговим найменуванням МОМО2УМЕ 188 "М,
Целулази здатні розкладати біомасу і можуть бути грибкового або бактеріального походження. Відповідні ферменти включають целулази з родів Васій5, Роендотопав, Нитісоїа,
Еизагішт, ТКівіаміа, Астетопішт, СПпгузоврогішт і Тиісподенпта і включають види Ниптісоїа,
Соргіпи5, ТНівіаміа, Ризапйшйт, Мусеїйорнпіїйога, Астетопішт, СерпаІозрогішт, Зсуїаїйаійт,
РепісШіит або Авзрегайшив5 (див., наприклад, ЕР 458162), зокрема, целулази, отримані за допомогою штаму, обраного з видів Нитісоїа іпзоїепе (рекласифікувати як 5суїаїїдійт
Іепторнімт, див., наприклад, патент США Мо 4435307), Соргіпив веіпегеи5, Еизагійт охузрогит,
Мусеїїорпійога ІШепторнпіїа, Метгіріши5 дідапівив, ТпієЇаміа Іегтевігів, Астетопішт 5р., Астетопійт регвісіпит, Астетопішт асгтетопішт, Асгетопішт Бгаспурепішт, Асгтетопішт аіспгото5рогит,
Асгетопішт обсіамайнит, Асгтетопішт ріпКепопіає, Астетопішт гозеодгізвит, Астетопійт іпсоїогайшт и Астетопішт їшгаїшт; переважно, з видів Нитісоіїа іпвоїеєпе ОМ 1800, Ризагійт охузрогит ОМ 2672, Мусеїйорпійога Шепторпіа СВ5 117.65, Серпаіозрогішт 5р. ВУМ-202,
Астетопішт 5р. СВ5 478.94, Астетопішт 5р. СВ5 265.95, Астетопішт регвісіпит СВ5 169.65,
Астетопішт асгетопішт АНИ 9519, Серпаіозропйцт в5р. СВ5 535.71, Астетопішт Бгаепурепім/п
Св 866.73, Астетопішт аіспготозрогит СВ 683.73, Астетопішт оБбсіамашт СВБ 311.74,
Асгетопішт ріпкепйопіае СВ5 157.70, Астетопішт гозеодгіізеєшт СВ 134.56, Асгетопійт іпсоїогайшт СВ5 146.62 и Астетопішт їшгайшт СВ 299.70Н. Ферменти, що розкладають клітковину, можна також отримати з СПгувозрогішт, переважно, штаму СпПНгузозрогійт
ІмсКпомепбзе. Крім того, можна використовувати Тгісподепта (зокрема, Тісподепта Мігіаеє,
Тиснодетта геезеїі і Тіснподепта Копіпадії), алкалофільні бацили (див., наприклад, патент США Мо 3844890 і ЕР 458162) і зЗптерютусез (див., наприклад. ЕР 458162).
Можна використовувати комплекси ферментів, наприклад, комплекси, доступні в компанії
Сепепсоге під торговим найменуванням АССЕЇЇЕВАБЕФ, наприклад, АссеЇПегазеФ 1500.
Ферментний комплекс АссеїІегазеФ 1500 містить кілька видів ферментної активності, головним чином, екзоглюканазу, ендоглюканазу (2200-2800 од. СМС/г), геміцелулазу і бета-глюкозидази (525-775 од. рРМРО/г) і має рН від 4,6 до 5,0. Ендоглюконазна активність ферментного комплексу виражають в одиницях активності карбоксиметилцелюлози (од. КМІЦ), тоді як бета- глюкозидазну активність приводять у одиницях активності рМР-глюкозиду (од. РМР). Згідно з одним варіантом реалізації винаходу, застосовують суміш ферментного комплексу АссеПегазеФ 1500 і целобіази МОМО2УМЕ "М 188.
У деяких варіантах реалізації, оцукрювальний агент містить кислоту, наприклад, мінеральну кислоту. При застосуванні кислоти, можуть утворюватися побічні продукти, які токсичні для мікроорганізмів, в цьому випадку описані процес може також включати видалення таких побічних продуктів. Видалення можна здійснити із застосуванням активованого вугілля, наприклад, активованого деревного вугілля, або іншими відповідними методами.
Агенти для ферментації
Мікроорганізм (мікроорганізми), застосовуваний при ферментації, може представляти собою природні мікроорганізми та/або генноінженерні мікроорганізми. Наприклад, мікроорганізм може представляти собою бактерію, наприклад, бактерію, що розкладає клітковину, грабок, наприклад, дріжджі, рослину або протист, наприклад, водорость, найпростіші або протист, подібний до грибка, наприклад, міксоміцет. Коли організми є сумісними, можна використовувати їх суміші.
Придатні мікроорганізми, які ферментують, виявляють властивість до перетворення вуглеводів, таких як глюкоза, ксилоза, арабіноза, маноза, галактоза, олігосахариди або полісахариди, в продукти ферментації. Мікроорганізми, які ферментують, включають штами роду Засспготусез 5рр. наприклад, Зассптотусез сегемівіає (пекарські дріжджі), зЗасспаготусев дівіайсив, Засспаготусев5 имагит; роду Кіпулеготусев, наприклад, вид Кіпуумеготусев5 тагхіапив,
Кінулхеготусев адіїїв; роду Сапаїда, наприклад, Сапаїда рзецйдоігорісаїів і Сапаїда Бгаззісає,
Рісніа віїрійі (родич Сапаїда 5КеНаїа), рода Сіамізрога, наприклад, вид Сіамізрога Ію5напіає і
СіІаміврога орипіає, роду Распузоїеп, наприклад, вид Распузоїеп їаппорКішв5, роду
Вгеїаппотусез5, наприклад, вид Вгєїаппотусе5 сіайзепії (РНіїррідії, с. Р., 1996, СеїЇшове
Біосопмегзіоп їесппоіоду, в Напабоок оп Віоєїнапо!: Ргодисійїоп апа ІЛіїїганйоп, УУутап, С.Е., єд.,
Тауїог 5 Егапсі5, Мазпіпдіоп, ОС, 179-212). Інші придатні мікроорганізми, включаючи, наприклад, 7утотопав тобрійїв, Сіовігдійт Шептосеїйшт (РпПїйїїррідії, 1996, вирга), Сіовіпаійт засспагоршуїасеїпісит, Сіовігідіит засснагобиїуїйсит, Сіовігідіит Рипісешт, Сіовігпдійт 60 Беї|егпскії, Сіовігідіит асебшуїїсит, Мопіїейна роїйїпів, Митом/іа Іроїуїїса, Айгеобавідіит 5р.,
Тиспозрогопоіїде5 5р., Підопорвзів мапабіїйв, Пиіспозрогоп 5р., МопійеіНаасеюаршапз5, Турпша магіабіїв5, Сапаїда тадпоїїає, О5ійадіпотусеїез, Рзецдогута ізикибаеєпвзів, дріжджеві види рода 7удозасспаготусез, Оерагуотусев, Напзепціа и Рісніа, а також гриби детаїййоід роду Тогціа.
Комерційно доступні дріжджі включають, наприклад, НКей біакв/Іезайте ЕїШапо! Неа (доступні в компанії Ней 5іаг//І езайте, США), ЕАГІЄ (доступні в компанії Рівївсптапп'в Увєаві, відділення компанії Вигп5 РпПїїр Росой Іпс., США), БОРЕВ5ТАНТ" (доступні в компанії АїМнесн, зараз компанія І аїетапа), СЕВТ ЗТААМОФ (доступні в компанії Се бЗмпгапа АВ, Швеція) і
ЕЕВМОЇ (доступні в компанії ОБМ 5ресіацієв5).
Добавки
Антибіотики
Хоча, в цілому, краще мати високу концентрацію цукру в оцукреному розчині, можна використовувати більш низькі концентрації в цьому випадку може бути бажаним додати протимікробну добавку може бути, наприклад, антибіотик широкого спектру дії, при низькій концентрації, наприклад, від 50 до 150 ррт. Інші придатні антибіотики включають амфотерицин
В, ампіцилін, хлорамфенікол, ципрофлоксацин, гентаміцин, гігроміцин В, канаміцин, неоміцин, пеніцилін, пуроміцин, стрептоміцин. Антибіотики будуть пригнічувати ріст мікроорганізмів при транспортуванні та зберіганні, при цьому їх придатні концентрації можуть складати, наприклад, від 15 до 1000 ррт за масою, наприклад, в діапазоні від 25 до 500 ррт, або в діапазоні від 50 до 150 ррт. При необхідності, можна додати антибіотик, якщо навіть концентрація цукру досить висока.
Поверхнево-активві речовини
Додавання поверхнево-активних речовин може збільшити швидкість оцукрювання.
Приклади поверхнев-активних речовин включають неїіонні поверхнево-активні речовини, такі як поліетиленгліколеві поверхнево-активні речовини Тмуеепе 20 або Тмуееп?е 80, іонні поверхнево- активні речовини або амфотерні поверхнево-активні речовини. Інші придатні поверхнево- активні речовини включають октилфенолетоксилати, такі як неіонні поверхнево-активні речовини серії ТВІТОМ "м Х, комерційно доступні в компанії Оом/ Спетіса!. Поверхнево-активну речовину можна також додавати, щоб утримати цукор, який утворюється в розчині, зокрема, в висококонцентрованих розчинах.
Зо Середовище для оцукрювання
Відповідно до одного варіанту реалізації винаходу, середовище містить компоненти з наступними концентраціями:
Фізична обробка вихідних матеріалів
Попереднія фізичка обробка
У деяких випадках, способи можуть включати фізичну підготовку, наприклад, подрібнення матеріалів, наприклад, шляхом різання, перемелювання, відрізання, розтирання в порошок або рубки. Наприклад, в інших випадках, матеріал спочатку попередньо обробляють або переробляють, застосовуючи один або більше з будь-яких способів, описаних у цій заявці, таких як опромінення, обробка ультразвуком, окислення, піроліз або паровий вибух, а потім подрібнюють або додатково подрібнюють. Спочатку обробку, а потім подрібнення може бути кращим. Можна застосовувати сита і/або магніти для видалення з сировинного потоку занадто великих або небажаних об'єктів, таких як, наприклад, камені або цвяхи.
Системи підготовки матеріалу, що завантажується можна виконати таким чином, щоб отримати потоки з конкретними характеристиками, такими як, наприклад, певні максимальні розміри, певні відношення довжини до ширини або відношення питомих поверхонь. Фізична підготовка дозволяє збільшити швидкість реакцій або зменшити необхідний час переробки за рахунок розкриття матеріалів і роблячи їх доступнішими для процесів і/або реагентів, таких як реагенти в розчині. Можна контролювати об'ємну щільність вихідної сировини (наприклад, в бік збільшення). У деяких випадках, може бути бажаним отримання матеріалу з низькою об'ємною щільністю, загущення матеріалу (наприклад, щоб зробити його транспортування в інше місце зручнішим і менш дорогим) і потім повернення матеріалу в стан з більш низькою об'ємною щільністю. Матеріал може бути ущільнений, наприклад, від менш ніж 0,2 г/см3 до більш ніж 0,9 г/ см3 (наприклад, менше 0,3 до більшніж 0,5 г/сму, від менш 0,3 до більш ніж 0, 9 г/см3, менш 0,5 до більш ніж 0,9 г/см, менш 0,3 до більш ніж 0,8 г/ см, менш 0,2 до більш ніж 0,5 г/ см).
Наприклад, матеріал може бути ущільнений за допомогою методів і обладнання, описаних в попередній заявці США 7932065 і заявці МО 2008/073186, повний зміст яких включено в цей опис шляхом посилання. Ущільнений матеріал може бути оброблений за допомогою будь-якого із способів, описаних в цьому винаході, або будь-який матеріал оброблений будь-яким із способів, описаних в цьому винаході, який може бути згодом ущільнений. У деяких випадках, матеріал може бути ущільнений за допомогою вологого розмелу. Вологий розмел може знову відновити ущільнений матеріал.
Подрібнення
Згідно з деякими варіантами реалізації винаходу, матеріал, що піддається переробці, знаходиться у вигляді волокнистого матеріалу, що містить волокна, отримані шляхом розрізання джерела волокон. Наприклад, розрізання можна здійснити за допомогою ріжучого інструменту з дисковим ножем.
Наприклад, джерело волокон, наприклад, не піддається обробці або зі зниженим рівнем стійкості до розкладання, можна розрізати, наприклад, ріжучим інструментом з дисковим ножем, з отриманням першого волокнистого матеріалу. Перший волокнистий матеріал проходить через першу сито, наприклад, із середнім розміром отвору, яке складає 1,59 мм або менше (1/16 дюйма, 0,0625 дюйма), з отриманням другого волокнистого матеріалу. При необхідності, джерело волокна можна розрізати на частини перед подрібненням, наприклад, за допомогою шредера. Наприклад, при застосуванні паперу як джерело волокна, папір можна спочатку розрізати на смужки шириною, наприклад, від 1/4-до 1/2- дюйм, застосовуючи шредер, наприклад, шредер з гвинтом протилежного обертання, такий як машини, вироблені компанією
Мансон (Ютика, Нью-Йорк). Як альтернатива розрізуванню на смужки, папір можна подрібнити шляхом розрізання до необхідного розміру в гільйотинній різальній машині. Наприклад, гільйотинну різальну машину можна застосовувати для розрізання паперу на листи, наприклад, шириною 10 дюймів і довжиною 12 дюймів.
Згідно з деякими варіантами реалізації винаходу, розрізання джерела волокна і проходження утворився перший волокнистого матеріалу через перше сито здійснюють одночасно. Розрізання і проходження можна також здійснити в періодичному процесі.
Наприклад, ріжучий інструмент з дисковим ножем можна застосовувати для одночасного
Зо розрізання джерела волокна і просіювання першого волокнистого матеріалу. Ріжучий інструмент з дисковим ножем містить завантажувальний бункер, який можна завантажити подрібненим джерелом волокна, отриманим в результаті його подрібнення. У деяких варіантах реалізації подрібнений джерело волокна перед оцукрювання і/або ферментацією обробляють фізичними методами. Способи фізичної обробки можуть включати один або більше з будь-яких способів, описаних у цій заявці, такі як механічна обробка, хімічна обробка, опромінення, обробка ультразвуком, окислення, піроліз або паровий вибух. Способи обробки можна застосовувати в комбінаціях з двох, трьох, чотирьох або навіть всіх із зазначених технологій (у будь-якому порядку). При застосуванні більш ніж одного способу обробки, зазначені способи можна використовувати одночасно або в різний час. Можна також застосовувати інші способи, які змінюють молекулярну структуру сировини з біомаси, окремо або в комбінації зі способами, описаними в цій заявці.
Механічна обробка
У деяких випадках способи можуть включати механічну обробку сировини з біомаси.
Механічна обробка включає, наприклад, різання, розмел, пресування, дроблення, розрізання і рубку. Розмел може включати, наприклад, розмел на кульовому млині, розмел на молоткової дробарці, сухий або вологий розмел на роторі - статорі або інші види розмелу. Інші види механічної обробки включають, наприклад, жорновой розмел, розколювання, механічний розрив або витягування, стрижневе дроблення або розмел повітряним тертям.
Механічна обробка може бути корисна для того, щоб "відкривати", "створювати напругу", руйнувати і розпушувати целюлозні або лігноцелюлозної матеріали, роблячи целюлозу в матеріалах більш схильною розщепленню ланцюга та/або зниження кристалічності. При опроміненні відкриті матеріали також можуть бути більш схильними окислення.
У деяких випадках механічна обробка може включати вихідне отримання вихідного матеріалу, як отримано, наприклад, зменшення розміру матеріалу, наприклад, за допомогою нарізки, дроблених, зрізання, подрібнення або рубки. Наприклад, в деяких випадках, сипучий вихідний матеріал (наприклад, перероблений папір, крохмалисті матеріали або просо прутовидне) отримують зрізанням або шатківницею.
Альтернативно, або крім того, початковий матеріал можна піддати фізичній обробці за допомогою одного або декількох інших фізичних способів обробки, наприклад, хімічної обробки, 60 випромінювання, обробки звуком, окислення, піролізу або парового вибуху, і потім піддати механічній обробці. Ця послідовність може бути корисною, оскільки матеріали, оброблені за допомогою одного або кількох інших способів обробки, наприклад, за допомогою опромінювання або піролізу, зазвичай бувають більш крихкими і, отже, вони можуть легше піддаватися подальшій зміні молекулярної структури матеріалу за допомогою механічної обробки.
У деяких варіантах здійснення вихідний матеріал знаходиться у формі волокнистого матеріалу і механічна обробка включає різання, щоб зробити доступними волокна волокнистого матеріалу. Зрізання можна виконувати, наприклад, використовуючи пристрій для різання з обертовим ножем. Інші способи механічної обробки вихідного матеріалу включають, наприклад, розмел або дроблення. Розмел можна виконувати з використанням, наприклад, молоткового млина, кульового млина, колоїдного млина, конічного або конусного млина, дискового млина, дробильних валків, млина Вілі або борошномельного млина. Дроблення можна виконувати, наприклад, з використанням кам'яної дробарки, стрижневої дробарки, кавової дробарки або гратознімача. Дроблення можна забезпечити, наприклад, за допомогою зворотно - поступального руху стрижня або іншого елемента, як у випадку зі стрижневим млином, інші способи механічної обробки включають механічний розрив або витягування. інші способи, в яких до волокон прикладають тиск, і розмел повітряним тертям. Відповідні способи механічної обробки додатково включають будь-які інші способи, які змінюють молекулярну структуру вихідного матеріалу.
При необхідності, механічно оброблений матеріал можна пропустити через сито, наприклад, із середнім розміром отвору 1,59 мм або менше (1/16 дюйма, 0,0625 дюйма). У деяких варіантах здійснення різання або інший спосіб механічної обробки і просіювання виконують одночасно.
Наприклад, пристрій для різання з обертовим ножем можна використовувати для одночасного нарізання і просіювання вихідного матеріалу. Вихідний матеріал ріжуть між стаціонарними лезами і обертовими лопатями, щоб надати різаний матеріал, який пропускають через сито, і збирають в приймач.
Целюлозний або лігпоцелюлозної матеріал можна піддавати механічній обробці в сухому стані (наприклад, коли на його поверхні міститься невелика кількість вільної води або вода не міститься зовсім) гідратованому стані (наприклад, коли він містить до 10 мас. 95 абсорбованої води), або у вологому стані, наприклад, коли він містить від приблизно 10 до приблизно 75 мас. 96 води. Джерело волокна навіть можна механічно обробляти при частковому або повному зануренні в рідину, таку як вода, етанол або ізопропанол.
Джерело волокнистого целюлозного або лігноцелюлозного матеріалу можна також механічно обробити в газовому середовищі (наприклад, в потоці або атмосфері газу, відмінного від повітря;, наприклад, кисню або азоту або пари.
При необхідності, лігнін можна видалити з будь-якого волокнистого матеріалу, що містить лігнін. Також для сприяння подрібненню матеріалів, які містять целюлозу, матеріал можна обробити перед або під час механічної обробки або опромінення з використанням тепла, хімічної речовини (наприклад, неорганічної кислоти, основи або сильного окисника, такого як гіпохлорит натрію) та/або ферменту. Наприклад, подрібнення можна виконувати в присутність кислоти.
Системи механічної обробки можна виконати таким чином, щоб отримувати потоки з певними морфологічними властивостями, такими як наприклад, площа поверхні, пористість, об'ємна густина, і, в разі волокнистої сировини, з такими характеристиками волокна, як відношення довжини до ширини.
Згідно з деякими варіантами реалізації винаходу, площа поверхні за методом БЕТ механічно обробленого матеріалу складає більше ніж 0,1 мг/г, наприклад, більше ніж 0,25 ме/г, більше ніж 0,5 ме-/г, більше ніж 1,0 мг/г, більше ніж 1,5 мг/г, більше ніж 1,75 ме/г, більше ніж 5,0 мг/г, більше ніж 10 мг/г, більше ніж 25 м32/г, більше ніж 35 ме/г, більше ніж 50 м2/г, більше ніж 60
БО мг/г, більше ніж 75 м2/г, більше ніж 100 мг/г, більше ніж 150 мг/г, більше ніж 200 мг/г або навіть більше ніж 250 м/г.
Пористість механічно обробленого матеріалу може становити, наприклад, більше ніж 20 відсотків, більше ніж 25 відсотків, більше ніж 35 відсотків, більше ніж 50 відсотків, більше ніж 60 відсотків, більше ніж 70 відсотків, більше ніж 80 відсотків, більше ніж 85 відсотків, більше ніж 90 відсотків, більше ніж 92 відсотків, більше ніж 94 відсотків, більше ніж 95 відсотків, більше ніж 97,5 відсотків, більше ніж 99 відсотків або навіть більше ніж 99,5 відсотків.
Згідно з деякими варіантами реалізації винаходу, після механічної обробки об'ємна щільність матеріалу складає менш ніж 0,25 г/см3, наприклад, 0,20 г/ см3, 0,15 г/смУ, 0,10 г/см, 0.05 г/ см3 або менше, наприклад. 0,025 г/см3. Об'ємну густину визначають із застосуванням бо стандарту А5ТМ 0 і 8958. Коротко, такий спосіб включає заповнення мірного циліндра відомого об'єму зразком і вимірювання маси зразка. Об'ємну густину розраховують шляхом ділення маси зразка в грамах на відомий об'єм циліндра в кубічних сантиметрах.
Якщо вихідна сировина є волокнистим матеріалом, волокна механічно оброблених волокнистих матеріалів можуть мати порівняно велике середнє відношення довжини до діаметра (наприклад, більше ніж 20 до 1), навіть якщо вони неодноразово піддавалися розрізанню. Крім того, волокна волокнистих матеріалів, описаних у цій заявці, можуть мати порівняно невелику довжину і/або вузький діапазон відношень довжини до діаметра.
У цій заявці, передні величини ширини волокон (наприклад, діаметр) є величинами, визначеними оптичними методами шляхом випадкового вибору приблизно 5000 волокон.
Середні величини довжини волокон представляють собою скориговані значення довжина - зважена довжина. Площі поверхні за методом БЕТ (Брунауера, Емета і Телера) представляють собою площі багаточкової поверхні, і пористість є пористістю, визначену способом ртутної порометрії.
Якщо друга вихідна сировина є волокнистим матеріалом 14, то середнє відношення довжини до діаметра волокон механічно обробленого матеріалу може становити, наприклад, більше ніж 8/1. наприклад, більше ніж 10/1, більше ніж 15/1, більше ніж 20/1, більше ніж 25/1 або більше ніж 50/1. Середня довжина волокна механічно обробленого матеріалу 14 може становити, наприклад, від приблизно 0,5 мм до приблизно 2,5 мм, наприклад, від приблизно 0,75 мм до приблизно 1.0 мм і середня ширина (наприклад, діаметр) другого волокнистого матеріалу 14 може становити, наприклад, від приблизно 5 мкм до приблизно 50 мкм, наприклад, від приблизно 10 мкм до приблизно 30 мкм.
Згідно з деякими варіантами реалізації винаходу, якщо вихідна сировина є волокнистим матеріалом, стандартне відхилення довжини волокна механічно обробленого матеріалу може становити менше ніж 60 відсотків щодо середньої довжини волокна механічно обробленого матеріалу, наприклад, менш ніж 50 відсотків, менше ніж 40 відсотків, менше ніж 25 відсотків, менше ніж 10 відсотків, менше ніж 5 відсотків або навіть менше ніж 1 відсоток відносне середньої довжини.
Обробка для підвищення розчинності, зниження стійкості до розкладання або функціоналізування
Зо Матеріали, які були або не були підготовлені фізичними способами, можна обробити з метою їх застосування в будь-якому виробничому процесі, описаному в цій заявці. Один або більше з виробничих процесів, описаних нижче, може бути включений в функціональний блок щодо зниження стійкості до розкладання матеріалу, описаний вище. Як альтернатива або на додаток, для зменшення стійкості до розкладання матеріалу можна використовувати й інші процеси.
Способи обробки, які використовуються у функціональному блоці зниження стійкості до розкладання матеріалу, можуть включати один або більше способів, вибраних з опромінення, обробки ультразвуком, окислення, піролізу або парового вибуху. Способи обробки можна застосовувати в комбінаціях з двох, трьох, чотирьох або навіть всіх із зазначених технологій (у будь-якому порядку).
Обробка випромінюванням
Один або більше циклів радіаційної обробки можна застосовувати для обробки матеріалів з вихідної сировини і забезпечення широкого вибору різних джерел з метою добування корисних речовин із сировини ота отримання частково зруйнованого органічного структурно модифікованого матеріалу, який може бути завантаженням для подальших технологічних операцій та/або циклів обробки. Опромінення дозволяє, наприклад, зменшити молекулярну масу і/або кристалічність вихідної сировини. Випромінювання дозволяє також стерилізувати матеріали або будь-які середовища, необхідні для біопереробки матеріалу.
Згідно з деякими варіантами реалізації винаходу, для опромінення описаних матеріалів застосовують енергію, що знаходиться в матеріалі, який випускає електрон зі своєї атомної орбіталі. Таке випромінювання можна забезпечити за допомогою 1) важких заряджених частинок, таких як альфа - частинки або протони, 2) електронів, отриманих, наприклад, при бета - розпаді або за допомогою електронно- променевих прискорювачів або 3) електромагнітного випромінювання, наприклад, гамма - променів, рентгенівських променів або ультрафіолетових променів. В одному підході, для опромінення вихідної сировини можна застосовувати випромінювання, викликане радіоактивними речовинами. Згідно з деякими варіантами реалізації винаходу, можна використовувати в будь-якому порядку або одночасне будь-яку комбінацію від (1) до (3) способу. У ще одному підході, для опромінення вихідної сировини можна застосовувати електромагнітне випромінювання (наприклад, викликане застосуванням електронно-променевих емітерів). Застосовувані дози залежать від необхідного результату і конкретної вихідної сировини.
У деяких випадках, коли бажаний розрив ланцюга і/або необхідна функціоналізація полімерного ланцюга, можна використовувати частинки, більш важкі, ніж електрони, такі як протони, ядра гелію, іони аргону, іони кремнію, іони неону, іони вуглецю, іони фосфору, іони кисню або іони азоту. При необхідності розриву ланцюга з розкриттям циклу, для стимулювання цього процесу можна використовувати позитивно заряджені частинки завдяки їх властивостям кислот Льюїса. Наприклад, коли потрібне максимальне окислення, можна використовувати іони кисню, коли потрібна максимальне нітрування, можна використовувати іони азоту. Застосування важких частинок і позитивно заряджених частинок описано в попередній заявці США7931784, повний зміст якої включено в цей винахід шляхом посилання.
В одному способі, перший матеріал, який є целюлозою або містить її і має першу середньочислову молекулярну масу (Ммі), опромінюють, наприклад, за допомогою іонізуючого випромінювання (наприклад, у формі гама - випромінювання, рентгенівського випромінювання, ультрафіолетового (УФ) світла в діапазоні від 100 нм до 280 нм, електронного променя або інших заряджених частинок) з отриманням другого матеріалу, що містить целюлозу і має другу середньочислову молекулярну масу (Ммг), нижчу, ніж перша середньочислова молекулярна маса. Другий матеріал (або перший і другий матеріал) можна комбінувати з мікроорганізмом (з ферментною обробкою або без неї), який може утилізувати другий і/або перший матеріал або цукру або лігнін, які входять до складу матеріалу, з отриманням проміжної сполуки або продукту, такого як сполуки або продукти, описані в цій заявці.
Оскільки другий матеріал включає целюлозу із зниженою молекулярною масою в порівнянні з першим матеріалом і в деяких випадках, також із зниженою кристалічністю, другий матеріал, в цілому, є більш диспергованим, здатним піддатися розбуханню і/або розчинним, наприклад, в розчині, що містить мікроорганізм тал"або фермент. Такі властивості роблять обробку другого матеріалу більш легкою, а сам матеріал більш схильним до хімічного, ферментативного та/або біологічного впливу в порівнянні з першим матеріалом, що може значно поліпшити продуктивність та/або обсяг випуску необхідного продукту, наприклад, етанолу. За допомогою випромінювання можна також стерилізувати матеріали або будь-які середовища, необхідні для
Зо біообробки матеріалу.
Згідно з деякими варіантами реалізації винаходу, рівень окислення (О2) другого матеріалу вище, ніж рівень окислення (О:) першого матеріалу. Більш високий рівень окислення матеріалу може сприяти його диспергованості, здатності до набухання та/або розчинності, а також посиленню схильності матеріалу до хімічного, ферментативного або біологічного впливу. Згідно з деякими варіантами реалізації винаходу, для збільшення рівня окислення другого матеріалу відносно першого матеріалу, опромінення здійснюють у киснево-окисному середовищі, наприклад, в захисному середовищі з повітря або кисню, з отриманням другого матеріалу, більш окисленого, ніж перший матеріал. Наприклад, другий матеріал може мати більше гідроксильних груп, альдегідних груп, кетонових груп, ефірних груп або карбоксильних груп, які можуть підвищити його гідрофільність.
Іонізуюче випромінювання
Кожна форма випромінювання іонізує вуглецевмісний матеріал за рахунок конкретних взаємодій, які визначаються енергією випромінювання. Важкі заряджені частинки в основному іонізують матерію за рахунок кулонівського розсіювання; крім того, ці взаємодії створюють швидкі електрони, які можуть додатково іонізувати матерію. Альфа-частинки ідентичні до ядра атома гелію і утворюються при альфа-розпаді різних радіоактивних ядер, таких як ізотопи вісмуту, полонію, астату, радону, францію, радію, деяких актинідів, таких як актиній, торій, уран, нептуній, кюрій, каліфорній, америцій і плутоній.
При використанні частинок, які можуть бути нейтральними (незарядженими), позитивно зарядженими або негативно зарядженими. Частинки, які є зарядженими, можуть містити один позитивний або негативний заряд або кілька зарядів, наприклад, один, два, три або навіть чотири або більше зарядів. У прикладах, в яких потрібен розрив ланцюга, позитивно заряджені частинки можуть бути кращими, частково завдяки їх кислотній природі. При використанні частинок, їх маса може дорівнювати масі електрона в стані спокою або перевищувати Її, наприклад, в 500, 1000, 1500, 2000, 10000 або навіть 100000 разів. Наприклад, маса частинок може становити від приблизно 1 атомної одиниці до приблизно 150 атомних одиниць, наприклад, від приблизно 1 атомної одиниці до приблизно 50 атомних одиниць або від приблизно І до приблизно 25, наприклад, 1, 2, 3, 4, 5,10, 12 або 15 атомних одиниць.
Прискорювачі, застосовувані для прискорення частинок, можуть бути електростатичними бо постійного струму, електродинамічними постійного струму, радіочастотними лінійними,
магнітоіндукційними лінійними або безперервного випромінювання. Наприклад, в компанії ІВА,
Бельгія, можна придбати циклотронний тип прискорювачів, такий як система ВподоїгопФ, при цьому в компанії ВО, тепер ІВА Іпаивзійаї, можна придбати прискорювачі постійного струму, такі як ЮОупатійгопФ). Іони і іонні прискорювачі розглянуті публікаціях Іпігодисіогу Мисієаг РНузісв,
Кеппеїй 5. Ктапе, доп УМ/Пеу а бопв, Іпс. (1988), Кізю Ргеїєс, РІ2ІКА В 6 (1997) 4,177-206, Спи,
Мат Т., "Омегміємжм ої ІПупі-оп Веат ТНегару" Соіштрив5-Опіо, ІСВО-ІАЕА Мееїїпа, 18-20 березня 2006 року, Імаїа, У. єї а, "Апетаїййпд-Рназе-Росивзей ІН-ОТІ ог Неаму-Іоп Медісаї!
Ассеїіегаютгв" Ргосеєдіпа5 ої ЕРАС 2006, Единбург, Шотландія та І єапег, СМ. еї аї., "Зашв ої Те зЗирегсопашйсіїпа ЕСВ ог. Бошгсе Мепив" Ргосеєдіпд5 ої ЕРАС 2000, Відень, Австрія.
Згідно з деякими варіантами реалізації винаходу, як джерело випромінювання застосовують електронний промінь. Електронний промінь має переваги, пов'язані з високими потужностями дози випромінювання (наприклад, 1,5 або навіть 10 Мрад в секунду), високою продуктивністю, більш слабким утриманням і меншими обмеженнями щодо обладнання. Електрони також можуть бути більш ефективними у стимулюванні розриву ланцюга. Крім того, глибина проникнення електронів з енергіями від 4 до 10 МеВ може становити від 5 до 30 мм або більше, наприклад, 40 мм. У деяких випадках, багатопроменеві електронні пристрої (наприклад, багатопроменеві головки, часто звані "рогами") застосовують для введення в матеріал багаторазових доз електронно-променевого випромінювання. Така висока сумарна потужність променя зазвичай досягається шляхом застосування багатопроменевих прискорюючих головок.
Наприклад, електронно- променевий пристрій може включати дві, чотири або більше прискорюючи головок. Як один приклад, електронно-променевий пристрій може включати чотири прискорюючі головки, потужність променя кожної з яких становить 300 кВт. при сумарній потужності променя 1200 кВт. Застосування багатопроменевих головок, потужність променя кожної з яких порівняно низька, перешкоджає надмірному підвищенню температури матеріалу, запобігаючи, тим самим, горінню матеріалу, і також збільшує однорідність дози, що проходить через товщу шару матеріалу. Опромінення з застосуванням багатопроменевої головки описано в попередній заявці на патент СІНА Мо 13/276192, поданої 18 жовтня 2011 року, повний зміст якої включено в цю заявку за допомогою посилання.
Електронні промені можна створити, наприклад, за допомогою електростатичних
Зо генераторів, каскадних генераторів, трансформаторних генераторів, низькоенергетичних прискорювачів зі скануючою системою, низькоенергетичних прискорювач з лінійним катодом, лінійним прискорювачів та імпульсних прискорювачів. Як джерело іонізуючого випромінювання кожна використовувати електрони, наприклад, для порівняно тонких штабелів матеріалів, наприклад, менш ніж 0,5 дюйма, наприклад, менш ніж 0,4 дюйма, 0,3 дюйма, 0,2 дюйма або менше ніж 0,1 дюйма. Згідно з деякими варіантами реалізації винаходу, енергія кожного електрона в електронному промені становить від приблизно 0,3 МеВ до приблизно 2,0 МеВ (мільйон електрон - вольт), наприклад, від приблизно 0,5 МеВ до приблизно 1,5 МеВ аоо від приблизно 0,7 МеВ до приблизно 1,25 МеВ.Пристрої для електропроменевого опромінення можна придбати в компанії оп Вєат Арріїсайіопв, І оимаїп-Іа-Мейме, Бельгія або з компанії Тпап
Согрогайоп, Сан-Дієго, Каліфорнія. Типові енергії електронів можуть складати 1 МеВ, 2 МеВ, 4,5
МеВ, 7,5 МеВ або 10 МеВ. Потужність типового пристрою для електропроменевого опромінення може складати 1 кВт, 5 кВт, 10 кВт, 20 кВт, 5С кВт, 100 кВт, 250 кВт або 500 кВт. Рівень деполяризації вихідної сировини залежить від вживаної енергії електронів, яку застосовують і застосовуваної дози, яку застосовують у випадках, коли тривалість впливу залежить від потужності і дози. Типові дози можуть приймати значення 1 до Гр, 5 кГр, 10 кГр, 20 кГр, 50 кГр, 100 кГр або 200 кГр. Згідно з деякими варіантами реалізації винаходу, можуть бути використані енергії між 0,25-10 Мев (наприклад, 0,5-0,8 МеВ, 0,5-5 МеВ, 0,8-4 Мев, 0,8-3 МеВ, 0,8-2 МеВ або 0,8-1,5 МеВ).
Електромагнітне випромінювання
У варіантах здійснення, де опромінення виконують з використанням електромагнітного випромінювання, енергія електромагнітного випромінювання на фотон може становити, наприклад, (з електрон - вольтах) більш ніж 102 еВ, наприклад, більш ніж 103, 107, 105, 106 або навіть більше 107 еВ. У деяких варіантах здійснення енергія електромагнітного випромінювання має фотон між 10" і 107, наприклад, між 105 і 105 еВ. Частота електромагнітного випромінювання може складати, наприклад, більш ніж 1017 Гц, 1018 Гц, 1019 Гу, 1020 Гу, або навіть більш ніж 102!
Гц. У деяких варіантах здійснення частота електромагнітного випромінювання знаходиться між 1018 їі 1022 Гу, наприклад, 1079 і 102! Гц.
Дози
Згідно з деякими варіантами реалізації винаходу, опромінення (за допомогою будь-якого бо джерела випромінювання або комбінації джерел) здійснюють до тих пір, поки матеріал приймає доз), яка складає, щонайменше, 0,25 Мрад, наприклад, щонайменше 1,0, 2,5, 5,0, 8,0,10,15, 20, 25, 30, 35, 40, 50 або навіть щонайменше 100 Мрад. Згідно з деякими варіантами реалізації винаходу, опромінення здійснюють до тих пір, поки матеріал приймає дозу від 1,0 Мрад до 6,0
Мрад, наприклад, від 1,5 Мрад до 4,0 Мрад, від 2 Мрад до 10 Мрад, від 5 Мрад до 20 Мрад, від
Мрад до 30 Мрад, від 10 Мрад до 40 Мрад або від 20 Мрад до 50 Мрад.
Згідно з деякими варіантами реалізації винаходу, опромінення здійснюють при потужності дози опромінення від 5,0 до 1500,0 кілорад/год., наприклад, від 10,0 до 750,0 кілорад/год. або від 50,0 до 350,0 кілорад/год.
Згідно з деякими варіантами реалізації винаходу, застосовують два або більше джерел 10 випромінювання, наприклад, два або більше іонізуючих випромінювання. Наприклад, зразки можна обробити, з будь-якому порядку, за допомогою електронного променя, а потім гамма - випромінюванням і УФ світлом з довжинами хвиль від приблизно 100 нм до приблизно 280 нм.
Згідно з деякими варіантами реалізації винаходу, зразки обробляють із застосуванням трьох джерел іонізуючого випромінювання, наприклад, за допомогою електронного променя, гамма - випромінювання і УФ світла високої енергії.
Обробка звуком, піроліз і окислення
Поряд з опроміненням, вихідна сировина можна обробити за допомогою будь-якого одного або більше способів, вибраних з обробки ультразвуком, піролізу і окислення. Такі способи обробки розглянуті в попередній заявці США Мо 12/417840, подану З квітня 2009 року, повний зміст якої включене в цей винахід шляхом посилання.
Інші процесії для підвищення розчинності, зниження стійкості до розкладення або функціонализації
Будь-які способи, описанні в цьому параграфі, можна застосовувати окремо без використання будь-яких способів, розглянутих в цій заявці, або в комбінації з будь-якими способами, описаними в цій заявці (в будь-якому порядку); паровим вибухом, хімічною обробкою (наприклад, обробкою кислотами (також обробкою концентрованими та розвеленими кислотами із застосуванням мінеральних кислот, таких як сірчана кислота, соляна кислота, і органічних кислот, таких як трифтороцтова кислота) та/або обробкою основами (наприклад, обробкою вапном або гідроксидом натрію), обробкою УФ, обробкою із застосування
Зо черв'ячного екструдера, обробкою розчинниками (наприклад, обробкою за допомогою іонних рідин) і подрібненням в замороженому стані. Деякі з цих процесів, наприклад, описані в попередніх заявках СІЛА Мо 12/417723, яку подана З квітня 2009 року, 13/099151, 2 травня 201 їі року та 12/502629, яку подано 14 липня 2009 року, описи яких включені в цей документ шляхом посилання.
Отримання палив, кислот, складних ефірів та/або інших продуктів
Після обробки біомаси зі допомогою однієї або більше технологічних операцій, описаних вище, складні вуглеводи, які містить в целюлозній і геміцелюлозній фракціях, можна переробити з отриманням цукрів, які ферментують, за допомогою процесу оцукрювання, як описано вище.
Після транспортування отриманого цукоровмісного розчину до виробничого обладнання, цукри можна перетворити в різноманітні продукти, такі як спирти, наприклад, етанол, або органічні кислоти. Вигляд отриманого продукту залежить від мікроорганізму, який використовується та умов, при яких відбувається біопереробка. Зазначені операції можна здійснити, наприклад, використовуючи існуюче обладнання на підприємстві з виробництва етанолу з кукурудзи.
При необхідності, способи перемішування та обладнання, розглянуті в цій заявці, можна також застосовувати при біопереробці. Вигідно, що системи для перемішування, описані в цій заявці, не надають рідині високого зусилля зсуву і не підвищують значно температуру всієї рідини. В результаті, мікроорганізми, які використовуються при біопереробці, підтримують в життєздатному стані протягом всього процесу. Перемішування дозволяє збільшити швидкість реакції і підвищити ефективність процесу.
В цілому, при ферментації використовують різні мікроорганізми. Цукровмісний розчин, одержаний шляхом оцукрювання лігноцелюлозних матеріалів, буде містити ксилозу, а також глюкозу. Може бути бажаним видалити уксилозу, наприклад, за допомогою хроматографії, оскільки деякі широко вживані мікроорганізми (наприклад, дріжджі) на неї не діють. Ксилозу можна зібрати і використовувати при виробництві інших продуктів, наприклад, кормів для тварин і замінника цукру ХуїЇйоїЇ. Ксилозу можна видалити до або після подавання цукровмісного розчину в виробниче обладнання, в якому будуть здійснювати ферментацію.
Мікроорганізм може бути природним мікроорганізмом або генно- інженерним мікроорганізмом, наприклад, будь-яким з мікроорганізмів, описаних в цій заявці в розділі
Матеріали.
Оптимальний рН для дріжджів складає від приблизно 4 до приблизно 5, при цьому оптимальне рН для 7утотопаз складає від приблизно 5 до приблизно 6. Звичайний час ферментації складає від приблизно 24 до приблизно 96 годин при температурах в діапазоні від 26 "С до 40 "С, проте термофільні мікроорганізми вибирають більш високі температури.
Карбоксильні групи, у цілому, знижують рН розчину, який ферментують, виявляючи тенденцію де пригнічення ферментації під дією деяких мікроорганізмів, наприклад, Рісніа 5іїріїів.
Відповідно, в деяких випадках перед ферментацією або під час її проведення бажано додавати основ) та/або буфер для підвищення рН розчину. Наприклад, в середовище, яке ферментують, можна додавати гідроксид натрію або вапно для підвищення рН середовища до діапазону, який є оптимальним для мікроорганізму, який використовується.
Ферментацію, у цілому, здійснюють в водному живильному середовищі, яке може містити джерело азоту або джерело інших живильних речовин, наприклад, сечовини, разом з вітамінами і мікроелементами і металами. У цілому, краще, коли живильне середовище стерильне або, щонайменше, має низьку концентрацію мікроорганізмів, наприклад, низьку кількість бактерій. Стерилізацію живильного середовища можна здійснювати будь-яким необхідним способом. Однак, в переважних втіленнях, стерилізацію проводять шляхом опромінення живильного середовища або його окремих компонентів перед змішуванням. У цілому, застосовують якомога нижчу дозу випромінювання, яка все ще дозволяє досягти потрібних результатів, щоб мінімізувати споживання енергії і кінцеві витрати. Наприклад, у багатьох випадках, саме живильне середовище або його компоненти можна обробити за допомогою дози випромінювання, що становить менше ніж 5 Мрад, наприклад, менш ніж 4, 3, 2 або 1 Мрад. У певних випадках, живильне середовище обробляють за допомогою дози від приблизно 1 до приблизно З Мрад.
Згідно з деякими варіантами реалізації винаходу, весь процес ферментації або його частину можна перервати до того, як низькомолекулярний цукор повністю перетвориться на етанол.
Проміжні продукти ферментації включають високі концентрації цукру і вуглеводів. Такі проміжні
Зо продукти ферментації можна застосовувати при приготуванні їжі, для споживання людьми або тваринами. У доповненні або як альтернатива, проміжні продукти ферментації можна розмолоти до розміру дрібнодисперсних частинок у лабораторній мішалці з нержавіючої сталі з отриманням борошноподібної речовини.
Мобільні ферментатори можуть бути використані, як це описано в попередній заявці США серійний Мо і 2/3 74549, яка подана 21 січня 2009 року, в даний час опублікована міжнародна заявка Мо М/О 2008/011598. Аналогічно, обладнання для оцукрювання може бути мобільним.
Крім того, оцукрювання та/або ферментація може бути виконана частково або повністю під час транспортування.
Подальша переробка
Після ферментації, отримані плинні середовища можна піддавати дистиляції, застосовуючи, наприклад, "бражну колону", для відділення етанолу та інших спиртів от основної маси води і залишків твердих речовин. Пара, що виходить з бражної колони, може представляти собою, наприклад, 35 мас. 95 етанол і може бути завантажений в ректифікаційну колону. Суміші майже азеотропних (92,5 95) етанолу та води з ректифікаційної колони можна очистити з отриманням чистого (99,5 95) етанолу шляхом застосування парофазних молекулярних сит. Кубові залишки бражної колони можна направити на першу ступінь триступеневого випарника. Дефлегматор ректифікаційної колони може забезпечити нагрівання цього першого ступеню. Після першого ступеню, тверді речовини можна відділити, застосовуючи центрифугу, і висушити в барабанній сушарці. Частину (25 95) рідини, що витікає з центрифуги, можна повторно використовувати для ферментації, а решту направити на другий і третій ступінь випарника. Більшу частину конденсату з випарника можна повернути в процес у вигляді досить чистого конденсату, а невелику частину відділити і направити на установку для очищення стічних вод для попередження накопичення низькокиплячих сполук.
Проміжні сполуки і продукти
Використовуючи способи, описані в цій заявці, можна переробити оброблену біомасу в один або більше продуктів, таких як енергія, палива, харчові продукти і матеріалу. Деякі приклади продуктів включають, але не обмежуються ними, водень, цукру (наприклад, глюкоза, ксилоза, арабіноза, маноза, галактоза, фруктоза, дисахариди, олігосахариди і полісахариди), спирти (наприклад, одноатомні спирти або двоатомні спирти, такі як етанол, н-пропанол, ізобутанол, 60 вторинний бутанол, третинний бутанол або н-бутанол), гідратовані або водні спирти, наприклад,
які містять більше ніж 10 95, 20 95, 30 95 або навіть більше ніж 40 95 води, ксиліт, біодизельне паливо, органічні кислоти, вуглеводні (наприклад, метан, етан, пропан, ізобутан, н-гексан, біодизель, біобензин і їх суміші) супутні продукти (наприклад, білки, такі як білки (ферменти), що розкладають клітковину, або білки одноклітинних) і суміші будь-яких із перерахованих продуктів в будь-якій комбінації або відносної концентрації і, при необхідності, в комбінації з будь-якими домішками, наприклад, паливними домішками. Інші приклади включають карбонові кислоти, солі карбонової кислоти, суміш карбонових кислот і солей карбонових кислот, і складні ефіри карбонових кислот (наприклад, метилові, етилові і н-пропілові складні ефіри), кетони (наприклад, ацетон), альдегіди (наприклад, ацетальдегід), альфа, бета ненасичені кислоти, такі як акрилова кислота і олефіни, такі як етилен. Інші спирти і похідні спиртів включають пропанол, пропіленгліколь, 1,4-бутандіол, 1,3-пропандіол, цукрові спирти (наприклад, еритрит, гліколь, гліцерин, сорбіт треїтола, арабіт, рибіт, маніт, дульцит, фукіт, ідіт, ізомальт, мальтит, лактит, ксиліт і інші поліоли), метилові або етилові складні ефіри будь-яких з зазначених спиртів. Інші продукти включають метилакрилат, метилметакрилат, молочну кислоту, лимону кислоту, мурашину кислоту, оцтову кислоту, пропіонову кислоту, масляну кислоту, бурштинову кислоту, валеріанову кислоту, капронову кислоту, З-гідроксипропіонову кислоту, пальмітінову кислоту, стеаринову кислоту, щавлеву кислоту, уіїалонову кислоту, глутарову кислоту, олеїнову кислоту, лінолеву кислоту, гліколеву кислоту, у-гідроксимасляну кислоту і їх суміші, сіль будь-якої із зазначених кислот, або суміші будь-якої з кислот і їх відповідні солі, сіль будь-якої з кислот і суміші з будь-яких з кислот і відповідних солей.
Інші проміжні сполуки і продукти, в том числі, харчові і фармацевтичні продукти, розглянуті в попередній заявці на патент США Мо 12/417900, поданої З квітня 2009 року, повний вміст якої включено в цей винахід шляхом посилання.
Інші варіанти здійснення
Описано велику кількість варіантів здійснення. Тим не менш, зрозуміло, що можна виконувати різкі модифікації, не відходячи від суті та об'єму розкриття.
В деяких, варіантах реалізації, системи, розглянуті в цій заявці, або компоненти зазначених систем, можуть бути розбірними, наприклад, у вигляді пересувного технологічного обладнання, описаного в попередній заявці США Мо 12/374549, поданої 02 червня 2009 року і міжнародної заявки Мо УМО 2008/011598, повний зміст якої включено в цей винахід шляхом посилання.
Хоча в цій заявці були посилання на баки, описаний процес може протікати в будь-якому типі посудини або резервуара, в тому числі, у відстійниках, басейнах, ставках і т.п. Якщо резервуар, в якому відбувається перемішування, є підземною структурою, такою як відстійник, його можна футерувати. Резервуар може мати покриття, наприклад, якщо він знаходиться на відкритому повітрі або не мати покриття.
В альтернативному варіанті, диспергуючий блок 134 може бути відсутній в системах, показаних на фіг. 2А і 2Б, і насос може бути використаний, щоб захопити рідке середовище з бака і доставити його через випускну трубу 137 для змочування сировини матеріалу, який потім диспергують шляхом перемішування за допомогою струминного змішувача 144. У таких варіантах реалізації насос переважно повинен бути насосом низького зсуву, наприклад, поршневим насосом прямого витіснення, такими як гвинтові насоси кавітаційного типу ЗЕЕРЕХ і лопатеві насоси У/айкеза. Крім того, переважно, щоб насос був здатний перекачувати рідини з високою в'язкістю, оскільки в'язкість рідини буде зростати по мірі додавання вихідної сировини.
Окрім сировини із біомаси, яка описана в цій заявці, може бути використано іншу сировина, а також суміші - сировини із біомаси з іншою сировиною. Наприклад, деякі реалізації можуть використовувати суміші біомаси з вуглеводневовмісною сировиною, такою як описана в попередній заявці США Мо 13/293985, поданої 10 листопаду 2011 року, повний вміст якої включено в цей винахід шляхом посилання.
Отже, інші варіанти здійснення знаходяться в рамках представленої далі формули винаходу.

Claims (17)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб, який включає: 55 вологий розмел лігноцелюлозного матеріалу, де стійкість лігноцелюлозного матеріалу до розкладання зменшено, і застосування струминного змішувача до, під час або після вологого розмелу; додавання фермента до лігноцелюлозного матеріалу після вологого розмелу; та додавання мікроорганізму до суміші.
2. Спосіб за п. 1, в якому стійкість лігноцелюлозного матеріалу було зменшено шляхом опромінювання лігноцелюлозного матеріалу.
3. Спосіб за п. 2, в якому опромінювання включає обробку матеріалу електронним пучком.
4. Спосіб за п. 2 або 3, в якому лігноцелюлозний матеріал опромінюють дозою щонайменше 5 Мрад.
5. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, в якому лігноцелюлозний матеріал вибирають з групи, яка включає деревину, деревостружкову плиту, тирсу, сільськогосподарські відходи, стічні води, силос, трави, рисове лушпиння, макуху, бавовну, джут, пеньку, льон, бамбук, сизаль, абаку, солому, пшеничну солому, кукурудзяні качани, кукурудзяну солому, просо, люцерну, сіно, кокосове волокно, морські водорості або їх суміші.
б. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який додатково включає ущільнення лігноцелюлозного матеріалу перед вологим розмелом.
7. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, в якому вологий розмел здійснюють з використанням головки ротора/статора.
8. Спосіб за п. 7, в якому ротор і статор містять вкладені зубчасті кільця.
9. Спосіб за п. 8, в якому статор містить два або більше концентричних зубчастих кільця.
10. Спосіб за п. 9, в якому ротор містить зубчасте кільце, виконане з можливістю встановлення між сусідніми зубчатими кільцями статора.
11. Спосіб за п. 7, в якому зазор між ротором і статором складає від приблизно 0,01 до приблизно 0,25 дюйма (от 0,25 до 6,4 мм).
12. Спосіб за п. 8, в якому відстань між зубцями в кожному зубчатому кільці складає від приблизно 0,1 до приблизно 0,3 дюйма (от 2,5 до 7,6 мм).
13. Спосіб за п. 1, в якому вологий розмел здійснюють з використанням множини головок ротора/статора.
14. Спосіб за п. 1, в якому вологий розмел здійснюють при швидкості зсуву від 30000 сек" до 50000 сек 7.
15. Спосіб за п. 1, в якому вологий розмел здійснюють потоково.
16. Спосіб за п. 1, в якому мікроорганізм перетворює цукор в суміші в продукт, вибраний з групи, яка складається із спиртів, органічних кислот, цукрів, вуглеводнів та їх сумішей. Зо
17. Спосіб за п. 16, в якому струминний змішувач працює при перетворенні сировини або цукру в продукт. ша су А й пишне ПН с ОБО ОМ НИ: ! НИ Не Н ' Бе но ча т В ! : і і п Ше І А їз Н : В поняттю - ду СЕ мі і : і о Евжніежодиза ух о опо Ще ше ШІ Ї СН сн виш шкі . й Н Пани ОДИН ИН Пелзнюоза ши ан ' то : | Ежзененлолоза ракетки шк Целейоза цк й То пе-сдюжказидазві ще й ль пре ба тт КА КУ но а ом опи чн он Он Бдюхезв Нелоюозя ва хх Мб о пронанаан я ї В пря ка зе Н функ примх ще І ня З10- ія 344 рон Е та НЕК х і -- т віч ех Н пехрюхам о! В пе нн Хе, дять и по дк стю ї «ркахірююхчом і | у : РО ї ро х ї їх н Н пеня зт к ких Ї Тк уюто, сне пея ! ї Й ї Т агеціюиа уктетамо, перрі і: вон в Збхюткозмк льки ї ! с м Мих м ід; і і дукрісямя фо роеавко укогсмя. пов, І Гикласнано оби стадо сю іх з Вихід ето мх ї На Е: їх дк птіхукюкя зиції фена нини ро ром ЧІ По | вихілвжеивнииє і ді Ми решт; ос чан фон ди пеюхця хнеосккх до яченшснияя ї з етарувимом | і бкрусюмх ркохи, похеники сидеки і пунк ку. ! мопичклих Косми хть Я Її ажехенну ї. кедоу нер микх попмемоннеМ У ех моя і пяклюх Ї Е укревінну ХУ сл КУМ т | З і й омодхмумух ! Ко джУкеця Я В пив І яритувткох пемелиКе : ро лехохмекою нки ї каусрххмитмм позакх ОКОМ ЕАю Й і і пожакту і пеямтук імдКіх. Н зохриханням : й - и й . ічних ла І 1 Я : Н лимузкцамотох назмеава Кий комшикє призуюту : і і Ш й Ї 4 ра. ше 1 Мк Не Бекек зт вію З зх Н І пики Н уенучинюном З і м ЗАТЕ Н " КЕ сиром Нео К ш В В Кіхамлехкимії пираюетий режим " ї Кікрежміох ох їх І ' х пня ккд єть Ко Й і ЕЕ 1і23 Я гохх ,
з. Мооюмееннкцим : МеМхлчуУ Ух Е : : оотегеооогеоеіеесной
ЯНГ. фжрт ет р ккянннкннняноя Та пслазнимаН У Х НН Ману В її рено ок Ерудит тр ох пре иритиня : і ТКУ ни Н й в КВ : ! ; - : з ще «Е Н ОТЦІ М Ноирсехі ЕТ Ат роозврмежи і . Й Н жа Н НЄ ді Н пичюднув і НВ учня пвх. енрине : й ГТ дня Я 3Яй (У Н вн ет У Кк х рон С ї х й г КК сй еуухухухтухююєююєюєююу 0 рення тет їі: у ь, г громом ВИЩІ й Ї дн м ї Вкрай х ач вх Я пені ря р р 34 й к г ян "х КЗ я У У кА денна их я п и В і: ї ї якоя ; 7 й ї і СЯ ч є ак 1: У В ши: ее і меш 7 слово 1 Її 1 ЕЕ і : ЕК НІ нн 1 ЕЕ 45 Н я : пеня Н Не 1 Н Й : Н З К т... і м-н і Е Н Кк. : ра ЯВ ? с т- І. ажтееттееюьоо пл ллють пев желе чтет ее кр офюниї МИ ; сни шк Н - й Я і : зм Е - й | : Ш пи ши : - ! : дит НО ПО Я ! ' : момевваи ї : шен І. Н І : Тени книжн, руху ххх Н ' : «7 ї ї о
1. Н ' : я т де І Вєкози метр фоні | : ЩО бен ї І : і І ї Н ї Е : ! ! Н ї Е нання ! Н ї Е ї ГЕ ' ї 4 г Н ї : ї ; : Н Н Я я і по Рі : і та : Н С : ї НН дю ОБ : |: І АВТ УВ Ге ки Н 1 я шин ка Ї днретююттюттттюітттттттттттитететеютт тт шютттюктттттттттюттннй не ТТ кт рин : панно і Мі М : ери михкорюткі 14 Н х сфе В ПКТ УМ Дует Н : імонуєту Н їх : Бунт и КАШ і впавнлнвнваванвввнннанивнввввававинаний Гтення ЧА
301 Меолудь ! р Її | понередв рок Н інцабУх ; Н Н сриоки -- ен Гониредннтв | | ВихІДНЕЇ і Не Кк я і ! іо свровннн Бош й ке й нан і Басов: мем Є пос мих і ре Ко длллллллалайА лях : Ї п Н 1ща-- є дич (лаг ! Й ни бр ння ! рен ТРЕБА рн пен ШІ неви х : пт і ТТ ТЯ т . і : Ще тії : 1 Е На Яїдл-х ооо 7т п В ї ши Й нин : ; ї : мимо мовив п М й ' : ЛИММИЦИХ З ! 1 : т Н й с ше ях ця Н 144 ри Шк Шехазиметр ! нн Я І І її : Е ї я - : ре / Її | Я ї і т ! Ї Пн М МИ : КІ та ж; НЕ М ШИ : РІ Двигун і4зд ! і й т "7 віт-на ї ня 1 рі мини нон ннввня ин не ння 150 і ічй ре М. | рт кокон онннонноя тав І шиття Пристрій корови ' й Ї зусститча тв ж Не зує Н і КІКУ ВН ЬьЕННЯЕ ММК У 4 з5 ре пан пи они Е таВ-- хору ВКА : | інозяція ОМВК Сб додллллннн Н 1 АН : рути Н Е ПА : Н і Би хо.
НИ Гжехакуюют і: : і рі РОТ Ю о жчажувк ї НН : І НИ р: ! | : | : Плетмеитиня : шщ и ни і.
Ще | ши р: Не Е мае НИ НІ І Мн М Н Н КЕ: Н МА х х | КЕ : й- ї ск же Сни : ре пт оо Мхкаюи мова піно си дж ж ям 1 : : : Ї й ; : і нак рано Еаннвнови НИ нинннн : й й у Е чия і п ше ше М Е -- й х : акицвустки! і | ї : в-ї. і ; : нати в тАцОЯ ! | НИ ЩО: ня і Н кім ик Кк х х ї ГУ Н ' Її | й н- шк ЯН Н ! Н ро, 1 Бонн нн І і ни не ШИ В! у Миш ОО : ши нн нн ні Не 7 ОК у Н Н ви МИ ровееефооденнннни Могеєннннннянняй Н БЕ | і твананнм. | т ооанюдннння ГІ Ї зувяння в- ' Е ; капітана. поет НЕ т Г шавипі фнаннтонтююнючнньчесняу і; ! пн пи Ми ЕТ КУ М : мч з ПУХУ У , З ня І; : СХ залиниж а
ФГ. шо ТЯ пкт ІМ зл х 7 ж - НГ 4 з КМ ня пре знос я КО й ші ОК сх ж Ез Ка сани опр я я ее ше СЕ С сла ій тд й К; І; Яру ща 14-00 ли т ч п піде ПИ Ка: АННИ ЯН ТЯ Я сажу щу чу ЕЕ пай я зн? ух їх 5 в М НК чі - попялялжюсннт її ча КВ Кк й Що й Кз й У ши ше шу: у - га а не ШИ НН ж В Оу щу Денне Як їу сш Шо Бі и Ку о Ко і : ї і з у І Ж | дати й Є га ке Це се ай. ШЕ вк уна ев НА у й БК о ОН «ро ох | СТИ ей ї Я У ЛЕ» зве маше и 157 ІВ 157 ри і . в ! я ан ет сто Рок, З ше ПЕНІ її В А сов ДУ ши рис в о М
2. СЯ бегь пит ей г ша НИХ ен и р ПИ Б ду ев МН я На увем ве З Пижн-тв ОП чАВ В Ше в 1 В : ЗШ Ки х -374 я М ве МИ ШИ 170 НЕ їх зав ву М кни с о ШИН Кая її Мак ШОЕ нд ШЕ де вч ни о м ш а ши еь Шо а КЗ й ому» ПО сен Я Н: - ти Й й й нн Й і: У й - Пра тт а ТЕ вилов вий як ВИН і ; У Н тре ! і щ і Н ЯЖор, пу, та п і що ці ! з сх НІ і ші Ах пе їх й Б й в НН. й ОБ сих о М Во ку, ЕК Же п У Де М СВ ІЛ іно с ї с пі иа ЖК Ме в Кен й зер я її МЕРІ ВН Я Я НН оди пе КЕ В НЕ СИС яв ж Ж к я З нам Шескане » геснніви КОЖ же Дт де ЯЯ ї дети ВЕ св о ч ж КК Ка бе для ще зд ан ТИ ебку, рі ШЕ: я що Я й У Бе й і х й Я жен ших це т й Ж Не м: я З їм, | я ЩІ і 1 НЕ: кет й ее й НОЙ г рокяя жа, щі ПАХ Хе ше А Ше з. м м : со КИШ ! : У, - вас Н они ШИ п дат еф ! п й МТ ККУ ПЕТ тлтентоктттюччче, КЕ я п, я ЧК ї Чен ж Бош
ЕВ. пе пи о чн ВНЗ ик ака Бе я шенгУ Тв ще З. Ки | Н ах п еВ - ще ж сх вна т БО ши ет М А ЕЕ пан 5 ВУ у а Б Не: ние ек ще Не Икя і в и Кк. о Я АК АН А р шо їв ТАЙ Оу й ОА ШЕ ОО ДН ОО хх тА М ши а ее ! Я й: м а ее 000 Єеоджнни Зо
- и ех Кай пед м х шу Її це ТЕ я У Ше я У я х г дин Грн 1 : с Н.Е ЧІ коеф ин й мрух НЯ ому с, "З НЕ ВЕУ ш Ян Я ЯН нн ше В т х І ЕІ о вв пиши а - У м НН а Де ме Ве м КЛИКО ВИ ДОД он аж ЧЕК НИК У деия и КВ ОК Кр спон ЕТ в їй хо Ж реч Ж, те І ше ТВ дн т уж ни аа зе ФІГ синя ВАТА а а Й НЯ ді ух ! 5 че с в ФУ що й житт 5 й: тебе ГК ів А Же є че Я хе З.
БОЇ мя их ій ще І ок роя С. вч ьо ук тин й зо м са ТЕТ ет ВУХ кА р р р ка уУго.
ТМ СЕ Ко Ді КЗ КЗ и ай г ТАОсь Ох Бей у х р-й вся о ой В х й я чи ей Б ЕРИ ФПМ 1А ше у, КК ють» Кк нн ви іш : рН я М ННШШКУ АСК Й пе нем 1 х з ванни щи ВЕ МО в й ето й ї я Бан пд Ед» дви В І ек КН ета ВТ Тв СЕК ЕНН ЯН : , С дия ж и у дур І а се ця мае пе пе Каса при и М и щі Н "хв ія дор БИ у, й- Ку Ме я х У ї Й. с ШЕ ок я і ден Еш те Є ; М, ск і зон кю Ко й БА Го Конт НЕ З Бо., М птткннднідлняня ВК чих НЕК Що бут ее од БИКУ ши берете У ях ОБУ ЩЕ Ми, а 2 их ВИБУ ГеУБЕ НЕ МК КУ а НН НЯ хо І ХО рК і. У. шк Нд іх МЕ ке ї р рр о ШИН ці ! І С я о і Не Но х Я й Най - 15 зх Мк в Де и Ши о ше полекддінчяф нн ВН зх ще ех Ше о й дет зн аж, Ша ї Ншшнтюу оф дев Гр й в не ЯТЬ; ЕЕ 11 чн, Гея Води нжЖ КМДА ЕІ еВ ИН с К пода й Я ее х и КО У у; они у В БОГ ко са Ше п ОО ій пев ЗЕ : УК і ОБ ТК ня г Н У ШИ : ЖИ ОО Е Ж ЗЕ Н її Я і : РУ КЗ ІБ в їз Н Н |: Х Що : ца» З Я ІВ нн ЩІ дек ОО НАХ се І од Я її и с КЗ ре м МЕ пу я Кк джут Ж а шт я КЕ ЩІ Теж чн І і я ес р НВ Ж Ти Ей м оия Гах ня Ії тя ЛИ клнжелжжжиккал в ТТ дитя ІІ Ух БЕ т й МА нн зн м хі: к х шт с р го ше, БЕ: І 1 --Кк д -к їх наш "Я м й Е пет не 7 , як Я ЕВ. ї щи ' А ТР як ря Еш Не ! тя : оку і їі КУН НЕОБ Н ши : ра її ие М МО 211 ті: ЩІ Н т : Ша і РКО Ії МК дня Н - : х Хе 1 РАК Й дю У Й : : КМ дей мя Н І: х ї Н ще В ея Н ОЗ од ща І : : І Ж, Н Й й Н їх : пе МА зак оре х і ак : ЛЕАМА Я КК Кл дек Ск ох : ! са ; и МЕ НН Ин, ее І гі ну ї КОТ У У о жЕНИНИНН КОРТ АК лю Е ї ожх : УК І НЕК ИШЕ НН КБ м Ех ТІ Хо Ії - : : ВЕН Еш НЕ НЕНх лена: ян : : ення РИ А с йРІВ ІЕЕ те те їх р ВЕ МОЖ У ту і: 15 Е мяч я фот Туя хх зн ХЕ 1:22: БЕК М нн : : ож Сех Ж 111 пу З дах ше ДеШЕННоЯ и шин ше ен а ЗК нянні ЩЕ ху ЖК й о я ку ЗМ це т, йо Ж во ВАНН ШИК нини Ше роя пу ІНК НН пу м ї оту Б ж в я ШЕ А Це МН Я ВЕ: Оу Мет МО тя В Я Еш. КАЛ Ж На і ше Кк ТК ще г і Е де ВІ Ше я, Ку дея М дя Мі ЛІ хо КО пост зкінй с А та Ж ШОМУ ех, я я і ВИ НУ нин З су петлею кож ЧИЙ зна ни ННЯ
І. р в са ВДВ Шсксиний Жим Козу чх ЖІ ВАНЯ птн К о сет ск оті МИ 1:Я ФМ ІК пек УМО Кон Шк Ї ї 11 ЗРО І ї ЕЕТА с ве, песня ї о її: ї-ї ві ші 1 МІ 1 ЕЛ ВХ і 1 БИ кеш шана у ен ше ЩІ Ще ші 1ОЖ її: й вв ВІД и і ке ії З: ще ке ши ши кум ши Ен вет я зи м АНУ га: ЖЕ Н ча и НА К ї їі БУ 7 я «У томі ЕТ ще я жк че КУ АХ Соду ва Ся Я тт рви кур міти у ех ЯН ше Сенд сних «5 вп дося. МГАЄ сен сво ши ВВ у . Що мкА тм седчегь й Ух Й с ану а в кі ше че й ях
ВИ. др зви Бе же і Я е й : ЕЙ КУ х їх З ККУ БВ ли М ще й як Ж УТ прі 153 ще мі Бе ШИ и Ба ух м. й ! - ах фон й Б ще а Не ШЕ хо ! ГО ії Как і Н Я З ки : Я вд шен і 40000200. їх занос і о ові пов нитки МК дню тить, ненечн ть нн: ВЖИ? КУ я ве шк: КЕ В сдутртх ск дк довід» З ех «КВ в Се сх КК й й Я й вх я НЕ вч: БЖ Ще жі і їх У ях У ММ ех У КО МАше Її Ка о У ві МОЇ Є вна ї пи о ШЕ і і ЕВ ЩЕ ях Я ; КЕ Я ки х є а шк зу ши ша. п НЕ я От ТА от; ще Я с В НИ Я ши ще с Я жен що ер і еле олень т ез Ши Тв 5 ше Її - Ша НЙ г в, не шани ск, я ї х ть м
БАН. МО ж ВЕН В в а У х АК З днк в Ше я й й -х що пу зскюжкки ее
UAA201315151A 2011-06-09 2012-06-07 Переробка біомаси UA114713C2 (uk)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201606552A UA117505C2 (uk) 2011-06-09 2012-06-07 Система вологого розмелу

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161495217P 2011-06-09 2011-06-09
PCT/US2012/041382 WO2012170707A1 (en) 2011-06-09 2012-06-07 Processing biomass

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA114713C2 true UA114713C2 (uk) 2017-07-25

Family

ID=46246320

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA201606552A UA117505C2 (uk) 2011-06-09 2012-06-07 Система вологого розмелу
UAA201315151A UA114713C2 (uk) 2011-06-09 2012-06-07 Переробка біомаси

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA201606552A UA117505C2 (uk) 2011-06-09 2012-06-07 Система вологого розмелу

Country Status (23)

Country Link
US (3) US9328393B2 (uk)
EP (2) EP3260547A1 (uk)
JP (3) JP6220779B2 (uk)
KR (1) KR102015675B1 (uk)
CN (3) CN105838580B (uk)
AP (2) AP2016009603A0 (uk)
AU (4) AU2012267880B2 (uk)
BR (1) BR112013030877A2 (uk)
CA (1) CA2838418A1 (uk)
DK (1) DK2718449T3 (uk)
EA (2) EA028643B1 (uk)
ES (1) ES2653194T3 (uk)
HU (1) HUE035604T2 (uk)
LT (1) LT2718449T (uk)
MX (2) MX368939B (uk)
MY (1) MY170871A (uk)
NO (1) NO2718449T3 (uk)
PL (1) PL2718449T3 (uk)
SG (2) SG10201607205QA (uk)
SI (1) SI2718449T1 (uk)
UA (2) UA117505C2 (uk)
WO (1) WO2012170707A1 (uk)
ZA (1) ZA201400094B (uk)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100124583A1 (en) 2008-04-30 2010-05-20 Xyleco, Inc. Processing biomass
NZ714365A (en) 2008-04-30 2017-08-25 Xyleco Inc Producing modified saccharides by processing biomass
US10689196B2 (en) 2012-10-10 2020-06-23 Xyleco, Inc. Processing materials
CA2885398A1 (en) * 2012-10-10 2014-04-17 Xyleco, Inc. Processing materials
EP2890488A4 (en) 2012-10-10 2016-07-27 Xyleco Inc TREATMENT OF BIOMASS
NZ706072A (en) 2013-03-08 2018-12-21 Xyleco Inc Equipment protecting enclosures
BR112015026760B1 (pt) * 2013-04-26 2018-11-13 Xyleco, Inc. método para processar biomassa
US10174160B2 (en) 2013-04-26 2019-01-08 Xyleco, Inc. Processing hydroxy-carboxylic acids to polymers
WO2015106125A2 (en) * 2014-01-09 2015-07-16 All Power Labs, Inc. Downdraft gasification system
EP2896681A1 (en) * 2014-01-21 2015-07-22 Comet AG Biorefinery of biomass using irradiation process
CN104004794B (zh) * 2014-06-24 2016-08-24 哈尔滨工业大学 一种利用混合纤维素酶粗酶液水解木质纤维素发酵制备正丁醇的方法
WO2017160755A1 (en) 2016-03-14 2017-09-21 Ecolab Usa Inc. Progressive tank system and method for using the same
EP3429812B1 (en) * 2016-03-14 2020-02-12 Ecolab USA Inc. Apparatus for rapid polymer hydration
US10676760B2 (en) * 2016-10-26 2020-06-09 Valmet Ab Method for producing ethanol and ethanol producing system
NO20170031A1 (en) * 2017-01-08 2018-07-09 Abadjom Consulting As Electron beam and steam explosion pretreatments of biomass for production in a low energy biorefinery
JP7049793B2 (ja) * 2017-09-29 2022-04-07 株式会社明治 微粒化装置
CN107570277B (zh) * 2017-10-16 2023-09-08 乐山新天源太阳能科技有限公司 电子浆料无机粘接剂的生产线
JP6846811B2 (ja) * 2018-03-07 2021-03-24 国立研究開発法人森林研究・整備機構 樹木材料のリグノセルロースを原料としたアルコール飲料及びその製造方法
RU2753539C1 (ru) * 2018-08-17 2021-08-17 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Способ производства раствора для обработки для формирования изоляционного покрытия, способ производства стального листа с нанесенным изолирующим покрытием и устройство для производства раствора для обработки для формирования изоляционного покрытия
JP6642782B1 (ja) * 2018-08-17 2020-02-12 Ｊｆｅスチール株式会社 絶縁被膜形成用処理液の製造方法および絶縁被膜付き鋼板の製造方法ならびに絶縁被膜形成用処理液の製造装置
CN110222454B (zh) * 2019-06-14 2022-03-22 哈尔滨理工大学 铣削加工精度一致性的工艺设计方法
CN113455680B (zh) * 2021-05-26 2023-01-17 河南广安生物科技股份有限公司 一种高效饲料生产线
CN113713485A (zh) * 2021-07-23 2021-11-30 中广核核电运营有限公司 核电厂自动化清淤系统及旋转滤网的清淤方法
DE102021127514A1 (de) 2021-10-22 2023-04-27 ZFB Zentrum für Bucherhaltung GmbH β-POLYGLUCOSID-BASIERTE BIOPOLYMER-VERBUNDWERKSTOFFE
WO2024040096A2 (en) * 2022-08-18 2024-02-22 Heartland Industries, Inc. System and methods for producing functionalized natural fibers

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3654081A (en) * 1970-06-01 1972-04-04 Miles Lab Starch liquefaction process
JPS5028515B2 (uk) 1971-09-30 1975-09-16
DK187280A (da) 1980-04-30 1981-10-31 Novo Industri As Ruhedsreducerende middel til et fuldvaskemiddel fuldvaskemiddel og fuldvaskemetode
SU1559026A1 (ru) 1988-03-28 1990-04-23 Сибирский технологический институт Установка дл измельчени волокнистого материала
JPH0611793B2 (ja) * 1989-08-17 1994-02-16 旭化成工業株式会社 微粒化セルロース系素材の懸濁液及びその製造方法
JPH0427386A (ja) 1990-05-24 1992-01-30 Kao Corp プロテアーゼ耐性セルラーゼ、これを産生する微生物及び該セルラーゼの製造法
US5370999A (en) * 1992-12-17 1994-12-06 Colorado State University Research Foundation Treatment of fibrous lignocellulosic biomass by high shear forces in a turbulent couette flow to make the biomass more susceptible to hydrolysis
AU7562294A (en) * 1993-08-13 1995-03-14 Colorado State University Research Foundation Treatment method for lignocellulosic biomass
US5677154A (en) * 1995-06-07 1997-10-14 Ingram-Howell, L.L.C. Production of ethanol from biomass
JP4028003B2 (ja) * 1996-05-31 2007-12-26 旭化成株式会社 セルロース溶液の調製方法
US5973035A (en) 1997-10-31 1999-10-26 Xyleco, Inc. Cellulosic fiber composites
US6448307B1 (en) 1997-09-02 2002-09-10 Xyleco, Inc. Compositions of texturized fibrous materials
US5952105A (en) 1997-09-02 1999-09-14 Xyleco, Inc. Poly-coated paper composites
US7659102B2 (en) * 2001-02-21 2010-02-09 Verenium Corporation Amylases, nucleic acids encoding them and methods for making and using them
JP4619831B2 (ja) * 2005-03-08 2011-01-26 月島機械株式会社 リグノセルロースの前処理方法
LT3081307T (lt) 2005-03-24 2018-03-12 Xyleco, Inc. Kompozitinio darinio gavimo būdas
EP1772202A1 (de) * 2005-10-04 2007-04-11 Paul Scherrer Institut Verfahren zur Erzeugung von Methan und/oder Methanhydrat aus Biomasse
US20100129909A1 (en) * 2005-10-11 2010-05-27 Earnest Stuart Device and method for treating biomass
MX2009000712A (es) 2006-07-21 2009-03-23 Xyleco Inc Sistemas para conversion de biomasa.
SG174746A1 (en) 2006-10-26 2011-10-28 Xyleco Inc Processing biomass
US7931784B2 (en) 2008-04-30 2011-04-26 Xyleco, Inc. Processing biomass and petroleum containing materials
JP2010035446A (ja) * 2008-08-01 2010-02-18 Kyoto Univ 草本系バイオマスの糖化前処理方法
CN101367059B (zh) * 2008-09-28 2010-11-03 武汉理工大学 超细盘式涡流水射流磨
JP5106354B2 (ja) * 2008-11-13 2012-12-26 本田技研工業株式会社 リグノセルロース系バイオマス糖化前処理装置
SI3095512T1 (sl) * 2009-02-11 2018-12-31 Xyleco, Inc. Obdelava biomase z ionizirajočim sevanjem
EP2432865B1 (en) * 2009-05-20 2018-04-25 Xyleco, Inc. Processing biomass
JP2011092151A (ja) * 2009-11-02 2011-05-12 Forestry & Forest Products Research Institute 植物系原料の処理方法
EP2526182B1 (en) * 2010-01-20 2017-08-02 Xyleco, Inc. Dispersing feedstocks and processing materials
CN106399392A (zh) * 2010-10-20 2017-02-15 希乐克公司 通过用电子束照射来处理木质纤维素材料的方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102015675B1 (ko) 2019-08-28
WO2012170707A9 (en) 2017-12-07
MX2019012473A (es) 2019-12-11
HUE035604T2 (en) 2018-05-28
JP2018023378A (ja) 2018-02-15
SG194969A1 (en) 2013-12-30
WO2012170707A1 (en) 2012-12-13
AP2016009603A0 (en) 2016-12-31
AU2019200434A1 (en) 2019-02-07
CA2838418A1 (en) 2012-12-13
NZ715830A (en) 2017-04-28
DK2718449T3 (en) 2018-01-08
EP2718449A1 (en) 2014-04-16
CN106399391B (zh) 2018-05-29
SG10201607205QA (en) 2016-10-28
NO2718449T3 (uk) 2018-02-24
AU2016203829B2 (en) 2017-03-09
MX2013014560A (es) 2014-08-21
EP2718449B1 (en) 2017-09-27
EA201391544A1 (ru) 2014-05-30
MX368939B (es) 2019-10-22
CN105838580B (zh) 2020-03-17
SI2718449T1 (en) 2018-01-31
AU2012267880B2 (en) 2016-06-16
LT2718449T (lt) 2018-01-10
US20160222475A1 (en) 2016-08-04
ZA201400094B (en) 2017-08-30
JP2019013918A (ja) 2019-01-31
AU2017203622B2 (en) 2018-11-08
NZ617736A (en) 2016-01-29
AU2016203829A1 (en) 2016-06-30
AU2017203622A1 (en) 2017-06-15
US9328393B2 (en) 2016-05-03
BR112013030877A2 (pt) 2017-03-21
JP2014524943A (ja) 2014-09-25
AP2013007333A0 (en) 2013-12-31
JP6400164B2 (ja) 2018-10-03
US20120315675A1 (en) 2012-12-13
EP3260547A1 (en) 2017-12-27
KR20140034215A (ko) 2014-03-19
EA201791520A2 (ru) 2017-11-30
EA201791520A3 (ru) 2018-03-30
ES2653194T3 (es) 2018-02-06
NZ726115A (en) 2018-04-27
NZ712835A (en) 2016-09-30
CN103620045B (zh) 2016-09-21
EA028643B1 (ru) 2017-12-29
CN106399391A (zh) 2017-02-15
JP6220779B2 (ja) 2017-10-25
PL2718449T3 (pl) 2018-02-28
UA117505C2 (uk) 2018-08-10
US20190055615A1 (en) 2019-02-21
CN105838580A (zh) 2016-08-10
CN103620045A (zh) 2014-03-05
MY170871A (en) 2019-09-11
AP4067A (en) 2017-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
UA114713C2 (uk) Переробка біомаси
JP6557705B2 (ja) 原料の分散および材料の加工方法
JP6717865B2 (ja) バイオマス原料を糖化および発酵させるための方法およびシステム
UA118174C2 (uk) Спосіб обробки біомаси
UA119880C2 (uk) Спосіб оцукрювання біомаси
EA030075B1 (ru) Способ получения сахарного спирта из биомассы
UA117527C2 (uk) Спосіб переробки лігноцелюлозної початкової сировини
UA111140C2 (uk) Спосіб оцукрювання лінгоцелюлозної сировини
NZ712835B2 (en) Processing Biomass
NZ726115B2 (en) Processing Biomass