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BRPI1008565B1 - Methods of reducing the recharction of a biomass premium and preparation of a product - Google Patents

Methods of reducing the recharction of a biomass premium and preparation of a product Download PDF

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Publication number
BRPI1008565B1
BRPI1008565B1 BRPI1008565-3A BRPI1008565A BRPI1008565B1 BR PI1008565 B1 BRPI1008565 B1 BR PI1008565B1 BR PI1008565 A BRPI1008565 A BR PI1008565A BR PI1008565 B1 BRPI1008565 B1 BR PI1008565B1
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BR
Brazil
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biomass
feedstock
irradiated
raw material
materials
Prior art date
Application number
BRPI1008565-3A
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English (en)
Inventor
Medoff Marshall
Masterman Thomas
Original Assignee
Xyleco, Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xyleco, Inc. filed Critical Xyleco, Inc.
Publication of BRPI1008565A2 publication Critical patent/BRPI1008565A2/pt
Publication of BRPI1008565B1 publication Critical patent/BRPI1008565B1/pt

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Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODOS DE REDUÇÃO DA RECALCITRÂNCIA DE UMA MATÉRIA-PRIMA DE Bl-OMASSA E DE PREPARAÇÃO DE UM PRODUTO".
Pedidos Relacionados Este pedido reivindica a prioridade do pedido do U.S. provisório n° de série 61/151.724, depositado em 11 de fevereiro de 2009. A exposição completa desse pedido provisório é aqui incorporada por referência. Antecedentes A presente invenção refere-se a vários carboidratos, como materiais celulósicos e lignocelulósicos, por exemplo, em forma fibrosa, que são produzidos, processados e usados em grandes quantidades em inúmeras aplicações. Frequentemente, esses materiais são usados uma vez e, então descartados como refugo ou são simplesmente considerados como materiais de refugo, por exemplo, esgoto, bagaço, serragem e palha. Vários materiais celulósicos e lignocelulósicos, seus usos e aplicações foram descritos nas patentes do U.S. n° 7.307.108, 7.074.918, 6.448.307, 6.258.876, 6.207.729, 5.973.035 e 5.952.105; e em vários pedidos de patentes, incluindo "FIBROUS MATERIALS AND COMPOSITES", PCT/US2006/010648, depositado em 23 de março de 2006, e "FIBROUS MATERIALS AND COMPOSITES”, publicação de pedido de patente U.S. n° 2007/0045456.
Sumário A presente invenção refere-se a processos para a fabricação de um intermediário ou um produto, por exemplo, energia, um combustível como etanol, um alimento ou um material, a partir de uma pluralidade de diferentes matérias-primas contendo carbono e/ou de uma matéria-prima com uma composição variável. A matéria-prima contendo carbono pode incluir, por e-xemplo, materiais contendo carboidratos (por exemplos materiais de amido e/ou materiais celulósicos ou lignocelulósicos) e pode em alguns casos, ser um material de refugo com uma composição imprevisível ou variável. O processo aqui exposto, isoladamente ou em combinação, altera a estrutura molecular e/ou o nível de recalcitrância da(s) matéria(s)- prima(s), permitindo que um produto desejado seja obtido a partir da matéria-prima de maneira economicamente exequível. Os inventores descobriram que a quantidade de alteração da estrutura e/ou do nível de recalcitrância da matéria-prima requerida para produzir um produto varia em função do teor de lignina da matéria-prima. Por exemplo, a alteração necessária da recalcitrância pode ser diretamente proporcional ao teor de lignina. Portanto, os métodos aqui expostos envolvem o ajuste do tipo do processo ou de um ou mais parâmetros de processo usados para fabricar o produto, para compensar as alterações no teor de lignina da matéria-prima que está sendo usada, por exemplo, aplicação de uma dose ou taxa de dose maior ou menor durante o processo de pré-tratamento usado.
Muitos dos métodos aqui descritos podem fornecer materiais ce-lulósicos e/ou lignocelulósicos que tenham, por exemplo, um menor nível de recalcitrância, um menor peso molecular, um nível diferente de funcionaliza-ção e/ou cristalidade com relação a um material nativo. Muitos dos métodos fornecem materiais que podem ser mais prontamente utilizados por vários micro-organismos, como um ou mais homoacetogênicos ou heteroacetogê-nicos (com ou sem assistência de hidrólise enzimática) para produzir produtos úteis, como energia, combustíveis, alimentos e materiais. Exemplos específicos de produtos incluem, mas não se limitam a, hidrogênio, alcoóis (por exemplo, alcoóis monoídricos ou alcoóis di-hídricos, como etanol, n-propanol ou n-butanol), açúcares, biodiesel, ácidos orgânicos (por exemplo, ácido a-cético e/ou ácido lático), hidrocarbonetos, coprodutos (por exemplo, proteínas, como proteínas celulolíticas (enzimas) ou proteínas de células únicas) e misturas de quaisquer desses. Outros exemplos incluem ácidos carboxílicos, como ácido acético ou ácido butírico, sais de um ácido carboxílico, uma mistura de ácidos carboxílicos e sais de ácidos carboxílicos e ésteres de ácidos carboxílicos (por exemplo, ésteres metílico, etílico e n-propílico), cetonas, aldeídos, ácidos alfa, beta insaturados, como ácido acrílico e olefinas, como etileno. Outros alcoóis e derivados de alcoóis incluem propanol, propileno glicol, 1,4-butanodiol, 1,3-propanodiol, ésteres metílicos ou etílicos de quaisquer desses alcoóis. Outros produtos incluem acrilato de metila, metacrilato de metila, ácido lático, ácido propiônico, ácido butírico, ácido succínico, ácido 3-hidroxipropiônico, um sal de qualquer um dos ácidos e uma mistura de qualquer um dos ácidos e respectivos sais.
Outros produtos e intermediários, incluindo produtos alimentares e farmacêuticos, são descritos no pedido do U.S. provisório n° de série 61/139.453, cuja descrição é aqui incorporada por referência em sua inteireza.
Muitos dos produtos obtidos pelos métodos aqui apresentados, como etanol ou n-butanol, podem ser utilizados diretamente como um combustível ou como uma mistura com outros componentes, como gasolina, para acionar carros, caminhões, tratores, navios ou trens, por exemplo, como um combustível para combustão interna ou como uma matéria-prima para célula combustível. Outros produtos aqui descritos (por exemplo, ácidos orgânicos, como ácido acético e/ou ácido lático) podem ser convertidos em outras frações (por exemplo, ésteres ou anidridos) que podem ser convertidos e utilizados como um combustível. Muitos dos produtos obtidos também podem ser utilizados para acionar aeronaves, como aviões, por exemplo, como motores a jato, ou helicópteros. Além disso, os produtos aqui descritos podem ser utilizados para geração de energia elétrica, por exemplo, em uma usina geradora a vapor convencional ou em uma instalação de célula combustível.
Em um aspecto, a invenção apresenta um método para a preparação de um produto, compreendendo a determinação do teor de lignina de uma matéria-prima de biomassa, tratamento da matéria-prima de biomassa com um tratamento físico, ajuste de um parâmetro de processo do processo com base no teor de lignina e conversão de pelo menos uma parte da matéria-prima de biomassa tratada, utilizando um micro-organismo, para produzir um produto ou intermediário, como energia, combustíveis, alimentos ou materiais. O tratamento físico pode ser, por exemplo, selecionado do grupo que consiste em tratamento mecânico, radiação, sonicação, pirólise, oxida-ção, explosão de vapor, tratamento químico e combinações das mesmas. O tratamento químico pode incluir o uso de uma única substância química ou de duas ou mais substâncias químicas. Tratamentos mecânicos incluem, por exemplo, corte, moagem, prensagem, trituração, cisalhamento e retalhamen-to. A moagem pode incluir, por exemplo, moagem com bolas,· moagem com martelos ou outros tipos de moagem.
Algumas implementações incluem uma ou mais das seguintes características. O tratamento físico pode compreender um ou mais dos tratamentos acima relacionados, aplicado isoladamente ou em qualquer combinação desejada e aplicado uma vez ou múltiplas vezes. Em alguns casos, o tratamento físico pode compreender irradiação com radiação ionizante, isoladamente ou acompanhado de tratamento mecânico antes e/ou depois da irradiação. A irradiação pode ser realizada, por exemplo, com um feixe de elétrons. A etapa de ajuste pode compreender o ajuste da dosagem de radiação ionizante a ser aplicada à matéria-prima. Por exemplo, uma dosagem de radiação de 0,1 Mrad a 5,0 Mrad pode ser aplicada por 1% em peso de lignina na matéria-prima de biomassa, por exemplo, de 0,25 Mrad a 4,0 Mrad ou de 0,3 Mrad a 3,5 Mrad. O intermediário ou produto pode ser, por exemplo, qualquer um ou mais dos produtos aqui relacionados. Em alguns casos, o produto pode ser energia ou um combustível, por exemplo, biodiesel ou um álcool, como etanol ou metanol. O intermediário ou produto também pode ser, por exemplo, um ácido carboxílico, um éster de um ácido carboxílico, um sal de um ácido carboxílico ou uma mistura dos mesmos. O método também pode incluir a repetição das etapas de determinação, tratamento e ajuste com uma segunda matéria-prima.
Em outro aspecto, a invenção apresenta um método para a preparação de um produto ou intermediário, o método incluindo o fornecimento de um material celulósico ou lignocelulósico com uma pluralidade de grupos ácido carboxílico pendentes, a misturação do material em um fluido que inclua água, para fornecer uma dispersão que tenha um primeiro pH, e a adição de base à dispersão, para aumentar seu pH a um segundo pH, maior que o primeiro pH. O primeiro pH pode estar, por exemplo, entre 2,5 e 4,5, por exemplo, entre 3 e 4,25. O segundo pH pode estar, por exemplo, entre cerca de 5 e 7, por exemplo, entre cerca de 5,5 e 6,5.
Algumas implementações incluem um ou mais das seguintes características. O método também pode incluir a adição de uma celulase à dispersão para sacarificar o material celulósico ou lignocelulósico. O método também pode incluir o contato do material sacarificado com um microorganismo.
Em algumas implementações, um ou mais componentes do e-quipamento de processamento, por exemplo, do equipamento de tratamento mecânico, do equipamento de tratamento químico (por exemplo, ácido ou básico), do equipamento de irradiação, do equipamento de sonicação, piróli-se, oxidação, explosão de vapor, sacarificação e/ou fermentação, ou qualquer dos outros equipamentos aqui descritos, podem ser portáveis, por e-xemplo, da maneira do equipamento de processamento móvel descrito no pedido de patente do U.S. n° de série 12/374.549, e pedido publicado internacional n° WO 2008/011598, cujas exposições completas são aqui incorporadas por referência.
Alterar a estrutura molecular de um material, conforme aqui usado, significa alterar o arranjo ou conformação de ligações químicas da estrutura. Por exemplo, a alteração na estrutura molecular pode incluir a alteração da estrutura supramolecular do material, a oxidação do material, a alteração do peso molecular médio, a alteração da cristalinidade média, a alteração da área de superfície, a alteração do grau de polimerização, a alteração da po-rosidade, a alteração do grau de ramificação, a enxertia de outros materiais, a alteração do tamanho do domínio cristalino ou a alteração do tamanho de domínio global. Uma alteração na estrutura molecular pode ser efetuada u-sando-se qualquer um ou mais dos tratamentos físicos aqui descritos, isoladamente ou em qualquer combinação, aplicados uma vez ou repetidamente.
Todas as publicações, pedidos de patentes, patentes e outras referências aqui mencionadas ou anexadas são incorporadas por referência em sua inteireza por tudo o que contêm.
Descrição dos Desenhos A figura 1 é um fluxograma ilustrando um processo para a preparação de um produto a partir de uma matéria-prima contendo carbono com um teor variável de lignina. A figura 1A é um fluxograma ilustrando etapas do processo mostrado na figura 1 de acordo com uma implementação. A figura 2 é um diagrama esquemático ilustrando um processo para a preparação de etanol.
Descrição Detalhada Matérias-primas de biomassa (por exemplo, biomassa vegetal, biomassa animal e biomassa de refugos municipais), podem ser processados a um nível mais baixo de recalcitrância (caso necessário) e convertidos em produtos úteis, como aqueles aqui relacionados a título de exemplo. Descrevem-se aqui sistemas e processos que usam materiais prontamente abundantes, mas frequentemente difíceis de processar, como materiais celu-lósicos ou lignocelulósicos que de outra forma, seriam refugos, por exemplo, resíduos de colheitas e refugos de papel.
Genericamente, uma instalação de fabricação utilizando os processos aqui descritos obterá várias matérias-primas diferentes no decorrer de sua operação. Algumas matérias-primas podem ser de composição relativamente homogênea, por exemplo, um carregamento de sabugos de milho, ao passo que outras matérias-primas podem ser de composição variável, por exemplo, refugos municipais, por exemplo, várias correntes de refugos de papel.
As matérias-primas podem incluir, por exemplo, papel, produtos de papel, madeira, materiais relacionados a madeira, cartão de partículas, gramas, cascas de arroz, bagaço, algodão, juta, cânhamo, linho, bambu, sisal, abacá, palha, sabugos de milho, palha de coco, algas, erva marinha celuloses alteradas, por exemplo, acetato de celulose, celulose regenerada, e similares ou misturas de quaisquer dessas.
Em alguns casos, a biomassa é um material microbiano. Fontes microbianas incluem, mas não se limitam a, qualquer micro-organismo ou organismo de ocorrência natural ou geneticamente modificado que contenha ou seja capaz de fornecer uma fonte de carboidratos (por exemplo, celulose), por exemplo, protistas, por exemplo, protistas animais (por exemplo, protozoários, como flagelados, ameboides, ciliados e esporozoários) e protistas vegetais (por exemplo, algas, como alveolados, clorarracniófitos, crip-tomônadas, euglenídeos, glaucófitos, haptófitos, algas vermelhas, estrame-nópilos e viridiplantae). Outros exemplos incluem algas marinhas, plâncton (por exemplo, macroplâncton, mesoplâncton, microplâncton, nanoplâncton, picoplâncton e femptoplâncton), fitoplâncton, bactérias (por exemplo, bactérias gram positivas, bactérias gram negativas e extremófilos), leveduras e/ou misturas desses. Em alguns casos, a biomassa microbiana pode ser obtida de fontes naturais, por exemplo, o oceano, lagos, massas d’água, por exemplo, água salgada ou água doce, ou em terra. Alternativamente ou além disso, a biomassa microbiana pode ser obtida em sistemas de cultura, por e-xemplo, sistemas de cultura secos e úmidos em grande escala.
Para permitir que a instalação de fabricação utilize esses diferentes tipos de matérias-primas para produzir um ou mais produtos desejados, o processo de fabricação é ajustável para compensar variações e/ou, dentro das matérias-primas, por exemplo, para compensar variações no teor de lignina das diferentes matérias-primas.
Muitos dos processos aqui descritos podem reduzir eficazmente o nível de recalcitrância da matéria-prima, tornando-a mais fácil de processar, como por bioprocessamento (por exemplo, com qualquer microorganismo aqui descrito, como um homoacetogênico ou um heteroacetogêni-co, e/ou qualquer enzima aqui descrita), processamento térmico (por exemplo, gaseificação ou pirólise) ou métodos químicos (por exemplo, hidrólise ácida ou oxidação). A matéria-prima de biomassa pode ser tratada ou processada usando-se um ou mais de quaisquer dos métodos aqui descritos, como tratamento mecânico, tratamento químico, radiação, sonicação, oxidação, pirólise ou explosão de vapor. Os vários sistemas e métodos de tratamento podem ser usados em combinações de duas, três ou mesmo quatro ou mais dessas tecnologias ou outras aqui descritas e em outros locais.
Conforme mostrado na figura 1, em algumas implementações, o teor de lignina da matéria-prima de entrada é determinado (etapa 100) e então, com base no teor de lignina, o tipo de tratamento(s) físico(s) (por exemplo, tratamento mecânico, radiação, sonicação e outros) e/ou uma ou mais condições de processamento requeridas para se obter o produto desejado são determinados (etapa 102). Se a matéria-prima tiver um nível relativamente alto de variabilidade, por exemplo, refugos municipais, inúmeras a-mostras podem ser colhidas, e o teor médio de lignina calculado. Em alguns casos, a matéria-prima pode ser pré-tratada para homogeneizá-la antes da medição do teor de lignina, por exemplo, por trituração ou pulverização, por exemplo, trituração com congelamento (por exemplo, conforme exposto no pedido do U.S. provisório n° 61/081.709, depositado em 17 de julho de 2008, cuja exposição inteira é aqui incorporada por referência). Em alguns casos, por exemplo, conforme mostrado na figura 1A, duas ou mais matérias-primas de entrada podem ser misturadas entre si para formar uma matéria-prima combinada, e o teor de lignina da matéria-prima combinada pode ser medido. Métodos para a preparação de amostras e determinação do teor de lignina são apresentados nos procedimentos de teste do Departamento de Energia (DOE) NREL/TP-510-42618 (Revisado em 4/2008), NREL/TP-510-42619 (Revisado em 1/2008) e NREL/TP-510-42620 (Revisado em 1/2008).
Uma vez que o teor de lignina tenha sido determinado, pode ser usado, por exemplo, com base em relações empiricamente determinadas entre o teor de lignina e a recalcitrância, para determinar as condições de processamento, que são então, a entrada para o equipamento de processamento (etapa 104). Por exemplo, conforme mostrado na figura 1A, os parâmetros podem ser aqueles usados em uma ou mais etapas do processo de redução da recalcitrância que alterarão a estrutura e/ou reduzirão a recalcitrância da matéria-prima, conforme será descrito em maiores detalhes abaixo.
Caso desejado, a saída do processo pode ser monitorizada (e- tapa 106, figura 1), e os parâmetros do processo ajustados com base nessas meidições (etapa 108, figura 1). Por exemplo o volume, pureza ou outras características da saída podem ser medidas. A saída pode ser o produto final ou pode ser um produto intermediário, como um material lignocelulósico ou celulósico com recalcitrância reduzida.
Com referência agora à figura 2, em um exemplo, a metodologia acima discutida pode ser integrada em um processo para a fabricação de um produto, por exemplo, energia, combustível, alimento ou material, por exemplo, um álcool como etanol. Esse processo pode incluir, por exemplo, o tratamento mecânico da matéria-prima (etapa 110), antes e/ou depois desse tratamento, o tratamento da matéria-prima com outro tratamento físico, por exemplo, irradiação, para reduzir ainda mais sua recalcitrância (etapa 112) e, então, o processamento da matéria-prima tratada para produzir um produto desejado (etapa 114) que é a saída, por exemplo, por destilação (etapa 116). As etapas individuais desse processo serão descritas em detalhes a-baixo. As etapas de medição do teor de lignina (etapa 118) e estabelecimento ou ajuste dos parâmetros do processo (etapa 120) podem ser realizadas em vários estágios do processo, por exemplo, pouco antes da(s) etapa(s) de processo usada(s) para alterar a estrutura da matéria-prima, conforme mostrado.
Materiais de Biomassa A biomassa pode ser, por exemplo, um material celulósico ou lignocelulósico. Esses materiais incluem papel e produtos de papel (por e-xemplo, papel polirrevestido e papel Kraft), madeira, materiais relacionados a madeira, por exemplo, cartão de partículas, gramas, cascas de arroz, bagaço, juta, cânhamo, linho, bambu, sisal, abacá, palha, sabugos de milho, palha de coco; e materiais de alto teor de α-celulose, por exemplo, algodão. As matérias-primas podem ser obtidas em materiais têxteis de refugo virgem, por exemplo, restos, refugos pós-consumo, por exemplo, farrapos. Quando se usam produtos de papel, eles podem ser materiais virgens, por exemplo, materiais virgens de refugo, ou podem ser refugos pós-consumo. Além das matérias-primas virgens, refugos pós-consumo, industriais (por exemplo, sobras) e de processamento (por exemplo, efluente do processamento de papel) também podem ser usados como fontes de fibras. Matérias-primas de biomassa também podem ser obtidas ou derivadas de refugos humanos (por exemplo, esgotos), animais ou de plantas. Materiais celulósi-cos e lignocelulósicos adicionais foram descritos nas patentes do U.S. n° 6.448.307, 6.258.876, 6.207.729, 5.973.035 e 5.952.105.
Em algumas modalidades, o material de biomassa inclui um car-boidrato que é ou inclui um material com uma ou mais ligações β-1,4 e com um peso molecular médio numérico entre cerca de 3.000 e 50.000. Esse carboidrato é ou inclui celulose (I), que é derivada de (β-glicose 1) mediante condensação de ligações β(1,4)-9ϋοο5ί0ΐθ35. Essa ligação contrasta com as ligações a(1,4)-glicosídicas presentes em amido e outros carboidratos.
Materiais de amido incluem o próprio amido, por exemplo, amido de milho, amido de trigo, amido de batata ou amido de arroz, um derivado de amido ou um material que inclua amido, como um produto alimentar ou uma colheita comestível. Por exemplo, o material de amido pode ser arracacha, trigo-sarraceno, banana, cevada, mandioca, kudzu, oca, sagu, sorgo, batatas domésticas regulares, batata doce, taro, inhames, ou um ou mais feijões, como favas, lentilhas ou ervilhas. Misturas de quaisquer dois ou mais materiais de amido também são materiais de amido. Em modalidades particulares, o material de amido é derivado de milho. Vários amidos e derivados de milho são descritos em "Corn Starch", Corn Refiners Association(11a Edição, 2006).
Em alguns casos, a biomassa é um material microbiano. Fontes microbianas incluem, mas não se limitam a, qualquer micro-organismo ou organismo de ocorrência natural ou geneticamente modificado que contenha ou seja capaz de fornecer uma fonte de carboidratos (por exemplo, celulose), por exemplo, protistas, por exemplo, protistas animais (por exemplo, protozoários, como flagelados, ameboides, ciliados e esporozoários) e protistas vegetais (por exemplo, algas, como alveolados, clorarracniófitos, crip-tomônadas, euglenídeos, glaucófitos, haptófitos, algas vermelhas, estrame-nópilos e viridiplantae). Outros exemplos incluem algas marinhas, plâncton (por exemplo, macroplâncton, mesoplâncton, microplâncton, nanoplâncton, picoplâncton, e femptoplâncton), fitoplâncton, bactérias (por exemplo, bactérias gram positivas, bactérias gram negativas e extremófilos), leveduras e/ou misturas desses. Em alguns casos, a biomassa microbiana pode ser obtida de fontes naturais, por exemplo, o oceano, lagos, massas d’água, por exemplo, água salgada ou água doce, ou em terra. Alternativamente ou além disso, a biomassa microbiana pode ser obtida de sistemas de cultura, por e-xemplo, sistemas de cultura secos e úmidos em grande escala.
Exemplos de Outras Misturas Misturas da matéria-prima de biomassa com outros materiais, por exemplo, materiais contendo carbono, como pré-carvão ou carvão, por exemplo, turfa, lignita, sub-betuminosos, betuminosos e antracita, areia oleosa, xisto, também podem ser usadas. Além disso, misturas de quaisquer materiais de biomassa aqui descritos com outro material contendo carbono podem ser utilizadas para a preparação de qualquer um dos produtos aqui descritos, como etanol, ácido acético ou acetato de etila.
Tratamento Físico Processos de tratamento físico podem inclui um ou mais daqueles aqui descritos, como tratamento mecânico, tratamento químico, irradiação, sonicação, oxidação, pirólise ou explosão de vapor. Os métodos de tratamento podem ser usados em combinações de dois, três, quatro ou mesmo todas essas tecnologias (em qualquer ordem). Quando se usa mais de um método de tratamento, os métodos podem ser aplicados ao mesmo tempo ou em momentos diferentes. Outros processos que alteram a estrutura molecular de uma matéria-prima de biomassa também podem ser usados, isoladamente ou em combinação com os processos aqui expostos.
Um ou mais dos processos de tratamento descritos abaixo podem ser incluídos na unidade operacional de redução de recalcitrância acima discutido. Alternativamente, ou além disso, podem-se incluir outros processos de redução de recalcitrância.
Tratamentos Mecânicos Em alguns casos, os métodos podem incluir o tratamento mecânico da matéria-prima de biomassa. Tratamentos mecânicos incluem, por exemplo, corte, moagem, prensagem, trituração, cisalhamento e retalhamen-to. A moagem pode incluir, por exemplo, moagem com bolas, moagem com martelos, moagem a seco ou a úmido com rotor/estator ou outros tipos de moagem. Outros tratamentos mecânicos incluem, por exemplo, trituração com rochas, rachamento, rasgamento ou retalhamento mecânico, trituração com pinos ou moagem por atrito com ar. O tratamento mecânico pode ser vantajoso para "abrir", "tensio-nar", romper e degradar os materiais celulósicos ou lignocelulósicos, tornar a celulose dos materiais mais suscetíveis a cisão e/ou redução da cristalinida-de. Os materiais abertos também podem ser mais suscetíveis à oxidação quando irradiados.
Em alguns casos, o tratamento mecânico pode incluir uma preparação inicial da matéria-prima conforme recebida, por exemplo, redução do tamanho dos materiais, como por corte, trituração, cisalhamento, pulverização ou retalhamento. Por exemplo, em alguns casos, matéria-prima frouxa (por exemplo, papel reciclado, materiais de amido ou grama) é preparado por cisalhamento ou retalhamento.
Alternativamente, ou além disso, a matéria-prima material pode ser fisicamente tratada por um ou mais dos outros métodos de tratamento físico, por exemplo, tratamento químico, radiação, sonicação, oxidação, piró-lise ou explosão de vapor, e então, mecanicamente tratada. Essa sequência pode ser vantajosa, pois materiais tratados por um ou mais dos outros tra- tamentos, por exemplo, irradiação ou pirólise, tendem a ser mais frágeis e, consequentemente, pode ser mais fácil alterar ainda mais a estrutura molecular do material por tratamento mecânico.
Em algumas modalidades, a matéria-prima está na forma de um material fibroso, e o tratamento mecânico inclui o cisalhamento para expor as fibras do material fibroso. O cisalhamento pode ser realizado, por exemplo, usando-se um cortador de faca rotativa. Outros métodos de tratamento mecânico da matéria-prima incluem, por exemplo, moagem ou trituração. A moagem pode ser realizada usando-se, por exemplo, um moinho de martelos, moinho de bolas, moinho coloidal, moinho cônico ou de cones, moinho de discos, moinho de corte, moinho Wiley ou moinho de grãos. A trituração pode ser realizada usando-se, por exemplo, um triturador de rochas, tritura-dor de pinos, triturador de café ou triturador de rebarbas. A trituração pode ser feita, por exemplo, por um pino reciprocante ou outro elemento, como no caso de um moinho de pinos. Outros métodos de tratamento mecânico incluem retalhamento ou rasgamento mecânico, outros métodos que apliquem pressão às fibras e moagem por atrito com ar. Tratamentos mecânicos adequados também incluem qualquer outra técnica que altere a estrutura molecular da matéria-prima.
Caso desejado, o material mecanicamente tratado pode ser passado através de uma peneira, por exemplo, com um tamanho de abertura médio de 1,59 mm ou menos (1/16 de polegada, 0,0625 polegadas). Em algumas modalidades, o cisalhamento, ou outro tratamento mecânico, e a pe-neiração são realizados concomitantemente. Por exemplo, pode-se usar um cortador de faca rotativa para cisalhar e peneirar concomitantemente a matéria-prima. A matéria-prima é cisalhada entre lâminas estacionárias e lâminas rotativas para fornecer um material cisalhado que atravesse uma peneira e seja capturado em um recipiente. O recipiente pode ter uma pressão abaixo da pressão atmosférica nominal, por exemplo, pelo menos 10 porcento abaixo da pressão atmosférica nominal, por exemplo, pelo menos 25 porcento abaixo da pressão atmosférica nominal, pelo menos 50 porcento abaixo da pressão atmosférica nominal, ou pelo menos 75 porcento abaixo da pressão atmosférica nominal. Em algumas modalidades, utiliza-se uma fonte de vácuo para manter o recipiente abaixo da pressão atmosférica nominal. O material celulósico ou lignocelulósico pode ser mecanicamente tratado em um estado seco (por exemplo, com pouca ou nenhuma água livre em sua superfície), um estado hidratado (por exemplo, com até dez porcento em peso de água absorvida), ou em um estado molhado, por e-xemplo, tendo entre cerca de 10 porcento e cerca de 75 porcento em peso de água. A fonte de fibras pode até ser mecanicamente tratada enquanto parcial ou completamente mergulhada sob um líquido, como água, etanol ou isopropanol. O material celulósico ou lignocelulósico também pode ser mecanicamente tratado sob um gás (como vapor ou uma atmosfera de um gás diferente do ar), por exemplo, oxigênio ou nitrogênio, ou vapor.
Caso desejado, a lignina pode ser removida de quaisquer materiais fibrosos que incluam lignina. Da mesma forma, para auxiliar na degradação dos materiais que incluem celulose, o material pode ser tratado antes do ou durante o tratamento mecânico ou irradiação com calor, uma substância química (por exemplo, ácido mineral, base ou um oxidante forte, como hipoclorito de sódio) e/ou uma enzima. Por exemplo, a trituração pode ser realizada na presença de um ácido.
Sistemas de tratamento mecânico podem ser configurados para produzir correntes com características específicas como, por exemplo, tamanhos máximos específicos, comprimento para largura específico ou razões de áreas de superfície específicas. O tratamento mecânico pode aumentar a velocidade de reações ou reduzir o tempo de processamento requerido pela abertura dos materiais, e tornando-os mais acessíveis a processos e/ou reagentes, como reagentes em uma solução. A densidade aparente das matérias-primas também pode ser controlada usando-se o tratamento mecânico. Por exemplo, em algumas modalidades, depois do tratamento mecânico, o material tem uma densidade aparente menor que 0,25 g/cm3, por exemplo, 0,20 g/cm3, 0,15 g/cm3, 0,10 g/cm3, 0,05 g/cm3 ou menos, por exemplo, 0,025 g/cm3. A densidade aparente é determinada usan- do-se ASTM D1895B. Resumidamente, o método envolve o enchimento de um cilindro de medição de volume conhecido com uma amostra e a obtenção do peso da amostra. A densidade aparente é calculada dividindo-se o peso da amostra em gramas pelo volume conhecido do cilindro em centímetros cúbicos.
Se a matéria-prima for um material fibroso, as fibras do material mecanicamente tratado podem ter uma razão de comprimento para diâmetro média relativamente grande (por exemplo, maior que 20 para 1), mesmo que tenham sido cisalhadas mais de uma vez. Além disso, as fibras dos materiais fibrosos aqui descritos têm uma distribuição relativamente estreita de comprimentos e/ou de razão comprimento para diâmetro.
Conforme aqui usado, larguras de fibras médias (por exemplo, diâmetros) são aquelas determinadas opticamente por seleção aleatória de aproximadamente 5.000 fibras. Comprimentos de fibras médios são comprimentos corrigidos por ponderação do comprimento. As áreas de superfície BET (Brunauer, Emmet e Teller) são áreas de superfícies em múltiplos pontos, e as porosidades são aquelas determinadas por porosimetria com mercúrio.
Se a matéria-prima for um material fibroso, a razão de comprimento para diâmetro média das fibras do material mecanicamente tratado pode ser, por exemplo, maior que 8/1, por exemplo, maior que 10/1, maior que 15/1, maior que 20/1, maior que 25/1, ou maior que 50/1. O comprimento de fibra médio do material mecanicamente tratado pode estar, por exemplo, entre cerca de 0,5 mm e 2,5 mm, por exemplo, entre cerca de 0,75 mm e 1,0 mm, e a largura média (por exemplo, diâmetro) do segundo material fibroso 14 pode estar, por exemplo, entre cerca de 5 pm e 50 pm, por exemplo, entre cerca de 10 pm e 30 pm.
Em algumas modalidades, se a matéria-prima for um material fibroso, o desvio padrão do comprimento de fibra do material mecanicamente tratado pode ser menor que 60 porcento do comprimento de fibra médio do material mecanicamente tratado, por exemplo, menor que 50 porcento do comprimento médio, menor que 40 porcento do comprimento médio, menor que 25 porcento do comprimento médio, menor que 10 porcento do comprimento médio, menor que 5 porcento do comprimento médio, ou mesmo menor que 1 porcento do comprimento médio.
Em algumas modalidades, a área de superfície BET do material mecanicamente tratado é maior que 0,1 m2/g, por exemplo, maior que 0,25 m2/g, maior que 0,5 m2/g, maior que 1,0 m2/g, maior que 1,5 m2/g, maior que 1.75 m2/g, maior que 5,0 m2/g, maior que 10 m2/g, maior que 25 m2/g, maior que 35 m2/g, maior que 50m2/g, maior que 60 m2/g, maior que 75 m2/g, maior que 100 m2/g, maior que 150 m2/g, maior que 200 m2/g, ou mesmo maior que 250 m2/g. A porosidade do material mecanicamente tratado pode ser, por exemplo, maior que 20 porcento, maior que 25 porcento, maior que 35 porcento, maior que 50 porcento, maior que 60 porcento, maior que 70 porcento, maior que 80 porcento, maior que 85 porcento, maior que 90 porcento, maior que 92 porcento, maior que 94 porcento, maior que 95 porcento, maior que 97,5 porcento, maior que 99 porcento, ou mesmo maior que 99,5 porcento.
Em algumas situações, pode ser desejável preparar um material de baixa densidade aparente, densificar o material (por exemplo, para tornar mais fácil e menos caro o transporte para outro local) e então, reverter o material a um estado de menor densidade aparente. Materiais densificados podem ser processados por qualquer um dos métodos aqui descritos, ou qualquer material processado por qualquer um dos métodos aqui descritos pode ser subsequentemente densificado, por exemplo, conforme exposto em WO 2008/073186.
Tratamento por Radiação Pode-se usar uma ou mais sequências de processamento por radiação para processar a matéria-prima e para fornecer um material estruturalmente modificado que funcione como entrada para etapas e/ou sequências de processamento adicionais. A irradiação pode, por exemplo, reduzir o peso molecular e/ou cristalinidade da matéria-prima. Em algumas modalidades, a energia depositada em um material que libere um elétron de sua órbi- ta atômica é usada para irradiar os materiais. A radiação pode ser fornecida por 1) partículas pesadas carregadas, como partículas alfa ou prótons, 2) elétrons, produzidos, por exemplo, em decaimento beta ou aceleradores de feixes de elétrons, ou 3) radiação eletromagnética, por exemplo, raios gama, raios X ou raios ultravioleta. Em uma abordagem, a radiação produzida por substâncias radioativas pode ser usada para irradiar a matéria-prima. Em algumas modalidades, qualquer combinação em qualquer ordem ou concomitantemente de (1) a (3) pode ser utilizada. Em outra abordagem, radiação eletromagnética (por exemplo, produzida usando-se emissores de feixes de elétrons) pode ser usada para irradiar a matéria-prima. A dose aplicada depende do efeito desejado e da matéria-prima particular. Por exemplo, altas doses de radiação podem romper ligações químicas dentro dos componentes da matéria-prima. Em alguns casos, quando a cisão da cadeia é desejável e/ou a funcionalilzação da cadeia polimérica é desejável, partículas mais pesadas que elétrons, como prótons, núcleos de hélio, íons argônio, íons silício, íons neônio, íons carbono, íons fósforo, íons oxigênio ou íons nitrogênio podem ser utilizados. Quando se deseja a cisão de cadeia para abertura de anel, podem-se utilizar partículas positivamente carregadas por suas propriedades de ácidos de Lewis para aumentar a cisão de cadeia para abertura de anel. Por exemplo, quando se deseja uma oxidação máxima, podem-se utilizar íons oxigênio, e quando se deseja uma nitração máxima, podem-se utilizar íons nitrogênio.
Em um método, um primeiro material que é ou inclui celulose com um primeiro peso molecular médio numérico (MNi) é irradiado, por e-xemplo, por tratamento com radiação ionizante (por exemplo, na forma de radiação gama, radiação por raios X, luz ultravioleta (UV) de 100 nm a 280 nm, um feixe de elétrons ou outras partículas carregadas) para fornecer um segundo material que inclui celulose com um segundo peso molecular médio numérico (Mn2) menor que o primeiro peso molecular médio numérico. O segundo material (ou o primeiro e o segundo materiais) podem ser combinados com um micro-organismo (com ou sem tratamento com enzima) que possa utilizar o segundo e/ou primeiro material ou seus açúcares constituin- tes ou lignina para produzir um combustível ou outro produto útil que seja ou inclua hidrogênio, um álcool (por exemplo, etanol ou butanol, como n-, secou t-butanol), um ácido orgânico, um hidrocarboneto ou misturas de quaisquer desses.
Como o segundo material tem celulose com um peso molecular reduzido com relação ao primeiro material e, em alguns casos, também uma cristalinidade reduzida, o segundo material em geral é mais dispersável, in-chável e/ou solúvel em uma solução contendo um micro-organismo e/ou uma enzima. Essas propriedades tornam o segundo material mais suscetível a ataque químico, enzimático e/ou biológico com relação ao primeiro material, o que pode melhorar grandemente a taxa de produção e/ou nível de produção de um produto desejado, por exemplo, etanol. A radiação também pode esterilizar os materiais ou quaisquer meios necessários para biopro-cessar o material.
Em algumas modalidades, o segundo peso molecular médio numérico (MN2) é menor que o primeiro peso molecular médio numérico (Mni) em cerca de mais de 10 porcento, por exemplo, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50 porcento, 60 porcento, ou mesmo mais do que cerca de 75 porcento.
Em alguns casos, o segundo material tem celulose com uma cristalinidade (C2) que é menor que a cristalinidade (Ci) da celulose do primeiro material. Por exemplo, (C2) pode ser menor que (Ci) em mais de cerca de 10 porcento, por exemplo, 15, 20, 25, 30, 35, 40, ou mesmo mais do que cerca de 50 porcento.
Em algumas modalidades, o índice de cristalinidade de partida (antes da irradiação) é de cerca de 40 a cerca de 87,5 porcento, por exemplo, de cerca de 50 a cerca de 75 porcento ou de cerca de 60 a cerca de 70 porcento, e o índice de cristalinidade depois da irradiação é de cerca de 10 a cerca de 50 porcento, por exemplo, de cerca de 15 a cerca de 45 porcento ou de cerca de 20 a cerca de 40 porcento. Entretanto, em algumas modalidades, por exemplo, após ampla irradiação, é possível ter um índice de cristalinidade menor que 5 porcento. Em algumas modalidades, o material após a irradiação é substancialmente amorfo.
Em algumas modalidades, o peso molecular médio numérico de partida (antes da irradiação) é de cerca de 200.000 a cerca de 3.200.000, por exemplo, de cerca de 250.000 a cerca de 1.000.000 ou de cerca de 250.000 a cerca de 700.000, e o peso molecular médio numérico após a irradiação é de cerca de 50.000 a cerca de 200.000, por exemplo, de cerca de 60.000 a cerca de 150.000 ou de cerca de 70.000 a cerca de 125.000. Entretanto, em algumas modalidades, por exemplo, após ampla irradiação, é possível ter um peso molecular médio numérico menor que cerca de 10.000 ou mesmo menor que cerca de 5.000.
Em algumas modalidades, o segundo material pode ter um nível de oxidação (O2) que é maior que o nível de oxidação (O1) do primeiro material. Um nível de oxidação mais alto do material pode ajudar em sua disper-sibilidade, inchamento e/ou solubilidade, aumentando ainda mais a suscetibi-lidade do material a ataque químico, enzimático ou biológico. Em algumas modalidades, para aumentar o nível de oxidação do segundo material com relação ao primeiro material, a irradiação é realizada sob um ambiente oxi-dante, por exemplo, sob uma camada de ar ou oxigênio, produzindo um segundo material que seja mais oxidado que 0 primeiro material. Por exemplo, 0 segundo material pode ter mais grupos hidroxila, grupos aldeído, grupos cetona, grupos éster ou grupos ácido carboxílico, que podem aumentar sua hidrofilicidade.
Radiação lonizante Cada forma de radiação ioniza o material contendo carbono mediante interações particulares, conforme determinado pela energia da radiação. Partículas pesadas carregadas ionizam principalmente a matéria mediante espalhamento de Coulomb; além disso, essas interações produzem elétrons energéticos que podem ionizar ainda mais a matéria. Partículas alfa são idênticas ao núcleo de um átomo de hélio e são produzidas pelo decaimento alfa de vários núcleos radioativos, como isótopos de bismuto, polônio, astatínio, radônio, frâncio, rário, vários actinídeos, como actínio, tório, urânio, neptúnio, cúrio, califórnio, amerício e plutônio.
Quando se utilizam partículas, elas podem ser neutras (não car- regadas), positivamente carregadas ou negativamente carregadas. Quando carregadas, as partículas carregadas podem possuir uma única carga positiva ou negativa, ou múltiplas cargas, por exemplo, uma, duas, três ou mesmo quatro ou mais cargas. Nos casos em que se deseja uma cisão da cadeia, partículas positivamente carregadas podem ser desejáveis, em parte devida a sua natureza ácida. Quando se utilizam partículas, as partículas podem ter a massa de um elétron em repouso, ou mais, por exemplo, 500, 1.000, 1.500, 2.000, 10.000 ou mesmo 100.000 vezes a massa de um elétron em repouso. Por exemplo, as partículas podem ter uma massa de cerca de 1 unidade atômica a cerca de 150 unidades atômicas, por exemplo, de cerca de 1 unidade atômica a cerca de 50 unidades atômicas, ou de cerca de 1 a cerca de 25, por exemplo, 1,2, 3, 4, 5, 10, 12 ou 15 amu. Os aceleradores usados para acelerar as partículas podem ser DC eletrostático, DC eletrodi-nâmico, RF linear, de indução magnética linear ou de onda contínua. Por exemplo, aceleradores do tipo ciclotron são disponíveis na IBA, Bélgica, como o sistema Rhodatron®, ao passo que aceleradores do tipo DC são disponíveis na RDI, agora IBA Industrial, como o Dynamitron®. íons e aceleradores de íons são discutidos em Introductory Nuclear Physics, Kenneth S. Krane, John Wiley & Sons, Inc. (1988), Krsto Prelec, FIZIKA B 6 (1997) 4, 177-206, Chu, William T., "OverView of Light-lon Beam Therapy" Columbus-Ohio, Encontro da ICRU-IAEA em 18-20 de março de 2006, Iwata, Y. e outros, "Alternating-Phase-Focused IH-DTL for Heavy-lon Medicai Accelera-tors" Atas da EPAC 2006, Edinburgo, Escócia, e Leaner, C.M. e outros, "Sta-tus of the Superconducting ECR lon Source Venus" Atas da EPAC 2000, Viena, Áustria. A radiação gama tem a vantagem de uma profundidade de penetração significativa em vários materiais. Fontes de raios gama incluem núcleos radioativos, como isótopos de cobalto, cálcio, tecnécio, cromo, gálio, índio, iodo, ferro, kriptônio, samário, selênio, sódio, tálio e xenônio.
Fontes de raios X incluem a colisão de feixes de elétrons com alvos metálicos, como tungstênio ou molibdênio ou ligas, ou fontes de luz compactas, como aquelas produzidas comercialmente pela Lyncean.
Fontes de radiação ultravioleta incluem lâmpadas de deutério ou cádmio.
Fontes de radiação infravermelha incluem lâmpadas cerâmicas com janela de safira, zinco ou seleneto.
Fontes de micro-ondas incluem klystrons, fontes RF do tipo Sle-vin ou fontes de feixes de átomos que empreguem os gases hidrogênio, oxigênio ou nitrogênio.
Em algumas modalidades, usa-se um feixe de elétrons como a fonte de radiação. Um feixe de elétrons tem as vantagens de altas taxas de dose (por exemplo, 1, 5 ou mesmo 10 Mrad por segundo), alta produção, menos contenção e menos equipamento de confinamento. Elétrons também podem ser mais eficientes para causar a cisão da cadeia. Além disso, elétrons com energias de 4-10 MeV podem ter uma profundidade de penetração de 5 a 30 mm ou mais, como 40 mm.
Feixes de elétrons podem ser gerados, por exemplo, por geradores eletrostáticos, geradores em cascata, geradores transformadores, aceleradores de baixa energia com um sistema de varredura, aceleradores de baixa energia com um catodo linear, aceleradores lineares e aceleradores pulsados. Elétrons como uma fonte de radiação ionizante podem ser úteis, por exemplo, para pilhas relativamente finas de materiais, por exemplo, de menos de 1,27 centímetro (0,5 polegada), por exemplo, menos de 1,0 centímetro, 0,7 centímetro, 0,5 centímetro (0,4 polegada, 0,3 polegada, 0,2 polegada), ou menos de 0,2 centímetro (0,1 polegada). Em algumas modalidades, a energia de cada elétron do feixe de elétrons é de cerca de 0,3 MeV a cerca de 2,0 MeV (milhões de elétron volts), por exemplo, de cerca de 0,5 MeV a cerca de 1,5 MeV, ou de cerca de 0,7 MeV a cerca de 1,25 MeV.
Dispositivos de irradiação por feixe de elétrons podem ser comercialmente encontrados na lon Beam Applications, Louvain-la-Neuve, Bélgica, ou na Titan Corporation, San Diego, CA. Energias de elétrons típicas podem ser de 1 MeV, 2 MeV, 4,5 MeV, 7,5 MeV ou 10 MeV. A potência típica do dispositivo de irradiação por feixe de elétrons pode ser de 1 kW, 5 kW, 10 kW, 20 kW, 50 kW, 100 kW, 250 kW ou 500 kW. O nível de despolimerização da matéria-prima depende da energia de elétrons usada e da dose aplicada, ao passo que o tempo de exposição depende da potência e da dose. Doses típicas podem ter valores de 1 kGy, 5 kGy, 10 kGy, 20 kGy, 50 kGy, 100 kGy ou 200 kGy.
Feixes de Partículas lônicas Partículas mais pesadas que elétrons podem ser utilizadas para irradiar materiais, como carboidratos ou materiais que incluam carboidratos, por exemplo, materiais celulósicos, materiais lignocelulósicos, materiais de amido, ou misturas de quaisquer desses e outros aqui descritos. Por exemplo, podem-se utilizar prótons, núcleos de hélio, íons argônio, íons silício, íons neônio, íons carbono, íons fósforo, íons oxigênio ou íons nitrogênio. Em algumas modalidades, partículas mais pesadas que elétrons podem induzir quantidades maiores de cisão da cadeia (com relação a partículas mais leves). Em alguns casos, partículas positivamente carregadas podem induzir quantidades maiores de cisão da cadeia do que partículas negativamente carregadas devido a sua acidez.
Feixes de partículas mais pesadas podem ser gerados, por e-xemplo, usando-se aceleradores lineares ou ciclotrons. Em algumas modalidades, a energia de cada partícula do feixe é de cerca de 1,0 MeV/unidade atômica a cerca de 6.000 MeV/unidade atômica, por exemplo, de cerca de 3 MeV/ unidade atômica a cerca de 4.800 MeV/unidade atômica, ou de cerca de 10 MeV/unidade atômica a cerca de 1.000 MeV/unidade atômica.
Em certas modalidades, feixes de íons usados para irradiar materiais contendo carbono, por exemplo, materiais de biomassa, podem incluir mais de um tipo de íon. Por exemplo, feixes de íons podem incluir misturas de dois ou mais (por exemplo, três, quatro ou mais) tipos diferentes de íons. Misturas exemplificativas podem incluir íons carbono e prótons, íons carbono e íons oxigênio, íons nitrogênio e prótons e íons ferro e prótons. Mais genericamente, misturas de quaisquer dos íons discutidos acima (ou quaisquer outros íons) podem ser usadas para formar os feixes de íons de irradiação. Em particular, misturas de íons relativamente leves e relativamente mais pesados podem ser usadas em um único feixe de íons.
Em algumas modalidades, feixes de íons para a irradiação de materiais incluem íons positivamente carregados. Os íons positivamente carregados podem incluir, por exemplo, íons hidrogênio positivamente carregados (por exemplo, prótons), íons de gases nobres (por exemplo, hélio, neô-nio, argônio), íons carbono, íons nitrogênio, íons oxigênio, átomos de silício, íons fósforo e íons metálicos como íons sódio, íons cálcio e/ou íons ferro. Sem limitar-se a qualquer teoria, acredita-se que esses íons positivamente carregados se comportem quimicamente como frações ácido de Lewis quando expostos a materiais, iniciando e mantendo as reações catiônicas de cisão de cadeia para abertura de anel em um ambiente oxidativo.
Em certas modalidades, feixes de íons para a irradiação de materiais incluem íons negativamente carregados. íons negativamente carregados podem incluir, por exemplo, íons hidrogênio negativamente carregados (por exemplo, íons hidreto) e íons negativamente carregados de vários núcleos relativamente eletronegativos (por exemplo, íons oxigênio, íons nitrogênio, íons carbono, íons silício e íons fósforo). Sem limitar-se a qualquer teoria, acredita-se que esses íons negativamente carregados se comportem quimicamente como frações base de Lewis quando expostos a materiais, ocasionando reações aniônicas de cisão da cadeia para abertura de anel em um ambiente redutor.
Em algumas modalidades, feixes para a irradiação de materiais podem incluir átomos neutros. Por exemplo, qualquer um ou mais de átomos de hidrogênio, átomos de hélio, átomos de carbono, átomos de nitrogênio, átomos de oxigênio, átomos de neônio, átomos de silício, átomos de fósforo, átomos de argônio e átomos de ferro pode estar incluído em feixes que sejam usados para a irradiação de materiais de biomassa. Em geral, misturas de quaisquer dois ou mais dos tipos acima de átomos (por exemplo, três ou mais, quatro ou mais, ou mesmo mais) podem estar presentes nos feixes.
Em certas modalidades, os feixes de íons usados para irradiar materiais incluem íons de carga única, como um ou mais de H+, H', He+, Ne+, Ar\ C+, C', 0+, θ', N+, Ν', Si+, Si', P+, P", Na\ Ca+, e Fe+. Em algumas modalidades, os feixes de íons podem incluir íons com múltiplas cargas, como um ou mais de C2+,C3+, C4+, N3+, N5+, N3‘, 02+, O2', 022', Si2+, Si4+, Si2', e Si4'. Em geral, os feixes de íons também podem incluir íons polinucleares mais complexos com múltiplas cargas positivas ou negativas. Em certas modalidades, em virtude da estrutura do íon polinuclear, as cargas positivas ou negativas podem estar eficazmente distribuídas por substancialmente toda a estrutura dos íons. Em algumas modalidades, as cargas positivas ou negativas podem estar de alguma forma localizadas em partes da estrutura dos íons.
Radiação Eletromagnética Em modalidades em que a irradiação é realizada com radiação eletromagnética, a radiação eletromagnética pode ter, por exemplo, uma energia por fóton (em elétron volts) de mais de 102 eV, por exemplo, mais de 103, 104, 105, 106, ou mesmo mais de 107 eV. Em algumas modalidades, a radiação eletromagnética tem uma energia por fóton entre 104 e 407, por exemplo, entre 105 e 106 eV. A radiação eletromagnética pode ter uma frequência de, por exemplo, mais de 1016 hz, mais de 1017 hz, 1018,1019,102°, ou mesmo mais de 1021 hz. Em algumas modalidades, a radiação eletromagnética tem uma frequência entre 1018 e 1022hz, por exemplo, entre 1019 e 1021 hz. Doses A dose de radiação dependerá do teor de lignina da matéria-prima. Por exemplo, em alguns casos, 0,1 Mrad a 5,0 Mrad são distribuídos por 1 % em peso de lignina na matéria-prima de biomassa, por exemplo, de 0,25 Mrad a 4,0 Mrad ou de 0,3 Mrad a 3,5 Mrad por 1%.
Em algumas modalidades, a irradiação (com qualquer fonte de radiação ou uma combinação de fontes) é realizada até que o material receba uma dose de pelo menos 0,25 Mrad, por exemplo, pelo menos 1,0 Mrad, pelo menos 2,5 Mrad, pelo menos 5,0 Mrad, ou pelo menos 10,0 Mrad. Em algumas modalidades, a irradiação é realizada até que o material receba uma dose entre 1,0 Mrad e 6,0 Mrad, por exemplo, entre 1,5 Mrad e 4,0 Mrad.
Em algumas modalidades, a irradiação é realizada a uma taxa de dose entre 5,0 e 1500,0 quilorads/hora, por exemplo, entre 10,0 e 750,0 quilorads/hora ou entre 50,0 e 350,0 quilorads/horas.
Em algumas modalidades, usam-se duas ou mais fontes de radiação, como duas ou mais radiações ionizantes. Por exemplo, as amostras podem ser tratadas, em qualquer ordem, com um feixe de elétrons, seguido por radiação gama e luz UV com comprimentos de onda de cerca de 100 nm a cerca de 280 nm. Em algumas modalidades, as amostras são tratadas com três fontes de radiação ionizante, como um feixe de elétrons, radiação gama e luz UV energética.
Sonicacão Uma ou mais sequências de processamento por sonicação podem ser usadas para processar materiais de uma ampla variedade de diferentes fontes para extrair substâncias úteis dos materiais e fornecer material orgânico parcialmente degradado (quando se empregam materiais orgânicos) que funciona como uma entrada para etapas e/ou sequências de processamento adicionais. A sonicação pode reduzir o peso molecular e/ou a cristalinidade dos materiais, como um ou mais de quaisquer dos materiais aqui descritos, por exemplo, uma ou mais fontes de carboidrato, como materiais celulósicos ou lignocelulósicos, ou materiais de amido. Conforme acima discutido com relação à radiação, os parâmetros de processo usados para sonicação variarão dependendo do teor de lignina da matéria-prima. Por e-xemplo, matérias-primas com níveis mais altos de lignina em geral requerem um tempo de residência e/ou um nível de energia mais alto, resultando em uma energia total mais alta distribuída à matéria-prima.
Em um método, um primeiro material que inclui celulose com um primeiro peso molecular médio numérico (Mni) é dispersado em um meio, como água, e sonicado e/ou de outra forma cavitado, para fornecer um segundo material que inclui celulose com um segundo peso molecular médio numérico (Μνς) menor que o primeiro peso molecular médio numérico. O segundo material (ou o primeiro e o segundo materiais em certas modalidades) podem ser combinados com um micro-organismo (com ou sem tratamento com enzima) que possa utilizar o segundo e/ou primeiro material para produzir um combustível que seja ou inclua hidrogênio, um álcool, um ácido orgânico, um hidrocarboneto ou misturas de quaisquer desses.
Como o segundo material tem celulose com um peso molecular reduzido com relação ao primeiro material e, em alguns casos, também uma cristalinidade reduzida, o segundo material é, em geral, mais dispersável, inchável e/ou solúvel em uma solução contendo o micro-organismo, por e-xemplo, a uma concentração de mais de 106 micro-organismos/mL. Essas propriedades tornam o segundo material mais suscetível a ataque químico, enzimático e/ou microbiano com relação ao primeiro material, o que pode melhorar grandemente a taxa de produção e/ou nível de produção de um produto desejado, por exemplo, etanol. A sonicação também pode esterilizar os materiais, mas não deve ser usada enquanto os micro-organismos estão supostamente vivos.
Em algumas modalidades, o segundo peso molecular médio numérico (Μνς) é menor que o primeiro peso molecular médio numérico (Mni) em cerca de mais de 10 porcento, por exemplo, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50 porcento, 60 porcento, ou mesmo mais do que cerca de 75 porcento.
Em alguns casos, o segundo material tem celulose com uma cristalinidade (C2) que é menor que a cristalinidade (Ci) da celulose do primeiro material. Por exemplo, (C2) pode ser menor que (Ci) em mais de cerca de 10 porcento, por exemplo, 15, 20, 25, 30, 35, 40, ou mesmo mais do que cerca de 50 porcento.
Em algumas modalidades, o índice de cristalinidade de partida (antes da sonicação) é de cerca de 40 a cerca de 87,5 porcento, por exemplo, de cerca de 50 a cerca de 75 porcento ou de cerca de 60 a cerca de 70 porcento, e o índice de cristalinidade depois da sonicação é de cerca de 10 a cerca de 50 porcento, por exemplo, de cerca de 15 a cerca de 45 porcento ou de cerca de 20 a cerca de 40 porcento. Entretanto, em certas modalidades, por exemplo, após ampla sonicação, é possível ter um índice de cristalinidade menor que 5 porcento. Em algumas modalidades, o material após a sonicação é substancialmente amorfo.
Em algumas modalidades, o peso molecular médio numérico de partida (antes da sonicação) é de cerca de 200.000 a cerca de 3.200.000, por exemplo, de cerca de 250.000 a cerca de 1.000.000 ou de cerca de 250.000 a cerca de 700.000, e o peso molecular médio numérico após a so-nicação é de cerca de 50.000 a cerca de 200.000, por exemplo, de cerca de 60.000 a cerca de 150.000 ou de cerca de 70.000 a cerca de 125.000. Entretanto, em algumas modalidades, por exemplo, após ampla sonicação, é possível ter um peso molecular médio numérico menor que cerca de 10.000 ou mesmo menor que cerca de 5.000.
Em algumas modalidades, o segundo material pode ter um nível de oxidação ((¼) que é maior que o nível de oxidação (O1) do primeiro material. Um nível de oxidação mais alto do material pode ajudar em sua disper-sibilidade, inchamento e/ou solubilidade, aumentando ainda mais a suscetibi-lidade do material a ataque químico, enzimático ou microbiano. Em algumas modalidades, para aumentar o nível de oxidação do segundo material com relação ao primeiro material, a sonicação é realizada em um meio oxidante, produzindo um segundo material que seja mais oxidado que o primeiro material. Por exemplo, 0 segundo material pode ter mais grupos hidroxila, grupos aldeído, grupos cetona, grupos éster ou grupos ácido carboxílico, que podem aumentar sua hidrofilicidade.
Em algumas modalidades, o meio de sonicação é um meio a-quoso. Caso desejado, o meio pode incluir um oxidante, como um peróxido (por exemplo, peróxido de hidrogênio), um agente dispersante e/ou um tampão. Exemplos de agentes dispersantes incluem agentes dispersantes iôni-cos, por exemplo, lauril sulfato de sódio, e agentes dispersantes não iônicos, por exemplo, poli(etileno glicol).
Em outras modalidades, o meio de sonicação é não aquoso. Por exemplo, a sonicação pode ser realizada em um hidrocarboneto, por exemplo, tolueno ou heptano, um éter, por exemplo, éter dietílico ou tetraidrofura-no, ou mesmo em um gás liquefeito como argônio, xenônio ou nitrogênio. Pirólise Uma ou mais sequências de processamento por pirólise podem ser usadas para processar materiais contendo carbono de uma ampla variedade de diferentes fontes para extrair substâncias úteis dos materiais e para fornecer materiais parcialmente degradados que funcionam como entrada para etapas e/ou sequências de processamento adicionais. Matérias-primas com níveis mais altos de lignina requerem uma temperatura mais alta, um tempo de residência mais longo e/ou a introdução de níveis mais altos de oxigênio durante a pirólise.
Em um exemplo, um primeiro material que inclui celulose com um primeiro peso molecular médio numérico (Mni) é pirolisado, por exemplo, por aquecimento do primeiro material em um forno de tubo (na presença ou ausência de oxigênio), para fornecer um segundo material que inclui celulose com um segundo peso molecular médio numérico (Μνς) menor que o primeiro peso molecular médio numérico. O segundo material (ou o primeiro e o segundo materiais em certas modalidades) é(são) combinado(s) com um micro-organismo (com ou sem hidrólise ácida ou enzimática) que possa utilizar o segundo e/ou primeiro material para produzir um combustível que seja ou inclua hidrogênio, um álcool (por exemplo, etanol ou butanol, como n-, sec ou t-butanol), um ácido orgânico, um hidrocarboneto ou misturas de quaisquer desses.
Como o segundo material tem celulose com um peso molecular reduzido com relação ao primeiro material e, em alguns casos, também uma cristalinidade reduzida, o segundo material em geral é mais dispersável, in-chável e/ou solúvel em uma solução contendo o micro-organismo, por e-xemplo, a uma concentração de mais de 106 micro-organismos/mL. Essas propriedades tornam o segundo material mais suscetível a ataque químico, enzimático e/ou microbiano com relação ao primeiro material, o que pode melhorar grandemente a taxa de produção e/ou nível de produção de um produto desejado, por exemplo, etanol. A pirólise também pode esterilizar os primeiro e segundo materiais.
Em algumas modalidades, o segundo peso molecular médio numérico (Mn2) é menor que o primeiro peso molecular médio numérico (Mni) em mais de cerca de 10 porcento, por exemplo, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50 porcento, 60 porcento, ou mesmo mais do que cerca de 75 porcento.
Em alguns casos, o segundo material tem celulose com uma cristalinidade (C2) que é menor que a cristalinidade (C-ι) da celulose do pri- meiro material. Por exemplo, (C2) pode ser menor que (CO em mais de cerca de 10 porcento, por exemplo, 15, 20, 25, 30, 35, 40, ou mesmo mais do que cerca de 50 porcento.
Em algumas modalidades, a cristalinidade de partida (antes da pirólise) é de cerca de 40 a cerca de 87,5 porcento, por exemplo, de cerca de 50 a cerca de 75 porcento ou de cerca de 60 a cerca de 70 porcento, e o índice de cristalinidade depois da pirólise é de cerca de 10 a cerca de 50 porcento, por exemplo, de cerca de 15 a cerca de 45 porcento ou de cerca de 20 a cerca de 40 porcento. Entretanto, em certas modalidades, por e-xemplo, após ampla pirólise, é possível ter um índice de cristalinidade menor que 5 porcento. Em algumas modalidades, o material após a pirólise é substancialmente amorfo.
Em algumas modalidades, o peso molecular médio numérico de partida (antes da pirólise) é de cerca de 200.000 a cerca de 3.200.000, por exemplo, de cerca de 250.000 a cerca de 1.000.000 ou de cerca de 250.000 a cerca de 700.000, e o peso molecular médio numérico após a pirólise é de cerca de 50.000 a cerca de 200.000, por exemplo, de cerca de 60.000 a cerca de 150.000 ou de cerca de 70.000 a cerca de 125.000. Entretanto, em algumas modalidades, por exemplo, após ampla pirólise, é possível ter um peso molecular médio numérico menor que cerca de 10.000 ou mesmo menor que cerca de 5.000.
Em algumas modalidades, o segundo material pode ter um nível de oxidação (02) que é maior que o nível de oxidação (O-ι) do primeiro material. Um nível de oxidação mais alto do material pode ajudar em sua disper-sibilidade, inchamento e/ou solubilidade, aumentando ainda mais a suscetibi-lidade dos materiais a ataque químico, enzimático ou microbiano. Em algumas modalidades, para aumentar o nível de oxidação do segundo material com relação ao primeiro material, a pirólise é realizada em um ambiente oxi-dante, produzindo um segundo material que seja mais oxidado que o primeiro material. Por exemplo, o segundo material pode ter mais grupos hidroxila, grupos aldeído, grupos cetona, grupos éster ou grupos ácido carboxílico, que podem aumentar sua hidrofilicidade.
Em algumas modalidades, a pirólise dos materiais é contínua. Em outras modalidades, o material é pirolisado durante um tempo predeterminado e então, deixado resfriar durante um segundo tempo predeterminado antes de nova pirólise.
Oxidação Uma ou mais sequências de processamento oxidativo podem ser usadas para processar materiais contendo carbono de uma ampla variedade de diferentes fontes para extrair substâncias úteis dos materiais e para fornecer material parcialmente degradado e/ou alterado que funciona como uma entrada para etapas e/ou sequências de processamento adicionais. As condições de oxidação variarão dependendo do teor de lignina da matéria-prima, com um grau mais alto de oxidação em geral sendo desejável para matérias-primas com teor mais alto de lignina.
Em um método, um primeiro material que inclui celulose com um primeiro peso molecular médio numérico (Mni) e com um primeiro teor de oxigênio (O^ é oxidado, por exemplo, por aquecimento do primeiro material em uma corrente de ar ou ar enriquecido com oxigênio, para fornecer um segundo material que inclui celulose com um segundo peso molecular médio numérico (Mn2) e com um segundo teor de oxigênio (O2) maior que 0 primeiro teor de oxigênio (O-i).
Esses materiais também podem ser dombinados com um sólido e/ou um líquido. O líquido e/ou sólido pode incluir um micro-organismo, por exemplo, uma bactéria, e/ou uma enzima. Por exemplo, a bactéria e/ou enzima pode trabalhar no material celulósico ou lignocelulósico para produzir um combustível, como etanol, ou um coproduto, como uma proteína. Combustíveis e coprodutos são descritos em "FIBROUS MATERIALS AND COMPOSITES", USSN 11/453.951, depositado em 15 de junho de 2006. O conteúdo inteiro de cada um dos pedidos precedentes é aqui incorporado por referência.
Em algumas modalidades, 0 segundo peso molecular médio numérico é, no máximo, 97 porcento menor que o primeiro peso molecular médio numérico, por exemplo, no máximo 95 porcento, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40, 30, 20, 12,5, 10,0, 7,5, 5,0, 4,0, 3,0, 2,5, 2,0 ou no máximo 1,0 porcento menor que o primeiro peso molecular médio numérico. A quantidade de redução do peso molecular dependerá da aplicação. Por exemplo, em algumas modalidades preferidas que fornecem compósitos, o segundo peso molecular médio numérico é substancialmente igual ao primeiro peso molecular médio numérico. Em outras aplicações, como a preparação de etanol ou outro combustível ou coproduto, em geral se prefere uma maior quantidade de redução do peso molecular.
Em algumas modalidades em que os materiais sejam usados para preparar um combustível ou um coproduto, o peso molecular médio numérico de partida (antes da oxidação) é de cerca de 200.000 a cerca de 3.200.000, por exemplo, de cerca de 250.000 a cerca de 1.000.000 ou de cerca de 250.000 a cerca de 700.000, e o peso molecular médio numérico após a oxidação é de cerca de 50.000 a cerca de 200.000, por exemplo, de cerca de 60.000 a cerca de 150.000 ou de cerca de 70.000 a cerca de 125.000. Entretanto, em algumas modalidades, por exemplo, após ampla oxidação, é possível ter um peso molecular médio numérico menor que cerca de 10.000 ou mesmo menor que cerca de 5.000.
Em algumas modalidades, o segundo teor de oxigênio é pelo menos cerca de cinco porcento maior que o primeiro teor de oxigênio, por exemplo, 7,5 porcento maior, 10,0 porcento maior, 12,5 porcento maior, 15,0 porcento maior ou 17,5 porcento maior. Em algumas modalidades preferidas, o segundo teor de oxigênio é pelo menos cerca de 20,0 porcento maior que o primeiro teor de oxigênio do primeiro material. O teor de oxigênio é medido por análise elementar por pirólise de uma amostra em um forno operando a 1.300°C ou mais. Um analisador elementar adequado é o analisador LECO CHNS-932 com um forno de pirólise a alta temperatura VTF-900.
Genericamente, a oxidação de um material ocorre em um ambiente oxidante. Por exemplo, a oxidação pode ser efetuada ou auxiliada por pirólise em um ambiente oxidante, como em ar ou em ar enriquecido com argônio. Para auxiliar na oxidação, vários agentes químicos, como oxidan-tes, ácidos ou bases podem ser adicionados ao material antes da ou durante a oxidação. Por exemplo, um peróxido (por exemplo, peróxido de benzoíla) pode ser adicionado antes da oxidação.
Alguns métodos oxidativos de redução da recalcitrância em uma matéria-prima de biomassa empregam química Fenton ou do tipo Fenten. Esses métodos são descritos, por exemplo, no pedido do U.S. provisório n° 61/139.473, depositado em 19 de dezembro de 2008, cuja descrição completa é aqui incorporada por referência.
Oxidantes exemplificativos incluem peróxidos, como peróxido de hidrogênio e peróxido de benzoíla, persulfatos, como persulfato de amônio, formas ativadas de oxigênio, como ozônio, permanganatos, como perman-ganato de potássio, percloratos, como perclorato de sódio, e hipocloritos, como hipoclorito de sódio (água sanitária).
Em algumas situações, o pH é mantido em ou abaixo de cerca de 5,5 durante o contato, como entre 1 e 5, entre 2 e 5, entre 2,5 e 5 ou entre cerca de 3 e 5. As condições também podem incluir um período de contato entre 2 e 12 horas, por exemplo, entre 4 e 10 horas ou entre 5 e 8 horas. Em alguns casos, as condições incluem não exceder 300°C, por exemplo, não exceder 250, 200, 150, 100 ou 50°C. Em casos desejáveis especiais, a temperatura permanece substancialmente a ambiente, por exemplo, a ou cerca de 20-25°C.
Em algumas modalidades desejáveis, o um ou mais oxidantes são aplicados a um primeiro material celulósico ou lignocelulósico e a um ou mais compostos como um gás, como por geração de ozônio in-situ por irradiação do primeiro material celulósico ou lignocelulósico e a um ou mais compostos através do ar com um feixe de partículas, como elétrons.
Em modalidades desejáveis particulares, um primeiro material celulósico ou lignocelulósico é primeiro dispersado em água ou um meio aquoso que inclui o um ou mais compostos dispersados e/ou dissolvidos nele, a água é removida após um tempo de encharcamento (por exemplo, a água solta e livre é removida por filtração), e então, o um ou mais oxidantes são aplicados à combinação como um gás, como por geração de ozônio in-situ por irradiação do primeiro material celulósico ou lignocelulósico e o um ou mais compostos através do ar com um feixe de partículas, como elétrons (por exemplo, cada um sendo acelerado por uma diferença de potencial entre 3 MeV e 10 MeV). O encharcamento pode abrir partes internas à oxida-ção.
Em algumas modalidades, a mistura inclui um ou mais compostos e um ou mais oxidantes, e a razão molar do um ou mais compostos para o um ou mais oxidantes é de cerca de 1:1.000 a cerca de 1:25, como de cerca de 1:500 a cerca de 1:25 ou de cerca de 1:100 a cerca de 1:25.
Em algumas modalidades desejáveis, a mistura também inclui uma ou mais hidroquinonas, como 2,5-dimetóxi-idroquinona (DMHQ) e/ou uma ou mais benzoquinonas, como 2,5-dimetóxi-1,4-benzoquinona (DMBQ), que podem auxiliar nas reações de transferência de elétrons.
Em algumas modalidades desejáveis, o um ou mais oxidantes são eletroquimicamente gerados in-situ. Por exemplo, peróxido de hidrogênio e/ou ozônio podem ser eletroquimicamente produzidos dentro de um recipiente de contato ou de reação.
Outros Processos Para Solubilizar, Reduzir a Recalcitrância ou Funcionalizar Qualquer um dos processos deste parágrafo pode ser usado isoladamente sem nenhum dos processos aqui descritos ou em combinação com qualquer um dos processos aqui descritos (em qualquer ordem): explosão de vapor, tratamento com ácido (incluindo tratamento como ácido concentrado e diluído com ácidos minerais, como ácido sulfúrico, ácido clorídrico e ácidos orgânicos, como ácido trifluoroacético), tratamento com base (por exemplo, tratamento com cal ou hidróxido de sódio), tratamento com UV, tratamento por extrusão em parafuso (veja, por exemplo, o pedido de patente do U.S. n° de série 61/073.530, depositado em 18 de novembro de 2008, tratamento com solvente (por exemplo, tratamento com líquidos iôni-cos) e moagem sob congelamento (veja, por exemplo, o pedido de patente U.S. n° de série 61/081.709).
Conversão Termoquímica Um processo de conversão termoquímica inclui a alteração das estruturas moleculares do material contendo carbono a temperaturas eleva- das. Exemplos específicos incluem gaseificação, pirólise, reformação, oxida-ção parcial e misturas desses (em qualquer ordem). A gaseificação converte materiais contendo carbono em um gás de síntese (singás), que pode incluir metanol, monóxido de carbono, dióxido de carbono e hidrogênio. Muitos micro-organismos, como acetogênicos ou homoacetogênicos, são capazes de utilizar um singás da conversão termo-química de biomassa para produzir um produto que inclua um álcool, um ácido carboxílico, um sal de um ácido carboxílico, um éster de um ácido car-boxílico ou uma mistura de quaisquer desses. A gaseificação de biomassa (por exemplo, materiais celulósicos ou lignocelulósicos) pode ser realizada por várias técnicas. Por exemplo, a gaseificação pode ser realizada utilizando-se reformação com vapor por estágios com um reator de leito fluidizado, em que o material carbonáceo é primeiro pirolisado na ausência de oxigênio e então, os vapores de pirólise são reformados em gás de síntese com vapor, fornecendo hidrogênio e oxigênio adicionais. Nessa técnica, o calor do processo vem da queima de carvão. Outra técnica utiliza um reator de parafuso sem fim, em que a umidade (e o oxigênio) são introduzidos no estágio de pirólise, e o calor do processo é gerado pela queima de parte do gás produzido no estágio posterior. Outra técnica utiliza a reformação de fluxo carreado, em que tanto o vapor externo, quanto o ar são introduzidos em um único reator de gaseificação de estágio único. Na gaseificação por oxidação parcial, utiliza-se oxigênio puro sem nenhum vapor.
Produção de Combustíveis. Ácidos. Esteres e/ou Outros Produtos Uma fonte típica de biomassa contém celulose, hemicelulose e lignina e pequenas quantidades de proteínas, materiais extraíveis e minerais. Depois de uma ou mais das etapas de processamento acima discutidas terem sido realizadas na biomassa, os carboidratos complexos contidos nas frações de celulose e hemicelulose podem ser processados em açúcares fermentáveis, opcionalmente com hidrólise ácida ou enzimática. Os açúcares liberados podem ser convertidos em vários produtos, como alcoóis ou ácidos orgânicos. O produto obtido depende do micro-organismo utilizado e das condições sob as quais ocorre o bioprocessamento.
Assim, um material de biomassa pode ser tratado para reduzir sua recalcitrância usando-se qualquer um ou mais dos métodos de tratamento aqui descritos, como com um ou mais dentre radiação, sonicação, pirólise, oxidação e explosão de vapor, e então, pelo menos uma parte da biomassa assim tratada pode ser convertida utilizando-se um microorganismo para produzir um produto que inclua um ou mais dentre um álcool, um ácido carboxílico, um sal de um ácido carboxílico, um éster de um ácido carboxílico ou uma mistura de quaisquer desses. Esse produto pode ser então, acidificado, esterificado e/ou hidrogenado para formar um produto final, por exemplo, etanol. Em alguns casos, acetogênicos ou homoacetogê-nicos que sejam capazes de utilizar um singás de um processo de conversão termoquímico podem ser utilizados para aumentar a eficiência da conversão.
Os grupos ácido carboxílico nesses produtos em geral reduzem o pH da solução de fermentação, tendendo a inibir a fermentação com alguns micro-organismos, como Pichia stipitis. Portanto, em alguns casos, é desejável adicionar base e/ou um tampão, antes da ou durante a fermentação, para elevar o pH da solução. Por exemplo, pode-se adicionar hidróxido de sódio ou cal ao meio de fermentação para elevar o pH do meio a uma faixa que seja ótima para o micro-organismo utilizado. Métodos de bioprocessamento adequados são descritos, por exemplo, no pedido do U.S. provisório n° 61/147.377, depositado em 26 de janeiro de 2009, cuja descrição completa é aqui incorporada por referência.
Genericamente, vários micro-organismos podem produzir inúmeros produtos úteis, como um combustível, operando, por exemplo, sobre a fermentação dos materiais contendo carbono tratado.
O micro-organismo pode ser um micro-organismo natural ou um micro-organismo manipulado. Por exemplo, o micro-organismo pode ser uma bactéria, por exemplo, uma bactéria celulolítica, um fungo, por exemplo, uma levedura, uma planta ou um protista, por exemplo, uma alga, um proto-zoário ou um protista do tipo fungo, por exemplo, um mixomiceto. Quanto os organismos são compatíveis, podem-se utilizar misturas de organismos. O micro-organismo pode ser um aeróbio ou anaeróbio. O micro-organismo pode ser um micro-organismo homofermentativo (produz um produto final único ou substancialmente único). O micro-organismo pode ser um microorganismo homoacetogênico, um micro-organismo homolático, uma bactéria de ácido propiônico, uma bactéria de ácido butírico, uma bactéria de ácido succínico ou uma bactéria de ácido 3-hidroxipropiônico. O micro-organismo pode ser de um gênero selecionado do grupo Clostridium, Lactobacillus, Moorella, Thermoanaerobacter, Proprionibacterium, Propionispera, Anaero-biospiríflum e Bacteriodes. Em casos específicos, o micro-organismo pode ser Clostridium formicoaceticum, Clostridium butyricum, Moorella thermoace-tica, Thermoanaerobacter kivui, Lactobacillus delbrukii, Propionibacterium acidipropionici, Propionispera arboris, Anaerobiospirillum succinicproducens, Bacteriodes amylophilus ou Bacteriodes ruminicola. Por exemplo, o microorganismo pode ser um micro-organismo recombinante manipulado para produzir um produto desejado, como uma Escherichia coli recombinante transformada com um ou mais genes capazes de codificar proteínas que dirijam a produção do produto desejado (veja, por exemplo, a patente do U.S. n° 6.852.517, expedida em 8 de fevereiro de 2005).
Bactérias que podem fermentar biomassa em etanol e outros produtos incluem, por exemplo, Zymomonas mobilis e Clostridium thermocel-lum (Philippidis, 1996, supra). Leschine e outros (International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 2002, 52, 1155-1160) isolaram uma bactéria anaeróbica, mesofílica e celulolítica do solo de floresta, Clostridium phytofermentans sp. nov., que converte celulose em etanol. A fermentação de biomassa em etanol e outros produtos pode ser realizada usando-se certos tipos de micro-organismos termofílicos ou geneticamente manipulados, como espécies de Thermoanaerobacter, incluindo T. mathranii, e espécies de leveduras, como espécies de Pichia. Um exemplo de uma cepa de T. mathranii é A3M4 descrita em Sonne-Hansen e outros (Applied Microbiology and Biotechnology 1993, 38, 537-541) ou A-hring e outros (Arch. Microbiol. 1997, 168, 114-119).
Para ajudar na degradação de materiais que incluam a celulose (tratados por qualquer método aqui descrito ou mesmo não tratados), po-dem-se utilizar uma ou mais enzimas, por exemplo, uma enzima celulolítica. Em algumas modalidades, os materiais que incluem a celulose são primeiro tratados com a enzima, por exemplo, por combinação do material com a enzima em uma solução aquosa. Esse material pode ser, então, combinado com qualquer micro-organismo aqui descrito. Em outras modalidades, os materiais que incluem a celulose, a uma ou mais enzimas e o microorganismo são combinados concomitantemente, por exemplo, por combinação em uma solução aquosa. A fermentação em geral é conduzida em um meio de crescimento aquoso, que contenha uma fonte de nitrogênio ou outra fonte de nutrientes, por exemplo, ureia, juntamente com vitaminas e minerais e metais residuais. Em geral, é preferível que o meio de crescimento seja estéril ou pelo menos tenha uma baixa carga microbiana, por exemplo, contagem bacteriana. A esterilização do meio de crescimento pode ser realizada de qualquer maneira desejada. Entretanto, em implementações preferidas, a esterilização é realizada por irradiação do meio de crescimento ou dos componentes individuais do meio de crescimento antes da misturação. A dosagem de radiação em geral é tão baixa quanto possível, enquanto ainda se obtêm resultados adequados, para minimizar o consumo de energia e os custos resultantes. Por exemplo, em muitos casos, o próprio meio de crescimento ou componentes do meio de crescimento podem ser tratados com uma dose de radiação menor que 5 Mrad, como menor que 4, 3, 2 ou 1 Mrad. Em casos específicos, o meio de crescimento é tratado com uma dose entre cerca de 1 e 3 Mrad. Outras Modalidades Foram descritas inúmeras modalidades. Todavia, deve-se entender que várias modificações podem ser feitas sem sair do espírito e âmbito da exposição.
Embora seja possível realizar todos os processos aqui descritos em uma única localização física, em algumas modalidades, os processos são completados em múltiplos locais e/ou podem ser realizados durante o transporte. A lignina liberada em qualquer processo aqui descrito pode ser capturada e utilizada. Por exemplo, a lignina pode ser usada como capturada como um plástico ou pode ser sinteticamente transformada em outros plásticos. Em alguns casos, pode ser utilizada como uma fonte de energia, por exemplo, queimada para fornecer calor. Em alguns casos, também pode ser convertida em lignossulfonatos, que podem ser utilizados como agluti-nantes, dispersantes, emulsificadores ou sequestrantes. A medição do teor de lignina da matéria-prima de partida pode ser usada no controle de processo desses processos de captura de lignina.
Quando usada como um aglutinante, a lignina ou um lignossul-fonato pode ser, por exemplo, utilizada em briquetes de carvão, em cerâmicas, para aglutinar negro de fumo, para aglutinar fertilizantes e herbicidas, como um supressor de espuma, na preparação de madeira compensada e cartão de partículas, para aglutinar alimentos para animais, como um aglutinante para fibra de vidro, como um aglutinante em pasta de linóleo e como um estabilizador do solo.
Como um dispersante, a lignina ou os lignossulfonatos podem ser usados, por exemplo, em misturas de concreto, argila e cerâmicas, corantes e pigmentos, curtição de couro e em placas de gesso.
Como um emulsificador, a lignina ou os lignossulfonatos podem ser usados, por exemplo, em asfalto, pigmentos e corantes, pesticidas e emulsões de cera.
Como um sequestrante, a lignina ou os lignossulfonatos podem ser usados, por exemplo, em sistemas de micronutrientes, compostos de limpeza e sistemas de tratamento de água, por exemplo, para sistemas de caldeira e resfriamento.
Como uma fonte de calor, a lignina em geral tem um teor de e-nergia mais alto que holocelulose (celulose e hemicelulose), pois contém mais carbono do que a homocelulose. Por exemplo, lignina seca pode ter um teor de energia entre cerca de 6.111 e 6.944 kcal por quilograma (11.000 e 12.500 BTU por libra), em comparação com 3.889 a 4.444 kcal por quilograma (7.000 a 8.000 BTU por libra) da homocelulose. Assim, a lignina pode ser densificada e convertida em briquetes e péletes para queima. Por exemplo, a lignina pode ser convertida em péletes por qualquer método aqui descrito. Para uma queima mais lenta do pélete ou o briquete, a lignina pode ser reticulada, como por aplicação de uma dose de radiação entre cerca de 0,5 Mrad e 5 Mrad. A reticulação pode proporcionar um fator de forma de queima mais lento. O fator de forma, como um pélete ou briquete, pode ser convertido em um "carvão sintético" ou carvão vegetal por pirólise na ausência de ar, por exemplo, entre 400 e 950°C. Antes da pirólise, pode ser desejável reticu-lar a lignina para manter a integridade estrutural.
Portanto, outras modalidades estão dentro do âmbito das reivindicações a seguir.
REIVINDICAÇÕES

Claims (8)

1. Método de redução da recalcitrância de uma matéria-prima de biomassa, caracterizado pelo fato de que compreende: (a) fornecimento de uma matéria-prima de biomassa celulósica ou lignocelulósica; (b) determinação do teor de lignina em uma matéria-prima de biomassa lignocelulósica; (c) redução da recalcitrância da matéria-prima de biomassa, compreendendo: (i) a uma primeira porção da matéria-prima, irradiar a primeira porção com uma quantidade de radiação ionizante suficiente para proporcionar a despolimerização da matéria-prima ou a quebra da cadeia de celulose na mesma, desta forma fornecendo uma primeira porção irradiada contendo uma biomassa com recalcitrância reduzida; (ii) sacarificar a primeira porção irradiada sob condições e por um período de tempo suficientes, em que a biomassa com recalcitrância reduzida proporcione uma taxa elevada de sacarificação com relação à taxa de sacarificação da matéria-prima que não tenha sido irradiada; (iii) a uma segunda porção de matéria-prima, irradiar a segunda porção com uma quantidade de radiação ionizante suficiente para proporcionar a despolimerização da matéria-prima ou a quebra da cadeia de celulose na mesma, desta forma fornecendo uma segunda porção irradiada contendo uma biomassa com recalcitrância reduzida, em que a quantidade de irradiação da segunda porção é a quantidade de irradiação fornecida à primeira porção na etapa (c) (i) ou uma quantidade de irradiação com dose ajustada suficiente para prover a segunda porção irradiada com recalcitrância reduzida, a dita segunda porção irradiada capaz de prover uma taxa de sacarificação elevada com relação à taxa de sacarificação de uma matéria-prima que não tenha sido irradiada; e (d) obtenção da primeira porção irradiada sacarificada, ou a segunda porção irradiada, desta forma reduzindo a recalcitrância da matéria- prima de biomassa.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira porção de matéria-prima de biomassa é irradiada com 0,1 Mrad a 5,0 Mrad de radiação ionizante por 1% em peso de lignina na matéria-prima de biomassa.
3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a primeira porção de matéria-prima de biomassa é irradiada com 0,25 Mrad a 4,0 Mrad de radiação ionizante por 1% em peso de lignina na matéria-prima de biomassa.
4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a primeira porção de matéria-prima de biomassa é irradiada com 0,3 Mrad a 3,5 Mrad de radiação ionizante por 1% em peso de lignina na matéria-prima de biomassa.
5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que irradiação com radiação ionizante compreende irradiar com um feixe de elétrons.
6. Método de preparação de um produto, caracterizado pelo fato de que compreende: (I) redução da recalcitrância de uma matéria-prima de biomassa lignocelulósica, através de: (a) fornecimento de uma matéria-prima de biomassa celulósica ou lignocelulósica; (b) determinação do teor de lignina de uma matéria-prima de biomassa; (c) redução da recalcitrância da matéria-prima de biomassa, compreendendo: (i) a uma primeira porção da matéria-prima, irradiar a primeira porção com uma quantidade de radiação ionizante suficiente para proporcionar a despolimerização da matéria-prima ou a quebra da cadeia de celulose na mesma, desta forma fornecendo uma primeira porção irradiada contendo uma biomassa com recalcitrância reduzida; (ii) sacarificar a primeira porção irradiada sob condições e por um período de tempo suficientes, em que a biomassa com recalcitrância reduzida proporcione uma taxa elevada de sacarificação com relação à taxa de sacarificação da matéria-prima que não tenha sido irradiada; (iii) a uma segunda porção de matéria-prima, irradiar a segunda porção com uma quantidade de radiação ionizante suficiente para proporcionar a despolimerização da matéria-prima ou a quebra da cadeia de celulose na mesma, desta forma fornecendo uma segunda porção irradiada contendo uma biomassa com recalcitrância reduzida, em que a quantidade de irradiação da segunda porção é a quantidade de irradiação fornecida à primeira porção na etapa (c) (i) ou uma quantidade de irradiação com dose ajustada suficiente para prover a segunda porção irradiada com recalcitrância reduzida, a dita segunda porção irradiada capaz de prover uma taxa de sacarificação elevada com relação à taxa de sacarificação de uma matéria-prima que não tenha sido irradiada; e (d) obtenção da primeira porção irradiada sacarificada, ou a segunda porção irradiada, desta forma reduzindo a recalcitrância da matéria-prima de biomassa; (II) conversão de pelo menos uma porção da segunda porção tratada de matéria-prima de biomassa, utilizando um microrganismo, em um produto.
7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o produto compreende um álcool e em que a conversão compreende fermentação.
8. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o produto compreende um ácido carboxílico, um éster de ácido carboxílico, um sal de ácido carboxílico, ou uma mistura dos mesmos, e em que a conversão compreende fermentação.
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Families Citing this family (36)

* 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
BRPI0911588B1 (pt) 2008-04-30 2018-07-17 Xyleco Inc método de preparo de um material de ração
KR101818408B1 (ko) 2009-02-11 2018-01-12 질레코 인코포레이티드 바이오매스의 가공처리방법
US8728320B2 (en) * 2009-06-25 2014-05-20 Bp Corporation North America Inc. Lignin sorbent, lignin removal unit, biorefinery, process for removing lignin, process for binding lignin and renewable material
CN102725415A (zh) * 2009-10-13 2012-10-10 普渡研究基金会 由木质纤维生物质生产乙醇并回收可燃燃料材料
US20120100577A1 (en) * 2010-10-20 2012-04-26 Xyleco, Inc. Processing biomass
CN103717289A (zh) 2011-04-11 2014-04-09 Ada-Es股份有限公司 用于气体组分捕集的流化床方法和系统
JP6220779B2 (ja) * 2011-06-09 2017-10-25 ザイレコ，インコーポレイテッド バイオマス処理
JP5861820B2 (ja) * 2011-09-20 2016-02-16 株式会社エクォス・リサーチ セルロースの可溶化及び水可溶性成分の抽出方法
US10577543B2 (en) 2011-10-27 2020-03-03 Raymond Roger Wallage Efficient oil shale recovery method
IN2014MN00992A (pt) 2011-12-22 2015-04-24 Xyleco Inc
MY169799A (en) 2011-12-22 2019-05-16 Xyleco Inc Processing biomass for use in fuel cells related applications
WO2013151093A1 (ja) * 2012-04-04 2013-10-10 花王株式会社 有機酸の製造方法
UA116630C2 (uk) 2012-07-03 2018-04-25 Ксілеко, Інк. Спосіб перетворення цукру на фурфуриловий спирт
WO2014047354A1 (en) 2012-09-20 2014-03-27 ADA-ES, Inc. Method and system to reclaim functional sites on a sorbent contaminated by heat stable salts
CN103696308B (zh) * 2012-09-27 2015-12-02 湖南桃花江实业有限公司 生物质原料中有价组分的环保分离工艺
AP2015008339A0 (en) 2012-10-10 2015-04-30 Xyleco Inc Equipment protecting enclosures
EA201892101A3 (ru) 2012-10-10 2019-07-31 Ксилеко, Инк. Обработка биомассы
NZ743055A (en) * 2013-03-08 2020-03-27 Xyleco Inc Equipment protecting enclosures
CA2886839A1 (en) 2013-04-26 2014-10-30 Xyleco, Inc. Processing hydroxy-carboxylic acids to polymers
EP2890794A4 (en) 2013-04-26 2016-07-27 Xyleco Inc BIOMASS TREATMENT FOR HYDROXYLCARBOXYLIC ACIDS
KR101486259B1 (ko) * 2013-11-01 2015-01-28 한국원자력연구원 바이오연료 원료물질 추출방법
CN103755972A (zh) * 2013-12-24 2014-04-30 中科院广州化学有限公司 超声烷基化的木质素磺酸盐生物基表面活性剂的制备方法
EP3119679A4 (en) 2014-03-21 2017-10-25 Xyleco, Inc. Method and structures for processing materials
KR101684259B1 (ko) * 2014-07-11 2016-12-21 한국원자력연구원 방사선 및 알카리 병용 전처리를 이용한 볏짚 당화 방법 및 이를 이용한 미세조류 지질 생산 방법
JP2018513785A (ja) 2015-04-07 2018-05-31 ザイレコ，インコーポレイテッド バイオマス処理のモニタリング方法及びシステム
CA2985801C (en) * 2015-05-16 2021-10-26 Big Heart Pet, Inc. Palatable expanded food products and methods of manufacture thereof
DE102016112504A1 (de) * 2016-07-07 2018-01-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Optische Anordnung zur spektralen Zerlegung von Licht
CN110177615A (zh) * 2016-12-09 2019-08-27 泰顿生物科学有限公司 为原料提供定制的生物加工条件的方法和系统
US10645950B2 (en) 2017-05-01 2020-05-12 Usarium Inc. Methods of manufacturing products from material comprising oilcake, compositions produced from materials comprising processed oilcake, and systems for processing oilcake
CN108285143A (zh) * 2018-01-24 2018-07-17 江苏理工学院 一种生物质基氮掺杂薄层石墨化碳材料的制备方法
CN109939240A (zh) * 2019-03-28 2019-06-28 亳州职业技术学院 一种电离辐射处理中药材粉末的生产工艺
CN110170313A (zh) * 2019-06-04 2019-08-27 湖南省核农学与航天育种研究所 一种辐照接枝制备木质素吸附剂的方法
FR3097555B1 (fr) * 2019-06-24 2021-11-26 Europeenne De Biomasse Procédé de production d’un biocombustible par vapocraquage
US20220332673A1 (en) * 2019-06-26 2022-10-20 University Of Florida Research Foundation, Inc. Catalytic depolymerization of lignin to high value hydrocarbons
US11839225B2 (en) 2021-07-14 2023-12-12 Usarium Inc. Method for manufacturing alternative meat from liquid spent brewers' yeast

Family Cites Families (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3801432A (en) * 1972-02-07 1974-04-02 Radiation Dev Co Ltd Process for subjecting wood chips to irradiation with electrons
SE385027B (sv) 1974-09-27 1976-05-31 Mo Och Domsjoe Ab Forfarande for att frilegga cellulosafibrer
ATE798T1 (de) * 1978-06-15 1982-04-15 Imperial Chemical Industries Plc Entzuendungshemmende 1-phe nyl-2-aminoaethanol-derivate, verfahren zu ihrer herstellung und sie enthaltende pharmazeutische zusammensetzungen zur oertlichen anwendung.
US4304649A (en) * 1980-08-25 1981-12-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Solubilization of lignocellulosic materials
JPS5915633B2 (ja) 1981-09-30 1984-04-10 新燃料油開発技術研究組合 セルロ−ス質材の酵素加水分解方法
JPS5858077B2 (ja) * 1981-11-12 1983-12-23 新燃料油開発技術研究組合 セルロ−ス質材酵素加水分解の前処理方法
JPS5953840B2 (ja) * 1982-10-15 1984-12-27 新燃料油開発技術研究組合 セルロ−ス質材酵素加水分解の前処理方法
JPS60164494A (ja) * 1984-02-07 1985-08-27 Res Assoc Petroleum Alternat Dev<Rapad> セルロ−ス質材酵素加水分解の前処理方法
JPS6178390A (ja) 1984-09-25 1986-04-21 Japan Atom Energy Res Inst セルロ−ス廃資源の糖化発酵における前処理方法
JPS63133997A (ja) 1986-11-26 1988-06-06 Japan Atom Energy Res Inst セルロ−ス系農林産廃棄物の飼料化及び糖化法
US5138007A (en) * 1988-12-19 1992-08-11 Meister John J Process for making graft copolymers from lignin and vinyl monomers
US5196069A (en) 1991-07-05 1993-03-23 The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration Apparatus and method for cellulose processing using microwave pretreatment
RU2095415C1 (ru) * 1992-12-03 1997-11-10 Татьяна Евгеньевна Огородникова Способ получения этанола из целлюлозного материала
JP3212759B2 (ja) * 1993-05-07 2001-09-25 西松建設株式会社 オゾンによる解繊古紙のボンディング特性改善方法
CN1179188A (zh) * 1995-03-23 1998-04-15 西门子公司 在制造纸浆和/或造纸时的过程控制方法和设备
US5952105A (en) 1997-09-02 1999-09-14 Xyleco, Inc. Poly-coated paper composites
US20030187102A1 (en) 1997-09-02 2003-10-02 Marshall Medoff Compositions and composites of cellulosic and lignocellulosic materials and resins, and methods of making the same
US6448307B1 (en) 1997-09-02 2002-09-10 Xyleco, Inc. Compositions of texturized fibrous materials
US5973035A (en) 1997-10-31 1999-10-26 Xyleco, Inc. Cellulosic fiber composites
US20020010229A1 (en) 1997-09-02 2002-01-24 Marshall Medoff Cellulosic and lignocellulosic materials and compositions and composites made therefrom
US20020088019A1 (en) * 1997-09-02 2002-07-04 Oron Yacoby-Zeevi Methods of and pharmaceutical compositions for improving implantation of embryos
US6852517B1 (en) 1999-08-30 2005-02-08 Wisconsin Alumni Research Foundation Production of 3-hydroxypropionic acid in recombinant organisms
DE60136267D1 (de) * 2000-02-17 2008-12-04 Biogasol Ipr Aps Methode zur behandlung von lignin- und zellulosehaltigen stoffen
FI20001612L (fi) * 2000-07-05 2002-02-13 Dynea Chemicals Oy Menetelmä kuitulevyjen valmistamiseksi
JP2004187650A (ja) * 2002-10-17 2004-07-08 Tsukishima Kikai Co Ltd 廃建材からのアルコール又は有機酸の製造方法
EP1437415A1 (en) 2003-01-13 2004-07-14 PURAC Biochem BV Preparation of lactic acid from a pentose-containing substrate
US7604967B2 (en) * 2003-03-19 2009-10-20 The Trustees Of Dartmouth College Lignin-blocking treatment of biomass and uses thereof
US20090017015A1 (en) * 2004-02-20 2009-01-15 Thomas Edward Hughes Dpp-iv inhibitors for treating neurodegeneration and cognitive disorders
JP2005289666A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Toyota Boshoku Corp 炭化物の製造方法
US7353008B2 (en) 2004-04-21 2008-04-01 Agilent Technologies, Inc. Method and system for optimizing decibel data conversion
WO2006017137A1 (en) * 2004-07-09 2006-02-16 Earnest Stuart Effect of radiation on cellulase enzymes
JP2006088136A (ja) * 2004-09-24 2006-04-06 Katsutoshi Okubo バイオマスエタノール生成物とバイオマスエタノール生成物製造方法
BRPI0607744B1 (pt) 2005-03-04 2018-04-17 Fpinnovations Método para determinar uma propriedade de polpa de fibras de polpa química, e, linha de fabricação de fibra de polpa
US7708214B2 (en) 2005-08-24 2010-05-04 Xyleco, Inc. Fibrous materials and composites
ES2368165T3 (es) * 2005-08-04 2011-11-15 Novozymes, Inc. Polipéptidos con actividad de beta-glucosidasa y polinucleótidos que codifican los mismos.
FI20051145A7 (fi) * 2005-11-11 2007-05-12 Kemira Oyj Massa, menetelmä massan valmistamiseksi lignoselluloosamateriaalista ja menetelmä lignoselluloosamateriaalin pehmentämiseksi
CN101085994A (zh) * 2006-06-06 2007-12-12 河南农业大学 一种秸秆类原料生产燃料乙醇的发酵方法
MX2009000712A (es) 2006-07-21 2009-03-23 Xyleco Inc Sistemas para conversion de biomasa.
CN1908184A (zh) * 2006-08-05 2007-02-07 中国科学院等离子体物理研究所 以木质纤维素类物质发酵制取高光学纯度l－乳酸的方法
US8170908B1 (en) 2006-08-10 2012-05-01 Vaughan Jr John Thomas Apparatus and method for processing agricultural materials and changing the proportions of output materials
JP4756276B2 (ja) * 2006-10-16 2011-08-24 独立行政法人森林総合研究所 エタノールの製造方法
EP2415812A3 (en) * 2006-10-26 2012-10-31 Xyleco, Inc. Method of making a combustible fuel from biomass
BRPI0811760A2 (pt) * 2007-06-20 2014-11-11 Nagarjuna Energy Private Ltd Processo para separação de componentes de biomassa
CN105063099A (zh) * 2007-06-27 2015-11-18 诺维信公司 产生发酵产物的方法
WO2009005390A1 (en) * 2007-07-04 2009-01-08 'arter Technology Limited' Method of producing bioethanol from lignocellulose
KR101818408B1 (ko) * 2009-02-11 2018-01-12 질레코 인코포레이티드 바이오매스의 가공처리방법
NZ708842A (en) * 2010-07-19 2017-01-27 Xyleco Inc Processing biomass
CN104981147B (zh) 2012-10-24 2018-09-14 学校法人玉川学园 照明系统及植物栽培装置

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