図面 (/)

技術 材料を加工するためのアレイ

出願人 ザイレコ,インコーポレイテッド
発明者 メドフ,マーシャルマスターマン,トーマスクレイグパラディス,ロバート
出願日 2019年10月15日 (1年2ヶ月経過) 出願番号 2019-188673
公開日 2020年3月12日 (9ヶ月経過) 公開番号 2020-037106
状態 未査定
技術分野 固体廃棄物の処理 糖工業 微生物・酵素関連装置
主要キーワード 共有壁 処理コンベヤ 衝突抵抗 機械的切り 運搬ステップ 電流制御要素 投入デバイス 使用持続
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年3月12日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

材料(例えば、植物バイオマス動物バイオマス、および自治体廃棄物バイオマス)を加工して、有用な中間体および生成物、例えばエネルギー燃料食物または材料を生成するために、保管庫アレイを用いて、セルロース系および/またはリグノセルロース系物質のような供給原料物質を処理するためのシステム設備および方法の提供。

解決手段

複数の再構成可能な保管庫であって、各保管庫は複数のインターロッキング放射線不透過性ブロックから形成される保管庫と、各保管庫内照射装置および処理コンベヤを備え、バイオマス材料が照射装置および処理コンベヤを用いて各保管庫内で処理される、処理操作ユニット

概要

背景

本発明の背景
例を挙げると農業残渣、木質バイオマス自治体廃棄物、油料種子粕類および海藻など
、多くの潜在的リグノセルロース系原料が、今日は入手可能である。現在、これらの材料
の多くは、十分に活用されておらず、例えば動物飼料バイオコンポスト材料として用い
られるか、コジェネレーション施設焼却されるか、または埋め立てられることさえある

リグノセルロース系バイオマスは、ヘミセルロースマトリックス包埋され、リグニン
に包囲された結晶セルロース原繊維を含む。これが、酵素、ならびに他の化学的生化学
的および/または生物学的工程による接近が困難な緻密なマトリックスを生成する。セル
ロースバイオマス材料(例えば、リグニンが除去されたバイオマス材料)は、酵素およ
び他の変換工程により利用し易いが、それでも天然由来セルロース材料は多くの場合、
加水分解酵素と接触させると、低い収率となる(理論収率と比較)。リグノセルロース系
バイオマスは、酵素の攻撃に対してより難分解性である。さらにリグノセルロース系バイ
マスの各タイプは、それぞれに特有セルロース、ヘミセルロースおよびリグニンの組
成を有する。

概要

材料(例えば、植物バイオマス動物バイオマス、および自治体廃棄物バイオマス)を加工して、有用な中間体および生成物、例えばエネルギー燃料食物または材料を生成するために、保管庫アレイを用いて、セルロース系および/またはリグノセルロース系物質のような供給原料物質を処理するためのシステム設備および方法の提供。複数の再構成可能な保管庫であって、各保管庫は複数のインターロッキング放射線不透過性ブロックから形成される保管庫と、各保管庫内照射装置および処理コンベヤを備え、バイオマス材料が照射装置および処理コンベヤを用いて各保管庫内で処理される、処理操作ユニット。A

目的

幾つかの例において、放射線不透過性材料は、良好な遮蔽を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

複数の格納庫ステムであって、各格納庫システムが1つ以上の保管庫を含み、そして各保管庫内照射装置および処理コンベヤ包含する格納庫システム。

請求項2

前記格納庫システムが列をなして配置される請求項1に記載の操作ユニット

請求項3

前記列が第一方向に延びる請求項2記載の操作ユニットであって、各格納庫システムが一般的に第一方向に対して垂直方向に延びる2つ以上の保管庫を含む操作ユニット。

請求項4

各格納庫の第一および第二保管庫が共通の壁を共有する請求項3記載の操作ユニット。

請求項5

各第一保管庫が貯蔵施設からの非処理バイオマス受容するよう設計され、そして前記バイオマス材料が照射装置および処理コンベヤを利用して各保管庫中で処理される請求項4記載の操作ユニット。

請求項6

各格納庫システムの第一保管庫が格納庫システムの第一保管庫から第二保管庫に処理済バイオマス運搬するよう設計される設備をさらに封入する請求項5記載の操作ユニット。

請求項7

前記照射装置が電子加速器を包含する前記請求項のいずれか一項に記載の操作ユニット。

請求項8

前記処理コンベヤが振動コンベヤを包含する前記請求項のいずれか一項に記載の操作ユニット。

請求項9

処理済み材料生成方法であって、以下の:材料を複数の材料部分に分割すること、前記材料部分を複数の第一保管庫に運搬すること(ここで、各第一保管庫は前記材料部分のうちの1つを受容する)、前記保管庫中の前記材料部分を処理すること、前記第一保管庫の外に前記材料部分を運搬すること、そして前記材料部分を併合することを包含する方法。

請求項10

処理することが、電離放射線を線量放射すること、音波処理酸化熱分解水蒸気爆発化学的処理機械的処理凍結粉砕およびその組合せからなる群から選択される処理方法を包含する請求項9記載の方法。

請求項11

電離放射線を線量投与することが電子線の照射を包含する請求項10記載の方法。

請求項12

各材料部分が約10Mrad〜約150Mrad線量の放射線で処理される請求項10または11記載の方法。

請求項13

各第一保管庫内で、材料が約10Mrad〜約50Mradの線量の放射線で処理される請求項10〜12のいずれか一項に記載の方法。

請求項14

運搬ステップが空気運搬することを包含する請求項9〜13のいずれか一項に記載の方法。

請求項15

前記材料部分を処理しながら、振動コンベヤで前記材料を運搬することをさらに包含する請求項9〜14のいずれか一項に記載の方法。

請求項16

前記材料を連続的に分割すること、前記材料部分を第一保管庫に連続的に運搬すること、前記材料部分を連続的に処理すること、そして前記材料部分を連続的に併合して、処理済み材料を連続的に生成することをさらに包含する請求項9〜15のいずれか一項に記載の方法。

請求項17

前記各材料部分の温度が前記処理ステップ中に150℃を超えない請求項9〜16のいずれか一項に記載の方法。

請求項18

照射間に処理および/または冷却しながら(例えば、スクリュークーラーを利用する)、各材料を冷却することをさらに包含する請求項9〜17のいずれか一項に記載の方法。

請求項19

前記第一保管庫の外に前記材料部分を運搬後、前記材料部分を複数の第二保管庫に運搬すること(各第二保管庫は前記材料部分のうちの1つを受容する)、前記第二保管庫中で前記材料部分を処理すること、前記第二保管庫の外に前記材料部分を運搬することをさらに包含する請求項9〜18のいずれか一項に記載の方法。

請求項20

第一および第二保管庫の各々が共通の壁を共有する請求項19記載の方法。

請求項21

前記第一処理と第二処理ステップの間に前記材料部分を冷却することをさらに包含する請求項19または20記載の方法。

請求項22

前記材料がバイオマス材料であり、処理することが前記バイオマス材料の難分解性を低減するかまたはさらに低減する請求項9〜21のいずれか一項に記載の方法。

請求項23

前記バイオマス材料がセルロース系またはリグノセルロース系物質である請求項22記載の方法。

請求項24

前記セルロース系またはリグノセルロース系バイオマスが、紙、紙製品紙廃棄物紙パルプ着色紙積載紙(loadedpaper)、塗工紙、充填紙、雑誌印刷物印刷用紙、ポリコート紙、カードストック、厚紙、ボール紙、綿、木材、パーティクルボード林業廃棄物、おがくずアスペン材、木材チップ、草、アメリカクサキビススキスパルティナ属植物、クサヨシ穀粒残渣、コメ籾殻オートムギ籾殻、コムギ籾殻、オオムギ籾殻、農業廃棄物貯蔵牧草キャノーラ藁、コムギ藁、オオムギ藁、オートムギ藁、イネ藁、ジュート大麻亜麻タケサイザルアサ、マニラアサトウモロコシ穂軸トウモロコシ飼葉、ダイズ飼葉、トウモロコシ繊維、アルファルファ干し草ココナッツヘア砂糖加工残渣バガスビートパルプ、リューゼツランバガス、藻類海藻有機肥料汚水アラチャソババナナ、オオムギ、キャッサバオクラサゴヤシモロコシジャガイモサツマイモタロイモヤムイモインゲンマメソラマメレンズマメエンドウ豆およびこれらのいずれかの混合物からなる群から選択される請求項23記載の方法。

請求項25

前記処理済み材料が少なくとも500lb/時間/保管庫の比率で生成される請求項9〜24のいずれか一項に記載の方法。

技術分野

0001

関連出願の相互参照
本出願は、以下の仮特許出願の優先権を主張するものである:2013年3月8日出
の米国特許出願第61/774,684号;2013年3月8日出願の米国特許出願第6
1/774,773号;2013年3月8日出願の米国特許出願第61/774,731
号;2013年3月8日出願の米国特許出願第61/774,735号;2013年3月
8日出願の米国特許出願第61/774,740号;2013年3月8日出願の米国特許
出願第61/774,744号;2013年3月8日出願の米国特許出願第61/774
,746号;2013年3月8日出願の米国特許出願第61/774,750号;201
3年3月8日出願の米国特許出願第61/774,752号;2013年3月8日出願の
米国特許出願第61/774,754号;2013年3月8日出願の米国特許出願第61
/774,775号;2013年3月8日出願の米国特許出願第61/774,780号
;2013年3月8日出願の米国特許出願第61/774,761号;2013年3月8
日出願の米国特許出願第61/774,723号;および2013年3月15日出願の米
国特許出願第61/793,336号。これらの仮特許出願それぞれの開示全体は、参照
により本明細書に組み入れられる。

背景技術

0002

本発明の背景
例を挙げると農業残渣、木質バイオマス自治体廃棄物、油料種子粕類および海藻など
、多くの潜在的リグノセルロース系原料が、今日は入手可能である。現在、これらの材料
の多くは、十分に活用されておらず、例えば動物飼料バイオコンポスト材料として用い
られるか、コジェネレーション施設焼却されるか、または埋め立てられることさえある

0003

リグノセルロース系バイオマスは、ヘミセルロースマトリックス包埋され、リグニン
に包囲された結晶セルロース原繊維を含む。これが、酵素、ならびに他の化学的生化学
的および/または生物学的工程による接近が困難な緻密なマトリックスを生成する。セル
ロースバイオマス材料(例えば、リグニンが除去されたバイオマス材料)は、酵素およ
び他の変換工程により利用し易いが、それでも天然由来セルロース材料は多くの場合、
加水分解酵素と接触させると、低い収率となる(理論収率と比較)。リグノセルロース系
バイオマスは、酵素の攻撃に対してより難分解性である。さらにリグノセルロース系バイ
マスの各タイプは、それぞれに特有セルロース、ヘミセルロースおよびリグニンの組
成を有する。

発明が解決しようとする課題

0004

概要
一般的に、本発明は、バイオマス材料のような材料を処理するための格納庫に関する。
本発明は、例えばバイオマス材料から生成物を生成するための設備、方法およびシステム
にも関する。当該方法およびシステムは、バイオマス材料を加工するために保管庫のアレ
イを利用することを包含する。一般的に、多数の方法が、電子線で保管庫中で難分解性バ
イオマスを処理すること、次いで、低減化難分解性材料を、例えばエタノール、キシリト
ールおよびその他の生成物に、生化学的および化学的に加工することを包含する。

課題を解決するための手段

0005

一態様において、本発明は、処理済み材料、例えばバイオマス材料または炭水化物含有
材料を生成する方法であって、材料を複数の部分に分割すること、前記部分を複数の保管
庫に運搬すること(ここで、各保管庫は前記材料部分のうちの1つを受容する);保管庫
中の前記材料を処理すること(例えば、バイオマス部分の難分解性を低減すること);保
管庫の外に前記材料部分を運搬すること;そして前記材料部分を併合することを包含する
方法に関する。

0006

別の態様では、本発明は、処理済み材料(例えば処理済みバイオマス材料、処理済み炭
化物含有材料)を生成する方法であって、材料を複数の材料部分に分割すること、前記
材料部分を複数の第一保管庫に運搬すること(ここで、各第一保管庫は前記材料部分のう
ちの1つを受容する)を包含する方法に関する。次に、前記材料部分は、前記第一保管庫
の各々において処理される(例えば、材料がバイオマスである場合、それは、バイオマス
の難分解性を低減するよう処理される)。この処理後、材料部分は第一保管庫の外に運搬
され、そして併合されて、併合処理済み材料を生成する。処理は、電離放射線を線量放射
すること、音波処理酸化熱分解水蒸気爆発化学的処理機械的処理凍結粉砕
よびこれらの組合せからなる群から選択され得る。任意に、照射は、電子線を用いて、例
えば約10Mrad〜約150Mrad線量の放射線でなされ得る(例えば、第一保管庫
内で、約10Mrad〜約50Mradの線量の放射線で、あるいは約5〜約20Mra
dで処理する)。材料は、(例えば保管庫中に、外に、および/または保管庫を通して)
空気運搬され得る。任意に、材料は、材料部分を処理しながら、振動コンベヤで運搬され
る。

0007

いくつかの実行において、当該方法におけるステップは連続的であり、したがって、当
該方法は処理済み材料を連続的に生成する。例えば当該方法では、材料は連続的に分割さ
れ、材料部分は第一保管庫中に連続的に運搬され、材料部分は連続的に処理されて、処理
済み材料部分は第一保管庫の外に連続的に運搬されて、連続的に併合される。

0008

いくつかの実行において、各材料部分の温度は、処理ステップ中に約150℃を超えな
い。例えば任意に、材料を処理しながら、各材料部分は冷却され得るし、あるいは材料を
処理する前または後に冷却され、例えば材料は、スクリュークーラーによる処理間に冷却
され得る。処理済み材料は、少なくとも500lb/時間/保管庫(例えば、約1,00
0lb/時間/保管庫より高い、約1500lb/時間/保管庫より高い、約2,000
lb/時間/保管庫より高い、約2,500lb/時間/保管庫より高い、約3,000
lb/時間/保管庫より高い、約3,500lb/時間/保管庫より高い、約4,000
lb/時間/保管庫より高い、約4,500lb/時間/保管庫より高い)の比率で生成
される。任意に、材料の加工は、約1,000lb/時間〜約10,000lb/時間、
例えば約2,000lb/時間〜約6,000lb/時間、または約2,000lb/時
間〜約5,000lbs/時間の比率で起こる。任意に、加工は、約10,000lb/
時間より大きい、例えば約15,000lb/時間より大きい、約20,000lb/時
間より大きい、約25,000lb/時間より大きいことさえあり得る。例えば材料は、
約1,000lb/時間〜約10,000lb/時間、約2,000lb/時間〜約6,
000lb/時間、約2,000lb/時間〜約5,000lb/時間の比率で、保管庫
を通して運搬され得る。任意に、材料は、約10,000lb/時間より大きい、約15
,000lb/時間より大きい、約20,000lb/時間より大きい比率で、または約
約25,000lb/時間より大きいことさえある比率で、格納庫を通して(例えば処理
されながら)運搬され得る。

0009

いくつかの実行において、当該方法はさらに、第一保管庫の外に材料部分を運搬後、材
料部分を複数の第二保管庫に運搬すること(第二保管庫は材料部分のうちの1つを受容す
る)を包含する。この実行において、材料部分は、例えば電子線で照射することにより、
あるいは記述された他の方法のいずれか(例えば、電離放射線、音波処理、酸化、熱分解
、水蒸気爆発、化学的処理、機械的処理、凍結粉砕およびこれらの組合せ)により、処理
され得る。例えば、材料がバイオマスである場合、第二保管庫における処理は、バイオ
ス難分解性をさらに低減し得る。例えば第二保管庫における処理は、約1〜約100Mr
ad(例えば約5〜約20Mradの放射線)の線量を材料に送達し得る。この第二処理
後、材料部分は第二保管庫の外に運搬されて、併合され得る。任意に、第一および第二保
管庫は、共通の壁を共有する。任意に、材料部分は、第一処理ステップと第二処理ステッ
プの間に冷却され得る。

0010

前記のように、いくつかの実行において、材料は、セルロース系またはリグノセルロ
ス系物質を含むバイオマス材料である。処理は、バイオマスの難分解性を低減するかまた
はさらに低減し得る。例えば材料は、紙、紙製品紙廃棄物紙パルプ着色紙積載紙
(loaded paper)、塗工紙、充填紙、雑誌印刷物印刷用紙、ポリコート
紙、カードストック、厚紙、ボール紙、綿、木材、パーティクルボード林業廃棄物、お
がくず、アスペン材、木材チップ、草、アメリカクサキビススキスパルティナ属植物
、クサヨシ穀粒残渣、コメ籾殻オートムギ籾殻、コムギ籾殻、オオムギ籾殻、農業廃
棄物、貯蔵牧草キャノーラ藁、コムギ藁、オオムギ藁、オートムギ藁、イネ藁、ジュー
ト、大麻亜麻タケサイザルアサ、マニラアサトウモロコシ穂軸トウモロコシ
葉、ダイズ飼葉、トウモロコシ繊維、アルファルファ干し草ココナッツヘア砂糖
工残渣、バガスビートパルプ、リューゼツランバガス、藻類、海藻、有機肥料汚水
アラチャソババナナ、オオムギ、キャッサバオクラサゴヤシモロコシ
ジャガイモサツマイモタロイモヤムイモインゲンマメソラマメレンズマメ
エンドウおよびこれらのいずれかの混合物からなる群から選択され得る。

0011

別の態様では、本発明は、複数の格納庫システムを包含する処理操作ユニットであって
、各格納庫システムが1つ以上の保管庫を含み、各保管庫がその内側に照射装置(例えば
電子加速器)および処理コンベヤ(例えば、振動コンベヤ)を有する処理操作ユニット
に関する。任意に、格納庫システムは、第一方向に延びる列をなして配置され、この場合
、各格納庫システムは一般的に第一方向に対して垂直方向に延びる2つ以上の保管庫(例
えば、第一保管庫および第二保管庫)を含む。

0012

いくつかの実行において、例えば格納庫が第一および第二保管庫を含む場合、各格納庫
は共通の壁を共有し得る。任意に、各第一保管庫は、貯蔵施設からの非処理バイオマス
受容するよう設計され、この場合、バイオマス材料は照射装置および処理コンベヤ(例え
ば振動コンベヤ)を利用して各保管庫中で処理される。付加的には、各格納庫システムの
第一保管庫は、格納庫システムの各第一保管庫から各第二保管庫に処理済みバイオマスを
運搬するよう設計される設備をさらに封入する。

0013

照射によるバイオマスの処理の限界は、処理、例えば難分解性低減処理材料全体を通
して特定の投与量を要するいくつかの場合において、1または2つの処理保管庫が利用さ
れる場合、処理量は非常に低くなり得る。各保管庫が照射装置を装備される保管庫のアレ
イの利用は、処理量を大いに増大し得る。付加的には、共通の壁を使用するようにアレイ
接合され、構築材料コストは大きく低減され得る。

0014

本発明の実行は、任意に、以下の要約された特徴のうちの1つ以上を含み得る。いくつ
かの実行において、選択される特徴は、任意の順番で適用されるかまたは利用され得るが
、一方、他の実行では、特定の選定順序が適用されるかまたは利用される。個々の特徴は
、任意の順序で1回より多く適用されるかまたは利用され得るし、連続的ですらあり得る
。さらに、適用または利用される特徴の全順序または順序の一部分は、1回、任意の順番
で反復的にまたは連続的に適用されるかまたは利用され得る。いくつかの任意の実行にお
いて、特徴は、当業者により決定されるような異なる、または同一物が適用可能な場合は
、所定のまたは変更された、定量的または定性パラメーターを伴って適用または利用さ
れ得る。例えば、サイズ、個々の寸法(例えば、長さ、幅、高さ)、使用位置、使用程度
(例えば、難分解性の程度のような程度)、使用持続期間、使用頻度密度、濃度、強度
および速度のパラメーターは、当業者により決定されるように適用可能な場合、変更され
るかまたは設定され得る。

0015

例えば特徴としては、以下のものが挙げられる:複数の格納庫システムを含む処理操作
ユニット;1つ以上の保管庫を含む格納庫システム;保管庫は、それらと友井、照射装置
および処理コンベヤを有する;列になって配置される格納庫システム;第一方向に延びる
列になって配置される格納庫システム;格納庫システムは、一般的に第一方向と垂直の方
向に延びる2つ以上の保管庫を含む;格納庫内の第一および第二保管庫間の共有壁を包含
する格納庫;貯蔵施設からの非処理バイオマスを受容するよう設計される第一保管庫を有
する格納庫システム;保管庫内の照射装置および処理コンベヤを利用するその中のバイオ
マス材料を処理するために設計される保管庫;格納庫システムの第一保管庫から格納庫シ
ステムの第二保管庫に処理済みバイオマスを輸送よう設計される格納庫システム中の設備
;保管庫中の材料の照射のために設計される格納庫システムの保管庫中の照射装置;保管
庫中に封入される振動コンベヤを含むコンベヤーまたはコンベヤー系。

0016

例えば特徴としては、以下のものも挙げられ得る:処理材料生成方法であって、材料
を複数の材料部分に分割すること;複数の材料部分を複数の第一保管庫に運搬すること(
ここで、各第一保管庫は材料部分のうちの1つを受容する);第一保管庫中の材料部分を
処理すること;第一保管庫の外に材料部分を運搬すること;複数の第一保管庫の外に運ば
れた材料部分を併合すること;電離放射線で材料を処理すること;音波処理により材料を
処理すること;酸化により材料を処理すること;熱分解により材料を処理すること;水蒸
爆発により材料を処理すること;化学的処理により材料を処理すること;機械的処理に
より材料を処理すること;凍結により材料を処理すること;電子線で材料を処理すること
;約10〜約150Mrad線量の放射線で材料を処理すること;約10〜約50Mra
染料の放射線で材料を処理すること;材料は、空気運搬を含めた運搬ステップで運搬さ
れる;材料部分は、保管庫中で処理されながら、保管庫中で振動コンベヤで運搬される;
材料を連続的に分割すること;第一保管庫中に材料を連続的に運搬すること;材料部分を
連続的に処理し、そして材料部分を連続的に併合すること;処理済み材料を連続的に生成
すること;材料部分の温度は、処理ステップ中は150℃を超えない;材料部分を処理し
ながら材料部分を冷却すること;共通の壁を共有する第一および第二保管庫を利用するこ
と;第一処理ステップと第二処理ステップの間に材料部分を冷却すること;バイオマス材
料を処理して、その難分解性を低減するかまたはさらに低減すること;セルロース系また
リグノセルロース系物質を処理して、その難分解性を低減するかまたはさらに低減する
こと;紙を含む材料を処理すること;紙製品を含む材料を処理すること;紙廃棄物を含む
材料を処理すること;紙パルプを含む材料を処理すること;着色紙を含む材料を処理する
こと;積載紙(loaded paper)を含む材料を処理すること;塗工紙を含む材
料を処理すること;充填紙を含む材料を処理すること;雑誌を含む材料を処理すること;
印刷物を含む材料を処理すること;印刷用紙を含む材料を処理すること;ポリコート紙を
含む材料を処理すること;カードストックを含む材料を処理すること;厚紙を含む材料を
処理すること;ボール紙を含む材料を処理すること;綿を含む材料を処理すること;木材
を含む材料を処理すること;パーティクルボードを含む材料を処理すること;林業廃棄物
を含む材料を処理すること;おがくずを含む材料を処理すること;アスペン材を含む材料
を処理すること;木材チップを含む材料を処理すること;草を含む材料を処理すること;
アメリカクサキビを含む材料を処理すること;ススキを含む材料を処理すること;スパ
ティナ属植物を含む材料を処理すること;クサヨシを含む材料を処理すること;穀粒残渣
を含む材料を処理すること;コメ籾殻を含む材料を処理すること;オートムギ籾殻を含む
材料を処理すること;コムギ籾殻を含む材料を処理すること;オオムギ籾殻を含む材料を
処理すること;農業廃棄物を含む材料を処理すること;貯蔵牧草を含む材料を処理するこ
と;キャノーラ藁を含む材料を処理すること;コムギ藁を含む材料を処理すること;オオ
ムギ藁を含む材料を処理すること;オートムギ藁を含む材料を処理すること;イネ藁を含
む材料を処理すること;ジュートを含む材料を処理すること;大麻を含む材料を処理する
こと;亜麻を含む材料を処理すること;タケを含む材料を処理すること;サイザルアサを
含む材料を処理すること;マニラアサを含む材料を処理すること;トウモロコシ穂軸を含
む材料を処理すること;トウモロコシ飼葉を含む材料を処理すること;ダイズ飼葉を含む
材料を処理すること;トウモロコシ繊維を含む材料を処理すること;アルファルファを含
む材料を処理すること;干し草を含む材料を処理すること;ココナッツヘアを含む材料を
処理すること;砂糖加工残渣を含む材料を処理すること;バガスを含む材料を処理するこ
と;ビートパルプを含む材料を処理すること;リューゼツランバガスを含む材料を処理す
ること;藻類を含む材料を処理すること;海藻を含む材料を処理すること;有機肥料を含
む材料を処理すること;汚水を含む材料を処理すること;アラカチャを含む材料を処理す
ること;ソバを含む材料を処理すること;バナナを含む材料を処理すること;オオムギを
含む材料を処理すること;キャッサバを含む材料を処理すること;葛を含む材料を処理す
ること;オクラを含む材料を処理すること;サゴヤシを含む材料を処理すること;モロコ
シを含む材料を処理すること;ジャガイモを含む材料を処理すること;サツマイモを含む
材料を処理すること;タロイモを含む材料を処理すること;ヤムイモを含む材料を処理す
ること;インゲンマメを含む材料を処理すること;ソラマメを含む材料を処理すること;
レンズマメを含む材料を処理すること;エンドウマメを含む材料を処理すること;少なく
とも500lb/時間/保管庫の比率で複数の保管庫を通して加工することにより生成さ
れる材料を処理することを包含する方法。

0017

本発明のその他の特徴および利点は、以下の詳細な説明から、ならびに特許請求の範囲
から明らかになる。

図面の簡単な説明

0018

糖溶液の製造工程およびそれから得られる生成物を示す流れ図である。
バイオマスを処理するための工程を示す図である。
バイオマス処理のためのアレイの透視図である。
バイオマスに関して考え得る流路を示すバイオマス処理のためのアレイ上側面図である。
共通の壁を共有する4つの保管庫を示す、アレイの詳細図である。

実施例

0019

詳細な説明
本明細書に記載される方法およびシステムを用いて、例えばバイオマス(例えば、植物
バイオマス、動物バイオマス、紙、および自治体廃棄物バイオマス)から供給され得る、
そしてしばしば容易に入手可能であるが、しかし加工するのが難しいセルロース系および
リグノセルロース系供給原料物質は、有用な生成物(例えば、糖、例えばキシロースおよ
グルコース、ならびにアルコール、例えばエタノールおよびブタノール)に変えられ得
る。保管庫のアレイを利用して材料(例えば、バイオマスおよび炭水化物含有材料)を処
理するための方法およびシステムが包含される。

0020

図1を参照すると、糖溶液および生成物を製造するための工程は、例えば、セルロース
系および/またはリグノセルロース系供給原料を任意に機械的に処理することを包含する
110。この処理の前および/または後に、供給原料は、別の物理的処理、例えば照射で
処理されて、その難分解性を低減するかまたはさらに低減し得る112。糖溶液は、例え
ば1つ以上の酵素の付加111により、供給原料を糖化することにより生成される114
。生成物は、例えばアルコールへの発酵により、糖溶液から得られる116。さらなる加
工処理124は、例えば蒸留により、溶液を精製することを包含し得る。所望により、例
えば米国特許第8,415,122号(2013年4月9日発行)(この記載内容は参照
により本明細書中に組み入れられる)に記載されているように、リグニン含量を測定する
ステップ118およびこの測定に基づいて工程パラメーターを設定するかまたは調整する
こと120が、工程の種々の段階で実施され得る。

0021

処理ステップ112は、電子線による照射であり得る。処理の処理量を増大するための
、そして総処理レベルをより均一に広げるための有益な方法は、図2に示されている。こ
の方法では、バイオマス材料、例えば非処理バイオマス材料は、複数のバイオマス部分(
または横列)、例えば1、2、3・・・Nまでの部分(または横列)に分割される。バイ
オマスの部分または列は、保管庫のN列に送られるが、ここでは、保管庫の各列は、1、
2、3・・・Mまでの保管庫(例えば、保管庫の1、2、3・・・Mまでの縦列)を含み
得る。このような実施形態では、例えばバイオマスは、より小さい処理レベルの数の適用
により、所望の総処理レベルに処理され得る。これは、例えば材料が、総処理レベルの温
度上昇には耐えることができないが、しかしより低い処理レベルに関連した温度上昇には
耐え得るならば、有用であり得る。列の数は、1〜100(例えば、2〜50、3〜30
、4〜20または10〜20)であり得る。保管庫の縦列の数は、1〜10(例えば、1
〜6、2〜6または2〜4)であり得る。

0022

図2に示された方法の代替方法では、一部分(または横列)におけるバイオマスは、異
なる横列での保管庫中で処理され得る。例えばこれは、バイオマスを保管庫(1,1)か
ら保管庫(2,2)に、次いで保管庫(N,4)に転じることを包含し得る。このやり方
でバイオマス部分を転じることは、それらが稼働性でない(例えば、それらが修理中であ
る、それらがメインテナンス中である、あるいはそれらが必要でない)場合、特定の保管
庫を回避するために有用であり得る。

0023

図3Aは、処理アレイおよびいくつかの関連システムの実施形態を示す透視図である。
考え得る流路は、システム全体を通してバイオマスに関して矢印で示されている。図3B
は、この実施形態の上側面図である。この実施形態は、2つの処理保管庫×9つのアレイ
302、または2つの縦列×9つの横列を包含し、この場合、横列1、2および3はR1
、R2およびR3と標識される。保管庫は、格納庫303の枠内に含有される。バイオマ
ス供給は、管304を介してエレベーターハウス306の上部の入口に空気運搬される。
エレベーターハウスは、前工程貯蔵サイロ308にバイオマスを送るための設備を含有す
る。例えば、エレベーターハウスは、バッグハウスならびに種々のコンベヤおよびエレベ
ーターを含有し得る。エレベーターハウス306は、貯蔵サイロ308から処理保管庫の
アレイ302にバイオマスを送達するための設備も含有する。図3Bに示された例では、
バイオマスは、入口314と流体連絡する管312と機能的に連結される(例えば、流体
連結され、空気連結する)管310を介して空気送達され、これが、各縦列の最初のもの
である9つの保管庫(保管庫316)にバイオマスを送達する。これらの入口は、関連保
管庫の壁(図示)または天井を介して伸張し得る。

0024

バイオマスの部分は、上記のように、照射処理のために保管庫316の各々に供給され
る。各照射処理中、コンベヤを含むシステムは、照射装置(例えば、スキャンホーンおよ
電子線加速器を含めて)下で、各ユニット中のバイオマスを運搬し得る。照射装置の一
部、例えば電子線設備320および322は、保管庫上に載せられる。この方式でバイオ
マスを処理することは、例えば、処理されるべきバイオマスを高い総レベルに、例えば3
0〜50Mradに、2つの等しい設置では、例えば各々15〜25Mradにさせ、こ
れはバイオマスが過熱するのを防止する。例えば、電離放射線の吸着からの断熱的温度上
昇(ΔT)は、以下の方程式により示される:ΔT=D/Cp:式中、Dは平均線量(k
Gy)であり、Cpは熱容量(J/g℃)であり、そしてΔTは温度変化(℃)である。
典型的乾燥バイオマス材料は、2に近い熱容量を有する。例えば40Mradという総線
量がバイオマスに送達される必要があり、それが一度にすべて実行される場合、ΔTは約
200℃である。例えば、照射前にバイオマスが約25℃の温度を有するということを考
慮すると、その温度は約225℃で急上昇し、この場合、材料は有意に分解される。代替
的には、等しく20Mrad線量で2回照射し、照射間に冷却すると、約100℃のΔT
を生じる。バイオマスの温度がすでに約25℃である場合、材料は約125℃で急上昇し
、この温度はなおさら理に適った温度であって、冷却を考慮すると、おそらくは材料を高
すぎるほどには分解しない。

0025

保管庫の第一縦列(例えばC1)における横列での第一保管庫(保管庫316、例えば
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8およびR9において)における処理後
、バイオマスの各部分は、さらなる処理のために、その横列(例えば、R1〜R9)にお
ける第二保管庫(第二縦列、C2)に送られる。処理間で、例えばバイオマスはC1から
C2に運搬されている一方で、バイオマスは冷却され得る。したがって、図3Bに示され
た例では、バイオマスは、例えば空気システムを利用して、第一保管庫316およびC1
の各々から保管庫318の関連第二縦列C2に送られる。横列が2つより多い保管庫を含
む実行において、各バイオマス部分は、次に、その横列における1つ以上後の保管庫に送
られる。

0026

横列における保管庫(図示例における保管庫316および318)の各々で処理された
後、バイオマスは出口324を通って管326に空気運搬され、これが流れと単一管32
8に合併させる。管328は、処理済みバイオマスをバッグエレベーターハウス330に
空気運搬する。エレベーターハウス330は、エレベーターハウス306と類似の設備を
含有する(例えば、バッグハウス、コンベヤおよびエレベーター)。エレベーターハウス
は、入口を介して管328からバイオマスを受容し、次いで、その材料を貯蔵サイロ33
2に運搬し得る。エレベーターハウスは、次に、貯蔵サイロからの処理済みバイオマスを
さらなる加工、配分またはその他の貯蔵区域に、管334を介して空気的に送り得る。

0027

図3Bに示されるような実施形態では、流路(矢印で示される)は、バイオマスの各部
分が2回、例えば最初は保管庫316の第一縦列で、その後、保管庫318の第二縦列で
照射され得る。バイオマスは、スキャンホーン(例えば70インチ幅)下で運搬され得る
し、そしてバイオマスは、例えば約0.25インチ厚の層であり得る。バイオマスが約3
4.5lbs/ft3の密度を有し、材料が20ft/分の速度で運搬される場合、約4
,740lb/時間が保管庫316および318を通して処理され得る。図3A〜Cに示
された全アレイを用いて、バイオマスの9つの部分が保管庫の9つの横列で処理されるよ
う、約42,660lb/時間のバイオマスが処理され得る。任意に、より多くのまたは
より少ない保管庫が利用されて、設定加工速度に関する処理量を増大するかまたは低減す
る。さらに、いくつかの実施形態では、バイオマスを加工する平均速度は、約500lb
/時間/バイオマスの部分より大きい(例えば、約1000lb/時間より大きい、約1
500lb/時間より大きい、約2000lb/hrより大きい、約2500lb/時間
より大きい、約3000lb/時間より大きい、約3500lb/時間より大きい、約4
000lb/時間より大きい、約4500lb/時間より大きい、約5000lb/時間
より大きい、約6000lb/時間より大きい、または約1000〜5000lb/時間
)。照射の力が十分に高い場合、さらに高い加工速度、例えば約15,000lb/時間
より大きい、約20,000lb/時間より大きい加工速度が達成され得るし、約25,
000lb/時間より大きい、あるいは約30,000lb/時間まででさえある。材料
は、同様により低い速度で加工され得る。電子線下で材料を運搬する速度は、任意に、種
々の保管庫における照射装置間で、大いに且つ独立して、変更され得る。例えば、運搬速
度は、1つ以上の照射装置下で、照射線量を増大するために減速され得るし、あるいは照
射線量を減少させるために増大され得る。

0028

処理装置のアレイを作り上げる保管庫は、詳細図である図3Cに示されているように1
つ以上の共通の壁を共有する保管庫を含み得る。例えば、保管庫318および保管庫31
6は、共通のかべ350を共有する。保管庫、例えば316および318は、バイオマス
のような材料を処理するための設備およびシステムを含み得る。

0029

保管庫の各々に適用される放射線の線量は、ほぼ同一であり得る。代替的には、放射線
の線量は、各保管庫で異なり得る。例えば、一旦電子線がその最適および/または目標
圧に達すると、各保管庫で適用される放射線の線量は、独立して、約1Mrad〜約20
0Mrad(例えば、10Mrad〜約150Mrad、約10Mrad〜約100Mr
ad、約10Mrad〜約50Mrad、約1〜約50Mrad)で変更され得る。各保
管庫における照射線量は、約50Mrad未満(例えば、約45Mrad未満、約40M
rad未満、約35Mrad未満、約30Mrad未満、約25Mrad未満、約20M
rad未満、約15Mrad未満、約10Mrad)であり得る。各保管庫における照射
線量は、独立して、少なくとも1Mrad(例えば、少なくとも2Mrad、少なくとも
3Mrad、少なくとも4Mrad、少なくとも5Mrad、少なくとも6Mrad、少
なくとも7Mrad、少なくとも8Mrad、少なくとも9Mrad、少なくとも10M
rad、少なくとも20Mrad、少なくとも30Mrad、少なくとも40Mrad、
少なくとも50Mrad)であり得る。

0030

保管庫は、放射線を含有し、ならびに照射装置および関連設備を収容するよう設計され
る。好ましくは、保管庫は、放射線不透過性材料、例えばコンクリート、鉛、鋼鉄、土ま
たはこれらの組合せで建造される。典型的保管庫材料はコンクリートで、これは、2.4
インチの半分厚(半分で放射線を低減するための厚み)を有する。したがって、壁は約4
フィート厚であり、これは、壁に打撃を与える放射線を、元の強さの1/1,000,0
00に低減する。構造の内側に適用される250kGyの線量に関しては、その結果生じ
る構造の外側の放射線(F因子1.0と推測される)は、0.00025ミリレムで、
安全限界より十分に低い。壁は、より薄いかまたはより厚いこともあり、例えば3〜12
フィート厚であり得る。壁、床および天井のほかに、保管庫は、放射線不透過性材料製の
ドアを有し得る。材料は層化され、例えばドアは、1インチの鉛の上に6インチの鋼鉄、
その上に1インチの鉛の層として作られ得る。

0031

記述の実施形態に伴って、あるいはその他の実施形態において利用され得る供給原料を
処理するための工程のいくつかのさらなる詳細および繰り返しは、以下の開示で記載され
る。

0032

照射処理
原料は、照射により処理されて、難分解性を低下させるように構造を改良することがで
きる。そのような処理は、例えば原料の平均分子量を低下させ、原料の結晶構造を変化さ
せ、そして/または原料の表面積および/もしくは多孔性を増加させることができる。照
射は、例えば電子ビームイオンビーム、100nm〜280nmの紫外(UV)線、γ
線またはX線照射であってもよい。照射処理および処理用システムは、米国特許第8,1
42,620号および米国特許出願第12/417,731号で議論されており、それら
の開示全体は、参照により本明細書に組み入れられる。

0033

照射の各形態は、照射エネルギーにより決定される特定の相互作用を介してバイオマス
イオン化する。重荷電粒子は、主にクーロン散乱を介して物体をイオン化し、さらにこ
れらの相互作用が、物体をさらにイオン化し得るエネルギー電子を生成する。α粒子は、
ヘリウム原子の核と同一であり、様々な放射性核種、例えばビスマスポロニウムアス
タチン、ラドンフランシウムラジウム、複数のアクチニド系列、例えばアクチニウム
トリウムウランネプツニウムキュリウムカリホルニウムアメリシウム、およ
プルトニウム同位体α崩壊により生じる。電子は、電子の速度変化により生じたク
ローン散乱および制動放射を介して相互作用する。

0034

粒子が用いられる場合、それらは、中性(非電荷)、正電荷または負電荷であってもよ
い。電荷を帯びている場合、荷電粒子は、単一の正もしくは負電荷、または多重電荷、例
えば1、2、3、もしくは4つ以上の電荷を帯びることができる。炭水化物含有材料の分
子構造を変化させるために分子鎖切断が望ましい場合には、酸性であることを一部の理由
として、正の電荷を帯びた粒子が望ましい場合がある。粒子が用いられる場合、粒子は、
静止電子の質量、またはそれを超える、例えば静止電子の質量の500、1000、15
00、または2000倍またはそれを超える質量を有することができる。例えば該粒子は
、約1原子単位〜約150原子単位、例えば約1原子単位〜約50原子単位、または約1
原子単位〜約25原子単位、例えば1、2、3、4、5、10、12、または15原子
位の質量を有することができる。

0035

γ線は、試料中の様々な材料への顕著な浸透深さという利点を有する。

0036

照射が電磁放射線で実施される実施形態において、電磁放射線は、例えば102eVを
超える、例えば103evを超える、104、105、106、または107eVを超え
光子あたりのエネルギー電子保管庫で)を有することができる。幾つかの実施形態に
おいて、電磁放射線は、104〜107、例えば105〜106eVの光子あたりのエネ
ルギーを有することができる。電磁放射線は、例えば1016Hzを超える、1017H
zを超える、1018Hz、1019Hz、1020Hz、または1021Hzを超える
周波数を有することができる。幾つかの実施形態において、電磁放射線は、1018〜1
022Hz、例えば1019〜1021Hzの周波数を有する。

0037

電子衝撃は、10MeV未満、例えば7MeV未満、5MeV未満、または2MeV未
満、例えば約0.5〜1.5MeV、約0.8〜1.8MeV、または約0.7〜1Me
Vの公称エネルギーを有する電子ビームデバイスを用いて実施されてもよい。幾つかの実
行において、公称エネルギーは、約500〜800keVである。

0038

電子ビームは、比較的高い総ビーム出力(全ての加速ヘッドのビーム出力を合せたもの
、または複数の加速器が用いられる場合には、全ての加速器および全てのヘッドのビーム
出力を合せたもの)、例えば少なくとも25kW、例えば少なくとも30、40、50、
60、65、70、80、100、125、または150kWを有していてもよい。幾つ
かの例において、該出力は、500kW、750kW、または1000kW以上にも上る
。幾つかの例において、電子ビームは、1200kW以上、例えば1400、1600、
1800、または3000kWのビーム出力を有する。

0039

この高い総ビーム出力は、通常、複数の加速ヘッドを用いることにより実現される。例
えば電子ビームデバイスは、2、4、またはそれを超える加速ヘッドを含んでいてもよい
。それぞれが比較的低いビーム出力を有するヘッドを複数使用することで、材料の過剰な
温度上昇が予防され、それにより材料の燃焼が予防され、材料の層の厚さを通る線量の均
一性も上昇する。

0040

バイオマス材料のベッドが比較的均一な厚さを有することが、一般には好ましい。幾つ
かの実施形態において、厚さは、約1インチ未満(例えば、約0.75インチ未満、約0
.5インチ未満、約0.25インチ未満、約0.1インチ未満、約0.1〜1インチ、0
.2約〜0.3インチ)である。

0041

可能な限り急速に材料を処理することが、望ましい。一般には、処理が0.25Mra
d/秒を超える線量率、例えば約0.5、0.75、1、1.5、2、5、7、10、1
2、15、または約20Mrad/秒を超える、例えば約0.25〜2Mrad/秒の線
量率で実施されることが好ましい。より高い線量率により、目的の(所望の)線量を得る
ためのより高い処理能力が可能になる。より高い線量率は、一般に、材料の熱分解を回避
するためにより高いライン速度を必要とする。1つの実行において、加速器は、3MeV
、50mAビーム電流に設定され、ライン速度は、約20mmの試料厚さ(例えば、嵩密
度0.5g/cm3の破砕されたトウモロコシの穂軸材料)の場合24フィート/分であ
る。

0042

幾つかの実施形態において、電子衝撃は、材料が少なくとも0.1Mrad、0.25
Mrad、1Mrad、5Mrad、例えば少なくとも10、20、30または少なくと
も40Mradの総線量を受けるまでに、実施される。幾つかの実施形態において、処理
は、材料が約10Mrad〜約50Mrad、例えば約20Mrad〜約40Mrad、
または約25Mrad〜約30Mradの線量を受けるまでに実施される。幾つかの実行
において、25〜35Mradの総線量が好ましく、それが理想的には数回のパスであて
られ、例えば5Mrad/パスで、各パスが約1秒であてられる。冷却スクリューコン
ヤおよび/または冷却された振動コンベヤを利用することにより、冷却の方法、システム
および設備を、照射前、照射間、照射後および照射と照射の間に利用することができる。

0043

先に議論された複数のヘッドを用いることにより、材料を複数のパスで、例えば10〜
20Mrad/パス、例えば12〜18Mrad/パスを、数秒間冷却することで間を開
けて2パス、または7〜12Mrad/パス、例えば5〜20Mrad/パス、10〜4
0Mrad/パス、9〜11Mrad/パスで3パス処理することができる。本明細書に
議論された通り、1回の高線量よりもむしろ複数回の比較的低い線量で材料を処理するこ
とで、材料の過熱を防ぐ傾向があり、材料の厚さを通る線量均一性が上昇する。幾つかの
実行において、材料は、各パスの間または後に撹拌されるか、さもなければ混合され、そ
の後、次のパスの前に再度、均一層に平滑化されることで、処理の均一性が高まる。

0044

幾つかの実施形態において、電子は、例えば光速の75%よりも大きな速度、例えば光
速の85、90、95、または99%を超える速度で加速される。

0045

幾つかの実施形態において、本明細書に記載された任意の加工は、例えば熱および/ま
たは減圧を利用して、得られた乾燥を維持した、または乾燥されたリグノセルロース材料
で行われる。例えば幾つかの実施形態において、セルロース材料および/またはリグノセ
ルロース材料は、25℃および50%の相対湿度で測定して約25重量%未満(例えば、
約20重量%未満、約15重量%未満、約14重量%未満、約13重量%未満、約12重
量%未満、約10重量%未満、約9重量%未満、約8重量%未満、約7重量%未満、約6
重量%未満、約5重量%未満、約4重量%未満、約3重量%未満、約2重量%未満、約1
重量%未満、または約0.5重量%未満)の保留水を有する。

0046

幾つかの実施形態において、2つ以上のイオン源、例えば2つ以上の電子源を用いるこ
とができる。例えば試料は、任意の順序で電子ビームで、続いてγ線および約100nm
〜約280nmの波長を有するUV光で処理することができる。幾つかの実施形態におい
て、試料は、3つの電離放射線源、例えば電子ビーム、γ線、およびエネルギー性の紫外
光で処理される。バイオマスは、処理ゾーンを通って運搬され、そのゾーンで電子衝撃さ
れ得る。

0047

処理を繰り返して、バイオマスの難分解性をより徹底して低下させることおよび/また
はバイオマスをさらに改良することが、有利となり得る。特に工程のパラメータを、材料
の難分解性に応じて、最初の(例えば、2番目、3番目、4番目またはそれより後の)パ
スの後に調整することができる。幾つかの実施形態において、バイオマスが先に記載され
た様々な工程を通して複数回運搬される循環システムを含むコンベヤを、用いることがで
きる。幾つかの他の実施形態において、多重処理デバイス(例えば、電子ビーム発生機
を用いて、バイオマスを複数回(例えば2、3、4回またはそれを超える回数)処理する
。さらに別の実施形態において、1つの電子ビーム発生機が、バイオマスの処理に用いら
れ得る多重ビーム(例えば、2、3、4またはそれを超えるビーム)の供給源であっても
よい。

0048

分子/超分子構造を変化させること、および/または炭水化物含有バイオマスの難分解
性を低下させることにおける有効性は、用いられる電子エネルギーおよびあてられる線量
に依存するが、暴露時間は、出力および線量に依存する。幾つかの実施形態において、線
量率および総線量は、バイオマス材料を破壊しない(例えば、焦がさないまたは燃やさな
い)ように調整される。例えば炭水化物は、例えば単量体の糖として、バイオマスから無
傷で放出され得るように、加工の際に損傷させてはならない。

0049

幾つかの実施形態において、処理(任意の電子源または電子源の組み合わせでの)は、
材料が少なくとも約0.05Mrad、例えば少なくとも約0.1、0.25、0.5、
0.75、1.0、2.5、5.0、7.5、10.0、15、20、25、30、40
、50、60、70、80、90、100、125、150、175または200Mra
dの線量を受けるまで実施される。幾つかの実施形態において、処理は、材料が0.1〜
100Mrad、1〜200、5〜200、10〜200、5〜150、50〜150M
rad、5〜100、5〜50、5〜40、10〜50、10〜75、15〜50、20
〜35Mradの線量を受けるまで実施される。

0050

幾つかの実施形態において、比較的低い線量の放射線が、例えばセルロースまたはリグ
ノセルロース材料の分子量を増加させるために、用いられる(本明細書に記載された任意
放射線源または線源の組み合わせによる)。例えば、少なくとも約0.05Mrad、
例えば少なくとも約0.1Mradまたは少なくとも約0.25、0.5、0.75、1
.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0または少なくとも約5.0Mr
adの線量。幾つかの実施形態において、照射は、材料が0.1Mrad〜2.0Mra
d、例えば0.5rad〜4.0Mradまたは1.0Mrad〜3.0Mradの線量
受けるまで、実施される。材料への放射線の所望の透過度を実現するために、複数の方向
から同時に、または連続して照射されることも望ましくなり得る。例えば木材などの材料
の密度および水分量、ならびに用いられる放射線源のタイプ(例えば、γ線または電子ビ
ーム)に応じて、材料への放射線の最大透過は、わずか約0.75インチであってもよい
。そのような場合、最初に一方の側から材料を照射し、その後材料を回して他の側から照
射することにより、より厚い区分(最大1.5インチ)を照射することができる。複数の
方向からの照射は、γ線よりも急速に照射するが大きな浸透深さに達しない電子ビーム線
では、特に有用となり得る。

0051

放射線不透過性材料
前記のように、本発明は、放射線不透過性材料を用いて構築される保管庫および/また
燃料庫内で材料を加工することを含むことができる(例えば、加工ステップの幾つかの
ため)。幾つかの実行において、放射線不透過性材料は、多くの材料を透過し得る高エネ
ルギーのX線の成分を遮蔽し得るように選択される。放射線遮蔽格納庫を設計する際の1
つの重要な因子は、用いられる材料の減衰長であり、それは特定の材料、材料のブレンド
、または層構造に必要となる厚さを決定する。減衰長は、放射線を入射放射線のおよそ1
/e(e=オイラー数)倍に減少させる透過距離である。事実上全ての材料が放射線不透
過であるが、十分に厚ければ、高いZ値(原子数)を有する元素の高組成率(例えば、密
度)を含む材料は、より短い放射線減衰長を有し、つまりそのような材料がより薄く用い
られれば、より軽い遮蔽が提供され得る。放射線遮蔽において用いられる高Z値の材料の
例が、タンタルおよび鉛である。放射線遮蔽における別の重要なパラメータが、半量距離
であり、それは、γ線強度を50%低下させる特定材料の厚さである。0.1MeVのエ
ネルギーのX線照射の例として、半量厚さはコンクリートでは約15.1mmであり、鉛
では約2.7mmであるが、1MeVのX線エネルギーでは、コンクリートの半量厚さは
、約44.45mmであり、鉛では約7.9mmである。放射線不透過性材料は、別の側
に通過する放射線を減少させ得る限りは、厚い材料または薄い材料であってもよい。つま
り、特定の格納庫が、例えば軽量にするため、またはサイズの制約のため、薄い壁厚を有
することが望ましい場合、半量長さが格納庫の所望の壁厚以下になるように、選択された
材料が、十分なZ値および/または減衰長を有さなければならない。

0052

幾つかの例において、放射線不透過性材料は、良好な遮蔽を提供するために、例えばより高Z値の材料の層を有する層状材料、および他の特性(例えば、構造完全性衝突抵抗性など)を提供するためにより低Z値の材料の層を有する層状材料であってもよい。幾つかの例において、層材料は、高い原子番号の元素から連続的に低い原子番号の元素に続く勾配を作る積層体を含む、「原子番号の傾斜のある」積層体であってもよい。幾つかの例において、放射線不透過性材料は、インターロッキングブロック(interlocking block)であってもよく、例えば鉛および/またはコンクリートのブロックは、NELCO Worldwide(マサチューセッツ州バーリント所在)により供給することができ、再構成可能な保管庫を用いることができる。

0053

放射線不透過性材料は、入射放射線に比較して、少なくとも約10%(例えば、少なく
とも約20%、少なくとも約30%、少なくとも約40%、少なくとも約50%、少なく
とも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、少なくとも約90%、少なく
とも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、少なく
とも約99%、少なくとも約99.9%、少なくとも約99.99%、少なくとも約99
.999%)の材料で形成された構造(例えば、壁、ドア、天井、格納庫、これらの連続
またはこれらの組み合わせ)を通過する放射線を減少させることができる。それゆえ放射
不透過性材料で作製された格納庫は、同じ量の設備/システム/構成部分暴露を減少
させることができる。放射線不透過性材料としては、ステンレス鋼、原子番号が約25の
金属(例えば、鉛、鉄)、コンクリート、泥土、砂およびそれらの組合せを挙げることが
できる。放射線不透過性材料は、少なくとも約1mm(例えば、5mm、10mm、5c
m、10cm、100cm、1mであり、少なくとも約10mでさえあり得る)の入射
射線の方向にバリアを含むことができる。

0054

放射線源
放射線のタイプが、用いられる放射線源の種類に加え、放射線デバイスおよび関連の設
備を決定する。例えば材料を放射線で処理するための、本明細書に記載された方法、シス
テムおよび設備は、本明細書に記載された線源に加え、任意の他の有用な線源を用いるこ
とができる。

0055

γ線源としては、コバルトカルシウムテクネチウムクロムガリウムインジウ
ム、ヨウ素、鉄、クリプトンサマリウムセレンナトリウムタリウム、およびキセ
ノンの同位体などの放射線核種が挙げられる。

0056

X線源としては、タングステンまたはモリブデンまたは合金などの金属ターゲットを有
する得電子ビーム衝突、Lyceanから営利目的で製造されるものなどのコンパクト
光源が挙げられる。

0057

α粒子は、ヘリウム原子の核と同一であり、様々な放射性核種、例えばビスマス、ポロ
ニウム、アスタチン、ラドン、フランシウム、ラジウム、複数のアクチニド系列、例えば
アクチニウム、トリウム、ウラン、ネプツニウム、クリウム、カリホルニウム、アメリシ
ウム、およびプルトニウムなどのα崩壊により生成される。

0058

紫外線の供給源としては、ジューテリウムまたはカドミウムランプが挙げられる。

0059

赤外線の供給源としては、サファイア亜鉛、またはセレン化物の窓を含むセラミック
ランプが挙げられる。

0060

マイクロ波の供給源としては、クリストロン、Slevin型RF源、または水素、酸
素、もしくは窒素ガスを用いた原子ビーム供給源が挙げられる。

0061

粒子(例えば、電子またはイオン)を加速するのに用いられる加速器は、DC(例えば
静電式DC(electrostatic DC)または電気力学的DC(elect
rodynamic DC))、RFリニア磁気誘導リニアまたは連続波であってもよ
い。例えば、フィールドイオン化源、静電イオン分離器、フィールドイオン化発生装置
熱電子放出源、マイクロ波放電式イオン源、再循環または静電加速器、電気力学的直線
型加速器、ファンデグラフ加速器、コッククロフトワトソン加速器(例えば、PELLE
TRON(登録商標)加速器)、LINACS、Dynamitrons(例えば、 P
LLETRON(登録商標)加速器)、(例えば、DYNAMITRON(登録商標)
加速器)、サイクロトロンシンクロトロンベータトロン変圧器型加速器、マイクロ
トロン、プラズマ発生装置カスケード加速器および折り返しタンデム型加速器をはじめ
とする様々な照射デバイスを、本明細書に開示された方法で用いることができる。例えば
サイクロトロン型加速器は、RHODOTRON(商標)システムなど、ベルギーのIB
Aから入手でき、DC型加速器は、DYNAMITRON(登録商標)など、RDI、現
在のIBA Industrialから入手できる。他の適切な可塑性システムとしては
、例えば日本の日新ハイボルテージから入手できる絶縁鉄心変圧器(ICT)型システム
;L3−PSD(USA)、Linac Systems(フランス)、Mevex(カ
ナダ)および三菱重工業(日本)から入手できるS−バンドLINAC;Iotron
Industries(カナダ)から入手できるL−バンドLINAC;ならびにBud
ker Laboratories(ロシア)から入手できるILU型加速器が挙げられ
る。イオンおよびイオン加速器は、Introductory Nuclear Phy
sics, Kenneth S. Krane, John Wiley & Son
s, Inc. (1988)、Krsto Prelec, FIZIKA B 6
(1997) 4, 177‐206、Chu, William T., “Over
view of Light−Ion Beam Therapy”, Columbu
s−Ohio, ICRU−IAEA Meeting, 18−20 March 2
006、Iwata, Y. et al., “Alternating−Phase
−Focused IH−DTLfwor Heavy−Ion Medical A
ccelerators”, Proceedings of EPAC 2006,
Edinburgh, Scotland、およびLeitner, C.M. et
al., “Status of the SuperconductingECR
Ion Source Venus”, Proceedings of EPAC 2
000, Vienna, Austriaに議論されている。幾つかの粒子加速器およ
びその使用は、例えばMedoffへの米国特許第7,931,784号に開示されてお
り、その開示全てが、参照により本明細書に組み入れられる。

0062

電子は、β崩壊を受ける放射性核種、例えばヨウ素、セリウム、テクネチウムおよびイ
リジウムにより生成されてもよい。あるいは電子銃を、熱イオン放出を介して電子源とし
て用い、加速電位を通して加速することができる。電子銃は電子を発生し、その電子をそ
の後、大きな電位(例えば、約500000ボルトを超える、約1000000ボルトを
超える、約2000000ボルトを超える、約5000000ボルトを超える、約600
0000ボルトを超える、約7000000ボルトを超える、約8000000ボルトを
超える、約9000000ボルトを超える、または約10000000ボルトを超える)
を通して加速し、その後、X−Y平面内で磁気的に走査し、そこで最初、電子をZ方向に
加速管の下へ加速し、窓箔を通して抽出する。電子ビームを走査することは、操作ビーム
を通して運搬される材料、例えばバイオマスを照射する際に、照射表面を増加させるのに
有用である。電子ビームを走査することは、熱負荷も窓上で均一に分布させ、電子ビーム
による部分的加熱により窓箔の破裂の低減を支援する。窓箔の破裂は、その後必要となる
電子銃を修復および再始動するためのかなりの中断時間の原因となる。

0063

フィールドイオン化源、静電気イオン分離器、フィールドイオン化発生装置、熱電子
出源、マイクロ波放電式イオン源、再循環または静電加速器、力学的直線型加速器、ファ
ンデグラフ加速器および折り返しタンデム型加速器をはじめとする様々な他の照射デバイ
スを、本明細書に開示された方法で用いてもよい。そのようなデバイスは、例えばMed
offの米国特許第7,931,784号に開示されており、その開示全てが、参照によ
り本明細書に組み入れられる。

0064

電子ビームを、放射線源として用いることができる。電子ビームは、高線量率(例えば
、1、5、または10Mrad/秒)、高処理能力、少ない閉じ込め、および少ない封じ
込め設備の利点を有する。電子ビームは、高い電気効率(例えば、80%)も有すること
ができ、他の放射線方法に比較して低いエネルギー使用が可能で、言い換えれば用いられ
る少量のエネルギーに対応して低い運転コストおよび低い温室ガス放出に変えることがで
きる。電子ビームは、例えば静電発電機カスケードジェネレータトランスジェネレー
タ、走査システムを有する低エネルギー加速器、リニアカソードを有する低エネルギー加
速器、リニア型加速器、およびパルス加速器により発生させることができる。

0065

電子は、例えば分子鎖切断機構により、炭水化物含有材料の分子構造に変化を起こす際
により効率的になり得る。加えて、0.5〜10MeVのエネルギーを有する電子は、本
明細書に記載されたバイオマス材料などの低密度材料、例えば嵩密度0.5g/cm3未
満および深さ0.3〜10cmを有する材料を透過することができる。電離放射源として
の電子は、例えば材料の比較的薄い、例えば約0.5インチ未満、例えば約0.4インチ
未満、0.3インチ、0.25インチ、または約0.1インチ未満の堆積、層またはベッ
ドの場合に有用となり得る。幾つかの実施形態において、電子ビームの各電子のエネルギ
ーは、約0.3MeV〜約2.0MeV(100万電子ボルト)、例えば約0.5MeV
〜約1.5MeV、または約0.7MeV〜約1.25MeVである。材料を照射する方
法は、2011年10月18日出願の米国特許出願公開第2012/0100577 A
1号に開示されており、その開示全体が、参照により本明細書に組み入れられる。

0066

電子ビーム照射デバイスは、商業的に入手してもよく、または構築されてもよい。例え
インダクターキャパシターケーシング電源ケーブル配線電圧制御システム
電流制御要素絶縁材料マイクコトローラー、および冷却設備などの要素または構
成部分を購入して、デバイスに組み立てることができる。場合により市販のデバイスを、
改良および/または適合させてもよい。例えばデバイスおよび構成部分は、Ion Be
am Applications (Louvain−la−Neuve、ベルギー所在
)、Wasik Associates Inc. (マサチューセッツ州ドレーカット
)、NHVコーポレーション(日本)、the Titan Corporation(
カリフォルニアサンディエゴ所在)、Vivirad High Voltage C
orp(マサチューセッツ州ビレリカ所在)、および/またはBudker Labor
atories(ロシア)をはじめとする本明細書に記載された市販の供給業者のいずれ
かから購入することができる。典型的な電子エネルギーは、0.5MeV、1MeV、2
MeV、4.5MeV、7.5MeV、または10MeVであってもよい。典型的な電子
ビーム照射デバイスの電力は、1kW、5kW、10kW、20kW、50kW、60k
W、70kW、80kW、90kW、100kW、125kW、150kW、175kW
、200kW、250kW、300kW、350kW、400kW、450kW、500
kW、600kW、700kW、800kW、900kWまたは1000kWであっても
よい。用いられ得る加速器としては、NHV照射装置の中エネルギーシリーズEPS−5
00(例えば、500kV加速電圧および65、100または150mAビーム電流)、
EPS−800(例えば、800kV加速電圧および65または100mAビーム電流)
、またはEPS−1000(例えば、1000kV加速電圧および65または100mA
ビーム電流)が挙げられる。同じくNHVの高エネルギーシリーズの加速器、例えばEP
S−1500(例えば、1500kV加速電圧および65mAビーム電流)、EPS−2
000(例えば、2000kV加速電圧および50mAビーム電流)、EPS−3000
(例えば、3000kV加速電圧および50mAビーム電流)およびEPS−5000(
例えば、5000kV加速電圧および30mAビーム電流)を用いることができる。

0067

電子ビーム照射デバイスの電力仕様を考慮する上でのトレードオフとしては、運転コス
ト、資本コスト減価償却、およびデバイスの設置面積が挙げられる。電子ビーム照射
暴露線量レベルを考慮する上でのトレードオフは、エネルギーコスト、ならびに環境、安
全、および健康(ESH)の問題であろう。典型的には発生機は、特にこの工程で発生さ
れるX線からの生成では、例えば鉛またはコンクリートの、保管庫に収容されている。電
子エネルギーを考慮する上でのトレードオフとしては、エネルギーコストを包含する。

0068

電子ビーム照射デバイスは、固定ビームまたは走査ビームのいずれかを生成することが
できる。走査ビームは、大きな固定ビーム幅を効果的に交換するため、長い走査・掃引
よび高い走査速度が有利となり得る。さらに0.5m、1m、2mまたはそれを超える、
入手可能な掃引幅が、利用可能である。走査ビームは、より大きな走査幅であること、な
らびに部分的加熱および窓が不能になる可能性が低いことから、本明細書に記載されたほ
とんどの実施形態において好ましい。

0069

電子銃−窓
電子加速器の抽出システムは、2つの窓箔を含むことができる。2つの窓箔抽出システ
ムの冷却ガスは、パージガスまたは混合物、例えば空気、または純粋な気体であってもよ
い。一実施形態において、ガスは、窒素アルゴンヘリウムおよび/または二酸化炭素
などの不活性ガスである。電子ビームへのエネルギー損失が最小限に抑えられることから
液体よりもむしろ気体を用いることが好ましい。窓上または窓の間の空間に衝突する前
にラインで予備混合または混合されたパージガスの混合物を用いることもできる。例えば
熱交換システム(例えば、冷凍装置)を使用すること、および/または凝縮ガス(例えば
液体窒素液体ヘリウム)からのボイルオフを使用することにより、冷却ガスを冷却す
ることができる。窓箔は、2013年10月10日出願のPCT/US2013/643
32号に記載されており、それらの開示全体が、参照により本明細書に組み入れられる。

0070

放射線処理の間の加熱および処理能力
電子ビームからの電子が非弾性衝突のものと相互作用する場合、複数の工程が、バイオ
マス中で起こる可能性がある。例えば材料のイオン化、材料中のポリマーの分子鎖切断、
材料中のポリマーの架橋、材料の酸化、X線(ブレスシトラールンク)の発生および
分子の振動励起(例えば、光子発生)。特定の機構に束縛されるものではないが、難分解
性の低下は、これらの非弾性衝突効果の幾つか、例えばイオン化、ポリマーの分子鎖切断
、酸化および光子発生によるものである。その作用の幾つか(例えば、特にX線発生)は
、遮蔽およびバリアの工作、例えばコンクリート(または他の放射線不透過性材料)の保
管庫に照射工程を封入することを必要とする。照射の別の作用である振動励起は、試料を
温めることに等しい。以下に説明される通り、照射による試料の加熱は、難分解性低下を
支援し得るが、過剰な加熱は、材料を破壊する可能性がある。

0071

電離放射線の吸着による断熱温度上昇(ΔT)は、式:ΔT=D/Cp(式中、Dは、
kGyでの平均線量であり、Cpは、J/g℃での熱容量であり;ΔTは、℃での温度変
化である)により示される。典型的な乾燥バイオマス材料は、2に近い熱容量を有する。
水の熱容量は、非常に高い(4.19J/g℃)ため、湿性バイオマスは、水の量に存し
てより高い熱容量を有する。金属は、かなり低い熱容量を有し、例えばステンレス鋼は、
0.5J/g℃の熱容量を有する。放射線の様々な線量に関するバイオマスおよびステン
レス鋼の一定した放射線吸着による温度変化を、表1に示す。高温では、バイオマスは分
解して、温度の概算変化から極めて大きく逸脱する。

0072

高温は、バイオマス中バイオポリマーを破壊および/または変性して、ポリマー(例
えば、セルロース)が、更なる加工に適さなくなる。高温に供されたバイオマスは、暗色
および粘着性を帯びるようになり、臭気を発して、分解を示す可能性がある。粘着性によ
り材料の運搬が困難になる可能性もある。臭気は、不快に感じる場合があり、安全性の問
題を生じ得る。事実、バイオマスを約200℃未満(例えば、約190℃未満、約180
℃未満、約170℃未満、約160℃未満、約150℃未満、約140℃未満、約130
℃未満、約120℃未満、約110℃未満、約60℃〜約180℃、約60℃〜約160
℃、約60℃〜約150℃、約60℃〜約140℃、約60℃〜約130℃、約60℃〜
約120℃、約80℃〜約180℃、約100℃〜約180℃、約120℃〜約180℃
、約140℃〜約180℃、約160℃〜約180℃、約100℃〜約140℃、約80
℃〜約120℃)に保持することが、本明細書に記載された工程において有益であること
が見出されている。

0073

約10Mradを超える照射が本明細書に記載された工程に望ましいことが、見出され
ている(例えば、難分解性の低下)。高い処理能力もまた、照射がバイオマスを加工する
上でのボトルネックにならないために望ましい。処理は、線量率の式:M=FP/D・時
間(式中、Mは、照射される材料の質量(kg)であり、Fは、吸着される電力の比率(
単位なし)であり、Pは、発せられる電力(kW=MeVでの電圧×mAでの電流)であ
り、時間は、処理時間(秒)であり、Dは、吸着された線量(kGy)である)により左
右される。吸着される電力の比率が固定されている模範的工程において、発せられる電力
は、一定であり、設定された放射線量が望ましく、処理能力(例えば、M、加工されるバ
イオマス)は、照射時間を増加させることにより増加し得る。しかし材料を冷却させずに
放射時間を増加させると、先に示された計算により示される通り、材料を過度に加熱する
可能性がある。バイオマスは、低い熱伝導率(約0.1Wm−1K−1未満)を有するた
め、例えばエネルギーが伝達されるヒートシンクが存在する限り、エネルギーを急速に放
出し得る金属(約10Wm−1K−1を超える)とは異なり、放熱が緩やかである

0074

電子銃−ビームストップ
幾つかの実施形態において、該システムおよび方法は、ビームストップ(例えば、シャ
ッター)を含む。例えばビームストップを用いて、電子ビームデバイスの出力を下げずに
、材料の照射を急速に停止または減少させることができる。あるいはビームストップは、
電子ビームの出力を上昇させながら用いることができ、ビームストップは、所望のレベル
のビーム電流に達するまで、電子ビームを停止させることができる。ビームストップは、
第一の窓箔と第二の窓箔の間に配置させることができる。例えばビームストップは、可動
性であるように、即ちビームパス内外へ移動できるように、搭載することができる。例
えば照射線量を制御するために、ビームの部分的な被覆を用いることもできる。ビームス
トップは、床に、バイオマスのコンベヤに、壁に、放射線デバイスに(例えば、スキャン
ホーンの)、または任意の構造支持体に搭載することができる。好ましくは、ビームがビ
ームストップにより効果的に制御され得るように、ビームストップがスキャンホーンに関
して固定されている。ビームストップは、ヒンジレールホイールスロット、または
他の手段を組み込むことができ、ビーム内外へ移動する操作を可能にする。ビームストッ
プは、電子の少なくとも5%、例えば電子の少なくとも10%、20%、30%、40%
、50%、60%、70%、少なくとも80%、85%、90%、91%、92%、93
%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または約100%を停止させる
任意の材料で作製することができる。

0075

ビームストップは、非限定的に、ステンレス鋼、鉛、鉄、モリブデン、銀、金、チタン
アルミニウム、スズ、またはこれらの合金、またはそのような金属で作製された(例え
ば、金属コートセラミック、金属コートポリマー、金属コート複合体、多層金属材料)積
層体(層化材料)をはじめとする金属で作製することができる。

0076

ビームストップは、例えば水溶液またはガスなどの冷却流動体で、冷却することができ
る。ビームストップは、例えば空洞を有し、部分的または完全に中空であってもよい。ビ
ームストップの内部空間は、流体およびガスを冷却するのに用いることができる。ビーム
ストップは、平面、曲線円形楕円形正方形長方形面取りのある形状およびくさ
び形など、任意の形状であってもよい。

0077

ビームストップは、幾つかの電子を通すような穿孔を有することができ、それにより窓
の全エリアまたは窓の特定の領域を通る放射線レベルを制御(例えば、低下)することが
できる。ビームストップは、例えば繊維またはワイヤから形成された、メッシュであって
もよい。複数のビームストップを一緒に、または独立に使用して、照射を制御することが
できる。ビームストップは、ビームを所定の場所の内外に移動させるために、例えばモー
ターへの無線信号またはハードウエアにより、遠隔制御することができる。

0078

ビームダンプ
本明細書に開示された実施形態は、放射線処理を活用する際に、ビームダンプを含むこ
ともできる。ビームダンプの目的は、荷電粒子のビームを安全に吸収することである。ビ
ムダンプは、ビームストップと同様に、荷電粒子のビームを遮断するのに用いることが
できる。しかしビームダンプは、ビームストップよりもかなり強固で、長期間にわたりフ
パワーの電子ビームを遮断することを目的とする。それらは多くの場合、加速器の出力
を増加させながら、ビームを遮断するのに用いられる。

0079

ビームダンプは、そのようなビームにより発生した熱に順応するようにも設計されてお
り、通常、銅、アルミニウム、炭素ベリリウム、タングステン、または水銀などの材料
で作製されている。例えばビームダンプと熱接触し得る冷却流体を利用して、ビームダン
プを冷却することができる。

0080

バイオマス材料
リグノセルロース材料としては、例えば木材、パーティクルボード、林業廃棄物(例え
ば、おがくず、アスペン材、木材チップ)、牧草(例えば、スイッチグラス、ススキ、コ
ドグラス、クサヨシ)、穀物残渣(例えば、籾殻、オーツ麦の殻、小麦殻、大麦殻)、
農業廃棄物(例えば、サイレージ菜種のわら、小麦わら、大麦わら、オーツ麦わら、米
わら、ジュート、、亜麻、サイザルマニラ麻、トウモロコシの穂軸、トウモロコ
シの葉茎大豆の葉茎、トウモロコシ繊維、アルファルファ、干し草、ココナッツの毛)
、糖加工残渣(例えば、バガス、ビートパルプ、リュウゼンツランバガス)、藻類、海藻
、肥やし、下水汚物、およびこれらのいずれかの混合物が挙げられる。

0081

幾つかの例において、リグノセルロース材料としては、トウモロコシの穂軸が挙げられ
る。粉砕またはハンマーミルされたトウモロコシの穂軸は、照射のために比較的均一な厚
さの層に広げることができ、照射の後、更なる加工のために媒体中に分散することが容易
である。収穫および回収を容易にするために、幾つかの例において、トウモロコシの
トウモロコシの穀粒などとうもろこしの植物全体が用いられ、そして幾つかの例において
、該植物の根系さえも用いられる。

0082

有利には更なる栄養素窒素供給源以外、例えば尿素またはアンモニア以外)が、トウ
モロコシの穂軸、または顕著な量のトウモロコシの穂軸を含むセルロースもしくはリグノ
セルロース材料の発酵の際に必要となる。

0083

破砕の前後のトウモロコシの穂軸は、運搬および分散も容易であり、干し草および牧草
などの他のセルロースまたはリグノセルロース材料よりも空気中で爆発性混合物を形成す
る傾向が小さい。

0084

セルロース材料としては、例えば紙、紙製品、紙廃棄物、紙パルプ、着色紙、積載紙(
loaded paper)、塗工紙、充填紙、雑誌、印刷物(例えば、本、カタログ
使用説明書、ラベル、カレンダーグリーティングカードパンフレット目論見書、新
聞紙)、印刷用紙、ポリコート紙、カードストック、厚紙、ボール紙、高α−セルロース
量を有する材料、例えば綿、およびこれらのいずれかの混合物が挙げられる。例えば開示
全体が、参照により本明細書に組み入れられる、米国特許出願第13/396,365号
(Medoffらによる2012年2月14日出願の“Magazine Feeds
ocks”)に記載された紙製品である。

0085

セルロース材料は、部分的または完全に脱木質化されたリグノセルロース材料も含むこ
とができる。

0086

幾つかの例において、他のバイオマス材料、例えばデンプン質材料を用いることができ
る。デンプン質材料としては、デンプンそのもの、例えばコーンスターチ小麦デンプン
ジャガイモデンプンもしくは米デンプンデンプン誘導体、または食用食品もしくは
作物などのデンプンを含む材料が挙げられる。例えばデンプン質材料は、アラカチャ、蕎
麦、バナナ、大麦、キャッサバ、クズ、オクラ、サゴ、モロコシ、通常の家庭用ジャ
イモ、サツマイモ、タロイモ、ヤマノイモ、または1種以上の豆、例えば空豆レンズ豆
エンドウ豆であってもよい。任意の1種以上のデンプン質材料のブレンドもまた、デン
プン質材料である。デンプン質材料とセルロースまたはリグノセルロース材料との混合物
を用いることもできる。例えばバイオマスは、植物全体、植物の一部または植物の異なる
部分、例えば小麦の、綿の苗、トウモロコシの苗、米の苗または樹木であってもよい。
デンプン質材料は、本明細書に記載された方法のいずれかにより処理することができる。

0087

原料として用いられ得る微生物材料としては、非限定的に、炭水化物(例えば、セルロ
ース)、例えば原生生物、例えば動物の原生生物(例えば、鞭毛藻類アメーバ繊毛虫
、および胞子虫などの原虫)および植物の原生生物(例えば、アルベオラータ、クロララ
クニオン藻、クリプトモナド、ユーグレナ藻、灰色藻、ハプト藻、紅藻、ストラメノパイ
ル、および緑色植物亜界)の供給源を含む、または供給源を提供することが可能な任意の
天然由来または遺伝子組換え微生物体または生物体を挙げることができる。他の例として
は、海藻、プランクトン(例えば、マクロプランクトン、メソプランクトン、ミクロプラ
クトン、ナノプランクトン、ピコプランクトン、およびフェムトプランクトン)、植物
プランクトン、細菌(例えば、グラム陽性菌グラム陰性菌、および好極限性細菌)、酵
母および/またはこれらの混合物が挙げられる。幾つかの例において、微生物バイオマス
は、天然供給源、例えば海洋水体、例えば塩水もしくは淡水、または上から得る
ことができる。代わりまたは追加として、微生物バイオマスは、培養系、例えば大規模
式および湿式培養、ならびに発酵系から得ることができる。

0088

別の実施形態において、バイオマス材料、例えばセルロース、デンプン質およびリグの
セルロース原料は、野生型変種に関して修飾されたトランスジェニック微生物および
植物から得ることができる。そのような修飾は、例えば選択および育種反復ステップ
より植物中の所望の素質を得てもよい。その上、植物は、野生型の変種に関して除去、修
飾、発現抑制および/または付加されていてもよい。例えば遺伝子修飾植物は、組換え
NA法により生成することができ、その場合の遺伝子修飾は、親種からの特異的遺伝子を
導入もしくは修飾すること、または例えば異なる種の植物および/または細菌から植物に
特異的遺伝子(複数可)が導入されるトランスジェニック育種を利用すること、を含む。
遺伝子変種を作出する別の方法は、新しい対立遺伝子内在遺伝子から人工的に作出する
突然変異育種による。その人工遺伝子は、例えば化学的突然変異原(例えば、アルキル化
剤、エポキシドアルカロイド過酸化物ホルムアルデヒドの使用による)、照射(例
えば、X線、γ線、中性子β粒子、α粒子、陽子重陽子UV線)および温度ショッ
クまたは他の外部ストレス負荷により植物または種子を処理すること、それに続く選択技
術をはじめとし、様々な方法により作出することができる。修飾遺伝子を提供する他の方
法は、エラープローンPCRおよびDNAシャッフルの後、所望の修飾DNAを所望の植
物または種子に挿入することによる。所望の遺伝子変異を主旨または植物に導入する方法
としては、例えば細菌保有者微粒子銃リン酸カルシウム沈殿法電気穿孔、遺伝子ス
プライシング遺伝子サイレンシングリポフェクション、ミクロインジェクション、お
よびウイルス保有者の使用が挙げられる。更なる遺伝子修飾材料は、2012年2月14
日出願の米国特許出願第13/396,369号に記載されており、その開示全体は、参
照により本明細書に組み入れられる。

0089

本明細書に記載された方法のいずれかは、本明細書に記載された任意のバイオマス材料
の混合物で実践することができる

0090

他の材料
本明細書に記載された方法、設備およびシステムを使用して、他の材料(例えば、天然
または合成材料)、例えばポリマーを、処理および/または作製することができる。例え
ば本明細書に記載された方法により生成されるエネルギーを用いて、材料を加工してもよ
い。例えばポリエチレン(例えば、直鎖状低密度エチレンおよび高密度ポリエチレン)、
ポリスチレンスルホン化ポリスチレン、ポリ(塩化ビニル)、ポリエステル(例えば、
ナイロン、DACRON(商標)、KODEL(商標))、ポリアルキレンエステル、ポ
ビニルエステルポリアミド(例えば、KEVLAR(商標))、ポリエチレンテレ
タラート、酢酸セルロースアセタールポリアクリロニトリルポリカルボナート(例
えば、LEXAN(商標))、アクリル系[例えば、ポリ(メタクリル酸メチル)、ポリ
アクリロニトリルポリウレタンポリプロピレンポリブタジエンポリイソブチレン
、ポリアクリロニトリル、ポリクロロプレン(例えば、ネオプレン)、ポリ(シス−1,
4−イソプレン)[例えば、天然ゴム]、ポリ(トランス−1,4−イソプレン)[例え
ば、グッタペルカ]、フェノールホルムアルデヒドメラミンホルムアルデヒド、エポキ
シド、ポリエステル、ポリアミンポリカルボン酸ポリ乳酸ポリビニルアルコール
ポリ酸無水物ポリフルオロカーボン(例えば、TEFLON(登録商標))、ケイ素
(例えば、シリコーンゴム)、ポリシランポリエーテル(例えば、ポリエチレンオキシ
ド、ポリプロピレンオキシド)、ワックスオイル、およびこれらの混合物。プラスチッ
ク、ゴムエラストマー、繊維、ワックス、ゲル、オイル、接着剤熱可塑性物質、熱硬
化性物質生分解性ポリマー、これらのポリマーから生成された樹脂、他のポリマー、他
の材料およびこれらの組み合わせも含まれる。カチオン重合アニオン重合ラジカル
合、メタセシス重合開環重合グラフト重合付加重合をはじめとする任意の有用な方
法により生成することができる。幾つかの例において、本明細書に開示された処理は、例
えばラジカルで開始されるグラフト重合および架橋に用いることができる。ポリマーと、
例えばガラス、金属、バイオマス(例えば、繊維、粒子)、セラミックとの複合体を、処
理および/または作製することもできる。

0091

本明細書に開示された方法、システムおよび設備を用いることにより処理され得る他の
材料は、セラミック、無機質、金属、無機化合物である。例えばケイ素とゲルマニウム
結晶窒化ケイ素金属酸化物半導体絶縁体セメントおよび/または導体

0092

追加として、製造された複数部品の、または成形された材料(例えば、鋳造された、押
出された、溶接された、リベットで留められた、層状の、またはいずれかの方法の組み合
わせ)、例えばケーブル、パイプ、板、格納庫、集積半導体チップ開路板、ワイヤ、タ
イヤ、窓、積層材料ギアベルト、機械、これらの組み合わせを処理することができる
。例えば本明細書に記載された方法により材料を処理して、表面を修飾し、例えば更なる
官能基化、結合(例えば、溶接)および/または処理を受け易くすることで、材料を架橋
することができる。

0093

バイオマス材料の調製−機械的処理
バイオマスは、例えば約35%未満の水分量(例えば、約20%未満、約15%未満、
約10%未満、約5%未満、約4%未満、約3%未満、約2%未満または約1%未満)の
乾燥形態であってもよい。バイオマスは、湿潤状態、例えば固体が少なくとも約10重
量%(例えば、少なくとも約20重量%、少なくとも約30重量%、少なくとも約40重
量%、少なくとも約50重量%、少なくとも約60重量%、少なくとも約70重量%)の
湿性固体、スラリーまたは懸濁液であり得る。

0094

本明細書に開示された工程は、低嵩密度の材料、例えば約0.75g/cm3未満、例
えば約0.7g/cm3未満、0.65、0.60、0.50、0.35、0.25、0
.20、0.15、0.10、0.05g/cm3またはそれ未満、例えば0.025g
/cm3未満の嵩密度を有するように物理的に前処理されたセルロースまたはリグノセル
ロース原料を活用することができる。嵩密度は、ASTMD1895Bを利用して決定
することができる。概要を述べると、該方法は、既知容積メスシリンダに試料を充填
すること、および試料の重量を得ること、を含む。嵩密度は、試料のグラム重量をシリン
ダーの既知の容積の立方センチメートルで割ることにより計算される。所望なら、低密度
材料を、例えば開示全体が参照により本明細書に組み入れられる、米国特許第7,971
,809号(Medoff)に記載された方法により、高密度化することができる。

0095

幾つかの例において、処理前加工は、バイオマス材料のふるい分けを含む。ふるい分け
は、所望の開口サイズ、例えば約6.35mm(1/4インチ、0.25インチ)未満、
(例えば、約3.18mm(1/8インチ、0.125インチ)未満、約1.59mm(
1/16インチ、0.0625インチ)未満、約0.79mm(1/32インチ、0.0
3125インチ)未満、例えば約0.51mm(1/50インチ、0.02000インチ
)未満、約0.40mm(1/64インチ、0.015625インチ)未満、約0.23
mm(0.009インチ)未満、約0.20mm(1/128インチ、0.007812
5インチ)未満、約0.18mm(0.007インチ未満)、約0.13mm(0.00
5インチ)未満、または約0.10mm(1/256インチ、0.00390625イン
チ)未満)を有するメッシュまたは穿孔板を通して行うことができる。1つの構成におい
て、所望のバイオマスは、その穿孔またはふるいを通り抜け、つまりその穿孔またはふる
いよりも大きなバイオマスは、照射されない。これらの大きな材料は、例えば破砕により
再加工され、またはそれらは単に加工から取り除くことができる。別の構成において、
穿孔よりも大きな材料は、照射され、より小さな材料は、ふるい分け工程により除去され
るか、または再循環される。この種の構成において、コンベヤそのもの(例えば、コンベ
ヤの一部)を、穿孔することができ、またはメッシュを含んで作製することができる。例
えば1つの特定の実施形態において、バイオマス材料は、湿潤性であってもよく、穿孔ま
たはメッシュによって照射の前に水をバイオマスから流出させてもよい。

0096

材料のふるい分けは、手動での方法、例えば望ましくない材料を除去するオペレータ
たはメカノイド(例えば、色、反射性または他のセンサーを備えたロボット)により行う
ことができる。ふるい分けは、磁石が運搬される材料の付近に配設されていて磁気材料
磁石により除去される、磁気ふるいによって行うこともできる。

0097

任意の処理前加工が、材料の加熱を含むことができる。例えばバイオマスまたは他の材
料を運搬するコンベヤの一部を、加熱されたゾーンに送出することができる。加熱された
ゾーンは、例えばIR線、マイクロ波、燃焼(例えば、ガス、石炭、オイル、バイオマス
)、抵抗加熱および/または誘導コイルにより作製することができる。熱は、少なくとも
一方の側または1つ以上の側からあてること、連続的または周期的にてること、そして材
料の一部だけまたは材料全てにあてることができる。例えば、コンベヤトラフの一部を、
加熱ジャケットの使用により加熱することができる。加熱は、例えば材料の乾燥を目的と
するものであってもよい。材料を乾燥する場合、加熱により、または加熱せずに、運搬さ
れている時にガス(例えば、空気、酸素、窒素、He、CO2、アルゴン)をバイオマス
の上部および/またはバイオマスの中に移動させることにより、乾燥を容易にすることも
できる。

0098

場合により処理前加工は、材料を冷却することを含むことができる。材料の冷却は、開
示が参照により本明細書に組み入れられる米国特許第7,900,857号(Medof
f)に記載される。例えば冷却は、冷却流体、例えば水(例えば、グリセロールを含む)
、または窒素(例えば、液体窒素)をコンベヤトラフの底に供給することによって行うこ
とができる。あるいは冷却ガス、例えば凍結窒素を、バイオマスの上部、または運搬シス
テムの下に吹き付けることができる。

0099

別の任意の処理前加工法は、材料をバイオマスまたは他の原料に添加することを含むこ
とができる。更なる材料は、例えばバイオマスが運搬されている時に材料をバイオマスの
上に浴びせること、振りかけること、および/または注入することにより、添加すること
ができる。添加され得る材料としては、例えば開示全体が参照により本明細書に組み入れ
られる、米国特許出願公開第2010/0105119 A1(2009年10月26日
出願)および米国特許出願公開第2010/0159569 A1(2009年12月1
6日出願)に記載された金属、セラミックおよび/またはイオンが挙げられる。添加され
得る任意の材料としては、酸および塩基が挙げられる。添加され得る他の材料は、酸化剤
(例えば、過酸化物、塩素酸塩)、ポリマー、重合性モノマー(例えば、不飽和結合を含
むもの)、水、触媒、酵素および/または生物体である。材料は、純粋な形態で、例えば
溶媒(例えば、水または有機溶媒)中の溶液として、そして/または溶液として、添加す
ることができる。幾つかの例において、溶媒は、揮発性であり、例えばこれまで記載され
た通りガスの加熱および/または吹き出しにより、蒸発するように作製することができる
。添加される材料は、バイオマス上に均一なコーティングを形成することができ、または
異なる成分(例えば、バイオマスおよび更なる材料)の均質混合物であってもよい。添加
される材料は、照射の効率を上昇させること、照射を弱めること、または照射の作用を変
化させること(例えば、電子ビームからX線または加熱へ)により、次の照射ステップ
変調することができる。該方法は、照射への影響を有していなくてもよいが、さらに下流
の加工に有用であってもよい。添加材料は、例えば粉塵のレベルを低下させることにより
、材料の運搬を支援してもよい。

0100

バイオマスは、ベルトコンベヤ空気式コンベヤスクリューコンベヤホッパー、パ
イプ、手動で、またはこれらの組み合わせによりコンベヤ(例えば、本明細書に記載され
た保管庫内で用いられる振動コンベヤ)に送達することができる。バイオマスは、例えば
これらの方法のいずれかによりコンベヤ上に滴下、注入および/または配置させることが
できる。幾つかの実施形態において、材料は、封入された材料の分配システムを用いてコ
ンベヤに送達されて、低酸素大気の維持ならびに/または粉塵および微粉の制御を支援す
る。舞い上がる、または空気に浮遊させたバイオマスの微粉および粉塵は、爆発災害を形
成する、または電子銃の窓箔を損傷する可能性があるため(そのようなデバイスが、材料
を処理するのに用いられる場合)、望ましくない。

0101

材料をならして、約0.0312〜5インチ(例えば、約0.0625〜2.000イ
ンチ、約0.125〜1インチ、約0.125〜0.5インチ、約0.3〜0.9インチ
、約0.2〜0.5インチ、約0.25〜1.0インチ、約0.25〜0.5インチ、0
.100+/−0.025インチ、0.150+/−0.025インチ、0.200+/
−0.025インチ、0.250+/−0.025インチ、0.300+/−0.025
インチ、0.350+/−0.025インチ、0.400+/−0.025インチ、0.
450+/−0.025インチ、0.500+/−0.025インチ、0.550+/−
0.025インチ、0.600+/−0.025インチ、0.700+/−0.025イ
ンチ、0.750+/−0.025インチ、0.800+/−0.025インチ、0.8
50+/−0.025インチ、0.900+/−0.025インチ、0.900+/−0
.025インチの均一な厚さを形成することができる。

0102

一般に、電子ビームを通して可能な限り急速に材料を運搬して、処理能力を最大にする
ことが好ましい。例えば材料は、少なくとも1フィート/分、例えば少なくとも2フィー
ト/分、少なくとも3フィート/分、少なくとも4フィート/分、少なくとも5フィート
/分、少なくとも10フィート/分、少なくとも15フィート/分、20、25、30、
35、40、45、50フィート/分の速度で運搬することができる。運搬速度は、例え
ばバイオマスの厚さ1/4インチでのビーム電流に関し、100mAでのコンベヤは、約
20フィート/分で移動して有用な照射線量を提供することができ、50mAでのコンベ
ヤは、約10フィート/分で移動して、ほぼ同じ照射線量を提供することができる。

0103

バイオマス材料が、放射線ゾーンを通って運搬された後、任意の処理後加工を実施する
ことができる。任意の処理後加工は、例えば照射前加工に関して記載された工程であって
もよい。例えばバイオマスを、ふるい分けても、加熱しても、冷却しても、そして/また
添加剤混和してもよい。照射後に特有なこととして、ラジカルのクエンチング、例え
ば流体もしくは気体(例えば、酸素、亜酸化窒素、アンモニア、液体)の添加、圧力、熱
の利用、および/またはラジカルスカベンジャーの添加によるラジカルのクエンチングを
行うことができる。例えばバイオマスを、囲い込まれたコンベヤの外部で運搬して、ガス
(例えば、酸素)に暴露し、そこでクエンチしてカルボキシル化された基を形成すること
ができる。一実施形態において、バイオマスは、反応性ガスまたは流体への照射の間に暴
露される。照射されたバイオマスのクエンチングは、開示全体が参照により本明細書に組
み入れられる米国特許第8,083,906号(Medoff)に記載される。

0104

所望なら、照射に加えて1つ以上の機械的処理を利用して、炭水化物含有材料の難分解
性をさらに低下させることができる。これらの工程は、照射の前、照射の間および/また
は照射後に適用することができる。

0105

幾つかの例において、機械的処理としては、受け取り時の原料の初期調製、例えば破砕
、例えば切断、粉砕、せん断微粉砕または打ち切りなどによる材料のサイズ減少を挙げ
ることができる。例えば幾つかの例において、まとまりのない原料(例えば、リサイクル
紙、デンプン質材料、またはスイッチグラス)は、せん断または細断により調製される。
機械的処理は、炭水化物含有材料の嵩密度を低下させ、炭水化物含有材料の表面積を増加
させ、そして/または炭水化物含有材料の1つ以上の寸法を減少させることができる。

0106

代わりまたは追加として、原料を、別の処理、例えば酸(HCl、H2SO4、H3P
O4)、塩基(例えば、KOHおよびNaOH)、化学的酸化剤(例えば、過酸化物、塩
酸塩、オゾン)、照射、水蒸気爆発、熱分解、音波処理、酸化、化学的処理などの化学
的処理で処理することができる。処理は、どのような順序でも、どのような連続でも、そ
してそれらを組み合わせていてもよい。例えば原料は最初、1つ以上の処理方法、例えば
酸加水分解(例えば、HCl、H2SO4、H3PO4の使用)を含みそれらと組み合わ
せた化学的処理、放射線、音波処理、酸化、熱分解または水蒸気爆発により物理的に処理
し、その後、機械的に処理することができる。この連続は、他の処理、例えば照射または
熱分解の1つ以上により処理される材料がより脆性の傾向があり、それゆえ機械的処理に
より材料の構造をさらに変化させることが容易となり得るため、有利となろう。別の例と
して、原料は、本明細書に記載されたコンベヤを用いて電離放射線を通って運搬され、そ
の後、機械的に処理することができる。化学的処理は、リグニンの一部または全てを除去
することができ(例えば、化学パルプ化)、材料を部分的または完全に加水分解すること
ができる。該方法は、予め加水分解された材料で使用することもできる。該方法は、予め
加水分解されていない材料で用いることもできる。該方法は、加水分解材料と、非加水
解材料、例えば約50%以上の非加水分解材料、約60%以上の非加水分解材料、約70
%以上の非加水分解材料、約80%以上の非加水分解材料、または約90%以上の非加水
分解材料との混合物で用いることができる。

0107

加工の最初および/または後に実行され得るサイズ減少に加えて、機械的処理は、炭水
化物含有材料を「切り開く」、「応力を加える」、破壊する、または破断して、物理的処
理の間に材料のセルロースに分子鎖切断および/または結晶構造の崩壊を受け易くさせる
のにも有利となり得る。

0108

炭水化物含有材料を機械的に処理する方法としては、例えば、ミリングまたは粉砕が挙
げられる。ミリングは、例えばハンマーミル、ボールミルコロイドミルコニカルもし
くはコーンミルディスクミルエッジミルウィリーミルグリストミルまたは他のミ
ルが挙げられる。粉砕は、例えば切断/衝撃型グラインダーを用いて実施されてもよい。
幾つかの模範的グラインダーとしては、石材用グラインダー、ピングラインダー、コーヒ
ーグラインダーおよびバーグラインダーが挙げられる。粉砕またはミリングは、例えば、
ピンミルの場合のように、往復運動ピンまたは他の要素により、提供されてもよい。他の
機械的処理方法としては、機械的切り裂きまたは引き裂き、繊維に圧力を加える他の方法
、および空気摩耗ミリングが挙げられる。適切な機械的処理は、これまで加工処理ステッ
プにより開始された材料の内部構造の崩壊を継続する任意の他の技法をさらに含む。

0109

機械的供給調製系は、例えば、特定最大サイズ、特定の長さ対幅、または特定の表面積
比などの特定の性質を有する流れを生じるよう構成することができる。物理的調製は、反
応速度を上昇させ、コンベヤ上の材料の動きを改善し、材料の照射プロファイルを改善し
、材料の放射線均一性を改善し、または材料を切開して、それらを工程および/もしくは
試薬、例えば溶液中の試薬に接近し易くすることによって必要とされる加工時間を減少さ
せることができる。

0110

原料の嵩密度は、制御(例えば、増大)することができる。幾つかの状況では、例えば
材料を高密度化し(例えば高密度化は、別の場所に運搬するのを容易にかつ低コストにし
得る)、その後、材料をより低い嵩密度状態に戻す(例えば、運搬後)ことにより、低嵩
密度材料を調製することが望ましい。該材料は、例えば、約0.2g/cc未満から約0
.9g/ccを超えるまで(例えば、約0.3未満〜約0.5を超えるまで、約0.3未
満〜約0.9g/ccを超えるまで、約0.5未満〜約0.9を超えるまで、約0.3未
満〜約0.8g/ccを超えるまで、約0.2未満〜約0.5g/ccを超えるまで)に
高密度化することができる。例えば材料は、開示全体が、参照により本明細書に組み入れ
られる、米国特許第7,932,065号(Medoff)および国際公開WO 200
8/073186号(2007年10月26日出願;英語で公開;米国を指定)に開示さ
れた方法および設備により高密度化され得る。高密度化材料は、本明細書に記載された方
法のいずれかにより加工することができ、または本明細書に記載された方法のいずれかに
より加工された任意の材料は、次に、高密度化することができる。

0111

幾つかの実施形態において、加工される材料は、繊維源をせん断することにより提供さ
れる繊維を含む繊維性材料の形態である。例えば、剪断は、回転式ナイフカッターで実施
することができる。

0112

例えば、難分解性であるか、または難分解性レベルが低減された繊維源は、例えば回転
式ナイフカッターで剪断されて、最初の繊維性材料を提供し得る。最初の繊維性材料は、
例えば1.59mm以下(1/16インチ、0.0625インチ)の平均開口サイズを有
する、第一のふるいに通されて、第二の繊維性材料を提供する。所望なら、繊維源は、例
えばシュレッダーで、剪断前に切断することができる。例えば、紙が繊維源として用いら
れる場合、紙は最初、シュレッダー、例えばMunson(ニューヨーク州ユーティカ所
在)製造のものなどの卓上回転式スクリューシュレッダーを用いて、例えば、1/4〜1
/2インチ幅の細片に切断することができる。細断に代わるものとして、ギロチンカッタ
ーを用いて、所の望サイズに切断することにより、紙はサイズを減少することができる。
例えば、ギロチンカッターは、紙を、例えば幅10インチ、長さ12インチの、シート
切断するために用いることができる。

0113

幾つかの実施形態において、繊維源の剪断、およびその結果生じる第一の繊維性材料の
第一のふるいへの通過は、同時に実施される。剪断および通過は、バッチ式工程でも実施
することができる。

0114

例えば、回転式ナイフカッターを用いて、同時に、繊維源を剪断して第一の繊維性材料
をふるい分けすることができる。回転式ナイフカッターは、繊維源を細断することにより
調製される細断繊維源を積載され得るホッパーを含む。

0115

幾つかの実行において、原料は、糖化および/または発酵の前に物理的に処理される。
物理的処理工程は、本明細書中に記載された工程、例えば機械的処理、化学的処理、照射
、音波処理、酸化、熱分解または水蒸気爆発のいずれかのうちの1つ以上を含むことがで
きる。処理方法は、これらの技法のうちの2、3、4、または全ての組み合わせ(任意の
順序)で用いることができる。1つより多い処理方法が用いられる場合、該方法は、同時
に、または異なる時点で適用することができる。バイオマス原料の分子構造を変化させる
他の工程も、単独で、または本明細書に開示された工程と組み合わせて用いることができ
る。

0116

用いられ得る機械的処理、ならびに機械的処理される炭水化物含有材料の性質は、開示
全体が参照により本明細書に組み入れられる、2011年10月18日出願の米国特許出
願公開第2012/0100577 A1号にさらに詳細に記載される。

0117

音波処理、熱分解、酸化、水蒸気爆発
所望により、炭水化物含有材料の難分解性を低下させる、またはさらに低下させるため
に、照射の代わりまたは追加として、1つ以上の音波処理、熱分解、酸化または水蒸気
発工程を用いることができる。例えばこれらの工程は、照射の前、照射の間および/また
は照射後に適用することができる。これらの工程は、開示全体が参照により本明細書に組
み入れられる、Medoffの米国特許第7,932,065号に詳細に記載される。

0118

中間体および生成物
本明細書中に記載される工程を用いて、バイオマス材料を、1種以上の製品、例えばエ
ネルギー、燃料食物および材料に変換することができる。例えば、有機酸、有機酸の塩
酸無水物、有機酸のエステルおよび燃料、例えば内燃機関のための燃料または燃料電池
のための原料などの中間体および生成物を、製造することができる。即座に入手可能であ
るが、多くの場合、加工するのが困難になり得るセルロースおよび/またはリグノセルロ
ース材料、例えば自治体廃棄物流れおよび廃棄紙流れ、例えば新聞クラフト紙、段ボー
ル紙またはこれらの混合物を含む流れを原料として用い得るシステムおよび工程が、本明
細書に記載される。

0119

生成物の具体的例としては、水素、糖(例えば、グルコース、キシロース、アラビノ
ス、マンノースガラクトースフルクトース二糖オリゴ糖および多糖)、アルコ
ル(例えば、一価アルコールまたは二価アルコール、例えばエタノール、n−プロパノ
ル、イソブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノールまたはn−ブタノール
)、水和または水性アルコール(例えば、10%を超える、20%、30%、または40
を超える水を含有)、バイオディーゼル、有機酸、炭化水素(例えば、メタンエタン
プロパンイソブテンペンタンn−ヘキサン、バイオディーゼル、バイオガソリン
よびそれらの混合物)、共生成物(例えば、セルロース分解タンパク質(酵素)または単
細胞タンパク質などのタンパク質)、ならびに任意の組み合わせまたは相対濃度での、な
らびに場合により任意の添加剤(例えば、燃料添加剤)と組み合わせたこれらのいずれか
の混合物が挙げられるが、これらに限らない。他の例としては、カルボン酸、カルボン酸
塩、カルボン酸とカルボン酸塩カルボン酸エステルとの混合物(例えば、メチル、エチ
ルおよびn−プロピルエステル)、ケトン(例えば、アセトン)、アルデヒド(例えば、
アセトアルデヒド)、αおよびβ不飽和酸(例えば、アクリル酸)およびオレフィン(例
えば、エチレン)が挙げられる。その他のアルコールおよびアルコール誘導体としては、
プロパノールプロピレングリコール、1,4‐ブタンジオール、1,3‐プロパンジオ
ール、糖アルコール(例えば、エリトリトールグリコール、グリセロール、ソルビトー
ル、トレイトールアラビトールリビトールマンニトールダルトール、フシトー
ル、イジトールイソマルトマルチトールラクチトールキシリトールおよびポリオ
ール)、ならびにこれらのアルコールのいずれかのメチルまたはエチルエステルが挙げら
れる。その他の生成物としては、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、D−乳酸、L
−乳酸、ピルビン酸、ポリ乳酸、クエン酸ギ酸酢酸プロピオン酸酪酸コハク酸
吉草酸カプロン酸3‐ヒドロキシプロピオン酸パルミチン酸ステアリン酸、シ
ュウ酸、マロン酸グルタル酸オレイン酸リノール酸グリコール酸、γ−ヒドロキ
シ酪酸、およびそれらの混合物、これらの酸のいずれかの塩、これらの酸およびその各塩
のいずれかの混合物が挙げられる。

0120

上記生成物と互いとの任意の組み合わせ、および/または上記生成物と本明細書中に記
載される工程もしくは他の方法で製造され得る他の生成物との任意の組み合わせは、一緒
包装され、製品として販売され得る。該生成物は、混和され、例えば混合、ブレンド、
もしくは共溶解されてもよく、または単に一緒に包装もしくは販売され得る。

0121

本明細書中に記載された生成物または生成物の組合せのいずれかは、製品販売の前に、
例えば精製もしくは単離後、または包装後でも、生成物(複数可)中に存在し得る1つ以
上の潜在的に望ましくない混入物中和するために、衛生化または滅菌され得る。そのよ
うな衛生化は、電子衝撃で、例えば約20Mrad未満、例えば約0.1〜15Mrad
、約0.5〜7Mrad、または約1〜3Mradの線量で実行することができる。

0122

本明細書中に記載された工程は、プラントの他の部分で用いられる、または公開市場
販売される水蒸気と電気を生成する(コジェネレーション)のに有用となる様々な副産物
流れを生成することができる。例えば、燃焼副産物流れから生成された水蒸気は、蒸留工
程に用いることができる。別の例として、燃焼副産物流れから生成された電気は、前処理
に用いられる電子ビーム発生機を作動するために用いることができる。

0123

水蒸気および電気を生成するために用いられる副産物は、工程全体を通して複数の供給
源から得られる。例えば廃水嫌気性消化は、メタンが高濃度バイオガスと、少量の廃
棄物バイオマス(スラッジ)を生じ得る。別の例として、糖化後および/または蒸留後
体(例えば、前処理および一次工程後に残存する未変換のリグニン、セルロースおよびヘ
ミセルロース)が用いること、例えば燃料として燃焼することができる。

0124

食品および医薬品をはじめとする他の中間体および生成物は、開示全体が参照により本
明細書に組み入れられる、2010年5月20日公開のMedoffへの米国特許出願公
開第2010/0124583 A1号に記載される。

0125

リグニン由来生成物
記載された方法によるリグノセルロース加工からの使用済みバイオマス(例えば、使用
済みリグノセルロース材料)は、高いリグニン量を有することが期待され、コジェネレー
ションプラントでの燃焼を通したエネルギー生成に有用であることに加え、他の貴重な生
成物としての用途を有し得る。例えばリグニンは、プラスチックとして入手されたまま使
用することができ、または合成により他のプラスチックに格上げすることもできる。幾つ
かの例において、それは結合剤分散剤乳化剤もしくは金属イオン封鎖剤として用いら
れ得るリグのスルホナートに変換することができる。

0126

結合剤として用いられる場合、リグニンまたはリグノスルホナートは、例えば練炭中で
、セラミック中で、カーボンブラックを結合させるために、肥料除草剤を結合させるた
め、粉塵抑制剤として、合板およびパーティクルボードを作製する際、動物飼料を結合さ
せるため、ファイバーガラスの結合剤として、リノリウムペースト中の結合剤として、そ
して土壌安定化剤として、用いることができる。

0127

分散剤として用いられる場合、リグニンまたはリグのスルホナートは、例えばコンクリ
ートミックス、粘土およびセラミック、染料および顔料なめしおよび石膏ボード
用いることができる。

0128

乳化剤として用いられる場合、リグニンまたはリグノスルホナートは、例えばアスファ
ルト、顔料および染料、殺虫剤、ならびにワックスエマルジョン中で用いることができる

0129

金属イオン封鎖剤として、リグニンまたはリグノスルホナートは、例えば微量栄養素
洗浄化合物および水処理システム中で、例えばボイラおよび冷却システムに用いること
ができる。

0130

エネルギー生成の場合、リグニンは一般に、ホモセルロース(セルロールおよびヘミ
ルロース)よりも多くの炭素を含むため、ホロセルロースよりも高いエネルギー量を有す
る。例えば乾性リグニンは、ホロセルロースの7,000、8,000BTU/ポンド
比較して、約11,000〜12,500BTU/ポンドのエネルギー量を有することが
できる。そのためリグニンは、高密度化して燃焼用ブリケットおよびペレットに変換す
ることができる。例えばリグニンは、本明細書に記載された任意の方法によりペレットに
変換することができる。より緩やかに燃焼するペレットまたはブリケットの場合、約0.
5Mrad〜5Mradの放射線量をあてるなどで、リグニンを架橋させることができる
。架橋は、緩やかな燃焼のフォームファクターを作ることができる。ペレットまたはブリ
ケットなどのフォームファクターは、例えば400〜950℃で、空気の存在下で熱分解
することにより「合成の炭」または木炭に変換することができる。熱分解の前に、リグニ
ンを架橋して、構造完全性を維持することが望ましくなり得る。

0131

糖化
原料を即座に加工され得る形態に変換するために、原料中のグルカン−またはキシラン
含有セルロースを、糖化剤、例えば酵素または酸により、低分子量炭水化物、例えば糖
に加水分解することができる(糖化と称される工程)。その後、低分子量炭水化物を、例
えば既存の製造プラントにおいて、例えば単細胞タンパク質プラント、酵素製造プラント
、または燃料プラント、例えばエタノール製造施設において、用いることができる。

0132

原料は、酵素を用いて、例えば溶媒中で、例えば水溶液中で、材料および酵素を混和す
ることにより、加水分解することができる。

0133

あるいは、バイオマス、例えばバイオマスのセルロースおよび/またはリグニン部分を
分解し、様々なセルロース分解酵素セルラーゼ)、リグニナーゼまたは様々な小分子バ
イオマス分解代謝産物を含有または製造する生物体により供給することができる。これら
の酵素は、結晶セルロースまたはバイオマスのリグニン部分を分解するために相乗的に作
用する酵素の複合体であり得る。セルロース分解酵素の例としては、エンドグルカナーゼ
セロビオヒドロラーゼおよびセロビアーゼβ−グルコシダーゼ)が挙げられる。

0134

糖化の間に、セルロース基質は最初、任意の位置でエンドグルカナーゼにより加水分解
されて、オリゴマー中間体を生成し得る。これらの中間体は、その場合、セルロースポリ
マーの末端からセロビオースを生成するためのセロビオヒドロラーゼのような外分割グル
カナーゼのための基質である。セロビオースは、グルコースの水溶性1,4−結合二量体
である。最後に、セロビアーゼは、セロビオースを切断して、グルコースを生成する。こ
の工程の効率(例えば、加水分解するための時間および/または加水分解の完全性)は、
セルロース材料の難分解性に依存する。

0135

それゆえ処理されたバイオマス材料は、一般的に、該材料およびセルラーゼ酵素流動
媒体、例えば水溶液中で混和することにより、糖化することができる。幾つかの例におい
て、開示全体が参照により本明細書に組み入れられる、2012年4月26日公開のMe
doffおよびMastermanへの米国特許出願公開第2012/0100577
A1号に記載される通り、材料は、糖化の前に高温水中沸騰、浸漬、または蒸解される

0136

糖化工程は、製造プラントにおいてタンク(例えば、少なくとも4000、40,00
0または500,000Lの容積を有するタンク)中で部分的もしくは完全に実施するこ
とができ、そして/または輸送中に、例えば鉄道車輛タンカートラックスーパータン
カーもしくは船倉において、部分的もしくは完全に実施することができる。完全糖化
に要する時間は、工程条件、ならびに用いられる炭水化物含有材料および酵素に依存する
。糖化が、制御された条件下で製造プラントにおいて実施される場合、セルロースは、約
12〜96時間で、実質的に完全に、糖、例えばグルコースに変換され得る。糖化が、輸
送中に部分的または完全に実施される場合、糖化は、より長い時間を要し得る。

0137

例えば開示全体が参照により本明細書に組み入れられる、WO 2010/13538
0号として英語で公開され米国を指定した、2010年5月18日出願の国際出願PCT
/US2010/035331号に記載されたようなジェットミキシングを用いて、糖化
中にタンク内容物が混合されるのが、一般的に好ましい。

0138

界面活性剤の添加により、糖化の速度を増強することができる。界面活性剤の例として
は、非イオン性界面活性剤、例えばTween登録商標)20またはTween(登録商
標)80ポリエチレングリコール界面活性剤、イオン性界面活性剤、または両性イオン性
界面活性剤が挙げられる。

0139

糖化により生じる糖溶液の濃度が相対的に高いこと、例えば40重量%を超える、また
は50重量%を超える、60重量%、70重量%、80重量%、90重量%または95重
量%を超えることが、一般的に好ましい。水は、例えば蒸発により除去されて、糖溶液の
濃度を増大し得る。これは、出荷される容量を減少させ、溶液中での微生物増殖阻害
る。

0140

あるいは低濃度の糖溶液が用いられてもよく、この場合、抗菌性添加剤、例えば広域抗
生物質を、低濃度で、例えば50〜150ppmで添加することが望ましくなり得る。他
の適切な抗生物質としては、アンフォテリシンB、アンピシリンクロラムフェニコール
シプロフロキサシンゲンタマイシン、ヒグロマイシンB、カナマイシンネオマイシ
ン、ペニシリンプロマイシンストレプトマイシンが挙げられる。抗生物質は、運搬お
よび貯蔵中の微生物の増殖を阻害し、適切な濃度で、例えば15〜1000重量ppm、
例えば25〜500ppm、または50〜150ppmで用いることができる。糖濃度
相対的に高い場合でも、所望なら、抗生物質を含ませることができる。あるいは、防腐
性を有する抗菌性の他の添加物が、用いられてもよい。好ましくは、抗菌性添加剤(複数
可)は、食品等級である。

0141

酵素を有する炭水化物含有材料に添加される水の量を限定することにより、相対的に高
濃度の溶液が得られる。例えば糖化が起こる程度を制御することにより、濃度を制御する
ことができる。例えば、濃度は、溶液により多くの炭水化物含有材料を添加することによ
り、増大され得る。溶液中で生成されている糖を保持するために、界面活性剤、例えば先
に議論された界面活性剤の1種を添加することができる。溶液の温度を上昇させることに
より、溶解度も増大することができる。例えば、溶液は、40〜50℃、60〜80℃、
またはそれを超える温度を保持することができる。

0142

糖化剤
適切なセルロース分解酵素としては、バシラス属、ヒトヨタケ属、ミセリオフィトラ属
セファロスポリウム属、シタリジウム属、ペニシリウム属アスペルギルス属シュー
ドモナス属、フミコラ属フザリウム属チエラビア属、アクレモニウム属、クリソスポ
リウム属およびトリコデルマ属菌株由来のセルラーゼが挙げられ、特にアスペルギルス
種(例えば、欧州特許公開第0458162号参照)、フミコラインソレンス(シタリ
ジウム・テルモフィルムとして再分類;例えば、米国特許第4,435,307号参照)
コプリヌス・シエレウスフザリウム・オキシスポルム、ミセリオフィトラ・テルモフ
ィラ、メリピルス・ギガンテウス、チエラビア・テレストリスアクレモニウム種(例え
ば非限定的に、A.ペルシシヌム、A.アクレモニウム、A.ブラキペニウム、A.ジク
モスポルム、A.オブクラツム、A.ピンケルトニエ、A.ロゼオグリセウム、A.
インコロラツムおよびA.フラツムなど)の種から選択される菌株により産生されるもの
が挙げられる。好ましい菌株としては、フミコラ・インソレンス DSM1800、フザ
リウム・オキシスポルム DSM2672、ミセリオフィトラ・テルモフィラ CBS
17.65、セファロスポリウム種 RYM−202、アクレモニウム種 CBS478
.94、アクレモニウム種 CBS265.95、アクレモニウム・ペルシシヌム CB
S169.65、アクレモニウム・アクレモニウムAHU9519、セファロスポリウム
種 CBS535.71、アクレモニウム・ブラキペニウム CBS866.73、アク
レモニウム・ジクロモスポルム CBS683.73、アクレモニウム・オブクラバツム
CBS311.74、アクレモニウム・ピンケルトニエ CBS157.70、アクレ
モニウム・ロゼオグリセウム CBS134.56、アクレモニウム・インコロラツム
CBS146.62、およびアクレモニウム・フラツム CBS299.70Hが挙げら
れる。セルロース分解酵素は、クリソスポリウム属、好ましくはクリソスポリウム・ルク
ウエンスの菌株から得ることもできる。用いられ得る更なる菌株としては、トリコデル
マ属(特に、T.ビリデ、T.リーセイおよびT.コニンギー)、好アルカリ性バシラス
属(例えば米国特許第3,844,890号および欧州特許公開第0458162号参照
)、およびストレプトミセス属(例えば、欧州特許公開第0458162号参照)が挙げ
られるが、これらに限らない。

0143

酵素に加えて、またはそれと併せて、酸、塩基および他の化学物質(例えば、酸化剤)
を、リグノセルロース材料およびセルロース材料を糖化するのに用いることができる。こ
れらは、任意の組み合わせまたは順番(例えば、酵素の添加前、添加後および/または添
加中)で用いることができる。例えば強い鉱酸(例えば、HCl、H2SO4、H3PO
4)および強塩基(例えば、NaOH、KOH)を用いることができる。

0144


本明細書に記載された工程において、例えば糖化後に、糖(例えば、グルコースおよび
キシロース)を単離することができる。例えば糖は、沈降、結晶化、クロマトグラフィー
(例えば、擬似移動床クロマトグラフィー、高圧クロマトグラフィー)、遠心分離、抽出
、当該技術分野で公知の任意の他の単離方法、およびそれらの組み合わせにより単離する
ことができる。

0145

水素添加および他の化学転換
本明細書に記載された工程は、水素添加を含み得る。例えば、グルコースおよびキシロ
ースは、それぞれソルビトールおよびキシリトールに水素添加され得る。水素添加は、高
圧(例えば、10〜12000psi)下で、H2と併用で触媒(例えば、Pt/γ−A
l2O3、Ru/C、ラネーニッケル、または当該技術分野で公知の他の触媒)の使用に
より遂行され得る。本明細書に記載された工程から得られた生成物の化学転換の他のタイ
プ、例えば有機糖由来生成物(例えば、フルフラルおよびフルフラル由来生成物)の生成
を、利用することができる。糖由来生成物の化学転換は、開示全体が参照により本明細書
に組み入れられる、2012年7月3日出願の米国特許出願第13/934,704号に
記載される。

0146

発酵
例えば酵母およびザイモモナス菌は、糖(複数可)からアルコール(複数可)への発酵
または変換に用いることができる。他の微生物は、以下に議論される。発酵の至適pH
、約pH4〜7である。例えば、酵母の至適pHは、約pH4〜5であるが、ザイモモナ
ス属の至適pHは、約5〜6である。典型的な発酵時間は、約24〜168時間(例えば
24〜96時間)で、温度は20℃〜40℃(例えば、26℃〜40℃)の範囲内である
が、好熱性微生物では、より高温が好ましい。

0147

幾つかの実施形態において、例えば嫌気性生物が、用いられる場合、発酵の少なくとも
一部は、酸素の非存在下、例えばN2、Ar、He、CO2またはそれらの混合物などの
不活性ガスで覆われて、実行される。加えて混合物は、発酵の一部または全ての間、タン
クを通して流れる不活性ガスの一定したパージを有し得る。幾つかの例において、嫌気性
条件が、発酵中の二酸化炭素生成により達成または保持され、更なる不活性ガスは必要と
ならない。

0148

幾つかの実施形態において、発酵工程の全てまたは一部を、低分子量の糖が完全に生成
物(例えば、エタノール)に変換される前に、遮断することができる。中間発酵生成物
しては、高濃度の糖および炭水化物が挙げられる。糖および炭水化物は、当該技術分野で
公知の任意手段により単離され得る。これらの中間発酵生成物は、ヒトまたは動物消費
ための食物の調製に用いることができる。追加または代わりとして、中間発酵生成物は、
ステンレス鋼の実験用ミルで微粒子径に粉砕されて、小麦粉様物質を生成することができ
る。ジェットミキシングを、発酵中に用いることができ、幾つかの例において、糖化およ
び発酵は、同一タンク中で実施される。

0149

微生物のための栄養素は、糖化および/または発酵中に添加され、例えば食物ベース
栄養素パッケージは、開示全体が参照により本明細書に組み入れられる、2011年7月
15日出願の米国特許出願公開第2012/0052536号に記載される。

0150

「発酵」は、内容が全体として参照により本明細書に組み入れられる、2013年6月
27日公開のPCT/US2012/71093号、2012年6月27日公開のPCT
/US2012/71907号、および2012年6月27日公開のPCT/US201
2/71083号に開示される。

0151

内容が全体として参照により本明細書に組み入れられる、国際出願PCT/US200
7/074028号(2007年7月20日出願;WO2008/011598として英
語で公開され、米国を指定)に記載されているように、可動性発酵槽を利用することがで
きる。同様に、糖化設備は、可動性であってもよい。さらに、糖化および/または発酵は
、輸送中に、一部または完全に実施されてもよい。

0152

発酵剤
発酵に用いられる微生物(複数可)は、天然由来微生物および/または遺伝子操作され
た微生物であってもよい。例えば微生物は、細菌(例えば非限定的に、セルロース分解性
細菌など)、真菌(例えば非限定的に、酵母など)、植物、原生生物、例えば原生動物
たは真菌様原生生物(例えば非限定的に、粘菌など)、または藻類であってもよい。生物
体が適合性である場合、生物体の混合物を利用することができる。

0153

適切な発酵微生物は、炭水化物、例えばグルコース、フルクトース、キシロース、アラ
ビノース、マンノース、ガラクトース、オリゴ糖または多糖を発酵生成物に変換する能力
を有する。発酵微生物としては、サッカロミセス種(例えば非限定的に、S.セレビシエ
パン酵母)、S.ディスタクス、S.ウバルムなど)、クルイベロミセス属(例えば
非限定的に、K.マルシアヌス、K.フラギリスなど)、カンジダ属(例えば非限定的
に、C.シュードトロピカリスおよびC.ブラッシケ)、ピキアスチピチス(カンジダ
・シェハテの共通系統)、クラビスポラ属(例えば非限定的に、C.ルシタニエおよびC
.オプンチエなど)、パチソレン属(例えば非限定的に、P.タンノフィルスなど)、ブ
レタンノミセス属(例えば非限定的に、B.クラウセニイ(Philippidis,
G. P., 1996, Cellulose bioconversion tec
hnology, in Handbook on Bioethanol: Prod
uction and Utilization, Wyman, C.E., ed.
, Taylor & Francis, Washington, DC, 179‐
212)など)の菌株が挙げられる。その他の適切な微生物としては、例えば、ザイモモ
ナス・モビリスクロストリジウム種(例えば非限定的に、C.テルモセルム(Phil
ippidis, 1996,上記)、C.サッカロブチラセトニクム、C.チロブチ
クム、C.サッカロブチリクム、C.プニセウム、C.ベイジェルキイおよびC.アセ
トブチリクム)、モニリエラ種(例えば非限定的に、M.ポリニス、M.トメントサ、M
.マディダ、M.ニグレッセンス、M.エドセファリ(M.oedocephali)、
M.メガチリエンシス)、ヤロウィアリポリチカ、アウレオバシジウム種、トリコスポ
ロノイデス種、トリゴノプシス・バリアビリストリコスポロン種、モニリエラアセト
ブタンス種、チフラ・バリアビリス、カンジダ・マグノリエ、ウスチラギノミセテス種、
シュードザイマ・ツクバエンシス、ジゴサッカロミセス属の酵母種、デバリオマイセス属
ハンセヌラ属およびピチカ属、ならびにトルラ属の黒色真菌(例えば、T.コラリナ)
などが挙げられる。

0154

更なる微生物としては、ラクトバチルスの群が挙げられる。例としては、ラクトバチ
ス・カゼイ、ラクトバチルス・ラムノサス、ラクトバチルス・デルブルエキイ、ラクトバ
チルス・プランタルム、ラクトバチルス・コリフォルミス、例えばラクトバチルス・コ
リニフォルミス亜種トルケンス、ラクトバチルス・ペントサス、ラクトバチルス・ブレビ
スが挙げられる。他の微生物としては、ペディオコッカスペントサセウス(Pedio
cocus penosaceus)、リゾプスオリゼが挙げられる。

0155

複数の生物体、例えば細菌、酵母および真菌を用いて、糖およびアルコールなどのバイ
オマス由来生成物をコハク酸および類似の生成物に発酵することができる。例えば生物体
は、アクチノバシルススクシノゲネス、アナエロビオスピリルム・スクシニシプロデュ
センス、マンヘイミア・スクシニシプロデュセンス、ルミノコッカス・フラベファシエン
ス、ルミノコッカス・アルブス、フィブロバクター・スクシノゲネス、バクテロイデス
フラギリス、バクテロイデス・ルミニコラ、バクテロイデス・アミロフィルス、バクテリ
オデス・スクシノゲネス、マンヘイミア・スクシニシプロデュセンス、コリネバクテリウ
ム・グルタミカム、アスペルギルス・ニゲル、アスペルギルス・フミガーツス、ビソクラ
ミスニベア、レンチヌス・デジェネ、ペシロマイセス・バリオチ、ペニシリウム・ビニ
フェラムサッカロマイセス・セレビシエ、エンテロコッカス・フェカリプレボテラ
ルミニコラ、デバリオマイセス・ハンセニイ、カンジダ・カテヌラタVKM Y−5、C
.ミコデルマVKM Y−240、C.ルゴサVKM Y−67、C.パルジゲナ(pa
ludigena)VKM Y−2443、C.ウティリスVKM Y−74、C.ウテ
ィリス766、C.ゼイラノイデスVKM Y−6、C.ゼイラノデスVKM Y−14
、C.ゼイラノデスVKM Y−2324、C.ゼイラノデスVKM Y−1543、C
.ゼイラノデスVKM Y−2595、C.バリダVKM Y−934、クルイベロマイ
セス・ウィッカーハミイVKM Y−589、ピキア・アノマラVKM Y−118、P
.ベッセイイVKM Y−2084、P.メディアVKM Y−1381, P.ギリエ
ルモンディH−P−4、P.ギリエルモンディ916、P.イノシトボラVKM Y−2
494、サッカロマイセス・セレビシエVKM Y−381、トルロプシス・カンジダ1
27、トルロプシス・カンジダ420、ヤロウイアリポリティカ12a、Y.リポリテ
ィカVKM Y−47、Y.リポリティカ69、Y.リポリティカVKM Y−57、Y
.リポリティカ212、Y.リポリティカ374/4、Y.リポリティカ585、Y.リ
ポリティカ695、Y.リポリティカ704、およびこれらの生物体の混合物から選択す
ることができる。

0156

多くのそのような微生物菌株は、商業的に、または寄託機関、幾つか挙げるとATCC
(American Type Culture Collection、 米国バージ
ニア州マナサス所在)、NRRL(Agricultural Research Se
rvice Culture Collection, Peoria、米国イリノイ
オリア所在)またはDSMZ(Deutsche Sammlung von Mik
roorganismen und Zellkulturen GmbH、ドイツ ブ
ラウンシュバイク所在)などを通して、公的に入手可能である。

0157

市販の酵母としては、例えばRed Star(登録商標)/Lesaffre Et
hanol Red(米国のRed Star/LesaffreAから入手可能)、F
ALI(登録商標)(米国のBurns Philip Food Inc.,のFle
ischmann’s Yeast, a divisionから入手可能)、SUPE
RSTART(登録商標)(Alltech、現在のLalemandから入手可能)、
ERT STRAND(登録商標)(スウェーデンのGert Strand ABか
ら入手可能)およびFERMOL(登録商標)(DSMSpecialtiesから入
手可能)が挙げられる。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ