[发明专利]用于加工材料的阵列

说明书

对材料(例如，植物生物质、动物生物质以及城市废物生物质)进行加工以产生有用的中间体和产物，如能量、燃料、食品或材料。例如，描述了可用于使用拱顶的阵列处理原料材料，如纤维素和/或木质纤维素材料的系统、设备和方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求以下临时申请的优先权：2013年3月8日提交的USSN 61/774,684；2013年3月8日提交的USSN 61/774,773；2013年3月8日提交的USSN 61/774,731；2013年3月8日提交的USSN 61/774,735；2013年3月8日提交的USSN 61/774,740；2013年3月8日提交的USSN 61/774,744；2013年3月8日提交的USSN 61/774,746；2013年3月8日提交的USSN 61/774,750；2013年3月8日提交的USSN 61/774,752；2013年3月8日提交的USSN 61/774,754；2013年3月8日提交的USSN 61/774,775；2013年3月8日提交的USSN 61/774,780；2013年3月8日提交的USSN 61/774,761；2013年3月8日提交的USSN 61/774,723；以及2013年3月15日提交的USSN 61/793,336。这些临时申请各自的全部公开内容以引用的方式并入本文。

发明背景

现今可利用许多潜在的木质纤维素原料，包括例如农业残渣、木质生物质、城市废物、油籽/油饼以及海草。目前，这些材料经常未得到充分使用，被用作例如动物饲料、生物堆肥材料、在热电联产设施中燃烧抑或甚至被填埋。

木质纤维素生物质包括嵌入半纤维素基质中由木质素围绕着的结晶纤维素原纤维。这样产生了密实基质，所述密实基质难以由酶以及其它化学、生物化学和/或生物方法接近。纤维素生物质材料(例如，已除去木质素的生物质材料)更易于由酶和其它转化方法接近，但是即便如此，天然产生的纤维素材料当与水解酶接触时通常具有低产率(相对于理论产率)。木质纤维素生物质甚至更难以受酶攻击。此外，每种类型的木质纤维素生物质具有其自身特定的纤维素、半纤维素和木质素组成。

概述

总体上，本发明涉及用于处理材料如生物质材料的外壳。本发明还涉及用于例如从生物质材料产生产物的设备、方法和系统。所述方法和系统包括利用拱顶阵列用于加工生物质材料。一般来说，许多方法包括在拱顶中用电子束处理具有不顺应性的生物质，并且然后将不顺应性降低的材料生物化学地和化学地加工成例如，乙醇、木糖醇和其它产物。

一方面，本发明涉及一种产生处理的材料如生物质材料或含烃材料的方法，包括将材料分配成多个部分；将所述部分输送至多个拱顶中，每个拱顶接受所述部分中的一个；在所述拱顶中处理所述材料部分(例如，以降低生物质部分的不顺应性)；将所述部分输送出所述拱顶并且合并所述材料部分。

另一方面，本发明涉及产生处理的材料(例如，处理的生物质材料、处理的含烃材料)的方法，所述方法包括将材料分配成多个材料部分，将所述部分输送至多个第一拱顶中，其中每个第一拱顶接受所述材料部分中的一部分。然后在每个所述第一拱顶中处理所述部分(例如，如果材料是生物质，那么对它进行处理以降低所述生物质的不顺应性)。在此处理之后，将所述材料部分输送出所述第一拱顶并且合并，从而产生合并的处理的材料。处理可选自由以下组成的组：给予电离辐射、超声处理、氧化、热解、蒸汽爆炸、化学处理、机械处理、冷冻研磨以及这些的组合。任选地，照射可用电子束进行，例如，使用约10与约150Mrad之间的辐射剂量(例如，在第一拱顶中用约10与约50Mrad之间的辐射或约5与约20Mrad之间进行处理)。可气动地输送材料(例如，至拱顶中、出拱顶和/或穿过拱顶)。任选地，在处理材料部分时用振动式输送机输送材料。

在一些实施方式中，所述方法中的步骤是连续的，以使得所述方法连续地产生处理的材料。例如，在所述方法中，连续地分配材料，将材料部分连续地输送至第一拱顶中，连续地处理所述材料部分并且将处理的材料部分连续地输送出所述第一拱顶并且连续地合并。