[发明专利]生物质的处理

说明书

本文描述用于将纤维素材料和木质纤维素材料加工成有用的中间体和产物如能量和燃料的方法和系统。例如，描述了照射方法和系统以有助于所述纤维素材料和木质纤维素材料的加工。电子束加速器具有多个窗口箔并且这些箔用冷却气体进行冷却。在一种配置中，次要箔与所述电子束加速器一体形成并且在另一种配置中，所述次要箔为用于生物质输送系统的外壳的一部分。

本申请是分案申请，母案的申请号为201380051055.9(国际申请号PCT/US2013/064332)，申请日为2013年10月10日，发明名称为“生物质的处理”。

本申请进一步如下进行描述：

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年10月10日提交的美国临时申请序列号61/711,807和2012年10月10日提交的美国临时申请序列号61/711,801的优先权。这些申请的全部公开内容以引用的方式并入本文。

背景

随着对石油的需求增加，对用于制造生物燃料和生物化学物质的可再生原料的兴趣也在增加。自20世纪70年代以来已对木质纤维素生物质作为用于所述制造方法的原料的用途进行了研究。木质纤维素生物质因其丰富、可再生、在国内生产，并且不与食品工业用途竞争而具有吸引力。

现今可获得许多潜在的木质纤维素原料，包括例如农业残余物、木质生物质、城市废物、油籽/油饼以及海草，仅举几例。目前这些材料用作动物饲料、生物堆肥材料、在联产设施中燃烧抑或被填埋。

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晶体纤维素原纤维。这样产生紧凑基质，所述紧凑基质难以由酶以及其它化学、生物化学和生物方法接近。纤维素生物质材料(即，已基本上除去所有木质素的生物质材料)可以更易于由酶和其它转化方法接近，但是即便如此，天然存在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。

虽然多种方法已试图从木质纤维素生物质中提取结构性碳水化合物，但其不是过于昂贵、生产产率过低、在所得产物中留有不期望的化学物质，就是仅降解糖类。

来自可再生生物质源的单糖可以通过代替、补充或取代石油和其它化石原料而成为化学和燃料工业的基础。然而，需要开发将使得可大量并且以可接受的纯度和价格获得这些单糖的技术。

概述

本文描述处理生物质材料的方法，其中所述方法包括使电子束穿过多个窗口箔并进入所述生物质材料中。所述多个窗口箔可包括冷却的窗口箔的系统。

在另一个实施方式中，本发明涉及用于冷却扫描式电子束加速器的主要和次要箔窗口的方法和系统。

在一个实施方案中，本发明涉及用于冷却扫描式电子束加速器的主要和次要箔窗口并且照射材料(例如生物质材料)的方法和系统。

提供一种用于产生处理的生物质材料的方法，其中所述方法包括：提供起始生物质材料；以及使电子束穿过多个窗口箔进入起始生物质材料中；从而产生处理的生物质材料。处理的生物质材料可具有相对于起始生物质材料更低的不顺应性水平。所述多个窗口箔可包括气体冷却的窗口箔的系统。

还提供一种用于冷却电子束加速器的多个单型窗口箔的系统，其中所述系统包括：用于提供经过主要单型窗口箔的第一冷却气体的第一流动路径和用于提供经过次要单型窗口箔的第二冷却气体的第二流动路径，其中主要和次要单型窗口箔定位成在它们之间具有小于约9cm的间隙。或者，如果电子束加速器的能量较高，那么可使用更大的间隙。可使用大至75cm的间隙。

还提供一种用于冷却电子束加速器的多个单型窗口箔的方法，其中所述方法包括：使第一冷却气体经过主要单型窗口箔以及使第二冷却气体经过次要单型窗口箔，其中主要和次要单型窗口箔被面向彼此定位成在它们之间具有小于约9cm的间隙。