用于加工材料的陣列制造技術

對材料(例如，植物生物質、動物生物質以及城市廢物生物質)進行加工以產生有用的中間體和產物，如能量、燃料、食品或材料。例如，描述了可用于使用拱頂的陣列處理原料材料，如纖維素和/或木質纖維素材料的系統、設備和方法。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于加工材料的陣列相關申請的交叉引用本申請要求以下臨時申請的優先權：2013年3月8日提交的USSN61/774,684；2013年3月8日提交的USSN61/774,773；2013年3月8日提交的USSN61/774,731；2013年3月8日提交的USSN61/774,735；2013年3月8日提交的USSN61/774,740；2013年3月8日提交的USSN61/774,744；2013年3月8日提交的USSN61/774,746；2013年3月8日提交的USSN61/774,750；2013年3月8日提交的USSN61/774,752；2013年3月8日提交的USSN61/774,754；2013年3月8日提交的USSN61/774,775；2013年3月8日提交的USSN61/774,780；2013年3月8日提交的USSN61/774,761；2013年3月8日提交的USSN61/774,723；以及2013年3月15日提交的USSN61/793,336。這些臨時申請各自的全部公開內容以引用的方式并入本文。專利技術背景現今可利用許多潛在的木質纖維素原料，包括例如農業殘渣、木質生物質、城市廢物、油籽/油餅以及海草。目前，這些材料經常未得到充分使用，被用作例如動物飼料、生物堆肥材料、在熱電聯產設施中燃燒抑或甚至被填埋。木質纖維素生物質包括嵌入半纖維素基質中由木質素圍繞著的結晶纖維素原纖維。這樣產生了密實基質，所述密實基質難以由酶以及其它化學、生物化學和/或生物方法接近。纖維素生物質材料(例如，已除去木質素的生物質材料)更易于由酶和其它轉化方法接近，但是即便如此，天然產生的纖維素材料當與水解酶接觸時通常具有低產率(相對于理論產率)。木質纖維素生物質甚至更難以受酶攻擊。此外，每種類型的木質纖維素生物質具有其自身特定的纖維素、半纖維素和木質素組成。概述總體上，本專利技術涉及用于處理材料如生物質材料的外殼。本專利技術還涉及用于例如從生物質材料產生產物的設備、方法和系統。所述方法和系統包括利用拱頂陣列用于加工生物質材料。一般來說，許多方法包括在拱頂中用電子束處理具有不順應性的生物質，并且然后將不順應性降低的材料生物化學地和化學地加工成例如，乙醇、木糖醇和其它產物。一方面，本專利技術涉及一種產生處理的材料如生物質材料或含烴材料的方法，包括將材料分配成多個部分；將所述部分輸送至多個拱頂中，每個拱頂接受所述部分中的一個；在所述拱頂中處理所述材料部分(例如，以降低生物質部分的不順應性)；將所述部分輸送出所述拱頂并且合并所述材料部分。另一方面，本專利技術涉及產生處理的材料(例如，處理的生物質材料、處理的含烴材料)的方法，所述方法包括將材料分配成多個材料部分，將所述部分輸送至多個第一拱頂中，其中每個第一拱頂接受所述材料部分中的一部分。然后在每個所述第一拱頂中處理所述部分(例如，如果材料是生物質，那么對它進行處理以降低所述生物質的不順應性)。在此處理之后，將所述材料部分輸送出所述第一拱頂并且合并，從而產生合并的處理的材料。處理可選自由以下組成的組：給予電離輻射、超聲處理、氧化、熱解、蒸汽爆炸、化學處理、機械處理、冷凍研磨以及這些的組合。任選地，照射可用電子束進行，例如，使用約10與約150Mrad之間的輻射劑量(例如，在第一拱頂中用約10與約50Mrad之間的輻射或約5與約20Mrad之間進行處理)。可氣動地輸送材料(例如，至拱頂中、出拱頂和/或穿過拱頂)。任選地，在處理材料部分時用振動式輸送機輸送材料。在一些實施方式中，所述方法中的步驟是連續的，以使得所述方法連續地產生處理的材料。例如，在所述方法中，連續地分配材料，將材料部分連續地輸送至第一拱頂中，連續地處理所述材料部分并且將處理的材料部分連續地輸送出所述第一拱頂并且連續地合并。在一些實施方式中，在處理步驟期間每個材料部分的溫度不會超過約150℃。例如，任選地，可在處理材料時對每個材料部分進行冷卻或在處理材料之前或之后進行冷卻，例如，可用螺旋冷卻器在處理之間對材料進行冷卻。可以每個拱頂至少500磅/小時的速率產生處理的材料(例如，每個拱頂大于約1,000磅/小時、每個拱頂大于約1500磅/小時、每個拱頂大于約2,000磅/小時、每個拱頂大于約2,500磅/小時、每個拱頂大于約3,000磅/小時、每個拱頂大于約3,500磅/小時、每個拱頂大于約4,000磅/小時、每個拱頂大于約4,500磅/小時)。任選地，材料加工以約1,000磅/小時與約10,000磅/小時之間，如約2,000磅/小時與約6,000磅/小時之間或約2,000磅/小時與約5,000磅/小時之間的速率發生。任選地，加工甚至可大于約10,000磅/小時，如大于約15,000磅/小時、大于約20,000磅/小時、大于約25,000磅/小時。例如，材料可以約1,000磅/小時與約10,000磅/小時之間、約2,000磅/小時與約6,000磅/小時之間、約2,000磅/小時與約5,000磅/小時之間的速率輸送穿過拱頂。任選地，材料可以大于約10,000磅/小時、大于約15,000磅/小時、大于約20,000磅/小時或甚至大于約25,000磅/小時的速率輸送穿過外殼(例如，在處理時)。在一些實施方式中，所述方法還包括，在將材料部分輸送出第一拱頂之后，將所述材料部分輸送至多個第二拱頂，所述第二拱頂接受所述材料部分中的一個。在此實施方式中，可例如通過用電子束照射或所提及的任何其它方法(例如，電離輻射、超聲處理、氧化、熱解、蒸汽爆炸、化學處理、機械處理、冷凍研磨以及這些的組合)來處理材料部分。例如，如果材料是生物質，在第二拱頂中處理可使生物質不順應性進一步降低。例如，第二拱頂中的處理可將約1與約100Mrad之間(例如，約5與約20Mrad之間的輻射)的劑量傳送至材料。在此第二處理之后，材料部分可被輸送出第二拱頂并且合并。任選地，第一和第二拱頂共用共同壁。任選地，材料部分可在第一處理步驟與第二處理步驟之間進行冷卻。如先前所公開，在一些實施方式中，材料是包括纖維素或木質纖維素材料的生物質材料。處理可降低或進一步降低生物質的不順應性。例如，材料可選自由以下組成的組：紙、紙制品、廢紙、紙漿、著色紙、裝料紙、涂覆紙、填充紙、雜志、印刷品、打印紙、涂塑紙(polycoatedpaper)、卡片坯料、卡紙板、紙板、棉花、木材、刨花板、林業廢棄物、鋸屑、白楊木、木屑、草、柳枝稷、芒草、繩草、草蘆、谷物殘渣、稻殼、燕麥殼、小麥殼、大麥殼、農業廢棄物、青貯飼料、菜籽稈、小麥稈、大麥稈、燕麥稈、稻草、黃麻、大麻、亞麻、竹子、劍麻、蕉麻、玉米穗軸、玉米秸稈、大豆秸稈、玉米纖維、苜蓿、干草、椰子毛、糖加工殘渣、甘蔗渣、甜菜漿、龍舌蘭渣、海藻、海草、糞肥、污水、秘魯胡蘿卜、蕎麥、香蕉、大麥、木薯、葛藤、圓齒酢醬草、西米、高粱、馬鈴薯、甜薯、芋頭、山藥、豆類、蠶豆、扁豆、豌豆以及這些的組合。另一方面，本專利技術涉及一種處理操作單元，所述處理操作單元包括多個外殼系統，每個外殼系統包括一個或多個拱頂，每個拱頂在其內具有照射裝置(例如，電子加速器)和處理輸送機(例如，振動式輸送機)。任選地，外殼系統可布置成行，例如，在第一方向上延伸，其中每個外殼系統包括本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種處理操作單元，其包括：多個外殼系統，每個外殼系統包括一個或多個拱頂，以及在每個拱頂內的照射裝置和處理輸送機。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.03.08 US 61/774,684;2013.03.08 US 61/774,773;1.一種處理操作單元，其包括：多個外殼系統，每個外殼系統包括一個或多個拱頂，以及在每個拱頂內的照射裝置和處理輸送機，其中在每個拱頂中利用所述照射裝置和所述處理輸送機來處理生物質材料，其中所述外殼系統被布置成行，并且其中所述行在第一方向上延伸，并且其中每個外殼系統包括在大體上垂直于所述第一方向的方向上延伸的兩個或更多個拱頂，其中每個外殼的第一拱頂和第二拱頂共用共同壁，每個第一拱頂被配置來接受來自儲存設施的未處理的生物質，并且每個外殼系統的所述第一拱頂進一步封閉被配置來將來自所述第一拱頂的處理的生物質轉移至所述外殼系統的所述第二拱頂的設備。2.如權利要求1所述的操作單元，其中所述照射裝置包括電子加速器。3.如權利要求1所述的操作單元，其中所述處理輸送機包括振動式輸送機。4.一種使用如權利要求1-3中任一項所述的操作單元產生處理的生物質材料的方法，所述方法包括：將生物質材料分配成多個生物質材料部分，將所述生物質材料部分輸送至多個第一拱頂中，每個第一拱頂接受所述生物質材料部分中的一個，在所述拱頂中處理所述生物質材料部分，將所述生物質材料部分輸送出所述第一拱頂，以及合并所述生物質材料部分。5.如權利要求4所述的方法，其中處理包括選自由以下組成的組的處理方法：給予電離輻射、超聲處理、蒸汽爆炸、化學處理、機械處理以及其組合。6.如權利要求5所述的方法，其中給予電離輻射包括用電子束照射。7.如權利要求5所述的方法，其中在每個第一拱頂內，用10與50Mrad之間的輻射劑量處理所述生物質材料。8.如權利要求4所述的方法，其中每個輸送步驟包括氣動地輸送。9.如權利要求4所述的方法，還包括在處理所述生物質材料部分時用振動式輸送機輸送所述生物質材料。10.如權利要求4所述的方法，還包括連續地分配所述生物質材料，將所述生物質材料部分連續地輸送至所述第一拱頂中，連續地處理所述生物質材料部分以及連續地合并所述生物質材料部分，以便連續地產生處理的生物質材料。11.如權利要求4所述的方法，其中在所述處理步驟期間每個生物質材料部分的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：M·梅多夫，T·C·馬斯特曼，R·帕拉迪斯，
申請(專利權)人：希樂克公司，
類型：發明
國別省市：美國;US