(57)【要約】      （修正有）【課題】バイオマスなどの材料を処理するための方法、装置、システムの提供。【解決手段】バイオマス（植物バイオマス、動物バイオマス、都市廃棄物バイオマス）はエネルギー、燃料、食料、または材料などの有用な中間体および生成物に加工される。例えばセルロース、および／またはリグノセルロース材料などの原料を処理するために使用される設備、システムおよび方法が説明され、有害ガスがボールト内部で除去、分解、および／または変換される。本処理は、リグノセルロース材料から中間体または生成物、例えば糖、アルコール、糖アルコール、およびエネルギーを容易に生成するために効果的であり、リグノセルロースの難処理性を低下させ得る。【選択図】図１
2020073261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を加工する方法であって、材料の加工中に、電子ビームホーンの窓および不活性ガ
スに電子を通過させる間に、前記窓箔に実質的に不活性なガスを衝突させることを含む、
方法。
【請求項２】
前記箔が加速器管の高真空側と連通する表面を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記箔が、第２の箔とともに、前記実質的に不活性なガスが通過する空間を画定する、
請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記空間内部の圧力が大気圧より高い、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記不活性ガスは窒素を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記不活性ガスを再循環することをさらに含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の
方法。
【請求項７】
前記実質的に不活性なガスを、廃棄する前に前記窓箔に２回以上衝突させる、請求項６
に記載の方法。
【請求項８】
前記不活性ガスを処理することをさらに含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方
法。
【請求項９】
前記不活性ガスを処理することが、前記ガスを濾過することを含む、請求項８に記載の
方法。
【請求項１０】
前記不活性ガスを処理することが、前記不活性ガスから、酸素、オゾン、油、微粒子、
水、およびそれらの混合物から選択される混入物を除去することを含む、請求項８または
９に記載の方法。
【請求項１１】
前記材料がバイオマス材料である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記材料がリグノセルロース材料またはセルロース材料を含む、請求項１〜１１のいず
れか１項に記載の方法。
【請求項１３】
バイオマスを加工するシステムであって、
実質的に不活性なガスを空間を通して提供するための流路を備え、前記空間は電子ビー
ム加速器の走査ホーンの前記真空側と連通する第１の箔により画定され、第２の箔は前記
第１の箔に面して配置される、
システム。
【請求項１４】
前記第２の箔が筐体に取り付けられる、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記流路が、前記不活性ガスを前記空間内に流す第１の導管および入口、ならびに前記
不活性ガスを前記空間から外へ流す第２の導管および出口を備え、
前記第１の導管および第２の導管が前記空間を介して流体連通している、
請求項１３または１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１の導管および／または入口ならびに第２の導管および／または出口は、前記空
間内側の前記圧力が大気圧超になるようなサイズに設定される、請求項１５に記載のシス
テム。
【請求項１７】
バイオマス材料を加工する方法であって、
バイオマス材料の難処理性を低下させる間に、有害ガスを生成することと、
前記有害ガスを濾過システムを通して流すことと
を含む、方法。
【請求項１８】
前記バイオマス材料の前記難処理性を低下させることがボールト内で行われる、請求項
１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記濾過システムが前記ボールトの外に配置される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記有害ガスが前記ボールトの前記内部から前記ボールトの前記外部へ前記濾過システ
ムを通して流される間に、構成ガスが前記ボールトの外部から前記ボールトの内部へ流さ
れる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記構成ガスが不活性ガスを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記ボールトの前記外部から前記ボールトの前記内部へ前記構成ガスを流すより速い流
速で、前記濾過システムを介して前記ボールトの前記外部へ前記ボールト内の前記ガスを
流すことにより、前記ボールト内の負圧を維持することをさらに含む、請求項１９〜２１
のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
前記ボールトの前記外部への前記流速が、前記ボールトの前記内部への前記流速より少
なくとも２倍速い、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記ボールトの前記外部への前記流速が、前記ボールトの前記内部への前記流速より少
なくとも３倍速い、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記ボールトの前記外部への前記流速が、前記ボールトの前記内部への前記流速より少
なくとも４倍速い、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記ボールトの前記外部への前記流速が、前記ボールトの前記内部への前記流速より少
なくとも５倍速い、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記ボールトの前記外部への前記流速が、約１０００〜１０，０００ＣＦＭであり、前
記ボールトの前記内部への前記流速が約１０〜５０００ＣＦＭである、請求項２２に記載
の方法。
【請求項２８】
前記バイオマスを前記ボールトの前記内部から前記ボールトの前記外部へ運搬すること
と、
前記有害ガスを前記バイオマスから抽出することと、
前記有害ガスを前記濾過システムを通して流すことと
をさらに含む、請求項１８〜２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
前記バイオマス材料の前記難処理性を、前記バイオマス材料を電離放射線に曝露するこ
とにより低下させる、請求項１７〜２８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
前記電離放射線が、金属箔電子抽出窓を備えた走査ホーンを含む電子加速器により生成
され、
前記方法が、冷却ガスを電子抽出窓箔の抽出側に向けることをさらに含む、
請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記濾過システムが有害ガスの流れの中に配置された炭素フィルタを含む、請求項１７
〜３０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３２】
前記有害ガスがオゾンを含む、請求項１７〜３１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３３】
前記有害ガスが揮発性有機化合物を含む、請求項１７〜３２のいずれか１項に記載の方
法。
【請求項３４】
前記バイオマス材料の難処理性を低下させる間に、前記バイオマス材料を運搬すること
をさらに含む、請求項１７〜３３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３５】
前記有害ガスが有害成分および非有害成分を含み、前記濾過システムが前記有害成分を
除去するように構成されている、請求項１７〜３４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３６】
前記有害ガスが有害成分と非有害成分とを含み、前記濾過システムが前記有害成分を分
解するように構成された、請求項１７〜３５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３７】
材料をボールトの中で加工するシステムであって、
バイオマス材料に照射するように構成された電子照射デバイスを含むボールトと、
前記ボールトの前記外部から前記ボールトの前記内部へ行き、前記ボールトを介して、
前記ボールトの前記外部へ行く通路を含むガス通路を含むプロセスガス処理システムと
を含む、
システム。
【請求項３８】
前記ガス通路にガスフィルタをさらに含む、請求項３７に記載のシステム。
【請求項３９】
前記ボールトを介した前記ガス通路が窓冷却システムを介したガス通路を含み、
前記窓冷却システムが、ガスを導管から受け取るように構成されたマニホールドを含み
、前記ガスを前記照射デバイスの走査ホーンの前記真空側に取り付けられた第１の窓に対
して衝突させる、
請求項３７または３８に記載のシステム。
【請求項４０】
前記窓冷却システムが前記第１の窓に面した第２の窓を含み、前記第１および第２の窓
が空間を画定し、前記空間が前記ガスを前記空間から退出させるように構成された出口を
含む、請求項３９に記載のシステム。
【請求項４１】
前記ボールトを通るガス通路がインテークマニホールドを介した通路を含む、請求項３
８〜４０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４２】
前記フィルタが前記ボールトの外側に配置され、前記ボールトを介して流れるガスを濾
過するように構成される、請求項３８〜４１のいずれか１項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【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日出願
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】
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で焼却されるか、または埋め立てられることさえある
。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【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に包埋され、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
ロース系バイオマス材料（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、それでも天然由来の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
オマスの各タイプは、それぞれに特有のセルロース、ヘミセルロースおよびリグニンの組
成を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一般に、本発明は、バイオマスなどの材料を処理するための方法、装置、システムに関
する。また、本発明は、バイオマス材料から生成物を生産するための方法、システム、お
よびプロセス装置にも関する。一般に、当該方法は、バイオマスの難処理性を低下させる
ために、場合によりボールトなどの筐体中で、場合により１つ以上のコンベヤを使用して
バイオマスを運搬する間に、（例えば、電子ビームまたは他の電離放射線により）難処理
性バイオマスを処理することを含む。幾つかの実行において、当該方法は、材料の難処理
性を低下させ、例えば、エタノール、キシリトール、および他の有用かつ価値ある生成物
に生化学的におよび／または化学的に加工することをさらに含む。
【０００５】
ガスおよび／または有機材料（例えば、空気、バイオマスおよび／または炭化水素）を
含む封じ込められた空間における照射により、反応性ガス、例えば、オゾン、窒素酸化物
および／または、メタン、エタン、エチレン、ギ酸、酢酸、メタノール、ホルムアルデヒ
ド、アセトアルデヒド、およびアセチレンなどの揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、および／
または他の空気由来物質、例えば煤などの有害大気汚染物質（ＨＡＰ）が発生し得る。加
えて、設備からのＳＦ６などのプロセスガスの偶発的な放出は有害なことがある。ガスは
加工設備を劣化させ、設備の磨耗、故障を引き起こし、ダウンタイムおよび必要な修理の
ためにコストを生じる。このガスは、オペレータが封じ込められた空間に接近する前に除
去（除去、隔離、濾過、濃縮）されかつ／または分解される必要がある。最終的に、ガス
は環境中に放出されるに先立ち単離（除去、隔離、濾過）されかつ／または分解されるべ
きである。これらの問題の軽減は封じ込められた空間またはプロセス付近の大気を制御す
る、例えば、プロセスボールトを不活性ガス（例えば、窒素またはアルゴン）でフラッシ
ングおよび／またはパージすることにより達成され得、かつボールトからいかなるプロセ
スガスも除去されることを確実にすることにより達成され得る。加えて、いかなる有害ガ
スも濾過システムにより濾過および／または分解され得る。
【０００６】
幾つかの実施形態において、本発明は、材料（例えば、リグノセルロース系、セルロー
ス系、澱粉質材料を含むバイオマス）を加工する方法に関する。該方法は、材料の加工中
に、電子ビームホーンの窓および不活性ガスに電子を通過させる間に、窓箔に実質的に不
活性なガスを衝突させることを含む。該箔は加速器管の高真空側と連通する表面を有する
。該箔は第２の箔とともに実質的に不活性なガスが通過する空間を画定し得る。任意で、
空間内部の圧力は大気圧より高い（例えば、約５０〜２００ｐｓｉ）。不活性ガスは窒素
（例えば、少なくとも８０％の窒素、少なくとも９０％の窒素、少なくとも９５％の窒素
、少なくとも９９％の窒素）を含んでよい。不活性ガスは窒素（例えば、少なくとも８０
％の窒素、少なくとも９０％の窒素、少なくとも９５％の窒素、少なくとも９９％の窒素
）を含んでよい。任意で、方法は不活性ガスを再循環することを含んでよく、例えば、不
活性ガスは廃棄される前に窓箔に２回以上衝突させられ得る。不活性ガスは、例えば、ガ
スを再循環することを含む方法において使用される前に、またはガスを再度使用する前に
、加工または処理され得る。任意で、不活性な場合は窓箔上に電子を衝突させた後に処理
される。任意で、ガスを処理することはガスを濾過することを含む。例えば、不活性ガス
を処理することは不活性ガスから、酸素、オゾン、油、微粒子、水、およびそれらの混合
物を含む混入物または不要な要素を除去することを含み得る。処理は揮発性有機化合物の
除去も含み得る。
【０００７】
幾つかの場合において、本発明は材料、例えばバイオマスを加工するシステムに関し、
システムは実質的に不活性なガスを空間を通して提供する流路を含み、空間は電子ビーム
加速器の走査ホーンの真空側と連絡した第１の箔、およ第１の窓箔に面して配置された第
２の箔によって画定される。任意で、第２の箔は筐体に取り付けられる。流路は、不活性
ガスを空間内に流す第１の導管および入口、ならびに不活性ガスを空間から外へ流す第２
の導管および出口を任意で含んでよい。第１および第２の導管は空間を介して流体連通し
ている。第１の導管および／または入口ならびに第２の導管および／または出口は空間内
部の圧力が大気圧超（例えば、約５０〜約２００ｐｓｉ）になるようなサイズに設定され
得る。
【０００８】
本発明の別の態様において、当該方法は、有害ガスを生成または発生させる間に、バイ
オマス（例えばバイオマス）の難処理性を低下させることを含む。例えば、有害ガスは、
オゾン、揮発性有機化合物、有害大気汚染物質、微粒子、煤、窒素酸化物、およびそれら
の混合物からなる群から選択されるガスを含んでよい。当該方法は、有害ガスを濾過シス
テムを通して流すことを含む。有害ガスは有害要素および非有害要素を含んでよく、濾過
システムは有害要素を除去および／または分解するように構成される。任意で、濾過シス
テムは有害ガスの流れ中に配置された炭素フィルタを含んでよい。任意で、当該方法は、
バイオマスの難処理性を低下させる間に、バイオマスを運搬することを含む。
【０００９】
任意で、バイオマス材料の難処理性を低下させることは、ボールトで行われる。例えば
、有害ガスの濃縮は、ボールト内のガスを濾過システムを通してボールトの外部へ流すこ
と、およびボールトの外部からボールトの内部にガスを流すことにより低減され得る。例
えば、有害ガスがボールトの内部からボールトの外部へ濾過システムを通して流される間
に、構成ガスがボールトの外部からボールトの内部へ流される。濾過システムはボールト
の外側またはボールとの内側に配置され得る。任意で、ボールトの外部から流れるガス（
例えば構成ガス）は不活性ガスを含む。任意でまた、方法は、ボールト内のガスを（例え
ば濾過システムを通して）ボールトの外部へ、ボールトの外部からボールトの内部へガス
を流すことよりも速い流速で流すことにより、ボールト内の負圧を維持することを含んで
よい。例えば、ボールトの外部への流速はボールトの内部への流速よりも少なくとも２倍
速い（例えば、少なくとも３倍速い、少なくとも４倍速い、少なくとも５倍速い）。幾つ
かの実施形態において、ボールトの外部への流速は約１０００〜１００００ＣＦＭであり
、ボールトの内部への流速は約１０〜５０００ＣＦＭである。任意で、方法はバイオマス
をボールトの内部からボールトの外部へ運搬すること、バイオマスから有害ガスを抽出す
ること、および有害ガスを濾過システムを通して流すことを含んでよい。例えば、有害ガ
スはボールト内でバイオマスから抽出され、または有害ガスは１度ボールトから外へ運搬
されたバイオマスから抽出され得る。
【００１０】
任意で、バイオマス材料の難処理性は、バイオマスを電離放射線に暴露することにより
低下され得る。例えば、電離放射線は、金属箔電子抽出窓を備えた走査ホーンを含む電子
加速器により発生され得、当該方法は、ガス（例えば冷却ガス）を箔電子抽出窓の抽出側
に向けることをさらに含んでよい。
【００１１】
一部の態様において、本発明はボールト内で材料を加工するシステムを含む。ボールト
はバイオマス材料を、例えばコンベヤで運搬されている間に照射するように構成された電
子照射デバイスを含んでよい。システムはプロセスガスを処理するシステム、例えばバイ
オマスの加工中に生成したガスを処理するシステムも含んでよい。任意で、プロセスガス
処理システムはボールトの外部からボールトの内部へのガス通路を含み、ガス通路はボー
ルトを通って続き、その後ボールトの内部からボールトの外部へ続く。フィルタはガス通
路の中に配置され得る。例えば、フィルタはガス通路中でボールト内側に配置され、また
はガス通路中でボールトの外側に配置され得る。フィルタはボールトの外側に配置され、
ボールトを通ってガスを加工するように構成され得る（例えばプロセスガス）。ボールト
を通るガス通路は窓冷却システムを通るガス通路を含んでよい。例えば、窓冷却システム
はガスを導管から受け取るように構成されたマニホールドを含み、マニホールドはガスを
照射デバイスの走査ホーンの真空側に取り付けられた第１の窓に衝突させるように構成さ
れ得る。窓冷却システムは第１の窓に面した第２の窓も含んでよく、第１および第２の窓
は空間を画定し、空間はガスを空間から退出させるように構成された出口を含む。例えば
、ガス通路は該空間を通った通路を含んでよい。任意で、ボールトを通るガス通路はイン
テークマニホールドを通る通路を含む。
【００１２】
本明細書に記載された設備、システム、および方法はバイオマスの加工中に生成するプ
ロセスガスを軽減するのに有効である。
【００１３】
本発明の実行は、場合により以下に要約された特徴の１つ以上を含むことができる。幾
つかの実行において、選択された特徴は、いずれの順序で適用または活用することができ
、他の実行においては、特別な選択された順番が適用または活用される。個々の特徴を、
いずれかの順番で連続的に１回を超えて適用または活用することができる。加えて、適用
または活用される特徴の全体的な順番、または順番の一部を、一回、繰り返し、または連
続していずれかの順序で適用または活用することができる。幾つかの選択的実行において
、特徴は、当業者に決定される、異なるまたは適宜同一の、設定されたまたは変動する、
定量的または定性的パラメータを提供または利用することができる。例えばサイズ、個々
の寸法（例えば、長さ、幅、高さ）、使用場所、使用の程度（例えば、難分解性などの程
度）、使用期間、使用頻度、密度、濃度、強度および速度は、適宜、当業者によって決定
されるように、変動しても、または設定されていてもよい。
【００１４】
特徴には、例えば、材料の加工方法；材料の加工中に、電子ビームホーンの窓箔に実質
的に不活性なガスを衝突させ、窓を通して電子および不活性ガスを通すこと；加速器管の
高真空側と連通する表面を有する箔；実質的に不活性なガスが通過する空間を画定する箔
および第２の箔；大気圧より高い、空間（例えば、箔および第２の箔によって画定された
）内部の圧力；窒素を含む不活性ガス；不活性ガスを再循環すること；実質的に不活性な
ガスを廃棄する前に窓箔に２回以上衝突させること；不活性ガスを処理すること；ガスを
濾過することを含む方法で不活性ガスを処理すること；不活性ガスから酸素を除去するこ
と；不活性ガスからオゾンを除去すること；不活性ガスから油を除去すること；不活性ガ
スから微粒子を除去すること；不活性ガスから水を除去すること；バイオマス材料を加工
すること；リグノセルロース材料を加工すること；セルロース材料を加工すること；低気
孔率材料で構成されたボールトを使用することが含まれる。
【００１５】
特徴には、例えば、バイオマスを加工するシステム；実質的に不活性なガスを空間を通
して提供するための流路であって、空間は電子ビーム加速器の走査ホーンの真空側と連絡
した第１の箔によって画定され、第２の箔は第１の箔に面して配置される、流路；筐体上
に取り付けられる第２の箔；不活性ガスを空間内に流す第１の導管および入口、ならびに
不活性ガスを空間から外へ流す第２の導管および出口を含む流路であって、第１の導管お
よび第２の導管は空間を通して流体連通する、流路；空間内部の圧力が大気圧超になるよ
うにサイズに設定される第１の導管および／または入口、ならびに第２の導管および／ま
たは出口、が含まれてよい。
【００１６】
特徴には、例えば、バイオマス材料を加工する方法；バイオマス材料の難処理性を低下
させる間に、有害ガスを生成すること、および濾過システムを通して有害ガスを流すこと
；ボールトの中でバイオマス材料の難処理性を低下させること；ボールト内で発生したプ
ロセスガスを濾過するためのボールトの外側に配置された濾過システム；有害ガスがボー
ルトの内部からボールトの外部へ、濾過システムを通って流れると共に、ボールトの外部
からボールトの内部へ流れる構成ガス；不活性ガスを含むボールトのための構成ガス；ボ
ールトの外部からボールトの内部へ構成ガスを流すより速い流速で、濾過システムを通し
てボールトの外部へボールト内のガスを流すことによりボールト内の負圧を維持すること
；ボールトの外部からボールトの内部へ構成ガスを流すより少なくとも２倍速い流速で、
濾過システムを通してボールトの外部へボールト内のガスを流すことによってボールト内
の負圧を維持すること；ボールトの外部からボールトの内部へ構成ガスを流すより少なく
とも３倍速い流速で、濾過システムを通してボールトの外部へボールト内のガスを流すこ
とによってボールト内の負圧を維持すること；ボールトの外部からボールトの内部へ構成
ガスを流すより少なくとも４倍速い流速で、濾過システムを通してボールトの外部へボー
ルト内のガスを流すことによってボールト内の負圧を維持すること；ボールトの外部から
ボールトの内部へ構成ガスを流すより少なくとも５倍速い流速で、濾過システムを通して
ボールトの外部へボールト内のガスを流すことによってボールト内の負圧を維持すること
；１０００〜１０，０００ＣＦＭの速度でボールトの外部へボールト内のガスを流すこと
、および約１０〜５０００ＣＦＭの流速でボールとの外部からボールトの内部へ構成ガス
を流すことによってボールト内の負圧を維持すること；低気孔率材料で構成されたボール
トを使用すること；低気孔率コンクリートで構成されたボールトを使用すること；低気孔
率れんがで構成された壁を有するボールトを使用すること；ボールトの内部からボールト
の外部へバイオマスを運搬し、バイオマスから有害ガスを抽出すること；バイオマス材料
を電離放射線に曝露することによってバイオマス材料の難処理性を低下させること；金属
箔電子抽出窓を備えた走査ホーン、および電子抽出窓箔の抽出側に対して冷却ガスを向け
ることを含む電子加速器によって電離放射線を生成すること；有害ガスの流れの中に配置
された炭素フィルタを含む濾過システム；オゾンを含む有害ガス；揮発性有機化合物を含
む有害ガス；バイオマス材料の難処理性を低下させる間にバイオマス材料を運搬すること
；有害成分と非有害成分とを含む有害ガス、ならびに有害成分を除去するように構成され
た濾過システム；有害成分と非有害成分とを含む有害ガス、および有害成分を分解するよ
うに構成された濾過システム、が含まれてよい。
【００１７】
特徴には、例えば、バイオマス材料を加工するシステム；バイオマス材料に照射するよ
うに構成された電子照射デバイス、および、ボールトの外部からボールとの内部へ行き、
ボールトを通って、ボールとの外部へ行く通路を含むガス通路、を含むプロセスガス処理
システムを含むボールト；ガス通路中のガスフィルタ；窓冷却システム、および導管から
ガスを受け取り、該ガスを照射デバイスの走査ホーンの真空側に取り付けられた第１の窓
に対して衝突させる（impinging）ように構成されたマニホールドを含む窓冷却システム
を含む、ボールトを通るガス通路；照射デバイスの走査ホーンの真空側に取り付けられた
第１の窓、および第１の窓に面した第２の窓を含み、第１の窓および第２の窓は空間を画
定し、当該空間はガスが当該空間を退出するように構成された出口を含む、窓冷却システ
ム；インテークマニホールドを通る通路含むボールトを通るガス通路；ボールトの外部に
配置され、ボールトを流れるガスを濾過するように構成されたフィルタが含まれてよい。
【００１８】
本発明の他の特徴および利点は下記詳細な説明および特許請求の範囲から明らかになる
であろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態を示し、プロセスガス軽減システムの幾つかの要素を含むボールトの斜視図であり、頂部および天井は図示されていない。
【図２】図１に示すガス軽減システム要素の側面図である。
【図３Ａ】空気冷却窓箔のためのシステムを含むガス軽減システムの一部を示す詳細な側面図である。
【図３Ｂ】図３Ａにおける３Ｂ領域の大幅な拡大詳細図である。
【図３Ｃ】電子走査ホーン、窓冷却システム、およびコンベヤの拡大詳細斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本明細書で記載される設備、方法およびシステムを使用して、セルロースおよびリグノ
セルロース原料材料、例えば、バイオマスまたは加工されたバイオマス（例えば、植物バ
イオマス、動物バイオマス、紙、および都市廃棄物バイオマスなど）から供給され得、一
般に容易に使用可能であり、有用な生成物（例えば、キシロース、グルコースなどの糖、
エタノール、ブタノールなどの糖アルコールおよび他のアルコール）に変換され得る。本
明細書の記載は、例えば、オゾン、ＶＯＣなどのバイオマスの加工中、例えば、電子ビー
ムでバイオマスを照射する間に生成するプロセスガスを除去（例えば、濾過、分解、希釈
、変換）するための方法およびシステムである。
【００２１】
糖溶液およびそれから生成物を製造するためのプロセスが本明細書に記載される。これ
らのプロセスは、例えば、セルロース／リグノセルロース原料を任意で機械的に処理する
ことを含んでよい。この処理前および／または処理後、難処理性を低下させる、またはよ
り低下させるために、原料は別の処理、例えば、照射、蒸気爆発、熱分解、超音波、化学
的処理（例えば酸、塩基、または溶剤）、および／または酸化で処理され得る。糖溶液は
、例えば、１つ以上の酵素および／または１つ以上の酸の添加により原料を糖化すること
で形成される。生成物は、例えば、アルコールへの発酵または糖アルコールへの水素化に
より糖溶液から誘導され得る。さらなる加工は、例えば蒸留による溶液の精製を含んでよ
い。必要な場合、リグニン量を測定するステップおよびこの測定に基づきプロセスパラメ
ータ（例えば照射線量）を設定または調整するステップは、例えば、２０１３年４月９日
に発行された米国特許第８，４１５，１２２号（その全開示内容は参照により本明細書に
組み込まれる）において記載されるように、プロセスの様々な段階で実施することができ
る。
【００２２】
難処理性低減処理ステップは高エネルギープロセスであってよいため、処理は筐体、例
えばボールトおよび／またはバンカーシステム内で実施され得る。エネルギーおよび／ま
たは生成物のいくつか、例えば、エネルギープロセスから誘導され、有害であってよいプ
ロセスガスを封じ込める。例えば、ボールトは熱エネルギー、電気エネルギー（例えば高
電圧、電気放電）、放射エネルギー（例えば衝撃波、噴出、爆風）、ガス（例えばオゾン
、蒸気、窒素酸化物、および／または揮発性有機化合物）、およびそれらの組み合わせを
封じ込めるように構成され得る。この封じ込めはボールトの外側人々および設備を保護す
るが、ボールトの内側の設備はエネルギーおよび／またはエネルギープロセスから誘導さ
れる生成物にさらされる。いくつかの場合、この封じ込めは負の効果を悪化させ、例えば
ガスおよび粒子（微粉、ダスト、煤、炭素含有微粒子、オゾン、蒸気、窒素酸化物、およ
び／または揮発性有機化合物）を散逸させない。例えば、多くの電子ビームシステムはプ
ロセスガスまたは粒子により損傷する繊細な窓構造を有する。有害ガスおよび粒子の有害
作用は、プロセスガスおよび／または粒子のいずれかを希釈、除去、変換、および／また
は分解することにより軽減され得る。
【００２３】
難処理性を低下させるための処理方法が、例えば電離放射線を用いた原料の照射（セル
ロースもしくはリグノセルロース原料、さらにまたは炭化水素含有原料）を含む場合、酸
素（例えば、空気中に存在する酸素）の照射によりオゾンが生成する。“Ｔｏｘｉｃ  Ｇ
ａｓ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ａｔ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｌｉｎｅａｒ  Ａｃｃｅｌｅｒ
ａｔｏｒｓ”，Ｗ．Ｐ．Ｓｗａｎｓｏｎ，ＳＬＡＣ−ＰＵＢ＿２４７０，１９８０年２月
に記載のように、空気の照射により窒素酸化物も生成し得、その全開示は本明細書で参照
により組み込まれる。照射はバイオマス材料の加熱および分解も引き起こし、ＶＯＣ、Ｈ
ＡＰ、および炭素含有粒子（例えば煤）を放出および／または生成する。オゾンは２．０
７Ｖ（標準水素電極：ＳＨＥに対して）の酸化還元電位を有する強力な酸化剤であり、そ
れぞれ１．７７Ｖ、１．６７Ｖ、１．３６Ｖ、および０．９４Ｖの酸化還元電位を有する
過酸化水素、過マンガン酸塩、塩素ガス、および次亜塩素酸塩などの他の既知の強力な酸
化剤より高い。ゆえに、例えば、有機材料などの材料は、電離放射線およびオゾンによる
酸化による分解を受けやすい。例えば、材料は、分子鎖切断、酸化および分解を通して分
解され得る。加えて、金属要素はオゾンによる酸化および分解を受けやすく、例えば、腐
食、窪みおよび／または錆を引き起こす。煤およびＶＯＣは有害であり、かつ／または設
備を損傷させ得る、例えば、呼吸有害性を引き起こし、かつ／または設備の運転を被覆し
かつ妨げる。煤は照射デバイス中の電子抽出に使用される繊細な窓（例えば窓箔）を損傷
させ得る。
【００２４】
このため、ポリマーおよび（例えば、或いは耐食金属または貴金属を除いた）何らかの
金属を含む設備は損傷し得る。例えば、振動コンベヤの駆動モータと偏心フライホイール
の間の継ぎ手などの設備に使用される、有機材料を含むベルトに損傷が生じることがある
。オゾンおよび照射による損傷を受けやすいシステムおよび／またはモータ構成要素は、
例えば、ホイール、ベアリング、ばね、ショックアブソーバ、ソレノイド、アクチュエー
タ、スイッチ、ギア、軸、座金、接着剤、締結具、ボルト、ナット、ねじ、ブラケット、
骨組み、滑車、カバー、振動ダンプナ、スライダ、フィルタ、通気孔、ピストン、ファン
、ファンブレード、針金、針金被覆材料、バルブ、駆動軸、コンピュータチップ、マイク
ロプロセッサ、回路基板、およびケーブルが挙げられる。電離放射線およびオゾンにより
損傷し得るいくつかの有機材料は熱可塑性物質および熱硬化性物質を含む。例えば、損傷
を受けやすい有機材料としては、フェノール類（例えばベークライト）、フッ素炭化水素
（例えばテフロン（登録商標））、熱可塑性物質、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレ
タン、ゴム（例えばブチルゴム、塩素化ポリエチレン、ポリノルボルネン）、ポリエーテ
ル、ポリエチレン（直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン）、ポリスチレン、
ポリビニル（例えばポリ塩化ビニル）、セルロース誘導体、アミノ樹脂（例えば尿素ホル
ムアルデヒド）、ポリアミン、ポリアミド、アクリル（例えばメタクリル酸メチル）、ア
セタール（例えばポリオキシメチレン）、潤滑剤（油およびゲル）、ポリシロキサン、お
よびこれらの組み合わせが挙げられる。
【００２５】
図１は、本発明の実施形態を示す上方斜視図である。図はドア１１２および基礎１１３
を有するボールトの封入壁１１０（ブロックの形で）を示す。特定の実施形態では、壁は
れんがから作製され、壁は約６フィートの厚さを有する。ボールト内部がより明瞭に図示
されるように、天井および屋根は示されていない。本図は、高電圧（例えば１メガボルト
）電源１２０、および電源を電子加速器１２４と接続する電線管１２２を含む。この実施
形態では、電線管１２２はパイプ間に絶縁ガス、例えばＳＦ６を有する「パイプインパイ
プ」設計である。加速器の末端（Ｄ）１２４は、１２４の末端からのＸ線の放出を防ぐた
めに鉛で覆われている。電源、電線管、および電子加速器はボールトのコンクリート屋根
によりボールトの外側に支持される。電子加速器は走査ホーン１２８へ、コンクリート天
井（例えば、４〜６フィートの厚さ）を通る導管１３０（高真空電子ガイド）によって接
続される。コンベヤ１３２は走査ホーンがバイオマスを照射する間、走査ホーン下でバイ
オマスを運搬するために配置される。窓冷却空気導管１４０は、ボールトの外側から天井
を通して空気を導入し、電子抽出窓、例えばチタン窓箔を横切って冷却空気を吹き付ける
ためにシステム２００に接続される。ボールトは空気およびプロセスガス（例えば有害ガ
ス、ＨＡＰ、ＶＯＣ）などの他のガスをボールトの内部からボールとの外部へ除去するた
めの空気導管１４４も含む。空気導管１４４は、例えば、１８４などの通気孔（例えばス
クリーン、グリル、またはメッシュ）を含むエアインテークマニホールド１８２により供
給される。構成要素１８２はスクリーン、フィルタ、および／または流量調整器を含んで
よい。理想的にはマニホールド１８２は空気の流れを著しく低減しない。ボールト内への
空気の流れの一部は１０００ＣＦＭ程度であり、外への空気の流れは５０００ＣＦＭ程度
であり、ボールト内部の負圧を維持している。この実施形態では、ボールトの外部周囲は
約３４×３４フィート、天井高さは約８フィートであってよい。したがってボールトの内
部容積は約４６００立方フィートである。空気の回転率は少なくとも１分当たり約０．２
５回（例えば、少なくとも約０．５回、少なくとも１分当たり約１回、少なくとも１分当
たり約２回、少なくとも１分当たり約３回、少なくとも１分当たり約４回、少なくとも１
分当たり約５回、または１分当たり１〜５回の間、１分当たり２〜４回の間）であってよ
い。回転率はボールト内でのガス交換率である。
【００２６】
構成材料はボールト内のプロセスガスの封じ込めを増加するように選択され、ボールト
の寿命を改善させ得る（例えば腐食を低減する）例えば、壁の気孔率は構成ブロックへの
材料の注入により低減され得る。例えば、透過性の低いコンクリートは一般に２５〜６５
％のスラグセメントをポルトランドセメントの代わりに用いることより得ることが出来る
。ブロックが作製されたときにセメントに添加された微細化固体（例えば、石灰、ケイ酸
塩、およびコロイダルシリカ）は、密度を増加させるまたは空隙を充填することにより水
およびガスに対する透過性を低減し得る。幾つかの結晶混合剤はセメント中の水およびセ
メント粒子と反応して、ケイ酸カルシウム水和物および／または細孔遮蔽沈殿物を存在す
る微細亀裂および毛細管中に形成する。生じる結晶堆積物は、ケイ酸カルシウム水和物の
形成と類似して、水和物ペーストで一体的に結合する。添加物を低減する気孔率は、せっ
けんおよび長鎖脂肪酸誘導体、植物油（獣脂、大豆由来材料、およびグリース）、ならび
に石油（好物湯、パラフィンワックス、および瀝青エマルジョン）に基づいた疎水性の撥
水性化合物も含んでよい。これらの材料は撥水層を材料上に提供するのにより有用であり
、ボールト内の腐食を悪化させ得るボールト内部の湿度の低下を支援するために、ボール
トの外部部分により有用に適用され得る。加えて、構造の寿命を改善するために、内部表
面（例えば、コンクリートブロック）はステンレス鋼などの耐食材料で被覆またはカバー
され得る。
【００２７】
図２は、図１に導入されたプロセスガス（例えば有害ガス）低減システム構成要素の右
側面図である。図２において、理解しやすくするためにボールト壁、基礎、照射電源、お
よび電源の電線管が省略されている。送風システム１７０は空気をボールト内に矢印で示
された方向に吹き付ける。例えば、図の左側に示された空気は、ボールト１７１の外側か
ら、天井入口１７２（鉛で覆われていることが多い）を通して、導管１４０を下り、図３
Ａに詳細に記載されている窓冷却システムの出口であるボールト内部の排気口１７４へ吹
き出す。ゆえに、ボールト外側から内部への空気流路は、システム１７０、導管１４０を
通って、窓冷却システム（図３Ａ，３Ｂに参照で示される）の内部および出口１７４を通
って、この実施形態では提供される。ボールト内への他のガス入口は、所望により、例え
ばボールト内の生成物または設備を冷却するために使用され得る。
【００２８】
ボールト内の空気は、図の右側の矢印により示される方向にボールトから抽出される。
特に、前述のように、空気は排気マニホールド１８２上に配置されたグリル（例えばスク
リーン、メッシュ）を通して取り込まれる。システム１８０はファン／送風機、およびま
たはグリル（例えばスクリーン、メッシュ）、および／またはマニホールド１８２内に空
気を取り込む空気ポンプ、上方導管１４４、およびボールトの外へ、を含む。空気は、オ
ゾン分解システム、例えば、オゾンなどの任意のプロセスガスを分解し（酸素に変換する
）、揮発性有機化合物を吸着または分解する炭素フィルタなどのプロセスケースを通され
る。分解システムは、空気が大気中に放出される前に、１８２、１４４、および１８０を
通って空気を流す通路の任意の場所に配置され得る。幾つかの実施形態において、通気パ
イプ１４４がオゾンなどのプロセスガスに暴露されないようにマニホールド１８２の中に
分解システムを有することが好ましい。他の実施形態において、システム１８０の中に設
置され、保守のために必要な中断時間が最小または必要ないように迅速に置き換えられる
ように構成された分解システムを有することが好ましい。場合によっては、センサにより
必要なこと（例えば、オゾンレベル、ＶＯＣ、および／またはＨＡＰがバックグラウンド
レベルより高い）が示されたときに、分解システム（例えば炭素フィルタ）が自動的に交
換されるように取り付けられ得る。１８０上の通気孔（示されていない）、例えば脱オゾ
ンなどの処理された排気、大気中への空気１８１。したがって、この実施形態は、ボール
ト内部から外部へ濾過システム（例えばオゾンおよびＶＯＣ濾過）を通る、空気などのガ
スの通路を提供する。幾つかの実施形態において、ボールト内の空気は再循環される。例
えば、図２中に破線で示される空気導管２８０は、任意でシステム１７０および１８０を
接続するためにシステムに追加される。この方法では、システム１８０を出る精製された
空気は、大気へ放出されるよりもシステム１７０を介してボールトを通って再循環され得
る。場合によっては、ボールトは１回以上のガスの再循環を含む。
【００２９】
大気汚染管理技術は、例えば、マニホールド１８２、および／またはシステム１８０の
一部として、または任意のそれらの間、例えば１８０と１８２との間の流路においてプロ
セスガスの分散に使用され得る。熱酸化は、例えばＨＡＰおよびＶＯＣの分解に使用され
得る。ＨＡＰの一部および全てのＶＯＣは炭素ベースであり、熱酸化システムはこれらの
ガスを二酸化炭素および水への完全酸化により分解するために使用され得る。幾つかのタ
イプの熱酸化システムは、例えば、本明細に記載されるプロセスガスを処理するために使
用され得、再生熱酸化剤、再生触媒酸化剤、熱回復酸化剤、および直接燃焼型熱酸化剤で
ある。最初の３つの熱酸化システムは、それら全てがエネルギー（例えば熱）再生の形を
含むため、高エネルギー効率設計の場合に好ましく、著しく高効率（例えば９５％超）で
あってよい。オゾンの大気汚染管理技術は一般にオゾンを酸素に変換するシステムを含む
。他のプロセスガス、例えば、ＮＯｘは窒素および水を生成させるためにアンモニアで処
理され得る。ＳＦ６ガスの濾過または低減システムは本発明の幾つかの実施形態に含まれ
るシステム中に含まれ得る。
【００３０】
大気汚染技術は、金属または金属酸化物触媒を使用することが多い。例えば、金属およ
び金属酸化物触媒（例えば、ＣｕＯ−ＭｎＯ２、酸化バナジウム、酸化タングステン、パ
ラジウム、および白金）である。触媒は変換反応（例えば、二酸化炭素および水へ、酸素
へ、窒素および水へ）を比較的低温、例えば、温度は触媒なしよりも低い、約２００℃の
低さ（例えば、１００〜４００℃）で起こす。大気汚染技術は活性炭も使用することが多
い。オゾンは活性炭フィルタ（例えば、ベッド、カラム）を使用して酸素に直接還元され
得る。活性炭はＶＯＣおよびＨＡＰの吸着剤としても働き、炭素が再生されるまで表面に
ガスを選択的に除去および保持する。活性炭は、例えば、粉末炭素、粒状炭素、押出成形
炭素、カーボンビーズ、添着炭（例えば、ヨウ素、銀および金属イオン、例えばＡｌ、Ｍ
ｎ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｃａ金属イオンなどが添着された）、ポリマー被覆炭素、ポリマ
ー担持炭素、酸洗浄炭素、高純度炭素、カーボンエアロゲル、炭素布、および／またはそ
れらの活性型などの任意の有用な形で使用され得る。炭素は、例えば、織布フィルタ、プ
リーツ型フィルタ、らせんフィルタ、層状フィルタ、充填カラムフィルタ、およびそれら
の組み合わせとして異なる構成に設計／形成され得る。
【００３１】
本明細に記載の触媒および活性炭は、メッシュとして、ワイヤとして、繊維として、カ
ラム中およびまたは濾過ベッド上に、任意の有用な構成、例えば、ペレット化され、押出
成形され、担持され（例えばシリカ上、アルミナ上、炭素上、黒鉛上、アルミノケイ酸塩
上、粘土上、泡上、スポンジ上、メッシュ上、ビーズ上、ハニカム構造上、セラミック上
、織布または不織布上、プリーツ型フィルタ上、らせんフィルタ上、層状フィルタ上）て
使用され得る。
【００３２】
任意で、プロセスガス（例えば、ガス中で除去および／または分解される構成要素）は
、例えば、ロータ濃縮器、および／または遠心分離機を使用して濃縮され得、その後この
濃縮されたガス流体は本明細に記載の汚染管理システム処理でされ得る。濃縮は本明細に
記載の大気汚染管理システムのうちの１つによるガスの高い処理能力を必要としないこと
の利点を提供し、より小さい容量（例えば、より低いガス流量）システムが使用され得る
。任意で、プロセスガス流体は２つ以上の流れに分割され、それぞれの流れは独立して処
理され得る。
【００３３】
大気汚染技術およびシステムは組み合わせて、プロセスガスの処理に使用され得る。例
えば、ＶＯＣおよびＨＡＰの分解および／または除去システムはオゾン分解システムの前
に使用され得る。追加のシステム、例えば、微粒子フィルタはこれらのシステムと組み合
わせて使用され得る。微粒子の除去、その後のＶＯＣおよびＨＡＰの除去、その後のオゾ
ン除去は、触媒失活を低減することが好ましい（例えばファウリングや触媒被毒が低減さ
れ得る）。
【００３４】
プロセスガス低減設備（例えば、大気汚染管理技術）および関連した供給業者の幾つか
は、Ａｎｇｕｉｌ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  Ｉｎｃ．（ミルウ
ォーキー、ＷＩ）；ＰｕｒｅＳｐｈｅｒｅ  Ｃｏ．，  Ｉｎｃ．（韓国）；Ｇｅｎｅｒａ
ｌ  Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，  Ｉｎｃ．（エクストン、ＰＡ）；Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒ
ｐ．（ボストン、ＭＡ）；Ｃｏｒｐｏｒａｔｅ  Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ  Ｓｅｒｖｉｃｅ
Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，  Ｉｎｃ．（アクロン、ＯＨ）；Ｏｚｏｎｅ  Ｓｏｌｕｔｉ
ｏｎｓ，  Ｉｎｃ．（ハル、ＩＡ）；Ｃｏｌｕｍｂｕｓ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，  Ｉｎ
ｃ．（アッシュビル、ＯＨ）；Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｃｏ．  Ｉｎｃ．
（ウィルミントン、ＣＡ）；Ｃａｌｇｏｎ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  （
ピッツバーグ、ＰＡ）；およびＧｅｎｅｒａｌ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｃｏ．（ペーターソン、
ＮＪ）が挙げられる。本明細書に記載の方法において使用される幾つかの特定のオゾン分
解ユニットは、Ａｕｇｕｉｌ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓから入手で
きるＮＴ−４００ユニット、および／またはこのユニットのスケールアップ版である。マ
ニホールド１８２で使用される例示的なオゾン分解システムは、Ｏｚｏｎｅ  Ｓｏｌｕｔ
ｉｏｎｓ，  Ｉｎｃ．から入手できるＮＴ−４００ユニットまたはこのシステムのスケー
ルアップ版（例えば、高いガス流速が使用され得るように）である。
【００３５】
図３Ａは、システム２００を冷却窓箔に含むプロセスガス低減システムの詳細な側面図
である。この冷却システムにおいて、導管１４０を通ってボールトに入る空気はマニホー
ルド２１０を通って吹き出し、封じ込められた領域２１２に導管１７８を通って向けられ
る。封じ込められた領域２１２は走査ホーン１２８と、バイオマスを運ぶためのトラフ２
４０およびコンベヤカバー２４２を含むカバーシステム１３２の間に配置される。封じ込
められた領域２１２は、走査ホーン上の１つ以上の箔２１４（例えばチタン箔）により一
方の側に、かつコンベヤカバー２４２上の開口の端に取り付けられた１つ以上の箔２１６
（例えば、チタン箔を含む窓）により他方の側に画定される。走査ホーン上の箔は、図３
Ａに「ｅ」矢印により示されるように、電子を走査ホーンの高真空側２１５から箔の間の
高圧領域２１９を通し、大気側２１７へ流す。出口１７４（および／または隙間１７３、
図３Ｂ参照）は、空間２１２内の空気の流れの中で箔がはためくのを防ぐのに、空間２１
２の中の圧力（高圧領域２１９）が十分な値となるようなサイズに設定される。例えば、
２１９の中の圧力は大気圧より少なくとも約０．１ｐｓｉ、大気圧より少なくとも約１ｐ
ｓｉ、または約５０〜２００ｐｓｉｇ（例えば、約７５〜２００ｐｓｉｇ、約８０〜１５
０ｐｓｉｇ）高い。箔２１６は箔２１４を、微粒子が電子抽出窓に対しコンベヤから発射
されるような場合に、内破から保護する。例えば、出口流路、例えば、出口１７４および
／または隙間１７３は、ガス（例えば、空気、窒素、アルゴン、ヘリウム）の流路に対し
直角に、約１０％（例えば、約２０％未満の領域、約３０％未満の領域、約４０％未満の
領域、約５０％未満の領域、約６０％未満の領域、約７０％未満の領域、約８０％未満の
領域）未満のガスの流路の最少断面領域である空間２１２から外へ、空間２１２の中へ（
例えば導管１７８の開口を通って）、最少断面領域を有し得る。バイオマス処理の間、電
子は走査ホーンの真空側２１５から、箔２１４を通って、高圧領域２１９を通って、箔２
１６を通って通過し、コンベヤ表面（例えばトラフ）２４０上で運搬されるバイオマス２
３０に衝突する。熱はこれらの電子相互作用の間発生し、箔の冷却を必要とする。マニホ
ールド２１０から封じ込められた空間の中への空気の流れはこの冷却を補助し、走査ヘッ
ドの効率的な動作を維持する。例えば、冷却された窓箔および窓箔はコンベヤと一体化さ
れる。
【００３６】
前述のように、バイオマスとの電子相互作用により、バイオマスの難処理性が低下され
得る。電子がバイオマスまたはコンベヤ表面に衝突することによるエネルギー散逸プロセ
スも起こり得る。生成される熱、および／またはバイオマスの難処理性低減は、図３Ａに
おいて「ＶＯＣ／ＨＡＰ」矢印により示されるように、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）およ
び有害大気汚染物質を放出（例えば生成する、揮発させる）し得る。電子は空気の成分、
例えば酸素分子と反応し、有毒ガス、例えばオゾンを生成し得る。図３Ａおよび３Ｂに示
されるように、封じ込められた領域２１２において生成したオゾンは周囲の環境、例えば
ボールト中へ、隙間１７３（図３Ｂ）を経由して、出口１７４を通って放出される。隙間
１７３は窓冷却システムの一部でありマニホールド２１０に取り付けられたシート（例え
ば、ステンレス鋼シート）１７５および１７７により画定される。隙間１７３は空間２１
２と出口１７４との間に導管を画定する。出口１７４およびマニホールド２１０は囲み２
１２を通って流体連通する。図３Ｃは、走査ホーン、マニホールド２１０、および出口１
７４の斜視図である。
【００３７】
バイオマスの照射中に発生するオゾンのうちの一部はバイオマスと反応し（例えばこれ
を酸化させる）、オゾンの一部は封じ込められたコンベヤ１３２からボールト内に漏出し
得る。バイオマスとともにボールトを退出するオゾンを制御するために、例えば、閉ルー
プ空気コンベヤなどのオゾン低減システムが使用され得る。例えば、閉ループ空気コンベ
ヤおよびオゾン低減システムなどである。
【００３８】
幾つかの実施形態において、例えば、窒素、アルゴン、二酸化炭素、ヘリウム、ＳＦ６
、ＳｉＦ４、ＣＦ４、またはそれらの混合物（例えば、約８０％超窒素、約９０％超窒素
、約９５％超窒素、約９９％超窒素）などの不活性ガスが、ボールトをパージするために
使用され得る。例えば、図２を参照すると、不活性ガスは入口１７２を通ってボールトに
供給される。空気ではなく不活性ガス雰囲気下のバイオマスの加工はオゾンの形成を低減
または排除し得る。不活性ガスはタンクにより供給され、中央位置からパイプを通って輸
送されるか、および／または照射場所に近くで発生され得る。オンサイト窒素発生技術は
、膜技術（例えば中空糸膜技術）および圧力スイング吸着技術を含む。不活性ガスは、他
のガスについて記載したように、ボールトの空気をマニホールド１８２を介して、システ
ム１８０を通して取り入れ、その後流れ１８１と流れ１７１とを合流させることにより再
循環される。損失を補うための圧力調整および不活性ガスの添加が、不活性ガス補償源の
取り付けに加えて１７０，１８０などのシステムにより行われ得る（例えば、タンク、１
７０と１８０とを流体連通させる供給）。不活性ガスはオゾンの生成を回避するため、こ
の任意の実施形態においてオゾン分解ユニットは不要である。
【００３９】
幾つかの実施形態において、ボールト内の圧力はボールト外側の圧力よりわずかに低い
。理想的には、ボールトはプロセスガスが大気中へ逃げないように密閉されるが、実際に
これを達成するのは困難である。このように、同様の結果は、ボールトの外へプロセスガ
ス低減システムを通って活発な流れを形成することにより達成され得、前述したように、
システム１７０を使用してボールト内へ流れされる空気／ガスより高い。例えば、ボール
ト内の圧力はボールト外側の圧力より少なくとも約０．００１％低い（例えば、少なくと
も約０．００２％低い、少なくとも約０．００４％低い、少なくとも約０．００６％低い
、少なくとも約０．００８％低い、少なくとも約０．０１％低い、少なくとも約０．０５
％低い、少なくとも約０．１％低い、少なくとも約０．５％低い、少なくとも約１％低い
、少なくとも約２％低い、少なくとも約５％低い、少なくとも約１０％低い、少なくとも
約５０％低い、または少なくとも約１００％低い。）例えば、ボールト外側の圧力が１気
圧であり、ボールト内側の圧力がボールト外側の圧力より少なくとも０．１％低い場合、
ボールト内側の圧力は少なくとも０．９気圧以下である。圧力の差異はボールト内外への
空気および／またはガスの流速を制御することにより達成され得る。例えば、図２を参照
すると、システム１７０，１８０を調整することにより、１７１でのボールト内への流速
は１８１でのボールトからの流速より低い速度になる。例えば、ボールトから外へ空気を
流すボールト出口における流速は、ボールト内へ空気を流すボールト入口における流速の
少なくとも０．１倍であってよい（例えば、少なくとも０．５倍、少なくとも１倍、少な
くとも２倍、少なくとも３倍、少なくとも４倍、少なくとも５倍、少なくとも１０倍、少
なくとも５０倍、少なくとも１００倍、または少なくとも２００倍）。
【００４０】
例えば、前述の実施形態または他の実施形態により用いられ得る原料を処理するための
工程の幾つかの更なる詳細および反復を、以下の開示に記載する。
【００４１】
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。
【００４２】
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
をイオン化する。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
びプルトニウムの同位体の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。
【００４３】
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原子単
位の質量を有することができる。
【００４４】
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。
【００４５】
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
る光子あたりのエネルギー（電子ボルトで）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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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ベ
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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
の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０．５Ｍｒａｄ〜４．０Ｍｒａｄまたは１．０Ｍｒａｄ〜３．０Ｍｒａｄの線
量受けるまで、実施される。
【００６０】
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。
【００６１】
放射線不透過性材料
前述のように、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
は燃料庫内で材料を加工することを含むことができる。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。
【００６２】
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、インターロックしたブロックであってもよく、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ン所在）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。
【００６３】
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
線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／構成部分の暴露を減少
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、および少なくとも１０ｍ）の入射放射線の方向にバリ
アを含むことができる。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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な
光源が挙げられる。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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、静電気イオン分離器、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
ＥＬＬＥＴＲＯＮ（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−ＤＴＬ  ｆｏｒ  Ｈｅａｖｙ−Ｉｏｎ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ａｃ
ｃｅｌｅｒａｔｏｒｓ”，  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＥＰＡＣ  ２００６，  Ｅ
ｄｉｎｂｕｒｇｈ，  Ｓｃｏｔｌａｎｄ、およびＬｅｉｔｎｅｒ，  Ｃ．Ｍ．  ｅｔ  ａ
ｌ．，  “Ｓｔａｔｕｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  ＥＣＲ  Ｉ
ｏｎ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｖｅｎｕｓ”，  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＥＰＡＣ  ２０
００，  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。
【００７２】
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。
【００７３】
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、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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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
ばインダクター、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、マイクコントローラー、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（
カリフォルニア州サンディエゴ所在）、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。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。電子ビーム照射の暴露線
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。
【００７７】
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・掃引お
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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（ブレムスシュトラールンク）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。
【００８０】
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、水の量に依存
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３
０４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、推定される温度変化から極めて大きな逸脱を誘発する。
【表１】
2020073261.tif 000003
【００８１】
高温は、バイオマス中の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。
【００８２】
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０．１Ｗ・ｍ−１・Ｋ−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１０Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１を超える）とは異なり、放熱が緩やかであ
る。
【００８３】
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、即ちビームパスの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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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
ームダンプは、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
ル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。
【００８８】
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。
【００８９】
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
ードグラス、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、麻、亜麻、竹、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。
【００９０】
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、トウモロコシの茎、
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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  Ｆｅｅｄｓｔ
ｏｃｋｓ”）に記載された紙製品である。
【００９４】
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。
【００９５】
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、または食用の食品もしくは
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、通常の家庭用のジャガ
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、例えば小麦の苗、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。
【００９６】
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
ンクトン、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、湖、水体、例えば塩水もしくは淡水、または陸上から得る
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、例えば大規模乾
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。
【００９７】
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、野生型の変種に関して修飾されたトランスジェニックの微生物および
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の反復ステップに
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Ｄ
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、新しい対立遺伝子を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。
【００９８】
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
【００９９】
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、ポリビニル
エステル、ポリアミド（例えば、ＫＥＶＬＡＲ（商標））、ポリエチレンテレフタラート
、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（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））、ケイ素類（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、ラジカル重合、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。
【０１００】
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の
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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、または懸濁物として送達することもできる。
【０１０３】
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、ＡＳＴＭ  Ｄ１８９５Ｂ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、既知の容積の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、Ｍｅｄｏｆｆへの米国
特許第７，９７１，８０９号に記載された方法により、高密度化することができる。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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ま
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が
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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、Ｍｅｄｏｆｆへの米国特許第７，９００，８
５７号に記載される。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。
【０１０８】
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、例えば前述のようにガス
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、次の照射ステップを変調するこ
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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
は添加剤と混和してもよい。照射後に特有なこととして、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、および／または液体）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、Ｍｅｄｏｆｆへの米国特許第８，０８３，９０６号に記載される。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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
素酸塩、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、非加水分
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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、シートに
切断するために用いることができる。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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、酸化または水蒸気爆
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。
【０１２７】
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。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。
【０１２８】
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、アラビノー
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）、アルコー
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−プロパノー
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、バイオガソリンお
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と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、ダルシトール、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。
【０１２９】
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
に包装され、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。
【０１３０】
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を中和するために、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。
【０１３１】
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、または公開市場で
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）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。
【０１３２】
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。例えば廃水の嫌気性消化は、メタンが高濃度のバイオガスと、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／または蒸留後固
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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、肥料と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。
【０１３６】
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、革のなめしおよび石膏ボードで
用いることができる。
【０１３７】
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
。
【０１３８】
金属イオン封鎖剤としては、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
系、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。
【０１３９】
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セ
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／ポンドに
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の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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
それゆえ処理されたバイオマス材料は、一般に、該材料およびセルラーゼ酵素を流動媒
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Ｍｅｄ
ｏｆｆおよびＭａｓｔｅｒｍａｎへの米国特許出願公開第２０１２／０１００５７７  Ａ
１号に記載される通り、材料は、糖化の前に高温水中で沸騰、浸漬、または蒸解される。
【０１４５】
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
カーもしくは船の船倉において、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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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も阻害す
る。
【０１４９】
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。糖濃度が
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、防腐特
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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の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
ロモスポルム、Ａ．オブクラバツム、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  ＣＢＳ１
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
クノ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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
糖
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。
【０１５４】
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、２０１３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。
【０１５５】
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は
、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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。中間発酵生成物と
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の
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。
【０１５８】
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、例えば食物ベースの
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。
【０１５９】
「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。
【０１６０】
国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０７４０２８号（２００７年７月２０日出願；国際特
許出願番号第２００８／０１１５９８号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、米国で発行された特許第８３１８，
４５３号を有する。これらの内容全体は参照により本明細書に援用される。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。
【０１６１】
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、例えば原生動物ま
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。
【０１６２】
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．ディスタチクス、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．マルキシアヌス、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．チロブチリ
クム、Ｃ．サッカロブチリクム、Ｃ．プニセウム、Ｃ．ベイジェルンキイおよび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、モニリエラアセトア
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。
【０１６３】
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、ラクトバチル
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・コリニフォルミス、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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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、米国イリノイ州
ピオリア所在）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。
【０１６６】
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）、
ＧＥＲＴ  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）（ＤＳＭ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓから入
手可能）が挙げられる。
【０１６７】
蒸留
発酵後、得られた流体は、例えば「ビールカラム」を用いて蒸留されて、大部分の水お
よび残留固体からエタノールおよび他のアルコールを分離し得る。ビールカラムを出る蒸
気は、例えば３５重量％エタノールであり、精留塔に供給することができる。精留塔から
のほぼ共沸混合性（９２．５％）のエタノールおよび水の混合物は、蒸気相分子ふるいを
用いて、純（９９．５％）エタノールに精製することができる。ビールカラム底は、三重
効用蒸発器の第一効用に送出することができる。精留塔還流冷却器は、この第一効用のた
めに熱を提供することができる。第一効用後、固体は、遠心分離器を用いて分離して、回
転式乾燥機で乾燥することができる。遠心分離流出液の一部（２５％）は、発酵に再循環
され、残りは第二および第三蒸発器効用に送出することができる。蒸発器凝縮物のほとん
どが、かなり透明な凝縮物として該工程に戻され、小部分が、廃水処理に分けられて、低
沸点化合物の蓄積を防止することができる。
【０１６８】
炭化水素含有材料
本明細書に記載された方法およびシステムを使用する他の実施形態において、炭化水素
含有材料を加工することができる。本明細書に記載された任意の工程が、本明細書に記載
された任意の炭化水素含有材料を処理するのに用いることができる。本明細書で用いられ
る「炭化水素含有材料」は、油砂、油頁岩、タールサンド、粉炭、石炭スラリー、ビチュ
ーメン、様々なタイプの石炭、ならびに炭化水素成分および固形分の両方を含む他の天然
由来および合成材料を含むことを意味する。固形分としては、木材、岩、砂、粘土、石、
沈泥、掘削スラリー、または他の固体有機物および／もしくは無機物を挙げることができ
る。その用語は、掘削廃棄物および副産物などの廃棄生成物、精錬された廃棄物および副
産物、または炭化水素成分を含む他の廃棄生成物、例えばアスファルトシングルおよび被
覆、アスファルト舗装なども包含し得る。
【０１６９】
本明細書に記載された方法およびシステムを使用するさらに他の実施形態において、木
材および木材含有産物を加工することができる。例えば、木材製品を加工することができ
、例えば板、シート、積層板、角材、パーティクルボード、複合材、荒削り木材、軟材、
および硬材が挙げられる。さらに、切断した木、低木、木材チップ、おがくず、根、樹皮
、切株、腐敗した木材および他の木材含有バイオマス材料を加工できる。
【０１７０】
運搬システム
様々な運搬システムを用いて、バイオマス材料を、例えば議論された通り保管庫へ、そ
して保管庫内の電子ビームの下に運搬することができる。模範的コンベヤは、ベルトコン
ベヤ、空気式コンベヤ、スクリューコンベヤ、カート、列車、線路上の列車またはカート
、エレベータ、フロントローダ、バックホー、クレーン、様々なスクレーパおよびショベ
ル、トラック、ならびに投入デバイスを用いることができる。例えば振動コンベヤは、本
明細書に記載された様々な工程で用いることができる。振動コンベヤは、開示全体が参照
により本明細書に組み入れられる、２０１３年１０月１０日出願のＰＣＴ／ＵＳ２０１３
／６４２８９号に記載される。
【０１７１】
振動コンベヤは、材料を広げて、コンベヤトラフの表面で均一な層を生成するのに、特
に有用である。例えば最初の原料は、少なくとも４フィートの高さ（例えば、少なくとも
約３フィート、少なくとも約２フィート、少なくとも約１フィート、少なくとも約６イン
チ、少なくとも約５インチ、少なくとも約４インチ、少なくとも約３インチ、少なくとも
約２インチ、少なくとも約１インチ、少なくとも約１／２インチ）およびコンベヤの幅よ
りも小さい全長（例えば、約１０％未満、約２０％未満、約３０％未満、約４０％未満、
約５０％未満、約６０％未満、約７０％未満、約８０％未満、約９０％未満、約９５％未
満、約９９％未満）になり得る材料の堆積を形成することができる。振動コンベヤは、材
料を、好ましくは先に議論された通り、コンベヤトラフの幅全体にかけ、均一な厚さを有
するように、広げることができる。幾つかの例において、更なる展延方法が、有用になり
得る。例えば散布スプレッダ、滴下スプレッダ（例えば、ＣＨＲＩＳＴＹ  ＳＰＲＥＡＤ
ＥＲ（商標））またはそれらの組み合わせなどのスプレッダを用いて、広い面積に原料を
滴下すること（例えば、配置すること、注入すること、ばらまくこと、および／または振
りかけること）ができる。場合によりスプレッダは、振動コンベヤ上に広いシャワーまた
はカーテンとしてバイオマスを送達することができる。さらに、第一のコンベヤ（例えば
、第一のコンベヤは原料の照射において用いられる）から上流の第二のコンベヤが、第一
のコンベヤ上にバイオマスを滴下することができ、そこで第二のコンベヤが、第一のコン
ベヤよりも小さい、運搬方向に対して横方向の幅を有し得る。特に第二のコンベヤが、振
動コンベヤである場合、原料は、第二のコンベヤおよび第一のコンベヤの活動により広げ
られる。幾つかの選択的実施形態において、第二のコンベヤは、斜め方向に切断された端
部から吐出されるようになっており（例えば、４：１比で斜めに切断）、材料が広いカー
テンとして（例えば、第二のコンベヤの幅よりも広い）第一のコンベヤに滴下することが
できる。スプレッダ（例えば、散布スプレッダ、滴下スプレッダ、コンベヤ、またはクロ
スカット振動コンベヤ）によるバイオマスの最初の滴下エリアは、第一の振動コンベヤの
幅全体に広がり得るか、またはこの幅の一部に広がり得る。材料は、コンベヤに滴下され
ると、コンベヤの振動により、さらに均一に広げられて、好ましくはコンベヤの幅全体が
、バイオマスの均一層で覆われるようになる。幾つかの実施形態において、スプレッダの
組み合わせを使用することができる。原料を広げる幾つかの方法は、開示全体が参照によ
り本明細書に組み入れられる、２００２年７月２３日に出願され２００６年１２月２６日
に公開された米国特許第７，１５３，５３３号に記載される。
【０１７２】
一般に、電子ビームを通って可能な限り急速に材料を運搬し、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、少なくとも２０フィー
ト／分、少なくとも２５フィート／分、少なくとも３０フィート／分、少なくとも４０フ
ィート／分、少なくとも５０フィート／分、少なくとも６０フィート／分、少なくとも７
０フィート／分、少なくとも８０フィート／分、少なくとも９０フィート／分の速度で運
搬することができる。運搬の速度は、ビーム電流および目的となる照射線量に関係し、例
えば、５．５フィート幅のコンベヤに１／４インチ厚のバイオマスを１００ｍＡで広げる
場合、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（例えば、１パスで約１０Ｍｒａｄ）、５０ｍＡでは、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。
【０１７３】
材料を運搬し得る速度は、運搬される材料の形状および重量、ならびに所望の処理に依
存する。材料、例えば粒子材料を流す場合、振動コンベヤでの運搬には特に実行し易い。
運搬速度は、例えば少なくとも１００ポンド／時間（例えば、少なくとも５００ポンド／
時間、少なくとも１０００ポンド／時間、少なくとも２０００ポンド／時間、少なくとも
３０００ポンド／時間、少なくとも４０００ポンド／時間、少なくとも５０００ポンド／
時間、少なくとも１００００ポンド／時間、少なくとも１５０００ポンド／時間、または
少なくとも２５０００ポンド／時間）になり得る。幾つかの典型的な運搬速度は、約１０
００〜１０，０００ポンド／時間（例えば、約１０００〜８，０００ポンド／時間、約２
０００〜７，０００ポンド／時間、約２０００〜６，０００ポンド／時間、約２０００〜
５，０００ポンド／時間、約２０００〜４，５００ポンド／時間、約１５００〜５，００
０ポンド／時間、約３０００〜７，０００ポンド／時間、約３０００〜６，０００ポンド
／時間、約４０００〜６，０００ポンド／時間および約４０００〜５，０００ポンド／時
間）になり得る。典型的な運搬速度は、材料の密度に依存する。例えば密度約３５ポンド
／フィート３および運搬速度約５０００ポンド／時間のバイオマスの場合、材料は、約１
４３フィート３／時間の速度で運搬され、材料が１／４インチ厚で、５．５フィート幅の
トラフに入れられる場合、材料は約１２５０フィート／時間（約２１フィート／分）の速
度で運搬される。それゆえ材料を運搬する速度は、大きく変動し得る。好ましくは例えば
１／４インチ厚のバイオマスは、約５〜１００フィート／分（例えば、約５〜１００フィ
ート／分、約６〜１００フィート／分、約７〜１００フィート／分、約８〜１００フィー
ト／分、約９〜１００フィート／分、約１０〜１００フィート／分、約１１〜１００フィ
ート／分、約１２〜１００フィート／分、約１３〜１００フィート／分、約１４〜１００
フィート／分、約１５〜１００フィート／分、約２０〜１００フィート／分、約３０〜１
００フィート／分、約４０〜１００フィート／分、約２〜６０フィート／分、約３〜６０
フィート／分、約５〜６０フィート／分、約６〜６０フィート／分、約７〜６０フィート
／分、約８〜６０フィート／分、約９〜６０フィート／分、約１０〜６０フィート／分、
約１５〜６０フィート／分、約２０〜６０フィート／分、約３０〜６０フィート／分、約
４０〜６０フィート／分、約２〜５０フィート／分、約３〜５０フィート／分、約５〜５
０フィート／分、約６〜５０フィート／分、約７〜５０フィート／分、約８〜５０フィー
ト／分、約９〜５０フィート／分、約１０〜５０フィート／分、約１５〜５０フィート／
分、約２０〜５０フィート／分、約３０〜５０フィート／分、約４０〜５０フィート／分
）の速度で運搬される。例えば電子ビーム（例えば、シャワー、照射野）の下を通過する
時に材料の一定した照射の維持を支援するために、材料が一定速度で運搬されることが好
ましい。
【０１７４】
記載された振動コンベヤは、材料をふるい分けて選別するためのふるいを含むことがで
きる。トラフの側面または底部の開口部を、例えばサイズまたは形状により、特定材料を
選別、選択または除去するために用いることができる。幾つかのコンベヤは、支持構造へ
の動的力を低減するために、釣合い重りを有する。幾つかの振動コンベヤは、螺旋エレベ
ータとして構成され、表面のあたりで湾曲するように設計され、そして／または１つのコ
ンベヤから他方のコンベヤに材料を滴下するように（例えば、段階的、カスケードまたは
一連の段もしくは階段として）設計されている。材料を運搬することに加えて、コンベヤ
は、ふるい分け、分離、選別、分類、分配、サイズわけ、検閲、抜き取り、金属除去、凍
結、ブレンド、混合、配列、加熱、蒸解、乾燥、脱水、浄化、洗浄、濾過、クエンチング
、コーティング、除塵、および／または供給のために単独で、または他の設備もしくはシ
ステムと連結させて、使用することができる。コンベヤは、カバー（例えば、防塵カバー
）、側部吐出ゲート、底部吐出ゲート、特別なライナー（例えば、抗粘着性、ステンレス
鋼、ゴム、特注のスチール、および／または溝付き）、分離したトラフ、クエンチプール
、ふるい、穿孔プレート、検出器（例えば、金属検出器）、高温設計、食品等級の設計、
ヒータ、乾燥機および／または冷却器を含むこともできる。加えてトラフは、様々な形状
、例えば平坦な底部、Ｖ字形の底部、最上部のフランジ、湾曲した底部、いずれかの方向
に隆起のある平板、管状、半円型、覆い付き、またはこれらのいずれかの組み合わせであ
ってもよい。特に該コンベヤは、照射システムおよび／または設備と連結することができ
る。
【０１７５】
コンベヤ（例えば、振動コンベヤ）は、耐腐食性材料で作製することができる。コンベ
ヤは、ステンレス鋼（例えば、３０４、３１６ステンレス鋼、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（登録
商標）合金およびＩＮＣＯＮＥＬ（登録商標）合金）を含む構造材料を使用することがで
きる。例えばＨｙｎｅｓ（米国インディアナ州コーコモー所在）のＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（
登録商標）耐腐食性合金、例えばＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（登録商標）Ｂ−３（登録商標）合
金、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（登録商標）ＨＹＢＲＩＤ−ＢＣ１（登録商標）合金、ＨＡＳＴ
ＥＬＬＯＹ（登録商標）Ｃ−４合金、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（登録商標）Ｃ−２２（登録商
標）合金、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（登録商標）Ｃ−２２ＨＳ（登録商標）合金、ＨＡＳＴＥ
ＬＬＯＹ（登録商標）Ｃ−２７６合金、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（登録商標）Ｃ−２０００（
登録商標）合金、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（登録商標）Ｇ−３０（登録商標）合金、ＨＡＳＴ
ＥＬＬＯＹ（登録商標）Ｇ−３５（登録商標）合金、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（登録商標）Ｎ
合金およびＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（登録商標）ＵＬＴＩＭＥＴ（登録商標）合金。
【０１７６】
振動コンベヤは、非粘着性の剥離コーティング、例えばＴＵＦＦＬＯＮ（商標）（Ｄｕ
ｐｏｎｔ、米国デラウエア所在）を含むことができる。振動コンベヤは、耐腐食性コーテ
ィングを含むこともできる。例えば、Ｍｅｔａｌ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ  Ｃｏｒｐ（米国テ
キサス州ヒューストン所在）から供給され得るコーティングなど、例えばフルオロポリマ
ーＸＹＬＡＮ（登録商標）、二硫化モリブデン、エポキシフェノール、リン酸第一鉄金属
コーティング、エポキシ用のポリウレタン高光沢トップコート  、無機亜鉛、ポリテトラ
フルオロエチレン、ＰＰＳ／ＲＹＴＯＮ（登録商標）、フッ素化エチレンプロピレン、Ｐ
ＶＤＦ／ＤＹＫＯＲ（登録商標）、ＥＣＴＦＥ／ＨＡＬＡＲ（登録商標）およびセラミッ
クエポキシコーティング。コーティングは、プロセスガス（例えば、オゾン）、化学腐食
、点食、焼き付き腐食および酸化への耐性を改善することができる。
【０１７７】
場合により、本明細書に記載された運搬システムに加えて、１つ以上の他の運搬システ
ムが取り囲まれていてもよい。囲みを利用する場合、取り囲まれた運搬システムは、酸素
レベルの低い大気中に保持されるように、不活性ガスでパージさせることもできる。酸素
レベルを低く保つことで、幾つかの例において反応性および毒性により望ましくない、オ
ゾンの形成が回避される。例えば酸素は、約２０％未満（例えば、約１０％未満、約１％
未満、約０．１％未満、約０．０１％未満または約０．００１％未満の酸素）になり得る
。パージは、非限定的に窒素、アルゴン、ヘリウムまたは二酸化炭素などの不活性ガスを
用いて実施することができる。これは、液体供給源（例えば、液体窒素またはヘリウム）
の蒸発により供給すること、そのものの位置で空気から発生もしくは分離すること、また
はタンクから供給することができる。不活性ガスは、再循環することができ、任意の残留
酸素を、銅触媒床などの触媒を用いて除去することができる。あるいはパージと、再循環
と、酸素除去の組み合わせを、酸素レベルを低く保つために実施することができる。
【０１７８】
取り囲まれたコンベヤは、バイオマスと反応し得る反応性ガスでパージすることもでき
る。これは、照射工程の前、照射工程中または照射工程後に実施することができる。反応
性ガスは、亜酸化窒素、アンモニア、酸素、オゾン、炭化水素、芳香族化合物、アミド、
過酸化物、アジド、ハロゲン化物、オキシハロゲン化物、リン化物、ホスフィン、アルシ
ン、スルフィド、チオール、ボラン、および／または水素化物であってもよいが、これら
に限らない。反応性ガスは、例えば照射（例えば、電子ビーム、ＵＶ照射、マイクロ波照
射、加熱、ＩＲ線）により、囲みの中で活性化させて、反応性ガスをバイオマスと反応さ
せることができる。バイオマスそのものは、例えば照射により、活性化することができる
。好ましくはバイオマスは、電子ビームにより活性化されてラジカルを生成し、その後、
例えばラジカルカップリングまたはクエンチングにより、活性化または不活性化反応性ガ
スと反応させる。
【０１７９】
取り囲まれたコンベヤに供給されたパージガスは、例えば約２５℃未満、約０℃未満、
約−４０℃未満、約−８０℃未満、約−１２０℃未満に冷却することもできる。例えばガ
スは、液体窒素などの圧縮ガスから蒸発させること、または固体二酸化炭素から昇華させ
ることができる。別の例として、ガスは冷凍機により冷却することができ、またはコンベ
ヤの一部もしくは全体を冷却することができる。
【０１８０】
他の実施形態
本明細書で議論された任意の材料、加工または加工された材料を用いて、複合体、充填
剤、結合剤、可塑性添加剤、吸着剤および制御放出剤などの生成物および／または中間体
を作製することができる。該方法は、例えば圧力および熱を材料に加えることによる、高
密度化を含むことができる。例えば複合体は、繊維性材料を樹脂またはポリマーと混和す
ることにより作製することができる。例えば放射線架橋性樹脂、例えば熱可塑性樹脂を繊
維性材料と混和して、繊維性材料／架橋性樹脂の混和物を提供することができる。そのよ
うな材料は、例えば建築材料、保護シート、コンテナおよび他の構造材料（例えば、鋳造
および／または押出生成物）として有用になり得る。吸収剤は、例えばペレット、チップ
、繊維および／またはシートの形態であってもよい。吸着剤を、例えばペット用寝床材、
梱包材として、または汚染制御システムにおいて用いることができる。制御放出性マトリ
ックスは、例えばペレット、チップ、繊維および／またはシートの形態であってもよい。
制御放出性マトリックスは、例えば薬物、殺生物剤、芳香剤を放出するために用いること
ができる。例えば複合体、吸収剤および制御放出剤、ならびにそれらの使用は、開示全体
が参照により本明細書に組み入れられる、２００６年３月２３日出願の国際特許出願ＰＣ
Ｔ／ＵＳ２００６／０１０６４８号および２０１１年１１月２２日出願の米国特許第８，
０７４，９１０号に記載される。
【０１８１】
幾つかの例において、バイオマス材料は、例えば加速された電子を用いて、第一のレベ
ルで処理されて難分解性を低下させ、１種以上の糖（例えば、キシロース）を選択的に放
出する。バイオマスは、その後、第二のレベルに処理されて、１種以上の他の糖（例えば
、グルコース）を放出することができる。場合によりバイオマスは、処理間で乾燥させる
ことができる。処理は、化学処理および生化学処理を施して、糖を放出することができる
。例えばバイオマス材料は、約２０Ｍｒａｄ未満（例えば、約１５Ｍｒａｄ未満、約１０
Ｍｒａｄ未満、約５Ｍｒａｄ未満、約２Ｍｒａｄ未満）のレベルに処理され、その後、１
０％未満（例えば、約９％未満、約８％未満、約７％未満、約６％未満、約５％未満、約
４％未満、約３％未満、約２％未満、約１％未満、約０．７５％未満、約０．５０％未満
、約０．２５％未満）の硫酸を含む硫酸溶液で処理されて、キシロースを放出することが
できる。例えば溶液に放出されるキシロースを固体から分離し、場合により固体を溶媒／
溶液（例えば、水および／または酸性化水）で洗浄することができる。場合により固体を
、例えば空気中、および／または真空下で場合により加熱しながら（例えば、約１５０℃
未満、約１２０℃未満）で水分量約２５重量％未満（約２０重量％未満、約１５重量％未
満、約１０重量％未満、約５重量％未満、）に乾燥させることができる。その後、固体を
約３０Ｍｒａｄ未満（例えば、約２５Ｍｒａｄ未満、約２０Ｍｒａｄ未満、約１５Ｍｒａ
ｄ未満、約１０Ｍｒａｄ未満、約５Ｍｒａｄ未満、約１Ｍｒａｄ未満または全くない）の
レベルで処理し、その後、酵素（例えば、セルラーゼ）で処理して、グルコースを放出す
ることができる。グルコース（例えば、溶液中グルコース）を、残留固体から分離するこ
とができる。その後、固体をさらに加工して、例えばエネルギーまたは他の生成物（例え
ば、リグニン由来生成物）を生成するのに用いることができる。
【０１８２】
香味剤、芳香剤および着色剤
例えば本明細書に記載された工程、システムおよび／または設備により生成される、本
明細書に記載された生成物および／または中間体のいずれかを、香味剤、芳香剤、着色剤
および／またはこれらの混合物と混和することができる。例えば、糖、有機酸、燃料、ポ
リオール、例えば糖アルコール、バイオマス、繊維および複合体（場合により香味剤、芳
香剤および／または着色剤と共に）の任意の１種以上を、混和（例えば、製剤、混合また
は反応）することができ、または他の生成物を作製するのに用いることができる。例えば
１種以上のそのような生成物を用いて、石鹸、洗剤、キャンディー、飲料（例えば、コー
ラ、ワイン、ビール、リキュール、例えばジンまたはウォッカ、スポーツ飲料、コーヒー
、紅茶）、シロップ医薬品、接着剤、シート（例えば、織物、不織布、フィルター、ティ
ッシュ）および／または複合体（例えば、板）を作製することができる。例えば１種以上
のそのような生成物を、ハーブ、花、花びら、スパイス、ビタミン、ポプリ、または蝋燭
と混和することができる。例えば製剤、混合または反応させた混和物は、グレープフルー
ツ、オレンジ、アップル、ラズベリー、バナナ、レタス、セロリ、シナモン、チョコレー
ト、バニラ、ペパーミント、ミント、玉ねぎ、にんにく、胡椒、サフラン、生姜、ミルク
、ワイン、ビール、紅茶、赤身の牛肉、魚、二枚貝、オリーブオイル、ココナッツ脂肪、
豚脂、バター脂肪、ビーフブイヨン、マメ科植物、ジャガイモ、マーマレード、ハム、コ
ーヒーおよびチーズの香味剤／芳香剤を有することができる。
【０１８３】
香味剤、芳香剤および着色剤は、任意の量、例えば約０．００１重量％〜約３０重量％
、例えば約０．０１重量％〜約２０重量％、約０．０５重量％〜約１０重量％、または約
０．１重量％〜約５重量％添加することができる。これらは、任意の手段および任意の順
序または連続で（例えば、撹拌、混合、乳化、ゲル化、注入、加熱、音波処理、および／
または懸濁）製剤、混合および／または反応させることができる（例えば、本明細書に記
載される任意の１種以上の生成物または中間体と）。充填剤、結合剤、乳化剤、抗酸化剤
、例えばタンパク質のゲル、デンプンおよびシリカを、用いることもできる。
【０１８４】
一実施形態において、照射により生成された反応部位が香味剤、芳香剤および着色剤の
反応適合性部位と反応し得るようにバイオマスを照射した直後に、香味剤、芳香剤および
着色剤をバイオマスに添加することができる。
【０１８５】
香味剤、芳香剤および着色剤は、天然および／または合成材料であってもよい。これら
の材料は、化合物、組成物またはこれらの混合物のうちの１つ以上であってもよい（例え
ば、複数の化合物の製剤または天然組成物）。場合により香味剤、芳香剤、抗酸化剤およ
び着色剤は、例えば発酵工程（例えば、本明細書に記載された糖化材料の発酵）から、生
物学的に誘導することができる。代わりまたは追加として、これらの香味剤、芳香剤およ
び着色剤は、生物体の全体（例えば、植物、真菌、動物、細菌または酵母）または生物体
の一部から採取することができる。生物体は、回収および／または抽出されて、本明細書
に記載された方法、システムおよび設備を用いること、高温抽出、超臨界流体抽出、化学
的抽出（例えば、酸および塩基を含む溶媒または反応性抽出）、機械的抽出（例えば、圧
迫、破砕、濾過）、酵素の使用、出発原料を破壊するような細菌の使用、ならびにこれら
の方法の組み合わせなど任意の手段により、色、香味剤、芳香剤および／または抗酸化剤
を提供することができる。該化合物は、化学反応、例えば糖（例えば、本明細書に記載さ
れた通り生成される）とアミノ酸との混和（メイラード反応）により誘導することができ
る。香味剤、芳香剤、酸化剤および／または着色剤は、本明細書に記載された方法、設備
またはシステムにより生成される中間体および／または生成物、例えばエステルおよびリ
グニン由来生成物であってもよい。
【０１８６】
香味剤、芳香剤または着色剤の幾つかの例が、ポリフェノールである。ポリフェノール
は、多くの果物、野菜、穀粒および花の赤色、紫色および青色着色剤を担う顔料である。
ポリフェノールは、抗酸化性も有することができ、多くの場合、苦味を有する。抗酸化性
は、これらを重要な防腐剤にする。ポリフェノールの分類に、フラボノイド、例えばアン
トシアニジン、フラバノノール、フラバン−３−オール、フラバノンおよびフラバノノー
ルである。用いられ得る他のフェノール性化合物としては、フェノール酸およびそのエス
テル、例えばクロロゲン酸および高分子タンニンが挙げられる。
【０１８７】
着色剤のうち、無機化合物、無機質または有機化合物、例えば二酸化チタン、酸化亜鉛
、酸化アルミニウム、カドミウムイエロー（例えば、ＣｄＳ）、カドミウムオレンジ（例
えば、若干のＳｅを含むＣｄＳ）、アリザリンクリムゾン（例えば、合成または非合成ロ
ーズマダー）、ウルトラマリン（例えば、合成ウルトラマリン、天然ウルトラマリン、合
成ウルトラマリンバイオレット）、コバルトブルー、コバルトイエロー、コバルトグリー
ン、ビリジアン（例えば、酸化クロム（ＩＩＩ）水和物）、黄銅鉱、コニカルコ石、コル
ヌビア石、コーンウォール石およびリロコナイトを用いることができる。カーボンブラッ
クおよび自己分散型ブラックなどの黒色顔料を用いてもよい。
【０１８８】
用いられ得る幾つかの香味剤および芳香剤としては、アカレアＴＢＨＱ、アセットＣ−
６、アリルアミルグリコラート、α−テルピネオール、アンブレットリド、アンブリノー
ル９５、アンドラン、アフェルメート、アップルライド（ＡＰＰＬＥＬＩＤＥ）、ＢＡＣ
ＤＡＮＯＬ（登録商標）、ベルガマル、β−イオノンエポキシド、β−ナフチルイソブチ
ルエーテル、ビシクロノナラクトン、ＢＯＲＮＡＦＩＸ（登録商標）、カントキサール、
ＣＡＳＨＭＥＲＡＮ（登録商標）、ＣＡＳＨＭＥＲＡＮ（登録商標）ＶＥＬＶＥＴ、ＣＡ
ＳＳＩＦＦＩＸ（登録商標）、セドラフィックス、ＣＥＤＲＡＭＢＥＲ（登録商標）、セ
ドリルアセタート、セレストリド、シンナマルバ、シトラルジメチルアセタート、ＣＩＴ
ＲＯＬＡＴＥ（商標）、シトロネロール７００、シトロネロール９５０、シトロネロール
クール、シトロネリルアセタート、シトロネリルアセタートピュア、シトロネリルアセタ
ートピュア、シトロネリルホルマート、クラリセット、クロナール、コニフェラン、コニ
フェランピュア、コルテクスアルデヒド５０％ペオモサ、シクラブテ、ＣＹＣＬＡＣＥＴ
（登録商標）、ＣＹＣＬＡＰＲＯＰ（登録商標）、  ＣＹＣＬＥＭＡＸ（商標）、シクロ
ヘキシルエチルアセタート、ダマスコル、δダマスコン、ジヒドロシクラセット、ジヒド
ロミルセノール、ジヒドロテルピネオール、ジヒドロテルピニルアセタート、ジメチルシ
クロルモール、ジメチルオクタノールＰＱ、ジミルセトール、ジオラ、ジペンテン、ＤＵ
ＬＣＩＮＹＬ（登録商標）  ＲＥＣＲＹＳＴＡＬＬＩＺＥＤ、エチル−３−フェニルグリ
シダート、フレーラモン、フレーラニル、フローラルスーパー、フロラロゾン、フロリフ
ォール、フレイストン（ＦＲＡＩＳＴＯＮＥ）、フルクトン、ＧＡＬＡＸＯＬＩＤＥ（登
録商標）５０、ＧＡＬＡＸＯＬＩＤＥ（登録商標）５０  ＢＢ、ＧＡＬＡＸＯＬＩＤＥ（
登録商標）５０  ＩＰＭ、ＧＡＬＡＸＯＬＩＤＥ（登録商標）  ＵＮＤＩＬＵＴＥＤ、Ｇ
ＡＬＢＡＳＣＯＮＥ、ゲラルデヒド、ゲラニオール５０２０、ゲラニオール６００タイプ
、ゲラニオノール９５０、ゲラニオール９８０（ピュア）、ゲラニオールＣＦＴクール、
ゲラニオールクール、ゲラニルアセタートクール、ゲラニルアセタートピュア、ゲラニル
ホルマート、グリサルバ、グアイルアセタート、ＨＥＬＩＯＮＡＬ（商標）、ヘルバック
、ＨＥＲＢＡＬＩＭＥ（商標）、ヘキサデカノリド、ヘキサロン、ヘキセニルサリチラー
トシス−３，ヒヤシンスボディ、ヒヤシンスボディＮｏ．３、ハイドラトロピックアルデ
ヒドＤＭＡ、ヒドロキシオール、ハイポーレム、インドラローム、イントレレベンアルデ
ヒド、イントレレベンアルデヒドスペシャル、イオノンアルファ、イオノンベータ、イソ
シクロシトラル、イソシクロゲラニオール、ＩＳＯ  Ｅ  ＳＵＰＥＲ（登録商標）、イソ
ブチルキノリン、ジャスマル、ＪＥＳＳＥＭＡＬ（登録商標）、ＫＨＡＲＩＳＭＡＬ（登
録商標）、ＫＨＡＲＩＳＭＡＬ（登録商標）ＳＵＰＥＲ、クフシニル、ＫＯＡＶＯＮＥ（
登録商標）、ＫＯＨＩＮＯＯＬ（登録商標）、ＬＩＦＦＡＲＯＭＥ（商標）、リモキサー
ル、ＬＩＮＤＥＮＯＬ（商標）、ＬＹＲＡＬ（登録商標）、リレイムスーパー、マンダリ
ンアルド１０％トリエチル、ＣＩＴＲ、マリティマ、ＭＣＫチャイニーズ、ＭＥＩＪＩＦ
Ｆ（商標）、メラフレール、メロゾン、メチルアントラニラート、メチルイオノンアルフ
ァエキストラ、メチルイオノンガンマＡ、メチルイオノンガンマクール、メチルイオノン
ガンマピュア、メチルラベンダーケトン、ＭＯＮＴＡＶＥＲＤＩ（登録商標）、ミュゲシ
ア、ミュゲアルデヒド５０、ムスクＺ４、ミラックアルデヒド、ミルセニルアセタート、
ＮＥＣＴＡＲＡＴＥ（商標）、ネロール９００、ネリルアセタート、オシメン、オクタセ
タール、オレンジフラワーエーテル、オリボン、ＯＲＲＩＮＩＦＦ２５％、オキサスピラ
ン、オゾフレール、ＰＡＭＰＬＥＦＬＥＵＲ（登録商標）、ペオモサ、ＰＨＥＮＯＸＡＮ
ＯＬ（登録商標）、ピコニア、プレシクレモンＢ、プレニルアセタート、プリスマントー
ル、レセダボディ、ロザルバ、ロザムスク、サンジノール、ＳＡＮＴＡＬＩＦＦ（商標）
、シベルタール、テルピネオール、テルピノレン２０、テルピノレン９０ＰＱ、テルピノ
レンレクト（ＴＥＲＰＹＮＯＬＥＮＥ  ＲＥＣＴ．）、テルピニルアセタート、テルピニ
ルアセタートＪＡＸ、ＴＥＴＲＡＨＹＤＲＯ  ＭＵＧＵＯＬ（登録商標）、テトラヒドロ
ミルセノール、テトラメラン、ＴＩＭＢＥＲＳＩＬＫ（商標）、トバカロール、ＴＲＩＭ
ＯＦＩＸ（登録商標）Ｏ  ＴＴ、ＴＲＩＰＬＡＬ（登録商標）、ＴＲＩＳＡＭＢＥＲ（登
録商標）、バノリス、ＶＥＲＤＯＸ（商標）、ＶＥＲＤＯＸ（商標）ＨＣ、ＶＥＲＴＥＮ
ＥＸ（登録商標）、ＶＥＲＴＥＮＥＸ（登録商標）ＨＣ、ＶＥＲＴＯＦＩＸ（登録商標）
ＣＯＥＵＲ、ベルトリフ、ベルトリフイソ、ビオリフ、ビバルディエ、ゼノリド、ＡＢＳ
インディア  ７５  ＰＣＴ  ミグリオール、ＡＢＳ  モロッコ  ５０  ＰＣＴ  ＤＰＧ
、ＡＢＳ  モロッコ  ５０  ＰＣＴ  ＴＥＣ、アブソルートフレンチ、アブソルートイン
ディア、アブソルートＭＤ  ５０  ＰＣＴ  ＢＢ、アブソルートモロッコ、コンセントレ
ート  ＰＧ、ティンクチャー２０  ＰＣＴ、アンバーグリス、アンブレットアブソルート
、アンブレットシードオイル、アルモワーズオイル７０  ＰＣＴ  ツヨン、バジルアブソ
ルートグランベール、バジルグランベールＡＢＳ  ＭＤ、バジルオイルグランベール、バ
ジルオイルバーベナ、バジルオイルベトナム、ベイオイルテルペンレス、ビーズワックス
ＡＢＳ  Ｎ  Ｇ、ビーズワックスアブソルート、ベンゾインレジノイドシアム、ベンゾイ
ンレジノイドシアム５０  ＰＣＴ  ＤＰＧ、ベンゾインレジノイドシアム  ５０  ＰＣＴ
ＰＧ，ベンゾインレジノイドシアム  ７０．５  ＰＣＴ  ＴＥＣ、ブラックカラントブ
ッド  ＡＢＳ  ６５  ＰＣＴ  ＰＧ、ブラックカラントブッド  ＡＢＳ  ＭＤ  ３７  Ｐ
ＣＴ  ＴＥＣ、ブラックカラントブッド  ＡＢＳ  ミグリオール、ブラックカラントブッ
ドアブソルートバーガンディ、ボアドローズオイル、ブランアブソルート、ブランレジノ
イド、ブルームアブソルートイタリー、カルダモングアテマラＣＯ２エキストラクト、カ
ルダモンオイルグアテマラ、カルダモノイルインディア、キャロットハート、キャシーア
ブソルートエジプト、キャシーアブソルート  ＭＤ  ５０  ＰＣＴ  ＩＰＭ、キャストレ
ウム  ＡＢＳ  ９０  ＰＣＴ  ＴＥＣ、キャストレウム  ＡＢＳ  Ｃ  ５０  ＰＣＴ  ミ
グリオール、キャストレウム  アブソルート、キャストレウムレジノイド、キャストレウ
ムレジノイド  ５０  ＰＣＴ  ＤＰＧ、セドロールセドレン、セドラスアトランティカオ
イルレジスト、カモミールオイルロマン、カモミールオイルワイルド、カモミールオイル
ワイルドロウリモネン（ＣＨＡＭＯＭＩＬＥ  ＯＩＬ  ＷＩＬＤ  ＬＯＷ  ＬＩＭＯＮＥ
ＮＥ）、シナモンバークオイルセイロン、シストアブソルート、シストアブソルートカラ
ーレス、シトロネラオイルアジアアイロンフリー、シベット  ＡＢＳ  ７５  ＰＣＴ  Ｐ
Ｇ、シベットアブソルート、シベットティンクチュア  １０  ＰＣＴ、クラリセージ  Ａ
ＢＳ  フレンチ  デコル（ＤＥＣＯＬ）、クラリセージアブソルートフレンチ、クラリセ
ージ  シーレス（Ｃ’ＬＥＳＳ）  ５０  ＰＣＴ  ＰＧ、クラリセージオイルフレンチ、
コパイババルサム、コパイババルサムオイル、コリアンダーシードオイル、シプレスオイ
ル、シプレスオイルオーガニック、ダバナオイル、ガルバノール、ガルバナムアブソルー
トカラーレス、ガルバナムオイル、ガルバナムレジノイド、ガルバナムレジノイド  ５０
ＰＣＴ  ＤＰＧ、ガルバナムレジノイドヘルコリンＢＨＴ、ガルバナムレジノイドＴＥ
Ｃ  ＢＨＴ、ゲンチアン（ＧＥＮＥＴＩＡＮＥ）アブソルート  ＭＤ  ２０  ＰＣＴ  Ｂ
Ｂ、ゲンチアンコンクリート、ゲラニウム  ＡＢＳ  エジプト  ＭＤ、ゲラニウムアブソ
ルートエジプト、ゲラニウムオイルチャイナ、ゲラニウムオイルエジプト、ジンジャーオ
イル６２４、ジンジャーオイル  精留可溶性（ＲＥＣＴＩＦＩＥＤ  ＳＯＬＵＢＬＥ）、
グアヤクウッドハート、ヘイ  ＡＢＳ  ＭＤ  ５０  ＰＣＴ  ＢＢ、ヘイアブソルート、
ヘイアブソルート  ＭＤ  ５０  ＰＣＴ  ＴＥＣ、ヒーリングウッド、ヒソップオイルオ
ーガニック、イモーテル  ＡＢＳ  ユーゴ  ＭＤ  ５０  ＰＣＴ  ＴＥＣ、イモーテルア
ブソルートスペイン、イモーテルアブソルートユーゴ、ジャスミンＡＢＳインディアＭＤ
、ジャスミンアブソルートエジプト、ジャスミンアブソルートインディア、ジャスミン（
ＡＳＭＩＮ）アブソルートモロッコ、ジャスミンアブソルートサンバック、ジョンキルＡ
ＢＳ  ＭＤ  ２０  ＰＣＴ  ＢＢ、ジョンキルアブソルートフランス、ジュニパーベリー
オイルＦＬＧ、ジュニパーベリーオイル  精留可溶性、ラブダニウムレジノイド  ５０  
ＰＣＴ  ＴＥＣ、ラブダニウムレジノイド  ＢＢ、ラブダニウムレジノイド  ＭＤ、ラブ
ダニウムレジノイド  ＭＤ  ５０  ＰＣＴ  ＢＢ、ラバンジンアブソルート  Ｈ、ラバン
ジンアブソルート  ＭＤ、ラバンジンオイル、アブリアルオーガニック、ラバンジンオイ
ルグロッソオーガニック、ラバンジンオイルスーパー、ラベンダーアブソルート  Ｈ、ラ
ベンダーアブソルート  ＭＤ、ラベンダーオイルクマリンフリー、ラベンダーオイルクマ
リンフリーオーガニック、ラベンダーオイルメイレットオーガニック、ラベンダーオイル
ＭＴ、メイスアブソルート  ＢＢ、モクレン花オイルローメチルオイゲノール、モクレン
花オイル、モクレン花オイル  ＭＤ、モクレン葉オイル、マンダリンオイル  ＭＤ、マン
ダリンオイル  ＢＨＴ、マテアブソルート  ＢＢ、モスツリー（ＭＯＳＳ  ＴＲＥＥ）ア
ブソルート  ＭＤ  ＴＥＸ  ＩＦＲＡ  ４３、モスオーク  ＡＢＳ  ＭＤ  ＴＥＣ  ＩＦ
ＲＡ  ４３、モスオークアブソルート  ＩＦＲＡ  ４３、モスオークアブソルート  ＭＤ
ＩＰＭ  ＩＦＲＡ  ４３、ミルラレジノイド  ＢＢ、ミルラレジノイド  ＭＤ、ミルラ
レジノイドＴＥＣ、マートルオイルアイロンフリー、マートルオイルチュニジア精留、ナ
ルシスＡＢＳ  ＭＤ  ２０  ＰＣＴ  ＢＢ、ナルシスアブソルートフレンチ、ネロリオイ
ルチュニジア、ナツメグオイルテルペンレス、カーネーションアブソルート、オリバナム
アブソルート、オリバナムレジノイド、オリバナムレジノイド  ＢＢ、オリバナムレジノ
イド  ＤＰＧ、オリバナムレジノイドエキストラ  ５０  ＰＣＴ  ＤＰＧ、オリバナムレ
ジノイド  ＭＤ、オリバナムレジノイド  ＭＤ  ５０  ＰＣＴ  ＤＰＧ、オリバナムレジ
ノイドＴＥＣ、オポポナックスレジノイド  ＴＥＣ、オレンジビガラーデオイル  ＭＤ  
ＢＨＴ、オレンジビガラーデオイル  ＭＤ  ＳＣＦＣ、オレンジフラワーアブソルートチ
ュニジア、オレンジフラワーウォーターアブソルートチュニジア、オレンジリーフアブソ
ルート、オレンジリーフウォーターアブソルートチュニジア、オリスアブソルートイタリ
ー、オリスコンクリート  １５  ＰＣＴ  イロン（ＩＲＯＮＥ）、オリスコンクリート  
８  ＰＣＴ  イロン、オリスナチュラル  １５  ＰＣＴ  イロン  ４０９５Ｃ、オリスナ
チュラル  ８  ＰＣＴ  イロン  ２９４２Ｃ、オリスレジノイド、オスマンサスアブソル
ート、オスマンサスアブソルート  ＭＤ  ５０  ＰＣＴ  ＢＢ、パチョリハートＮｏ３、
パチョリオイルインドネシア、パチョリオイルインドネシアアイロンフリー、パチョリオ
イルインドネシア  ＭＤ、パチョリオイルレジスト、ペニーロイヤルハート、ペパーミン
トアブソルート  ＭＤ、プチグレインビガラードオイルチュニジア、プチグレインシトロ
ニエオイル、プチグレインオイルパラグアイテルペンレス、プチグレインオイルテルペン
レスＳＴＡＢ、ピメントベリーオイル、ピメントリーフオイル、ロジノールＥＸゲラニウ
ムチャイナ、ローズＡＢＳブルガリアンローメチルオイゲノール、ローズＡＢＳモロッコ
ローメチルオイゲノール、ローズＡＢＳターキッシュローメチルオイゲノール、ローズア
ブソルート、ローズアブソルートブルガリアン、ローズアブソルートダマスケナ、ローズ
ア
ブソルートＭＤ、ローズアブソルートモロッコ、ローズアブソルートターキッシュ、ロー
ズオイルブルガリアン、ローズオイルダマスケナ低メチルオイゲノール、ローズオイルタ
ーキッシュ、ローズマリーオイルカンファーオーガニック、ローズマリーオイルチュニジ
ア、ビャクダンオイルインディア、ビャクダンオイルインディア精留、サンタロール、シ
ヌスモーレオイル、ＳＴジョンブレッドティンクチュア  １０  ＰＣＴ、スチラックスレ
ジノイド、タジェットオイル、ティーツリーハート、トンカ豆  ＡＢＳ  ５０  ＰＣＴ  
ソルベント、トンカ豆アブソルート、チュベローズアブソルートインディア、ベチバーハ
ートエキストラ、ベチバーオイルハイチ、ベチバーオイルハイチ  ＭＤ、ベチバーイルジ
ャワ、ベチバーオイルジャワＭＤ、バイオレットリーフアブソルートエジプト、バイオレ
ットリーフアブソルートエジプトデコル、バイオレットリーフアブソルートフレンチ、バ
イオレットリーフアブソルート  ＭＤ  ５０  ＰＣＴ  ＢＢ、ニガヨモギオイルテルペン
レス、イランエキストラオイル、イランＩＩＩオイルおよびこれらの組み合わせが挙げら
れる。
【０１８９】
着色剤は、英国染料染色学会によるカラーインデックスに列挙されたものであってもよ
い。着色剤は、染料および顔料を含み、織物、ペイント、インクおよびインクジェット用
インクを着色するために一般に用いられるものを含む。用いられ得る幾つかの着色剤とし
ては、カロテノイド、アリーリドイエロー、ジアリーリドイエロー、β−ナフトール、ナ
フトール、ベンゾイミダゾロン、ジスアゾ濃縮顔料、ピラゾロン、ニッケルアゾイエロー
、フタロシアニン、キナクリドン、ペリレンおよびペリノン、イソインドリノンおよびイ
ソインドリン顔料、トリアリールカルボニウム顔料、ジケトピロロピロール顔料、チオイ
ンジゴイドが挙げられる。カロテノイドとしては、例えば、α−カロテン、β−カロテン
、γ−カロテン、リコペン、ルテインおよびアスタキサンチンアナットーエキス、脱水ビ
ート（ビート粉末）、カンタキサンチン、カラメル、β−アポ−８’−カロテナール、コ
チニールエキス、カーミン、銅クロロフィリンナトリウム、焼成し部分的に脱脂し蒸解し
た綿実粉（ｔｏａｓｔｅｄ  ｐａｒｔｉａｌｌｙ  ｄｅｆａｔｔｅｄ  ｃｏｏｋｅｄ  ｃ
ｏｔｔｏｎｓｅｅｄ  ｆｌｏｕｒ）、グルコン酸第一鉄、乳酸第一鉄、ブドウ色エキス、
ブドウ果皮エキス（エノシアニナ）、ニンジンオイル、パプリカ、パプリカオレオレジン
、雲母系パールエッセンス顔料、リボフラビン、サフラン、二酸化チタン、トマトリコペ
ンエキス、トマトリコペン濃縮物、ターメリック、ターメリックオレオレジン、ＦＤ＆Ｃ
青色１号、ＦＤ＆Ｃ青色２号、ＦＤ＆Ｃ緑色３号、オレンジＢ、シトラスレッド２号、Ｆ
Ｄ＆Ｃ赤色３号、ＦＤ＆Ｃ赤色４０号、ＦＤ＆Ｃ黄色５号、ＦＤ＆Ｃ黄色６号、アルミナ
（乾燥水酸化アルミニウム）、炭酸カルシウム、銅クロロフィリンカリウムナトリウム（
クロロフィリン−銅錯体）、ジヒドロキシアセトン、オキシ塩化ビスマス、フェロシアン
化第二鉄アンモニウム、フェロシアン化第二鉄、水酸化クロムグリーン、酸化クロムグリ
ーン、グアニン、パイロフィライト、タルク、アルミニウム粉末、ブロンズ粉末、銅粉末
、酸化亜鉛、Ｄ＆Ｃ青色４号、Ｄ＆Ｃ緑色５号、Ｄ＆Ｃ緑色６号、Ｄ＆Ｃ緑色８号、Ｄ＆
Ｃ橙色４号、Ｄ＆Ｃ橙色５号、Ｄ＆Ｃ橙色１０号、Ｄ＆Ｃ橙色１１号、ＦＤ＆Ｃ赤色４号
、Ｄ＆Ｃ赤色６号、Ｄ＆Ｃ赤色７号、Ｄ＆Ｃ赤色１７号、Ｄ＆Ｃ赤色２１号、Ｄ＆Ｃ赤色
２２号、Ｄ＆Ｃ赤色２７号、Ｄ＆Ｃ赤色２８号、Ｄ＆Ｃ赤色３０号、Ｄ＆Ｃ赤色３１号、
Ｄ＆Ｃ赤色３３号、Ｄ＆Ｃ赤色３４号、Ｄ＆Ｃ赤色３６号、Ｄ＆Ｃ赤色３９号、Ｄ＆Ｃ紫
色２号、Ｄ＆Ｃ黄色７号、Ｄ＆Ｃ黄色７号エキス、Ｄ＆Ｃ黄色８号、Ｄ＆Ｃ黄色１０号、
Ｄ＆Ｃ黄色１１号、Ｄ＆Ｃ黒色２号、Ｄ＆Ｃ黒色３（３）号、Ｄ＆Ｃ茶色１号、Ｄ＆Ｃク
ロム−コバルト−酸化アルミニウムエキス、クエン酸鉄アンモニウム、ピロガロール、ロ
グウッドエキス、１，４−ビス［（２−ヒドロキシ−エチル）アミノ］−９，１０−アン
トラセンジオンビス（２−プロパノイック）エステルコポリマー、１，４−ビス［（２−
メチルフェニル）アミノ］−９，１０−アントラセンジオン、１，４−ビス［４−（２−
メタクリルオキシエチル）  フェニルアミノ］アントラキノンコポリマー、カルバゾール
バイオレット、クロロフィリン−銅錯体、クロム−コバルト−酸化アルミニウム、Ｃ．Ｉ
．  バットオレンジ  １，２−［［２，５−ジエトキシ−４−［（４−メチルフェニル）
チオール］フェニル］アゾ］−１，３，５−ベンゼントリオール、１６，２３−ジヒドロ
ジナフト［２，３−ａ：２’，３’−ｉ］ナフト［２’，３’：６，７］インドロ［２，
３−ｃ］カルバゾール−５，１０，１５，１７，２２，２４−ヘキソン、Ｎ，Ｎ’−（９
，１０−ジヒドロ−９，１０−ジオキソ−１，５−アントラセンジイル）ビスベンズアミ
ド、７，１６−ジヒドロ−６，１５−ジヒドロ−５，９，１４，１８−アントラジンテト
ロン、１６，１７−ジメトキシジナフト（１，２，３−ｃｄ：３’，２’，１’−ｌｍ）
ペリレン−５，１０−ジオン、ポリ（ヒドロキシエチルメタクリラート）−ダイコポリ
マー（３）、リアクティブブラック５、リアクティブブルー２１、リアクティブオレンジ
７８、リアクティブイエロー１５、リアクティブブルー  １９、リアクティブブルー４、
Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド１１、Ｃ．Ｉ．リアクティブイエロー８６、Ｃ．Ｉ．リアク
ティブブルー１６３、Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド１８０、４−［（２，４−ジメチルフ
ェニル）アゾ］−２，４−ジヒドロ−５−メチル−２−フェニル−  ３Ｈ−ピラゾ−３−
オン（ソルベントイエロー１８）、６−エトキシ−２−（６−エトキシ−３−オキソベン
ゾ［ｂ］チエン−２（３Ｈ）−  イリデン）ベンゾ［ｂ］チオフェン−３（２Ｈ）−オン
、フタロシアニングリーン、ビニルアルコール／メタクリル酸メチル−ダイ反応生成物、
Ｃ．Ｉ．リアクティブレッド１８０、Ｃ．Ｉ．リアクティブブラック５、Ｃ．Ｉ．リアク
ティブオレンジ７８、Ｃ．Ｉ．リアクティブイエロー１５、Ｃ．Ｉ．リアクティブブルー
２１、１−アミノ−４−［［４−［（２−ブロモ−１−オキソアリル）アミノ］−２−ス
ルホナトフェニル］アミノ］−９，１０−ジヒドロ−９，１０−ジオキソアントラセン−
２−スルホン酸二ナトリウム（リアクティブブルー６９）、Ｄ＆Ｃ青色９号、［フタロシ
アニナト（２−）］銅およびこれらの混合物が挙げられる。
【０１９０】
本明細書の実施例以外で、または他に明記されなければ、本明細書の以下の部分および
添付の特許請求の範囲における材料、元素、量、反応時間および温度、量の比などの数値
範囲、量、値およびパーセント値の全ては、用語「約」が値、量、または範囲と共に明確
に表れ得ないとしても、言語「約」によって始まると読み取ることができる。したがって
反することが示されない限り、以下の明細書および特許請求の範囲に示された数値パラメ
ータは、本発明により得ようとする所望の特性に応じて変動し得る近似値である。最低限
でも、そして特許請求の範囲と同様の原則の適用を限定する試みではなく、各数値パラメ
ータは少なくとも、報告された有効数字の数を考慮して、通常の端数処理法を利用するこ
とにより、解釈されなければならない。
【０１９１】
本発明の広範囲に示された数値範囲およびパラメータは近似であるが、具体的実施例に
示された数値は、可能な限り正確に報告されている。しかしな  がら、いずれの数値も、
基礎をなす各検査測定に見出された標準偏差から必然的に生じた誤差を本質的に含有する
。さらに数値範囲が、本明細書に示されている場合、これらの範囲は、引用された範囲の
終了点を含む（例えば、終了点が用いられてもよい）。重量パーセントが、本明細書に用
いられている場合、報告された数値は、全重量に対するものである。
【０１９２】
同じく、本明細書に引用された任意の数値範囲はそこに包含される部分範囲の全てを含
むことが理解されなければならない。例えば「１〜１０」の範囲は、引用された最小値１
と引用された最大値１０の間の（そしてそれらを含み）部分範囲全てを含み、即ち１と等
しいまたは１よりも大きな最小値と、１０と等しいまたは１０よりも小さい最大値を有す
るものとする。本明細書で用いられる用語「ｏｎｅ」、「ａ」、または「ａｎ」は、他に
断りがなければ、「少なくとも１」、または「１以上」を含むものとする。
【０１９３】
本明細書で参照により組み入れられると述べられた任意の特許、特許公開、または他の
開示材料の全体または一部は、組み入れられた材料が既存の定義、表明、また本開示に示
された他の開示材料と矛盾しない程度にのみ、本明細書に組み入れられる。そのため必要
な程度にまで、本明細書に明白に示された開示は、参照により本明細書に組み入れられた
任意の矛盾材料にとって代わる。参照により本明細書に組み入れられると述べられていな
がら、本明細書に示された既存の定義、表面、または他の開示材料と矛盾する任意の材料
またはその一部は、組み入れられた材料と既存の開示材料の間で矛盾が生じない程度のみ
組み入れられる。
【０１９４】
本発明は、好ましい実施形態を参照して具体的に図示および記載されたが、添付の特許
請求の範囲に包含される発明の範囲を逸脱することなく、形態および詳細の様々な変更を
施し得ることは、当業者に理解されよう。
【図１】
2020073261.tif 000004
【図２】
2020073261.tif 000005
【図３Ａ】
2020073261.tif 000006
【図３Ｂ】
2020073261.tif 000007
【図３Ｃ】
2020073261.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和1年12月24日(2019.12.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１９４】
本発明の一態様が以下に記載される。
［発明１］
材料を加工する方法であって、材料の加工中に、電子ビームホーンの窓および不活性ガスに電子を通過させる間に、前記窓箔に実質的に不活性なガスを衝突させることを含む、方法。
［発明２］
前記箔が加速器管の高真空側と連通する表面を含む、発明１に記載の方法。
［発明３］
前記箔が、第２の箔とともに、前記実質的に不活性なガスが通過する空間を画定する、発明１または２に記載の方法。
［発明４］
前記空間内部の圧力が大気圧より高い、発明３に記載の方法。
［発明５］
前記不活性ガスは窒素を含む、発明１〜４のいずれか１項に記載の方法。
［発明６］
前記不活性ガスを再循環することをさらに含む、発明１〜５のいずれか１項に記載の方法。
［発明７］
前記実質的に不活性なガスを、廃棄する前に前記窓箔に２回以上衝突させる、発明６に記載の方法。
［発明８］
前記不活性ガスを処理することをさらに含む、発明１〜７のいずれか１項に記載の方法。
［発明９］
前記不活性ガスを処理することが、前記ガスを濾過することを含む、発明８に記載の方法。
［発明１０］
前記不活性ガスを処理することが、前記不活性ガスから、酸素、オゾン、油、微粒子、水、およびそれらの混合物から選択される混入物を除去することを含む、発明８または９に記載の方法。
［発明１１］
前記材料がバイオマス材料である、発明１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
［発明１２］
前記材料がリグノセルロース材料またはセルロース材料を含む、発明１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
［発明１３］
バイオマスを加工するシステムであって、
実質的に不活性なガスを空間を通して提供するための流路を備え、前記空間は電子ビーム加速器の走査ホーンの前記真空側と連通する第１の箔により画定され、第２の箔は前記第１の箔に面して配置される、
システム。
［発明１４］
前記第２の箔が筐体に取り付けられる、発明１３に記載のシステム。
［発明１５］
前記流路が、前記不活性ガスを前記空間内に流す第１の導管および入口、ならびに前記不活性ガスを前記空間から外へ流す第２の導管および出口を備え、
前記第１の導管および第２の導管が前記空間を介して流体連通している、
発明１３または１４に記載のシステム。
［発明１６］
前記第１の導管および／または入口ならびに第２の導管および／または出口は、前記空間内側の前記圧力が大気圧超になるようなサイズに設定される、発明１５に記載のシステム。
［発明１７］
バイオマス材料を加工する方法であって、
バイオマス材料の難処理性を低下させる間に、有害ガスを生成することと、
前記有害ガスを濾過システムを通して流すことと
を含む、方法。
［発明１８］
前記バイオマス材料の前記難処理性を低下させることがボールト内で行われる、発明１７に記載の方法。
［発明１９］
前記濾過システムが前記ボールトの外に配置される、発明１８に記載の方法。
［発明２０］
前記有害ガスが前記ボールトの前記内部から前記ボールトの前記外部へ前記濾過システムを通して流される間に、構成ガスが前記ボールトの外部から前記ボールトの内部へ流される、発明１９に記載の方法。
［発明２１］
前記構成ガスが不活性ガスを含む、発明２０に記載の方法。
［発明２２］
前記ボールトの前記外部から前記ボールトの前記内部へ前記構成ガスを流すより速い流速で、前記濾過システムを介して前記ボールトの前記外部へ前記ボールト内の前記ガスを流すことにより、前記ボールト内の負圧を維持することをさらに含む、発明１９〜２１のいずれか１項に記載の方法。
［発明２３］
前記ボールトの前記外部への前記流速が、前記ボールトの前記内部への前記流速より少なくとも２倍速い、発明２２に記載の方法。
［発明２４］
前記ボールトの前記外部への前記流速が、前記ボールトの前記内部への前記流速より少なくとも３倍速い、発明２２に記載の方法。
［発明２５］
前記ボールトの前記外部への前記流速が、前記ボールトの前記内部への前記流速より少なくとも４倍速い、発明２２に記載の方法。
［発明２６］
前記ボールトの前記外部への前記流速が、前記ボールトの前記内部への前記流速より少なくとも５倍速い、発明２２に記載の方法。
［発明２７］
前記ボールトの前記外部への前記流速が、約１０００〜１０，０００ＣＦＭであり、前記ボールトの前記内部への前記流速が約１０〜５０００ＣＦＭである、発明２２に記載の方法。
［発明２８］
前記バイオマスを前記ボールトの前記内部から前記ボールトの前記外部へ運搬することと、
前記有害ガスを前記バイオマスから抽出することと、
前記有害ガスを前記濾過システムを通して流すことと
をさらに含む、発明１８〜２７のいずれか１項に記載の方法。
［発明２９］
前記バイオマス材料の前記難処理性を、前記バイオマス材料を電離放射線に曝露することにより低下させる、発明１７〜２８のいずれか１項に記載の方法。
［発明３０］
前記電離放射線が、金属箔電子抽出窓を備えた走査ホーンを含む電子加速器により生成され、
前記方法が、冷却ガスを電子抽出窓箔の抽出側に向けることをさらに含む、
発明２９に記載の方法。
［発明３１］
前記濾過システムが有害ガスの流れの中に配置された炭素フィルタを含む、発明１７〜３０のいずれか１項に記載の方法。
［発明３２］
前記有害ガスがオゾンを含む、発明１７〜３１のいずれか１項に記載の方法。
［発明３３］
前記有害ガスが揮発性有機化合物を含む、発明１７〜３２のいずれか１項に記載の方法。
［発明３４］
前記バイオマス材料の難処理性を低下させる間に、前記バイオマス材料を運搬することをさらに含む、発明１７〜３３のいずれか１項に記載の方法。
［発明３５］
前記有害ガスが有害成分および非有害成分を含み、前記濾過システムが前記有害成分を除去するように構成されている、発明１７〜３４のいずれか１項に記載の方法。
［発明３６］
前記有害ガスが有害成分と非有害成分とを含み、前記濾過システムが前記有害成分を分解するように構成された、発明１７〜３５のいずれか１項に記載の方法。
［発明３７］
材料をボールトの中で加工するシステムであって、
バイオマス材料に照射するように構成された電子照射デバイスを含むボールトと、
前記ボールトの前記外部から前記ボールトの前記内部へ行き、前記ボールトを介して、前記ボールトの前記外部へ行く通路を含むガス通路を含むプロセスガス処理システムとを含む、
システム。
［発明３８］
前記ガス通路にガスフィルタをさらに含む、発明３７に記載のシステム。
［発明３９］
前記ボールトを介した前記ガス通路が窓冷却システムを介したガス通路を含み、
前記窓冷却システムが、ガスを導管から受け取るように構成されたマニホールドを含み、前記ガスを前記照射デバイスの走査ホーンの前記真空側に取り付けられた第１の窓に対して衝突させる、
発明３７または３８に記載のシステム。
［発明４０］
前記窓冷却システムが前記第１の窓に面した第２の窓を含み、前記第１および第２の窓が空間を画定し、前記空間が前記ガスを前記空間から退出させるように構成された出口を含む、発明３９に記載のシステム。
［発明４１］
前記ボールトを通るガス通路がインテークマニホールドを介した通路を含む、発明３８〜４０のいずれか１項に記載のシステム。
［発明４２］
前記フィルタが前記ボールトの外側に配置され、前記ボールトを介して流れるガスを濾過するように構成される、発明３８〜４１のいずれか１項に記載のシステム。
本発明は、好ましい実施形態を参照して具体的に図示および記載されたが、添付の特許請求の範囲に包含される発明の範囲を逸脱することなく、形態および詳細の様々な変更を施し得ることは、当業者に理解されよう。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオマス材料を加工する方法であって、
バイオマス材料の難処理性を低下させる間に、有害ガスを生成することと、
前記有害ガスを濾過システムを通して流すことと
を含む、方法。
【請求項２】
前記バイオマス材料の前記難処理性を低下させることがボールト内で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記濾過システムが前記ボールトの外に配置される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記有害ガスが前記ボールトの前記内部から前記ボールトの前記外部へ前記濾過システムを通して流される間に、構成ガスが前記ボールトの外部から前記ボールトの内部へ流される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記構成ガスが不活性ガスを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ボールトの前記外部から前記ボールトの前記内部へ前記構成ガスを流すより速い流速で、前記濾過システムを介して前記ボールトの前記外部へ前記ボールト内の前記ガスを流すことにより、前記ボールト内の負圧を維持することをさらに含む、請求項３〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記ボールトの前記外部への前記流速が、前記ボールトの前記内部への前記流速より少なくとも２倍速い、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ボールトの前記外部への前記流速が、前記ボールトの前記内部への前記流速より少なくとも３倍速い、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記ボールトの前記外部への前記流速が、前記ボールトの前記内部への前記流速より少なくとも４倍速い、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記ボールトの前記外部への前記流速が、前記ボールトの前記内部への前記流速より少なくとも５倍速い、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記ボールトの前記外部への前記流速が、約１０００〜１０，０００ＣＦＭであり、前記ボールトの前記内部への前記流速が約１０〜５０００ＣＦＭである、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
前記バイオマスを前記ボールトの前記内部から前記ボールトの前記外部へ運搬することと、
前記有害ガスを前記バイオマスから抽出することと、
前記有害ガスを前記濾過システムを通して流すことと
をさらに含む、請求項２〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記バイオマス材料の前記難処理性を、前記バイオマス材料を電離放射線に曝露することにより低下させる、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記電離放射線が、金属箔電子抽出窓を備えた走査ホーンを含む電子加速器により生成され、
前記方法が、冷却ガスを電子抽出窓箔の抽出側に向けることをさらに含む、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記濾過システムが有害ガスの流れの中に配置された炭素フィルタを含む、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記有害ガスがオゾンを含む、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記有害ガスが揮発性有機化合物を含む、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記バイオマス材料の難処理性を低下させる間に、前記バイオマス材料を運搬することをさらに含む、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記有害ガスが有害成分および非有害成分を含み、前記濾過システムが前記有害成分を除去するように構成されている、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記有害ガスが有害成分と非有害成分とを含み、前記濾過システムが前記有害成分を分解するように構成された、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の方法。
【外国語明細書】
2020073261000001.pdf