(57)【要約】  有用な副産物及び天然ゴムを非Ｈｅｖｅａゴム保有植物から抽出するためのシステム及び方法を開示する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭水化物含有液及び炭水化物除去済みバイオマス固形物をゴム保有植物から得るための処理システムであって、
一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された前記複数の連続撹拌タンク抽出段を含む抽出システム
を含み、
各抽出システムにおいて前記連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つが、液体溶媒を受け入れるように適合し構成された入口を有し、
前記抽出システムの前記少なくとも１つの連続撹拌抽出段が、バイオマス、及び水、水溶液またはそれらの組合せを含む少なくとも約５０℃の温度の液体溶媒を受け入れるために適合し構成されており、
前記バイオマスがＴａｒａｘａｃｕｍ属または別の非Ｈｅｖｅａ植物のゴム保有植物からのものであり、
前記抽出システムが、前記抽出システムによって前記炭水化物含有液及び前記炭水化物除去済みバイオマス固形物が生成するような要領で前記バイオマスを前記液体溶媒と混合するように適合し構成されており；さらに、
一連の前記連続撹拌タンク抽出段の最後と流体連通して配列された固液分離器
を含み、
前記分離器が、前記炭水化物除去済みバイオマス固形物を前記炭水化物含有液から分離するために適合し構成されている、
前記処理システム。
【請求項２】
極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物をゴム保有植物から得るための処理システムであって、
一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された前記複数の連続撹拌タンク抽出段を含む抽出システム
を含み、
各抽出システムにおいて前記連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つが、液体有機溶媒を受け入れるように適合し構成された入口、及び炭水化物除去済みバイオマス固形物を受け入れるように適合し構成された入口を有し、
前記抽出システムの前記少なくとも１つの連続撹拌抽出段が、炭水化物除去済みバイオマス固形物及び有機極性溶媒液を受け入れるために適合し構成されており、
前記炭水化物除去済みバイオマス固形物がＴａｒａｘａｃｕｍ属または別の非Ｈｅｖｅａ植物のゴム保有植物からのものであり、
前記抽出システムが、前記抽出システムによって前記液体極性有機物画分及び前記極性化合物除去済みバイオマス固形物が生成するような要領で前記炭水化物除去済みバイオマス固形物を前記有機極性溶媒と混合するように適合し構成されており；さらに、
一連の前記連続撹拌タンク抽出段の最後と流体連通して配列された固液分離器を含み、
前記分離器が、前記極性化合物除去済みバイオマス固形物を前記液体極性有機物画分から分離するために適合し構成されている、
前記処理システム。
【請求項３】
ゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物をゴム保有植物から得るための処理システムであって、
一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された前記複数の連続撹拌タンク抽出段を含む抽出システム
を含み、
各抽出システムにおいて前記連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つが、液体溶媒を受け入れるように適合し構成された入口、及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を受け入れるように適合し構成された入口を有し、
前記抽出システムの前記少なくとも１つの連続撹拌抽出段が、前記極性化合物除去済みバイオマス固形物及び非極性有機溶媒を受け入れるために適合し構成されており、
前記極性化合物除去済みバイオマス固形物がＴａｒａｘａｃｕｍ属または別の非Ｈｅｖｅａ植物のゴム保有植物からのものであり、
前記抽出システムが、前記抽出システムによって前記ゴム含有非極性溶媒画分及び前記使用済みバイオマス固形物が生成するような要領で前記極性化合物除去済みバイオマス固形物を前記非極性有機溶媒と混合するように適合し構成されており；さらに、
一連の前記連続撹拌タンク抽出段の最後と流体連通して配列された固液分離器を含み、
前記分離器が、前記使用済みバイオマス固形物を前記ゴム含有非極性溶媒画分から分離するために適合し構成されている、
前記処理システム。
【請求項４】
ゴム含有画分をゴム保有植物から得るための処理システムであって、
（ａ）前記植物またはその部分からのバイオマス、及び水、水溶液またはそれらの組合せを含む液体溶媒を受け入れ；第１抽出システムによって炭水化物含有液及び炭水化物除去済みバイオマス固形物が生成するような要領で前記バイオマスと液体溶媒とを少なくとも約５０℃の温度で混合し；前記炭水化物除去済みバイオマス固形物を前記炭水化物含有液から分離するように適合し構成された、前記第１抽出システム
を含み、前記ゴム保有植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものまたは別の非Ｈｅｖｅａ植物であり、
（ｂ）前記第１抽出システムからの前記炭水化物除去済みバイオマス固形物、及び有機極性溶媒を受け入れ；第２抽出システムによって液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物が生成するような要領で前記炭水化物除去済みバイオマス固形物を前記有機極性溶媒と混合し；前記液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を分離するように適合し構成された、前記第２抽出システム、ならびに
（ｃ）前記第２抽出システムからの前記極性化合物除去済みバイオマス固形物、及び非極性有機溶媒を受け入れ；第３抽出システムによってゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物が生成するような要領で前記極性化合物除去済みバイオマス固形物を前記非極性有機溶媒と混合し；前記ゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物を分離するように適合し構成された、前記第３抽出システム
を含み、前記第１、第２または第３抽出システムのうちの少なくとも１つが、
各抽出システムの一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された前記複数の連続撹拌タンク抽出段
を含み、
各抽出システムにおいて前記連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つが、前記溶媒を受け入れるように適合し構成された入口、及び前記バイオマスまたは前記固形物を受け入れるように適合し構成された入口を有し、
各抽出システムがさらに、前記それぞれの抽出システムの一連の前記連続撹拌タンク抽出段の最後と流体連通して配列された固液分離器を含み、
前記固液分離器が、前記炭水化物除去済みバイオマス固形物、極性化合物除去済みバイオマス固形物または使用済みバイオマス固形物を前記炭水化物含有液、前記液体極性有機物画分または前記ゴム含有非極性溶媒画分から分離するように適合し構成されている、
前記処理システム。
【請求項５】
前記抽出システムの１つまたは２つが、ソックスレー抽出器、浸漬抽出器、向流浸漬抽出器、または濾過抽出器を含む、請求項４に記載の処理システム。
【請求項６】
ゴム含有画分をゴム保有植物から得るための処理システムであって、
（ａ）前記植物またはその部分からのバイオマス、及び有機極性溶媒を受け入れ；第２抽出システムによって液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物が生成するような要領で前記バイオマスを有機極性溶媒と混合し；前記液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を分離するように適合し構成された、第１抽出システム、ならびに
（ｂ）前記第１抽出システムからの前記極性化合物除去済みバイオマス固形物、及び非極性有機溶媒を受け入れ；第２抽出システムによってゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物が生成するような要領で前記極性化合物除去済みバイオマス固形物を前記非極性有機溶媒と混合し；前記ゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物を分離するように適合し構成された、前記第２抽出システム
を含み、前記第１または第２抽出システムのうちの少なくとも１つが、
各抽出システムの一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された前記複数の連続撹拌タンク抽出段
を含み、
各抽出システムにおいて前記連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つが、前記溶媒を受け入れるように適合し構成された入口、及び前記バイオマスまたは前記固形物を受け入れるように適合し構成された入口を有し、
各抽出システムがさらに、前記それぞれの抽出システムの一連の前記連続撹拌タンク抽出段の最後と流体連通して配列された固液分離器を含み、
前記固液分離器が、前記極性化合物除去済みバイオマス固形物または使用済みバイオマス固形物を前記液体極性有機物画分または前記ゴム含有非極性溶媒画分から分離するように適合し構成されている、
前記処理システム。
【請求項７】
前記抽出システムの１つが、ソックスレー抽出器、浸漬抽出器、向流浸漬抽出器、または濾過抽出器を含む、請求項６に記載の処理システム。
【請求項８】
前記固形物質を少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段に導入する前に前記固形物質の粒径を低減する及び／または形状及び状態を改変するように適合し構成された固形物前処理調整機（複数可）
をさらに含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の処理システム。
【請求項９】
前記少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段と結び付いた再循環ループをさらに含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の処理システム。
【請求項１０】
前記再循環ループが熱交換器または伝熱装置を含む、請求項９に記載の処理システム。
【請求項１１】
前記再循環ループが、粒子低減及び／または形状改変装置を含む、請求項９に記載の処理システム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段が、
剪断を増大させて前記バイオマスの前記粒径及び形状を低減及び／または改変するように適合し構成された翼
を有する、請求項１または請求項４〜７のいずれか１項に記載の処理システム。
【請求項１３】
少なくとも１つのＣＳＴＥ段が、約５０℃〜約１００℃の温度の前記液体溶媒を受け入れ収容するように適合し構成されている、請求項１、請求項４または請求項５のいずれか１項に記載の処理システム。
【請求項１４】
少なくとも１つのＣＳＴＥ段が、１００℃より高い温度及び大気圧より高い圧力の前記液体溶媒を受け入れ収容するように適合し構成されている、請求項１、請求項４または請求項５のいずれか１項に記載の処理システム。
【請求項１５】
炭水化物含有液をゴム保有植物から抽出する方法であって、
一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された前記複数の連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段に、水、水溶液またはそれらの組合せを含む液体溶媒、及び前記植物またはその部分からのバイオマスを導入すること
を含み、前記ゴム保有植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものまたは別の非Ｈｅｖｅａ植物であり；
前記少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段において、少なくとも約５０℃の温度で前記液体溶媒を前記バイオマスと混合して、前記バイオマスと会合している前記炭水化物を前記液体溶媒中に抽出するのを可能にすること；ならびに、
前記少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液を固液分離器に導入して、分離された炭水化物含有液及び炭水化物除去済みバイオマス固形物を得ること
を含む、前記方法。
【請求項１６】
極性有機物画分をゴム保有植物の炭水化物除去済みバイオマス固形物から抽出する方法であって、
一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された前記複数の連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段に、有機極性溶媒及び前記炭水化物除去済みバイオマス固形物を導入すること
を含み、前記ゴム保有植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものまたは別の非Ｈｅｖｅａ植物であり；
前記固形物と会合している前記極性有機物画分を前記有機極性溶媒中に抽出することを可能にする要領で前記少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段において前記有機極性溶媒を前記炭水化物除去済みバイオマス固形物と混合すること；ならびに
前記少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液を固液分離器に導入して、分離された極性有機物画分液及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を得ること
を含む、前記方法。
【請求項１７】
ゴム含有非極性溶媒画分をゴム保有植物の極性化合物除去済みバイオマス固形物から抽出する方法であって、
一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された前記複数の連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段に、非極性有機溶媒及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を導入すること
を含み、前記ゴム保有植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものまたは別の非Ｈｅｖｅａ植物であり；
前記固形物と会合している前記天然ゴムを前記非極性有機溶媒中に抽出することを可能にする要領で前記少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段において前記非極性有機溶媒を前記極性化合物除去済みバイオマス固形物と混合すること；ならびに
前記少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液を固液分離器に導入して、分離されたゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物を得ること
を含む、前記方法。
【請求項１８】
ゴム含有非極性溶媒画分をゴム保有植物から抽出する方法であって、
（ａ）前記植物またはその部分からのバイオマス、及び水、水溶液またはそれらの組合せを含む液体溶媒を第１抽出システムに導入し；前記バイオマスと液体溶媒とを少なくとも約５０℃の温度で混合して炭水化物含有液及び炭水化物除去済みバイオマス固形物を生成し；前記炭水化物除去済みバイオマス固形物を前記炭水化物含有液から分離すること
を含み、前記ゴム保有植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものまたは別の非Ｈｅｖｅａ植物であり、
（ｂ）前記第１抽出システムからの前記炭水化物除去済みバイオマス固形物、及び有機極性溶媒を第２抽出システムに導入し；前記炭水化物除去済みバイオマス固形物を前記有機極性溶媒と混合して液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を生成し、前記液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を分離すること、ならびに
（ｃ）前記第２抽出システムからの前記極性化合物除去済みバイオマス固形物、及び非極性有機溶媒を第３抽出システムに導入し；前記極性化合物除去済みバイオマス固形物を前記非極性有機溶媒と混合してゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物を生成し；前記ゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物を分離すること
を含み、前記第１、第２または第３抽出システムのうちの少なくとも１つが、
各抽出システムの一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された前記複数の連続撹拌タンク抽出段
を含み、
各抽出システムにおいて前記連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つが、前記溶媒を受け入れるように適合し構成された入口、及び前記バイオマスまたは前記固形物を受け入れるように適合し構成された入口を有し、
各抽出システムがさらに、前記それぞれの抽出システムの一連の前記連続撹拌タンク抽出段の最後と流体連通して配列された固液分離器を含み、
前記固液分離器が、前記炭水化物除去済みバイオマス固形物、極性化合物除去済みバイオマス固形物または使用済みバイオマス固形物を前記炭水化物含有液、前記液体極性有機物画分または前記ゴム含有非極性溶媒画分から分離するように適合し構成されている、
前記方法。
【請求項１９】
前記抽出システムの１つまたは２つが、ソックスレー抽出器、浸漬抽出器、向流浸漬抽出器、または濾過抽出器を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
ゴム含有非極性溶媒画分をゴム保有植物から抽出する方法であって、
（ａ）前記植物またはその部分からのバイオマス、及び有機極性溶媒を第１抽出システムに導入し；前記バイオマスを前記有機極性溶媒と混合して液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を生成し、前記液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を分離すること
を含み、前記ゴム保有植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものまたは別の非Ｈｅｖｅａ植物であり、
（ｂ）前記第１抽出システムからの前記極性化合物除去済みバイオマス固形物、及び非極性有機溶媒を第２抽出システムに導入し；前記極性化合物除去済みバイオマス固形物を前記非極性有機溶媒と混合してゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物を生成し；前記ゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物を分離すること
を含み、前記第１または第２抽出システムのうちの少なくとも１つが、
各抽出システムの一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された前記複数の連続撹拌タンク抽出段
を含み、
各抽出システムにおいて前記連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つが、前記溶媒を受け入れるように適合し構成された入口、及び前記バイオマスまたは前記固形物を受け入れるように適合し構成された入口を有し、
各抽出システムがさらに、前記それぞれの抽出システムの一連の前記連続撹拌タンク抽出段の最後と流体連通して配列された固液分離器を含み、
前記固液分離器が、極性化合物除去済みバイオマス固形物または使用済みバイオマス固形物を前記液体極性有機物画分または前記ゴム含有非極性溶媒画分から分離するように適合し構成されている、
前記方法。
【請求項２１】
シュート、花、葉、根、茎基部またはそれらの組合せを含む前記植物の部分がバイオマス供給原料として使用される、請求項１５、請求項１６、請求項１７、請求項１８、請求項１９または請求項２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものであり、前記植物の部分が根、茎基部またはそれらの組合せを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
Ｔａｒａｘａｃｕｍ属の前記植物が、
Ｔ．ｋｏｋｓａｇｈｙｚもしくはその栽培品種、１つ以上のＴａｒａｘａｃｕｍ属種もしくは栽培品種からの遺伝子移入生殖質を含む品種、種間ハイブリッド生殖質を含む品種、２つ以上の栽培品種からのハイブリッド生殖質を含む品種、任意のゴム保有Ｔａｒａｘａｃｕｍ属種、栽培品種もしくは品種の突然変異誘発もしくは遺伝子編集から生まれる品種、遺伝子導入Ｔａｒａｘａｃｕｍ植物、またはそれらの任意の組合せ
である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記品種が、Ｔ．ｋｏｋｓａｇｈｙｚとＴ．ｏｆｆｉｃｉｎａｌｅとの種間ハイブリッド生殖質を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記方法において供給原料として使用される前記バイオマスが、前記植物、品種または栽培品種のうちの１つまたは１つより多くから得られるものである、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記水、水溶液またはそれらの組合せのｐＨが、７より大きいが約１０以下である値を有する、請求項１５、請求項１８または請求項１９に記載の方法。
【請求項２７】
前記液体溶媒の温度が約５０℃〜約１００℃である、請求項１５、請求項１８または請求項１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記液体溶媒は温度が１００℃より高く圧力が大気圧より高い、請求項１５、請求項１８または請求項１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
前記炭水化物が化学または発酵プロセスにおいて供給原料として使用される、請求項１５、請求項１８または請求項１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
前記炭水化物除去済みバイオマス固形物またはその一部を乾燥させることをさらに含む、請求項１５、請求項１８または請求項１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
前記有機極性溶媒が、
１〜８個の炭素原子を有するアルコール、３〜８個の炭素原子を有するケトン、３〜８個の炭素原子を有するヒドロキシケトン、ケトール、３〜８個の炭素原子を有するエステル、またはそれらの組合せ
を含む、請求項１６、請求項１８、請求項１９、請求項２０または請求項２１に記載の方法。
【請求項３２】
前記有機極性溶媒が、
アセトン、含水アセトン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、第三級ブチルアルコール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、またはその含水形態
を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段に随伴する流出液を再循環させること、ならびに
前記流出液を再循環させている間、前記流出液中の前記固形物質の粒径を低減する、及び／または粒子形状を改変する、及び／または繊維を露出させるべく剪断を掛けること
をさらに含む、請求項１５、請求項１６、請求項１７、請求項１８、請求項１９、請求項２０または請求項２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３４】
前記少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段に随伴する流出液を再循環させること、ならびに
前記流出液の圧力及び温度を改変して前記溶媒における前記生成物（複数可）の溶解性を向上させること
をさらに含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記バイオマス、炭水化物除去済みバイオマス固形物、または極性化合物除去済みバイオマス固形物を前記液体溶媒または溶媒と混合する前記ステップが、
前記少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段において前記バイオマス、炭水化物除去済みバイオマス固形物、または極性化合物除去済みバイオマス固形物の前記粒径及び形状を低減及びまたは剪断すること
を含む、請求項１５、請求項１６、請求項１７、請求項１８、請求項１９、請求項２０または請求項２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３６】
前記炭水化物除去済みバイオマス固形物が約１〜約８時間にわたって前記有機極性溶媒で抽出される、請求項１６、請求項１８または請求項１９に記載の方法。
【請求項３７】
前記固液分離の後に前記極性有機物画分を濾過して微細な固形粒子を分離するステップ
をさらに含む、請求項１６、請求項１８、請求項１９、請求項２０または請求項２１に記載の方法。
【請求項３８】
潤滑剤、化粧品原料、昆虫フェロモン、封止剤、接着剤、界面活性剤または乳化剤が濃縮されている極性有機副画分を、前記極性有機物画分から得るステップ
をさらに含む、請求項１６、請求項１８、請求項１９、請求項２０または請求項２１に記載の方法。
【請求項３９】
前記極性有機副画分において、１８−オキソ−ノナデカン酸、パルミチン酸エチルエステル、オレアノール酸、コレカルシフェロール、１７−ヒドロキシ−９Ｚ−オクタデセン酸、スフィンゴシン、１２−オキソ−９−オクタデシン酸、シス−５−テトラデセノイルカルニチン、アゼライン酸、モノオレイン、ベータ−ヒドロキシパルミチン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、シス−９−ヘキサデセン酸、またはそれらの異性体のうちの少なくとも１つが濃縮されている、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記非極性有機溶媒が、１〜１６個の炭素原子を有する炭化水素を含む、請求項１７、請求項１８、請求項１９、請求項２０または請求項２１に記載の方法。
【請求項４１】
前記炭化水素が、４〜９個の炭素原子を有するアルカン、５〜１０個の炭素原子を有するシクロアルカン、５〜１０個の炭素原子を有するアルキル置換シクロアルカン、６〜１２個の炭素原子を有する芳香族化合物、及び７〜１２個の炭素原子を有するアルキル置換芳香族化合物からなる群から選択される、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記非極性有機溶媒が、ｎ−ヘキサン、混合ヘキサン、シクロヘキサン、ｎ−ペンタン、混合ペンタン、２−メチルペンタン、３−メチルペンタン、２，３−ジメチルブタン、２−２−ジメチルブタン、メチルシクロペンタン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、またはそれらの混合物を含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
前記極性化合物除去済みバイオマス固形物が約１時間〜約８時間にわたって前記非極性有機溶媒で抽出される、請求項１７、請求項１８、請求項１９、請求項２０または請求項２１に記載の方法。
【請求項４４】
大気圧で、及び前記非極性有機溶媒の大気圧での沸点またはそれ未満の温度で、前記極性化合物除去済みバイオマス固形物が前記非極性有機溶媒で抽出される、請求項１７、請求項１８、請求項１９、請求項２０または請求項２１に記載の方法。
【請求項４５】
前記非極性有機溶媒の大気圧での沸点より高い温度で、及び大気圧より高い圧力で、前記極性化合物除去済みバイオマス固形物が前記非極性有機溶媒で抽出される、請求項１７、請求項１８、請求項１９、請求項２０または請求項２１に記載の方法。
【請求項４６】
前記使用済みバイオマス固形物からの前記ゴム含有非極性溶媒画分の前記分離が、遠心分離、濾過、沈降、溶存ガス浮上分離またはそれらの組合せによって成し遂げられる、請求項１７、請求項１８、請求項１９、請求項２０または請求項２１に記載の方法。
【請求項４７】
乾燥重量で、バイオマスまたは極性化合物除去済みバイオマス固形物供給原料の中に含まれている前記天然ゴムの少なくとも８０％が、前記ゴム含有非極性溶媒画分中に抽出される、請求項１７、請求項１８、請求項１９、請求項２０または請求項２１に記載の方法。
【請求項４８】
以下のステップ：
（ａ）前記ゴム含有非極性溶媒画分を濾過するステップ、
（ｂ）前記ゴムを溶液中に維持しながら前記ゴム含有非極性溶媒画分中の前記非極性有機溶媒の少なくとも半分の蒸留及び／または蒸発を行って濃縮ゴム溶液を得るステップ、
（ｃ）酸化防止剤を濃縮ゴム溶液に添加するステップ、
（ｄ）冷却した有機極性溶媒を（ｂ）または（ｃ）の前記濃縮ゴム溶液に添加して前記天然ゴムを析出させるステップ、
（ｅ）前記有機極性溶媒と非極性有機溶媒と析出ゴムとの前記混合物をさらに冷却してゲル状ゴム析出物及び混合液体有機溶媒を形成するステップ。
（ｆ）前記ゲル状ゴム析出物を前記混合液体有機溶媒から分離及び除去するステップ、
（ｇ）前記ゲル状ゴム析出物を形成及び／または成形する、及び／または前記混合液体有機溶媒の一部をさらに除去するステップ、
（ｈ）前記形成及び／または成形されたゲル状ゴム析出物を乾燥させて乾燥固形ゴム生成物を得るステップ、あるいは
（ｉ）ステップ（ａ）〜（ｈ）の任意の組合せ
のうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項１７、請求項１８、請求項１９、請求項２０または請求項２１に記載の方法。
【請求項４９】
前記植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものであり、前記バイオマスが、葉、茎、花、根、茎基部またはそれらの組合せを含む前記Ｔａｒａｘａｃｕｍ植物の部分から得られるものであり、
前記ゴム含有非極性溶媒画分、ゲル状ゴム析出物、または乾燥固形ゴムが、
（ｉ）ゲル浸透クロマトグラフィーと蒸発光散乱検出との併用（ＧＰＣ−ＥＬＳＤ）によって多分散度及び重量平均分子量を決定した場合に前記多分散度（Ｐ）が１．１〜４であり前記重量平均分子量が１モルあたり約１．０×１０６〜５．０×１０６グラムである単峰性の分子量分布、（ｉｉ）０．５重量％未満の灰分、及び／または（ｉｉｉ）０．５重量％未満の窒素含有量
のうちの少なくとも１つを有するポリイソプレンを含む、
請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものであり、前記バイオマスが、葉、茎、花、根、茎基部またはそれらの組合せを含む前記Ｔａｒａｘａｃｕｍ植物の部分から得られるものであり、前記ゴム含有非極性溶媒画分、ゲル状ゴム析出物、または乾燥固形ゴムが、０．５重量％未満の灰分及び０．５重量％未満の窒素含有量を有する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
前記植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものであり、前記バイオマスが、根、茎基部またはそれらの組合せを含む前記Ｔａｒａｘａｃｕｍ植物の部分から得られるものであり、前記ゴム含有非極性溶媒画分、ゲル状ゴム析出物、または乾燥固形ゴムの中のポリイソプレンが、多分散性（Ｐ）を１．１〜４とし重量平均分子量を１モルあたり約１．０×１０６〜５．０×１０６グラムとする本質的に単峰性の分子量分布を有し、前記多分散性及び前記重量平均分子量が、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）と蒸発光散乱検出との併用（ＧＰＣ−ＥＬＳＤ）によって決定される、請求項４８に記載の方法。
【請求項５２】
前記ゴム含有非極性溶媒画分、ゲル状ゴム析出物、または乾燥固形ゴムが０．５重量％未満の灰分を有する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５３】
前記植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものであり、前記バイオマスが、葉、茎、花、根、茎基部またはそれらの組合せを含む前記Ｔａｒａｘａｃｕｍ植物の部分から得られるものであり、前記ゴム含有非極性溶媒画分、ゲル状ゴム析出物、または乾燥固形ゴムが、０．５重量％未満の窒素含有量を有する、請求項４８に記載の方法。
【請求項５４】
前記方法が連続式である、請求項１５、請求項１６、請求項１７、請求項１８、請求項１９、請求項２０または請求項２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５５】
前記方法が半連続または回分モードである、請求項１５、請求項１６、請求項１７、請求項１８、請求項１９、請求項２０または請求項２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５６】
前記使用済みバイオマスが乾燥している、請求項１７、請求項１８、請求項１９、請求項２０または請求項２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５７】
前記乾燥した使用済みバイオマスが、ボイラーのための供給原料、バイオ燃料生産のための供給原料、動物用飼料補給物、セルロース断熱材、パーティクルボード用及び／または積層板用の添加剤または充填剤、土壌改良剤、建築資材、あるいはそれらの任意の組合せとして使用される、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
少なくとも１つの抽出システムにおいて前記ＣＳＴＥ段の少なくとも第１及びそれ以降の任意のＣＳＴＥ段が、
（ｉ）前記液体溶媒を受け入れるように適合し構成された入口、
（ｉｉ）前記バイオマス、前記炭水化物除去済みバイオマス固形物、もしくは前記極性化合物除去済みバイオマス固形物を受け入れるように適合し構成された入口、または
（ｉｉｉ）（ｉ）及び（ｉｉ）の前記入口の組合せ
を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の処理システム。
【請求項５９】
少なくとも１つの抽出システムにおいて前記ＣＳＴＥ段の各ＣＳＴＥ段が、
（ｉ）前記液体溶媒を受け入れるように適合し構成された入口、
（ｉｉ）前記バイオマス、前記炭水化物除去済みバイオマス固形物、もしくは前記極性化合物除去済みバイオマス固形物を受け入れるように適合し構成された入口、または
（ｉｉｉ）（ｉ）の入口及び（ｉｉ）の入口の組合せ
を有する、請求項５８に記載の処理システム。
【請求項６０】
少なくとも１つの抽出システムにおいて前記ＣＳＴＥ段の少なくとも第１及びそれ以降の任意のＣＳＴＥ段が、
（ｉ）前記液体溶媒を受け入れるように適合し構成された入口、
（ｉｉ）前記バイオマス、前記炭水化物除去済みバイオマス固形物、もしくは前記極性化合物除去済みバイオマス固形物を受け入れるように適合し構成された入口、または
（ｉｉｉ）（ｉ）の入口及び（ｉｉ）の入口の組合せ
を有する、請求項１５〜２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６１】
少なくとも１つの抽出システムにおいて前記ＣＳＴＥ段の各ＣＳＴＥ段が、
（ｉ）前記液体溶媒を受け入れるように適合し構成された入口、
（ｉｉ）前記バイオマス、前記炭水化物除去済みバイオマス固形物、もしくは前記極性化合物除去済みバイオマス固形物を受け入れるように適合し構成された入口、または
（ｉｉｉ）（ｉ）の入口及び（ｉｉ）の入口の組合せ
を有する、請求項６０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願データ
本願は、２０１７年８月８日に出願された米国仮特許出願第６２／５４２，５０４号及び２０１７年８月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／５５１，２９１号の利益を主張するものであり、これをもって参照によりこれらの開示の全体を援用する。
【背景技術】
【０００２】
ゴムは、輪ゴムから車両用タイヤにまで及ぶ様々な用途においてなくてはならない極めて重要な材料であるため、既存のゴムプランテーションモノカルチャーに関する世界の要求及び難題が増してゆく中で、労働集約度がより低い代替の天然ゴム供給源は差し迫って世界に必要とされている。
【０００３】
例えば、今日作られている多くのタイヤは、樹皮が意図的に傷付けられたブラジル原産のゴムノキから人手によって小さなカップの中に収穫される天然ゴムラテックスを使用している。収穫されるラテックスゴムの大部分はバルクゴムの固形塊となって固化し、上に述べた幾多の商業的用途に使用する固形ゴムとして販売される。このプロセスは１世紀にわたって変わっていない。この骨の折れる労作はほとんど例外なく東南アジアで行われているが、そこでの経済発展及び環境コストは、労働利用能及びコストをますます高価なものにしており、ビジネスモデルの存続可能性をますます低下させている。
【０００４】
樹木Ｈｅｖｅａ  ｂｒａｓｉｌｉｅｎｓｉｓ（すなわちゴムノキ）のモノカルチャーは破壊的な疾患及び胴枯れ病の影響を受け易いが、これは、ブラジルにあるその原産地で主に発生したことがある。加えて、Ｈｅｖｅａの栽培はエネルギー需要のためのゴムノキ材の焼却、及び未処理のラテックスゴム処理廃液の排出を含めた環境上好ましくないいくつかの副次的影響を招いた。
【０００５】
世界のバルク天然ゴムの消費量は毎年４パーセント増加して２０１９年には３千万メートルトンを上回ると予想されており、これは主に、アジアの自動車生産の成長に起因している。中国は既に世界の天然ゴムの首位消費国である。
【０００６】
ロシアタンポポ植物（Ｔａｒａｘａｃｕｍ  ｋｏｋ−ｓａｇｈｙｚ、すなわちＴＫＳ）及び他のゴム保有非Ｈｅｖｅａ植物はゴムの１つの代替供給源である。ゴム保有タンポポ植物の根から天然ゴム及び炭水化物糖を両方とも水系抽出及び分離する方法は米国特許第９，６１１，３６３号及び第９，３４６，９２４号に開示されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
特定の実施形態では、炭水化物含有液及び炭水化物除去済みバイオマス固形物をゴム保有植物から得るための処理システムであって、一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された複数の連続撹拌タンク抽出段を含む抽出システムを含み、各抽出システムにおいて連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つが、液体溶媒を受け入れるように適合し構成された入口を有し、抽出システムの少なくとも１つの連続撹拌抽出段が、バイオマス、及び水、水溶液またはそれらの組合せを含む少なくとも約５０℃の温度の液体溶媒を受け入れるために適合し構成されており、バイオマスがＴａｒａｘａｃｕｍ属または別の非Ｈｅｖｅａ植物のゴム保有植物からのものであり、抽出システムが、抽出システムによって炭水化物含有液及び炭水化物除去済みバイオマス固形物が生成するような要領でバイオマスを液体溶媒と混合するように適合し構成されており；さらに、一連の連続撹拌タンク抽出段の最後と流体連通して配列された固液分離器を含み、分離器が、炭水化物除去済みバイオマス固形物を炭水化物含有液から分離するために適合し構成されている、当該処理システムが提供される。
【０００８】
特定の実施形態では、極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物をゴム保有植物から得るための処理システムであって、一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された複数の連続撹拌タンク抽出段を含む抽出システムを含み、各抽出システムにおいて連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つが、液体溶媒を受け入れるように適合し構成された入口を有し、抽出システムの少なくとも１つの連続撹拌抽出段が、炭水化物除去済みバイオマス固形物及び有機極性溶媒液を受け入れるために適合し構成されており、炭水化物除去済みバイオマス固形物がＴａｒａｘａｃｕｍ属または別の非Ｈｅｖｅａ植物のゴム保有植物からのものであり、抽出システムが、抽出システムによって液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物が生成するような要領で炭水化物除去済みバイオマス固形物を有機極性溶媒と混合するように適合し構成されており；さらに、一連の連続撹拌タンク抽出段の最後と流体連通して配列された固液分離器を含み、分離器が、極性化合物除去済みバイオマス固形物を液体極性有機物画分から分離するために適合し構成されている、当該処理システムが提供される。
【０００９】
特定の実施形態では、ゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物をゴム保有植物から得るための処理システムであって、一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された複数の連続撹拌タンク抽出段を含む抽出システムを含み、各抽出システムにおいて連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つが、液体有機溶媒を受け入れるように適合し構成された入口を有し、抽出システムの少なくとも１つの連続撹拌抽出段が、極性化合物除去済みバイオマス固形物及び非極性有機溶媒を受け入れるために適合し構成されており、極性化合物除去済みバイオマス固形物がＴａｒａｘａｃｕｍ属または別の非Ｈｅｖｅａ植物のゴム保有植物からのものであり、抽出システムが、抽出システムによってゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物が生成するような要領で極性化合物除去済みバイオマス固形物を非極性有機溶媒と混合するように適合し構成されており；さらに、一連の連続撹拌タンク抽出段の最後と流体連通して配列された固液分離器を含み、分離器が、使用済みバイオマス固形物をゴム含有非極性溶媒画分から分離するために適合し構成されている、当該処理システムが提供される。
【００１０】
特定の実施形態では、ゴム含有画分をゴム保有植物から得るための処理システムであって、（ａ）植物またはその部分からのバイオマス、及び水、水溶液またはそれらの組合せを含む液体溶媒を受け入れ；第１抽出システムによって炭水化物含有液及び炭水化物除去済みバイオマス固形物が生成するような要領でバイオマスと液体溶媒とを少なくとも約５０℃の温度で混合し；炭水化物除去済みバイオマス固形物を炭水化物含有液から分離するように適合し構成された、第１抽出システムを含み、ゴム保有植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものまたは別の非Ｈｅｖｅａ植物であり、（ｂ）第１抽出システムからの炭水化物除去済みバイオマス固形物、及び有機極性溶媒を受け入れ；第２抽出システムによって液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物が生成するような要領で炭水化物除去済みバイオマス固形物を有機極性溶媒と混合し；液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を分離するように適合し構成された、第２抽出システム、ならびに（ｃ）第２抽出システムからの極性化合物除去済みバイオマス固形物、及び非極性有機溶媒を受け入れ；第３抽出システムによってゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物が生成するような要領で極性化合物除去済みバイオマス固形物を非極性有機溶媒と混合し；ゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物を分離するように適合し構成された、第３抽出システムを含み、第１、第２または第３抽出システムのうちの少なくとも１つが、各抽出システムの一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された複数の連続撹拌タンク抽出段を含み、各抽出システムにおいて連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つが、溶媒を受け入れるように適合し構成された入口、及びバイオマスまたは固形物を受け入れるように適合し構成された入口を有し、各抽出システムがさらに、それぞれの抽出システムの一連の連続撹拌タンク抽出段の最後と流体連通して配列された固液分離器を含み、固液分離器が、炭水化物除去済みバイオマス固形物、極性化合物除去済みバイオマス固形物または使用済みバイオマス固形物を炭水化物含有液、液体極性有機物画分またはゴム含有非極性溶媒画分から分離するように適合し構成されている、当該処理システムが提供される。特定の実施形態では、上記処理システムにおいて抽出システムの１つまたは２つは、ソックスレー抽出器、浸漬抽出器、向流浸漬抽出器、または濾過抽出器を含む。
【００１１】
特定の実施形態では、ゴム含有画分をゴム保有植物から得るための処理システムであって、（ａ）植物またはその部分からのバイオマス、及び有機極性溶媒を受け入れ；第２抽出システムによって液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物が生成するような要領でバイオマスを有機極性溶媒と混合し；液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を分離するように適合し構成された、第１抽出システム、ならびに（ｂ）第１抽出システムからの極性化合物除去済みバイオマス固形物、及び非極性有機溶媒を受け入れ；第２抽出システムによってゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物が生成するような要領で極性化合物除去済みバイオマス固形物を非極性有機溶媒と混合し；ゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物を分離するように適合し構成された、第２抽出システムを含み、第１または第２抽出システムのうちの少なくとも１つが、各抽出システムの一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された複数の連続撹拌タンク抽出段を含み、各抽出システムにおいて連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つが、溶媒を受け入れるように適合し構成された入口、及びバイオマスまたは固形物を受け入れるように適合し構成された入口を有し、各抽出システムがさらに、それぞれの抽出システムの一連の連続撹拌タンク抽出段の最後と流体連通して配列された固液分離器を含み、固液分離器が、極性化合物除去済みバイオマス固形物または使用済みバイオマス固形物を液体極性有機物画分またはゴム含有非極性溶媒画分から分離するように適合し構成されている、当該処理システムが提供される。特定の実施形態では、上記処理システムにおいて抽出システムの１つは、ソックスレー抽出器、浸漬抽出器、向流浸漬抽出器、または濾過抽出器を含む。
【００１２】
特定の実施形態では、炭水化物含有液をゴム保有植物から抽出する方法であって、一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された複数の連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段に、水、水溶液またはそれらの組合せを含む液体溶媒、及び植物またはその部分からのバイオマスを導入することを含み、ゴム保有植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものまたは別の非Ｈｅｖｅａ植物であり；少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段において、少なくとも約５０℃の温度で液体溶媒をバイオマスと混合して、バイオマスと会合している炭水化物を液体溶媒中に抽出するのを可能にすること；ならびに、少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液を固液分離器に導入して、分離された炭水化物含有液及び炭水化物除去済みバイオマス固形物を得ることを含む、当該方法が提供される。
【００１３】
特定の実施形態では、極性有機物画分をゴム保有植物の炭水化物除去済みバイオマス固形物から抽出する方法であって、一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された複数の連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段に、有機極性溶媒及び炭水化物除去済みバイオマス固形物を導入することを含み、ゴム保有植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものまたは別の非Ｈｅｖｅａ植物であり；固形物と会合している極性有機物画分を有機極性溶媒中に抽出することを可能にする要領で少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段において有機極性溶媒を炭水化物除去済みバイオマス固形物と混合すること；ならびに少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液を固液分離器に導入して、分離された極性有機物画分液及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を得ることを含む、当該方法が提供される。
【００１４】
特定の実施形態では、ゴム含有非極性溶媒画分をゴム保有植物の極性化合物除去済みバイオマス固形物から抽出する方法であって、一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された複数の連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段に、非極性有機溶媒及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を導入することを含み、ゴム保有植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものまたは別の非Ｈｅｖｅａ植物であり；固形物と会合しているゴム含有非極性溶媒画分を非極性有機溶媒中に抽出することを可能にする要領で少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段において非極性有機溶媒を極性化合物除去済みバイオマス固形物と混合すること；ならびに少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液を固液分離器に導入して、分離されたゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物を得ることを含む、当該方法が提供される。
【００１５】
特定の実施形態では、ゴム含有非極性溶媒画分をゴム保有植物から抽出する方法であって、（ａ）植物またはその部分からのバイオマス、及び水、水溶液またはそれらの組合せを含む液体溶媒を第１抽出システムに導入し；バイオマスと液体溶媒とを少なくとも約５０℃の温度で混合して炭水化物含有液及び炭水化物除去済みバイオマス固形物を生成し；炭水化物除去済みバイオマス固形物を炭水化物含有液から分離することを含み、ゴム保有植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものまたは別の非Ｈｅｖｅａ植物であり、（ｂ）第１抽出システムからの炭水化物除去済みバイオマス固形物、及び有機極性溶媒を第２抽出システムに導入し；炭水化物除去済みバイオマス固形物を有機極性溶媒と混合して液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を生成し、液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を分離すること、ならびに（ｃ）第２抽出システムからの極性化合物除去済みバイオマス固形物、及び非極性有機溶媒を第３抽出システムに導入し；極性化合物除去済みバイオマス固形物を非極性有機溶媒と混合してゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物を生成し；ゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物を分離することを含み、第１、第２または第３抽出システムのうちの少なくとも１つが、各抽出システムの一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された複数の連続撹拌タンク抽出段を含み、各抽出システムにおいて連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つが、溶媒を受け入れるように適合し構成された入口、及びバイオマスまたは固形物を受け入れるように適合し構成された入口を有し、各抽出システムがさらに、それぞれの抽出システムの一連の連続撹拌タンク抽出段の最後と流体連通して配列された固液分離器を含み、固液分離器が、炭水化物除去済みバイオマス固形物、極性化合物除去済みバイオマス固形物または使用済みバイオマス固形物を炭水化物含有液、液体極性有機物画分またはゴム含有非極性溶媒画分から分離するように適合し構成されている、当該方法が提供される。上記方法の特定の実施形態では、抽出システムの１つまたは２つは、ソックスレー抽出器、浸漬抽出器、向流浸漬抽出器、または濾過抽出器を含む。
【００１６】
特定の実施形態では、ゴム含有非極性溶媒画分をゴム保有植物から抽出する方法であって、（ａ）植物またはその部分からのバイオマス、及び有機極性溶媒を第１抽出システムに導入し；バイオマスを有機極性溶媒と混合して液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を生成し、液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を分離することを含み、ゴム保有植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものまたは別の非Ｈｅｖｅａ植物であり、（ｂ）第１抽出システムからの極性化合物除去済みバイオマス固形物、及び非極性有機溶媒を第２抽出システムに導入し；極性化合物除去済みバイオマス固形物を非極性有機溶媒と混合してゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物を生成し；ゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物を分離することを含み、第１または第２抽出システムのうちの少なくとも１つが、各抽出システムの一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された複数の連続撹拌タンク抽出段を含み、各抽出システムにおいて連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つが、溶媒を受け入れるように適合し構成された入口、及びバイオマスまたは固形物を受け入れるように適合し構成された入口を有し、各抽出システムがさらに、それぞれの抽出システムの一連の連続撹拌タンク抽出段の最後と流体連通して配列された固液分離器を含み、固液分離器が、極性化合物除去済みバイオマス固形物または使用済みバイオマス固形物を液体極性有機物画分またはゴム含有非極性溶媒画分から分離するように適合し構成されている、当該方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】バイオマス供給原料を抽出して炭水化物除去済みバイオマス固形物及び炭水化物含有液を得るプロセスステップの模式図である。
【図２】バイオマス供給原料を抽出して炭水化物除去済みバイオマス固形物及び炭水化物含有液を得るための例示的なＣＳＴＥシステムの模式図である。
【図３】炭水化物除去済みバイオマス固形物を抽出して極性化合物除去済みバイオマス固形物及び極性有機物画分を得るプロセスステップの模式図である。
【図４】炭水化物除去済みバイオマス固形物を抽出して極性化合物除去済みバイオマス固形物及び極性有機物画分を得るための例示的なＣＳＴＥシステムの模式図である。
【図５】バイオマス供給原料を抽出して極性化合物除去済みバイオマス固形物及び極性有機物画分を得るプロセスステップの模式図である。
【図６】バイオマス供給原料を抽出して極性化合物除去済みバイオマス固形物及び極性有機物画分を得るための例示的なＣＳＴＥシステムの模式図である。
【図７】極性化合物除去済みバイオマス固形物を抽出して使用済みバイオマス固形物及びゴム含有非極性溶媒画分を得るプロセスステップの模式図である。
【図８】極性化合物除去済みバイオマス固形物を抽出して使用済みバイオマス固形物及びゴム含有非極性溶媒画分を得るための例示的なＣＳＴＥシステムの模式図である。
【図９】１〜Ｎ段、固液分離器、湿性固形物乾燥機、生成物（複数可）含有液及び溶媒回収、ならびに生成物（複数可）除去済み固形物乾燥及び溶媒回収を含む例示的なＣＳＴＥシステムの模式図である。
【図１０】炭水化物抽出を伴う生成物抽出処理システム及び方法のためのプロセスフローの模式図である。
【図１１】使用する抽出システムが全てＣＳＴＥシステムである、炭水化物抽出を伴う生成物抽出方法のためのプロセスフローの模式図である。
【図１２】炭水化物抽出を伴わない生成物抽出処理システム及び方法のためのプロセスフローの模式図である。
【図１３】使用する抽出システムが全てＣＳＴＥシステムである、炭水化物抽出を伴わない生成物抽出方法のためのプロセスフローの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
定義
本明細書中で使用する場合、「バイオマス」または「バイオマス供給原料」という用語は、非Ｈｅｖｅａゴム保有植物（例えばＴａｒａｘａｃｕｍ属の植物）の任意または全ての部分、ならびに任意のサイズ低減、調整及び／または前処理に供された非Ｈｅｖｅａゴム保有植物（例えばＴａｒａｘａｃｕｍ属の植物）任意または全ての部分を指す。そのようなバイオマスまたはバイオマス供給原料は、湿ったもの、または乾いたものであり得る。
【００１９】
本明細書中で使用する場合、「炭水化物除去済みバイオマス固形物」という語句は、バイオマスから炭水化物が抽出される抽出プロセスに非Ｈｅｖｅａゴム保有植物（例えばＴａｒａｘａｃｕｍ属の植物）のバイオマスを供することによって得られる湿った、または乾燥した固形物質を指す。炭水化物除去済みバイオマス固形物を得るための抽出プロセスの例としては、限定されないが、水、水溶液またはそれらの組合せを含む少なくとも約５０℃の温度の液体溶媒による抽出が挙げられる。乾燥した炭水化物除去済みバイオマス固形物は約１０重量％以下の水を含む。
【００２０】
本明細書中で使用する場合、「連続撹拌タンク抽出段」または「ＣＳＴＥ段」という語句は、単一の連続撹拌タンク抽出（ＣＳＴＥ）タンクまたは容器を指す。
【００２１】
本明細書中で使用する場合、「極性化合物除去済みバイオマス固形物」という語句は、非Ｈｅｖｅａゴム保有植物（例えばＴａｒａｘａｃｕｍ属の植物）のバイオマスか炭水化物除去済みバイオマス固形物かのどちらかを有機極性溶媒による抽出に供することによって得られる、湿った、または乾燥した固形物質を指す。極性化合物除去済みバイオマス固形物において複数の極性化合物は、バイオマスまたは炭水化物除去済みバイオマス固形物の抽出によって除去されている。乾燥した極性化合物除去済みバイオマス固形物は約１０重量％以下の水を含む。
【００２２】
本明細書中で使用する場合、「多分散性」という用語または「Ｐ」という記号は、重量平均分子量（Ｍｗ）を数平均分子量（Ｍｎ）で割った比率を指す。したがって、多分散性（Ｐ）はＭｗ／Ｍｎに等しい。特定の実施形態では、Ｍｗ／Ｍｎを得るために使用するＭｗ値及びＭｎ値は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）と蒸発光散乱検出との併用（ＧＰＣ−ＥＬＳＤ）、ＧＰＣと多角度光散乱との併用（ＧＰＣ−ＭＡＬＳ）、及びＧＰＣと屈折度との併用（ＧＰＣ−ＲＩ）によって決定される。「ゲル浸透クロマトグラフィー」または「ＧＰＣ」という語句及び頭字語は、「サイズ排除クロマトグラフィー」、「ＳＥＣ」または「ＧＰＣ／ＳＥＣ」という語句及び頭字語と同じ技術を指す。したがって、「多分散性」という用語または「Ｐ」という記号は、「多分散度」、「ＰＤＩ」、「分散性」、「ストローク付きＤ」、または「
【数１】
2020530393.tif 000002
」という用語、語句及び記号がＭｗ／Ｍｎに等しい値を指す場合にこれらの用語、語句及び記号が指すのと同じ比率を指し、Ｍｗ及びＭｎは上記分析方法のいずれか１つまたは任意の組合せによって決定される。
【００２３】
本明細書中で使用する場合、「使用済みバイオマス固形物」という語句は、非Ｈｅｖｅａゴム保有植物（例えばＴａｒａｘａｃｕｍ属の植物）の極性化合物除去済みバイオマス固形物を非極性有機溶媒による抽出に供することによって得られる湿った、または乾いた固形物質を指す。乾燥した使用済みバイオマス固形物は、約０．１重量％以下の非極性溶媒を含む。
【００２４】
本明細書中で使用する場合、「ゴム含有非極性溶媒画分」という語句は、非極性有機溶媒を含む液体の中に溶解した天然ゴムを指す。
【００２５】
先の定義のいずれかが、参照により本明細書に援用する任意の特許もしくは非特許参考文献、本明細書中で引用する任意の特許もしくは非特許参考文献、または他のどこかに見つかる任意の特許もしくは非特許参考文献の中で提供されている定義と矛盾している限りにおいて、本明細書中で先の定義を使用することになることは理解される。
【００２６】
さらなる説明
ゴム及び副産物を非Ｈｅｖｅａ植物から生産するための処理システム及び方法を本明細書に提供する。そのようなシステム及び方法の利点には、非Ｈｅｖｅａ植物ゴム抽出操作の資本コスト及び採算性の改善が含まれる。特定の実施形態では、提供されるシステム及び方法によって生産されるゴムの特性、質及び／または純度も改善され、結果として最終製品売買の機会は以前に開示されたシステム及び方法に比べてさらに増す。使用され得るそのようなゴム保有非Ｈｅｖｅａ植物としては、限定されないが、Ｔａｒａｘａｃｕｍ属の植物、Ｃｒｙｓｏｔｈａｍｍｕｓ属の植物（例えば、「ラビットブラッシュ」、すなわちＣｒｙｓｏｔｈａｍｍｕｓ  ｎａｕｓｅｏｕｓｕｓ）、Ａｓｃｌｅｐｉａｓ属の植物（「ミルクウィード」、すなわちＡｓｃｌｅｐｉａｓ  ｓｙｒｉａｃａ）、及びＰａｒｔｈｅｎｉｕｍ属の植物（例えば、「グアユール」、すなわちＰａｒｔｈｅｎｉｕｍ  ａｒｇｅｎｔａｔｕｍ）が挙げられる。Ｔａｒａｘａｃｕｍ属の植物としては、限定されないが、Ｔ．ｋｏｋｓａｇｈｙｚもしくはその栽培品種、１つ以上のＴａｒａｘａｃｕｍ属種もしくは栽培品種からの遺伝子移入生殖質を含む品種、種間ハイブリッド生殖質を含む品種、２つ以上の栽培品種からのハイブリッド生殖質を含む品種、任意のゴム保有Ｔａｒａｘａｃｕｍ属種、栽培品種もしくは品種の突然変異誘発もしくは遺伝子編集から生まれる品種、遺伝子導入Ｔａｒａｘａｃｕｍ植物、またはそれらの任意の組合せが挙げられる。Ｔａｒａｘａｃｕｍ品種は、特定の実施形態では、Ｔ．ｋｏｋｓａｇｈｙｚとＴ．ｏｆｆｉｃｉｎａｌｅとの種間ハイブリッド生殖質を含み得る。
【００２７】
特定の実施形態では、本明細書に提供するシステム及び方法は、バイオマス供給原料から副産物及び生成物を、独立して、逐次的に、または同時に、抽出することができる。抽出される副産物には、炭水化物（例えば、イヌリン、フルクトース、グルコースなど）、及び１つ以上の有用化合物（例えば、潤滑剤、化粧品原料、昆虫フェロモン、封止剤、接着剤、界面活性剤及び乳化剤）を含有する極性有機画分が含まれる。抽出される生成物には、天然ゴム（すなわち天然ポリイソプレン）が含まれる。非Ｈｅｖｅａ植物バイオマス供給原料を抽出して、次の抽出において有機極性溶媒抽出のための供給原料として使用される炭水化物除去済みバイオマス固形物と、炭水化物含有液とを得るためのシステム及び方法の非限定的な例を、図１及び図２に示す。炭水化物除去済みバイオマス固形物供給原料を抽出して極性化合物除去済みバイオマス固形物及び極性有機物画分を得るためのシステム及び方法の非限定的な例を図３及び図４に示す。バイオマス供給原料を抽出して極性化合物除去済みバイオマス固形物及び極性有機物画分を得るためのシステム及び方法の非限定的な例を図５及び図６に示す。極性化合物除去済みバイオマス固形物を抽出して使用済みバイオマス固形物及びゴム含有非極性溶媒画分を得るためのシステム及び方法の非限定的な例を図７及び図８に示す。非Ｈｅｖｅａゴム保有植物からのバイオマス供給原料を抽出して炭水化物、極性有機物画分、ゴム含有非極性溶媒画分及び天然ゴム、ならびに他の用途のための使用済みバイオマスを得るためのシステム及び方法の非限定的な例を図９、図１０及び図１１に示す。非Ｈｅｖｅａゴム保有植物からのバイオマスを抽出して極性有機物画分、ゴム含有非極性溶媒画分及び天然ゴム、ならびに他の用途のための使用済みバイオマスを得るためのシステム及び方法の非限定的な例を図９、図１２及び図１３に示す。
【００２８】
特定の実施形態では、供給原料処理システム及び方法は、直列に連結された１つ以上の連続撹拌タンク抽出（ＣＳＴＥ）段を通り抜ける供給原料及び選択された液体または溶媒の連続プロセス流を提供する。ＣＳＴＥ段は、直列に連結された固液分離器の追加と合わさって、ＣＳＴＥシステムを形成している。ＣＳＴＥシステムの例としては、限定されないが、図２、図４、図６、図８及び図９に示すＣＳＴＥシステムが挙げられる。１つ以上のＣＳＴＥシステムが配列されて供給原料処理システムを形成し得る。特定の実施形態では、システム及び方法は、湿った、または乾燥した供給原料（例えば、バイオマス、炭水化物抽出済みバイオマス固形物供給原料、または極性化合物除去済みバイオマス固形物供給原料）を受け入れるように適合し構成されたＣＳＴＥシステムを含み得る。特定の実施形態では、システム及び方法は、別の抽出システムからの湿った、もしくは乾燥した供給原料（例えば、炭水化物抽出済みバイオマス固形物、または極性化合物除去済みバイオマス固形物供給原料）を受け入れるように、または供給原料（例えば、炭水化物抽出済みバイオマス固形物、極性化合物除去済みバイオマス固形物、使用済みバイオマス）を別の抽出システムに供給するように適合し構成されたＣＳＴＥシステムを含み得る。特定の実施形態では、システム及び方法は、処理及び／または調整システムからの、または抽出システムからの、湿った、もしくは乾燥した供給原料（例えば、バイオマス、炭水化物抽出済みバイオマス固形物、極性化合物除去済みバイオマス固形物）を受け入れるように、あるいは供給原料（例えば、炭水化物抽出済みバイオマス固形物、極性化合物除去済みバイオマス固形物、使用済みバイオマス）を別の抽出システムに供給するように適合し構成されたＣＳＴＥシステムを含み得る。特定の実施形態では、ＣＳＴＥシステムにおいてＣＳＴＥ段の１つ以上は、（ｉ）選択された液体もしくは溶媒（例えば、水性液体溶媒、有機極性溶媒または非極性有機溶媒）を受け入れるように適合し構成された入口、（ｉｉ）バイオマス、炭水化物除去済みバイオマス固形物、もしくは極性化合物除去済みバイオマス固形物を受け入れるように適合し構成された入口、または（ｉｉｉ）（ｉ）の入口及び（ｉｉ）の入口の組合せを含み得る。特定の実施形態では、ＣＳＴＥシステムにおいてＣＳＴＥ段の１つ以上は、選択された液体または溶媒（例えば、水性液体溶媒、有機極性溶媒または非極性有機溶媒）と、バイオマス、炭水化物除去済みバイオマス固形物、または極性化合物除去済みバイオマス固形物との両方を受け入れるように適合し構成された単一の入口を含み得る。ＣＳＴＥシステムに供給原料を供給することができる、またはＣＳＴＥシステムから供給原料を受け入れることができる、他の抽出システムは、別の抽出システム、別のＣＳＴＥシステム、ソックスレー抽出器、浸漬抽出器、向流浸漬抽出器（例えば、Ｃｒｏｗｎ  Ｉｒｏｎ  ＷｏｒｋｓモデルＩＶ、Ｃｒｏｗｎ  Ｉｒｏｎ  Ｗｏｒｋｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｒｏｓｅｖｉｌｌｅ，ＭＮ，ＵＳＡ；）、及び／または濾過抽出器（例えば、Ｃｒｏｗｎ  Ｉｒｏｎ  ＷｏｒｋｓモデルＩＩＩまたはＶ、Ｃｒｏｗｎ  Ｉｒｏｎ  Ｗｏｒｋｓ  Ｃｏｍ���ａｎｙ，Ｒｏｓｅｖｉｌｌｅ，ＭＮ，ＵＳＡ）を含み得る。本明細書中で使用する場合、「浸漬抽出器」、「向流浸漬抽出器」及び「濾過抽出器」という語句は、固形物を溶媒で抽出するための浸漬、向流及び／または濾過に基づく手順のうちの任意の１つ以上を採用する任意の方法またはシステムを指すために一般的に使用されている。したがって、「ＲＥＦＬＥＸ（登録商標）」、「ＬＭ（商標）抽出器」または「ＬＬＬ」装置（Ｄｅｓｍｅｔ  Ｂａｌｌｅｓｔｒａ，Ｐａｒｉｓ，Ｆｒａｎｃｅ）、Ｓｌｉｄｉｎｇ  Ｃｅｌｌ  Ｅｘｔｒａｃｔｏｒまたは「Ｌｕｒｇｉ」装置（Ａｉｒ  Ｌｉｑｕｉｄｅ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ａｎｄ  Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，Ｐａｒｉｓ，Ｆｒａｎｃｅ）、または上記Ｃｒｏｗｎ  Ｉｒｏｎ  Ｗｏｒｋｓ  Ｃｏｍｐａｎｙの装置のいずれかを含むがこれらに限定されない装置を使用して、固形物を溶媒で抽出するための浸漬、向流及び／または濾過に基づく手順を提供することができる。
【００２９】
一般的に言えば、本開示の原理に従って有用な標的生成物（例えば、副産物、例えば炭水化物または極性有機化合物、及び生成物、例えば、固形バイオマス供給原料からの天然ゴム、炭水化物抽出済みバイオマス固形物、極性化合物除去済みバイオマス固形物、使用済みバイオマス）を抽出するためのシステム及び方法は、下記を含む：
（ｉ）固形物の調整及び前処理−バイオマス供給原料固形物の表面上の標的生成物、及び供給原料固形物中に保持されている生成物を両方とも抽出するためには、供給原料の粒径及び／または粒子形状を低減及び／または改変せねばならない。供給原料を構成する固形物は、選択された液体溶媒の曝露及び浸透による抽出のために表面積を拡大するため及び供給原料粒子の固形物を広げるために、切断、寸断、粉砕、圧砕及び／または微粉砕され得る。供給原料のさらなる調整、例えば、液浸、膨潤、軟化及び／または乾燥もまた、標的生成物（複数可）抽出のための液体溶媒への曝露のため及びその後の物質輸送の増加のために、供給原料の固形物の表面積の拡大を改善することができる。非Ｈｅｖｅａ植物からのバイオマス供給原料、炭水化物除去済みバイオマス固形物、及び／または極性化合物除去済みバイオマス固形物供給原料は、本明細書において提供される方法に使用する前に、または本明細書において提供される方法の過程で（例えば、抽出ステップのいずれかと同時に）サイズが低減され得る。特定の実施形態では、バイオマス供給原料を約１〜５ミリメートルの平均粒径にまで低減する。特定の実施形態では、バイオマス供給原料を約２ミリメートル以下の平均粒径にまで低減する。特定の実施形態では、非Ｈｅｖｅａ植物からのバイオマスは、茎、葉、花、茎基部、根またはそれらの任意の組合せを含み得る。非Ｈｅｖｅａ植物がＴａｒａｘａｃｕｍ植物である特定の実施形態では、方法のためのバイオマス供給原料は、Ｔａｒａｘａｃｕｍ植物の茎基部及び根、または根のみを含み得る。そのような茎基部及び根、または根は、上記のとおりサイズが低減され得る及び／または形状が改変され得る。バイオマス供給原料は、収穫された状態で、及び／または部分的もしくは完全に乾燥した形態で、調整及び前処理に供され得る。特定の実施形態では、乾燥は、低くて摂氏約６０度から、最高で摂氏１００度までの温度で、水分レベルが１０重量％未満に低減されるまで行われ得る。特定の実施形態では、乾燥バイオマスは、周囲温度で低湿度チャンバ内で貯蔵され得る。特定の実施形態では、調整及び前処理されたバイオマス供給原料を、自動搬送手段、例えば、コンベア、ロータリーフィーダー、空気輸送によって第１抽出システムに供給する。
（ｉｉ）抽出温度−撹拌タンクの圧力及び温度を上昇させることによって、調整及び／または前処理された供給原料（例えば、バイオマス、炭水化物抽出済みバイオマス固形物、極性化合物除去済みバイオマス固形物供給原料）から標的生成物を抽出する溶媒抽出効率のための条件はかなり増強される。運転温度が高ければ高いほど、液体溶媒における生成物の溶解性が向上し、液体溶媒中に溶解した生成物の粘度が低下し、調整された供給原料の物質輸送を最適化することが可能になる。いくつかのＣＳＴＥ段を直列に配置してＣＳＴＥシステムを形成することによって、各ＣＳＴＥ段は、最適な物質輸送及び供給原料からの標的生成物の最適な抽出を可能にする選択された圧力及び温度で稼働し得る。例として、１つ以上のＣＳＴＥ段は、溶媒損失を最小限に抑えるために還流冷却器を使用して大気圧で稼働するように構成され得る。他のＣＳＴＥ段は、閉鎖系においてより高い温度及び圧力で稼働して所与の供給原料の選択的溶媒抽出に最適な抽出性能及び効率を得るように構成され得る。そのような実施形態では、温度及び圧力は、所望の副産物（例えば、炭水化物、非極性有機化合物）及び生成物（天然ゴム）の分解を最小限に抑えるように調節され得る。より高い温度及び圧力で稼働するように構成されたＣＳＴＥ段は、他の一連のＣＳＴＥ段から部分的に隔離され得る。より高い温度及び圧力で稼働するように構成されたＣＳＴＥ段は、輸送ポンプ及びＣＳＴＥ段間での溶媒蒸気損失の排除を可能とし得る。これは、代わって、固形物対溶媒の比率を上昇させてＣＳＴＥ段容積を低減し、より低い購買コストの溶媒を使用する潜在的な経済的選択肢を可能にする。以下に述べる混合と併せて、溶媒及び供給原料から抽出される所望の生成物の溶解性を前提として許容可能な最高温度で稼働することは、改善した抽出効率性能、及びより低い資本及び運転コストをもたらす。
（ｉｉｉ）混合、撹拌及び湿式粉砕−ＣＳＴＥ段の内部での混合は、内部力学的撹拌及び適切に設計された内部力学的邪魔板を使用して成し遂げられる。強力な撹拌による混合は、調整された固形粒子を均質な溶液の中に一様に懸濁させることを可能にし、液体溶媒が効率的に表面の生成物と接触する及びそれを溶解させることを可能にし、固形粒子の内部領域の中への、内部の生成物を溶解させながらの浸透輸送のため、及び溶解した生成物を含んでそこから出てくる液体溶媒の輸送のために、液体溶媒の物質輸送を改善する。強力な撹拌による混合はさらに、液相スラリー中の溶媒が一様な粘度を獲得することを可能にし、それによって、輸送浸透及び調整された粒子の流出のための物質輸送を増加させる。これは、代わって、上に述べたとおり運転温度及び圧力の上昇に伴って固形物対溶媒の比率を上昇させる。溶媒及び供給原料から抽出される所望の生成物の溶解性を前提として許容可能な最高温度で混合を改善することは、抽出効率を改善する手段を提供する。混合及び撹拌は、ＣＳＴＥ段壁を介した熱移動及びそれと一体的に形成されている熱交換器との熱交換を改善する。さらに、またはあるいは、熱移動素子をＣＳＴＥ段の内部に設計及び設置してＣＳＴＥ段内の最適な圧力及び温度を維持することができる。ＣＳＴＥ段の熱移動面積が当該段での温度制御に十分でない場合、外部熱交換器を再循環ループ内に設けてＣＳＴＥ段の内容物の温度をさらに制御することができる。ＣＳＴＥ段における熱対流及びＣＳＴＥ段壁を介した熱伝導を前提として、液体スラリーを必要に応じて再循環ループ内の熱交換器によって必要に応じて加熱または冷却することができる。さらに、内部撹拌翼を改造してさらなる剪断を生み出すこと及び／または再循環ループ内に配置された湿式粉砕機によって、供給原料のさらなる粒径低減及び／または形状改変をもたらしてもよい。供給原料の粒径及び／または形状のさらなる低減は、抽出効率の改善、より高い固形物対溶媒の比率を可能にして段容積の低減、段数の低減及びサイクル全体の時間の減少をもたらし得る。
【００３０】
（ｉｖ）抽出溶媒−抽出溶媒は、ＣＳＴＥ段の運転温度及び圧力での生成物の溶解性に基づいて選択され得るが、調整された固形物供給原料、及び最終的に選択されるまたは標的となる１つまたは複数の生成物と化学的に適合していなければならない。水性及び有機溶媒のどちらについても、高効率を伴って効果的に用いられ得る選択肢は多くある。１つの溶媒を任意の段に導入して、供給原料がＣＳＴＥシステムの段の中を流れる時の標的生成物（複数可）の抽出を可能にしてもよい。あるいは、任意の段に２つ以上の溶媒を導入して、供給原料がＣＳＴＥシステムの段の中を流れる時の２つ以上の標的生成物の抽出を可能にしてもよい。溶媒同士は混和性であってもよいし、または不混和性であってもよい。不混和性の溶媒系の場合、両溶媒の抽出効率の改善のために混合／撹拌を提供して均質な乳化段を作り出すことができる。特定の実施形態では、溶媒（複数可）の商業規模選択は、供給原料、抽出される標的生成物、プロセス設計、資本投入コスト及び見積られた稼働費に基づく。この抽出方法は、高い生成物抽出効率及び生成物収率を達成する機会を有しつつ、より低いコスト、または何らかの（環境上、安全上及び衛生上などの）理由でのより望ましい液体溶媒を選択する柔軟性を可能にする。
【００３１】
（ｖ）サイクル時間−ＣＳＴＥシステム内の各段のサイクル全体の時間は、能力目標に達するのに必要とされる質量流速、各ＣＳＴＥ段の容積、及び抽出効率目標を達成するための段数を釣り合わせることによって制御され得る。各段は、ＣＳＴＥシステム及び全体的な供給原料処理システムのための資本投資を低減し稼働費を削減する目的で性能及び抽出効率を最適化する特定の条件のために構成され得る。
【００３２】
段は直列に配列され、高性能な抽出効率、生成物品質及び生成物収率を最適化及び提供するように設計及び制御される。各段は次の段と直列に流体連通している。流体連通によって段は、それに連結された段からの液体、固形物と液体とを含む流体（例えばスラリー）、またはそれらの組合せを受け入れるように構成される。段からの流出液は、液体溶媒中に溶解した生成物、液体溶媒中に懸濁した混合固形物を含む流体（例えばスラリー）、またはそれらの組合せであり得る。直列の段の数は、稼働能力、物質収支流速、収率要件、ならびに最適化された運転条件及びサイクル時間に基づいて設計されることになる。ＣＳＴＥシステムは、処理条件、例えば、供給原料（例えば、バイオマス、炭水化物抽出済みバイオマス固形物、または極性化合物除去済みバイオマス固形物供給原料）の調整及び／または前処理、圧力及び温度、熱移動、混合及び撹拌ならびに湿式粉砕を最適化するように構成されねばならない。供給原料（例えば、バイオマス、炭水化物抽出済みバイオマス固形物、または極性化合物除去済みバイオマス固形物供給原料）製造及び処理システムは、処理目的及び要件に応じて任意の数の段を含む任意の数のＣＳＴＥシステムを有し得る。特定の実施形態では、調整及び前処理された固形物供給原料（例えば、バイオマス、炭水化物抽出済みバイオマス固形物、または極性化合物除去済みバイオマス固形物供給原料）は、測定または計量されて第１段及びそれ以降の任意の段の中に通され得る。同時に、運転温度にまで予熱され得る液体溶媒も計量されて第１段またはそれ以降の任意の段の中に通されて、段内での層形成を伴わずに固形物が液体溶媒中、例えば均質な混合物の中に完全に懸濁したスラリー相を形成し得る。段の撹拌機及び内部撹拌翼は、高、中または低剪断混合及び切断のために設計され得る。特定の実施形態では、供給原料の粒径及び形状をさらに低減する任意の段を伴って湿式粉砕機が再循環ループ内に配置され得る。液体溶媒中に懸濁したバイオマス、またはスラリーは、温度制御され最終段から連続的固形物分離ステップへと移送され得る。
【００３３】
方法の別のステップによれば、除去済み固形物（例えば、炭水化物抽出済みバイオマス固形物、極性化合物除去済みバイオマス固形物、使用済み固形物など）は液体溶媒から分離され得る。特定の実施形態では、固形物を溶媒と混合するが、これは均質なスラリーに似たものとなる。上述したとおり、均質なスラリーの中で固形物は層形成を伴わずに液体の中に一様に分散している。溶媒と混ざり合った固形物は後に冷却され、その後に分離ステップが行われ、遠心分離、大気もしくは真空フィルターベルト、ベルトプレス、自動及び非自動加圧濾過、回転真空プレコートフィルター、溶存ガス浮上分離、沈降、または他の任意の固液連続分離プロセスもしくは設備による分離のために連続的に処理され得る。特定の実施形態では、分離器を去る、溶媒で濡れた固形物は、異なる溶媒によるさらなる抽出のための別の抽出システムへ移送され得る。例えば、固液分離器からの炭水化物除去済みバイオマス固形物は、有機極性溶媒による抽出のための別個の抽出システムへ移送され得、固液分離器からの極性化合物除去済みバイオマス固形物は、非極性有機溶媒による抽出のための別個の抽出システムへ移送され得る。特定の実施形態では、分離器を去る、溶媒で濡れた固形物は、使用済みバイオマス固形物であり、使用済みバイオマス処理のために移送され得る。標的生成物または標的生成物の中間形態であり得る生成物（複数可）が溶解している液体は、懸濁している微細な固形物を除去するために例えば１００ミクロン未満の浄化フィルターを通して圧送され得る。固形物を含まず生成物（複数可）が溶解している液体はその後、精製、最終生成物（複数可）回収及び溶媒回収のために移送され得る。完成または標的生成物（複数可）は、販売のために、梱包、棚卸し、及び梱包製品（複数可）としての出荷、または棚卸し、及びバルクでの出荷が行われ得る。回収された溶媒は再生利用され得るが、それによって溶媒の使用が低減され、製造運転費が削減される。
【００３４】
方法の別の態様によれば、使用済みバイオマスは再利用のためにさらに処理され得る。固形物分離ステップからの使用済み固形バイオマスは、抽出プロセスの間に使用した溶媒で濡れているのが典型的である。特定の実施形態では、湿った使用済み固形物を溶媒収集設備で乾燥させてもよく、任意の収集溶媒を内部での再生利用または再利用のために精製してもよい。例として、乾燥した使用済みバイオマスは、１ポンドあたりおよそ７，５００ＢＴＵのＢＴＵ含有量を有し得、施設にてボイラーのための供給原料として使用されて有用蒸気を生成し得る。ボイラーは、施設のエネルギー要求に応えるために天然ガスか、燃料油か、地元の経済的に存続可能な他の燃料かのいずれかを使用するために装備され得る。施設容量が大きく、余剰量のエネルギーを使用済みバイオマスの燃焼によって生み出すことができる場合、高圧蒸気を生成させてタービンを駆動して、施設のため及び地域電力系統への送出のための電気を生み出すことができる。したがって、方法は、使用済みバイオマスを全て使用して低、中及び高圧蒸気の形態の熱エネルギーならびに施設を稼働させる電気を生み出して余剰分は地域電力系統に販売するという選択肢を提供する。ボイラーがバイオマスを燃焼している時、それは、副産物として道路建設に使用することができ、コンクリート添加剤、鋼鉄製造のための断熱材、建材及び他の適用可能な需要として使用することができる灰を生成し得る。乾燥した使用済みバイオマスは、動物用飼料補給物、セルロース断熱材、パーティクルボード用の添加剤または充填剤、土壌改良剤、建築資材及び他の現在言及されていない直販としての他の潜在的需要を有する。乾燥した使用済みバイオマスはまた、ガソリンのために使用されるエタノールなどのバイオ燃料または現在石油から供給されている他の化学物質を生産する超臨界水分解、酵素消化及び発酵のための供給原料にもなり得る。要約して言えば、プロセスからの乾燥した使用済みバイオマスは、経済的実用性に基づいて使用され得、それは、環境負荷及び操業の採算性に影響を与えるコスト影響となる廃棄物を生み出すことなく幾多の製品を生産すべくバイオマスの全ての要素が使用される、全体として再生可能で持続可能な連続プロセスをもたらす。特定の実施形態では、このシステムは、バイオリファイナリー概念のモデルである。例として、乾燥固形物は以下の用途に使用することができる：（ａ）土壌入替えまたは再生、（ｂ）修景、道路建設及び建材のための凝集物、（ｃ）動物用飼料補給物、セルロース断熱材、パーティクルボード用の添加剤または充填剤、土壌改良剤、及び他の現在言及されていない直販。使用済みバイオマスはまた、ガソリンに使用するエタノールなどのバイオ燃料または現在石油から供給されている他の化学物質を生産する酵素消化及び発酵のための供給原料にもなり得る。使用済みバイオマスはまた、炭水化物糖及びリグニンへの超臨界水分解及び転化のための供給原料として使用することもでき、その生成物は他の幾多の製品のための再生可能な供給原料として使用され得る。
【００３５】
特定の実施形態では、非Ｈｅｖｅａ植物のためのシステムは、植物を栽培し機械的に収穫することができるいくつかの農場から経済的に適した範囲内に配置されることになる。非Ｈｅｖｅａ植物がＴａｒａｘａｃｕｍ植物である実施形態では、植物を農場にて収穫し、根から緩い土及び泥を振り落とし、その後、輸送車両に積み込む。収穫されたＴａｒａｘａｃｕｍ植物は、茎基部の下部に付いた地下茎と共に、地表の茎基部の上部に付いた葉を有するシュートを有している。暑い天候の間は、収穫した植物に水を散布し表面を濡らして、処理施設への輸送中に植物が乾燥するのを防ぐことができる。収穫物の量及び施設への輸送手段は処理施設の２４時間の能力によって決められ得る。
【００３６】
特定の実施形態では、収穫された植物は洗浄に供され得る。洗浄は、新鮮な水及び／または再生水を使用してシュート、葉、茎基部及び根から残存する土及び泥を除去することを含み得る。洗浄水は収集され得、土及び泥を除去する沈降システムへ移送され得、その後、製造施設におけるあらゆるプロセス水用途のための再利用を含むがこれに限定されない任意の用途のために水精製システムへ移送されてこの水が回収及び再生利用され得る。非Ｈｅｖｅａ植物がＴａｒａｘａｃｕｍ植物である実施形態では、洗浄したＴａｒａｘａｃｕｍ植物は、茎基部のすぐ上の所でシュート、花及び葉を取り除き茎基部及び繋がって付いている根を残す切断機へと移送され得る。シュート、花及び葉は機械から出てきて、タンポポ販売のためにシュート、花及び葉を梱包し得る梱包領域へ移送され得る。Ｔａｒａｘａｃｕｍのシュート、花及び葉は、他の製品、例えば、タンポポ茶、タンポポワイン、タンポポコーヒーならびに医療及び他の用途のための他のタンポポ製品のための供給原料として使用され得る。Ｔａｒａｘａｃｕｍの葉、チザン茶及び根から様々な製品を得る方法は米国特許第９，６１１，３６３号に開示されており、参照によりこの全体を本明細書に援用する。
【００３７】
特定の実施形態では、本明細書において提供される特定のシステム及び方法に使用する供給原料はバイオマスであり、生産物は、炭水化物除去済みバイオマス固形物及び炭水化物含有液生成物または副産物である。そのようなシステム及び方法の非限定的な例は図１、図２、図１０及び図１１に示されている。Ｔａｒａｘａｃｕｍ植物の茎基部及び根は、フルクトース及びグルコース糖のポリマーであるイヌリンを主として含む水溶性炭水化物を、１０〜４０重量パーセント含有する。これらの炭水化物は、Ｔａｒａｘａｃｕｍ植物がエネルギー源として貯蔵しているものであり、市場性のある幾多の用途のための価値ある副産物及びまたは供給原料として回収、販売及びまたは使用され得る。水相の液体（例えば水及び／または水溶液）によるＴａｒａｘａｃｕｍ植物の茎基部及び根の溶媒抽出は水溶性炭水化物の除去と併せて、バイオマスの量ならびにそれに対応した下流での処理のための資本及び設置コストをかなり低減する。炭水化物及び炭水化物除去済みバイオマス固形物を得るためのシステム及び方法の非限定的な例は図１、図２、図１０及び図１１に示されている。特定の実施形態では、使用するシステムは、植物または植物部分（複数可）を含むバイオマスの粒径の低減及び／または形状及び状態の改変を、抽出システム（例えば、少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出（ＣＳＴＥ）段、ＣＳＴＥシステム、ソックスレー抽出器、浸漬抽出器、向流浸漬抽出器または濾過抽出器）へのそのバイオマスの導入の前に行うように適合し構成された、前処理調整機を含み得る。特定の実施形態では、方法は、植物または植物部分（複数可）を含むバイオマス供給原料粒子の径の低減及び／または形状の改変を、抽出システムへのそのバイオマスの導入の前に行うための、初回調整及び前処理ステップを含み得る。特定の実施形態では、第１の高剪断撹拌型の連続撹拌タンク抽出器（ＣＳＴＥ）段は、段を大気圧で稼働する場合、予熱された約５０〜１００℃の温度の水性液体で満たされる。他の実施形態では、ＣＳＴＥ段は、段が大気圧より高い圧力に供される場合、１００℃より高い温度で稼働され得る。段を大気圧超で稼働する場合に用いる好適な圧力の非限定的な例としては、１５、１５０、３００、６００、９００ＰＳＩＧまたは１０００ＰＳＩＧ超（ゲージ圧で１平方インチ当たりのポンド）が挙げられる。特定の実施形態では、少なくとも第１ＣＳＴＥ段は、剪断を増大させてバイオマスの粒径及び形状を低減及び／または改変するように適合し構成された翼を有する。特定の実施形態では、剪断を増大させてバイオマスの粒径及び形状を低減及び／または改変するように適合し構成されたＣＳＴＥ翼は、内部撹拌機翼である。ＣＳＴＥ用のスラリーポンプは、バイオマス供給原料（例えば、茎、花、葉、茎基部、根またはそれらの任意の組合せ）の粒径をさらに低減する湿式粉砕機を備えた再循環を有し得る。スラリーポンプの選択も、剪断に影響を及ぼし得、粒径を低減及び／または改変し得る。特定の実施形態では、ゴム保有非Ｈｅｖｅａ植物からのバイオマスをコンベアで、バイオマスを小片に切断する切断機へ移送し、次いでそれを、測定及び／または制御された速度で、バイオマス粒子から水溶性炭水化物を抽出する第１の高剪断ＣＳＴＥ段の頂部に直接装填する。重合した糖であるイヌリンの加水分解を防止しバイオマスの濡れ特性を改善し発泡を軽減するのに適した水溶性化学物質が水性液体に添加され得る。特定の実施形態では、溶液のＰＨは、アンモニア、水酸化アンモニア、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カリウム、他の任意の無機塩基化学物質、及び含水または無水形態のどちらかであるそれらの任意の組合せを使用して塩基性寄りの７より高く１０より低いＰＨに制御される。濡れ性及び／または発泡の制御は水相への１つ以上の界面活性剤（複数可）の添加によって成し遂げることができる。この連続的水相抽出での全体の滞留時間及びインキュベート時間は、供給原料及び水の流速すなわち水対バイオマスの比率、システム内の各ＣＳＴＥ段の容積、ならびに直列に並流式に繋がり合ったＣＳＴＥ段の数によって制御することができる。特定の実施形態では、この連続水性液体溶媒抽出プロセスでの予期される全滞留時間は最短で１時間であり最長で６時間である。特定の実施形態では、炭水化物抽出によって、流入バイオマス供給原料からの水溶性炭水化物の全体のうち最低でも約６０、７０、８０、９０または９９重量％の除去及び収率、及び／または、天然有機化学物質及び天然ゴムを回収する下流の溶媒抽出方法のための粒径が低減されたもしくは形状が改変されたバイオマス供給原料の調整及び／または前処理がもたらされ得る。理論で限定するつもりはないが、特定の実施形態では、バイオマス供給原料から炭水化物を除去して炭水化物除去済みバイオマス固形物を生成することで下流のバイオマス処理における効率的な溶媒抽出をもたらすことができると考えられる。理論で限定するつもりはないが、特定の実施形態では、水溶性有機及び無機物質を除去することで、下流での方法において溶媒抽出され回収される有機化合物及び天然ゴムの質及び純度がさらに改善されるとも考えられる。最後の水性抽出システムから出てくる水性スラリーは、連続稼働する水性固液分離器へとスラリーポンプで連続的に移送され得、液体は、精製しシュガーシロップに濃縮するために水溶性炭水化物溶液貯蔵タンクへ移送される、及び／または乾燥して固形粉末もしくは結晶性固体を形成する。システムまたは方法に使用する固液分離器は、固形物を水圧でプレスして最大限の量の液体を除去する連続ベルトプレスであり得る。多くのタイプ及び配置の連続遠心分離、ならびに他の濾過、沈降及び／または浮上分離プロセスを任意の配置または組合せで設備として用いて炭水化物除去済みバイオマス固形物を炭水化物含有液から分離することができる。収率向上のために、出てきた炭水化物除去済みバイオマス固形物から水溶性炭水化物及び他の物質を除去すべく、炭水化物除去済みバイオマス固形物は新鮮な水で洗浄され得る。上記システム及び方法によって得られた炭水化物は、バイオ燃料を生産する発酵プロセスのためまたは他の化学プロセスのための再生可能炭素供給原料として使用され得る。非限定的な例として、イヌリン糖ポリマーを水性酸性化によってそれらのフルクトース及びグルコースモノマーに化学変換することができる。他の実施形態では、イヌリンポリマーをヒドロキシメチルフルフラール（ＨＭＦ；５−（ヒドロキシメチル）フルフラール）に化学変換することができる。ＨＭＦは文献に載録されており、米国エネルギー省などによって、現在主に石油化学供給原料から供給されている一部の商品量及び特定化学物質を生産する化学合成のための主要な再生可能ビルディングブロック化学物質供給原料に選ばれている。主要な市場用途のいくつかは、２，５−フランジカルボン酸（ＦＤＣＡ）への転化のためのものであるが、これは、ポリアミド、ポリエステル及びポリウレタンの製造に使用されるテレフタル酸及びイソフタル酸（ｉｓｏｔｈａｌｉｃ  ａｃｉｄｓ）の代替品として提案されたものである。ＦＤＣＡをさらに重合させて、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）の潜在的代替品であるポリ（エチレン２．５−フランジカルボン酸）（ＰＥＦ）を製造することができる。ＨＭＦは、バイオエタノールよりもエネルギー含有量が大きい潜在的バイオ燃料である液体、２，５−ジメチルフラン（ＤＭＦ）に転化されることができる。水素化によって２，５−ビス（ヒドロキシメチル）フランが得られる。酸によって触媒される加水分解は、燃料及び派生市場用途の両方のためのギ酸を失うことでＨＭＦをレブリン酸（ＬＡ）に、及びガンマバレロラクトン（ｇＶＬ）に転化する。レブリン酸エチル（ＥＬ）、５−エトキシメチルフルフラール（ＥＭＦ）、ジメチルフルフラール（ＤＭＦ）、２，５−ビス（ヒドロキシメチル）フラン（ＢＨＭＦ）、２，５ジホルミルフラン（ＤＤＦ）ならびに他の幾多の商品及び特定化学物質も、ＨＭＦから出発して合成することができる。したがって、Ｔａｒａｘａｃｕｍバイオ再生可能供給原料は、既存の石油市場によって供給される製品の代替品となる、付加価値を有する多くの新製品を将来提供することができる。
【００３８】
特定の場合には、本明細書において提供される特定の処理システム及び方法に使用するバイオマス供給原料は炭水化物除去済みバイオマス固形物であり、生産物は、極性化合物除去済みバイオマス固形物、及び極性有機画分または極性有機副画分である。そのようなシステム及び方法の非限定的な例は図３、図４、図１０及び図１１に示されている。特定の実施形態では、システム及び方法のための炭水化物除去済みバイオマス固形物供給原料は、限定されないが単一の連続撹拌タンク抽出器（ＣＳＴＥ）段、ＣＳＴＥシステム、ソックスレー抽出器、浸漬抽出器、向流浸漬抽出器または濾過抽出器を含めた、バイオマスからの炭水化物の抽出をもたらす任意の抽出装置またはシステムから得ることができる。処理システム及び方法に使用することができる有機極性溶媒としては、限定されないが、１〜８個の炭素原子を有するアルコール、３〜８個の炭素原子を有するケトン、３〜８個の炭素原子を有するヒドロキシケトン、ケトール、３〜８個の炭素原子を有するエステル、またはそれらの組合せが挙げられる。特定の実施形態では、有機極性溶媒はアセトンまたは含水アセトンを含む。この連続的有機極性溶媒抽出での全体の滞留、インキュベート及び／またはサイクル時間は、供給原料及び有機極性溶媒の流速すなわち炭水化物除去済みバイオマス固形物に対する有機極性溶媒の比率、システム内の各ＣＳＴＥ段の容積、ならびに直列に並流式に繋がり合ったＣＳＴＥ段の数によって制御することができる。特定の実施形態では、ＣＳＴＥシステムにおけるこの連続抽出プロセスでの予期される全滞留時間は最短で１時間であり最長で８時間である。特定の実施形態では、炭水化物除去済みバイオマス固形物は約１〜約８時間にわたって有機極性溶媒で抽出される。システムまたは方法に使用する固液分離器は、固形物を水圧でプレスして最大限の量の有機極性溶媒を除去する連続ベルトプレスであり得る。多くのタイプ及び配置の連続遠心分離、ならびに他の濾過、沈降及び／または浮上分離プロセスを任意の配置または組合せで設備として用いて極性化合物除去済みバイオマス固形物を極性有機画分から分離することができる。収率向上のために、有機化合物をさらに除去すべく、極性化合物除去済みバイオマス固形物は新鮮な有機極性溶媒で洗浄され得る。上記方法のいずれかは、液体極性有機物画分から微細な固形物を濾別することをさらに含み得る。特定の実施形態では、潤滑剤、化粧品原料、昆虫フェロモン、封止剤、接着剤、界面活性剤または乳化剤が濃縮されている１つ以上の副産物副画分を極性有機物画分から得ることもできる。特定の実施形態では、副画分は、１８−オキソ−ノナデカン酸、パルミチン酸エチルエステル、オレアノール酸、コレカルシフェロール、１７−ヒドロキシ−９Ｚ−オクタデセン酸、スフィンゴシン、１２−オキソ−９−オクタデシン酸、シス−５−テトラデセノイルカルニチン、アゼライン酸、モノオレイン、ベータ−ヒドロキシパルミチン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、シス−９−ヘキサデセン酸、またはそれらの異性体のうちの少なくとも１つが濃縮されたものとなる。特定の実施形態では、限定されないが吸収、吸着、クロマトグラフィー（例えば液体クロマトグラフィー）、晶析、蒸留、昇華及びそれらの組合せを含めた方法によって極性有機画分の上記副産物副画分のいずれかを得ることができる。特定の実施形態では、極性化合物除去済みバイオマス固形物は、炭水化物除去済みバイオマス固形物供給原料の中に存在していた潤滑剤、化粧品原料、昆虫フェロモン、封止剤、接着剤、界面活性剤または乳化剤である極性有機化合物が除去されている。特定の実施形態では、極性化合物除去済みバイオマス固形物は、炭水化物除去済みバイオマス固形物供給原料の中に存在していた１８−オキソ−ノナデカン酸、パルミチン酸エチルエステル、オレアノール酸、コレカルシフェロール、１７−ヒドロキシ−９Ｚ−オクタデセン酸、スフィンゴシン、１２−オキソ−９−オクタデシン酸、シス−５−テトラデセノイルカルニチン、アゼライン酸、モノオレイン、ベータ−ヒドロキシパルミチン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、シス−９−ヘキサデセン酸、またはそれらの異性体のうちの少なくとも１つである極性有機化合物が除去されている。
【００３９】
特定の場合には、本明細書において提供される特定の処理システム及び方法に使用するバイオマス供給原料はバイオマスであり、生産物は、極性化合物除去済みバイオマス固形物、及び極性有機画分または極性有機副画分である。そのようなシステム及び方法の非限定的な例は図５、図６、図１２及び図１３に示されている。かくして、最初に炭水化物を抽出することなくバイオマスを有機極性溶媒による抽出に供するシステム及び方法の実施形態が本明細書に提供される。特定の実施形態では、システム及び方法のためのバイオマス供給原料は、限定されないが単一の連続撹拌タンク抽出器（ＣＳＴＥ）段、ＣＳＴＥシステム、ソックスレー抽出器、浸漬抽出器、向流浸漬抽出器または濾過抽出器を含めた、バイオマスからの炭水化物の抽出をもたらす任意の抽出装置またはシステムから得ることができる。特定の実施形態では、少なくとも第１ＣＳＴＥ段は、剪断を増大させてバイオマスの粒径及び形状を低減及び／または改変するように適合し構成された翼を有する。特定の実施形態では、剪断を増大させてバイオマスの粒径及び形状を低減及び／または改変するように適合し構成されたＣＳＴＥ翼は、内部撹拌機翼である。ＣＳＴＥ用のスラリーポンプは、バイオマス供給原料（例えば、切断された茎基部及び根）の粒径をさらに低減する湿式粉砕機を備えた再循環を有し得る。特定の実施形態では、ゴム保有非Ｈｅｖｅａ植物からのバイオマスをコンベアで、バイオマス（例えば、茎、花、葉、茎基部、根またはそれらの任意の組合せ）を小片に切断する切断機へ移送し、次いでそれを、制御された速度で第１の高剪断ＣＳＴＥ段の頂部入口に直接装填するが、当該入口は、バイオマスの小片を受け入れるように適合し構成されている。処理システム及び方法に使用することができる有機極性溶媒としては、限定されないが、１〜８個の炭素原子を有するアルコール、３〜８個の炭素原子を有するケトン、３〜８個の炭素原子を有するヒドロキシケトン、ケトール、３〜８個の炭素原子を有するエステル、またはそれらの組合せが挙げられる。特定の実施形態では、有機極性溶媒はアセトンまたは含水アセトンを含む。この連続的有機極性溶媒抽出での全体の滞留、インキュベート及び／またはサイクル時間は、供給原料及び有機極性溶媒の流速すなわち有機極性溶媒対バイオマスの比率、システム内の各ＣＳＴＥ段の容積、ならびに直列に並流式に繋がり合ったＣＳＴＥ段の数によって制御することができる。特定の実施形態では、バイオマスは約１〜約８時間にわたって有機極性溶媒で抽出される。システムまたは方法に使用する固液分離器は、固形物を水圧でプレスして最大限の量の有機極性溶媒を除去する連続ベルトプレスであり得る。多くのタイプ及び配置の連続遠心分離、ならびに他の濾過、沈降及び／または浮上分離プロセスを任意の配置または組合せで設備として用いて極性化合物除去済みバイオマス固形物を極性有機画分から分離することができる。特定の実施形態では、収率向上のために、有機化合物をさらに除去すべく、極性化合物除去済みバイオマス固形物は新鮮な有機極性溶媒で洗浄され得る。上記方法のいずれかは、液体極性有機物画分から微細な固形物を濾別することをさらに含み得る。特定の実施形態では、潤滑剤、化粧品原料、昆虫フェロモン、封止剤、接着剤、界面活性剤または乳化剤が濃縮されている１つ以上の副産物副画分を極性有機物画分から得ることもできる。特定の実施形態では、副画分は、１８−オキソ−ノナデカン酸、パルミチン酸エチルエステル、オレアノール酸、コレカルシフェロール、１７−ヒドロキシ−９Ｚ−オクタデセン酸、スフィンゴシン、１２−オキソ−９−オクタデシン酸、シス−５−テトラデセノイルカルニチン、アゼライン酸、モノオレイン、ベータ−ヒドロキシパルミチン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、シス−９−ヘキサデセン酸、またはそれらの異性体のうちの少なくとも１つが濃縮されている。特定の実施形態では、限定されないが吸収、吸着、クロマトグラフィー（例えば液体クロマトグラフィー）、晶析、蒸留、昇華及びそれらの組合せを含めた方法によって極性有機画分の上記副産物副画分のいずれかを得ることができる。特定の実施形態では、極性化合物除去済みバイオマス固形物は、バイオマス供給原料の中に存在していた潤滑剤、化粧品原料、昆虫フェロモン、封止剤、接着剤、界面活性剤または乳化剤である極性有機化合物が除去されている。特定の実施形態では、極性化合物除去済みバイオマス固形物は、バイオマス供給原料の中に存在していた１８−オキソ−ノナデカン酸、パルミチン酸エチルエステル、オレアノール酸、コレカルシフェロール、１７−ヒドロキシ−９Ｚ−オクタデセン酸、スフィンゴシン、１２−オキソ−９−オクタデシン酸、シス−５−テトラデセノイルカルニチン、アゼライン酸、モノオレイン、ベータ−ヒドロキシパルミチン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、シス−９−ヘキサデセン酸、またはそれらの異性体のうちの少なくとも１つである極性有機化合物が除去されている。
【００４０】
特定の場合には、本明細書において提供される特定の処理システム及び方法に使用するバイオマス供給原料は極性化合物除去済みバイオマス固形物であり、生産物は、使用済みバイオマス固形物及びゴム含有非極性溶媒である。そのようなシステム及び方法の非限定的な例は図７、図８、図１０、図１１、図１２及び図１３に示されている。特定の実施形態では、システム及び方法のための極性化合物除去済みバイオマス固形物供給原料は、限定されないが単一の連続撹拌タンク抽出器（ＣＳＴＥ）段、ＣＳＴＥシステム、ソックスレー抽出器、浸漬抽出器、向流浸漬抽出器または濾過抽出器を含めた、バイオマスからの炭水化物の抽出をもたらす任意の抽出装置またはシステムから得ることができる。処理システム及び方法に使用することができる非極性有機溶媒としては、限定されないが、１〜１２個の炭素原子を有する１つ以上の炭化水素（複数可）が挙げられる。特定の実施形態では、炭化水素（複数可）は、４〜９個の炭素原子を有するアルカン、５〜１０個の炭素原子を有するシクロアルカン、５〜１０個の炭素原子を有するアルキル置換シクロアルカン、６〜１２個の炭素原子を有する芳香族化合物、及び７〜１２個の炭素原子を有するアルキル置換芳香族化合物からなる群から選択される。システム及び方法に使用する非極性有機溶媒は、ｎ−ヘキサン、混合ヘキサン、シクロヘキサン、ｎ−ペンタン、混合ペンタン、２−メチルペンタン、３−メチルペンタン、２，３−ジメチルブタン、２−２−ジメチルブタン、メチルシクロペンタン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、またはそれらの混合物を含み得る。特定の実施形態では、有機溶媒は混合ヘキサンまたはｎ−ヘキサンを含む。この連続非極性有機溶媒抽出での全体の滞留、インキュベート及び／またはサイクル時間は、供給原料及び非極性有機溶媒の流速すなわち極性化合物除去済みバイオマス固形物に対する非極性有機溶媒の比率、システム内の各ＣＳＴＥ段の容積、ならびに直列に並流式に繋がり合ったＣＳＴＥ段の数によって制御することができる。特定の実施形態では、ＣＳＴＥシステムにおけるこの連続抽出プロセスでの予期される全滞留時間は最短で１時間であり最長で８時間である。特定の実施形態では、極性化合物除去済みバイオマス固形物は約１〜約８時間にわたって非極性有機溶媒で抽出される。特定の実施形態では、大気圧で、及び非極性有機溶媒の大気圧での沸点またはそれ未満の温度で、極性化合物除去済みバイオマス固形物が非極性有機溶媒で抽出される。他の実施形態では、非極性有機溶媒の大気圧での沸点より高い温度で、及び／または大気圧より高い圧力で、極性化合物除去済みバイオマス固形物が非極性有機溶媒で抽出される。システムまたは方法に使用する固液分離器は、使用済みバイオマス固形物を水圧でプレスして最大限の量の非極性有機溶媒を除去する連続ベルトプレスであり得る。多くのタイプ及び配置の連続遠心分離、ならびに他の濾過、沈降及び浮上分離プロセスを任意の配置または組合せで設備として用いて使用済みバイオマス固形物を非極性有機画分から分離することができる。収率向上のために、固形物からゴムをさらに除去すべく、極性化合物除去済みバイオマス固形物は新鮮な非極性有機溶媒で洗浄され得る。特定の実施形態では、使用済みバイオマス固形物からのゴム含有非極性溶媒画分の分離は、遠心分離、濾過、沈降及び浮上分離またはそれらの組合せによって成し遂げられる。特定の実施形態では、使用済みバイオマスは乾燥している。乾燥した使用済みバイオマスは、施設の用役として使用する熱及びまたは電力を作り出すボイラーのための供給原料、バイオ燃料生産のための供給原料、動物用飼料補給物、セルロース断熱材、パーティクルボード用及び積層板用の添加剤または充填剤、土壌改良剤、あるいはそれらの任意の組合せとして使用される。特定の実施形態では、乾燥重量で、初回またはそれに続く液体溶媒抽出に使用するバイオマス供給原料の中に含まれている天然ゴムの少なくとも８０％、８５％、９０％、９５％、９７％、９８％または９９％が、ゴム含有非極性溶媒画分中に抽出される。上記方法のいずれかの特定の実施形態では、方法はさらに、以下のステップ：（ａ）ゴム含有非極性溶媒画分から微細な固形物を濾別するステップ、（ｂ）ゴムを溶液中に維持しながら非極性溶媒の少なくとも半分を蒸留または蒸発によって除去して濃縮ゴム溶液を得るステップ、（ｃ）酸化防止剤を濃縮ゴム溶液に（例えば、酸化防止剤を濃縮ゴム溶液中に分配するために混合、撹拌、掻き混ぜなどを行いながら）添加するステップ、（ｄ）予冷した十分な量の清浄な有機極性溶媒（例えば、予冷したほぼ等体積の清浄な有機極性溶媒）を添加することによって、ゴムまたは酸化防止剤処理されたゴムを析出させるステップ、（ｅ）有機極性溶媒と非極性有機溶媒と析出ゴムとの混合物をさらに冷却してゲル状ゴム析出物及び混合液体有機溶媒を形成するステップ。（ｆ）ゲル状ゴム析出物を混合液体有機溶媒から分離及び除去するステップ、（ｇ）ゲル状ゴム析出物を形成及び／または成形する、及び／または混合液体有機溶媒の一部をさらに除去するステップ、（ｈ）形成及び／または成形されたゲル状ゴム析出物を乾燥させて乾燥固形ゴム生成物を得るステップ、あるいはｉ）ステップ（ａ）〜（ｈ）の任意の組合せのうちの少なくとも１つを含み得る。特定の実施形態では、処理システムはさらに、（ａ）ゴム含有非極性溶媒画分から微細な固形物を濾別すること、（ｂ）ゴムを溶液中に維持しながら非極性溶媒の少なくとも半分を蒸留または蒸発によって除去して濃縮ゴム溶液を得ること、（ｃ）酸化防止剤を濃縮ゴム溶液に（例えば、酸化防止剤を濃縮ゴム溶液中に分配するために混合、撹拌、掻き混ぜなどを行いながら）添加すること、（ｄ）予冷した十分な量の清浄な有機極性溶媒（例えば、予冷したほぼ等体積の清浄な有機極性溶媒）を添加することによって、ゴムまたは酸化防止剤処理されたゴムを析出させること、（ｅ）有機極性溶媒と非極性有機溶媒と析出ゴムとの混合物をさらに冷却してゲル状ゴム析出物及び混合液体有機溶媒を形成すること。（ｆ）ゲル状ゴム析出物を混合液体有機溶媒から分離及び除去すること、（ｇ）ゲル状ゴム析出物を形成及び／または成形する、及び／または混合液体有機溶媒の一部をさらに除去すること、（ｈ）形成及び／または成形されたゲル状ゴム析出物を乾燥させて乾燥固形ゴム生成物を得ること、
あるいは（ｉ）ステップ（ａ）〜（ｈ）の任意の組合せのために適合し構成されたサブシステムを含み得る。天然ゴムの試料は、試料中の個々のポリイソプレンポリマー分子量及びまたは分子質量の分布及び均一性である多分散特性が顕著である。植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものであるかまたは別の非Ｈｅｖｅａゴム保有植物であり、バイオマス供給原料が、葉、茎、花、根、茎基部またはそれらの組合せを含むそれらの植物の部分から得られる、上記システム及び方法の特定の実施形態では、ゴム含有非極性溶媒画分、ゲル状ゴム析出物または乾燥固形ゴムは、１モルあたり約１．０×１０６、１．１×１０６、１．２×１０６、１．３×１０６、１．４×１０６、１．５×１０６、１．６×１０６、１．７×１０６または１．８×１０６から３．０×１０６、４．０×１０６、４．５×１０６または５．０×１０６グラム（ｇ／ｍｏｌ）までの重量平均分子量のポリイソプレンを含み、０．５重量％未満、０．４重量％未満、０．３重量％未満、０．２重量％未満もしくは０．１重量％未満、０．１〜０．５重量％、または０重量％の灰分、及び／または０．５重量％未満、０．４重量％未満、０．３重量％未満、０．２重量％未満もしくは０．１重量％未満、０．１〜０．５重量％、または０重量％の窒素含有量の少なくとも１つを有し得る。植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものであるかまたは別の非Ｈｅｖｅａゴム保有植物であり、バイオマス供給原料が、葉、茎、花、根、茎基部またはそれらの組合せを含むそれらの植物の部分から得られる、上記システム及び方法の特定の実施形態では、ゴム含有非極性溶媒画分、ゲル状ゴム析出物または乾燥固形ゴムは、多分散性Ｐ、（Ｍｗ／Ｍｎ）を１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８もしくは１．９から３．５、３．６、３．７、３．８、３．９もしくは４までとするかまたは多分散性Ｐ、（Ｍｗ／Ｍｎ）を約１．１、２、３もしくは４とし、重量平均分子量を約１．０×１０６、１．１×１０６、１．２×１０６、１．３×１０６、１．４×１０６、１．５×１０６、１．６×１０６、１．７×１０６または１．８×１０６から３．０×１０６、４．０×１０６、４．５×１０６または５．０×１０６ｇ／ｍｏｌまでとする、本質的に単峰性の分子量分布を有するポリイソプレンを含み、ここで、多分散性及び重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）と蒸発光散乱検出との併用（ＧＰＣ−ＥＬＳＤ）、ＧＰＣと多角度光散乱との併用（ＧＰＣ−ＭＡＬＳ）、及びＧＰＣと屈折率との併用（ＧＰＣ−ＲＩ）からなる群から選択される分析方法によって決定されるものである。特定の実施形態では、上記ゴム含有非極性溶媒画分、ゲル状ゴム析出物または乾燥固形ゴムのいずれかは、多分散性Ｐ、（Ｍｗ／Ｍｎ）を１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８もしくは１．９から３．５、３．６、３．７、３．８、３．９もしくは４までとするかまたは多分散性Ｐ、（Ｍｗ／Ｍｎ）の多分散性Ｐ、（Ｍｗ／Ｍｎ）を約１．１、２、３もしくは４とする、本質的に単峰性の分子量分布を有するポリイソプレンを含み、ここで、多分散性は、ＧＰＣ−ＥＬＳＤ、ＧＰＣ−ＭＡＬＳ、及びＧＰＣ−ＲＩからなる群から選択され��分析方法によって決定されるものである。特定の実施形態では、上記ゴム含有非極性溶媒画分、ゲル状ゴム析出物または乾燥固形ゴムのいずれかは、０．５重量％未満、０．４重量％未満、０．３重量％未満、０．２重量％未満もしくは０．１重量％未満、０．１〜０．５重量％、または０重量％の灰分、及び／または０．５重量％未満、０．４重量％未満、０．３重量％未満、０．２重量％未満もしくは０．１重量％未満、０．１〜０．５重量％、または約０重量％の窒素含有量のうちの少なくとも１つを有するポリイソプレンを含む。植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものであるかまたは別の非Ｈｅｖｅａゴム保有植物であり、バイオマス供給原料が、葉、茎、花、根、茎基部またはそれらの組合せを含むそれらの植物の部分から得られる、上記システム及び方法の特定の実施形態では、ゴム含有非極性溶媒画分、ゲル状ゴム析出物または乾燥固形ゴムは、０．５重量％未満、０．４重量％未満、０．３重量％未満、０．２重量％未満もしくは０．１重量％未満、０．１〜０．５重量％、または０重量％の灰分、及び０．５重量％未満、０．４重量％未満、０．３重量％未満、０．２重量％未満もしくは０．１重量％未満、０．１〜０．５重量％、または０重量％の窒素含有量を有する。植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものであるかまたは別の非Ｈｅｖｅａゴム保有植物であり、バイオマス供給原料が、葉、茎、花、根、茎基部またはそれらの組合せを含むそれらの植物の部分から得られる、上記システム及び方法の特定の実施形態では、ゴム含有非極性溶媒画分、ゲル状ゴム析出物または乾燥固形ゴムは、０．５重量％未満、０．４重量％未満、０．３重量％未満、０．２重量％未満もしくは０．１重量％未満、０．１〜０．５重量％、または０重量％の灰分を有し得る。植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものであるかまたは別の非Ｈｅｖｅａゴム保有植物であり、バイオマス供給原料が、葉、茎、花、根、茎基部またはそれらの組合せを含むそれらの植物の部分から得られる、上記システム及び方法の特定の実施形態では、ゴム含有非極性溶媒画分、ゲル状ゴム析出物または乾燥固形ゴムは、０．５重量％未満、０．４重量％未満、０．３重量％未満、０．２重量％未満もしくは０．１重量％未満、０．１〜０．５重量％、または０重量％の窒素含有量を有し得る。植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものであるかまたは別の非Ｈｅｖｅａゴム保有植物であり、バイオマス供給原料が、根、茎基部またはそれらの組合せを含むそれらの植物の部分から得られる、上記システム及び方法の特定の実施形態では、ゴム含有非極性溶媒画分、ゲル状ゴム析出物または乾燥固形ゴムは、約１．０×１０６、１．１×１０６、１．２×１０６、１．３×１０６、１．４×１０６、１．５×１０６、１．６×１０６、１．７×１０６または１．８×１０６から３．０×１０６、４．０×１０６、４．５×１０６または５．０×１０６ｇ／ｍｏｌまでの重量平均分子量を有するポリイソプレンを含み、０．５重量％未満、０．４重量％未満、０．３重量％未満、０．２重量％未満もしくは０．１重量％未満、０．１〜０．５重量％、または０重量％の灰分、及び／または０．５重量％未満、０．４重量％未満、０．３重量％未満、０．２重量％未満もしくは０．１重量％未満、０．１〜０．５重量％、または０重量％の窒素含有量の少なくとも１つを有し得る。植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものであるかまたは別の非Ｈｅｖｅａゴム保有植物であり、バイオマス供給原料が、根、茎基部またはそれらの組合せを含むそれらの植物の部分から得られる、上記システム及び方法の特定の実施形態では、ゴム含有非極性溶媒画分、ゲル状ゴム析出物または乾燥固形ゴムは、多分散性Ｐ、（Ｍｗ／Ｍｎ）を１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８もしくは１．９から３．５、３．６、３．７、３．８、３．９もしくは４までとするかまたは多分散性Ｐ、（Ｍｗ／Ｍｎ）を約１．１、２、３もしくは４とする、本質的に単峰性の分子量分布、及び約１．０×１０６、１．１×１０６、１．２×１０６、１．３×１０６、１．４×１０６、１．５×１０６、１．６×１０６、１．７×１０６または１．８×１０６から３．０×１０６、４．０×１０６、４．５×１０６または５．０×１０６ｇ／ｍｏｌまでの重量平均分子量を有するポリイソプレンを含み、ここで、多分散性及び重量平均分子量は、ＧＰＣ−ＥＬＳＤ、ＧＰＣ−ＭＡＬＳ、及びＧＰＣ−ＲＩからなる群から選択される分析方法によって決定されるものである。特定の実施形態では、上記ゴム含有非極性溶媒画分、ゲル状ゴム析出物または乾燥固形ゴムのいずれかは、多分散性Ｐ、（Ｍｗ／Ｍｎ）を１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８または１．９から３．５、３．６、３．７、３．８、３．９または４までとする本質的に単峰性の分子量分布を有するポリイソプレンを含み、ここで、Ｍｗ及びＭｎは、ＧＰＣ−ＥＬＳＤ、ＧＰＣ−ＭＡＬＳ、及びＧＰＣ−ＲＩからなる群から選択される分析方法によって決定されるものである。特定の実施形態では、上記ゴム含有非極性溶媒画分、ゲル状ゴム析出物または乾燥固形ゴムのいずれかは、約１．０×１０６、１．１×１０６、１．２×１０６、１．３×１０６、１．４×１０６、１．５×１０６、１．６×１０６、１．７×１０６または１．８×１０６から３．０×１０６、４．０×１０６、４．５×１０６または５．０×１０６ｇ／ｍｏｌまでの重量平均分子量を有するポリイソプレンを含み、０．５重量％未満、０．４重量％未満、０．３重量％未満、０．２重量％未満もしくは０．１重量％未満、０．１〜０．５重量％、または０重量％の灰分、及び／または０．５重量％未満、０．４重量％未満、０．３重量％未満、０．２重量％未満、０．１重量％未満または０重量％の窒素含有量の少なくとも１つを含み得る。特定の実施形態では、上記ゴム含有非極性溶媒画分、ゲル状ゴム析出物または乾燥固形ゴムのいずれかは、０．５重量％未満、０．４重量％未満、０．３重量％未満、０．２重量％未満もしくは０．１重量％未満、０．１〜０．５重量％、または０重量％の灰分、及び／または０．５重量％未満、０．４重量％未満、０．３重量％未満、０．２重量％未満、０．１重量％未満または０重量％の窒素含有量の少なくとも１つを有するポリイソプレンを含む。植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものであるかまたは別の非Ｈｅｖｅａゴム保有植物であり、バイオマス供給原料が、根、茎基部またはそれらの組合せを含むそれらの植物��部分から得られる、上記システム及び方法の特定の実施形態では、ポリイソプレンを含むゴム含有非極性溶媒画分、ゲル状ゴム析出物または乾燥固形ゴムは、約１．０×１０６、１．１×１０６、１．２×１０６、１．３×１０６、１．４×１０６、１．５×１０６、１．６×１０６、１．７×１０６または１．８×１０６から３．０×１０６、４．０×１０６、４．５×１０６または５．０×１０６ｇ／ｍｏｌまでの重量平均分子量を有し得る。植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものであるかまたは別の非Ｈｅｖｅａゴム保有植物であり、バイオマス供給原料が、根、茎基部またはそれらの組合せを含むそれらの植物の部分から得られる、上記システム及び方法の特定の実施形態では、ゴム含有非極性溶媒画分、ゲル状ゴム析出物または乾燥固形ゴムは、０．５重量％未満、０．４重量％未満、０．３重量％未満、０．２重量％未満もしくは０．１重量％未満または０重量％の窒素含有量を有し得る。本明細書において提供されるシステム及び方法によって生産される乾燥固形天然ゴムを使用して、タイヤを含むがこれに限定されない様々な商品を製造することができる。
【００４１】
特定の実施形態では、炭水化物含有液、極性有機物画分及び／またはゴム含有画分をゴム保有非Ｈｅｖｅａ植物から得るための、本明細書において提供されるシステム及び方法は、最初から最後まで全体的に連続式であり得る。しかしながら、上記方法の特定のサブプロセスまたはステップ（複数可）を回分モードで運転してプロセス全体を半連続式にすることはできる。特定の実施形態では、連続式の処理システム及び方法は、数週間続けることが予定された製造活動のために、１日に２４時間、及び１週間に７日運転され得る。さらに他の実施形態では、本明細書において提供される処理システム及び方法は、回分モードで実施される。さらに他の実施形態では、処理システム及び方法は、互いに独立して稼働し得る。
【実施例】
【００４２】
実施例１。Ｔａｒａｘａｃｕｍ植物収穫、供給原料の調整及び／または前処理、副産物抽出ならびに生成物抽出
【００４３】
供給原料の受入れ
Ｔａｒａｘａｃｕｍ植物の処理施設は、Ｔａｒａｘａｃｕｍ植物を栽培し機械的に収穫することになるいくつかの農場から経済的に適した範囲内に配置されることになる。成熟したＴａｒａｘａｃｕｍ植物を農場にて収穫し、根から緩い土及び泥を振り落とし、その後、輸送車両に積み込む。収穫されたＴａｒａｘａｃｕｍ植物は、茎基部の下部に地下茎が付いた状態で茎基部の上部表面に付いた葉と共に、シュート、花を有している。暑い天候の間は、収穫した植物に水を散布し表面を濡らして、処理施設への輸送中に植物が乾燥するのを防ぐことができる。車両タイプは、コンテナを積載するためのオープントップフラットベッドコンテナに、施設の平坦な荷下ろし領域でコンテナの内容物を下ろすためのフロントエンドローダーと水圧式リフトとを伴ったものであるか、または収穫したバイオマスをコットンベーラーもしくは類似する機械を使用して圧縮することができ、ベールを車両に積み込んで処理施設への輸送コストを削減する。輸送中はこれらの車両コンテナにこぼれ防止及び天候からの保護のための防水シートが被せられ得る。収穫物の量及び施設への輸送手段は処理施設の２４時間の能力によって決められる。
【００４４】
処理施設供給原料の貯蔵及び前処理
安全が確保された処理施設に入ったトラックは、まず施設の車両重量計で重量が量られることになり、その後、荷下ろし架台領域へ向かうことになる。トラックは、湿ったＴａｒａｘａｃｕｍ植物を荷下ろし架台及び貯蔵領域にて荷下ろしするよう指示されることになり、その後、空車両重量のためのトラックスケールへ向かうことになる。正味重量及びバイオマス供給原料在庫目録はプロセス計測学及び生産計画作成のために製造作業で使用する。
【００４５】
湿ったＴａｒａｘａｃｕｍ植物をコンベアに積み込み、コンベアは湿った植物を、植物の根から緩い泥を除去する加振機へと移送する。加振機の後ろに磁気及び金属検出器を配置して、収穫された植物の中に存在する可能性がある金属を検出及び除去する。これらの金属は、下流の処理設備に対する損傷及び不測の中断時間を防止するためにさらなる処理の前に除去されねばならない。
【００４６】
水溶性の炭水化物及び物質の除去
コンベアは、湿ったＴａｒａｘａｃｕｍ植物を、新鮮な水及び再生水の両方を使用してシュート、花、葉、茎基部及び根から残存する土及び泥を除去する洗浄領域へ移送する。洗浄水を収集し、沈降システムへ移送して土及び泥を除去し、その後、施設のあらゆるプロセス水用途での再利用のために水精製システムへ移送してこの水を回収し、後に再生利用する。
【００４７】
コンベアは、洗浄されたＴａｒａｘａｃｕｍ植物を、茎基部のすぐ上の所でシュート、花及び葉を取り除き茎基部及び元々繋がって付いている根を残す切断機へと移送する。シュート、花及び葉は機械から出てきて、タンポポ販売のためにシュート、花及び葉を梱包する梱包領域へ移送される。シュート、花及び葉をバルクで処理施設にタンポポ茶、タンポポワイン、タンポポコーヒーならびに医療及び他の用途のための他のタンポポ製品などの他の製品のための供給原料として出荷する選択肢がある。使用され得るＴａｒａｘａｃｕｍの葉から様々な製品を得る方法の例は米国特許第９，６１１，３６３号に開示されており、参照によりこの全体を本明細書に援用する。茎基部及び根は、後の貯蔵のため及び／または、乾燥、切断、寸断、粉砕、圧砕及び／または微粉砕による抽出のために調整及び前処理され得る。茎基部及び根のさらなる調整、例えば、液浸、膨潤及び／または軟化を実施することもできる。
【００４８】
第１の高剪断撹拌型ＣＳＴＥ段に、予熱した５０〜１００℃の温度の熱水を満たす。混合ＣＳＴＥ段のためのスラリーポンプは、切断された茎基部及び根の粒径をさらに低減する湿式粉砕機を備えた再循環を有する。洗浄された湿ったＴａｒａｘａｃｕｍの茎基部及び根をコンベアで切断機へと移送して茎基部及び根を小片に切断し、次いでこれを測定及び／または制御された速度で第１の高剪断ＣＳＴＥ段のバイオマス受入頂部入口に直接装填して、水溶性炭水化物をバイオマススラリーから抽出する。重合した糖である天然イヌリンの加水分解を防止しバイオマスの濡れ特性を改善し発泡を軽減するために、化学物質を添加する。溶液のＰＨを、無水アンモニア、水酸化アンモニア、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カリウム、他の任意の無機塩基化学物質、及びそれらの任意の組合せを使用して塩基性寄りの７より高く１０より低いＰＨに制御する。この連続的水相抽出での全体の滞留時間、インキュベート及び／またはサイクル時間は、供給原料及び水の流速すなわち水対バイオマスの比率、システム内の各ＣＳＴＥ段の容積、ならびに５０〜１００℃の運転温度に制御されて十分に撹拌され掻き混ぜられる直列に並流式に繋がり合ったＣＳＴＥ段の数によって制御される。この連続水性抽出プロセスでの予期される全滞留時間は最短で１時間であり最長で６時間である。この処理ステップの全体的な目的は、水溶性炭水化物全体の最低９０重量パーセントの除去及び収率、ならびに天然有機化学物質及び天然ゴムを回収する下流の溶媒抽出プロセスのための粒径が低減されたバイオマスの調製である。このプロセスは、質量を減少させ、炭水化物除去済みバイオマス固形物の繊維を広げて可溶性生成物及び副産物の回収のための極めて効率的な液体溶媒抽出を可能にする。水溶性有機及び無機物質の水性除去は、下流のプロセスにおいて溶媒抽出され回収される天然有機副産物及び天然ゴムの質をさらに改善する。
【００４９】
最後の水性抽出混合タンクまたは段から出てくる水性スラリーを、連続稼働する水性固液分離器へとスラリーポンプで連続的に移送し、液体を、精製しシュガーシロップに濃縮するため、または乾燥させて粉末もしくは結晶性固体を形成するために水溶性炭水化物溶液貯蔵タンクへ移送する。水で湿った炭水化物除去済みバイオマス固形物をコンベアで、乾燥在庫品のための乾燥ステップか溶媒抽出プロセスの第２ステップかのどちらかへと移送する。固液分離器は、炭水化物除去済み固形物を水圧でプレスして最大限の量の液体を除去する連続ベルトプレスであり得る。多くのタイプ及び配置の連続遠心分離、ならびに他の濾過、沈降及び浮上分離プロセスを任意の配置または組合せで設備として用いてこのプロセスを完遂することができる。出てきた炭水化物除去済みバイオマス固形物を新鮮な水で洗浄して、収率向上のために水溶性炭水化物を除去すること、ならびに出てきた炭水化物除去済みバイオマス固形物供給原料から下流の抽出システムへと下流の生成物及び副産物の汚染を招く可能性がある他の水溶性物質を除去することができる。
【００５０】
水溶性の炭水化物及び物質の除去
水性分離器から出てくる液体を連続的に水溶性炭水化物溶液貯蔵タンクへ移送する。天然ゴムラテックスゴムの本質的に全てまたはいずれかは、切断及び粉砕されたバイオマスに付着しておりこのタンクの液体の中には存在していないであろうと予期される。ラテックスゴムが液体中に存在している場合、それは貯蔵タンクの上部まで浮上することになり、ラテックスゴム溶液の収集、精製及び販売のためにすくい取られることになるか、またはギ酸もしくは別の酸を使用して天然ゴムを凝集及び固化させる凝集タンクへと移送されることになり、後にそれが、水で湿ったバイオマス供給原料と共に、天然有機物及びゴムの回収のための溶媒抽出システム内に連続的に添加されることになる。
【００５１】
希薄な水溶性炭水化物溶液を１００ミクロン未満のミクロンサイズの精製型フィルターへと移送して、主にＴａｒａｘａｃｕｍの微細粒子植物物質である微細な懸濁固形物の大半を除去する。濾過された希薄な水溶性炭水化物溶液を、制御された流量で、水の大部分を除去し中等度の粘度の混合炭水化物シロップを生成する濃縮システムへと連続的に移送する。濃縮システムは、炭水化物シロップの液体温度及び質を制御するための真空を提供する選択肢を有するまたは有さない多段蒸気加熱式蒸発システムであることが好ましい。それの代わりに、またはそれと組み合わせて、蒸留、薄膜蒸発及び他の任意の分離技術を伴う他のユニット運転を用いることができる。濃縮された炭水化物シロップ溶液を最終精製フィルターへ移送して、濃縮ステップ中に形成された微細な懸濁固形物を１００ミクロン未満のミクロンサイズにまで除去し、その後、精製濃縮炭水化物シロップ溶液貯蔵タンクへ移送する。梱包、タンクトラックまたは貨車によるバルク出荷に向けた生成物移送のため、あるいは内部下流処理に向けた、例えば、乾燥に向けた、及びまたは炭水化物を他の化学プロセス、例えばバイオ燃料を生成する合成及びまたは発酵プロセスに対する供給原料として使用する処理に向けた移送のために、貯蔵タンクをジャケット加熱によって晶出を防止し粘度を制御する温度に維持する。
【００５２】
濃縮システムからの蒸発水を凝縮させ、収集し、供給原料としての水を必要とするあらゆる製造施設処理ステップのための再生水として再利用する。収穫されたＴａｒａｘａｃｕｍ植物の茎基部及び根は７５〜８５重量パーセントの水を含有し、結果として生じる新鮮な水の使用、消費要求量及び施設全体の経費を大幅に低減するであろう。プロセス水再生利用及び回収システムは、廃水処分の量及び経費ならびにそれに対応するこの施設からの環境影響を大幅に低減するであろう。加えて、水が少なくアメリカ合衆国内での典型的なコストよりも高く入手される所にある世界地域に施設が位置している場合、施設を経済的に存続可能にすることができる。
【００５３】
有機極性溶媒抽出プロセス
水性プロセス固液分離器からの水で濡れた炭水化物除去済みバイオマス固形物を、一時的貯蔵のための保持タンクまたはサイロへ連続的に移送する。施設が炭水化物除去済みバイオマス固形物を処理する代わりに貯蔵することを望む場合には、標的生成物が熱的に分解されないように最高温度１００℃で稼働する任意のタイプのバイオマス乾燥機を設置して炭水化物除去済みバイオマス固形物の水含有量の９０重量パーセント以上を除去することができ、乾燥した炭水化物除去済みバイオマス固形物を水圧で圧縮し、後日の処理のために天候から保護された倉庫または貯蔵領域で貯蔵することができる。この選択肢は、施設が収穫されたＴａｒａｘａｃｕｍの全てを連続的水溶性炭水化物生産のために処理すること、ならびに圧縮された高密度な乾燥した炭水化物除去済みバイオマス固形物を後日の処理のために保持及び保存すること、ならびに長期連続活動の中で、及び新しく収穫されたバイオマスを入手できない時に、残りの溶媒生成物及び副産物抽出を運転することを可能にする。この方法は、柔軟性、ならびに投資資本及び製造運転の労働力及び費用を高い費用対効果で利用することを提案する。
【００５４】
第１の十分に掻き混ぜられる有機極性溶媒抽出ＣＳＴＥ段には、溶媒損失を最小限に抑えるために塔頂部に還流冷却器を備えて蒸気加熱のためのジャケットが付けられ得る。有機極性溶媒は、高分子量の天然ゴムを溶解させずに可溶性天然有機化合物を溶解させる溶解性、ならびに水で濡れた炭水化物除去済みバイオマス固形物の中の残存水を脱水及び除去するその能力に基づいて選択される。有機極性溶媒は、低コストであり処理施設の地域で容易に入手できることが最も望ましい。アセトンは、Ｔａｒａｘａｃｕｍの茎基部及び根のバイオマスにみられるこれらの有機化学物質を乾燥重量基準で０．５〜５重量パーセントの範囲で溶解させることが見出された。水はアセトンに対して可溶性であり、したがってそれはバイオマスの脱水のための優れた低コスト溶媒である。このプロセスにおいて、水を２ｗｔ％として水で濡れたおよそ９８ｗｔ％のアセトンは、乾燥アセトンに比べて経済的なコスト節約を提供する。他の有機極性溶媒、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、第三級ブチルアルコール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、及び他の任意の有機極性溶媒をこのプロセスのための極性溶媒として使用することができる。極性溶媒の組合せも含まれるが、溶媒回収及び再利用のための資本及び運転費用コストが増すであろうことから、実証済みの要求及び正当化なしでは推奨されない。連続的有機極性溶媒抽出の温度は、還流冷却器を追加した状態で、選択された溶媒の大気圧での沸点で運転され得る。適切な圧力容器規定及び施設の場所での要件に従って設計された圧力容器またはタンクを備えたＣＳＴＥ段を使用することによって、運転温度を沸点より高く上げることができる。
【００５５】
一時的に貯蔵されている水で濡れたバイオマスを、測定及び制御された流速で、第１の十分に掻き混ぜられる有機極性溶媒ＣＳＴＥ段へと連続的に移送する。同時に、有機極性溶媒を、測定及び制御された流速で、第１の十分に掻き混ぜられる極性溶媒ＣＳＴＥ段へと連続的に移送する。有機極性溶媒抽出プロセスの目的は、高度な除去を成し遂げ、炭水化物除去済みバイオマス固形物供給原料の中に含まれている天然有機物及び水の乾燥重量基準で最低９０重量パーセントを得ることである。直列になった並流式の十分に撹拌されるＣＳＴＥ段を利用することによって、当該目的を満たすべく有機極性溶媒液体スラリー相抽出を成し遂げることができる。この連続的液体有機極性溶媒相抽出での全体の滞留時間、インキュベート時間及び／またはサイクルは、供給原料及び有機極性溶媒の流速すなわちバイオマス対溶媒の比率、システム内の各ＣＳＴＥ段の容積、ならびにＣＳＴＥシステム内の十分に撹拌され掻き混ぜられるＣＳＴＥ段の数によって制御される。この連続的有機極性溶媒スラリー相抽出プロセスでの予期される全滞留時間は最短で１時間であり最長で８時間である。十分に撹拌され掻き混ぜられる最後の抽出段の内容物を、引火性溶媒を取り扱う能力を有する固液分離器へと移送する。多くのタイプ及び配置の連続遠心分離、ならびに他の連続加圧濾過プロセス、例えば、Ｆｕｎｄａ、Ｓｃｈｅｎｋまたは類似した濾過システムを任意の配置または組合せで設備として用いてこのプロセスを完遂することができる。収率向上のために、極性化合物除去済みバイオマス固形物を清浄な再生有機極性溶媒または新鮮な有機極性溶媒で洗浄して、出てきた極性化合物除去済みバイオマス固形物から残留極性有機化合物を除去することができる。有用な極性有機化合物を含有する分離された液体極性有機物画分は、最終生成物の回収及び精製のためのさらなる処理に供され得る。
【００５６】
Ｃｒｏｗｎ  Ｉｒｏｎ  Ｗｏｒｋｓ−ＵＳＡ，Ｄｅｓｍｅｔ  Ｂａｌｌｅｓｔｒａ−Ｂｅｌｇｉｕｍによって製造された連続向流式液体抽出システム、Ｓｌｉｄｉｎｇ  Ｃｅｌｌ  Ｅｘｔｒａｃｔｏｒまたは「Ｌｕｒｇｉ」装置（Ａｉｒ  Ｌｉｑｕｉｄｅ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ａｎｄ  Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，Ｐａｒｉｓ，Ｆｒａｎｃｅ）、及び抽出プロセス変数が制御される他の任意の連続式固液相溶媒抽出機械またはシステムで有機極性溶媒液体抽出を行うこともできる。Ｃｒｏｗｎ  Ｉｒｏｎ  Ｗｏｒｋｓまたは類似した抽出システムを用いる場合、極性化合物除去済みバイオマス固形物は、遠心分離または他の何らかの固液分離器を必要とすることなくシステムから出てくる。
【００５７】
極性有機物画分の処理
極性有機物画分を、連続式スラリー相抽出システムまたはＣｒｏｗｎ  Ｉｒｏｎ  Ｗｏｒｋｓもしくは等価な連続式抽出システムのための固液分離器から極性有機物画分貯蔵タンクへと連続的に移送する。極性有機物画分を１００ミクロン未満のミクロンサイズの精製型フィルターへ連続的に移送して、主にＴａｒａｘａｃｕｍの微細粒子植物物質である懸濁固形物の大半を除去する。濾過された希薄な極性有機物画分は、温度に対して感受性であり得る天然のＴａｒａｘａｃｕｍ有機化学物質を含有するものであり、後に当該溶液を、熱制御された蒸留及び／または蒸発によって分離して水及び残存する有機極性溶媒を両方とも除去する。これは、連続式極性有機物画分ストリッパーまたは蒸発システムにおいて行われ、続いて連続式薄膜蒸発装置で残留極性溶媒が熱制御条件下で除去され得る。高温の濃縮極性有機物画分完成生成物及び／または副産物を完成生成物濃縮済み極性有機物画分または副産物貯蔵タンクへ移送する。濃縮された極性有機物画分をさらに処理して個々の生成物を回収及び精製する。濃縮され完成した１つまたは複数の極性有機物画分生成物を販売のために梱包領域かバルク積込領域かのどちらかへ移送する。
【００５８】
濃縮され完成した極性有機物画分生成物は、Ｔａｒａｘａｃｕｍ植物に特有の組成及び質を有する極性有機化合物を含有し得る。これらの化学物質は、潤滑剤、化粧品原料、昆虫フェロモン、封止剤、接着剤、界面活性剤または乳化剤としての市場価値を有する。
【００５９】
ストリッパーで除去された有機極性溶媒及び水を連続的に脱水機へ移送して水を除去し、その結果、有機極性溶媒抽出プロセスでの再利用及び再生利用のために貯蔵される浄化された有機極性溶媒が生成する。脱水機は、吸着媒体としてモレキュラーシーブを使用する水吸着システムであることが好ましい。乾燥極性溶媒が必要とされる場合、水と共に形成された任意の共沸混合物を破壊するための特殊圧力スイング型蒸留を用いて脱水を成し遂げることもできる。
【００６０】
有機非極性溶媒抽出プロセス
連続式極性溶媒スラリー相抽出固液分離器からの、または極性溶媒ＣＳＴＥシステムからの、湿っているか、または所望の場合乾燥している極性化合物除去済みバイオマス固形物を、第１の十分に掻き混ぜられる非極性溶媒ＣＳＴＥ段へ連続的に移送する。第１の十分に掻き混ぜられる非極性溶媒ＣＳＴＥ段は、大気圧で運転する場合、溶媒損失を最小限に抑えるために塔頂部に還流冷却器を備えて蒸気加熱のためのジャケットが付けられ得る。非極性有機溶媒は、天然の高分子量Ｔａｒａｘａｃｕｍゴムを溶解させながら、天然ゴム生成物の質を汚染する可能性がある他の有機物を溶解させないかまたは最小限にだけ溶解させる溶解性に基づいて選択される。特定のプロセスでは、供給原料である極性化合物除去済みバイオマス固形物の中に残存する極性溶媒は、非極性有機溶媒に対して可溶性であり、有機非極性溶媒中での天然ゴムの抽出には干渉しないであろう。有機非極性溶媒は、低コストであり処理施設の地域で容易に入手できることが最も望ましい。混合ヘキサンは、Ｔａｒａｘａｃｕｍの茎基部及び根のバイオマスの中の天然ゴムを乾燥重量基準で０．５〜２５重量パーセントの範囲で溶解させることが見出された。他の有機非極性溶媒、例えば、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、ペンタン、テトラヒドロフラン、トルエン及び他の任意の非極性有機溶媒をこのプロセスのための非極性有機溶媒として使用することができる。極性溶媒の組合せも含まれるが、溶媒回収及び再利用のための資本及び運転費用コストが増すであろうことから、実証済みの要求及び正当化なしでは推奨されない。連続的溶媒抽出の温度は、還流冷却器を追加した状態で、選択された溶媒の大気圧での沸点で運転され得る。適切な圧力容器規定及び施設の場所での要件に従って設計された圧力容器を使用することによって、運転温度を沸点より高く上げることができる。
【００６１】
一時的に貯蔵されている極性化合物除去済みバイオマス固形物は、制御された流速で、第１の十分に掻き混ぜられる非極性有機溶媒ＣＳＴＥ段へと連続的に移送され得る。同時に、非極性有機溶媒を、制御された流速で、第１の十分に掻き混ぜられる非極性溶媒ＣＳＴＥ段へ連続的に移送する。特定の場合では非極性有機溶媒抽出プロセスの目的は、除去を成し遂げ、バイオマス供給原料の中に含まれている天然ゴムの乾燥重量基準で最低９０重量パーセントを得ることである。直列になった並流式の十分に撹拌されるＣＳＴＥ段を利用することによって、当該目的を満たすべく非極性有機溶媒液体スラリー相抽出を成し遂げることができる。この連続的液体溶媒相抽出での全体の滞留、サイクル及び／またはインキュベート時間は、供給原料及び非極性有機溶媒の流速すなわち溶媒対バイオマスの比率、システム内の各ＣＳＴＥ段の容積、ならびにシステム内の十分に撹拌され掻き混ぜられるＣＳＴＥ段の数によって制御される。この連続的非極性溶媒スラリー相抽出プロセスでの予期される全滞留時間は最短で１時間であり最長で８時間である。十分に撹拌され掻き混ぜられる最後のＣＳＴＥ段の内容物を、引火性溶媒を取り扱う能力を有する固液分離器へと移送する。多くのタイプ及び配置の連続遠心分離、ならびに他の連続加圧濾過プロセス、例えば、Ｆｕｎｄｉ、Ｓｃｈｅｎｋまたは類似した濾過システムを任意の配置または組合せで設備として用いてこのプロセスを完遂することができる。収率向上のために、使用済みバイオマス固形物を新鮮な非極性溶媒で洗浄して、出てきたバイオマス固形物から残留天然ゴムを除去することができる。
【００６２】
Ｃｒｏｗｎ  Ｉｒｏｎ  Ｗｏｒｋｓ−ＵＳＡ，Ｄｅｓｍｅｔ  Ｂａｌｌｅｓｔｒａ−Ｂｅｌｇｉｕｍによって製造された連続向流式固液抽出システム、Ｓｌｉｄｉｎｇ  Ｃｅｌｌ  Ｅｘｔｒａｃｔｏｒまたは「Ｌｕｒｇｉ」装置（Ａｉｒ  Ｌｉｑｕｉｄｅ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ａｎｄ  Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，Ｐａｒｉｓ，Ｆｒａｎｃｅ）、及び抽出プロセス変数が制御される他の任意の連続式固液相溶媒抽出機械またはシステムで非極性有機溶媒抽出を行うこともできる。Ｃｒｏｗｎ  Ｉｒｏｎ  Ｗｏｒｋｓまたは類似した抽出システムを用いる場合、非極性有機溶媒で濡れた使用済みバイオマスは、遠心分離または他の何らかの固液分離器を必要とすることなくシステムから出てくる。ゴム含有非極性溶媒画分液も固液分離器から得られる。
【００６３】
ゴム含有非極性溶媒画分の処理
ゴム含有非極性溶媒画分を、連続式スラリー相抽出システムまたはＣｒｏｗｎ  Ｉｒｏｎ  ＷｏｒｋｓもしくはＣＳＴＥシステムのための固液分離器からゴム含有非極性溶媒画分貯蔵タンクへ連続的に移送する。ゴム含有非極性溶媒画分を１００ミクロン未満のミクロンサイズの精製型フィルターへ連続的に移送して、主にＴａｒａｘａｃｕｍの微細粒子植物物質である懸濁固形物の大半を除去する。濾過された希薄なゴム含有非極性溶媒画分は、温度に対して感受性であり得る高分子量の天然Ｔａｒａｘａｃｕｍゴムを含有するものであり、後に当該溶液の体積を、熱及びまたは真空が制御された蒸留または蒸発によって低減して、天然ゴムを溶液中に維持しながら非極性有機溶媒の大部分を除去する。これは、連続式ゴム含有非極性溶媒画分ストリッパーまたは蒸発装置において行われる。高分子量ゴムの熱分解を回避するために温度を摂氏１００度未満に制御する。
【００６４】
非極性有機溶媒の体積を減らして濃縮ゴム含有非極性溶媒画分を得た後、ライン内ミキサーに合わせて少量のゴム酸化防止剤を溶媒に添加し、測定及び制御された流速で溶液をゴム析出装置タンクに連続的に移送する。酸化防止剤はＳａｎｔｏｆｌｅｘ  １３４ＰＤ（Ｅａｓｔｍａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｋｉｎｇｓｐｏｒｔ，ＴＮ，ＵＳＡ）であり得るが、完成品に対する顧客の要求に基づいて他のゴム酸化防止剤及び潜在的な生成物改良添加剤を添加することはできる。ゴム析出装置タンクは混合のために掻き混ぜられるとともに冷却のためのジャケットが付けられており、析出したゴム及び混合した液体有機溶媒混合物の除去を簡単にするために設計されている。等体積の有機極性溶媒を摂氏０〜１０度の温度に予冷し、酸化防止剤と共に濃縮ゴム含有非極性溶媒画分を有するゴム析出装置タンクに連続的に添加する。これは天然ゴムを、混合した溶媒溶液の密度よりも密度が大きいことによってタンクの底部に沈むゲル状固形物にして析出させることになり、溶液中に残った有機不純物が有機極性溶媒と非極性有機溶媒との混合物（すなわち混合液体有機溶媒）と共に残され、酸化防止された高純度で高分子量の天然ゴム生成物が生み出される。有機極性溶媒と非極性有機溶媒との液体混合物を、溶媒の在庫、回収及び再利用のための混合液体有機溶媒貯蔵タンクに移送する。
【００６５】
析出した天然ゴム生成物は、析出タンクから連続的に除去され得、混合液体有機溶媒を除去しゲル状析出ゴムを固形ゴム及び／または乾燥固形ゴムの一様な断片に形成及び／または成形するシステム（複数可）へと移送され得る。混合液体有機溶媒は混合液体有機溶媒貯蔵タンクへ移送され得る。固化したゴムの一様な断片は、顧客販売及び使用に最適な梱包、貯蔵及び出荷のためのおおよその大きさとなっている。固化したゴムの一様な断片は、シート、四角もしくは直方体ブロック、円柱、または任意の形状、またはそれらの組合せの形状であり得る。混合液体有機溶媒で濡れたゴム片を、混合溶媒の残余を除去する温度管理された固形ゴム乾燥機へと連続的に移送して天然Ｔａｒａｘａｃｕｍゴムの完成乾燥生成物を生産する。乾燥プロセスからの凝縮した溶媒混合物を混合液体有機溶媒貯蔵タンクへ移送する。乾燥ゴム片は、乾燥ゴム片を標準的なパレット上に載せる梱包システムへ連続的に移送され得、天然ゴムの酸化を最小限に抑える及び防止するために、内容物全体を密封し、貯蔵及び在庫へと移動させて、顧客販売のために固形ゴム製品を出荷及び輸送する。固形天然ゴム製品は、タイヤを含むがこれに限定されない様々な商品を製造するために使用され得る。
【００６６】
混合液体有機溶媒を除去しゲル状析出ゴムを形成及び／または成形するシステムによって、及び／または乾燥機によって析出装置において除去された有機極性及び非極性有機溶媒液体混合物は、液相で混合液体有機溶媒貯蔵タンク内に収集及び貯蔵され得る。混合液体有機溶媒を蒸留混合溶媒分離システムへ連続的に移送する。分離システムは、極性溶媒抽出プロセスのための供給原料としての再利用及び再生利用のために貯蔵される浄化された極性溶媒、ならびに非極性有機溶媒抽出プロセスのための供給原料としての再利用及び再生利用のために貯蔵される浄化された非極性溶媒を生成する。
【００６７】
使用済みバイオマスの処理
連続式非極性溶媒スラリー相抽出分離器からの、またはＣｒｏｗｎ  Ｉｒｏｎ  Ｗｏｒｋｓもしくは等価な連続式溶媒抽出システムからの使用済みバイオマスを、使用済みバイオマス乾燥機へ連続的に移送する。使用済みバイオマス乾燥機は、使用済みバイオマスから非極性有機溶媒を蒸発させ除去して１０００ＰＰＭ未満のレベルを達成する。蒸発した溶媒を凝縮させ、非極性有機溶媒抽出プロセスのための供給原料としての再利用及び再生利用のための貯蔵へと移送する。
【００６８】
低圧蒸気の形態のエネルギーがこの施設のプロセスの多くに必要とされる。それゆえ、この連続プロセスの蒸気要求量を供給するために蒸気ボイラーが必要とされる。乾燥した使用済みバイオマスは、１ポンドあたりおよそ７，５００ＢＴＵのＢＴＵ含有量を有し、ボイラーのための供給原料として使用され得る。ボイラーは、施設のエネルギー要求に応えるために天然ガスか、燃料油か、容易に入手できる低コストの他の任意の燃料かのいずれかを使用するために装備されることになる。
【００６９】
本開示の幅広さ及び範囲は、上記例のいずれによっても限定されるべきではなく、以下の実施形態、以下の特許請求の範囲、及びそれらの均等物によってのみ画定されねばならない。
【００７０】
実施形態
実施形態１。炭水化物含有液及び炭水化物除去済みバイオマス固形物をゴム保有植物から得るための処理システムであって、一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された前記複数の連続撹拌タンク抽出段を含む抽出システムを含み、各抽出システムにおいて前記連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つが、液体溶媒を受け入れるように適合し構成された入口を有し、前記抽出システムの前記少なくとも１つの連続撹拌抽出段が、バイオマス、及び水、水溶液またはそれらの組合せを含む少なくとも約５０℃の温度の液体溶媒を受け入れるために適合し構成されており、前記バイオマスがＴａｒａｘａｃｕｍ属または別の非Ｈｅｖｅａ植物のゴム保有植物からのものであり、前記抽出システムが、前記抽出システムによって前記炭水化物含有液及び前記炭水化物除去済みバイオマス固形物が生成するような要領で前記バイオマスを前記液体溶媒と混合するように適合し構成されており；さらに、一連の前記連続撹拌タンク抽出段の最後と流体連通して配列された固液分離器を含み、前記分離器が、前記炭水化物除去済みバイオマス固形物を前記炭水化物含有液から分離するために適合し構成されている、前記処理システム。
【００７１】
実施形態２。極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物をゴム保有植物から得るための処理システムであって、一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された前記複数の連続撹拌タンク抽出段を含む抽出システムを含み、各抽出システムにおいて前記連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つが、液体有機溶媒を受け入れるように適合し構成された入口を有し、前記抽出システムの前記少なくとも１つの連続撹拌抽出段が、炭水化物除去済みバイオマス固形物及び有機極性溶媒液を受け入れるために適合し構成されており、前記炭水化物除去済みバイオマス固形物がＴａｒａｘａｃｕｍ属または別の非Ｈｅｖｅａ植物のゴム保有植物からのものであり、前記抽出システムが、前記抽出システムによって前記液体極性有機物画分及び前記極性化合物除去済みバイオマス固形物が生成するような要領で前記炭水化物除去済みバイオマス固形物を前記有機極性溶媒と混合するように適合し構成されており；さらに、一連の前記連続撹拌タンク抽出段の最後と流体連通して配列された固液分離器を含み、前記分離器が、前記極性化合物除去済みバイオマス固形物を前記液体極性有機物画分から分離するために適合し構成されている、前記処理システム。
【００７２】
実施形態３。ゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物をゴム保有植物から得るための処理システムであって、一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された前記複数の連続撹拌タンク抽出段を含む抽出システムを含み、各抽出システムにおいて前記連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つが、液体溶媒を受け入れるように適合し構成された入口を有し、前記抽出システムの前記少なくとも１つの連続撹拌抽出段が、極性化合物除去済みバイオマス固形物及び非極性有機溶媒を受け入れるために適合し構成されており、前記極性化合物除去済みバイオマス固形物がＴａｒａｘａｃｕｍ属または別の非Ｈｅｖｅａ植物のゴム保有植物からのものであり、前記抽出システムが、前記抽出システムによって前記ゴム含有非極性溶媒画分液及び前記使用済みバイオマス固形物が生成するような要領で前記極性化合物除去済みバイオマス固形物を前記非極性有機溶媒と混合するように適合し構成されており；さらに、一連の前記連続撹拌タンク抽出段の最後と流体連通して配列された固液分離器を含み、前記分離器が、前記使用済みバイオマス固形物を前記ゴム含有非極性溶媒画分液から分離するために適合し構成されている、前記処理システム。
【００７３】
実施形態４。ゴム含有画分をゴム保有植物から得るための処理システムであって、（ａ）前記植物またはその部分からのバイオマス、及び水、水溶液またはそれらの組合せを含む液体溶媒を受け入れ；第１抽出システムによって炭水化物含有液及び炭水化物除去済みバイオマス固形物が生成するような要領で前記バイオマスと液体溶媒とを少なくとも約５０℃の温度で混合し；前記炭水化物除去済みバイオマス固形物を前記炭水化物含有液から分離するように適合し構成された、前記第１抽出システムを含み、前記ゴム保有植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものまたは別の非Ｈｅｖｅａ植物であり、（ｂ）前記第１抽出システムからの前記炭水化物除去済みバイオマス固形物を受け入れ；第２抽出システムによって液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物が生成するような要領で前記炭水化物除去済みバイオマス固形物を有機極性溶媒と混合し；前記液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を分離するように適合し構成された、前記第２抽出システム、ならびに（ｃ）前記第２抽出システムからの前記極性化合物除去済みバイオマス固形物、及び非極性有機溶媒を受け入れ；第３抽出システムによってゴム含有非極性溶媒画分液及び使用済みバイオマス固形物が生成するような要領で前記極性化合物除去済みバイオマス固形物を前記非極性有機溶媒と混合し；前記ゴム含有非極性溶媒画分液及び使用済みバイオマス固形物を分離するように適合し構成された、前記第３抽出システムを含み、前記第１、第２または第３抽出システムのうちの少なくとも１つが、各抽出システムの一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された前記複数の連続撹拌タンク抽出段を含み、各抽出システムにおいて前記連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つが、前記溶媒を受け入れるように適合し構成された入口、及び前記バイオマスまたは前記固形物を受け入れるように適合し構成された入口を有し、各抽出システムがさらに、前記それぞれの抽出システムの一連の前記連続撹拌タンク抽出段の最後と流体連通して配列された固液分離器を含み、前記固液分離器が、前記炭水化物除去済みバイオマス固形物、極性化合物除去済みバイオマス固形物または使用済みバイオマス固形物を前記炭水化物含有液、前記液体極性有機物画分または前記ゴム含有非極性溶媒画分液から分離するように適合し構成されている、前記処理システム。
【００７４】
実施形態５。前記抽出システムの１つまたは２つが、ソックスレー抽出器、浸漬抽出器、向流浸漬抽出器、または濾過抽出器を含む、実施形態４に記載の処理システム。
【００７５】
実施形態６。ゴム含有画分をゴム保有植物から得るための処理システムであって、（ａ）前記植物またはその部分からのバイオマス、及び有機極性溶媒を受け入れ；第２抽出システムによって液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物が生成するような要領で前記バイオマスを有機極性溶媒と混合し；前記液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を分離するように適合し構成された、第１抽出システム、ならびに（ｃ）前記第１抽出システムからの前記極性化合物除去済みバイオマス固形物を受け入れ；第２抽出システムによってゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物が生成するような要領で前記極性化合物除去済みバイオマス固形物を非極性有機溶媒と混合し；前記ゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物を分離するように適合し構成された、前記第２抽出システムを含み、前記第１または第２抽出システムのうちの少なくとも１つが、各抽出システムの一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された前記複数の連続撹拌タンク抽出段を含み、各抽出システムにおいて前記連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つが、前記溶媒を受け入れるように適合し構成された入口、及び前記バイオマスまたは前記固形物を受け入れるように適合し構成された入口を有し、各抽出システムがさらに、前記それぞれの抽出システムの一連の前記連続撹拌タンク抽出段の最後と流体連通して配列された固液分離器を含み、前記固液分離器が、前記極性化合物除去済みバイオマス固形物または使用済みバイオマス固形物を前記液体極性有機物画分または前記ゴム含有非極性溶媒画分から分離するように適合し構成されている、前記処理システム。
【００７６】
実施形態７。前記抽出システムの１つが、ソックスレー抽出器、浸漬抽出器、向流浸漬抽出器、または濾過抽出器を含む、実施形態６に記載の処理システム。
【００７７】
実施形態８。前記固形物質を少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段に導入する前に前記固形物質の粒径を低減する及び／または形状及び状態を改変するように適合し構成された固形物前処理調整機（複数可）をさらに含む、実施形態１〜７のいずれか１項に記載の処理システム。
【００７８】
実施形態９。前記少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段と結び付いた再循環ループをさらに含む、実施形態１〜７のいずれか１項に記載の処理システム。
【００７９】
実施形態１０。前記再循環ループが熱交換器または伝熱装置を含む、実施形態９に記載の処理システム。
【００８０】
実施形態１１。前記再循環ループが、粒子低減及び／または形状改変装置を含む、実施形態９に記載の処理システム。
【００８１】
実施形態１２。前記少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段が、剪断を増大させて前記バイオマス、炭水化物除去済みバイオマス固形物、極性化合物除去済みバイオマス固形物または使用済みバイオマス固形物の前記粒径及び形状を低減及び／または改変するように適合し構成された翼を有する、実施形態１〜１１のいずれか１項に記載の処理システム。
【００８２】
実施形態１３。少なくとも１つのＣＳＴＥ段が、約５０℃〜約１００℃の温度の前記液体溶媒を受け入れ収容するように適合し構成されている、実施形態１、実施形態４または実施形態５のいずれか１項に記載の処理システム。
【００８３】
実施形態１４。少なくとも１つのＣＳＴＥ段が、１００℃より高い温度及び大気圧より高い圧力の前記液体溶媒を受け入れ収容するように適合し構成されている、実施形態１、実施形態４または実施形態５のいずれか１項に記載の処理システム。
【００８４】
実施形態１５。炭水化物含有液をゴム保有植物から抽出する方法であって、一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された前記複数の連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段に、水、水溶液またはそれらの組合せを含む液体溶媒、及び前記植物またはその部分からのバイオマスを導入することを含み、前記ゴム保有植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものまたは別の非Ｈｅｖｅａ植物であり；前記少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段の中に、水、水溶液またはそれらの組合せを含む液体溶媒、及びバイオマスを導入すること；前記少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段において、少なくとも約５０℃の温度で前記液体溶媒を前記バイオマスと混合して、前記バイオマスと会合している前記炭水化物を前記液体溶媒中に抽出するのを可能にすること；ならびに、前記少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液を固液分離器に導入して、分離された炭水化物含有液及び炭水化物除去済みバイオマス固形物を得ることを含む、前記方法。
【００８５】
実施形態１６。極性有機物画分をゴム保有植物の炭水化物除去済みバイオマス固形物から抽出する方法であって、一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された前記複数の連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段に、有機極性溶媒及び前記炭水化物除去済みバイオマス固形物を導入することを含み、前記ゴム保有植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものまたは別の非Ｈｅｖｅａ植物であり；前記固形物と会合している前記極性有機物画分を前記有機極性溶媒中に抽出することを可能にする要領で前記少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段において前記有機極性溶媒を前記炭水化物除去済みバイオマス固形物と混合すること；ならびに前記少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液を固液分離器に導入して、分離された極性有機物画分液及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を得ることを含む、前記方法。
【００８６】
実施形態１７。ゴム含有非極性溶媒画分をゴム保有植物の極性化合物除去済みバイオマス固形物から抽出する方法であって、一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された前記複数の連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段に、非極性有機溶媒及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を導入することを含み、前記ゴム保有植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものまたは別の非Ｈｅｖｅａ植物であり；前記固形物と会合している前記天然ゴムを前記非極性有機溶媒中に抽出することを可能にする要領で前記少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段において前記非極性有機溶媒を前記極性化合物除去済みバイオマス固形物と混合すること；ならびに前記少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液を固液分離器に導入して、分離されたゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物を得ることを含む、前記方法。
【００８７】
実施形態１８。ゴム含有非極性溶媒画分をゴム保有植物から抽出する方法であって、（ａ）前記植物またはその部分からのバイオマス、及び水、水溶液またはそれらの組合せを含む液体溶媒を第１抽出システムに導入し；前記バイオマスと液体溶媒とを少なくとも約５０℃の温度で混合して炭水化物含有液及び炭水化物除去済みバイオマス固形物を生成し；前記炭水化物除去済みバイオマス固形物を前記炭水化物含有液から分離することを含み、前記ゴム保有植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものまたは別の非Ｈｅｖｅａ植物であり、（ｂ）前記第１抽出システムからの前記炭水化物除去済みバイオマス固形物、有機極性溶媒を第２抽出システムに導入し；前記炭水化物除去済みバイオマス固形物を前記有機極性溶媒と混合して液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を生成し、前記液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を分離すること、ならびに（ｃ）前記第２抽出システムからの前記極性化合物除去済みバイオマス固形物、及び非極性有機溶媒を第３抽出システムに導入し；前記極性化合物除去済みバイオマス固形物を前記非極性有機溶媒と混合してゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物を生成し；前記ゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物を分離することを含み、前記第１、第２または第３抽出システムのうちの少なくとも１つが、各抽出システムの一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された前記複数の連続撹拌タンク抽出段を含み、各抽出システムにおいて前記連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つが、前記溶媒を受け入れるように適合し構成された入口、及び前記バイオマスまたは前記固形物を受け入れるように適合し構成された入口を有し、各抽出システムがさらに、前記それぞれの抽出システムの一連の前記連続撹拌タンク抽出段の最後と流体連通して配列された固液分離器を含み、前記固液分離器が、前記炭水化物除去済みバイオマス固形物、極性化合物除去済みバイオマス固形物または使用済みバイオマス固形物を前記炭水化物含有液、前記液体極性有機物画分または前記ゴム含有非極性溶媒画分から分離するように適合し構成されている、前記方法。
【００８８】
実施形態１９。前記抽出システムの１つまたは２つが、ソックスレー抽出器、浸漬抽出器、向流浸漬抽出器、または濾過抽出器を含む、実施形態１４に記載の方法。
【００８９】
実施形態２０。ゴム含有非極性溶媒画分をゴム保有植物から抽出する方法であって、（ａ）前記植物またはその部分からのバイオマス、及び有機極性溶媒を第１抽出システムに導入し；前記バイオマスを前記有機極性溶媒と混合して液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を生成し、前記液体極性有機物画分及び極性化合物除去済みバイオマス固形物を分離することを含み、前記ゴム保有植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものまたは別の非Ｈｅｖｅａ植物であり、（ｂ）前記第１抽出システムからの前記極性化合物除去済みバイオマス固形物、及び非極性有機溶媒を第２抽出システムに導入し；前記極性化合物除去済みバイオマス固形物を前記非極性有機溶媒と混合してゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物を生成し；前記ゴム含有非極性溶媒画分及び使用済みバイオマス固形物を分離することを含み、前記第１または第２抽出システムのうちの少なくとも１つが、各抽出システムの一連の複数の連続撹拌タンク抽出段において１つの連続撹拌タンク抽出段からの流出液が次の連続撹拌抽出段へと流れるような、互いに流体連通して直列に配列された前記複数の連続撹拌タンク抽出段を含み、各抽出システムにおいて前記連続撹拌タンク抽出段の少なくとも１つが、前記溶媒を受け入れるように適合し構成された入口、及び前記バイオマスまたは前記固形物を受け入れるように適合し構成された入口を有し、各抽出システムがさらに、前記それぞれの抽出システムの一連の前記連続撹拌タンク抽出段の最後と流体連通して配列された固液分離器を含み、前記固液分離器が、前記極性化合物除去済みバイオマス固形物または使用済みバイオマス固形物を前記液体極性有機物画分または前記ゴム含有非極性溶媒画分から分離するように適合し構成されている、前記方法。
【００９０】
実施形態２１。シュート、花、葉、根、茎基部またはそれらの組合せを含む前記植物の部分がバイオマス供給原料として使用される、実施形態１５、実施形態１６、実施形態１７、実施形態１８、実施形態１９または実施形態２０のいずれか１項に記載の方法。
【００９１】
実施形態２２。前記植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものであり、前記植物の部分が根、茎基部またはそれらの組合せを含む、実施形態２１に記載の方法。
【００９２】
実施形態２３。Ｔａｒａｘａｃｕｍ属の前記植物が、Ｔ．ｋｏｋｓａｇｈｙｚもしくはその栽培品種、１つ以上のＴａｒａｘａｃｕｍ属種もしくは栽培品種からの遺伝子移入生殖質を含む品種、種間ハイブリッド生殖質を含む品種、２つ以上の栽培品種からのハイブリッド生殖質を含む品種、任意のゴム保有Ｔａｒａｘａｃｕｍ属種、栽培品種もしくは品種の突然変異誘発もしくは遺伝子編集から生まれる品種、遺伝子導入Ｔａｒａｘａｃｕｍ植物、またはそれらの任意の組合せである、実施形態２２に記載の方法。
【００９３】
実施形態２４。前記品種が、Ｔ．ｋｏｋｓａｇｈｙｚとＴ．ｏｆｆｉｃｉｎａｌｅとの種間ハイブリッド生殖質を含む、実施形態２３に記載の方法。
【００９４】
実施形態２５。前記方法において供給原料として使用される前記バイオマスが、前記植物、品種または栽培品種のうちの１つまたは１つより多くから得られるものである、実施形態２４に記載の方法。
【００９５】
実施形態２６。前記水、水溶液またはそれらの組合せのｐＨが、７より大きいが約１０以下である値を有する、実施形態１５、実施形態１８または実施形態１９に記載の方法。
【００９６】
実施形態２７。前記液体溶媒の温度が約５０℃〜約１００℃である、実施形態１５、実施形態１８または実施形態１９のいずれか１項に記載の方法。
【００９７】
実施形態２８。前記液体溶媒は温度が１００℃より高く圧力が大気圧より高い、実施形態１５、実施形態１８または実施形態１９のいずれか１項に記載の方法。
【００９８】
実施形態２９。前記炭水化物が化学または発酵プロセスにおいて供給原料として使用される、実施形態１５、実施形態１８または実施形態１９のいずれか１項に記載の方法。
【００９９】
実施形態３０。前記炭水化物除去済みバイオマス固形物またはその一部を乾燥させることをさらに含む、実施形態１５、実施形態１８または実施形態１９のいずれか１項に記載の方法。
【０１００】
実施形態３１。前記有機極性溶媒が、１〜８個の炭素原子を有するアルコール、３〜８個の炭素原子を有するケトン、３〜８個の炭素原子を有するヒドロキシケトン、ケトール、３〜８個の炭素原子を有するエステル、またはそれらの組合せを含む、実施形態１６、実施形態１８、実施形態１９、実施形態２０または実施形態２１に記載の方法。
【０１０１】
実施形態３２。前記有機極性溶媒が、アセトン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、第三級ブチルアルコール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、その含水形態を含む、実施形態３１に記載の方法。
【０１０２】
実施形態３３。前記少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段に随伴する流出液を再循環させること、ならびに前記流出液を再循環させている間、前記流出液中の前記固形物質の粒径を低減する、及び／または粒子形状を改変する、及び／または繊維を露出させるべく剪断を掛けることをさらに含む、実施形態１５〜３１または実施形態３２のいずれか１項に記載の方法。
【０１０３】
実施形態３４。前記少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段に随伴する流出液を再循環させること、ならびに前記流出液の圧力及び温度を改変して前記溶媒における前記生成物（複数可）の溶解性を向上させることをさらに含む、実施形態３３に記載の方法。
【０１０４】
実施形態３５。前記バイオマス、炭水化物除去済みバイオマス固形物、または極性化合物除去済みバイオマス固形物を前記液体溶媒または溶媒と混合する前記ステップが、前記少なくとも１つの連続撹拌タンク抽出段において前記バイオマス、炭水化物除去済みバイオマス固形物、または極性化合物除去済みバイオマス固形物の前記粒径及び形状を低減及びまたは剪断することを含む、実施形態１５〜３３または実施形態３４のいずれか１項に記載の方法。
【０１０５】
実施形態３６。前記炭水化物除去済みバイオマス固形物が約１〜約８時間にわたって前記有機極性溶媒で抽出される、実施形態１６、実施形態１８、実施形態１９または実施形態２２〜３５のいずれか１項に記載の方法。
【０１０６】
実施形態３７。前記固液分離の後に前記極性有機物画分を濾過して微細な固形粒子を分離するステップをさらに含む、実施形態１６、実施形態１８、実施形態１９または実施形態２２〜３６に記載の方法。
【０１０７】
実施形態３８。潤滑剤、化粧品原料、昆虫フェロモン、封止剤、接着剤、界面活性剤または乳化剤が濃縮されている極性有機副画分を、前記極性有機物画分から得るステップをさらに含む、実施形態１６、実施形態１８、実施形態１９または実施形態２２〜３７に記載の方法。
【０１０８】
実施形態３９。前記極性有機副画分において、１８−オキソ−ノナデカン酸、パルミチン酸エチルエステル、オレアノール酸、コレカルシフェロール、１７−ヒドロキシ−９Ｚ−オクタデセン酸、スフィンゴシン、１２−オキソ−９−オクタデシン酸、シス−５−テトラデセノイルカルニチン、アゼライン酸、モノオレイン、ベータ−ヒドロキシパルミチン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、シス−９−ヘキサデセン酸、またはそれらの異性体のうちの少なくとも１つが濃縮されている、実施形態３８に記載の方法。
【０１０９】
実施形態４０。前記非極性有機溶媒が、１〜１６個の炭素原子を有する炭化水素を含む、実施形態１７〜３８のいずれか１項に記載の方法。
【０１１０】
実施形態４１。前記炭化水素が、４〜９個の炭素原子を有するアルカン、５〜１０個の炭素原子を有するシクロアルカン、５〜１０個の炭素原子を有するアルキル置換シクロアルカン、６〜１２個の炭素原子を有する芳香族化合物、及び７〜１２個の炭素原子を有するアルキル置換芳香族化合物からなる群から選択される、実施形態４０に記載の方法。
【０１１１】
実施形態４２。前記非極性有機溶媒が、ｎ−ヘキサン、混合ヘキサン、シクロヘキサン、ｎ−ペンタン、混合ペンタン、２−メチルペンタン、３−メチルペンタン、２，３−ジメチルブタン、２−２−ジメチルブタン、メチルシクロペンタン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、またはそれらの混合物を含む、実施形態４０に記載の方法。
【０１１２】
実施形態４３。前記極性化合物除去済みバイオマス固形物が約１時間〜約８時間にわたって前記非極性有機溶媒で抽出される、実施形態１７〜４２のいずれか１項に記載の方法。
【０１１３】
実施形態４４。大気圧で、及び前記非極性有機溶媒の大気圧での沸点またはそれ未満の温度で、前記極性化合物除去済みバイオマス固形物が前記非極性有機溶媒で抽出される、実施形態１７〜４３のいずれか１項に記載の方法。
【０１１４】
実施形態４５。前記非極性有機溶媒の大気圧での沸点より高い温度で、及び大気圧より高い圧力で、前記極性化合物除去済みバイオマス固形物が前記有機非極性溶媒で抽出される、実施形態１７〜４３のいずれか１項に記載の方法。
【０１１５】
実施形態４６。前記使用済みバイオマス固形物からの前記ゴム含有非極性溶媒画分の前記分離が、遠心分離、濾過、沈降、溶存ガス浮上分離またはそれらの組合せによって成し遂げられる、実施形態１７〜４５のいずれか１項に記載の方法。
【０１１６】
実施形態４７。乾燥重量で、バイオマスまたは極性化合物除去済みバイオマス固形物供給原料の中に含まれている前記天然ゴムの少なくとも８０％、９０％、９５％、９８％または９９％が、前記ゴム含有非極性溶媒画分中に抽出される、実施形態１７〜４５のいずれか１項に記載の方法。
【０１１７】
実施形態４８。以下のステップ：（ａ）前記ゴム含有非極性溶媒画分を濾過するステップ、（ｂ）前記ゴムを溶液中に維持しながら前記非極性有機溶媒の少なくとも半分の蒸留または蒸発を行って濃縮ゴム溶液を得るステップ、（ｃ）酸化防止剤を濃縮ゴム溶液に添加するステップ、（ｄ）冷却した有機極性溶媒を（ｂ）または（ｃ）の前記濃縮ゴム溶液に添加して前記天然ゴムを析出させるステップ、（ｅ）前記有機極性溶媒と非極性有機溶媒と析出ゴムとの前記混合物をさらに冷却してゲル状ゴム析出物及び混合液体有機溶媒を形成するステップ。（ｆ）前記ゲル状ゴム析出物を前記混合液体有機溶媒から分離及び除去するステップ、（ｇ）前記ゲル状ゴム析出物を形成及び／または成形する、及び／または前記混合液体有機溶媒の一部をさらに除去するステップ、（ｈ）前記形成及び／または成形されたゲル状ゴム析出物を乾燥させて乾燥固形ゴム生成物を得るステップ、（ｉ）ステップ（ａ）〜（ｈ）の任意の組合せのうちの少なくとも１つをさらに含む、実施形態１７〜４６または実施形態４７に記載の方法。
【０１１８】
実施形態４９。前記植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものであり、前記バイオマスが、葉、茎、花、根、茎基部またはそれらの組合せを含む前記Ｔａｒａｘａｃｕｍ植物の部分から得られるものであり、前記ゴム含有非極性溶媒画分、ゲル状ゴム析出物、または乾燥固形ゴムが、（ｉ）ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）と蒸発光散乱検出との併用（ＧＰＣ−ＥＬＳＤ）、ＧＰＣと多角度光散乱との併用（ＧＰＣ−ＭＡＬＳ）、及びＧＰＣと屈折率との併用（ＧＰＣ−ＲＩ）からなる群から選択される分析方法によって多分散度及び重量平均分子量を決定した場合に前記多分散度（Ｐ）が１．１〜４であり前記重量平均分子量が１モルあたり約１．０×１０６〜５．０×１０６グラムである単峰性の分子量分布、（ｉｉ）０．５重量％未満、０．４重量％未満、０．３重量％未満、０．２重量％未満もしくは０．１重量％未満の灰分、及び／または（ｉｉｉ）０．５重量％未満、０．４重量％未満、０．３重量％未満、０．２重量％未満もしくは０．１重量％未満の窒素含有量のうちの少なくとも１つを有するポリイソプレンを含む、実施形態４８に記載の方法。
【０１１９】
実施形態５０。前記植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものであり、前記バイオマスが、葉、茎、花、根、茎基部またはそれらの組合せを含む前記Ｔａｒａｘａｃｕｍ植物の部分から得られるものであり、前記ゴム含有非極性溶媒画分、ゲル状ゴム析出物、または乾燥固形ゴムが、０．５重量％未満、０．４重量％未満、０．３重量％未満、０．２重量％未満または０．１重量％未満の灰分及び０．５重量％未満、０．４重量％未満、０．３重量％未満、０．２重量％未満または０．１重量％未満の窒素含有量を有する、実施形態４８に記載の方法。
【０１２０】
実施形態５１。前記植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものであり、前記バイオマスが、根、茎基部またはそれらの組合せを含む前記Ｔａｒａｘａｃｕｍ植物の部分から得られるものであり、前記ゴム含有画分、ゲル状ゴム析出物、または乾燥固形ゴムの中のポリイソプレンが、多分散性（Ｐ）を１〜４とし重量平均分子量を１モルあたり約１．０×１０６〜５．０×１０６グラムとする本質的に単峰性の分子量分布を有し、前記多分散性及び前記重量平均分子量が、（ＧＰＣ）と蒸発光散乱検出との併用（ＧＰＣ−ＥＬＳＤ）、ＧＰＣと多角度光散乱との併用（ＧＰＣ−ＭＡＬＳ）、及びＧＰＣと屈折率との併用（ＧＰＣ−ＲＩ）からなる群から選択される分析方法によって決定される、実施形態４８に記載の方法。
【０１２１】
実施形態５２。前記ゴム含有非極性溶媒画分、ゲル状ゴム析出物、または乾燥固形ゴムが０．５重量％未満、０．４重量％未満、０．３重量％未満、０．２重量％未満もしくは０．１重量％未満の灰分を有する、実施形態４８に記載の方法。
【０１２２】
実施形態５３。前記植物がＴａｒａｘａｃｕｍ属のものであり、前記バイオマスが、葉、茎、花、根、茎基部またはそれらの組合せを含む前記Ｔａｒａｘａｃｕｍ植物の部分から得られるものであり、前記ゴム含有非極性溶媒画分、ゲル状ゴム析出物、または乾燥固形ゴムが、０．５重量％未満の窒素含有量を有する、実施形態４８に記載の方法。
【０１２３】
実施形態５４。前記方法が連続式である、実施形態１５〜５３または実施形態５４のいずれか１項に記載の方法。
【０１２４】
実施形態５５。前記方法が半連続または回分モードである、実施形態１５〜５３または実施形態５４のいずれか１項に記載の方法。
【０１２５】
実施形態５６。前記使用済みバイオマスが乾燥して液体含有量が０．１重量パーセント以下となっている、実施形態１７〜５４または実施形態５５のいずれか１項に記載の方法。
【０１２６】
実施形態５７。前記乾燥した使用済みバイオマスが、ボイラーのための供給原料、バイオ燃料生産のための供給原料、動物用飼料補給物、セルロース断熱材、パーティクルボード用の添加剤もしくは充填剤、土壌改良剤、建築資材、またはそれらの任意の組合せとして使用される、実施形態５６に記載の方法。
【０１２７】
実施形態５８。少なくとも１つの抽出システムにおいて前記ＣＳＴＥ段の少なくとも第１及びそれ以降の任意のＣＳＴＥ段が、（ｉ）前記液体溶媒を受け入れるように適合し構成された入口、（ｉｉ）前記バイオマス、前記炭水化物除去済みバイオマス固形物、もしくは前記極性化合物除去済みバイオマス固形物を受け入れるように適合し構成された入口、または（ｉｉｉ）（ｉ）の入口及び（ｉｉ）の入口の組合せを有する、実施形態１〜１４のいずれか１項に記載の処理システム。
【０１２８】
実施形態５９。少なくとも１つの抽出システムにおいて前記ＣＳＴＥ段の各ＣＳＴＥ段が、（ｉ）前記液体溶媒を受け入れるように適合し構成された入口、（ｉｉ）前記バイオマス、前記炭水化物除去済みバイオマス固形物、もしくは前記極性化合物除去済みバイオマス固形物を受け入れるように適合し構成された入口、または（ｉｉｉ）（ｉ）の入口及び（ｉｉ）の入口の組合せを有する、実施形態５８に記載の処理システム。
【０１２９】
実施形態６０。少なくとも１つの抽出システムにおいて前記ＣＳＴＥ段の少なくとも第１及びそれ以降の任意のＣＳＴＥ段が、（ｉ）前記液体溶媒を受け入れるように適合し構成された入口、（ｉｉ）前記バイオマス、前記炭水化物除去済みバイオマス固形物、もしくは前記極性化合物除去済みバイオマス固形物を受け入れるように適合し構成された入口、または（ｉｉｉ）（ｉ）の入口及び（ｉｉ）の入口の組合せを有する、実施形態１５〜５６または実施形態５７のいずれか１項に記載の方法。
【０１３０】
実施形態６１。少なくとも１つの抽出システムにおいて前記ＣＳＴＥ段の各ＣＳＴＥ段が、（ｉ）前記液体溶媒を受け入れるように適合し構成された入口、（ｉｉ）前記バイオマス、前記炭水化物除去済みバイオマス固形物、もしくは前記極性化合物除去済みバイオマス固形物を受け入れるように適合し構成された入口、または（ｉｉｉ）（ｉ）の入口及び（ｉｉ）の入口の組合せを有する、実施形態６０に記載の方法。
【図１】
2020530393.tif 000003
【図２】
2020530393.tif 000004
【図３】
2020530393.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2020530393.tif 000012
【図１１】
2020530393.tif 000013
【図１２】
2020530393.tif 000014
【図１３】
2020530393.tif 000015
【国際調査報告】
2020530393.tif 000016
2020530393.tif 000017
2020530393.tif 000018