"05gcm3未満の嵩密度を有するバイオマス原料を輻射線照射、音波処理、熱分解、および酸化からなる群より選択される処理方法を用いて処理することにより調製された、処理されたバイオマス原料を、微生物を用いて産物に変換する工程を含む、バイオマス原料の分子構造を変化させる方法であって、処理が電子線を照射する工程を少なくとも含み、電子線を照射する工程は、電子線以外の輻射線の照射、音波処理、熱分解、および酸化からなる群より選択される処理と組み合わされてもよい、前記方法。バイオマス原料が035gcm3未満の嵩密度を有する、請求項1記載の方法。初期原料の嵩密度を低減するように初期原料を物理的に処理することによってバイオマス原料を調製する工程をさらに含む、請求項1記載の方法。初期原料が、調製する前に、07gcm3よりも大きい嵩密度を有する、請求項3記載の方法。初期原料を物理的に処理することが剪断する工程を含む、請求項3記載の方法。調製が石材粉砕、機械的剥取または引裂、ピン研削、または空気摩擦粉砕によって初期原料のサイズを低減する工程を含む、請求項3記載の方法。バイオマス原料がセルロースまたはリグノセルロース材料を含む、請求項1記載の方法。処理がバイオマス原料の分子量を低減するために選択された条件下で行われる、請求項1記載の方法。バイオマス原料が025m2gを上回るBET表面積を有する、請求項1記載の方法。バイオマス原料が5より大きいかまたは5である長さ対直径比を有する、請求項1記載の方法。前記電子線は、電離放射線が少なくとも50kGyの総線量で適用される、請求項1記載の方法。変換が発酵を含む、請求項1記載の方法。処理が、バイオマス原料の平均分子量および平均結晶化度の一方もしくは双方を減少させる、またはバイオマス原料の表面積および多孔度の一方もしくは双方を増加させるように選択された条件下で行われる、請求項1記載の方法。バイオマス原料が紙、紙産物、紙廃棄物、木材、パーティクルボード、おがくず、汚水、サイレージ、草、もみ殻、バガス、綿、ジュート、麻、亜麻、竹、サイザル麻、マニラ麻、ワラ、トウモロコシ穂軸、トウモロコシ茎葉、スイッチグラス、アルファルファ、干し草、ヤシ毛、海草、海藻、およびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項1記載の方法。産物が可燃性燃料を含む、請求項1記載の方法。バイオマス原料が内部繊維を有し、かつ該バイオマス原料がその内部繊維が露出する程度まで剪断されている、請求項5記載の方法。バイオマス原料が70を上回る多孔度を有する、請求項1記載の方法。処理されたバイオマス原料を酵素的加水分解に供する工程をさらに含む、請求項1記載の方法。バイオマス原料が農業廃棄物を含む、請求項1記載の方法。発明の詳細な説明バイオマス例えば、植物バイオマス、動物バイオマス、および都市廃棄物バイオマスを加工して、燃料などの有用な産物を生産することができる。容易に入手可能であるが、例えば、発酵によって加工するのが困難であり得る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材料として用いることができるシステムおよびプロセスを以下に記載する。原料材料は、まず、往々にして、生原料材料のサイズ低減によって、加工のために物理的に調製される。物理的に調製された原料は、輻射線照射、音波処理、酸化、熱分解、および蒸気爆発の一つまたは複数を用いて前処理し、加工することができる。種々の前処理システムおよび方法は、これらの技術の2つ、3つまたは4つの組み合わせで用いることができる。いくつかの場合において、微生物によって可燃性燃料例えば、エタノール、ブタノール、または水素などのいくつかの望ましい産物に変換することができるセルロースなどの糖質を含む材料を提供するために、一つまたは複数の糖単位を含む原料を、本明細書において記載されたプロセスのいずれか一つまたは複数によって処理することができる。生産することができる他の産物および副産物は例えば、ヒトの食糧、動物の飼料、医薬、および栄養補助食品を含む。個々の前処理方法のベンチスケールの実施から大スケールのバイオマス加工プラントまでのいくつかの例を示す。バイオマスのタイプ一般に、一つまたは複数の糖単位のみから構成される糖質であるか、またはそれを含む、あるいは、一つまたは複数の糖単位を含む任意のバイオマス材料は、本明細書において記載された任意の方法によって加工することができる。例えば、バイオマスの材料はセルロースまたはリグノセルロース材料であり得る。例えば、そのような材料は紙、紙産物、木材、木材関連材料、パーティクルボード、草、もみ殻、バガス、綿、ジュート、麻、亜麻、竹、サイザル麻、マニラ麻、ワラ、トウモロコシ穂軸、ヤシ毛、海藻、海草、合成セルロース、またはこれらのうちのいずれかの混合物を含むことができる。繊維源は、紙および紙産物例えば、ポリコーティングされた紙およびクラフト紙を含めたセルロース繊維源、木材および木材関連材料、例えば、パーティクルボードを含めたリグノセルロース繊維源を含む。他の適切な繊維源は、天然繊維源、例えば、草、もみ殻、バガス、綿、ジュート、麻、亜麻、竹、サイザル麻、マニラ麻、ワラ、トウモロコシ穂軸、ヤシ毛、;αセルロース含有量が高い繊維源、例えば、綿;および合成繊維源、例えば、押し出されたヤーン配向したヤーンまたは配向していないヤーンを含む。天然または合成繊維源は、再生品でないスクラップテキスタイル材料、例えば、残留物に由来するものであり得、あるいはそれらは使用済み廃棄物、例えば、ぼろ切れであり得る。紙産物を繊維源として用いる場合、それらは再生品でない材料、例えば、スクラップの再生品でない材料であり得るか、あるいはそれらは、使用済み廃棄物であり得る。再生品でない生材料とは別に、使用済み廃棄物、産業廃棄物例えば、くず、および加工廃棄物例えば、紙加工からの流出物を繊維源として用いることができる。また、繊維源はヒト廃棄物例えば、汚水、動物廃棄物または植物廃棄物から得ることができるか、またはそれに由来することができる。さらなる繊維源は米国特許第6448307号、第6258876号、第6207729号、第5973035号および第5952105号に記載されている。いくつかの態様において、糖質は、一つまたは複数のβ14結合を有し、かつ約3000~50000の間の数平均分子量を有する材料であるか、またはそれを含む。そのような糖質はセルロースIであるか、あるいはそれを含み、これはβ1→4グリコシド結合の縮合を介してβグルコース1に由来する。この結合は、澱粉および他の糖質に存在するα1→4グリコシド結合についてのそれとは対照的である。前記材料のいずれかのブレンドもまた用いることができる。バイオマスを処理するためのシステム図1は、バイオマス、特に、有意なセルロースおよびリグノセルロース成分を持つバイオマスを有用な産物および副産物に変換するためのシステム100を示す。システム100は供給材料調製サブシステム110、前処理サブシステム114、一次プロセスサブシステム118、および後処理サブシステム122を含む。供給材料調製サブシステム110はバイオマスを生の形態で受け取り、下流プロセスによって原料として用いるためにそのバイオマスを物理的に調製し、例えば、バイオマスのサイズを低減し、かつバイオマスをホモゲナイズし、その生および原料形態双方のバイオマスを貯蔵する。有意なセルロースおよびリグノセルロース成分を持つバイオマス原料は、原料を有用な産物に加工する例えば、原料を発酵してエタノールとするのを困難にし得る、高い平均分子量および結晶化度を有することができる。前処理サブシステム114は供給材料調製サブシステム110からの原料を受け取り、例えば、原料の平均分子量および結晶化度を低減することによって主な生産プロセスで用いるための原料を調製する。一次プロセスサブシステム118は前処理サブシステム114からの前処理原料を受け取り、有用な産物例えば、エタノール、他のアルコール、医薬、およびまたは食品産物を生じさせる。いくつかの場合において、一次プロセスサブシステム118の産出物は直接的に有用であるが、他の場合には後処理サブシステム122によって提供されるさらなる加工を必要とする。後処理サブシステム122は、それを必要とする一次プロセスサブシステム118からの産物ストリームの加工例えば、エタノール蒸留および変性、ならびに他のサブシステムからの廃棄物ストリームのための処理をさらに提供する。いくつかの場合において、サブシステム114、118、122の副産物は、二次的な産物としてかつまたはシステム100の全効率を増加させることにおいて、直接的または間接的に有用であり得る。例えば、後処理サブシステム122は、他のサブシステムにおけるプロセス水として用いるためにリサイクルすべき処理された水を生じさせることができ、かつまたは蒸気およびもしくは電気を生じさせるボイラー用の燃料として用いることができる、可燃性廃棄物を生じさせることができる。バイオマス変換プラントの最適なサイズは、原料として用いるバイオマスの規模の経済およびタイプ、ならびに入手可能性を含めた因子によって影響される。プラントのサイズの増加はプラントのプロセスに関連する規模の経済を増大させる傾向がある。しかしながら、プラントのサイズの増加もまた原料単位当たりのコスト例えば、輸送コストを増加させる傾向がある。これらの因子を分析する研究は、バイオマス変換プラントについての適切なサイズは、用いる原料のタイプに少なくとも部分的に依存して1日当たり2000~10000乾燥トンの原料の範囲であると示唆している。原料のタイプもまた、その入手可能性が比較的安定している原料例えば、古紙を加工するように設計されたプラントと比べて、オンサイトまたはオフサイトでのより多くの原料貯蔵を必要とする、その入手可能性が季節変動する原料例えば、トウモロコシ茎葉を主として加工するために設計されたプラントでの植物貯蔵要件に影響を与え得る。供給材料の調製いくつかの場合において、加工方法は、切断、粉砕、剪断、または細断などによって、原料の物理的調製、例えば、生原料の材料のサイズの低減から開始される。いくつかの場合において、結合のゆるい原料例えば、再生紙またはスイッチグラスを、剪断または寸断によって調製する。スクリーンおよびまたは磁石を用いて、例えば、岩または釘といった大きすぎるまたは望ましくない物体を供給ストリームから除去することができる。供給材料調製システムは、例えば、特定の最大サイズ、特定の、幅に対する長さ、または特定の表面積比率などといった特定の特徴を有する供給ストリームを生じさせるように構成することができる。供給材料調製の一部として、原料の嵩密度を制御することができる例えば、増加させることができる。サイズの低減いくつかの態様において、加工すべき材料は、繊維源を剪断することによって提供された繊維を含む、繊維状材料の形態である。例えば、剪断は回転ナイフカッターで行うことができる。例えば、図2を参照し、繊維源210は、例えば、回転ナイフカッターで剪断して、第一の繊維状材料212を得る。該第一の繊維状材料212を、159mm以下116インチ,00625インチの平均孔サイズを有する第一のスクリーン214を通して、第二の繊維状材料216を得る。所望であれば、繊維源を、例えば、シュレッダーで剪断に先立って切断することができる。例えば、紙を繊維源として用いる場合、紙を、まず、シュレッダー、例えば、Munsonによって製造されるものなどの逆回転スクリューシュレッダーを用いて、例えば、14~12インチ幅の細片に切断することができる。寸断の別の方法として、ギロチンカッターを用いて所望のサイズまで切断することによって紙のサイズを低減することができる。例えば、紙を、ギロチンカッターを用いて、例えば、10インチ幅で12インチ長のシートに切断することができる。いくつかの態様において、繊維源の剪断、および得られた第一の繊維状材料の第一のスクリーンの通過を同時に行う。剪断および通過はまた、バッチタイプのプロセスで行うことができる。例えば、回転ナイフカッターを用いて、繊維源を同時に剪断し、第一の繊維状材料をふるいにかけることができる。図3を参照し、回転ナイフカッター220は、繊維源を寸断することによって調製された寸断された繊維源224を負荷することができるホッパー222を含む。寸断された繊維源を固定ブレード230および回転ブレード232の間で剪断して、第一の繊維状材料240を得る。第一の繊維状材料240はスクリーン242を通過し、得られた第二の繊維状材料244はビン250に捕獲される。第二の繊維状材料の収集を助けるためには、該ビンは、例えば、公称大気圧の少なくとも10パーセント未満、例えば、公称大気圧の少なくとも25パーセント未満、公称大気圧の少なくとも50パーセント未満、または公称大気圧の少なくとも75パーセント未満の、公称大気圧未満の圧力を有することができる。いくつかの態様において、真空源252を利用して、ビンを公称大気圧未満に維持する。剪断は、繊維状材料を開放する、かつ繊維状材料に応力を与えるのに有利であり、材料のセルロースを鎖切断およびまたは結晶化度の低減に対してより感受性とすることができる。開放材料もまた、照射した場合に酸化に対してより感受性とすることができる。繊維源は乾燥した状態、水和した状態例えば、10重量パーセント未満の吸収した水を有する、または例えば、約10重量パーセント~約75重量パーセントの間の水を有する湿潤状態で剪断することができる。繊維源は、水、エタノール、イソプロパノールなどの液体下に部分的にまたは完全に浸した状態で剪断することもできる。繊維源は空気以外のガスのストリームまたは雰囲気などのガス、例えば、酸素または窒素、または蒸気下で剪断することもできる。繊維状材料を作製する他の方法は、例えば、石材粉砕、機械的剥取または引裂、ピン粉砕、または空気摩擦粉砕を含む。所望であれば、繊維状材料は、例えば、それらの長さ、幅、密度、材料のタイプ、またはこれらの属性のいくつかの組み合わせに従って、連続的に、またはバッチ方式で、部分に分離することができる。例えば、複合体を形成するためには、繊維長さの比較的狭い分布を有することが往々にして望ましい。例えば、鉄材料は、鉄材料を含む繊維状材料を磁石、例えば、電磁石に通し、次いで、得られた繊維状材料を、異なるサイズの孔を有する一連のスクリーンに通すことによって任意の繊維状材料から分離することができる。繊維状材料は、例えば、高速ガス、例えば、空気を用いることによって分離することもできる。そのようなアプローチにおいて、繊維状材料は、所望であれば光学的に特徴付けることができる異なる部分を取り除くことによって分離する。そのような分離装置はLindseyetal米国特許第6883667号に考察されている。繊維状材料は、調製の直後に照射することができるか、あるいはそれらは、水分含有量が使用前に例えば、約05未満となるように、例えば、およそ105°Cで4~18時間乾燥することができる。所望ならば、リグニンを含む任意の繊維状材料からリグニンを除去することができる。また、セルロースを含む材料の破壊を助けるために、照射に先立って熱、化学物質例えば、鉱酸、塩基、または次亜塩素酸ナトリウムなどの強い酸化剤およびまたは酵素で材料を処理することができる。いくつかの態様において、第一のスクリーンの平均孔サイズは079mm未満、例えば、051mm150インチ,002000インチ未満、040mm164インチ,0015625インチ未満、023mm0009インチ未満、020mm1128インチ,00078125インチ未満、018mm0007インチ未満、013mm0005インチ未満、010mm1256インチ,000390625インチ未満である。スクリーンは、適切な直径を有するモノフィラメントを織り合わせて、所望の孔サイズにすることによって調製される。例えば、該モノフィラメントは金属、例えば、ステンレス鋼で作製することができる。孔サイズが小さくなるにつれ、モノフィラメントに対する構造的要求はより大きくなりうる。例えば、040mm未満の孔サイズでは、スクリーンを、ステンレス鋼以外の材料、例えば、チタン、チタン合金、アモルファス金属、ニッケル、タングステン、ロジウム、レニウム、セラミックまたはガラスから作製されたモノフィラメントから作製するのが有利であり得る。いくつかの態様において、スクリーンは、、例えば、レーザーを用いてプレートに切られた孔を有する、金属プレートなどのプレートから作製される。いくつかの態様において、メッシュの孔面積は52未満、例えば、41未満、36未満、31未満、30未満である。いくつかの態様において、第二の繊維を剪断し、第一のスクリーン、または、異なるサイズのスクリーンを通す。いくつかの態様において、第二の繊維状材料を、第一のスクリーンのそれと同等、またはそれ未満の平均孔サイズを有する第二のスクリーンを通す。図4を参照し、第三の繊維状材料220は、第二の繊維状材料216を剪断し、得られた材料を第一のスクリーン214未満の平均孔サイズを有する第二のスクリーン222を通すことによって、第二の繊維状材料216から調製することができる。一般に、繊維状材料の繊維は、たとえそれらが複数回剪断されていても、比較的大きな長さ直径の平均比率例えば、201を上回るを有することができる。加えて、本明細書において記載された繊維状材料の繊維は、比較的狭い長さおよびまたは長さ対直径比の分布を有することができる。本明細書において、平均繊維幅すなわち、直径はほぼ5000の繊維をランダムに選択することによって光学的に決定されたものである。平均繊維長さは修正された長さ加重長さである。BETBrunauerEmmetおよびTeller表面積は多点表面積であり、および多孔度は水銀ポロシメトリーによって決定されたものである。第二の繊維状材料216の長さ対直径比の平均は、例えば、81より大きい、例えば、101、151、201、251、または501より大きい可能性がある。第二の繊維状材料216の平均長さは、例えば、約05mm~25mmの間、例えば、約075mm~10mmの間であり得、第二の繊維状材料216の平均幅すなわち、直径は、例えば、約5μm~50μmの間、例えば、約10μm~30μmの間であり得る。いくつかの態様において、第二の繊維状材料216の長さの標準偏差は第二の繊維状材料216の平均長さの60未満、例えば、平均長さの50未満、平均長さの40未満、平均長さの25未満、平均長さの10未満、平均長さの5未満、または平均長さの1未満である。いくつかの態様において、第二の繊維状材料のBET表面積は01m2gより大きい、例えば、025m2g、05m2g、10m2g、15m2g、175m2g、50m2g、10m2g、25m2g、35m2g、50m2g、60m2g、75m2g、100m2g、150m2g、200m2g、または250m2gより大きい。第二の繊維状材料216の多孔度は、例えば、20パーセント、25パーセント、35パーセント、50パーセント、60パーセント、70パーセント、例えば、80パーセント、85パーセント、90パーセント、92パーセント、94パーセント、95パーセント、975パーセント、99パーセント、または995パーセントより大きい。いくつかの態様において、第二の繊維状材料の長さ対直径比の平均に対する、第一の繊維状材料の長さ対直径比の平均は、例えば、15未満、例えば、14未満、125未満、11未満、1075未満、105未満、1025未満、または実質的に1に等しい。特定の態様において、第二の繊維状材料を再度剪断し、得られた繊維状材料を、第一のスクリーン未満の平均孔サイズを有する第二のスクリーンに通して第三の繊維状材料を得る。そのような場合には、第三の繊維状材料の長さ対直径比の平均に対する、第二の繊維状材料の長さ対直径比の平均は、例えば、15未満、例えば、14未満、125未満、または11未満であり得る。いくつかの態様において、第三の繊維状材料を第三のスクリーンに通して、第四の繊維状材料を得る。第四の繊維状材料は、例えば、第四のスクリーンを通して、第五の材料を得ることができる。同様なふるい分けプロセスは、所望の特性を有する所望の繊維状材料を作製するのに必要なだけ多い回数反復することができる。高密度化高密度化された材料は本明細書において記載された任意の方法によって加工することができる。低い嵩密度を有する材料、例えば、繊維状材料は、より高い嵩密度を有する製品まで高密度化することができる。例えば、005gcm3の嵩密度を有する材料組成物は、繊維状材料を比較的ガス不浸透性の構造、例えば、ポリエチレンで作製されたバッグ、またはポリエチレンおよびナイロンの交互相で作製されたバッグに繊維状材料をシールし、次いで、捕獲されたガス、例えば、空気を該構造から排出することによって高密度化することができる。構造から空気を除去した後、繊維状材料は、例えば、03gcm3より大きい、例えば、05gcm3、06gcm3、07gcm3以上、例えば、085gcm3の嵩密度を有することができる。高密度化の後、製品は、本明細書において記載された任意の方法によって加工し、例えば、ガンマ放射線で照射する。これは、材料を別の位置、例えば、遠隔作製プラントに輸送するのが望ましい場合に有利であり得、繊維状材料組成物を溶液に加えて、例えば、エタノールを生じさせることができる。実質的にガス不浸透性の構造に穴を開けた後、高密度化された繊維状材料を、ほぼその初期の嵩密度、例えば、その初期の嵩密度の60パーセントより大きい、例えば、70パーセント、80パーセント、85パーセント以上、例えば、その初期嵩密度の95パーセントまで復帰させることができる。繊維状材料における静電気を減少させるために、帯電防止剤を材料に加えることができる。いくつかの態様において、構造、例えば、バッグは、水などの液体に溶解する材料で形成される。例えば、構造は、それが水ベースの系と接触した場合に溶解するようにポリビニルアルコールから形成することができる。そのような態様は、高密度化された構造が、例えば、切断によって構造の内容物を先に放出することなく、微生物を含む溶液に直接的に加えられることを可能とする。図5を参照し、バイオマス材料を任意の所望の添加剤および結合剤と合わせ、引き続いて、例えば、材料を逆回転圧力ロールの間に画成されるニップを通すことにより、あるいは材料をペレットミルに通すことにより、圧力の適用によって高密度化することができる。圧力の適用の間に、任意で、熱を適用して、繊維状材料の高密度化を助けることができる。次いで、高密度化された材料を照射することができる。いくつかの態様において、高密度化前の材料は025gcm3未満、例えば、020gcm3、015gcm3、010gcm3、005gcm3以下、例えば、0025gcm3の嵩密度を有する。嵩密度はASTMD1895Bを用いて決定される。簡単に述べれば、該方法は既知の容量のメスシリンダーに試料を充填し、試料の重量を得ることを含む。嵩密度は、グラムで表した試料の重量を、立方センチメートルで表したシリンダーの既知の容量で割ることによって計算される。好ましい結合剤は、水に可溶な、水によって膨潤する、または示差走査型熱量測定によって決定した際、25°C未満のガラス遷移温度を有する結合剤を含む。水溶性結合剤は、ここでは、水に対して少なくとも約005重量パーセントの溶解度を有する結合剤を意味する。水膨潤性結合剤は、ここでは、水への曝露に際して05を超えるだけ体積が増加する結合剤を意味する。いくつかの態様において、溶解性であるか、または水によって膨潤する結合剤は、繊維状材料、例えば、セルロース繊維状材料の繊維とで結合、例えば、水素結合を形成することができる官能基を含む。例えば、官能基はカルボン酸基、カルボキシレート基、例えば、アルデヒドまたはケトンのカルボニル基、スルホン酸基、スルホネート基、リン酸基、ホスフェート基、アミド基、アミン基、例えば、アルコールのヒドロキシル基、およびこれらの基の組み合わせ、例えば、カルボン酸基およびヒドロキシル基であり得る。具体的なモノマーの例は、グリセリン、グリオキサール、アスコルビン酸、尿素、グリシン、ペンタエリスリトール、単糖または二糖、クエン酸、およびコハク酸を含む。適切な多糖はグルコース、スクロース、ラクトース、リボース、フルクトース、マンノース、アラビノースおよびエリスロースを含む。ポリマーの例はポリグリコール、ポリエチレンオキサイド、ポリカルボン酸、ポリアミド、ポリアミンおよびポリスルホン酸ポリスルホネートを含む。具体的なポリマーの例はポリプロピレングリコールPPG、ポリエチレングリコールPEG、ポリエチレンオキサイド、例えば、POLYOX登録商標、エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイドのコポリマー、ポリアクリル酸PAA、ポリアクリルアミド、ポリペプチド、ポリエチレンイミン、ポリビニルピリジン、ポリナトリウム4スチレンスルホネートおよびポリ2アクリルアミドメチル1プロパンスルホン酸を含む。ある態様において、結合剤は、25°C未満のガラス遷移温度を有するポリマーを含む。そのようなポリマーの例は熱可塑性エラストマーTPEを含む。TPEの例は商品名PEBAX登録商標として入手可能なものなどのポリエーテルブロックアミド、商品名HYTREL登録商標として入手可能なものなどのポリエステルエラストマー、および商品名KRATON登録商標として入手可能なものなどのスチレン系ブロックコポリマーを含む。25°C未満のガラス遷移温度を有する他の適切なポリマーはエチレン酢酸ビニルコポリマーEVA、ポリオレフィン、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレンコポリマー、およびエチレンおよびアルファオレフィンのコポリマー、例えば、商品名ENGAGE登録商標として入手可能なものなどの1オクテンを含む。いくつかの態様において、例えば、材料が、繊維化されたポリコーティングされた紙である場合、該材料は、別の低ガラス遷移温度ポリマーを加えることなく高密度化される。特定の態様において、結合剤はリグニン、例えば、天然または合成で修飾されたリグニンである。乾燥重量ベースで計算された材料に加えられた結合剤の適切な量は、例えば、高密度化された材料の総重量に基づき、約001パーセント~約50パーセント、例えば、003パーセント、005パーセント、01パーセント、025パーセント、05パーセント、1.0パーセント、5パーセント、10パーセント以上、例えば、25パーセントである。結合剤は、正味の純粋な液体として、結合剤をその中に溶かした液体として、結合剤の乾燥粉末として、または結合剤ペレットとして、材料に加えることができる。高密度化された繊維状材料はペレットミルにて作製することができる。図6を参照し、ペレットミル300は、セルロースなどの糖質含有材料を含む高密度化されていない材料310を保持するためのホッパー301を有する。コンディショナーモーター330によって回転されるパドル322によって、高密度化されていない材料を攪拌するコンディショナー320へ高密度化されていない材料を輸送することができるように、可変スピードモーター314によって駆動されるオーガ312にホッパーが連絡している。他の成分、例えば、本明細書において記載された任意の添加剤およびまたは充填剤を入口332に添加することができる。所望であれば、繊維状材料がコンディショナーにある間に熱を加えてもよい。コンディショニングした後、材料をダンプシュート340を通ってコンディショナーからもう1つのオーガ342へと通過させる。アクチュエーター344によって制御されるダンプシュートは、コンディショナーからオーガへの材料の、妨げられない通過を可能とする。オーガはモーター346によって回転され、繊維状材料のダイおよびローラーアセンブリ350への供給を制御する。具体的には、材料は、水平軸の周りを回転し、かつ放射状に延びるダイホール251を有する中空シリンダーダイ352に導入される。シリンダーダイ352は、モーター360によって消費される総電力を示す馬力ゲージを含むモーターによって軸の周りを回転する。例えば、ペレットの形態である高密度化された材料370はシュート372から落下し、捕獲され、照射などにより加工される。材料は、高密度化の後、好都合には、種々の形状を有するペレットまたはチップの形態であり得る。次いで、ペレットを照射することができる。いくつかの態様において、ペレットまたはチップは、例えば、1mm以上、例えば、2mm、3mm、5mm、8mm、10mm、15mm以上、例えば、25mmの最大断面寸法を有する円筒の形状である。複合体を作製するためのもう1つの便利な形状は、例えば、1mm以上、例えば、2mm、3mm、5mm、8mm、10mm以上、例えば、25mmの厚み;例えば、5mm以上、例えば、10mm、15mm、25mm、30mm以上、例えば、50mmの幅;および5mm以上、例えば、10mm、15mm、25mm、30mm以上、例えば、50mmの長さを有するプレート様の形態であるペレットまたはチップを含む。さて、図7A~7Dを参照し、ペレットは、それらが中空の内側を有するように作製することができる。示されたように、中空は一般には、ペレットの中心と並ぶことができ図7B、またはペレットの中心とは並ばなくすることができる図7C。ペレットの中空内側の作製は、照射後における液体への溶解速度を増加させることができる。さて、図7Dを参照し、ペレットは、例えば、多葉、例えば、示されたような三葉、または四葉、五葉、六葉、または、十葉である断面形状を有することができる。そのような断面形状のペレットの作製も、照射後に溶液への溶解速度を増加させることができる。例1つの例において、20lbft3の嵩密度を有する印刷されていない白色クラフトボードで作製された半ガロンのジュース容器を原料として用いることができる。容器は平坦に折り畳み、次いで、シュレッダーに入れて、01インチ~05インチの間の幅、025インチ~1インチの間の長さ、および出発材料と同等な厚み約0075インチを有する紙吹雪様材料を作製することができる。紙吹雪様材料を、紙吹雪様ピースを剪断する回転ナイフカッターに供給することができ、ピースを引き裂き、繊維状材料を放出させる。いくつかの場合において、複数のシュレッダー剪断機の列を産出物と直列に配列させることができる。1つの態様において、2つのシュレッダー剪断機列を、第一の剪断機からの産出物を第二のシュレッダーへの投入物として供給するように直列に配列させることができる。もう1つの態様において、3つのシュレッダー剪断機列を、第一の剪断機からの産出物を第二のシュレッダーへの投入物として供給し、および投入物として供給された第二の剪断機からの産出物を第三のシュレッダーへの投入物として供給するように直列に配列させることができる。シュレッダー剪断機列を通る多数の通過は、粒子サイズを増加減少させ、かつ供給ストリーム内の総表面積を増加させると予測される。もう1つの例において、ジュース容器の寸断および剪断から生じた繊維状材料を処理して、その嵩密度を増加させることができる。いくつかの場合において、繊維状材料に、水、または水中で調製されたPOLYOX商標WSRN10ポリエチレンオキサイドの希釈ストック溶液を噴霧することができる。次いで、湿らせた繊維状材料を、室温で操作されるペレットミルにより加工することができる。ペレットミルは、供給ストリームの嵩密度を一桁を超えて増加させることができる。前処理物理的に調製された原料を、例えば、原料の平均分子量および結晶化度を低減し、かつまたは原料の表面積およびもしくは多孔度を増加させることによって、主な生産プロセスで用いるために前処理することができる。前処理は、照射、音波処理、酸化、熱分解、および蒸気爆発の一つまたは複数を含むことができる。種々の前処理システムおよび方法はこれらの技術の2つ、3つ、または4つの組み合わせで用いることができる。前処理の組み合わせいくつかの態様において、バイオマスは、本明細書において記載されたような前もっての、途中の、または引き続いての原料調製を伴うまたは伴わない輻射線照射、音波処理、酸化、熱分解、および蒸気爆発の2つまたはそれ以上などといった、本明細書において記載されたプロセスのいずれか2つまたはそれ以上を適用することによって処理することができる。プロセスは任意の順序でまたは同時にバイオマス、例えば、セルロースおよびまたはリグノセルロース材料に適用することができる。他の態様において、糖質を含む材料は、本明細書において記載されたプロセスのいずれかの3つ、4つまたはそれ以上を任意の順序で、または同時に適用することによって調製される。例えば、糖質は、輻射線照射、音波処理、酸化、熱分解および、任意で、蒸気爆発を、セルロースおよびまたはリグノセルロース材料に任意の順序で、または同時に適用することによって調製することができる。次いで、提供された糖質含有材料は、細菌、酵母、または細菌と酵母の混合物などといった一つまたは複数の微生物によって、本明細書において記載された、いくつかの望ましい産物に変換することができる。複数のプロセスは、より低い分子量、より低い結晶化度、およびまたは増強された溶解性のゆえに、種々の微生物によってより容易に利用することができる材料を提供することができる。複数のプロセスは相乗効果を提供することができ、いかなる単独のプロセスと比較しても、必要とされる全エネルギー入力を低減することができる。例えば、いくつかの態様において、セルロースおよびまたはリグノセルロース材料を任意の順序で、または同時に照射しかつ音波処理することを含むプロセス、セルロースおよびまたはリグノセルロース材料を任意の順序で、または同時に照射し、および酸化することを含むプロセス、セルロースおよびまたはリグノセルロース材料を任意の順序で、または同時に照射しかつ熱分解することを含むプロセス、セルロースおよびまたはリグノセルロース材料を任意の順序で、または同時に照射しかつ熱分解することを含むプロセス、またはセルロースおよびまたはリグノセルロース材料を任意の順序で、または同時に照射しかつ蒸気爆発させることを含むプロセスによって作製される糖質を含む原料が提供される。次いで、提供された原料を、本明細書において記載したように、原料の少なくとも一部、例えば、少なくとも約1重量パーセントを可燃性燃料などの産物に変換する能力を有する微生物と接触させることができる。いくつかの態様において、プロセスは、酸または塩基、例えば、塩酸または硫酸などの鉱酸を用いるなどして、セルロースおよびまたはリグノセルロース材料を加水分解することを含まない。所望ならば、原料の一部は加水分解された材料を含むことができるか、または原料は加水分解された材料を含むことができない。例えば、いくつかの態様において、原料の少なくとも約70重量パーセントは加水分解されていない材料であり、例えば、原料の少なくとも95重量パーセントは加水分解されていない材料である。いくつかの態様において、原料の実質的に全ては加水分解されていない材料である。任意の原料、または原料を充填された任意のリアクターまたはファーメンターは、炭酸水素ナトリウム、塩化アンモニウムまたはTrisなどの緩衝剤;塩化カリウム、塩化ナトリウムまたは塩化カルシウムなどの電解質;ビオチンなどの成長因子、およびまたはウラシルもしくはその同等物などの塩基対;Tween登録商標またはポリエチレングリコールなどの界面活性剤;カルシウム、クロム、銅、ヨウ素、鉄、セレン、または亜鉛などのミネラル;またはエチレンジアミン、エチレンジアミンテトラ酢酸EDTAもしくはその塩形態、例えば、EDTAナトリウムもしくはカリウム、またはジメルカプロールなどのキレート剤を含むことができる。輻射線を利用する場合、それは、乾燥したまたは湿った、または水などの液体に分散した任意の試料に適用することができる。例えば、照射は、セルロースおよびまたはリグノセルロース材料に対して行うことができ、該セルロースおよびまたはリグノセルロース材料の約25重量パーセント未満は水などの液体で湿らせた表面を有する。いくつかの態様において、照射はセルロースおよびまたはリグノセルロース材料に対して行い、セルロースおよびまたはリグノセルロース材料は水などの液体で実質的に湿らせない。いくつかの態様において、本明細書において記載された任意の加工は、セルロースおよびまたはリグノセルロース材料が、得られたまま乾燥した状態であるか、または例えば熱およびまたは減圧を用いて乾燥された後に行う。例えば、いくつかの態様において、セルロースおよびまたはリグノセルロース材料は、25°Cおよび50パーセントの相対湿度で測定して、約5重量パーセント未満の保持された水を有する。所望であれば、本明細書において提示された膨潤剤を本明細書において記載された任意のプロセスにおいて利用することができる。いくつかの態様において、輻射線を用いてセルロースおよびまたはリグノセルロース材料を加工する場合、セルロースおよびまたはリグノセルロース材料の約25重量パーセント未満は膨潤状態にあり、該膨潤状態は、膨潤していない状態よりも約25パーセントを超える体積を有する、例えば、膨潤していない状態よりも50、75、10、または15パーセントを超える体積を有すると特徴付けられる。いくつかの態様において、輻射線をセルロースおよびまたはリグノセルロース材料で利用する場合、セルロースおよびまたはリグノセルロース材料はいずれも実質的に膨潤状態にない。輻射線が利用される特定の態様において、セルロースおよびまたはリグノセルロース材料は膨潤剤を含み、膨潤したセルロースおよびまたはリグノセルロースは約100kGy未満の線量を受ける。輻射線を任意のプロセスで利用する場合、セルロースおよびまたはリグノセルロースが空気、酸素豊富化空気、または酸素それ自体に曝露されている間に、あるいは窒素、アルゴン、またはヘリウムなどの不活性ガスによって覆われている間に、輻射線照射を適用することができる。最大酸化が望まれる場合、空気または酸素などの酸化環境が利用される。輻射線が利用される場合、5、10、15、20気圧を超える、または約50気圧を超えるような約25気圧を超える圧力下で、セルロースおよびまたはリグノセルロース材料などのバイオマスに輻射線照射を適用することができる。特定の態様において、該プロセスは照射および音波処理を含み、照射は音波処理に先行する。他の特定の態様において、音波処理は照射に先行し、あるいは照射および音波処理は同時に行われる。いくつかの態様において、該プロセスは任意の順序で、または同時に照射および音波処理を含み、かつ、酸化、熱分解または蒸気爆発をさらに含む。該プロセスが輻射線照射を含む場合、照射は、ガンマ線、X線、約100nm~約280nmの波長を有する紫外線C輻射線などのエネルギー性紫外線輻射線、電子線、遅延中性子線またはアルファ粒子線などの粒子線といった電離放射線を利用して行うことができる。いくつかの態様において、照射は、任意の順序で、または同時に適用することができる、ガンマ線および電子線などの2つまたはそれ以上の輻射線源を含む。特定の態様において、音波処理は、1KW以上のホーン、例えば、2、3、4、5、または10KWのホーンを利用する、約15khz~約25khzの間の周波数、例えば、約18khz~22khzの間の周波数で行うことができる。いくつかの態様において、セルロースおよびまたはリグノセルロース材料は第一の数平均分子量を有する第一のセルロースを含み、得られた糖質は第一の数平均分子量よりも低い第二の数平均分子量を有する第二のセルロースを含む。例えば、第二の数平均分子量は第一の数平均分子量よりも約25パーセントを超えて低い。例えば、12、13、15、17、110、125、さらには1100である。いくつかの態様において、第一のセルロースは第一の結晶化度を有し、第二のセルロースは、第一の結晶化度よりも低い、例えば、約2、3、5、10、15または25パーセント低い、第二の結晶化度を有する。いくつかの態様において、第一のセルロースは第一の酸化レベルを有し、第二のセルロースは、第一の酸化レベルよりも高い、例えば、2、3、4、5、10または25パーセント高い、第二の酸化レベルを有する。前処理としての酸化と共に輻射線照射を用いる1つの例において、20lbft3の嵩密度を有する印刷していないポリコーティングされた白色クラフトボードから作製された半ガロンのジュース容器を原料として用いる。容器を平坦に折り畳み、次いで、第一の剪断機からの産出物が第二のシュレッダーへの投入物として供給され、および第二の剪断機からの産出物が第三のシュレッダーへの投入物として供給されるように直列に配列された3つのシュレッダー剪断機列の系列に供給する。作製した繊維状材料に水を噴霧し、室温で操作されるペレットミルを通して加工する。高密度化されたペレットは空気雰囲気下でシールされたガラスアンプルに入れることができる。アンプル中のペレットに1時間につき約10kGyの線量率で約3時間、ガンマ放射線を照射して、セルロースが繊維クラフト出発材料よりも低い分子量を有する、照射された材料を得る。輻射線処理一つまたは複数の照射加工系列を用いて、広く種々の異なる源からの生原料を加工して、原料から有用な物質を抽出し、さらなる加工工程およびまたは系列に対する投入物として機能する部分的に分解された有機物質を得ることができる。照射は原料の分子量およびまたは結晶化度を低減することができる。いくつかの態様において、その原子軌道から電子を放出させる、材料に入ったエネルギーを用いて、材料を照射する。輻射線は1アルファ粒子などの重荷電粒子、2例えば、ベータ崩壊または電子線加速器で生じた電子、または3電磁放射線、例えば、ガンマ線、x線または紫外線によって得ることができる。1つのアプローチにおいて、放射性物質によって生じた放射線を用いて、原料を照射することができる。もう1つのアプローチにおいて、例えば、電子線エミッターを用いて生じた電磁放射線を用いて、原料を照射することができる。適用する量は、望まれる効果および特定の原料に依存する。例えば、高い量の輻射線は原料成分内の化学結合を破壊することができ、低い量の輻射線は原料成分内の化学結合例えば、架橋を増加させることができる。図8を参照すると、1つの方法において、第一の数平均分子量TMN1を有するセルロースである、またはそれを含む第一の材料2に、例えば、例えば、ガンマ放射線、X線放射線、100nm~280nm紫外線UV光、電子線または他の荷電粒子の形態の電離放射線を用いた処理によって照射して、該第一の数平均分子量よりも低い第二の数平均分子量TMN2を有するセルロースを含む第二の材料3を得る。第二の材料または第一および第二の材料を、第二およびまたは第一の材料を利用することができる微生物例えば、細菌または酵母と合わせて、水素、アルコール例えば、エタノール、またはnブタノール、secブタノールまたはtブタノールなどのブタノール、有機酸、炭化水素、またはこれらのうちのいずれかの混合物である、またはそれを含む燃料5を得ることができる。第二の材料3は、第一の材料に対して低減した分子量および、ある場合には、同様に低減した結晶化度を有するセルロースを有するため、第二の材料は一般にはより分散性、膨潤性、およびまたは微生物含有溶液に可溶性である。これらの特性は第二の材料3を、第一の材料2と比較して化学的、酵素的におよびまたは生物学的攻撃に対してより感受性とし、これは所望の産物、例えば、エタノールの作製速度、およびまたは作製レベルを大いに向上させることができる。輻射線は材料を滅菌することもできる。いくつかの態様において、第二の数平均分子量MN2は、第一の数平均分子量TMN1よりも、約10パーセントを超えて、例えば、15、20、25、30、35、40、50パーセント、60パーセント、または約75パーセントを超えて、低い。いくつかの例において、第二の材料は、第一の材料のセルロースの結晶化度TC1よりも低い結晶化度TC2を有するセルロースを有する。例えば、TC2は、TC1よりも、約10パーセントを超えて、例えば、15、20、25、30、35、40、または約50パーセントを超えて、低くすることができる。いくつかの態様において、照射に先立って出発結晶化度指標は約40~約875パーセント、例えば、約50~約75パーセント、または約60~約70パーセントであり、照射後の結晶化度指標は約10~約50パーセント、例えば、約15~約45パーセント、または約20~約40パーセントである。しかしながら、いくつかの態様において、例えば、強い照射の後、5パーセントよりも低い結晶化度指標を有することが可能である。いくつかの態様において、照射後の材料は実質的にアモルファスである。いくつかの態様において、照射に先立って出発数平均分子量は約200000~約3200000であり、例えば、約250000~約1000000、または約250000~約700000であり、照射後の数平均分子量は約50000~約200000、例えば、約60000~約150000、または約70000~約125000である。しかしながら、いくつかの態様において、例えば、強い照射の後、約10000未満の、またはさらには約5000未満の数平均分子量を有することが可能である。いくつかの態様において、第二の材料は、第一の材料の酸化レベルTO1よりも高い酸化レベルTO2を有することができる。材料の酸化のより高いレベルはその分散性、膨潤性、およびまたは溶解性を助けることができ、さらに、化学物質、酵素または生物学的攻撃に対する材料の感受性を高める。いくつかの態様において、第一の材料に対する第二の材料の酸化レベルを増加させるためには、照射は酸化環境下で、例えば、空気または酸素の覆い下で行い、第一の材料よりも酸化された第二の材料を生じさせる。例えば、第二の材料はより多くのヒドロキシル基、アルデヒド基、ケトン基、エステル基、またはカルボン酸基を有することができ、これはその親水性を増加させることができる。電離放射線輻射線の各形態は、輻射線のエネルギーによって決定されるような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、主として、クーロン散乱を介して物質をイオン化し;さらに、これらの相互作用はさらに物質をイオン化することができるエネルギー電子を生じさせる。アルファ粒子はヘリウム原子の核と同一であり、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、いくつかのアクチニド、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、カリフォルニウム、アメリシウム、およびプルトニウムの同位体などの種々の放射性核のアルファ崩壊によって生じる。電子はクーロン散乱、および電子の速度の変化によって生じた制動放射を介して相互作用する。電子は、ヨウ素、セシウム、テクネチウム、およびイリジウムの同位体などのベータ崩壊を受ける放射性核によって生じ得る。別法として、電子ガンを、熱イオン放射を介して電子源として用いることができる。電磁放射線は3つのプロセス:光電吸収、コンプトン散乱、および対生成を介して相互作用する。支配的な相互作用は、入射輻射線のエネルギーおよび材料の原子番号によって決定される。セルロース材料における吸収された輻射線に貢献する相互作用の合計は、入射エネルギーの関数として以下にグラフ化する質量吸収係数によって表すことができる。電磁放射線はその波長に応じて、ガンマ線、x線、紫外線、赤外線、マイクロ波、またはラジオ波として下位分類される。例えば、ガンマ放射線を使用して、材料を照射することができる。図9および10領域Rの拡大図を参照すると、ガンマ照射器10はガンマ放射線源408、例えば、60Coペレット、材料が照射されるように保持するためのワーキングテーブル14、例えば、複数のイオンプレートから形成された貯蔵所16を含み、その全ては、鉛でライニングされたドア26を超えて曲がりくねった入口22を含むコンクリート封じ込めチャンバー20に収容されている。貯蔵所16は複数のチャネル30、例えば、16以上のチャネルを含み、ガンマ放射線源がワーキングテーブルに対して近位の途中の貯蔵所を通過するのを可能とする。操作において、照射されるべき試料をワーキングテーブルの上に置く。照射器は所望の線量率を送達するように配置され、モニタリング機器は実験ブロック31に連結される。次いで、オペレーターは封じ込めチャンバーを離れ、曲がりくねった入口を通り、および鉛でライニングされたドアを通る。オペレーターは制御パネル32を受け持ち、コンピューター33が、水力ポンプ40に取り付けられたシリンダー36を用いて輻射線源12を作動位置まで持ち上げるように指令する。ガンマ放射線は、試料中の種々の材料への有意な透過深度の利点を有する。ガンマ線の源はコバルト、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性核を含む。x線の源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、またはLynceanによって商業的に生産されたものなどのコンパクトな光源との電子線衝突を含む。紫外線輻射線源はジューテリウムまたはカドミウムランプを含む。赤外線輻射線源はサファイア、亜鉛、またはセレン化物ウィンドウセラミックランプを含む。マイクロ波のための源はクリストロン、SlevinタイプのRF源、または水素、酸素、または窒素ガスを使用する原子線源を含む。電子線いくつかの態様において、電子線を放射線源として用いる。電子線は高い線量率例えば、秒当たり10、50、またはさらには100kGy、高いスループット、より少ない封じ込め、およびより少ない閉じ込め機器の利点を有する。電子は分子鎖切断を引き起こすのにより効果的でもあり得る。加えて、4~10MeVのエネルギーを有する電子は、40mmなどの5~30mm以上の透過深度を有することができる。電子線は、例えば、静電気発生器、カスケード発生器、変換発生器、走査系を持つ低エネルギー加速器、線形陰極を持つ低エネルギー加速器、線形加速器、およびパルス加速器によって生成させることができる。電離放射線源としての電子は、例えば、05インチ未満、例えば、04インチ未満、03インチ、02インチ、または01インチ未満の材料の比較的薄いパイルで有用であり得る。いくつかの態様において、電子線の各電子のエネルギーは約03MeV~約20MeV100万電子ボルト、例えば、約05MeV~約15MeV、約07MeV~約125MeVである。図11は、電子線照射原料前処理系列における種々の工程を含むプロセスフロー図3000を示す。第一の工程3010において、乾燥原料の供給は供給源から受け取られる。先に議論したように、供給源からの乾燥原料は、電子線照射デバイスへの送達に先立って予め処理することができる。例えば、原料が植物源に由来する場合、植物材料のある部分を植物材料の収集に先立って、およびまたは植物材料が原料輸送デバイスによって送達される前に、除去することができる。別法として、あるいは加えて、任意の工程3020に表されるように、バイオマス原料は、電子線照射デバイスへの送達に先立って、機械的処理に付す例えば、原料中の繊維の平均の長さを低減することができる。工程3030において、乾燥原料を原料輸送デバイス例えば、コンベアベルトに移し、用量をほぼ均一に、原料輸送デバイスの横断幅にわたって分配する。これは、例えば、手動により、あるいは電子線照射処理に先立って原料輸送デバイスにおけるいくつかの点に局所化された振動運動を引き起こすことによって達成することができる。いくつかの態様において、混合系は、スラリーを生じさせる任意の混合工程3040において化学物質3045を原料に導入する。混合工程3040において、処理された原料と水とを組み合わせると、例えば、コンベアベルトを用いるよりはむしろ、例えば、配管を通じて輸送することができる水性原料スラリーを生じさせる。次の工程3050は、一つまたは複数例えば、N個の電子線照射デバイスを介して乾燥またはスラリー形態の原料を電子線放射に曝露することを含むループである。原料スラリーは工程3052において電子線のN個のシャワーの各々を通じて移動させる。移動は、シャワーの中およびシャワー間の、連続的なスピードの移動であってよく、あるいは、各シャワー中で一時的な停止があり、続いて、次のシャワーへ突然動く移動であってよい。原料スラリーの小さなスライスを、工程3053においていくつかの所定の曝露時間、各シャワーに曝露する。電子線照射デバイスは、IonBeamApplicationsLouvainlaNeuveBelgiumまたはTitanCorporationSanDiegoCAから商業的に入手することができる。典型的な電子エネルギーは1MeV、2MeV、45MeV、75MeVまたは10MeVであり得る。典型的な電子線照射デバイス電力は1kW、5kW、10kW、20kW、50kW、100kW、250kW、または500kWであり得る。原料スラリーの脱重合の効率は、用いた電子エネルギーおよび適用した線量に依存し、他方、曝露時間は電力および線量に依存する。典型的な線量は1kGy、5kGy、10kGy、20kGy、50kGy、100kGy、または200kGyの値をとることができる。電子線照射デバイス電力仕様を考えるに当たってのトレードオフは、稼働コスト、資本コスト、減価償却、およびデバイス設置面積を含む。電子線照射の曝露線量レベルを考えるに当たってのトレードオフは、エネルギーコストならびに環境、安全性、および衛生ESHの問題である。電子エネルギーを考えるに当たってのトレードオフは、エネルギーコストを含み;ここで、より低い電子エネルギーは、ある種の原料スラリーの脱重合の促進において有利である場合がある例えば、BouchardetalCellulose200613601610参照。より効果的な脱重合プロセスを提供するためには、電子線照射の二重パスを提供するのが有利である。例えば、原料輸送デバイスは乾燥またはスラリー形態の原料を直下に、およびその最初の輸送方向に対して逆方向に向けることができる。二重パスシステムはより厚い原料スラリーが処理されることを可能とし、原料スラリーの厚みによってより均一な脱重合を提供することができる。電子線照射デバイスは固定されたビームまたは走査ビームのいずれかを生じさせることができる。走査ビームは大きな走査掃引長および高い走査スピードを有して有利であり、大きな固定されたビーム幅を効果的に代替する。さらに、05m、1m、2mまたはそれ以上の利用可能な掃引幅が利用できる。一旦原料スラリーの一部がN個の電子線照射デバイスを通じて輸送されたならば、工程3060におけるように、いくつかの態様においては、原料スラリーの液体および固体成分を機械的に分離する必要がありうる。これらの態様において、原料スラリーの液体部分を残存固体粒子のために濾過し、リサイクルしてスラリー調製工程3040に戻す。次いで、原料スラリーの固体部分を、原料輸送デバイスを介して次の処理工程3070まで進める。他の態様において、原料はさらなる処理のためにスラリー形態で維持される。電磁放射線照射が電磁放射線で行われる態様において、電磁放射線は、例えば、102eVよりも大きい、例えば、103、104、105、106よりも大きな、またはさらには107eVよりも大きな、電子ボルトで表したフォトン当たりのエネルギーを有することができる。いくつかの態様において、電磁放射線は104~107の間、例えば、105~106eVの間のフォトン当たりのエネルギーを有する。電磁放射線は、例えば、1016hzよりも大きな、1017hz、1018、1019、1020よりも大きな、またはさらには1021hzよりも大きな周波数を有することができる。いくつかの態様において、電磁放射線は1018~1022hzの間、例えば、1019~1021hzの間の周波数を有する。線量いくつかの態様において、任意の輻射線源、または源の組み合わせでの照射は、材料が少なくとも25kGy、例えば、少なくとも10kGy、少なくとも25kGy、少なくとも50kGy、または少なくとも100kGyの線量を受けるまで行う。いくつかの態様において、照射は、材料が10kGy~60kGyの間、例えば、15kGy~40kGyの間の線量を受けるまで行う。いくつかの態様において、照射は50~15000Gy時間、例えば、100~7500Gy時間、または500~3500Gy時間の線量率で行う。いくつかの態様において、2種またはそれ以上の電離放射線などの2種またはそれ以上の輻射線源を用いる。例えば、試料を、任意の順序で、電子線、続いて、ガンマ放射線、および約100nm~約280nmの間の波長を有するUV光で処理することができる。いくつかの態様において、試料を、電子線、ガンマ放射線、およびエネルギーUV光などの3つの電離放射線源で処理する。いくつかの態様において、比較的低い線量の輻射線は、セルロースまたはリグノセルロース材料例えば、セルロースなどの、糖質含有材料を架橋させ、グラフトさせ、またはそうでなければその分子量を増加させることができる。増加した分子量を有するそのような材料は、例えば、摩耗耐性、圧縮強度、破壊抵抗、衝撃強度、屈曲強度、引張モジュラス、曲げモジュラス、および破断伸度などの改良された機械的特性を有する複合体を作製するにおいて有利であり得る。増大した分子量を有するそのような材料は組成物を作製するのにおいて有用であり得る。例えば、第一の分子量を有する第一のセルロースおよびまたはリグノセルロース材料を含む繊維状材料は、該第一の分子量よりも高い第二の分子量を有する第二のセルロースおよびまたはリグノセルロース材料をもたらすように照射することができる。例えば、もしガンマ放射線を放射線源として利用すれば、約10kGy~約100kGy、例えば、約15kGy~約75kGy、または約20kGy~約50kGyの線量を適用することができる。低線量の輻射線照射の後、第二のセルロースおよびまたはリグノセルロース材料を樹脂と組み合わせ、例えば、圧縮成型、射出成型、または押出によって複合体に形成することができる。複合体の形成はWO2006102543、および2005年3月24日に出願された米国特許仮特許出願第60664832号、2005年6月7日に出願された第60688002号、2005年8月24日に出願された第60711057号、2005年9月9日に出願された第60715822号、2005年10月12日に出願された第60725674号、2005年10月12日に出願された第60726102号、および2005年12月13日に出願された第60750205号に記載されている。別法として、第一の分子量を有する第一のセルロースおよびまたはリグノセルロース材料を含む繊維状材料を樹脂と組み合わせて、複合体を提供することができ、次いで、複合体を比較的低い線量の輻射線で照射して、該第一の分子量よりも高い第二の分子量を有する第二のセルロースおよびまたはリグノセルロース材料を提供することができる。例えば、もしガンマ放射線を放射線源として利用すれば、約10kGy~約100kGyの線量を適用することができる。このアプローチを用いると、材料を樹脂マトリックスと一緒に存在させつつ、材料の分子量を増加させる。いくつかの態様において、樹脂は架橋可能な樹脂であり、そういうものであるため、それは、糖質含有材料の分子量が増加するにつれて架橋し、これは、相乗効果をもたらして、複合体に対し最大機械的特性を提供することができる。例えば、そのような複合体は、低温で、例えば、0°C未満の温度、例えば、10°C、20°C、40°C、50°C、60°C未満、またはさらには100°C未満の温度において破壊されるおよびもしくは割れる傾向が低減した優れた低温性能、ならびにまたは比較的高い温度、例えば、100°Cを超える、例えば、125°C、150°C、200°C、250°C、300°C、400°C、またはさらには約500°Cを超える温度でそれらの有利な機械的特性を維持することができる高温での優れた性能を有することができる。加えて、そのような複合体は優れた化学物質耐性、例えば、溶媒、例えば、炭化水素溶媒における膨潤に対する耐性、例えば、強酸、強塩基、強酸化剤例えば、塩素または漂白剤、または還元剤例えば、ナトリウムおよびカリウムなどの活性金属による化学物質攻撃に対する耐性を有することができる。別法として、もう1つの例において、セルロースおよびまたはリグノセルロース材料を含む繊維状材料を照射し、任意で、音響エネルギー、例えば、超音波で処理する。前処理としての輻射線の使用の1つの例において、20lbft3の嵩密度を有する印刷されていないポリコーティングされた白色クラフトボードで作製された半ガロンのジュース容器を原料として用いる。容器を平坦に折り畳み、次に直列的に配置された3つのシュレッダー剪断器列の系列へ供給する。この時、第一の剪断器からの産出物は投入物として第二のシュレッダーへ供給され、第二の剪断器からの産出物は投入物として第三のシュレッダーへ供給される。生じた繊維状材料に水を噴霧し、室温で操作されるペレットミルにより処理される。高密度化されたペレットを、高真空下で排気されるガラスアンプルに入れ、次いで、アルゴンガスを逆充填することができる。アンプルをアルゴン下で密封する。アンプル中のペレットに時間当たり約10kGyの線量率で約3時間ガンマ放射線を照射して、出発材料よりも低い分子量のセルロースを有する照射材料を提供する。音波処理一つまたは複数の音波処理加工系列を用いて、広く種々の異なる源からの生原料を加工して、有用な物質を原料から抽出し、さらなる加工工程およびまたは系列に対する投入物として機能する部分的に分解された有機材料を提供することができる。音波処理は、原料の分子量およびまたは結晶化度を低減することができる。図8を再度参照すると、1つの方法において、第一の数平均分子量TMN1を有するセルロースを含む第一の材料2を、水などの媒体に分散させ、音波処理し、およびまたはそうでなければ、空洞を形成して、該第一の数平均分子量よりも低い第二の数平均分子量TMN2を有するセルロースを含む第二の材料3を得る。第二の材料またはある態様における第一および第二の材料を、第二およびまたは第一の材料を利用して、水素、アルコール、有機酸、炭化水素、またはこれらのうちのいずれかの混合物である、またはそれを含む燃料5を生じさせることができる微生物例えば、細菌または酵母と合わせることができる。第二の材料は、第一の材料に対して低減した分子量および、いくつかの場合には、同様に低減した結晶化度を有するセルロースを有するので、第二の材料は、一般には、例えば、106微生物mLを超える濃度にて微生物を含有する溶液に分散性であり、膨潤可能であり、およびまたは可溶性である。これらの特性は第二の材料3を第一の材料2に対して化学物質、酵素、およびまたは微生物の攻撃に対してより感受性とし、これは、所望の産物、例えば、エタノールの生産速度およびまたは生産レベルを大いに改良することができる。音波処理は、材料を滅菌することもできるが、微生物が生きていると思われる間は用いるべきではない。いくつかの態様において、第二の数平均分子量TMN2は、第一の数平均分子量TMN1よりも、約10パーセントを超えて、例えば、15、20、25、30、35、40、50パーセント、60パーセント、またはさらには約75パーセントを超えて、低い。いくつかの例において、第二の材料は、第一の材料のセルロースの結晶化度TC1よりも低い結晶化度TC2を有するセルロースを有する。例えば、TC2は、TC1よりも、約10パーセントを超えて、例えば、15、20、25、30、35、40、またはさらには約50パーセントを超えて、低くすることができる。いくつかの態様において、音波処理に先立っての出発結晶化度指標は約40~約875パーセント、例えば、約50~約75パーセント、または約60~約70パーセントであり、音波処理後の結晶化度指標は約10~約50パーセント、例えば、約15~約45パーセント、または約20~約40パーセントである。しかしながら、ある態様においては、例えば、強い音波処理の後に、5パーセントよりも低い結晶化度指標を有することが可能である。いくつかの態様において、音波処理後の材料は実質的にアモルファスである。いくつかの態様において、音波処理に先立っての出発数平均分子量は約200000~約3200000、例えば、約250000~約1000000、または約250000~約700000であり、音波処理後の数平均分子量は約50000~約200000、例えば、約60000~約150000、または約70000~約125000である。しかしながら、いくつかの態様において、例えば、強い音波処理の後に、約10000未満、またはさらには約5000未満の数平均分子量を有することが可能である。いくつかの態様において、第二の材料は、第一の材料の酸化レベルTO1のレベルよりも高い酸化レベルTO2を有することができる。材料の酸化のより高いレベルが、その分散性、膨潤性およびまたは溶解性を助けることができ、さらに、化学物質、酵素または微生物攻撃に対する材料の感受性を高める。いくつかの態様において、第一の材料に対する第二の材料の酸化レベルを増加させるためには、音波処理を酸化媒体で行い、第一の材料よりもより酸化された第二の材料を作製する。例えば、第二の材料がより多くのヒドロキシル基、アルデヒド基、ケトン基、エステル基、またはカルボン酸基を有することができ、これはその親水性を増加させることができる。いくつかの態様において、音波処理媒体は水性媒体である。望ましければ、媒体は過酸化物例えば、過酸化水素、分散剤およびまたは緩衝剤などの酸化剤を含むことができる。分散剤の例はイオン性分散剤、例えば、ラウリル硫酸ナトリウム、および非イオン性分散剤、例えば、ポリエチレングリコールを含む。他の態様において、音波処理媒体は、非水性である。例えば、音波処理は、炭化水素、例えば、トルエンまたはヘプタン、エーテル、例えば、ジエチルエーテル、またはテトラヒドロフラン中で、あるいはアルゴン、キセノン、またはさらには窒素などの液化ガス中でも行うことができる。任意の特定の理論に拘束されるつもりはないが、音波処理は、成長し、次いで、激しく崩壊するセルロースを含有する媒体中に気泡を生じさせることによってセルロース中の結合を破壊すると考えられる。ナノ秒未満で起こり得る気泡の崩壊の間に、内破力は気泡内の局所的温度を約5100Kある場合にはより高い;例えば、SuslicketalNature4345255参照まで上昇させ、数100気圧から1000気圧またはそれ以上の圧力を生じさせる。これは、結合を破壊する高温および圧力である。加えて、任意の特定の理論に拘束されるつもりはないが、低減した結晶化度は、少なくとも部分的には、約1011K秒よりも大きくすることが可能な、気泡の崩壊の間の極端に高い冷却速度から生じると考えられる。高い冷却速度は、一般に、セルロースを組織化も結晶化もさせず、その結果、低減した結晶化度を有する材料が得られる。超音波系および音波化学は、例えば、Ollietal米国特許第5766764号Roberts米国特許第5828156号MasonChemistrywithUltrasoundElsevierOxfordSuslickUltrasounditsChemicalPhysicalandBiologicalEffectsVCHWeinheimPriceCurrentTrendsinSonochemistryRoyalSocietyofChemistryCambridgeSuslicketalAnnRevMaterSci29295SuslicketalNature353414HilleretalPhysRevLett691182BarberetalNature352414SuslicketalJAmChemSoc1085641TangetalChemComm2119WangetalAdvancedMater121137LandauetalJofCatalysis20122PerkasetalChemComm988NikitenkoetalAngewChemInterEdShafietalJPhysChemB1033358AvivietalJAmerChemSoc1214196およびAvivietalJAmerChemSoc1224331に議論されている。音波処理システム図12は一般的なシステムを示し、そこでは、セルロース材料ストリーム1210がリザーバ1214中の水ストリーム1212と混合されて、スラリー1216が形成される。第一のポンプ1218はリザーバ1214からスラリー1216を汲み出し、フローセル1224に向ける。超音波トランスデューサ1226が、スラリー1216がフローセル1224を通って流れる間に超音波エネルギーをスラリーに伝達する。第二のポンプ1230はスラリー1216をフローセル1224から汲み出し、次の処理に向ける。リザーバ1214は、第一の取入口1232、およびボリューム1236と流体連絡した第二の取入口1234を含む。コンベア示さずは、セルロース材料ストリーム1210を、第一の取入口1232を通ってリザーバ1214まで送達する。水ストリーム1212は、第二の取入口1234を通って、リザーバ1214に入る。いくつかの態様において、水ストリーム1212は、ボリューム1236内で渦巻き流を確立する接線に沿ってボリューム1236に入る。ある態様において、セルロース材料ストリーム1210および水ストリーム1212は、対向軸にそってボリューム1236に導入されて、ボリューム内の混合を高める。バルブ1238は、第二の取入口1234を通る水ストリーム1212の流れを制御して、水に対するセルロース材料の所望の比率を生じさせる例えば、ほぼ10セルロース材料、重量体積。例えば、2000トン日のセルロース材料を、100万~150万ガロン日、例えば、125万ガロン日の水と合わせることができる。リザーバ1214におけるセルロース材料および水の混合は、ボリューム1236のサイズ、および該ボリュームへのセルロース材料および水の流速によって制御される。いくつかの態様において、ボリューム1236は、セルロース材料および水についての最小混合滞留時間を生じるようなサイズとする。例えば、2000トン日のセルロース材料および125万ガロン日の水をリザーバ1214を通って流す場合、ボリューム1236はほぼ32000ガロンとして、約15分の最小混合滞留時間を生じさせることができる。リザーバ1214はボリューム1236と流体連絡しているミキサー1240を含む。ミキサー1240はボリューム1236の内容物を攪拌して、ボリューム中の水全体にセルロース材料を分散させる。例えば、ミキサー1240は、リザーバ1214中に配置された回転羽根とすることができる。いくつかの態様において、ミキサー1240は、セルロース材料を水全体に実質的に均一に分散させる。リザーバ1214は、さらに、ボリューム1236およびスラリー1216と流体連絡した出口1242を含む。ボリューム1236におけるセルロース材料および水の混合物は、出口1242を介してリザーバ1214から流れ出る。出口1242はリザーバ1214の底近くに配置して、重力がリザーバ1214からセルロース材料と水との混合物を引き出してスラリー1216に入れることを可能とする。第一のポンプ1218例えば、EsscoPumpsControlsLosAngelesCaliforniaによって製造された埋込型インペラーボルテックスポンプのいくつかのうちの任意のものは、スラリー1216の内容物をフローセル1224に向けて移動させる。いくつかの態様において、第一のポンプ1218は、セルロース材料および水の混合物がフローセル1224の入口1220において実質的に均一になるようにスラリー1216の内容物を攪拌する。例えば、第一のポンプ1218はスラリー1216を攪拌して、乱流を生じさせ、これは第一のポンプおよびフローセル1224の入口1220の間のスラリー1216に沿って終始存在する。フローセル1224は、入口1220および出口1222と流体連絡したリアクターボリューム1244を含む。いくつかの態様において、リアクターボリューム1244は、上昇した圧力例えば、10バールに耐えることができるステンレス鋼チューブである。加えて、あるいは別法として、リアクターボリューム1244は矩形断面を含む。フローセル1224は、さらに、リアクターボリューム1244の少なくとも一部と熱的に連絡した熱交換機1246を含む。冷却流体1248例えば、水は熱交換機1246に流入し、スラリー1216がリアクターボリューム1244において音波処理された場合に生じる熱を吸収する。いくつかの態様において、熱交換器1246への冷却流体1248の流速を制御して、リアクターボリューム1244におけるほぼ一定の温度を維持する。加えて、あるいは別法として、熱交換機1246に流入する冷却流体1248の温度を制御して、リアクターボリューム1244におけるほぼ一定の温度を維持する。いくつかの態様において、リアクターボリューム1244の温度は20~50°C、例えば、25、30、35、40、または45°Cに維持する。加えて、あるいは別法として、リアクターボリューム1244から冷却流体1248に移動した熱は、全プロセスの他の部分において用いることができる。アダプターセクション1227は、リアクターボリューム1244、および超音波トランスデューサ1226にカップリングした例えば、フランジを用いて機械的にカップリングしたブースター1250の間に流体連絡を生じさせる。例えば、アダプターセクション1226は、リアクターボリューム1244およびブースター1250の間に漏出防止leaktight連結を生じさせるように配置されたフランジおよびOリングアセンブリを含むことができる。いくつかの態様において、超音波トランスデューサ1226は、HielscherUltrasonicsofTeltowGermanyによって作製された高出力超音波トランスデューサである。操作において、ジェネレーター1252は電気を超音波トランスデューサ1226に送達する。超音波トランスデューサ1226は、電気エネルギーを超音波範囲の音に変換する圧電エレメントを含む。いくつかの態様において、材料は、約16kHz~約110kHz、例えば、約18kHz~約75kHz、または約20kHz~約40kHzの周波数を有する音例えば、20kHz~40kHzの周波数を有する音を用いて音波処理する。次いで、超音波エネルギーをブースター1250を通して作業媒体に送達する。リアクターボリューム1244中のブースター1250を通って移動する超音波エネルギーは、スラリー1216において空洞化を生じるのに十分な強度にて、スラリー1216において一連の圧縮および希薄化を生じる。空洞化はスラリー1216に分散したセルロース材料を解離させる。空洞化は、また、スラリー1216の水中でフリーラジカルを生じる。これらのフリーラジカルは、スラリー1216中のセルロース材料をさらに分解するように作用する。一般に、5~4000MJm3、例えば、10、25、50、100、250、500、750、1000、2000、または3000MJm3の超音波エネルギーを約02m3s約3200ガロン分の速度で流れるスラリー1216に適用する。リアクターボリューム1244中の超音波エネルギーへの曝露の後、スラリー1216は出口1222を通ってフローセル1224を出る。第二のポンプ1230はスラリー1216を次の処理に移動させる例えば、EsscoPumpsControlsLosAngelesCaliforniaによって製造された埋込型インペラーボルテックスポンプのいくつかのうちの任意のもの。ある態様を記載してきたが、他の態様も可能である。スラリー1216は単一の流路として記載してきたが、例として、他の配置が可能である。いくつかの態様において、例えば、スラリー1216は多数並行流路例えば、10ガロン分の速度で流動を含む。加えて、あるいは別法として、スラリー1216の多数の並行流路は別々のフローセルに流入し、例えば、複数の16kW超音波トランスデューサを用いて並行して音波処理される。もう1つの例として、単一の超音波トランスデューサ1226がフローセル1224にカップリングされると記載されたが、他の配置が可能である。いくつかの態様において、複数の超音波トランスデューサ1226はフローセル1224において配置される例えば、10個の超音波トランスデューサをフローセル1224において配置することができる。いくつかの態様において、複数の超音波トランスデューサ1226の各々によって生じた音波はタイミング処理され例えば、相互に位相をずらして同調させて、スラリー1216に作用する空洞化を高める。もう1つの例として、単一のフローセル1224を記載してきたが、他の配置も可能である。いくつかの態様において、第二のポンプ1230はスラリー1216を第二のフローセルに移動させ、そこで、第二のブースターおよび超音波トランスデューサは、さらに、スラリー1216を音波処理する。なおもう1つの例において、リアクターボリューム1244は閉じたボリュームとして記載されてきたが、ある態様においては、リアクターボリューム1244は周囲条件に対して開いている。そのような態様において、音波前処理は、他の前処理技術と実質的に同時に行うことができる。例えば、電子線をスラリー1216に同時に導入しながら、超音波エネルギーをリアクターボリューム1244中のスラリー1216に適用することができる。もう1つの例として、プロセスを通る流れを記載してきたが、他の配置が可能である。いくつかの態様において、音波処理はバッチ処理で行うことができる。例えば、ボリュームを、セルロース材料の10重量体積混合物を含有する水で満たし、約50Wcm2~約600Wcm2、例えば、約75Wcm2~約300Wcm2、または約95Wcm2~約200Wcm2の強度の音に曝露させることができる。加えて、あるいは別法として、ボリューム中の混合物は1時間~24時間、例えば、約15時間~約12時間、約2時間~約10時間音波処理することができる。ある態様において、材料は所定の時間音波処理し、次いで、再度音波処理する前に第二の所定時間静置することができる。ここで、図13を参照すると、いくつかの態様において、二つの電気音響トランスデューサを単一のホーンに機械的にカップリングさせる。示したように圧電トランスデューサ60および62の対を、各中間カップリングホーン70および72によって、スロットを付けたバーホーン64にカップリングさせ、後者はブースターホーンとしても知られている。トランスデューサによって提供された機械的振動は、それに適用される高周波電気エネルギーに応答して、1~12の比率などの機械的利得を提供するよう構築されてもよい各カップリングホーンに伝達される。ホーンは、固定ハウジング中にトランスデューサおよびホーンアセンブリを支持するための各設置フランジ74および76を設ける。カップリングまたはブースターホーンを通じてトランスデューサから伝達された振動はホーンの入力表面78にカップリングされ、ホーンを通って対向して設けられた出力表面80に伝達され、それは、操作の間に、振動が適用されたワークピース示さずと強制的に係合される。電源82によって提供される高周波数電気エネルギーを、平衡変圧器84、および1つのキャパシターがトランスデューサの各々への電気的結合と直列して結合された、各一連の連結されたキャパシター86および90を介して、電気的に平行に連結されたトランスデューサの各々に供給される。平衡変圧器はバランシングユニットを表すバルンとしても知られている。平衡変圧器は、磁気コア92、および各々、一次巻線および二次巻線とも呼ばれる一対の同一の巻線94および96を含む。いくつかの態様において、トランスデューサは、各々が20kHzにおける操作、および3kWの最大電力定格用に設計された、BransonUltrasonics社モデル105または502などの商業的に入手可能な圧電トランスデューサを含む。トランスデューサの出力表面において最大運動軌跡を提供するための通電電圧は930ボルトrmsである。トランスデューサを通る電流は、負荷インピーダンスに依存して、ゼロ~35アンペアの間で変化することができる。930ボルトrmsにおいては、出力運動はほぼ20ミクロンである。従って、同一運動増幅のための端子電圧の最大差は186ボルトで有り得る。そのような電圧の差は、トランスデューサの間で流れる大きな循環電流を生起させることができる。バランシングユニット430は、トランスデューサを通る等しい電流を供給することによって均衡した条件を確実とし、よって循環電流の可能性を排除する。巻線のワイヤーのサイズは、前記した全負荷電流について選択しなければならず、巻線入力全体にわたって出現する最大電圧は93ボルトである。超音波エネルギーの使用の代替法として高周波、ローターステーターデバイスを利用することができる。このタイプのデバイスは、そのような力と接触しているバイオマスを崩壊させることができる高剪断、ミクロ空洞化力を生じさせる。二つの商業的に入手可能な高周波ローターステーター分散デバイスは、KruppIndustrietechnikGmbHによって製造され、かつConnecticutのDorrOliverDeutschlandGmbHによって販売されるSupraton商標デバイス、およびCincinnatiOhioのIkaWorksIncによって製造されおよび販売されるDispax商標デバイスである。そのようなミクロ空洞化デバイスの操作はStuartの米国特許第5370999号に議論されている。超音波トランスデューサ1226は、超音波エネルギーを生じさせるための一つまたは複数の圧電活性エレメントを含めるとして記載されてきたが、他の配置が可能である。いくつかの態様において、超音波トランスデューサ1226は、他のタイプの磁歪材料例えば、鉄類で作製された活性エレメントを含む。そのような高出力超音波トランスデューサの設計および操作は、Hansenetalの米国特許第6624539号に議論されている。いくつかの態様において、超音波エネルギーは電気水力学系を通ってスラリー1216に移される。超音波トランスデューサ1226は、超音波エネルギーを生じさせるために磁歪材料の電磁気的応答を用いるとして記載されてきたが、他の配置が可能である。いくつかの態様において、強い衝撃波の形態の音響エネルギーを、水中スパークを用いて直接的にスラリー1216に適用することができる。いくつかの態様において、超音波エネルギーは熱水力学系を通ってスラリー1216に移動させる。例えば、高エネルギー密度の音響波は、電解質の閉じたボリューム全体にわたり電力を適用することによって生じさせることができ、それにより、閉じたボリュームを加熱し、圧力上昇を生じさせ、これは、引き続いて音伝搬媒体例えば、スラリー1216を通って伝達される。そのような熱水力学トランスデューサの設計および操作は、Hartmannetalの米国特許第6383152号に議論されている。熱分解一つまたは複数の熱分解処理系列を用いて、広く種々の異なる源からの生原料を加工して、原料から有用な物質を抽出し、およびさらなる加工工程およびまたは系列に対する投入物として機能する部分的に分解された有機材料を提供することができる。再度図8における一般的概略図を参照すると、例えば、管状炉中で第一の材料を加熱して、第一の数平均分子量よりも低い第二の数平均分子量TMN2を有するセルロースを含む第二の材料3を提供することによって、第一の数平均分子量TMN1を有するセルロースを含む第一の材料2を熱分解する。第二の材料またはある態様においては第一および第二の材料を、第二およびまたは第一の材料を利用して、水素、アルコール例えば、エタノール、あるいはnブタノール、secブタノール、tブタノールなどのブタノール、有機酸、炭化水素、またはこれらのうちのいずれかの混合物である、またはそれを含む燃料5を生じさせることができる微生物例えば、細菌または酵母と合わせる。第二の材料は第一の材料と比較して低減した分子量、およびある場合には、低減した結晶化度も有するセルロースを有するため、第二の材料は、一般に、例えば、106微生物mLよりも大きな濃度で微生物を含有する溶液に、より分散性、膨潤性およびまたは可溶性である。これらの特性は、第二の材料3を、第一の材料2と比べて化学物質、酵素およびまたは微生物攻撃に対してより感受性とし、これは、所望の産物、例えば、エタノールの生産速度およびまたは生産レベルを大幅に改良することができる。熱分解は第一および第二の材料を滅菌することもできる。いくつかの態様において、第二の数平均分子量TMN2は、約10パーセントを超えて、例えば、15、20、25、30、35、40、50パーセント、60パーセント、またはさらには約75パーセントを超えて、第一の数平均分子量TMN1よりも低い。いくつかの例において、第二の材料は、第一の材料のセルロースの結晶化度TC1よりも低い結晶化度TC2を有するセルロースを有する。例えば、TC2は、約10パーセントを超えて、例えば、15、20、25、30、35、40、またはさらには約50パーセントを超えて、TC1よりも低くすることができる。いくつかの態様において、熱分解に先立っての出発結晶化度は約40~約875パーセント、例えば、約50~約75パーセント、または約60~約70パーセントであり、熱分解後の結晶化度指標は約10~約50パーセント、例えば、約15~約45パーセント、または約20~約40パーセントである。しかしながら、ある態様においては、例えば、強い熱分解の後に、5パーセント未満の結晶化度指標を有することが可能である。いくつかの態様において、熱分解後の材料が実質的にアモルファスである。いくつかの態様において、熱分解に先立っての出発数平均分子量は約200000~約3200000、例えば、約250000~約1000000、または約250000~約700000であり、熱分解後の数平均分子量は約50000~約200000、例えば、約60000~約150000、または約70000~約125000である。しかしながら、いくつかの態様において、例えば、強い熱分解の後に、約10000未満、またはさらには約5000未満の数平均分子量を有することが可能である。いくつかの態様において、第二の材料は、第一の材料の酸化レベルTO1よりも高い酸化レベルTO2を有することができる。材料のより高い酸化レベルはその分散性、膨潤性およびまたは溶解性を助けることができ、さらに、化学物質、酵素または微生物攻撃に対する材料の感受性を高める。いくつかの態様において、第一の材料に対する第二の材料の酸化レベルを増加させるために、熱分解を酸化性環境において行い、第一の材料よりも酸化された第二の材料を作製する。例えば、第二の材料はより多くのヒドロキシル基、アルデヒド基、ケトン基、エステル基、またはカルボン酸基を有することができ、これはその親水性を増加させることができる。いくつかの態様において、材料の熱分解は連続的である。他の態様において、材料は所定の時間熱分解され、次いで、再度熱分解する前に第二の所定の時間冷却される。熱分解システム図14は、熱分解原料前処理システムにおける種々の工程を含むプロセスフロー図6000を示す。第一の工程6010において、乾燥原料の供給を供給源から受け取る。前記したように、供給源からの乾燥原料は熱分解チャンバーへの送達に先立って予め処理することができる。例えば、原料が植物源に由来する場合、植物材料のある部分を植物材料の収集に先立って、およびまたは植物材料が原料輸送デバイスによって送達される前に、除去することができる。別法として、あるいは加えて、バイオマス原料を、熱分解チャンバーへの送達に先立って、機械的処理6020に付すことができる例えば、原料における繊維の平均長さを低減することができる。機械的処理に続き、原料は水分調整工程6030を受ける。水分調整工程の性質は、機械的に処理された原料の水分含有量に依存する。典型的には、原料の熱分解は、原料の水分含有量が原料の約10重量~約30重量の間例えば、15重量~25重量の間である場合に最も効果的に起こる。原料の水分含有量がもし約40重量よりも大きければ、原料の水含有量によって引き起こされる過剰の熱負荷は、次の熱分解工程のエネルギー消費を増加させる。いくつかの態様において、原料が、約30重量よりも大きな水分含有量を有する場合、低い水分含有量を有するさらに乾燥した原料材料6220をブレンドすることができ、先に議論した限界内にある平均水分含有量を持つ原料混合物を工程6030において生じさせる。ある態様において、高い水分含有量を持つ原料は、原料をインライン加熱ユニットを通して循環させる移動コンベア上に原料材料を分散させることによって乾燥することができる。加熱ユニットは原料に存在する水の一部を蒸発させる。いくつかの態様において、工程6020からの原料が、あまりにも低い例えば、約10重量よりも低い水分含有量を有する場合、機械的に処理された原料を、汚水汚泥などの、より高い水分含有量を持つより湿った原料材料6230と合わすことができる。別法として、あるいは加えて、水6240を工程6020からの乾燥原料に加えて、その水分含有量を増加させることができる。工程6040において、今や適切な限界内に入るように調整されたその水分含有量を持つ原料を任意の予熱工程6040において予熱することができる。予熱工程6040を用いて、原料の、次の熱分解のための調製において、75°C~150°Cの間まで原料の温度を上昇させることができる。原料の性質、および熱分解チャンバーの特定の設計に応じて、原料の予熱は、原料内の熱の分布が熱分解の間、より均一なままであり、熱分解チャンバー上の熱負荷を低減することができるのを確実とすることができる。次いで、原料を熱分解チャンバーに輸送して、工程6050において熱分解を受けさせる。いくつかの態様において、原料の輸送は、一つまたは複数の圧縮ガス6210を原料ストリームに加えることによって助ける。ガスは原料輸送導管において圧力勾配を生じさせ、原料が熱分解チャンバーに入るようさらには熱分解チャンバーを通るよう促す。ある態様において、原料の輸送は機械的に起こり;すなわち、オーガなどのコンベアを含む輸送系は原料を熱分解チャンバーに輸送する。他のガスを熱分解チャンバーに先立って原料に加えることもできる。いくつかの態様において、例えば、一つまたは複数の触媒ガスを原料に加えて、熱分解の間に原料の分解を助けることができる。ある態様において、一つまたは複数の除去剤を原料に加えて、熱分解の間に放出された揮発性材料を捕獲することができる。例えば、スルフィドなどの種々の硫黄ベースの化合物を熱分解の間に遊離する可能性があり、水素ガスなどの物質を原料に加えて、熱分解産物の脱硫を引き起こすことができる。水素はスルフィドと結合して硫化水素ガスを形成し、これは熱分解原料から除去することができる。チャンバー内の原料の熱分解は原料を比較的高温に加熱して、原料の部分的分解を引き起こすことを含むことができる。典型的には、原料を150°C~1100°Cの範囲の温度まで加熱する。原料を加熱する温度は、原料の組成、原料の平均粒子サイズ、水分含有量、および所望の熱分解産物を含めたいくつかの因子に依存する。多くのタイプのバイオマス原料では、例えば、300°C~550°Cの間の熱分解温度が用いられる。熱分解チャンバー内の原料の滞留時間は、一般に、熱分解温度、原料の組成、原料の平均粒子サイズ、水分含有量、および所望の熱分解産物を含めたいくつかの因子に依存する。いくつかの態様において、原料材料は、不活性雰囲気中の材料の分解温度のすぐ上の温度で、例えば、分解温度の約2°C~約10°C上、または分解温度の約3°C~約7°C上の温度で熱分解する。そのような態様において、材料は、一般に、05時間よりも長く、例えば、10時間よりも長く、または約20時間よりも長くこの温度に維持される。他の態様において、材料を不活性雰囲気中の材料の分解温度を十分超えた温度で、例えば、分解温度を約75°C~約175°C超えた、または分解温度を約85°C~約150°C超えた温度で熱分解する。そのような態様において、材料は、一般に、05時間よりも短い間、例えば、20分よりも短く、10分よりも短く、5分よりも短く、または2分よりも短くこの温度に維持される。なお他の態様において、材料は極端な温度にて、例えば、不活性環境における材料の分解温度よりも約200°C~約500°Cを超えて、または分解温度の約250°C~約400°Cを超えた温度で熱分解させる。そのような態様において、材料は、一般には、1分よりも短い時間、例えば、30秒よりも短い間、15秒よりも短い間、10秒よりも短い間、5秒よりも短い間、1秒よりも短い間、または500ミリ秒よりも短い間この温度に維持する。このような態様は、通常フラッシュ熱分解と呼ばれる。いくつかの態様において、チャンバー内で原料を選択された熱分解温度まで比較的迅速に加熱する。例えば、チャンバーは500°C秒~11000°C秒の間の速度にて原料を加熱するように設計することができる。バイオマス由来原料材料についての典型的な加熱速度は、例えば、500°C秒~1000°C秒である。熱分解チャンバー内の原料材料の乱流は通常は有利である。なぜならば、それは、加熱サブシステムから原料材料への比較的有効な熱移動を確実とするからである。乱流は、例えば、一つまたは複数の注入されたキャリアガスを用いてチャンバーを通って原料材料を吹きつけることによって達成することができる。一般に、キャリアガスは、熱分解チャンバー内が高温であっても、原料材料に対して比較的不活性である。例示的なキャリアガスは、例えば、窒素、アルゴン、メタン、一酸化炭素、および二酸化炭素を含む。別法として、あるいは加えて、オーガなどの機械的輸送システムは熱分解チャンバー内で原料を輸送し、循環させて、原料の乱流を作り出すことができる。いくつかの態様において、原料の熱分解は、実質的に、酸素および他の反応性ガスの不存在下で起こる。酸素は、例えば、2バール以上の窒素圧力においてチャンバーに高圧窒素を周期的にパージすることによって、熱分解チャンバーから除去することができる。チャンバーのパージに続き、例えば、原料の熱分解の間における熱分解チャンバーに存在するガス混合物は、4モル未満の酸素例えば、1モル未満の酸素、05モル未満の酸素を含むことができる。酸素が存在しないことは、上昇した熱分解温度で原料の発火が確実に起こらないようにする。ある態様において、比較的少量の酸素を原料に導入することができ、熱分解の間存在させる。この技術は酸化的熱分解といわれる。典型的には、酸化的熱分解は複数の加熱ステージで起こる。例えば、第一の加熱ステージにおいては、原料を酸素の存在下で加熱して、原料の部分的酸化を引き起こす。このステージは熱分解チャンバーにおける利用可能な酸素を消費する。次いで、次の加熱ステージにおいて、原料温度はさらに上げられる。しかしながら、チャンバー中の全ての酸素が消費されると、原料燃焼は起こらず、例えば、炭化水素産物を生じさせるための原料の未燃焼熱分解が起こる。一般に、分解を開始するための熱分解チャンバーにおける原料を加熱するプロセスは吸熱性である。しかしながら、酸化的熱分解においては、原料の酸化による二酸化炭素の形成は発熱性プロセスである。二酸化炭素形成から放出された熱はさらなる熱分解加熱ステージを助けることができ、それにより、原料によって呈される熱負荷を減少させる。いくつかの態様において、熱分解は、原料材料をアルゴンまたは窒素ガス中に浴する間のように、不活性環境中で起こる。ある態様において、熱分解は空気またはアルゴンが豊富な空気中などの酸化性環境において起こり得る。いくつかの態様において、熱分解は原料材料を水素ガス中に浴する間等のように、還元性環境で起こり得る。熱分解を助けるために、酸化剤、還元剤、酸または塩基などの種々の化学剤を熱分解に先立って、またはその間に材料に加えることができる。例えば、硫酸を加えることができ、あるいは過酸化物例えば、過酸化ベンゾイルを加えることができる。先に議論したように、種々の異なる加工条件を、原料組成および所望の熱分解産物などの因子に依存して用いることができる。例えば、セルロース含有原料材料については、比較的穏やかな熱分解条件を使用することができ、375°C~450°Cの間のフラッシュ熱分解温度、および1秒未満の滞留時間を含む。もう1つの例として、汚水汚泥などの有機固体廃棄物材料では、典型的には、500°C~650°Cの間のフラッシュ熱分解温度が、05~3秒の間の滞留時間と共に用いられる。一般に、滞留時間、熱分解温度、原料の乱流、水分含有量、原料組成、熱分解産物組成物、および添加物ガス組成を含めた熱分解プロセスパラメーターの多くは、レギュレーターのシステムおよび自動制御システムによって自動的に制御することができる。熱分解工程6050に続き、熱分解産物は、さらなる加工に先立って産物の温度を低下させるためのクエンチング工程6250を受ける。典型的には、クエンチング工程6250は、冷却水6260のストリームを熱分解産物に噴霧することを含む。冷却水は、固体の溶解していない産物材料および種々の溶解した産物を含むスラリーも形成する。また、産物ガス、キャリアガス、および他のタイプのプロセスガスを含めた、種々のガスを含む混合物も産物ストリームに存在する。産物ストリームはインライン配管を介して、ガス分離工程6060を実行するガスセパレーターに輸送され、ここで、産物ガスおよび他のガスが、熱分解産物をクエンチングすることによって形成されたスラリーから分離される。分離されたガス混合物は、任意で、ブロアー6130に向けられ、これは、空気を混合物に吹き込むことによってガス圧力を増大させる。ガス混合物は濾過工程6140に付すことができ、ここで、ガス混合物は一つまたは複数のフィルター例えば、活性炭フィルターを通過させて、粒状物および他の不純物を除去する。次の工程6150においては、濾過されたガスを圧縮し、さらなる使用のために貯蔵することができる。別法として、濾過されたガスはさらなる処理工程6160に付すことができる。例えば、いくつかの態様において、濾過されたガスを凝縮させて、ガス混合物内の異なるガス状化合物を分離することができる。異なる化合物は、例えば、熱分解の間に生じた種々の炭化水素産物例えば、アルコール、アルカン、アルケン、アルキン、エーテルを含むことができる。ある態様においては、炭化水素成分の混合物を含有する濾過されたガスを蒸気ガス6170例えば、水蒸気および酸素の混合物と合わせ、クラッキングプロセスに付して、炭化水素成分の分子量を低減することができる。いくつかの態様において、熱分解チャンバーは、メタン、プロパンおよびまたはブタンなどの炭化水素ガスを燃焼させて、原料を加熱する熱源を含む。分離されたガスの一部6270は燃焼のために熱分解チャンバーに再度循環させて、プロセス熱を発生させて、熱分解プロセスを維持することができる。ある態様において、熱分解チャンバーは、原料材料の温度を上昇させるのに用いることができるプロセス熱を受けることができる。例えば、原料に対する輻射線例えば、ガンマ放射線、電子線放射線、または他のタイプの輻射線の照射は、原料材料を比較的高温に加熱することができる。加熱された原料材料は、照射された原料から過剰の熱のいくらかを除去する熱交換システムによって冷却することができる。熱交換システムは、熱エネルギーのいくらかを熱分解チャンバーに輸送して、原料材料を加熱しまたは予熱し、それにより、熱分解プロセスについてのエネルギーコストを低減するように構成することができる。液体および固体熱分解産物を含有するスラリーは任意の脱水工程6070を受けることができ、そこでは、過剰な水は機械的プレスおよび蒸発などのプロセスを介してスラリーから除去することができる。過剰な水6280を濾過し、次いで、工程6250における熱分解産物をクエンチングするのにさらに用いるために再循環させることができる。次いで、脱水されたスラリーは機械的分離工程6080を受け、ここで、固体産物材料6110は、一連の益々微細なフィルターによって液体産物材料6090から分離される。工程6100において、次いで、液体産物材料6090を例えば、蒸発を介して凝縮させて、廃水6190を除去し、抽出などのプロセスによって精製することができる。抽出は、例えば、アルコールなどの産物から油などの産物を分離するための、一つまたは複数の有機溶媒6180の添加を含むことができる。適切な有機溶媒は、例えば、種々の炭化水素およびハロ炭化水素を含む。次いで、精製された液体産物6200をさらなる処理工程に付すことができる。廃水6190は、必要であれば、濾過し、工程6250における熱分解産物をクエンチングするのにさらに用いるために再循環することができる。工程6080における分離の後、固体産物材料6110は、任意で、水の蒸発を含むことができる乾燥工程6120に付す。次いで、固体産物材料6110を後の使用のために貯蔵することができ、あるいは必要に応じてさらなる処理工程に付すことができる。先に議論した熱分解プロセスパラメーターは例示的なものである。一般に、これらのパラメーターの値は、原料および所望の産物の性質に従って広く変化させることができる。さらに、炭化水素火炎およびまたは炉、赤外線レーザー、マイクロ波ヒーター、誘導ヒーター、抵抗性ヒーター、および他の加熱デバイスおよび立体配置などの熱源を用いることを含めた、広く種々の異なる熱分解技術を用いることができる。種々の異なる熱分解チャンバーを用いて、原料を分解することができる。いくつかの態様において、例えば、熱分解原料は、金属フィラメントまたは金属リボンなどの抵抗性加熱部材を用いて材料を加熱することを含み得る。加熱は、抵抗性加熱部材および材料の間の直接的接触によって起こり得る。ある態様において、熱分解は、例えばキュリー点熱分解器の使用等による誘導によって材料を加熱することを含み得る。いくつかの態様において、熱分解は、赤外線放射などの輻射線の適用によって材料を加熱することを含み得る。輻射線は、赤外線レーザーなどのレーザーによって生じさせることができる。ある態様において、熱分解は対流熱で材料を加熱することを含み得る。対流熱は加熱されたガスの流動ストリームによって生じさせることができる。加熱されたガスは1000°C未満、750°C未満、600°C未満、400°C未満、さらには300°C未満などの約1200°C未満の温度に維持することができる。加熱されたガスは約250°Cよりも高い温度に維持することができる。対流熱は、炉中などの、第一の材料を囲う熱体によって生じさせることができる。いくつかの態様において、熱分解は約250°Cを超える温度の蒸気で材料を加熱することを含み得る。熱分解チャンバーの態様は図15に示される。チャンバー6500は排気ガス用の排気口6600を備えた絶縁チャンバー壁6510、熱分解プロセス用の熱を生じさせる複数のバーナー6520、チャンバー6500を通って原料を輸送するための輸送ダクト6530、乱流の状態でダクト6530を通って原料を移動させるためのオーガ6590、ならびに熱分解産物を移動させるためのオーガ6610、冷却水を熱分解産物に噴霧するためのウォータージェット6550、および固体および液体産物を含有するスラリー6570からガス状産物6580を分離するためのガスセパレーターを含むクエンチシステム6540を含む。熱分解チャンバーのもう1つの態様を図16に示す。チャンバー6700は絶縁チャンバー壁6710、原料供給ダクト6720、傾いた内側チャンバー壁6730、熱分解プロセス用の熱を発生させるバーナー6740、排気ガスのための排気口6750、および液体および固体産物6780からガス状産物6770を分離するためのガスセパレーター6760を含む。チャンバー6700は、チャンバー内での原料の適切な混合および乱流を確実とするため、矢印6790によって示される方向に回転するように配置される。熱分解チャンバーのさらなる態様を図17に示す。フィラメント熱分解器1712は、試料ホルダー1713によって規定される開いた空間を通るワイヤー巻線の形態の抵抗性加熱エレメント1714を備えた試料ホルダー1713を含む。任意で、加熱されたエレメントは矢印1716によって示されるように軸1715の周りを回転して試料ホルダー1713中のセルロース材料を含む材料を転がすことができる。エンクロージャー1719によって規定される空間1718は室温を超える、例えば、200~250°Cの温度に維持する。典型的な用法において、キャリアガス、例えば、不活性ガスまたは酸化性もしくは還元性ガスは、試料ホルダー1713を通って移動し、一方、抵抗性加熱エレメントは回転を受けて、所望の温度、例えば、325°Cまで加熱される。適切な時間、例えば、5~10分後に、熱分解された材料は試料ホルダーから排出される。図17に示したシステムを一定基準で評価し、連続的なものとすることができる。例えば、加熱部材としてのワイヤーよりはむしろ、加熱部材はオーガスクリューであり得る。材料は連続的に試料ホルダーに落ちることができ、材料を熱分解する加熱されたスクリューを打つ。同時に、スクリューは試料ホルダーから熱分解された材料を押し出して、新鮮な熱分解されていない材料の進入を可能とする。熱分解チャンバーのもう1つの態様は図18に示され、これは、強磁性体箔1822を収容する試料チャンバー1821を含むキュリー点熱分解器1820をその特徴とする。試料チャンバー1821の周囲はRFコイル1823である。エンクロージャー1825によって規定される空間1824は室温を超える温度、例えば、200~250°Cに維持される。典型的な用法においては、キャリアガスは試料チャンバー1821を通って移動し、他方、箔1822は適応されたRF場によって誘導的に加熱されて、所望の温度で材料を熱分解する。熱分解チャンバーのなおもう1つの態様は図19に示される。炉熱分解器130は移動可能な試料ホルダー131および炉132を含む。典型的な用法において、試料は矢印137によって示されるように炉132のホットゾーン135まで降下させ、他方、キャリアガスはハウジング136を満たし、試料ホルダー131を通って移動する。試料は所望の時間で所望の温度まで加熱され、熱分解された産物を提供する。熱分解された産物は、矢印134によって示されるように試料ホルダーを上昇させることによって熱分解器から除去される。ある態様において、図20に示されたように、セルロース標的140は、真空チャンバー141に収容された該標的を、レーザー光、例えば、約225nm~約1500nmの波長を有する光で処理することによって熱分解することができる。例えば、該標的は、NdYAGレーザーSpectraPhysicsGCR170SanJoseCalifの第四調波を用いて266nmにおいて腐食させることができる。示された光学的立体配置は、レーザー142によって生じたほとんど単色光143が、真空チャンバー141中のレンズ146を通った後に鏡144および145を用いて標的に向けられることを可能とする。典型的には、真空チャンバー中の圧力は約106mmHg未満に維持される。いくつかの態様において、赤外線放射、例えば、NdYAGレーザーからの106ミクロン放射が用いられる。そのような態様において、赤外線感受性染料をセルロース材料と組み合わせて、セルロース標的を生じさせることができる。この赤外線染料により、セルロース材料の加熱を増強させることができる。レーザー切断は米国特許第5942649号においてBlanchetFincheretalによって記載されている。図21を参照すると、いくつかの態様において、セルロース材料は、該材料が真空チャンバー151に収容されている間、5~25ミルタングステンフィラメントなどのタングステンフィラメント150を所望のセルロース材料でコーティングすることによってフラッシュ熱分解させることができる。熱分解を行うためには、電流をフィラメントに通し、これにより、フィラメントの所望の時間の迅速加熱が引き起こされる。典型的には、加熱は、フィラメントを冷却させる前に数秒間継続する。いくつかの態様において、加熱は多数回行って、所望の量の熱分解を行う。ある態様において、糖質含有バイオマス材料を流動床リアクター中で酸素の非存在下で加熱することができる。所望であれば、糖質含有バイオマスは比較的薄い断面を有することができ、有効な熱移動のために、本明細書において記載された繊維状材料のいずれかを含むことができる。材料は、リアクター中のガラスビーズまたは砂などの熱い金属またはセラミックからの熱移動によって加熱することができ、得られた熱分解液体または油は、可燃性燃料または他の有用な産物を作製するために中央精製所に輸送することができる。酸化一つまたは複数の酸化的加工系列を用いて、幅広い種類の異なる源からの生原料を加工して、原料から有用な物質を抽出することができ、さらなる加工工程およびまたは系列に対する投入物として機能する部分的に分解された有機物質を提供することができる。図8を再度参照すると、第一の数平均分子量TMN1を有し、かつ第一の酸素含有量TO1を有するセルロースを含む第一の材料2を、例えば、管状炉中で空気または酸素豊富化空気のストリームにおいて第一の材料を加熱することによって酸化させて、第二の数平均分子量TMN2を有し、かつ第一の酸素含有量TO1よりも高い第二の酸素含有量TO2を有するセルロースを含む第二の材料3を得る。第二の材料またはある態様における第一および第二の材料は、例えば、溶融した熱可塑性樹脂などの樹脂、または微生物と合わせて、望ましい機械的特性を有する複合体4、または燃料5を提供することができる。より高い酸化レベルを提供することは、樹脂における酸化された材料の分散性を改良することができ、また、酸化された材料および樹脂の間の界面結合を改良することもできる。改良された分散性およびまたは界面結合ある場合には、分子量の維持と組み合わせるは、改良された摩耗耐性、圧縮強度、破壊耐性、衝撃強度、屈曲強度、引張モジュラス、曲げモジュラスおよび破断伸度などの例外的な機械的特性を持つ複合体を提供することができる。そのような材料は固体およびまたは液体と組み合わせることもできる。例えば、液体は溶液の形態とすることができ、固体は形態が粒状であり得る。液体およびまたは固体は微生物、例えば、細菌、およびまたは酵素を含むことができる。例えば、細菌およびまたは酵素をセルロースまたはリグノセルロース材料に対して働かせて、エタノールなどの燃料、またはタンパク質などの副産物を生じさせることができる。燃料および副産物は、2006年6月15日に出願されたFIBROUSMATERIALSANDCOMPOSITES、USSN11453951に記載されている。前記適用の各々の全内容は参照により本明細書に組み入れられる。ある態様において、第二の数平均分子量は第一の数平均分子量の97パーセント以下であり、例えば、第一の平均分子量の95パーセント、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、30、20、125、100、75、50、40、30、25、20パーセント以下、または10パーセント以下である。分子量の低減の量は用途に依存する。例えば、複合体を提供するいくつかの好ましい態様において、第二の数平均分子量は第一の数平均分子量と実質的に同一である。エタノールまたは他の燃料または副産物の作製などの他の用途において、より多量の分子量低減が一般には好ましい。例えば、複合体を提供するいくつかの態様において、酸化に先立っての出発数平均分子量は、約200000~約3200000、例えば、約250000~約1000000、または約250000~約700000であり、酸化後の数平均分子量は、約175000~約3000000、例えば、約200000~約750000、または約225000~約600000である。利用した樹脂は熱硬化性または熱可塑性である。熱可塑性樹脂の例は剛直なエラストマー熱可塑性樹脂である。剛直な熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリオレフィンコポリマー、ポリエステル例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド例えば、ナイロン6、612または610、ポリエチレンイミンを含む。エラストマー熱可塑性樹脂の例は、エラストマースチレンコポリマー例えば、スチレンエチレンブチレンスチレンコポリマー、ポリアミドエラストマー例えば、ポリエーテルポリアミドコポリマー、およびエチレン酢酸ビニルコポリマーを含む。特定の態様において、リグニン、例えば、本明細書において記載された任意のプロセスで作製される任意のリグニンが利用される。いくつかの態様において、熱可塑性樹脂は、ASTM1238を用いて測定して、10g10分~60g10分の間、例えば、20g10分~50g10分の間、または30g10分~45g10分の間のメルトフローレートを有する。ある態様において、前記熱可塑性樹脂のいずれかの適合するブレンドを用いることができる。いくつかの態様において、熱可塑性樹脂は、15よりも大きな、例えば、20よりも大きな、25よりも大きな、50よりも大きな、75よりも大きな、またはさらには100よりも大きな多分散指標PDI、すなわち、数平均分子量に対する重量平均分子量の比率を有する。特定の態様において、ポリオレフィンまたはポリオレフィンのブレンドを熱可塑性樹脂として利用する。熱硬化性樹脂の例は天然ゴム、ブタジエンゴムおよびポリウレタンを含む。材料を用いて燃料または副産物を作製するいくつかの態様において、酸化に先立っての出発数平均分子量は、約200000~約3200000、例えば、約250000~約1000000、または約250000~約700000であり、酸化後の数平均分子量は、約50000~約200000、例えば、約60000~約150000、または約70000~約125000である。しかしながら、いくつかの態様において、例えば、広範な酸化後に、約10000未満の、またはさらには約5000未満の数平均分子量を有することが可能である。いくつかの態様において、第二の酸素含有量は第一の酸素含有量よりも少なくとも約5パーセント高く、例えば、75パーセント高く、100パーセント高く、125パーセント高く、150パーセント高く、または175パーセント高い。いくつかの好ましい態様において、第二の酸素含有量は第一の材料の酸素含有量よりも少なくとも約200パーセント高い。酸素含有量は、1300°C以上で作動する炉中で試料を熱分解することによって元素分析によって測定される。適切な元素分析はVTF900高温熱分解炉を伴うLECOCHNS932アナライザーである。いくつかの態様において、第一の材料200の酸化の結果、セルロースの結晶化度の実質的変化はもたらされない。しかしながら、いくつかの例において、例えば、極端な酸化の後に、第二の材料は第一の材料のセルロースの結晶化度TC1よりも低い結晶化度TC2を有するセルロースを有する。例えば、TC2は約5パーセントを超えて、例えば、10、15、20、またはさらには25パーセント、TC1よりも低くすることができる。これは、複合体の曲げ疲労特性の最適化が目標である場合に望ましい可能性がある。例えば、結晶化度の低減は破断伸度を改良することができ、あるいは複合体の衝撃耐性を増強させることができる。これは、細菌およびまたは酵素を含む液体などの液体中の材料の溶解度を高めるのに望ましい可能性もある。いくつかの態様において、酸化に先立っての出発結晶化度指標は、約40~約875パーセント、例えば、約50~約75パーセント、または約60~約70パーセントであり、酸化後の結晶化度指標は、約30~約750パーセント、例えば、約350~約700パーセント、または約375~約650パーセントである。しかしながら、ある態様において、例えば、広範な酸化の後、5パーセントよりも低い結晶化度指標を有することが可能である。いくつかの態様において、酸化後の材料は実質的にアモルファスである。任意の特定の議論に拘束されるつもりはないが、酸化は、例えば、液体中のその分散性およびまたはその溶解性を増加させることができる、ヒドロキシル基、アルデヒド基、ケトン基、カルボン酸基または無水物基などの、セルロース上の水素結合基の数を増加させると考えられる。樹脂中で分散性をさらに改良するために、樹脂は、一つまたは複数の無水物基、カルボン酸基、ヒドロキシル基、アミド基、アミン基、またはこれらの基のうちのいずれかの混合物などの水素結合基を含む成分を含むことができる。いくつかの好ましい態様において、成分はマレイン酸無水物と共重合した、およびまたはそれでグラフトしたポリマーを含む。そのような材料は商品名FUSABOND登録商標でDupontから入手可能である。一般に、第一の材料200の酸化は酸化性環境で起こる。例えば、酸化は空気中、またはアルゴンが豊富な空気中などの酸化性環境において熱分解によって行うことができるか、助けることができる。酸化を助けるために、オキシダント、酸または塩基などの種々の化学剤を酸化に先立って、または酸化の間に材料に加えることができる。例えば、過酸化物例えば、過酸化ベンゾイルを酸化に先立って加えることができる。酸化システム図22は、酸化的原料前処理システムにおいて種々の工程を含むプロセスフローダイヤグラム5000を示す。第一の工程5010において、乾燥原料の供給は供給源から受け取る。供給源は例えば、コンベアベルトまたはもう1つの原料輸送デバイスを介してインライン酸化リアクターに連結された貯蔵床または容器を含むことができる。前記したように、供給源からの乾燥原料は酸化リアクターに対する送達に先立って予め処理することができる。例えば、原料が植物源に由来する場合、植物材料のある部分を植物材料の収集に先立って、およびまたは植物材料が原料輸送デバイスによって送達される前に、除去することができる。別法として、あるいは加えて、バイオマス原料を、酸化リアクターへの送達に先立って、機械的な処理に付す例えば、原料における繊維の平均長さを低減させるためことができる。機械的処理5020に続き、原料5030を、機械的混合プロセスにおいて水5150を原料に導入する混合システムに輸送する。混合工程5040において、処理された原料と水とを合わせると、水性原料スラリー5050が生じ、次いで、これを一つまたは複数の酸化剤で処理することができる。典型的には1リットルの水を、002kg~10kgのあらゆる乾燥原料について混合物に加える。混合物中の水に対する原料の比率は、原料の源、および全プロセスにおけるさらに下流で用いる特定の酸化剤に依存する。例えば、リグノセルロースバイオマスについての典型的な産業処理系列においては、水性原料スラリー5050が、水リットル当たり約05kg~約10kgの乾燥バイオマスを含む。いくつかの態様において、一種以上の繊維保護添加剤5170を、原料混合工程5040において原料スラリーに加えることもできる。繊維保護添加剤は、原料の酸化の間、ある種のバイオマス繊維例えば、セルロース繊維の分解の低下を助ける。繊維保護添加剤は、例えば、リグノセルロース原料処理からの所望の産物がセルロース繊維を含む場合に、用いることができる。例示的な繊維保護添加剤は、水酸化マグネシウムなどのマグネシウム化合物を含む。原料スラリー5050における繊維保護添加剤の濃度は、例えば、バイオマス原料の乾燥重量の01~04であり得る。ある態様において、水性原料スラリー5050を有機溶媒での任意の抽出5180に付して、水不溶性物質をスラリーから除去することができる。例えば、一種以上の有機溶媒によるスラリー5050の抽出は精製されたスラリー、ならびに、脂肪、油、および他の非極性炭化水素ベースの物質などの水不溶性材料を含む有機廃棄物ストリーム5210を生じる。スラリー5050の抽出を行うための適切な溶媒は、例えば、種々のアルコール、炭化水素、およびハロ炭化水素を含む。いくつかの態様において、水性原料スラリー5050を任意の熱処理5190に付して、酸化のために原料をさらに調製することができる。熱処理の例は、圧縮された蒸気の存在下で原料スラリーを加熱することを含む。繊維バイオマス原料において、圧縮されたストリームは繊維を膨潤させ、繊維表面のより大きな割合を水性溶媒、および酸化剤に曝露し、これは次の処理工程に導入される。ある態様において、水性原料スラリー5050を塩基性剤5200での任意の処理に付すことができる。一種以上の塩基性剤での処理はリグノセルロースバイオマス原料中のセルロースからリグニンを分離するのを助けることができ、それにより、原料のその後の酸化を改良する。塩基性剤の例は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、および水酸化カルシウムなどのアルカリおよびアルカリ土類水酸化物を含む。一般に、種々の塩基性剤を、典型的には、原料の乾燥重量の約001~約05の濃度で用いることができる。水性原料スラリー5050を例えば、インライン配管系によってチャンバーまで輸送することができ、これは酸化前処理チャンバーまたは酸化リアクターであり得る。酸化前処理工程5060において、一種以上の酸化剤5160を原料スラリー5050に加えて、酸化媒体を形成する。いくつかの態様において、例えば、酸化剤5160は過酸化水素を含むことができる。過酸化水素は水性溶液として、スラリー5050の3重量から30重量および35重量の間までの範囲の割合でスラリー5050に加えることができる。過酸化水素は酸化剤としての多数の利点を有する。例えば、過酸化水素水溶液は比較的安価であり、比較的化学的に安定であり、他の酸化剤に対して特に有害ではない従って、面倒な取扱い手法および高価な安全性機器を必要としない。さらに、過酸化水素は分解して、原料の酸化の間に水を形成し、従って、廃棄物ストリームクリーンアップは比較的単純で安価である。ある態様において、酸化剤5160は単独、または過酸化水素と組み合わせた酸素例えば、酸素ガスを含むことができる。酸素ガスは、スラリー5050の05重量~10重量の範囲の割合でスラリー5050に発泡させることができる。別法として、あるいは加えて、酸素ガスをスラリー5050と平衡したガス相に導入することができる例えば、スラリー5050の上方の蒸気ヘッド。酸素ガスは、酸化処理システムの配置に応じて、酸化前処理チャンバーに、または酸化リアクターにまたは双方に導入することができる。典型的には、例えば、スラリー5050上方の蒸気中の酸素の分圧は酸素の周囲圧力よりも大きく、原料の性質に応じて、05バール~35バールの範囲である。酸素ガスは、純粋な形態で導入することができ、あるいは、一つまたは複数のキャリアガスと混合することができる。例えば、ある態様において、高圧空気は蒸気中に酸素を提供する。ある態様において、酸素ガスを連続的に蒸気相に供給して、蒸気中の酸素濃度を、原料の処理の間、確実にある所定の限界内に維持されるようにすることができる。いくつかの態様において、酸素ガスを最初に十分な濃度で導入して原料を酸化することができ、次いで、処理のために、原料を閉じた加圧容器例えば酸化リアクターに輸送することができる。ある態様において、酸化剤5160は発生期酸素例えば、酸素ラジカルを含むことができる。典型的には、発生期酸素は、必要に応じて、1つまたはそれ以上の分解反応によって、酸化リアクターにおいて、または酸化リアクターと流体連絡したチャンバーにおいて生じる。例えば、ある態様において、発生期酸素はガス混合物中の、または溶液中のNOとO2との反応から生じさせることができる。ある態様において、発生期酸素は溶液中のHOClの分解から生じさせることができる。発生期酸素を生じさせることができる他の方法は、例えば、電解質溶液中での電気化学的発生を介することを含む。一般に、発生期酸素は酸素ラジカルの比較的高い反応性のため十分な酸化剤である。しかしながら、発生期酸素は比較的選択的な酸化剤でもあり得る。例えば、リグノセルロース原料を発生期酸素で処理する場合、リグニンの選択的酸化が、セルロースなどの原料の他の成分に優先して起こる。結果として、発生期酸素での原料の酸化は、ある原料におけるリグニン画分の選択的除去のための方法を提供する。典型的に、原料の乾燥重量の約05~5の間の発生期酸素濃度を用いて、有効な酸化を行う。理論に拘束されるつもりはないが、発生期酸素は少なくとも2つの異なるメカニズムに従って、リグノセルロース原料と反応すると考えられる。第一のメカニズムにおいて発生期酸素がリグニンとの付加反応を受け、その結果、リグニンの部分的酸化が起こり、これは水性溶液中のリグニンを可溶化する。その結果、可溶化されたリグニンは洗浄を介して原料の残りから除去することができる。第二のメカニズムにおいて、発生期酸素はブタン架橋を破壊し、およびまたはブタン架橋を介して結合される芳香環を開く。その結果、水溶液中のリグニンの溶解度は増加し、リグニン画分は洗浄を介して原料の残りから分離することができる。いくつかの態様において、酸化剤5160はオゾンO3を含む。オゾンの使用は、酸化処理系列においていくつかの化学的取扱いにおける問題をもたらしうる。余りにも激しく加熱された場合、オゾンの水溶液は、ヒトシステムオペレーターおよびシステム機器双方に対する潜在的に有害な結果を伴って、激しく分解しうる。従って、オゾンは、典型的には、原料スラリーを含有する容器とは別の、熱的に単離された厚い壁の容器中で発生し、適切なプロセスステージにおいてそれに輸送される。理論に拘束されるつもりはないが、オゾンは酸素および酸素ラジカルに分解され、酸素ラジカル例えば、発生期酸素は、先に議論したようにオゾンの酸化特性を担うと考えられる。オゾンは、典型的には、リグノセルロース材料におけるリグニン画分を優先的に酸化し、セルロース画分を比較的破壊しないまま残す。バイオマス原料のオゾンベースの酸化についての条件は、一般には、バイオマスの性質に依存する。例えば、セルロースおよびまたはリグノセルロース原料については、乾燥原料の01gm3~20gm3のオゾン濃度は有効な原料酸化を提供する。典型的にはスラリー5050における水含有量は10重量~80重量の間例えば、40重量~60重量の間である。オゾンベースの酸化の間、スラリー5050の温度は0°C~100°Cの間に維持されて、オゾンの激しい分解を回避することができる。いくつかの態様において、原料スラリー5050は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、および水酸化カルシウムなどの一種以上のアルカリおよびアルカリ土類金属水酸化物を含むアルカリ性水溶液で処理することができ、次いで、その後、酸化リアクター中でオゾン含有ガスで処理することができる。このプロセスは、スラリー5050中のバイオマスの分解を有意に増加することが観察された。典型的には、例えば、アルカリ性溶液中の水酸化物イオン濃度はスラリー5050の0001重量~10重量の間である。原料がアルカリ性溶液との接触を介して湿らされた後、オゾン含有ガスを酸化リアクターに導入し、そこで、それは原料に接触し、それを酸化する。酸化剤5160は他の物質を含むことができる。いくつかの態様において、例えば、塩素およびオキシ塩素剤例えば、次亜塩素酸塩などのハロゲンベースの酸化剤をスラリー5050に導入することができる。ある態様において、窒素含有酸化物質をスラリー5050に導入することができる。例示的な窒素含有酸化物質は、例えば、NOおよびNO2を含む。窒素含有剤をスラリー5050中の酸素と合わせて、さらなる酸化剤を作り出すことができる。例えば、NOおよびNO2は共にスラリー5050中の酸素と合わせて、硝酸塩化合物を形成し、これは、バイオマス原料についての有効な酸化剤である。ハロゲンおよび窒素ベースの酸化剤は、いくつかの態様において、原料の性質に応じて、バイオマス原料の漂白を引き起こすことができる。漂白は、次の処理工程において抽出されるある種のバイオマス由来産物に対して、望ましい。他の酸化剤は、例えば、種々のペルオキシ酸、ペルオキシ酢酸、過硫酸塩、過炭酸塩、過マンガン塩、四酸化オスミウム、およびクロム酸化物を含むことができる。酸化前処理工程5060に続き、原料スラリー5050は工程5070において酸化される。酸化剤5160を酸化リアクター中のスラリー5050に加える場合、酸化は同一のリアクター中で進行する。別法として、酸化剤5160を、前処理チャンバー中のスラリー5050に加えた場合、スラリー5050は、インライン配管系を介して酸化リアクターに輸送される。一旦酸化リアクター内部に入れば、バイオマス原料の酸化は環境条件の制御されたセットの下で進行する。典型的には、例えば、酸化リアクターは、外部の環境に対して、閉じられかつ加圧された円筒容器である。バッチおよび連続的操作が共に可能であるが、環境条件は、典型的には、インラインバッチ処理操作において制御するのがより容易である。原料スラリー5050の酸化は、典型的には、酸化リアクターにおいて上昇した温度で起こる。例えば、酸化リアクター中のスラリー5050の温度は、典型的には、100°Cを超えて120°C~240°Cの範囲に維持される。多くのタイプのバイオマス原料について、スラリー5050の温度が150°C~220°Cの間に維持される場合、酸化は特に効果的である。スラリー5050は、種々の熱移動デバイスを用いて加熱することができる。例えば、いくつかの態様において、酸化リアクターは、油または溶融塩を含む加熱槽と接触する。ある態様において、一連の熱交換配管が酸化リアクターを囲い、それに接触し、配管内の熱流体の循環はリアクター中のスラリー5050を加熱する。スラリー5050を加熱するのに用いることができる他の加熱デバイスは、例えば、抵抗加熱エレメント、誘導ヒーターおよびマイクロ波源を含む。酸化リアクター中の原料スラリー5050の滞留時間は、原料を処理するために所望のように変化させることができる。典型的には、スラリー5050はリアクター中で酸化を受けるのに1分~60分費やす。リグノセルロース物質などの比較的柔軟なバイオマス材料では、酸化スラリーにおける滞留時間は、例えば、リアクター中の3~12バールの間の酸化圧力にて、および160°C~210°Cの間のスラリー温度で5分~30分とすることができる。他のタイプの原料については、しかしながら、酸化リアクター中の滞留時間は、例えば、48時間とより長くすることができる。酸化リアクター中のスラリー5050についての適切な滞留時間を決定するには、スラリーのアリコットを特定の間隔でリアクターから抽出し分析して、複雑な糖などの注目する特定の産物の濃度を決定することができる。時間の関数としての、スラリー5050中のある種の産物の濃度の増加についての情報を用いて、原料の材料の特定のクラスについて滞留時間を決定することができる。ある態様において、原料スラリー5050の酸化の間に、一種以上の化学剤を酸化リアクターに導入することによって、スラリーpHの調整を行うことができる。例えば、ある態様において、酸化は約9~11のpH範囲において、最も効果的に起こる。この範囲にpHを維持するためには、アルカリおよびアルカリ土類金属水酸化物、炭酸塩、アンモニア、およびアルカリ性緩衝剤等の剤を酸化リアクターに導入することができる。酸化の間のスラリー5050の循環は、酸化剤5160および原料の間の十分な接触を確実とするのに重要であり得る。スラリーの循環は種々の技術を用いて達成することができる。例えば、いくつかの態様において、インペラーブレードまたはパドルホイールを含む機械的攪拌装置を酸化リアクターにおいて実装することができる。ある態様において、酸化リアクターはループリアクターとすることができ、原料を懸濁させる水性溶媒はリアクターの底から同時に排出され、ポンピングを介してリアクターの頂に再度循環させ、それにより、スラリーは連続的に再度混合され、リアクター内に淀まないことを保証する。原料の酸化が完了した後、スラリーは分離装置まで輸送され、そこで、機械的分離工程5080を行う。典型的には、機械的分離工程5080は、固体および液体構成要素を機械的に分離するためのスラリーの益々微細となる濾過の1つ以上のステージを含む。液相5090は固相5100から分離され、2つの相はその後独立して処理される。固相5100は、任意で、例えば、乾燥装置中で乾燥工程5120を受けることができる。乾燥工程5120は、例えば、固体材料を乾燥表面に機械的に分散させ、次いで、固体材料の穏やかな加熱によって水を固相5100から蒸発させることを含みうる。乾燥工程5120に続きあるいは別法として、乾燥工程5120を受けることなく、固相5100は、さらなる処理工程5140のために輸送される。液相5090は、任意で、乾燥工程5110を受けて、液相中の水の濃度を低下させることができる。いくつかの態様において、例えば、乾燥工程5110は、液体の穏やかな加熱による、液相5090からの水の蒸発およびまたは蒸留およびまたは抽出を含むことができる。別法として、あるいは加えて、一つまたは複数の化学乾燥剤を用いて、液相5090から水を除去することができる。乾燥工程5110に続きまたは別法として、乾燥工程5110を受けることなく、液相5090をさらなる処理工程5130に輸送することができ、該工程は化学的およびまたは酵素的加水分解などの種々の化学的および生物学的処理工程を含むことができる。乾燥工程5110は、比較的低い濃度の酸および塩基などの溶解された化学剤を含む可能性がある水溶液である、廃棄物ストリーム5220を生じさせる。廃棄物ストリーム5220の処理は、例えば、一つまたは複数の鉱酸または塩基でのpH中和を含み得る。廃棄物ストリーム5220中の溶解した塩の濃度に依存して、溶液は例えば、廃棄物ストリームをイオン交換系を通過させることによって部分的に脱イオン化することができる。次いで、主として水を含む廃棄物ストリームを例えば、水5150として全プロセスに再度循環させ、もう1つのプロセスに向ける、または排出することができる。典型的には、分離工程5070の後のリグノセルロースバイオマス原料では、液相5090が種々の可溶性多糖およびオリゴ糖を含み、次いで、さらなる処理工程を介して、より小さな鎖の糖に分離させる、およびまたは低減することができる。固相5100は、典型的には、例えば、より少量のヘミセルロースおよびリグニン由来産物と共に主としてセルロースを含む。いくつかの態様において、酸化は、熱分解チャンバーなどのリアクター中で上昇した温度で行うことができる。例えば、図17を再度参照すると、原料材料をフィラメント熱分解器1712中で酸化することができる。典型的な用法においては、酸化キャリアガス、例えば、空気または空気アルゴン混合物は、試料ホルダー1713を通って移動し、一方、抵抗加熱エレメントは回転を受け、所望の温度、例えば325°Cに加熱される。適切な時間、例えば、5~10分の後に、酸化された材料は、試料ホルダーから排出される。図2に示されたシステムは評価し、連続的とすることができる。例えば、加熱部材としてのワイヤーよりはむしろ、加熱部材はオーガスクリューとすることができる。材料は試料ホルダーに連続的に落下し、材料を熱分解する加熱されたスクリューに当たることができる。同時に、スクリューは試料ホルダーから酸化された材料を押し出すことができ、新しい酸化されていない材料の進入を可能とする。図18を再度参照すると、原料材料はキュリー点加熱器1820中で酸化することができる。典型的な用法において、酸化キャリアガスは試料チャンバー1821を通って移動し、他方、箔1822は印加されたRF場によって誘導的に加熱されて、所望の温度で材料を酸化する。再度図19を参照すると、原料材料は炉熱分解器130中で酸化することができる。典型的な用法において、試料は矢印137によって示されるように炉132のホットゾーン135まで降下し、他方、酸化キャリアガスはハウジング136を満たし、試料ホルダー131を通って通過する。試料は所望の時間所望の温度で加熱されて、酸化された産物を提供する。酸化された産物は、矢印134によって示されるように試料ホルダーを上昇させることによって熱分解器から除去される。再度図20を参照すると、原料材料は、過酸化物などのオキシダントと共に、セルロース標的140を形成し、次いで、レーザー光、例えば、約225nm~約1600nmの波長を有する光で、真空チャンバー141に収容された標的を処理することによって酸化することができる。示された光学立体配置は、真空チャンバー141中のレンズ146を通過した後に、レーザー142によって生じた単色光143が鏡144および145を用いて標的に向けられるのを可能とする。典型的には、真空チャンバー中の圧力は約106mmHg未満に維持される。いくつかの態様において、赤外線放射、例えば、NdYAGレーザーからの106ミクロン放射を用いる。そのような態様において、赤外線感受性染料をセルロース材料と合わせて、セルロース標的を生じさせることができる。赤外染料はセルロース材料の加熱を増強させることができる。ポリマーのレーザー処理は、米国特許第5942649号中でBlanchetFincheretalによって記載させている。再度図21を参照すると、原料材料は、材料が真空チャンバー151に収容されている間、所望のセルロース材料で、過酸化物などのオキシダントと共にタングステンフィラメント150をコーティングすることによって迅速に酸化することができる。酸化を行うためには、電流をフィラメントに通し、これは所望の時間のフィラメントの迅速な加熱を引き起こす。典型的には、加熱は、フィラメントを冷却する前に数秒間継続する。いくつかの態様において、加熱を多数回行って、所望の量の酸化を行うことができる。再度図12を参照すると、いくつかの態様において、原料材料を音およびまたは空洞化の助けを借りて酸化することができる。一般に、酸化を行うためには、材料を、酸素で飽和された水、または過酸化水素などの他の化学オキシダントなどの酸化環境中で音波処理する。再度図9および10を参照すると、ある態様において、電離放射線を用いて、原料材料の酸化を助ける。一般に、酸化を行うためには、材料を空気または酸素などの酸化環境において照射する。例えば、ガンマ放射線およびまたは電子線放射線を使用して、材料を照射することができる。他のプロセス蒸気爆発は、本明細書において記載されたプロセスのいずれとも組み合わせず単独で、あるいは本明細書において記載されたプロセスのいずれかと組み合わせて、用いることができる。図23は、繊維状材料401これは次いで加水分解および変換され、例えば発酵され、産物を生じるを作製するための剪断および蒸気爆発を含むプロセスによって、繊維源400を産物450例えばエタノールに変換する全プロセスの概観を示す。繊維源は、少なくとも1つの剪断プロセスおよび少なくとも1つの蒸気爆発プロセスを含めた多数の可能な方法により繊維状材料401に変換することができる。例えば、1つのオプションは、繊維源の剪断に続いて、任意のスクリーニング工程および任意のさらなる剪断工程を行って、剪断繊維源402を生じさせ、次いで、これを蒸気爆発させて繊維状材料401を生じさせることを含む。場合により、蒸気爆発プロセスに続いて繊維回収プロセスを行って、蒸気爆発プロセスから得られた液体すなわち液状物404を除去する。剪断繊維源を蒸気爆発させることから得られる材料は、さらに、任意のさらなる剪断工程およびまたは任意のスクリーニング工程によって剪断することができる。もう1つの方法において、繊維状材料401を、まず、蒸気爆発させて、蒸気爆発繊維源410を得る。次いで、得られた、蒸気爆発繊維源を任意の繊維回収プロセスに提供して、液体すなわち液状物を除去する。得られた蒸気爆発繊維源を次に剪断し、繊維状材料を得ることができる。蒸気爆発繊維源は、1回もしくは複数の任意のスクリーニング工程およびまたは1回もしくは複数の任意のさらなる剪断工程に供することもできる。繊維源を剪断しかつ蒸気爆発させて、剪断され蒸気爆発された繊維状材料を生じさせるプロセスをさらに以下に議論する。剪断または蒸気爆発に先立って、繊維源を紙吹雪状confetti材料の切片または細片に切断することができる。剪断プロセスは乾燥状態例えば、吸着水025重量パーセント未満で、含水状態で、または材料を水もしくはイソプロパノールなどの液体に部分的にもしくは完全に沈ませた状態でも行うことができる。該プロセスは、最適には、さらなる乾燥剪断または蒸気爆発の工程を可能とするために、蒸気爆発または剪断後に産出物を乾燥する工程を含むことができる。剪断、スクリーニング、および蒸気爆発の工程は種々の化学溶液の存在下でまたは非存在下で行うことができる。蒸気爆発プロセスにおいて、繊維源または剪断繊維源は高圧下で蒸気と接触し、蒸気は繊維源の構造例えば、リグノセルロース構造内に拡散する。次いで、蒸気を高圧下で凝縮させ、それにより、繊維源を湿らせる。繊維源中の水分は繊維源中の全てのアセチル基例えば、ヘミセルロース画分におけるアセチル基を加水分解することができ、酢酸およびウロン酸などの有機酸を形成する。次に、これらの酸がヘミセルロースの脱重合を触媒することができ、キシランおよび限定された量のグルカンを放出する。次いで、圧力が解放されると、湿らせた繊維源または剪断繊維源等が爆発する。凝縮された水分が急激な圧力減少により瞬時に蒸発し、水蒸気の膨張が繊維源または剪断繊維源等に対して剪断力をかける。十分な剪断力は、繊維源の内部構造例えば、リグノセルロース構造の機械的破壊を引き起こす。次いで、剪断され蒸気爆発された繊維状材料をエタノールなどの有用な産物に変換する。いくつかの態様において、繊維状材料は燃料に変換される。繊維状材料を燃料に変換する1つの方法は、発酵性の糖412を生じさせるための加水分解によるものであり、次いで、これは発酵されて産物を生じる。繊維状材料を燃料に変換するその他の公知のおよび未知の方法を用いることもできる。いくつかの態様において、微生物を混合する前に、剪断され蒸気爆発された繊維状材料401を滅菌して、繊維状材料に存在し得る全ての競合微生物を死滅させる。例えば、繊維状材料を赤外線や紫外線などの輻射線またはガンマ線などの電離放射線に曝露することによって、繊維状材料を滅菌することができる。微生物は、漂白剤例えば、次亜塩素酸ナトリウム、クロルヘキシジン、またはエチレンオキサイドなどの化学滅菌剤を用いて死滅させることもできる。剪断され蒸気爆発された繊維状材料を加水分解する1つの方法は、セルラーゼの使用によるものである。セルラーゼは、相乗的に作用してセルロースを加水分解する酵素の群である。リグノセルロースバイオマスを還元して発酵可能な糖にする酵素の複合体を含有する商業的に入手可能なAccellerase商標1000も用いることができる。現在の理解によると、セルラーゼの成分はエンドグルカナーゼ、エキソグルカナーゼセロビオヒドロラーゼ、およびbグルコシダーゼセロビアーゼを含む。2種類またはそれ以上の成分の組み合わせによる加水分解が、個々の成分によって表される活性の総和を超える場合、セルラーゼ成分の間の相乗作用が存在する。結晶性セルロースに対するセルラーゼ系特に、Tロンギブラキアタムlongibrachiatumの一般的に認められたメカニズムとは以下である:エンドグルカナーゼがアモルファス領域の内部β14グリコシド結合を加水分解し、それにより、露出する非還元末端の数を増加させる。次いで、エキソグルカナーゼが非還元末端からセロビオース単位を切断し、これは、次に、bグルコシダーゼにより個々のグルコース単位まで加水分解される。立体特異性が異なるエンドグルカナーゼおよびエキソグルカナーゼ双方のいくつかの立体配置がある。一般に、最適なセルロース加水分解には、種々の立体配置における成分の相乗作用が必要である。しかしながらセルラーゼは、セルロースのアモルファス領域を加水分解する傾向がより大きい。結晶化度と加水分解速度の間には線形関係が存在し、それにより、より高い結晶化度指標はより遅い酵素加水分解速度に対応する。セルロースのアモルファス領域は結晶性領域の2倍の速度で加水分解する。剪断されおよび蒸気爆発された繊維状材料の加水分解は任意の加水分解バイオマスプロセスによって行うことができる。バイオマスの蒸気爆発は、時々、微生物および酵素活性に対して阻害性である副産物、例えば、毒物の形成を引き起こす。従って、剪断され蒸気爆発された繊維状材料を燃料に変換するプロセスは任意で、毒物の一部を沈殿させるための発酵に先立ってオーバーライミング工程を含む。例えば、水酸化カルシウム2を加えることによって、剪断され蒸気爆発された繊維状材料のpHを上昇させpH10を超えさせることができ、続いて、H2SO4を加えることによってpHを約5まで降下させる工程を行う。次いで、オーバーライミングされた繊維状材料を、沈殿の除去なしでそのまま用いることができる。図23に示すように、任意のオーバーライミング工程は剪断され蒸気爆発された繊維状材料の加水分解の工程の直前に行うが、加水分解工程の後で発酵工程の前にオーバーライミング工程を行うことも考えられる。図24は蒸気爆発装置460の例を示す。蒸気爆発装置460は、反応チャンバー462を含み、ここで、繊維源およびまたは繊維状材料は繊維源入口464を通って配置された。反応チャンバーは、繊維源入口バルブ465を閉じることによってシールされる。反応チャンバーは、さらに、スチームバルブ467を含む圧縮蒸気入口466を含む。反応チャンバーは、さらに、連結パイプ472を通じてサイクロン470と連絡した出口バルブ469を含む爆発的減圧出口468を含む。反応チャンバーが繊維源およびまたは剪断繊維源を含み、かつ閉鎖バルブ465、467および469によってシールされると、スチームバルブ467を開いて蒸気入口466を通して蒸気を移動させることによって、蒸気が反応チャンバー462に送達される。反応チャンバーが標的温度に達したらこれには約20~60秒を要し得るが、保持時間を開始する。反応温度は、典型的には約10秒~5分継続する所望の保持時間の間、標的温度に保持される。保持時間の期間の最後に、出口バルブを開いて、爆発的減圧を起こす。爆発的減圧のプロセスにより、反応チャンバー462の内容物は、爆発的減圧出口468を出て、連結パイプ472を通って、サイクロン470へと進む。次いで、残りの蒸気の多くがサイクロンを出て排気口476を通って大気に入るのに伴い、蒸気爆発繊維源または繊維状材料はスラッジの形態でサイクロンを出て収集ビン474に入る。蒸気爆発装置は、さらに、連結パイプ472と連絡する洗浄出口バルブ479を備えた洗浄出口478を含む。洗浄出口バルブ479は、蒸気爆発のための蒸気爆発装置460を用いている間は閉じるが、反応チャンバー462の洗浄の間は開く。反応チャンバー462の標的温度は、好ましくは、180~240°Cの間または200~220°Cの間である。保持時間は、好ましくは、10秒~30分の間、または30秒~10分の間、または1分~5分の間である。蒸気爆発プロセスにより、蒸気爆発繊維状材料のスラッジが得られるので、蒸気爆発繊維状材料は、任意で、繊維回収プロセスを伴うことができ、ここで、蒸気爆発繊維状材料から液状物が分離される。この繊維回収工程は、さらなる剪断およびまたはスクリーニングプロセスを可能にしかつ繊維状材料を燃料へ変換させることができるという点で、助けとなる。繊維回収プロセスは、繊維を液状物から分離するためのメッシュクロスの使用を介して行う。その後の処理のための繊維状材料または蒸気爆発繊維源を調製するために、さらなる乾燥プロセスを含めることもできる。本明細書において記載された任意の処理技術を、地球に限られた通常の大気圧を超えるかまたはそれ未満の圧力で用いることができる。例えば、糖質を含む材料を提供するための輻射線照射、音波処理、酸化、熱分解、蒸気爆発、またはこれらのプロセスの任意の組み合わせを利用する任意のプロセスは、高圧下で行うことができ、これにより反応速度を増大させることができる。例えば、任意のプロセスまたはプロセスの組み合わせを、約25MPaよりも大きな、例えば、50MPa、75MPa、100MPa、150MPa、200MPa、250MPa、350MPa、500MPa、750MPa、1000MPaよりも大きな、または1500MPaよりも大きな圧力で行うことができる。照射、音波処理、および酸化デバイスの組み合わせいくつかの態様において、2つまたはそれ以上の別々の照射デバイス、音波処理デバイス、熱分解デバイスおよびまたは酸化デバイスを単一のハイブリッドマシンとして組み合わせるのが有利でありうる。そのようなハイブリッドマシンでは、多数のプロセスを近位に並列してまたは同時に行うことができ、これには前処理スループットの増加および潜在的なコスト削減という利益を伴う。例えば、電子線照射および音波処理のプロセスを考える。各別々のプロセスは、一桁分またはそれ以上、および連続的に行う場合は数桁分、セルロース材料の平均分子量を減少させるのに有効である。照射および音波処理の双方のプロセスは、図25に示されたようなハイブリッド電子線音波処理デバイスを用いて適用することができる。ハイブリッド電子線音波処理デバイス2500は、過酸化水素またはカーバミドペルオキサイドなどの水性オキシダント媒体に分散されたセルロース材料のスラリー2550の浅いプール深さ約3~5cmの上方に描かれている。ハイブリッド電子線音波処理デバイス2500はエネルギー源2510を有し、これは電子線エミッター2540および音波処理ホーン2530の双方に電力を与える。電子線エミッター2540は、電子線照準デバイス2545を通過してセルロース材料のスラリー2550に衝突する電子線を生じさせる。電子線照準デバイスは、セルロース材料のスラリー2550の表面に対しほぼ平行な方向で最大約6フィートの範囲にわたって電子線を掃引するスキャナーであり得る。電子線エミッター2540のどちらの側にも音波処理ホーン2530があり、これは、超音波エネルギーをセルロース材料のスラリー2550に送達する。音波処理ホーン2530は、セルロース材料のスラリー2550と接触した着脱可能なエンドピース2535で終わる。音波処理ホーン2530は、電子線照射への長期残存曝露から損傷を受ける危険性がある。したがって、ホーンを、例えば、電子線照射を通さない鉛またはリポビッツLipowitz金属などの重金属含有合金から作製された標準シールド2520で保護することができる。しかしながら、超音波エネルギーがシールドの存在によって影響されないことを確実にするよう注意を払わなければならない。着脱可能なエンドピース2535は同一材料で構成されてホーン2530に取り付けられ、セルロース材料2550と接触するように用いられ、かつ損傷されると予想されている。従って、着脱可能なエンドピース2535は容易に取り外し可能なように構成される。そのような同時電子線および超音波プロセスのさらなる利点は、2つのプロセスが相補的な結果を有することである。電子線照射単独では、不十分な線量によりセルロース材料中のポリマーの一部の架橋がもたらされ、これは全脱重合プロセスの効率を低下させる。より低い線量の電子線照射およびまたは超音波照射を用いて、電子線照射および音波処理を別々に用いて達成されるのと同様な程度の脱重合を達成することもできる。電子線デバイスは一つまたは複数の高周波ローターステーターデバイスの一つまたは複数と組み合わせることもでき、これは超音波エネルギーデバイスに対する代替法として用いることができ、同様な機能を実行する。デバイスのさらなる組み合わせも可能である。例えば、60Coペレットから発せられたガンマ線を生じる電離放射線デバイスは、電子線源およびまたは超音波源と組み合わせることができる。シールディング要件はこの場合にはより厳格でありうる。先に議論したバイオマスを前処理するための輻射線デバイスを一つまたは複数の連続熱分解処理を行う一つまたは複数のデバイスと組み合わせることもできる。そのような組み合わせも、より高いスループットの利点を有することができる。それにも拘わらず、注意が必要である。というのは、いくつかの照射プロセスと熱分解の間には矛盾する要件がありうるからである。例えば、超音波照射デバイスでは原料が液体酸化媒体中に浸漬されることが必要であり得る。他方、既に議論したように、熱分解を受ける原料の試料にとって特定の水分含有量であることは有利でありうる。この場合、新しいシステムは特定の水分含有量について自動的に測定およびモニターし、それを調節する。さらに、前記デバイスの一部または全て、特に熱分解デバイスは、先に議論したように酸化デバイスと組み合わせることができる。一次プロセス発酵一般に、種々の微生物は、例えば、前処理されたバイオマス材料の発酵に作用することによって、燃料などの多数の有用な産物を生産することができる。例えば、アルコール、有機酸、炭化水素、水素、タンパク質、またはこれらの材料のうちのいずれかの混合物は発酵または他のプロセスによって生産することができる。微生物は天然微生物または操作された微生物であり得る。例えば微生物は、細菌、例えばセルロース分解性細菌、真菌、例えば、酵母、植物、または原生生物、例えば海藻、原生動物、または真菌様原生生物、例えば粘菌であり得る。生物が適合性を有する場合、生物の混合物を利用することができる。セルロースを含む材料の分解を助けるために、一つまたは複数の酵素、例えばセルロース分解酵素を利用することができる。いくつかの態様において、セルロースを含む材料を、例えば材料および酵素を水溶液中で混合することによって、まず酵素で処理する。次いで、この材料を微生物と混合することができる。他の態様において、セルロース、一つまたは複数の酵素、および微生物を含む材料を、例えば水溶液中で混合することによって同時に混合する。また、セルロースを含む材料の分解を助けるために、照射後に材料を熱、化学物質例えば、鉱酸、塩基、または次亜塩素酸ナトリウムなどの強酸化剤、およびまたは酵素で処理することができる。発酵の際、セルロース分解性加水分解または糖化工程から放出された糖を、酵母などの発酵微生物によって、例えばエタノールまで発酵する。適切な発酵微生物は、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、オリゴ糖または多糖などの糖質を発酵産物に変換する能力を有する。発酵微生物は、サッカロミセスSacchromyces属、例えば、サッカロミセスセレビシエSacchromycescerevisiaeパン酵母、サッカロミセスディアスタティクスSaccharomycesdistaticus、サッカロミセスウバルムSaccharomycesuvarum;クリベロミセスKluyveromyces属、例えば、クリベロミセスマルキシアヌスKluyveromycesmarxianus種、クリベロミセスフラジリスKluyveromycesfragilis種;カンジダCandida属、例えば、カンジダシュードトロピカリスCandidapseudotropicalisおよびカンジダブラシカCandidabrassicae;クラビスポラClavispora属、例えば、クラビスポラルシタニエClavisporalusitaniae種およびクラビスポラオプンティアエClavisporaopuntiae種;パキソレンPachysolen属、例えば、パキソレンタンノフィルスPachysolentannophilus種;ブレタノミセスBretannomyces属、例えば、ブレタノミセスクラウセニイBretannomycesclausenii種の株を含むPhilippidisGP1996CellulosebioconversiontechnologyinHandbookonBioethanolProductionandUtilizationWymanCEedTaylorFrancisWashingtonDC179212。商業的に入手可能な酵母は、例えば、RedStarLesaffreUSAから入手可能なRedStar登録商標LesaffreEthanolRed、FleischmannsYeast、BurnsPhilipFoodIncUSAの事業部から入手可能なFALI登録商標、Alltechから入手可能なSUPERSTART登録商標、GertStrandABSwedenから入手可能なGERTSTRAND登録商標、およびDSMSpecialtiesから入手可能なFERMOL登録商標を含む。バイオマスをエタノールおよび他の産物に発酵することができる細菌は、例えば、ザイモモナスモビリスZymomonasmobilisおよびクロストリジウムサーモセラムClostridiumthermocellumを含む。Leschineetalは、森林の土壌由来の嫌気性中温性セルロース分解細菌であるクロストリジウムフィトファーメンタンスClostridiumphytofermentansspnovを単離したが、これは、セルロースをエタノールに変換する。バイオマスのエタノールおよび他の産物への発酵は、Tマスラニイmathraniiを含むサーモアナエロバクターThermoanaerobacter種およびピキアPichia種などの酵母種などの、ある種の好熱性のまたは遺伝子的に操作された微生物を用いて行うことができる。Tmathraniiの株の例は、SonneHansenetalまたはAhringetalに記載されたA3M4である。酵母およびザイモモナスZymomonas細菌を、発酵または変換のために用いることができる。酵母についての最適pHは約pH4~5であり、他方、Zymomonasについての最適pHは約pH5~6である。典型的な発酵時間は26°C~40°Cの範囲の温度で約24~96時間であるが、好熱性微生物はより高い温度を好む。糖化の間にセルロースなどのバイオマスを分解してグルコースなどのより低分子量の糖質含有材料にする酵素を、セルロース分解酵素またはセルラーゼという。これらの酵素は、相乗的に作用して結晶性セルロースを分解する酵素の複合体であり得る。セルロース分解酵素の例は、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グルコシダーゼを含む。セルロース基質は、まず、無作為位置においてエンドグルカナーゼによって加水分解されて、オリゴマー中間体を生産する。次にこれらの中間体は、セルロースポリマーの末端からセロビオースを生じさせるためのセロビオヒドロラーゼなどのエキソ開裂グルカナーゼに対する基質となる。セロビオースはグルコースの水溶性β14連結ダイマーである。最後に、セロビアーゼはセロビオースを切断して、グルコースを作製する。セルラーゼはバイオマスを分解することができ、真菌または細菌起源のものであってよい。適切な酵素は、バチルスBacillus属、シュードモナスPseudomonas属、フミコラHumicola属、フザリウムFusarium属、チエラビアThielavia属、アクレモニウムAcremonium属、クリソスポリウムChrysosporium属、およびトリコデルマTrichoderma属由来のセルラーゼを含み、かつHumicola、コプリナスCoprinus、Thielavia、Fusarium、ミセリオフトラMyceliophthora、Acremonium、セファロスポリウムCephalosporium、シタリジウムScytalidium、ペニシリンPenicillium、またはアスペルギルスAspergillusの種例えば、EP458162を含み、特にフミコラインソレンスHumicolainsolensシタリジウムサーモフィルムScytalidiumthermophilumとして再分類された;例えば、米国特許第4435307号参照、コプリヌスシネレウスCoprinuscinereus、フザリウムオキシスポルムFusariumoxysporum、ミセリオフトラサーモフィラMyceliophthorathermophila、メリピウスギガンテウスMeripilusgiganteus、チエラビアテレストリスThielaviaterrestris、アクレモニウムAcremonium種、アクレモニウムペルシシナムAcremoniumpersicinum、アクレモニウムアクレモニウムAcremoniumacremonium、アクレモニウムブラシペニウムAcremoniumbrachypenium、アクレモニウムジクロモスポルムAcremoniumdichromosporum、アクレモニウムオブクラバタムAcremoniumobclavatum、アクレモニウムピンケルトニエAcremoniumpinkertoniae、アクレモニウムロセオグリセウムAcremoniumroseogriseum、アクレモニウムインコロラタムAcremoniumincoloratum、およびアクレモニウムフラタムAcremoniumfuratumから選択された株;好ましくは、種HumicolainsolensDSM1800、FusariumoxysporumDSM2672、MyceliophthorathermophilaCBS11765、Cephalosporium種RYM202、Acremonium種CBS47894、Acremonium種CBS26595、AcremoniumpersicinumCBS16965、AcremoniumacremoniumAHU9519、Cephalosporium種CBS53571、AcremoniumbrachypeniumCBS86673、AcremoniumdichromosporumCBS68373、AcremoniumobclavatumCBS31174、AcremoniumpinkertoniaeCBS15770、AcremoniumroseogriseumCBS13456、AcremoniumincoloratumCBS14662、およびAcremoniumfuratumCBS29970Hから選択される株によって生産されたものを含む。セルロース分解酵素はChrysosporium、好ましくは、クリソスポリウムラクノウェンスChrysosporiumlucknowenseの株から得ることもできる。加えて、Trichoderma特に、トリコデルマビリデTrichodermaviride、トリコデルマリーセイTrichodermareesei、およびトリコデルマコニンギイTrichodermakoningii、好アルカリ性Bacillus例えば、米国特許第3844890号およびEP458162参照、およびStreptomyces例えば、EP458162参照を用いることができる。嫌気性セルロース分解細菌もまた、土壌から単離されており、例えばClostiridiumの新規セルロース分解種であるClostridiumphytofermentansspnovが挙げられるLeschineetalInternationalJournalofSystematicandEvolutionaryMicrobiology5211551160参照。組換え技術を用いるセルロース分解酵素を用いることもできる例えば、WO2007071818およびWO2006110891参照。用いるセルロース分解酵素は、当技術分野で公知の手法を用い、適切な炭素および窒素の供給源および無機塩を含有する栄養培地上での前記微生物株の発酵によって生産することができる例えば、BennettJWandLaSureLMoreGeneManipulationsinFungiAcademicPressCA1991参照。適切な培地は商業的供給業者から入手可能であるか、あるいは例えば、AmericanTypeCultureCollectionのカタログ中の公表された組成に従って調製することができる。増殖およびセルラーゼ生産に適した温度範囲および他の条件は、当技術分野で知られている例えば、BaileyJEandOllisDFBiochemicalEngineeringFundamentalsMcGrawHillBookCompanyNY1986参照。セルラーゼによるセルロースの処理は、通常、30°C~65°Cの間の温度で行う。セルラーゼは約3~7のpHの範囲にわたって活性である。糖化工程は最大120時間継続することができる。セルラーゼ酵素用量は、十分高レベルのセルロース変換を達成する。例えば、適切なセルラーゼ用量は、典型的には、セルロース1グラムあたり50~50濾紙単位FPUまたはIUの間である。FPUは標準的測定であり、Ghoseに従って定義され、測定される。ガス化原料の前処理のための熱分解を用いることに加えて、前処理された原料を処理して有用な材料を抽出するために熱分解を用いることもできる。特に、ガス化として公知の熱分解の一形態を使用して、種々の他の気体、液体、および固体の産物と共に燃料ガスを生じさせることができる。ガス化を行うために、前処理原料を熱分解チャンバーに導入し、高温、典型的には700°C以上まで加熱する。用いる温度は、原料および所望の産物の性質を含めた多数の因子に依存する。ガス化を容易にするため、多量の例えば、純粋な酸素ガスとしてのおよびまたは空気としての酸素および蒸気例えば、過熱蒸気もまた熱分解チャンバーに加える。これらの化合物は複数工程反応において炭素含有原料材料と反応し、合成ガスまたは合成ガスsyngasと呼ばれるガス混合物を生じる。本質的には、ガス化の間に、一部の原料材料を燃焼させて一酸化炭素を形成しかつプロセス熱を生じさせるために、限定量の酸素を熱分解チャンバーに導入する。次いで、プロセス熱を用いて、さらなる原料材料を水素および一酸化炭素に変換する第二の反応を促進する。全反応の最初の工程において、原料材料の加熱により、広範な異なる炭化水素ベースの種を含むことができる炭化物charが生じる。ある種の揮発性材料例えば、ある種のガス性炭化水素材料を生じさせることができ、その結果、原料材料の全重量が低減する。従って、反応の第二の工程において、第一の工程で生じた揮発性材料の一部が燃焼反応において酸素と反応して、一酸化炭素および二酸化炭素の両方を生じる。燃焼反応は熱を放出し、これは、反応の第三の工程を促進する。第三の工程において、二酸化炭素および蒸気例えば、水は第一の工程で生じた木炭と反応して、一酸化炭素および水素ガスを形成する。一酸化炭素を水ガスシフト反応において蒸気と反応させて、二酸化炭素およびさらなる水素ガスを形成することもできる。例えばその後の輸送およびまたは販売のために、ガス化を一次プロセスとして用いて、前処理された原料から直接的に産物を生じさせることができる。代替的にあるいは追加的に、全処理システム用の燃料を作製するための補助的プロセスとして、ガス化を用いることができる。ガス化プロセスを介して生じる水素に富む合成ガスを燃焼させ、例えば電気およびまたはプロセス熱を生じさせることができ、これを処理システム中の他の位置での使用に向けることができる。その結果、全処理システムを少なくとも部分的に自律型とすることができる。ガス化の間におよびまたはガス化の後に熱分解油およびガス状炭化水素ベースの物質を含めた多数の他の産物を得ることもでき;これらを任意で分離し、かつ貯蔵または輸送することができる。本明細書において開示された熱分解チャンバーを含め、種々の異なる熱分解チャンバーは、前処理原料のガス化に適している。特に、前処理原料が蒸気中および酸素空気中で流体化される流動床リアクターシステムは、産物の比較的高いスループットおよび直接的回収を提供する。その後のガス化反応を促進するためのさらなるプロセス熱を生じさせるために流動床システムにおいてまたは他の熱分解チャンバーにおいてガス化後に残存する固体木炭を燃焼させることができる。後処理蒸留発酵の後、得られた流体を例えばビアbeerカラムを用いて蒸留して、エタノールおよび他のアルコールを水および残留固体の大部分から単離することができる。ビアカラムから出る蒸気は35重量エタノールであり得、これを精留カラムに供給することができる。精留カラムからのほぼ共沸性の925エタノールと水の混合物を、蒸気相分子ふるいを用いて純粋な995エタノールまで精製することができる。ビアカラムの底を三重効用threeeffectエバポレーターの第1効用に送ることができる。精留カラム還流コンデンサーはこの第1効用に対して熱を提供することができる。第1効用の後、遠心機を用いて固体を分離し、回転乾燥機中で乾燥することができる。遠心機流出物の一部25を発酵に再利用し、残りをエバポレーターの第2効用および第3効用に送ることができる。低沸点化合物の形成を防ぐための廃水処理に対する分離物splitoffの割合が小さなかなりクリーンな凝縮物として、エバポレーター凝縮物のほとんどをプロセスに戻すことができる。廃水処理廃水処理を用いて、プラント内で再使用するためのプロセス水を処理することによってプラントの補給水要件を最小化する。廃水処理により、エタノール生産プロセスの全効率を改良するために用いることができる燃料例えば、スラッジおよびバイオガスを作製することもできる。例えば、後にさらに詳細に記載するように、スラッジおよびバイオガスを用いて、種々のプラントプロセスで用いることができる蒸気および電気を生じさせることができる。廃水をまず、スクリーン例えば、バースクリーンを通してポンプ送液して、ホッパーに収集される大きな粒子を除去する。いくつかの態様において、大きな粒子をごみ埋め立て地に送る。追加的にあるいは代替的に、以下にさらに詳細に記載するように、大きな粒子を燃焼させて蒸気およびまたは電気を生じさせる。一般に、バースクリーン上の間隔は14インチ~1インチ間隔例えば、12インチ間隔である。次いで、廃水を均等化タンクまで流し、ここで、滞留時間の間に廃水の有機濃度を均等化する。一般に、滞留時間は8時間~36時間例えば、24時間である。ミキサーを該タンク内に配置して、該タンクの内容物を攪拌する。いくつかの態様において、該タンク全体に配置された複数のミキサーを用いて、該タンクの内容物を攪拌する。ある態様において、ミキサーは、該タンク全体での条件例えば、廃水濃度および温度が均一となるように、均等化タンクの内容物を実質的に混合する。第一のポンプは水を均等化タンクから液体対液体熱交換器を通って移動させる。熱交換器は、熱交換器から出る廃水が嫌気性処理のために望ましい温度であるように、例えば、熱交換器を通る流体の流速を制御することによって制御される。例えば、嫌気性処理のための所望の温度は40°C~60°Cの間とすることができる。熱交換器から出た後、廃水は一つまたは複数の嫌気性リアクターに入る。いくつかの態様において、各嫌気性リアクター中のスラッジの濃度は廃水中のスラッジの全濃度と同一である。他の態様において、嫌気性リアクターは廃水中のスラッジの全濃度よりも高い濃度のスラッジを有する。窒素およびリンを含有する栄養液を、廃水を含有する各嫌気性リアクターに計量しながら供給する。栄養液は嫌気性リアクター中のスラッジと反応してバイオガスを生じ、これは50メタンを含有でき、1ポンドあたりほぼ12000英国熱量単位すなわちBtuの発熱量を有することができる。バイオガスは排気口を通って各嫌気性リアクターを出て、マニフォールドに流入し、ここで、複数のバイオガスストリームを合わせて1つのストリームとする。後にさらに詳細に記載するように、コンプレッサーはバイオガスのストリームをボイラーまたは燃焼エンジンまで移動させる。いくつかの態様において、コンプレッサーはまた、脱硫化触媒を通じてバイオガスの単一ストリームを移動させる。追加的にあるいは代替的に、コンプレッサーはバイオガスの単一ストリームを沈積トラップを通して移動させることができる。第二のポンプは嫌気性流出物を嫌気性リアクターから一つまたは複数の好気性リアクター例えば、活性化されたスラッジリアクターに移動させる。エアレーターを各好気性リアクター内に設けて、嫌気性流出物、スラッジ、酸素例えば、空気中に含有される酸素を混合する。各好気性リアクター内では、嫌気性流出物中の細胞材料の酸化は二酸化炭素、水およびアンモニアを生じさせる。好気性流出物は例えば、重力を介してセパレータまで移動し、ここで、スラッジが処理水から分離される。スラッジの一部は一つまたは複数の好気性リアクターに戻して、好気性リアクター中の上昇したスラッジ濃度を生じ、それにより、廃水中の細胞材料の好気性分解を容易とする。コンベアは過剰のスラッジをセパレータから除去する。後にさらに詳細に記載するように、過剰のスラッジは燃料として用いられ、蒸気およびまたは電気を生じる。処理水はセパレータから沈降タンクまでポンプ送液される。処理水全体に分散した固体は沈降タンクの底まで沈降し、引き続いて除去される。沈降期間後に、処理水は沈降タンクから微細なフィルターを通ってポンプ送液され、水に残存する任意のさらなる固体も除去する。いくつかの態様において、塩素を処理水に加えて、病原性細菌を殺傷する。いくつかの態様において、一つまたは複数の物理化学分離技術を用いて処理水をさらに精製する。例えば、処理水を炭素吸着リアクターを通してポンプ送液することができる。もう1つの例として、処理水を逆浸透圧リアクターを通してポンプ送液することができる。廃棄物燃焼バイオマスからのアルコールの産生の結果、プラントの他の部分で使用すべき蒸気および電気を生じさせるのに有用な種々の副産物ストリームが生産され得る。例えば、副産物ストリームの燃焼から生じた蒸気を蒸留プロセスで用いることができる。もう1つの例として、副産物ストリームの燃焼から生じた電気を用いて、前処理で用いる電子線ジェネレーターおよび超音波トランスデューサに電力を与えることができる。蒸気および電気を生じさせるのに用いる副産物はプロセスを通じて多数の供給源に由来する。例えば、廃水の嫌気性消化により、メタンが多く廃棄物バイオマススラッジが少ないバイオガスが生じる。もう1つの例として、蒸留後固体例えば、前処理および一次処理から残存している未変換リグニン、セルロース、およびヘミセルロースを燃料として用いることができる。バイオガスを、電気発生器に連結された燃焼エンジンまで迂回させて、電気を生じさせる。例えば、バイオガスを、火花点火天然ガスエンジンのための燃料源として用いることができる。もう1つの例として、バイオガスを直接噴射式天然ガスエンジンのための燃料源として用いることができる。もう1つの例として、バイオガスを燃焼タービンのための燃料源として用いることができる。追加的にあるいは代替的に、燃焼エンジンは熱電供給配置に配置することができる。例えば、燃焼エンジンからの廃熱を用いて、プラント全体に熱水または蒸気を提供することができる。スラッジおよび蒸留後固体を燃焼して、熱交換器を通って流れる水を熱する。いくつかの態様において、熱交換器を通じて流れる水を蒸発させ、過熱して蒸気とする。ある態様において、この蒸気を前処理リアクター内で、ならびに蒸留および蒸発プロセスにおける熱交換に用いる。追加的にあるいは代替的に、蒸気が膨張して、電気発生器に連結された多段階蒸気タービンに動力を与える。蒸気タービンを出る蒸気は冷却水で凝縮され、蒸気を再度加熱するための熱交換器に戻される。いくつかの態様において、熱交換器を通る水の流速を制御して、電気発生器に連結された蒸気タービンから出力された標的電気を得る。例えば、水を熱交換器に加えて、蒸気タービンが閾値条件を超えて動作することを確実にすることができる例えば、タービンは電気発生器を回すのに十分なほど早く回転する。特定の態様を記載してきたが、他の態様が可能である。例として、バイオガスは、電気発生器に連結された燃焼エンジンまで迂回させると記載されているが、ある態様においては、バイオガスに燃料改質装置を通過させて水素を発生させることができる。次いで、水素を燃料セルにより電気に変換する。もう1つの例として、バイオマスはスラッジおよび蒸留後固体とは別に燃焼されると記載されているが、ある態様においては、廃棄物副産物の全てを一緒に燃焼させて蒸気を生じる。産物副産物アルコール生じたアルコールはモノヒドロキシアルコール、例えばエタノール、またはポリヒドロキシアルコール、例えばエチレングリコールまたはグリセリンであり得る。生産することができるアルコールの例はメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、例えばnブタノール、secブタノール、もしくはtブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、14ブタンジオール、グリセリン、またはこれらのアルコールの混合物を含む。プラントによって製造されるアルコールの各々は産業原料として商業的価値を有する。例えば、エタノールはワニスおよび香料の製造で用いることができる。もう1つの例として、風除けワイパー液における成分として用いる溶媒としてメタノールを用いることができる。さらにもう1つの例として、ブタノールは可塑剤、樹脂、ラッカー、およびブレーキ液として用いることができる。プラントによって製造されるバイオエタノールは、食品および飲料業界において用いられる成分として価値がある。例えば、プラントによって製造されるエタノールは食品グレードのアルコールまで精製し、アルコール飲料における一次成分として用いることができる。プラントによって製造されるバイオエタノールは輸送燃料としての商業的価値も有する。輸送燃料としてのエタノールの使用は、火花点火エンジン製造業者および所有者からの比較的小さな資本投資で実行することができる例えば、注入タイミング、燃料対空気比率、および燃料注入システムの成分の変更。多くの自動車製造業者が現在、最大85体積エタノールのエタノールガソリンブレンドで運転可能なフレックス燃料自動車を提供している例えば、ChevyTahoe4x4の標準装備。このプラントによって製造されたバイオエタノールをエンジン燃料として用いて、プラントの所在地の範囲を超えた環境および経済の状況を改善することができる。例えば、このプラントによって製造されて燃料として用いられるエタノールは、合成源例えば、輸送源からの温室効果ガス放出を減少させることができる。もう1つの例として、このプラントによって製造されてエンジン燃料として用いられるエタノールは、油から精製されたガソリンの消費に取って代わることもできる。バイオエタノールは従来のガソリンよりも大きなオクタン価を有し、したがって、火花点火エンジンの性能を改良する例えば、より高い圧縮比を可能にするのに用いることができる。例えば、少量例えば、10体積のエタノールをガソリンとブレンドして、火花点火エンジンで用いる燃料のためのオクタン価向上剤として作用させることができる。もう1つの例として、より大きな量例えば、85体積のエタノールをガソリンとブレンドして、燃料オクタン価をさらに増大させることができかつより大きな体積のガソリンに取って代わることができる。バイオエタノール戦略は、例えば、DiPardoのJournalofOutlookforBiomassEthanolProductionandDemand2002SheehanのBiotechnologyProgress1581791999MartinのEnzymeMicrobesTechnology312742002GreerのBioCycle6165April2005LyndのMicrobiologyandMolecularBiologyReviews6635065772002Ljungdahletalの米国特許第4292406号およびBellamyの米国特許第4094742号において議論されている。有機酸作製された有機酸はモノカルボン酸またはポリカルボン酸を含むことができる。有機酸の例はギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、オレイン酸、リノール酸、グリコール酸、乳酸、γヒドロキシ酪酸、またはこれらの酸の混合物を含む。原料いくつかの態様において、発酵プロセスの全てまたは一部を、セルロース材料が完全にエタノールに変換される前に中断することができる。中間発酵産物は高濃度の糖および糖質を含む。これらの中間発酵産物は、ヒトまたは動物の食用の食品の調製に用いることができる。いくつかの態様において、セルロース材料の照射前処理は中間発酵産物を滅菌する例えば、ヒトの食用に適合させる。いくつかの態様において、食品として用いる前に中間発酵産物の後処理が必要である。例えば、乾燥器を用いて中間発酵産物から水分を除去して、貯蔵期間、取扱い期間、および有効期限を延長することができる。追加的にあるいは代替的に、中間発酵産物をステンレス鋼実験室ミルで微細な粒子サイズまで粉砕して、粉様物質を作製することができる。動物の飼料蒸留粕distillersgrainsandsolublesを蒸留脱水プロセスの価値ある副産物に変換することができる。蒸留脱水プロセスの後、蒸留粕を乾燥して、材料を貯蔵し取り扱う能力を向上させることができる。得られた乾燥蒸留粕には、澱粉が少なく、脂肪が多く、タンパク質が多く、繊維が多く、リンが多い。したがって、例えば、DDGSは動物の飼料の供給源として例えば、乳牛用の飼料源として、価値を有しうる。特定のカテゴリーの動物の特定の食餌要件例えば、ブタ食餌用の消化可能なリシンとリンのバランスを満たすように、その後DDGSを栄養添加剤と組み合わせることができる。医薬先に議論した前処理プロセスは医薬的特性を持つ植物に適用することができる。いくつかの態様において、音波処理により医薬的特性を持つ植物の医薬的成分の生物活性およびまたは生物学的利用性を促進することができる。追加的にあるいは代替的に、照射は、医薬的特性を持つ植物の医薬的成分の生物活性およびまたは生物学的利用性を促進する。例えば、柳の皮の前処理では音波処理および照射を組み合わせて、サリシンの生産を促進することができる。栄養補給食品いくつかの態様において、中間発酵産物例えば、高濃度の糖および糖質を含む産物を補給して、栄養補給食品を作り出すことができる。例えば、中間発酵産物にカルシウムを補充して、エネルギーを提供しかつ骨の強度を改善または維持することを助ける、栄養補給食品を作り出すことができる。副産物リグニン残渣前記したように、一次プロセスおよび前処理プロセスからのリグニン含有残渣は、高い中程度のエネルギー燃料として価値を有し、かつプラントプロセスにおいて用いるための動力および蒸気を発生させるために使用することができる。しかしながら、そのようなリグニン残渣は新しいタイプの固体燃料であり、プラント境界の外ではこれに対する需要はほとんどなく、輸送のためにこれを乾燥させるコストがその潜在的価値から差し引かれるだけである。いくつかの場合において、リグニン残渣のガス化によって、これをより低コストでより価値の高い産物に変換することができる。他の副産物細胞物質、フルフラール、および酢酸はバイオマス~燃料加工施設の潜在的副産物として同定されてきた。間質細胞物質は有用であり得るが、かなりの精製を必要とするであろう。フルフラールおよび酢酸についての市場は整っているが、それらが十分に営利化されたリグノセルロース~エタノール産業の産出物を消費するのに十分な大きさであるとは考えにくい。以下の実施例は説明することを意図し、本開示の教示を制限するものではない。実施例1:ポリコーティングした紙からの繊維状材料の調製20lbft3の嵩密度を有する印刷されていないポリコーティングされた白色クラフトボードから作製された再生品でない半ガロンのジュース容器の1500ポンドのスキッドを、InternationalPaperから入手した。各容器を平たく折り畳み、次いで、1時間におよそ15~20ポンドの速度で3hpFlinchBaughシュレッダーに供給した。シュレッダーは2つの12インチ回転ブレード、2つの固定されたブレードおよび030インチの排出スクリーンを備えていた。回転ブレードと固定ブレードの間のギャップは010インチに調整した。シュレッダーからの産出物は01インチ~05インチの間の幅、025インチ~1インチの間の長さ、および出発物質と同等な厚み約0075インチを有する紙吹雪に類似していた。紙吹雪様材料をMunson回転ナイフカッター、モデルSC30に供給した。モデルSC30には4つの回転ブレード、4つの固定ブレード、および18インチ孔を有する排出スクリーンが備えられている。回転ブレードと固定ブレードの間のギャップは、およそ0020インチに設定された。回転ナイフカッターはナイフの刃を横切る紙吹雪様ピースを剪断し、該ピースを切り裂き、1時間に約1ポンドの速度で繊維状材料を放出した。繊維状材料は09748m2g00167m2gのBET表面積、890437パーセントの多孔度、および01260gmLの嵩密度を有した。繊維の平均長さは1141mmであり、繊維の平均幅は0027mmであり、421の平均LDを有する。繊維状材料の走査型電子顕微鏡写真を25倍の倍率で図26に示す。実施例2:漂白されたクラフトボードからの繊維状材料の調製30lbft3の嵩密度を有する再生品でない漂白白色クラフトボードの1500ポンドスキッドはInternationalPaperから入手した。材料を平坦に折り畳み、次いで、時間当たり約15~20ポンドの速度で3hpFlinchBaughシュレッダーに供給した。シュレッダーには2つの12インチ回転ブレード、2つの固定ブレードおよび030インチの排出スクリーンが備えられていた。回転および固定ブレードの間のギャップは010インチに調整された。シュレッダーからの産出物は、01インチ~05インチの間の幅、025インチ~1インチの間の長さ、および出発材料のそれと同等な厚み約0075インチを有する紙吹雪に似ていた。紙吹雪様材料はMunson回転ナイフカッター、モデルSC30に供給した。排出スクリーンは18インチの孔を有した。回転および固定ブレードの間のギャップは約0020インチに設定した。回転ナイフカッターは紙吹雪様ピースを剪断し、時間当たり約1ポンドの速度で繊維状材料を放出した。繊維状材料は11316m2g00103m2gのBET表面積、883285パーセントの多孔度、および01497gmLの053psiaにおける嵩密度を有した。繊維の平均の長さは1063mmであって、繊維の平均幅は00245mmであり、431の平均LDを与えた。繊維状材料の走査型電子顕微鏡写真を25倍の倍率で図27に示す。実施例3:漂白したクラフトボードからの、2回剪断した繊維状材料の調製30lbft3の嵩密度を有する再生品でない漂白白色クラフトボードの1500ポンドスキッドはInternationalPaperから入手した。材料を平坦に折り畳み、次いで、時間当たり約15~20ポンドの速度で3hpFlinchBaughシュレッダーに供給した。シュレッダーには2つの12インチ回転ブレード、2つの固定ブレードおよび030インチの排出スクリーンが備えられていた。回転および固定ブレードの間のギャップは010インチに調整された。シュレッダーからの産出物は紙吹雪に似ていた上記と同様。紙吹雪様材料はMunson回転ナイフカッター、モデルSC30に供給した。排出スクリーンは116インチの孔を有した。回転および固定ブレードの間のギャップは約0020インチに設定した。回転ナイフカッターは紙吹雪様ピースを剪断し、時間当たり約1ポンドの速度で繊維状材料を放出した。第一の剪断から得られた材料を前記した同一設定に供給し戻し、再度剪断した。得られた繊維状材料は14408m2g00156m2gのBET表面積、908998パーセントの多孔度、および01298gmLの053psiaにおける嵩密度を有した。繊維の平均の長さは0891mmであって、繊維の平均幅は0026mmであり、341の平均LDを得た。繊維状材料の走査型電子顕微鏡写真を25倍の倍率で図28に示す。実施例4:漂白したクラフトボードからの3回剪断した繊維状材料の調製30lbft3の嵩密度を有する再生品でない漂白白色クラフトボードの1500ポンドスキッドはInternationalPaperから入手した。材料を平坦に折り畳み、次いで、時間当たり約15~20ポンドの速度で3hpFlinchBaughシュレッダーに供給した。シュレッダーには2つの12インチ回転ブレード、2つの固定ブレードおよび030インチの排出スクリーンが備えられていた。回転および固定ブレードの間のギャップは010インチに調整された。シュレッダーからの産出物は紙吹雪に似ていた上記と同様。紙吹雪様材料はMunson回転ナイフカッター、モデルSC30に供給した。排出スクリーンは18インチの孔を有した。回転および固定ブレードの間のギャップは約0020インチに設定した。回転ナイフカッターはナイフエッジを横切って紙吹雪様ピースを剪断した。第一の剪断から得られた材料を同一設定に供給し戻し、スクリーンを116インチのスクリーンで置き換えた。この材料を剪断した。第二の剪断から得られた材料を同一設定に供給し戻し、スクリーンを132インチのスクリーンで置き換えた。この材料を剪断した。得られた繊維状材料は16897m2g00155m2gのBET表面積、877163パーセントの多孔度、および01448gmLの053psiaにおける嵩密度を有した。繊維の平均の長さは0824mmであり、繊維の平均幅は00262mmであり、321の平均LDを与えた。繊維状材料の走査型電子顕微鏡写真を25倍の倍率で図29に示す。実施例5:結合剤を加えることなく漂白したクラフトボードからの、高密度化した繊維状材料の調製繊維状材料は実施例2に従って調製した。約1lbの水を繊維状材料の各10lbに噴霧した。75°Cで操作されるCaliforniaペレットミル1100を用いて繊維状材料を高密度化した。約7lbft3~約15lbft3の範囲の嵩密度を有するペレットが得られた。実施例6:結合剤を含む漂白されたクラフトボードからの、高密度化繊維状材料の調製繊維状材料は実施例2に従って調製した。POLYOX商標WSRN10ポリエチレンオキサイドの2重量パーセントストック溶液を水中で調製した。約1lbのストック溶液を繊維状材料の各10lbに噴霧した。75°Cで操作されるCaliforniaペレットミル1100を用いて繊維状材料を高密度化した。約15lbft3~約40lbft3の範囲の嵩密度を有するペレットが得られた。実施例7:最小の酸化を伴うガンマ放射線による、繊維状クラフト紙中のセルロース分子量の低減繊維状材料は実施例4に従って調製した。繊維状クラフト紙は実施例5に従って高密度化した。高密度化されたペレットを250mLの最大容量を有するガラスアンプルに入れる。ガラスアンプルを高真空105トール下で30分間排気し、次いで、アルゴンガスで戻し充填する。アンプルをアルゴン下でシールする。アンプル中のペレットに時間当たり約10kGyの線量率で約3時間ガンマ放射線を照射して、照射された材料を得、この材料中、セルロースは繊維状クラフト出発材料よりも低い分子量を有した。実施例8:最大酸化を伴うガンマ放射線による繊維状クラフト紙におけるセルロースの分子量の低減繊維状材料は実施例4に従って調製する。繊維状クラフト紙は実施例5に従って高密度化する。高密度化されたペレットを250mLの最大容量を有するガラスアンプルに入れる。ガラスアンプルは空気の雰囲気下でシールする。アンプル中のペレットに時間当たり約10kGyの線量率で約3時間ガンマ放射線を照射して、照射された材料を得、この材料中、セルロースは繊維状クラフト出発材料よりも低い分子量を有した。実施例9:ゲル浸透クロマトグラフィーによる、セルロースおよびリグノセルロース材料の分子量を決定する方法分析用のセルロースおよびリグノセルロース材料は実施例4に従って処理した。以下の表に掲げる試料材料はクラフト紙P、麦ワラWS、アルファルファA、およびスイッチグラスを含む。試料IDの番号132とは、132インチスクリーンを経た剪断後の材料の粒子サイズをいう。ダッシュ後の数字は輻射線の線量kGyをいい、USとは超音波処理をいう。例えば、試料IDP13210とは、132メッシュの粒子サイズまで剪断され、100kGyを照射されたクラフト紙をいう。表1照射されたクラフト紙のピーク平均分子量低線量の輻射線はいくつかの材料の分子量を増加させるように見える。1線量率=10kGy時間2水に分散させた材料を用いた、再循環条件下で1000Wホーンを使用した20kHz超音波による30分間の処理表2照射された材料のピーク平均分子量処理後にピークは合体する。低線量の輻射線はいくつかの材料の分子量を増加させるように見える。1線量率=10kGy時間2水に分散させた材料を用いた、再循環条件下で1000Wホーンを使用した20kHz超音波による30分間の処理ゲル浸透クロマトグラフィーGPCを用いて、ポリマーの分子量分布を決定する。GPC分析の間に、ポリマー試料の溶液を、多孔性ゲル捕捉小分子をパッキングしたカラムに通す。試料を、より小さい分子よりも早く溶出する、より大きな分子量を用いて、分子サイズに基づいて分離する。各成分の滞留時間は、最も多くの場合、屈折率RI、蒸発光散乱ELSまたは紫外線UVによって最も頻繁に検出され、較正曲線と比較する。次いで、得られたデータを用いて、試料について分子量分布を計算する。特有の分子量よりはむしろ分子量の分布を用いて、合成ポリマーを特徴付ける。この分布を特徴付けるためには、統計学的平均を利用する。これらの平均の最も普通のものは数平均分子量Mnおよび重量平均分子量Mwである。Mnは数字の群に関連する標準算術平均と同様である。ポリマーに適用する場合、Mnはポリマーにおける分子の平均分子量をいう。Mnを計算し、その個々の分子量に拘わらず、各分子に対して同一量の有意性を与える。平均Mnは以下の式によって計算し、式中、NiはMiと等しいモル質量を持つ分子の数である。Mwは、分布においてより小さな分子よりもより大きな分子により重きを置く、分子量分布のもう1つの統計学的記述子である。以下の式は重量平均分子量の統計学的計算を示す。多分散指標またはPIはMwMnの比率として定義される。PIがより大きければ、分布はより広いまたはより分散する。PIがとり得る最も低い値は1である。これは単分散試料を表し;すなわち、同一分子量である分布における分子の全てを持つポリマーである。ピーク分子量値Mpは分子量分布の様式として定義されるもう1つの記述子である。それは、分布において最も豊富な分子量を表す。この値もまた分子量分布に対して洞察を与える。ほとんどのGPC測定は異なるポリマー標準に対してなされる。結果の精度は、分析されるポリマーの特徴が、用いる標準の特徴にどれ位密接にマッチするかに依存する。別々に較正された異なるシリーズの決定間の、再現性における予測される誤差は約5~10であって、GPC決定の制限された精度に特徴的である。従って、GPCの結果は、異なる試料の分子量分布間の比較が同一シリーズの決定の間になされる場合に最も有用である。リグノセルロース試料はGPC分析に先立って試料調製を必要とした。まず、塩化リチウムLiClの飽和した溶液84重量をジメチルアセトアミド中で調製した。約100mgの試料を約10gの新たに調製された飽和LiClDMAc溶液に加え、混合物を、攪拌しつつ1時間で約150°C~170°Cまで加熱した。得られた溶液は、一般に、色が明るい~暗い黄色であった。溶液の温度を約100°Cまで低下させ、さらに2時間加熱した。次いで、溶液の温度を約50°Cまで低下させ、試料溶液を約48~60時間加熱した。注目すべきことには、1000kGyで照射した試料は、それらの処理していない対照物と比較してより容易に可溶化された。加えて、剪断された試料は切断されていない試料と比較してわずかに低い平均分子量を有した。得られた試料溶液を溶媒としてDMAcを用いて11希釈し、045μmのPTFEフィルターを通して濾過した。次いで、濾過された試料溶液をGPCによって分析した。ゲル浸透クロマトグラフィーGPCによって決定された試料のピーク平均分子量を表1および2にまとめる。各試料を二つ組で調製し、試料の各調製は試料当たり合計4回の注入について二つ組2回注入で分析した。EasiCalポリスチレン標準PS1AおよびPS1Bを用いて、約580~750000ダルトンの分子量スケールについての較正曲線を作成した。表3GPC分析条件実施例10:X線回折による、照射された材料の結晶化度の決定X線回折は、結晶性試料に単エネルギーx線を照射する方法である。これらのx線との試料の格子構造の相互作用を記録し、照射された結晶性構造についての情報を得る。得られた特徴的フィンガープリントは、試料に存在する結晶性化合物の同定を可能とする。全パターンフィッティング分析リートベルト法を用い、複数の結晶性化合物を含有する試料について定量的分析を行うことが可能である。表4ドメインサイズおよび結晶化度を含むXRDデータ各試料をゼロバックグラウンドホルダー上に置き、Cu放射線を用いるPhillipsPW1800ディフラクトメーターに入れた。次いで、005°のステップサイズおよび各々2時間のカウント時間にて、5°~50°の範囲にわたって走査を行った。一旦回折パターンが得られたならば、InternationalCentreforDiffractionDataによって公表された粉末回折ファイルの助けを借りて相を同定した。全ての試料において、同定された結晶相はセルロース三斜構造を有するIaであった。20の試料中の区別される特徴はピークの幅であり、これは晶子ドメインサイズに関連する。実験ピークの幅を用いて、ドメインのサイズおよびパーセント結晶化度を計算し、表4に報告する。パーセント結晶化度Xcは、X線回折ピーク下の総面積に対する結晶面積の比率として計算される。式中、Ac結晶相の面積Aaアモルファス相の面積Xc結晶化度のパーセントである。各試料についてのパーセントの結晶化度を決定するためには、まず、アモルファス相の量を導き出す必要があった。これは、より鋭いピークによって表される結晶相およびパターン直下の広いこぶによって表され、かつ22°および38°を中心とする非結晶相に帰属させることができる各回折パターンの面積を見積もることによってなされる。系統的プロセスを用いて、広い結晶ピークならびに高バックグラウンド強度によるこれらの計算の誤差を最小化した。まず、線形バックグラウンドを適用し、次いで、除去した。第二に、各々、10~12°の幅を持つ22°および38°に中心がある2つのガウスピークを結晶ピーク直下のこぶにフィットさせた。第三に、2つの広いガウスピークおよびパターンの残りの直下の面積を決定した。最後に、結晶ピーク直下の面積をバックグラウンドを差し引いた後の合計強度によって割ることによって、パーセントの結晶化度を計算した。X線回折XRDによって決定された試料のドメインサイズおよび結晶化度を表4に示す。実施例11:照射された材料のポロシメトリー分析水銀ポアサイズおよびポア体積分析表5は、密に制御された圧力下で水銀非湿潤性液体を強制的に多孔性構造に入れることに基づく。水銀はほとんどの物質を濡らさず、毛細管作用によって自然にポアに進入することがないので、それは外部圧力を適用することによって試料のボイドに強制的に入れなければならない。ボイドを満たすのに必要な圧力はポアのサイズに逆比例する。大きなボイドを満たすのに少量の力または圧力しか必要とせず、他方、非常に小さなポアのボイドを満たすにはかなり大きな圧力が必要とされる。表5水銀ポロシメトリーによるポアサイズおよび体積分布AutoPore9520は414MPaまたは60000psiaの最大圧力を達成することができる。試料の調製および02psia~50psiaのマクロポアデータの収集のために4つの低い圧力ステーションがある。25psia~60000psiaのデータを収集する2つの高圧チャンバーがある。試料は、金属コーティングを備えたガラス毛細管ステムに結合したペネトロメーターと呼ばれるボール様装置に入れる。水銀は試料中の、および試料の周りのボイドに侵入するので、それは毛細管ステムを下へ移動する。毛細管ステムからの水銀の喪失の結果、電気的キャパシタンスの変化が生じる。実験中のキャパシタンスの変化を、用いるペネトロメーターのステム容量を知ることによって水銀の体積に変換する。異なるボール試料サイズおよび毛細管を持つ種々のペネトロメーターは、ほとんどの試料のサイズおよび立体配置を収容するのに入手可能である。以下の表6は、各試料について計算された鍵となるパラメーターのいくつかを定義する。表6パラメーターの定義実施例12:照射された材料の粒子サイズ分析静的光散乱による粒子サイジングの技術はフラウンホーファー理論も含むMie理論に基づく。Mie理論は、他の系の変数が公知であって、一定に保持されることを条件に、球状散乱粒子に対するサイズの関数としての強度対角度関係を予測する。これらの変数は入射光の波長および試料材料の相対的屈折率である。Mie理論の適用は、詳細な粒子のサイズの情報を提供する。表7はメジアン直径、メジアン平均直径、およびモード直径をパラメーターとして用いて粒子サイズをまとめる。表7レーザー光散乱による粒子サイズ乾燥試料分散粒子サイズは、以下の条件を用いるMalvernMastersizer2000を用いてレーザー光散乱乾燥試料分散によって決定した。供給率:35ディスパーサー圧力:4バール光学モデル:1000適切な量の試料を振動トレイ上に導入した。供給率および空気圧力を調整して、粒子が適切に分散されたことを保証する。鍵となる要素は、凝集を破壊するが、試料一体性を危うくしない空気圧力を選択することである。必要な試料の量は、粒子のサイズに依存して変化する。一般に、微細粒子を含む試料は粗い粒子を含む試料よりも少量の材料を必要とする。実施例13:照射された材料の表面積分析各試料の表面積は、MicromeriticsASAP2420AcceleratedSurfaceAreaおよびPorosimetrySystemを用いて分析した。試料は、まず40°Cにて16時間脱気することによって調製した。次に、ヘリウムを含む自由空間温かいおよび冷たい空間両方を計算し、次いで、試料チューブを再度排気して、ヘリウムを除去する。データ収集はこの第二の排気後に始まり、どの位多くのガスが試料上に与えられるかを制御する標的圧力を規定することからなる。各標的圧力において、吸着されたガスおよび実際の圧力の量を決定し、記録する。試料チューブ内側の圧力は圧力トランスデューサで測定する。さらなる量のガスを、標的圧力が達成され、平衡となるまで継続する。吸着されたガスの量は試料上への複数の量を合計することによって決定される。圧力および量はガス吸着等温線を規定し、これを用いて、BET表面積表8を含めた多数のパラメーターを計算する。表8ガス吸着による表面積のまとめ等温線のためのBETモデルは、比表面積を計算するための広く用いられる理論である。該分析は、全表面をクリプトンの単一の密にパッキングされた層で覆うために必要な量を計算することによって、試料表面の単層容量を決定することを含む。単層容量にプローブガスの分子の断面積を掛けて、全表面積を決定する。比表面積は、試料の質量で割った試料面積の一定部分である。実施例14:照射された材料の繊維長の決定繊維長分布試験は、TechpapMorFiLB01システムを用いて提示された試料で三つ組で行った。平均長および幅は表9に報告する。表9リグノセルロースの繊維長および幅データのまとめ実施例15:照射されたおよび照射されていないスイッチグラスの超音波処理スイッチグラスは実施例4に従って剪断した。スイッチグラスは超音波単独、あるいは100kGyまたは1000kGyのガンマ線での照射によって処理し、次いで、音波処理した。得られた材料は、表1に掲げるように、G132BR未照射、G13210BR100kGyおよび音波処理およびG132100BR1000kGyおよび音波処理に対応する。音波処理は、再循環条件下で1000Wホーンからの20kHz超音波を用いて各試料について30分間行った。各試料は、約010gmLの濃度で水に分散させた。図30および31は音波処理で用いる装置を示す。装置500は、チタンまたはチタンの合金から作製されたホーン506と連絡しているブースター504に連結されたコンバーター502を含む。その処理側のその縁の部分の周りにVITON登録商標から作製されたシール510を有するホーンは、処理セル508とで液密シールを形成する。ホーンの処理側を、音波処理すべき試料をその中に分散させた水等の液体に浸漬する。セル中の圧力は圧力ゲージ512でモニターする。操作において、各試料は、処理セルを通じてタンク516からポンプ517によって移動され、音波処理される。音波処理後、試料をタンク520に捕捉する。プロセスは、タンク520の内容物を処理セルを通じて送ることができ、タンク516に捕捉することができる点で、逆にすることができる。このプロセスを、所望のレベルの処理が試料に送達されるまで多数回反復することができる。実施例16:照射されたおよび照射されかつ音波処理されたスイッチグラスと比較した、未照射スイッチグラスの走査型電子顕微鏡写真走査型電子顕微鏡写真のためのスイッチグラス試料を炭素テープに適用し、金スパッタコーティングした70秒。JEOL6500場発光走査型電子顕微鏡でイメージを撮影した。図32は、回転ナイフカッターでスイッチグラスを剪断し、次いで剪断された材料を132インチスクリーンに通すことから生じた繊維状材料の1000倍の倍率の走査型電子顕微鏡写真である。図33および34は、各々、1000倍の倍率における、100kGyおよび1000kGyガンマ線での照射後の、図32の繊維状材料の走査型電子顕微鏡写真である。図35は、1000倍の倍率における、100kGyでの照射および音波処理後の、図32の繊維状材料の走査型電子顕微鏡写真である。図36は、1000倍の倍率における、1000kGyでの照射および音波処理後の、図32の繊維状材料の走査型電子顕微鏡写真である。実施例17:未照射クラフト紙と比較した、照射クラフト紙の赤外スペクトルFTIR分析はNicoletImpact400で行った。結果は、表1に報告される全ての試料がセルロースベースの材料と合致することを示す。図37は、実施例4に従って剪断されたクラフトボード紙の赤外スペクトルであり、他方、図38は、1000kGyガンマ放射線での照射の後の、図38におけるクラフト紙の赤外スペクトルである。照射された試料は未照射材料では見出されない領域Aにおけるさらなるピークを示す約1730cm1中心。実施例18:電子線および音波処理による前処理の組み合わせスイッチグラスを原料として用い、Munson回転ナイフカッターで剪断して繊維状材料とする。次いで、繊維状材料を、約500in2よりも大きな面積を持つ、スズから構成されたオープントレイ上に均一に分布させる。繊維状材料は、それがオープントレイにおいて約1~2インチの深さを有するように分布させる。繊維状材料はより低い線量の照射100kGy未満においてプラスチックバッグ中に分布させることができ、より高い線量の輻射線にて金属トレイ上に被覆しないままで残すことができる。次いで、繊維状材料の別々の試料を順次の線量の電子線放射に曝露して、10kGy、20kGy、30kGy、50kGy、100kGy、500kGy、および1000kGyの総線量を達成する。一部の試料は残りの試料と同一条件下に維持するが、その他の試料は照射せず、対照とする。冷却の後、照射された繊維状材料を音波処理デバイスを通すさらなる処理のために送る。音波処理デバイスは、チタンまたはチタンの合金から作製されたホーンと連絡しているブースターに連結されたコンバーターを含む。その処理側のその縁の部分の周りにVITON登録商標から作製されたシールを有するホーンは、処理セルとで液密シールを形成する。ホーンの処理側を、音波処理すべき照射された繊維状材料を浸漬する水等の液体に浸漬する。セル中の圧力は圧力ゲージでモニターする。操作において、各試料は、処理セルを通じてポンプによって移動させ、音波処理する。音波処理のための照射された繊維状材料を調製するためには、照射された繊維状材料を任意の容器例えば、プラスチックバッグから取り出し、約010gLの濃度で水に分散させる。再循環条件下で1000Wホーンからの20kHz超音波を用い、音波処理を各試料について30分間行う。音波処理の後、照射された繊維状材料をタンクに捕捉する。このプロセスは、スイッチグラスの構造変化のモニターに基づいて所望のレベルの処理が達成されるまで多数回反復することができる。再度、一部の照射された試料を残りの試料と同一の条件下で保つが、その他の試料は音波処理をせず、対照とする。加えて、照射されなかった一部の試料を音波処理して、これも対照とする。したがって、一部の対照は処理せず、一部は照射するのみであり、一部は音波処理するのみである。実施例19:前処理されたバイオマスの微生物試験本明細書において記載された前処理された特定のリグノセルロース材料を、エタノール作製における発酵工程のために生物燃料産業で用いられる酵母および細菌の通常の株に対する毒性について、分析する。加えて糖含有量およびセルラーゼ酵素との適合性を調べて、処理プロセスの実行可能性を決定する。前処理された材料の試験は以下のように2つの相で行う。I毒性および糖含有量前処理された草および紙原料の毒性を、酵母サッカロミセスセレビジエSaccharomycescerevisiaeワイン酵母およびピキアスチピチスPichiastipitisならびに細菌ザイモモナス-モビリスZymomonasmobilisおよびクロストリジウムテルモセルムClostridiumthermocellumにおいて測定する。成長試験を微生物の各々で行って、インキュベーションおよびサンプリングの最適時間を決定する。次いで、原料の各々を、各微生物のための標準微生物学的培地中でSセレビジエ、Pスチピチス、Zモビリス、およびCテルモセルムと共に二つ組でインキュベートする。YMブロスは2つの酵母株、Sセレビジエ、およびPスチピチスのために用いる。RM培地はZモビリスで用い、CM4培地はCテルモセルムで用いる。純粋な糖を加えるが、原料は加えない陽性対照を比較のために用いる。インキュベーションの間、合計5つの試料を12時間にわたって、0、3、6、9、および12時間の時点で採取し、生存性ZモビリスについてのプレートカウントおよびSセレビジエについての直接的なカウントおよびエタノール濃度について分析する。原料の糖含有量は、Shodex商標糖SP0810またはBioradAminex登録商標HPX87Pカラムのいずれかを備えた高速液体クロマトグラフィーを用いて測定する。原料の各々約5gを逆浸透圧RO水と1時間混合する。混合物の液体部分を取り出し、グルコース、ガラクトース、キシロース、マンノース、アラビノース、およびセロビオース含有量について分析する。分析はNationalBioenergyCenterprotocolDeterminationofStructuralCarbohydratesandLignininBiomassに従って行う。IIセルラーゼ適合性原料を、リグノセルロースバイオマスを発酵可能な糖に還元する酵素の複合体を含有する商業的に入手可能なAccellerase商標1000、2つの異なるセルラーゼ調製物、TrichodermareeseiおよびAspergillusnidulansで、二つ組で、エルレンマイヤーフラスコ中で推奨される温度および濃度にて、試験する。200rpm程度で12時間、中程度に振盪しつつ、フラスコをインキュベートする。その時間、試料を0、3、6、9、および12時間の時点で3時間ごとに採取して、フラスコの液体部分中の還元性糖の濃度を決定する。実施例20:照射音波処理の前処理を用いるアルコールの作製バイオマス変換プラントのための最適な規模は、スケールの経済性、ならびに原料として用いるバイオマスのタイプおよび入手可能性を含めた要素によって影響される。プラント規模の増大は、プラントプロセスに関連するスケールの経済性を増大させる傾向がある。しかしながら、プラント規模の増大は、バイオマス原料の単位当たりのコスト例えば、輸送コストを増大させる傾向もある。これらの要素を分析する研究は、バイオマス変換プラントのための適切な規模は1日当たりバイオマス原料2000~10000乾燥トンの範囲であり得ることを示唆している。以下に記載されるプラントは、1日当たり乾燥バイオマス原料2000トンを処理する規模とする。図39はスイッチグラスを処理するように配置されたバイオマス変換システムのプロセス概略図を示す。供給材料調製サブシステムは生バイオマス原料を処理して、異物を除去し、さらなる処理に合致するサイズの粒子を提供する。前処理サブシステムは、バイオマス原料を照射し、照射されたバイオマス原料を水と混合してスラリーを形成し、超音波エネルギーをスラリーに印加することによって、バイオマス原料の分子構造を変化させる例えば、平均分子量および結晶化度を低減する。照射および音波処理はバイオマス原料のセルロース成分およびリグノセルロース成分を発酵可能な材料へと変換する。一次プロセスサブシステムは、前処理後に存在するグルコースおよび他の低重量糖を発酵させてアルコールを形成する。供給材料の調製法プラントについて選択された、設計される供給材料速度は、1日当たりスイッチグラスバイオマス2000乾燥トンである。設計される供給材料とは、切断およびまたは剪断されたスイッチグラスである。スイッチグラスの梱包物の形態のバイオマス原料は、トラックトレーラー上でプラントによって受け取られる。トラックが受け取られると、重量が測定され、フォークリフトによって荷下ろしされる。一部の梱包物をオンサイト貯蔵所に送り、残りを直接コンベアに載せる。ここから、梱包物は自動包装解除システムに運ばれ、該システムは梱包物を囲うプラスチックラッピングおよびまたはネットを切断除去する。次いで、バイオマス原料はトランプメタルを除去するための磁気セパレータを通過して運ばれ、その後、それをシュレッダー剪断器列に導入し、ここで材料のサイズが減少する。最後に、バイオマス原料は前処理サブシステムに運ばれる。いくつかの場合において、取り扱う際にバラバラにならないことを確実にするためにスイッチグラス梱包物をプラスチックネットで包み、かつ、梱包物を天候から保護するためにプラスチックフィルムに包んでもよい。梱包物は四角または丸型のいずれかである。梱包物はプラントにおいて大きなトラックトレーラー上でオフサイト貯蔵所から受け取られる。スイッチグラスはある季節に限ってしか入手できないので、年中プラントに供給材料を供給するには長期の貯蔵が必要である。長期の貯蔵とは、エタノールプラントに適度に近い一つの所在地または複数所在地における、400~500エーカーの被覆されていない梱包物の重ねられた列から成りうる。貯蔵領域の外側における72時間の生産と同等なオンサイト短時間貯蔵が提供される。梱包物および周囲のアクセス方法ならびに輸送コンベアはコンクリートスラブ上にある。必要とされる大量のバイオマス原料を輸送するのに必要な交通量のためコンクリートスラブが用いられる。コンクリートスラブは貯蔵領域における静水の量を最小化し、ならびに埃へのバイオマス原料の曝露を低減する。貯蔵された材料は、週末用、祭日用、およびプロセスへの材料の通常の直接輸送が中断された場合に、短期間の供給を提供する。梱包物はフォークリフトによって荷下ろしされ、梱包物輸送コンベア上に直接、または短期間貯蔵領域に入れられる。梱包物はフォークリフトによって短期間貯蔵から回収され、梱包物輸送コンベア上に載せられる。梱包物は2つの梱包物包装解除ステーションのうち1つに移動する。包装を解かれた梱包物は、スプレッダーバーを用いて解体され、次いで、破砕に先立って金属を除去するための磁気セパレータを通過するコンベア上に載せられる。散在する磁気金属を捕獲するためにトランプ鉄磁石を設け、前処理のためにバイオマス原料を適切なサイズに減少させるための複数のシュレッダー剪断器列に先立って、スカルピングスクリーンによってグロスオーバーサイズおよび異物を除去する。シュレッダー剪断器列はシュレッダーおよび回転ナイフカッターを含む。シュレッダーは生のバイオマス原料のサイズを低減し、得られた材料を回転ナイフカッターに供給する。回転ナイフカッターは、同時に、バイオマス原料を剪断しかつ得られた材料をスクリーニングする。3つの貯蔵サイロを設けて、供給材料調製サブシステム機器の必要なメンテナンスおよびまたは故障による全システム停止時間を制限する。各サイロはほぼ55000立方フィートのバイオマス原料を保持することができるほぼ3時間のプラント操作。前処理コンベアベルトは供給材料調製サブシステム110から前処理サブシステム114までバイオマス原料を運ぶ。図40に示すように、前処理サブシステム114において、電子線エミッターを用いてバイオマス原料を照射し、水と混合してスラリーを形成させ、超音波エネルギーの印加に供する。先に論じたように、バイオマス原料の照射はバイオマス原料の分子構造を変化させる例えば、平均分子量および結晶化度を低減する。照射されたバイオマス原料をスラリーと混合し、超音波エネルギーをスラリーに印加すると、バイオマス原料の分子構造がさらに変化する。技術の組み合わせは、一方の技術がそのままで効果的に達成できるよりも分子構造に対するより大きな変化を達成する例えば、平均分子量および結晶化度を低減するように見える点において、順番に放射および音波処理に印加することは、相乗的効果を有しうる。理論に拘束されるつもりはないが、バイオマス原料のセルロース成分およびリグノセルロース成分のセグメント間の分子内結合の破壊によってバイオマス原料の重合を低減することに加えて、照射は、バイオマス原料の全体的な物理的構造をより脆くすることができる。脆いバイオマス原料をスラリーに混合した後、超音波エネルギーの印加は分子構造をさらに変化させ例えば、平均分子量および結晶化度を低減する、また、バイオマス原料粒子のサイズを低減することもできる。電子線照射バイオマス原料を前処理サブシステムに運ぶコンベアベルト491は、バイオマス原料を多数の供給ストリーム例えば、50供給ストリームに分配し、ストリーム各々は別々の電子線エミッター492に至る。この態様において、バイオマス原料は乾燥している間に照射される。各供給ストリームは別々のコンベアベルトで関連電子線エミッターに運ばれる。各照射供給材料コンベアベルトはほぼ1メートルの幅とすることができる。電子線エミッターに到達する前に、局所的な振動を各コンベアベルトにおいて誘導して、乾燥バイオマス原料をコンベアベルトの断面幅にわたって均等に分配する。電子線エミッター492例えば、TitanCorporationSanDiegoCAから商業的に入手可能な電子線照射デバイスは電力300kWで印加された電子の100キログレイ線量を印加するように配置される。電子線エミッターは、コンベアベルトの幅に対応する1メートルの掃引幅を持つ走査型ビームデバイスである。いくつかの態様において、大きな固定されたビーム幅を持つ電子線エミッターが用いられる。ベルトビーム幅、所望の線量、バイオマス原料密度、および印加される電力を含めた要素は、1日当たり乾燥した供給材料2000トンを処理するためにプラントに必要な電子線エミッターの数を決定する。音波処理照射されたバイオマス原料は水と混合されて、超音波エネルギーが印加される前にスラリーを形成する。各電子線供給ストリームに関連する別々の音波処理関連システムが存在してもよく、あるいはいくつかの電子線ストリームを単一の音波処理システムのための供給物として集合させることができる。各音波処理システムにおいて、照射されたバイオマス原料は第1の取入口1232を通じてリザーバ1214に供給され、水は第2の取入口1234を通ってリザーバ1214に供給される。適切なバルブ手動または自動によりバイオマス原料の流れおよび水の流れを制御して、水に対するバイオマス原料の所望の比率を生じさせる例えば、体積あたり10重量セルロース材料。各リザーバ1214は、ボリューム1236の内容物を攪拌してバイオマス原料を水全体に分散させるためのミキサー1240を含む。各音波処理システムにおいて、スラリーは、リザーバ1214から超音波トランスデューサ1226を含めたフローセル1224までおよびそれを通って、第一のポンプ1218例えば、埋込型インペラーボルテックスポンプを用いてポンプ送液される。いくつかの態様においては、第一のポンプ1218はバイオマス原料と水の混合物がフローセル1224の入口1220において実質的に均一となるようにスラリー1216を攪拌するように配置される。例えば、第一のポンプ1218はスラリー1216を攪拌して、第1のポンプとフローセル1224の入口1220との間の配管全体に残る乱流を生じさせることができる。フローセル1224内では、スラリーがフローセル1224を通って流れるにつれ、超音波トランスデューサ1226は超音波エネルギーをスラリー1216に伝達する。超音波トランスデューサ1226は電気エネルギーを高周波数機械的エネルギー例えば、超音波エネルギーに変換し、次いで、これはブースター1250を通ってスラリーに送達される。16キロワットの連続電力を送達することができる超音波トランスデューサは例えば、HielscherUSAIncRingwoodNewJerseyから商業的に入手可能である。リアクターボリューム1244中のブースター1250を通って移動する超音波エネルギーは、スラリー1216に空洞化を生じさせるのに十分な強度にてスラリー1216において一連の圧縮および希薄化を生じる。空洞化により、例えばスラリー1216に分散したセルロース材料およびリグノセルロース材料を含めたバイオマス原料の成分が解離する。また、空洞化はスラリー1216の水中でフリーラジカルを生じる。これらのフリーラジカルは、スラリー1216においてセルロース材料をさらに破壊するよう作用する。一般に、約250MJm3の超音波エネルギーを、ポプラチップの断片を含有するスラリー1216に印加する。他のレベルの超音波エネルギー約5~約4000MJm3の間、例えば10、25、50、100、250、500、750、1000、2000、または3000を他のバイオマス原料に印加することができる。リアクターボリューム1244における超音波エネルギーへの曝露の後に、スラリー1216は出口1222を通ってフローセル1224から出る。フローセル1224は、リアクターボリューム1244の少なくとも一部と熱的に連絡する熱交換器1246も含む。冷却流体1248例えば、水は熱交換器1246に流入し、スラリー1216をリアクターボリューム1244中で音波処理した場合に発生する熱を吸収する。いくつかの態様において、熱交換器1246への冷却流体1248の流動は、リアクターボリューム1244においてほぼ一定温度を維持するように制御される。追加的にあるいは代替的に熱交換器1246に流入する冷却流体1248の温度はリアクターボリューム1244中でほぼ一定の温度を維持するように制御される。フローセル1224の出口1242はリザーバ1214の底近くに配置され、リザーバ1214から出て第二のポンプ1230これはスラリー1216を一次プロセスサブシステムに向けてポンプ送液するの入口に向かうスラリー1216の重力送りを誘導する。音波処理システムは、前記した単一の流路、または関連する個々の音波処理ユニットを各々が備えた多数の並行流路を含むことができる。多数の音波処理ユニットは、スラリーに印加される音波エネルギーの量を増加させるために直列に配置することもできる。一次プロセス真空回転ドラムタイプのフィルターは、発酵前にスラリーから固体を除去する。フィルターからの液体を、ファーメンターに入れる前にポンプ送液により冷却する。濾過された固体を通過させて、さらなる処理のために後処理サブシステムに送る。発酵タンクは、円錐状の底および低速アジテーターを備えた大きな低圧のステンレス鋼容器である。多数の第1ステージの発酵タンクは直列に配置することができる。第1ステージの発酵タンクにおける温度は、外部熱交換器を用いて30°Cに制御する。各シリーズのタンクの先頭において第1ステージの発酵タンクに酵母を加え、シリーズの残りのタンクを通じて移動させる。第2ステージの発酵は、直列の2つの連続したファーメンターからなる。双方のファーメンターは低速機械的ミキサーで連続的に攪拌する。温度は、連続再循環させながら外部交換器中の冷水で制御する。再循環ポンプは、固体濃度が高いため進行性キャビティータイプのものである。発酵タンクおよびファーメンターからのオフガスを混合して、大気中に廃棄する前に向流水カラム中で洗浄する。空気排出制御のためというよりはむしろエタノールを回収するために、オフガスを洗浄する。後処理蒸留蒸留および分子ふるい吸着を用いて、生発酵ビアからエタノールを回収し、995エタノールを得る。蒸留は2つのカラムで達成されるビアカラムと呼ばれる最初のカラムは溶解したCO2および大部分の水を除去し、および第2のカラムはエタノールを濃縮してほぼ共沸性の組成物とする。ほぼ共沸性の混合物からの全ての水を、蒸気相分子ふるい吸着によって除去する。吸着カラムの再生には、エタノール水混合物を回収用の蒸留に再利用することが必要である。主にCO2を含有するがいくらかのアルコールも含有する発酵排気口ならびにビアカラム排気口を水スクラバー中で洗い、エタノールのほぼ全てを回収する。スクラバー流出物を発酵ビアと共に第1の蒸留カラムに供給する。第1の蒸留由来の底部は、全ての未変換の不溶性および溶解した固体を含有する。不溶性固体は圧力フィルターによって脱水され、コンバスターまで送られる。再利用されない圧力フィルターからの液体は、蒸留からの排熱を用いて多重効用エバポレーター中で濃縮される。エバポレーターからの濃縮されたシロップを、コンバスターに送られる固体と混合し、蒸発された凝縮物をプロセスに対する比較的クリーンな再利用水として用いる。再利用できる蒸留廃液水stillagewaterの量は制限されるので、エバポレーターはプロセスに含まれる。直接再利用される圧力フィルターからの水の総量は25に設定される。酢酸アンモニウムもしくは乳酸アンモニウムなどの有機塩、生物によって利用されない浸出液成分、またはバイオマス中の無機化合物はこのストリームにおいて終了する。この材料の再利用量が多すぎると、発酵微生物の効率に対して有害であり得るイオン強度および浸透圧のレベルがもたらされ得る。再利用しない水については、エバポレーターは、コンバスターに送ることができるシロップまで溶解した固体を濃縮し、これにより廃水処理に対する負荷を最小化する。廃水処理廃水処理セクションは、プラント補給水要件を低減するための再使用用のプロセス水を扱う。廃水をまず、スクリーニングして大きな粒子を除去し、これをホッパーに収集し、ごみ埋め立て地に送る。スクリーニングに続いて、嫌気性消化および好気性消化を行って、ストリームにおける有機物質を消化する。嫌気性消化は、コンバスターに供給されるメタンに富むバイオマスストリームを生じさせる。好気性消化は、プロセスでの再使用のための比較的クリーンな水ストリームならびに主として細胞塊から構成されるスラッジを生じさせる。同じくスラッジはコンバスター中でも燃焼させる。このスクリーニング嫌気性消化好気性消化スキームは、現在のエタノール産業での標準であって、1日当たり100万~500万ガロンの範囲の施設は販売業者から汎用単位として入手できる。コンバスター、ボイラー、およびターボジェネレーターコンバスター、ボイラー、およびターボジェネレーターサブシステムの目的は、蒸気および電気発生のために種々の副産物ストリームを燃焼させることである。例えば、一部のリグニン、セルロース、およびヘミセルロースは前処理および一次プロセスにわたって変換されないままである。プロセスからの廃水の大部分は濃縮されて可溶性固体に富むシロップとなる。残りの廃水の嫌気性消化は、メタンに富むバイオガスを生じる。好気性消化は少量の廃棄物バイオマススラッジを生じる。蒸気および電気を発生させるためにこれらの副産物ストリームを燃焼させることは、プラントがエネルギーを自給自足することを可能にし、固体廃棄物の廃棄コストを低下させ、かつ過剰な電気の販売を通じてさらなる収益を生じる。3つの一次燃料ストリーム蒸留後固体、バイオガス、およびエバポレーターシロップを、循環する流動床コンバスターに供給する。廃水処理からの少量の廃棄物バイオマススラッジもまたコンバスターに送られる。ファンは空気を燃焼チャンバーに移動させる。処理水をコンバスター中の熱交換器回路に入れ、蒸発させて、510°C950°Fおよび86atmトリメチルアンモニウムクロリド、アルカノールアミド、およびアミンを含む。代表的な分解可能ポリマーは、ポリヒドロキシ酸、例えばポリラクチド、ポリグリコリド、および乳酸およびグリコール酸のコポリマー、ポリヒドロキシ酪酸、ポリヒドロキシ吉草酸、ポリ[ラクチドコeカプロラクトン]、ポリ[グリコリドコ]、ポリカーボネート、ポリアミノ酸、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリ無水物、ポリオルトエステル、およびこれらのポリマーのブレンドを含む。記載された添加物が含まれる場合、それらは、繊維状材料の総重量に基づいて、1パーセント未満から80パーセント程度の高さまでの、乾燥重量ベースで計算された量で存在させることができる。より典型的には、量は約05重量パーセント~約50重量パーセントの範囲、例えば5パーセント、10パーセント、20パーセント、30パーセント、またはそれ以上、例えば40パーセントである。本明細書において記載された任意の添加剤をカプセル化し、例えば噴霧乾燥またはマイクロカプセル化して、例えば取扱いの間に熱または水分から添加物を保護することができる。繊維状材料、高密度化繊維状材料、樹脂または添加剤を染色することができる。例えば、樹脂と混合し配合して複合体を形成させる前に、繊維状物質を染色することができる。いくつかの態様において、この染色は、望ましい場合に、成型されたまたは押出された部分において、繊維状材料、特に繊維状材料の大きな凝集をマスキングするまたは隠すのに役立ち得る。そのような大きな凝集は、比較的高濃度で存在する場合、成型されたまたは押出された部分の表面においてスペックルとして示され得る。例えば、所望の繊維状材料は、酸染料、直接染料または反応性染料を用いて染色することができる。そのような染料はSpectraDyesKearnyNJまたはKeystoneAnilineCorporationChicagoILから入手可能である。染料の特定の例はSPECTRA商標LIGHTYELLOW2G、SPECTRACID商標YELLOW4GLCONC200、SPECTRANYL商標RHODAMINE8、SPECTRANYL商標NEUTRALREDB、SPECTRAMINE商標BENZOPERPURINE、SPECTRADIAZO商標BLACKOB、SPECTRAMINE商標TURQUOISEG、およびSPECTRAMINE商標GREYLVL200を含み、各々はSpectraDyesから入手可能である。いくつかの態様において、顔料を含有する樹脂の色濃縮物は染料とブレンドされる。そのようなブレンドが所望の繊維状材料と調合された場合、繊維状材料を調合の間にインサイチュー染色することができる。色濃縮物はClariantから入手可能である。繊維状材料、高密度化繊維状材料、または複合体に香りまたはフラグランスを加えるのが有利で有り得る。例えば、複合体が天然木材、例えばシーダー材などの匂いおよびまたは外見を有することは有利であり得る。例えば、複合体を作製するのに用いる樹脂にフラグランス、例えば天然木材フラグランスを配合することができる。いくつかの実施において、フラグランスを直接的に油として樹脂に配合する。例えば、ロールミル、例えばBanbury登録商標ミキサーまたは押し出し機、例えば逆回転スクリューを備えた2軸押し出し機を用いて油を樹脂に配合することができる。Banbury登録商標ミキサーの例はFarrelによって製造されたFSeriesBanbury登録商標ミキサーである。2軸押し出し機の例はKruppWernerPfleidererによって製造されたWPZSK50MEGAcompunder商標である。配合の後、香りを付した樹脂を繊維状材料に加え、押し出し、または成型することができる。別法として、フラグランスを満たした樹脂のマスターバッチは、商品名PolyIff商標下でInternationalFlavorsandFragrancesから、あるいはRTPCompanyから商業的に入手可能である。いくつかの態様において、複合体中のフラグランスの量は約0005重量~約10重量の間、例えば約01重量~約5重量の間、または025重量~約25重量の間である。他の天然木材フラグランスは常緑樹またはセコイアを含む。他のフラグランスはペパーミント、チェリー、ストロベリー、ピーチ、ライム、スペアミント、シナモン、アニス、バジル、ベルガモット、ブラックペパー、ショウノウ、カモミール、シトロネラ、ユーカリ、パイン、モミ、ゼラニウム、ジンジャー、グレープフルーツ、ジャスミン、ジュニパーベリー、ラベンダー、レモン、マンダリン、マジョラム、ムスク、ミールmyrhh、オレンジ、パチョリ、ローズ、ローズマリー、セージ、サンダルウッド、茶の木、タイム、ウィンターグリーン、イランイラン、バニラ、ニューカー、またはこれらのフラグランスの混合物を含む。いくつかの態様において、繊維状材料フラグランス組み合わせにおけるフラグランスの量は約0005重量~約20重量の間、例えば約01重量~約5重量の間、または025重量~約25重量の間である。セルロースおよびリグノセルロースなどの繊維状材料を記載してきたが、他の充填剤を複合体を作製するのに用いることができる。例えば、炭酸カルシウム例えば、沈降炭酸カルシウムまたは天然炭酸カルシウム、アラゴナイトクレイ、斜方晶系クレイ、カルサイトクレイ、菱面体クレイ、カオリン、クレイ、ベントナイトクレイ、リン酸二カルシウム、リン酸三カルシウム、ピロリン酸カルシウム、不溶性メタリン酸ナトリウム、沈降炭酸カルシウム、オルトリン酸マグネシウム、リン酸三マグネシウム、ヒドロキシアパタイト、合成アパタイト、アルミナ、シリカキセロゲル、金属アルメノシリケート複合体、ケイ酸ナトリウムアルミニウム、ケイ酸ジルコニウム、二酸化ケイ素などの無機充填剤、あるいは無機添加剤の組み合わせを用いることができる。充填剤は、例えば1ミクロンを超える、例えば2ミクロン、5ミクロン、10ミクロン、25ミクロンを超える、または、さらには35ミクロンを超える粒子サイズを有することができる。ナノメートルスケールの充填剤を単独で、あるいは任意のサイズおよびまたは形状の繊維状材料を組み合わせて用いることもできる。充填剤は、例えば粒子、プレートまたは繊維の形態とすることができる。例えば、ナノメートルサイズのクレイ、シリコンおよびカーボンナノチューブ、ならびにシリコンおよび炭素ナノワイヤーを用いることができる。充填剤は1000nm未満、例えば900nm、800nm、750nm、600nm、500nm、350nm、300nm、250nm、200nm未満、100nm未満、または、さらには50nm未満の横方向寸法を有することができる。いくつかの態様において、ナノクレイはモンモリロナイトである。そのようなクレイはNanocorIncおよびSouthernClayProductsから入手可能であり、米国特許第6849680号および第6737464号に記載されている。例えば樹脂または繊維状材料への混合前にクレイの表面処理を行うことができる。例えば、クレイはその表面が天然でイオン性、例えばカチオン性またはアニオン性であるように表面処理することができる。集合したまたは凝集したナノメートルスケールの充填剤、または、集まって超分子構造、例えば自己集合超分子構造となったナノメートルスケール充填剤も用いることができる。集合充填剤または超分子充填剤の構造を開くまたは閉じることができ、これらは種々の形状、例えばケージ、チューブまたは球状でありうる。従って、他の態様は添付の特許請求の範囲内のものである。"