Спосіб переробки целюлозної або лігноцелюлозної біомаси (варіанти)

Реферат: Винахід належить до способу переробки целюлозної або лігноцелюлозної біомаси. З метою зниження витрат на транспортування целюлозної або лігноцелюлозної біомаси до установок для виробництва етанолу, представлені мобільні системи для виробництва етанолу з біомаси, а також маломасштабні установки для виробництва етанолу. Замість того, щоб перевозити біомасу до виробничої установки, установку транспортують до біомаси або розташовують її поблизу від джерела біомаси. Установки для виробництва етанолу або компоненти таких можуть бути перевезені наземним, водним або повітряним транспортом. За допомогою способів і установок може бути виконане виробництво інших продуктів, таких як вуглеводні, природний газ, газоподібний водень, пластмаси, полімери і білки. UA 100673 C2 (12) UA 100673 C2 UA 100673 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Перехресне посилання на споріднені заявки Дана заявка встановлює пріоритет Попередньої Патентної Заявки США № 60/832735, поданої 21 липня 2006 року, зміст якої наведений в даному описі для відома. Галузь техніки, до якої належить винахід Даний винахід стосується системи виробництва енергії (наприклад, етанолу, вуглеводнів, бензину, метану, природного газу і біодизельного палива), електрики, поживних речовин (для людини і тварин), фармацевтичних препаратів (для медицини і ветеринарії) (наприклад, медикаментів і лікарських засобів), добрива або інших супутніх продуктів з біомаси. Зокрема, винахід стосується мобільних, портативних і модульних установок для виробництва енергії (наприклад, етанолу, вуглеводнів, бензину, метану, природного газу і біодизельного палива), електрики, поживних речовин (для людини і тварин), фармацевтичних препаратів (для медицини і ветеринарії) (наприклад, медикаментів, лікарських засобів), добрива або інших супутніх продуктів, шляхом ферментації або іншого процесу з біомаси (наприклад, сільськогосподарських культур, відходів сільськогосподарського виробництва і твердих муніципальних відходів). Рівень техніки Етанол має множину варіантів застосування, в тому числі як промисловий реагент і розчинник, паливна добавка і безпосередньо рідке паливо. Етанол являє собою паливо повного згоряння, яке може бути зроблене з джерел, що відновлюються, таких як сільськогосподарські культури (наприклад, кукурудза і цукрова тростина), деревні відходи, відходи сільськогосподарського виробництва або інша біомаса. Етанол не тільки скорочує викиди в атмосферу, але і також поліпшує експлуатаційні характеристики двигунів. Крім того, як паливо, що відновляється, етанол скорочує залежність Сполучених Штатів від зарубіжних викопних палив. Нещодавно виробництво етанолу в Сполучених Штатах виросло від 175 мільйонів галонів (662,38 мільйонів літрів) в 1980 році до 3,4 мільярдів галонів (12,857 мільярдів літрів) в 2004 році. У цей час в США діє 101 підприємство з виробництва етанолу, і ще 30 перебувають в стадії будівництва. Тому очікується, що в наступні роки виробництво етанолу збільшиться. Велику частину етанолу, виробленого в США, виготовляють з кукурудзи; однак етанол також може бути одержаний з інших сільськогосподарських культур, багатих крохмалем і цукром, таких як сорго, пшениця, ячмінь, картопля, цукрова тростина або цукровий буряк. Виробництво етанолу починається з розкладання складних вуглеводів (наприклад, амілози, целюлози), що знаходяться в цих рослинах, на більш простий цукор, придатний для ферментації (наприклад, декстрозу). Ця перша стадія може бути виконана з використанням ферментів, кислоти, води і/або теплоти. Як тільки більш прості цукри одержані, додають дріжджі або інші ферментуючі мікроорганізми для перетворення цукру на етанол. Етанол потім витягують з процесу ферментації шляхом дистиляції. Вода може бути видалена з етанолу шляхом зневоднення, і етанол може бути денатурований, щоб зробити його непридатним для споживання людиною, шляхом додавання невеликої кількості бензину або іншого спирту (наприклад, метанолу). Виробництво етанолу як домішки до палива забезпечує численні переваги, включаючи додаткову економію, створення робочих місць, розвиток сільського господарства, стимулювання розвитку сільськогосподарського виробництва, забезпечення енергетичної безпеки і незалежності, скорочення викидів газів, що сприяють парниковому ефекту, і зниження рівня викидів інших забруднюючих речовин, в тому числі монооксиду вуглецю, дрібнодисперсних частинок, оксидів азоту і інших забруднювачів, які зумовлюють утворення озону. Джозеф ДеПардо в статті, озаглавленій «Перспективи і потреби виробництва етанолу з біомаси» (див. сайт www.еаi.dое.gov/oiaf/analysisрареr/biomass.html) сказав, що виробництво етанолу з кукурудзи являє собою відпрацьовану технологію, в якій навряд чи можна чекати значних скорочень виробничих витрат. Він висловив припущення, що для того, щоб зробити етанол конкурентоспроможним як паливну домішку, буде важливою здатність одержувати етанол з іншої малоцінної біомаси. Тому зберігається потреба в удосконаленні виробництва етанолу з сільськогосподарських культур, а також інших видів біомаси, включаючи біомасу «неприродного походження», таку як тверді побутові відходи. Суть винаходу Даний винахід передбачає виробництво енергії (наприклад, етанолу, вуглеводнів, бензину, природного газу, метану, біодизелю і газоподібного водню), електрики, пластмас, полімерів, поживних речовин (для людини і тварин), білків, біомолекул, фармацевтичних препаратів (для медицини і ветеринарії), добрива або інших продуктів, з біомаси з використанням мобільної або портативної виробничої установки або маломасштабної установки. Винахід щонайменше частково виходить з визнання того, що швидше може бути більш ефективним, економічним і/або зручним переміщення виробничої установки до біомаси або наявність маломасштабної 1 UA 100673 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 установки поблизу від такої, ніж транспортування біомаси, що використовується як початковий матеріал в процесі, або продукту, такого як етанол, який одержується на установці. У деяких варіантах здійснення установки згідно з винаходом дозволяють використовувати місцеві джерела біомаси і інших матеріалів, необхідних в процесі, таких як вода, електроенергія, природний газ, бензин, і каналізацію. У випадку мобільних установок виробничий майданчик може включати деяку інфраструктуру (наприклад, фундамент (наприклад, бетонну плиту)) для установки, стіни, дах, будівлю, трубопроводи, електропроводку, каналізаційну систему, систему газопостачання і освітлення). Установки згідно з винаходом також розраховані на використання біомаси, яка традиційно не вважалася застосовною для цих цілей, такої як морські водорості, водні рослини, відходи сільськогосподарського виробництва і відходи людської життєдіяльності, для виробництва енергії (наприклад, етанолу, вуглеводнів, бензину, природного газу, метану, біодизелю і газоподібного водню), електрики, пластмас, полімерів, поживних речовин (для людини і тварин), білків, біомолекул, фармацевтичних препаратів (для медицини і ветеринарії), добрива або інших продуктів. Системи згідно з винаходом мають варіанти застосування в особистому господарстві, в промисловості, в урядових, сільськогосподарських і військових галузях. В одному аспекті винахід представляє мобільні виробничі установки для обробки біомаси в одержанні будь-яких бажаних продуктів, що описуються в даному описі. Мобільні установки згідно з винаходом легко транспортуються, або ж компоненти установки є легко транспортованими. Перевезення виробничої установки або компонентів установки швидше, ніж біомаси як вихідного матеріалу, є особливо придатним і економічним з тих міркувань, що багато сільськогосподарських культур, які використовуються для виробництва енергії (наприклад, біоетанолу, бензину, водню, природного газу) або інших бажаних продуктів, є сезонними. Тому виробнича установка потрібна для роботи тільки в зоні, де є доступні для переробки сільськогосподарські культури або інші види біомаси. Після того, як обробка проведена, установка або певні компоненти установки можуть бути перевезені в іншу зону з біомасою, доступною для переробки в бажані продукти. Установки згідно з винаходом або компоненти таких можуть бути перевезені водним, повітряним, наземним транспортом або будь-якою комбінацією таких. Установки згідно з винаходом можуть включати частини установки або інфраструктури, які не є транспортабельними або мобільними. Наприклад, виробничу установку згідно з винаходом або компоненти такої можна транспортувати на судні, баржі, кораблі або іншому морському транспортному засобі. Такі установки особливо придатні для виробництва етанолу або інших продуктів з біомаси водного походження, такої як водорості (наприклад, Sargassum) або водні рослини. Ці установки також застосовні для перевезення по водоймищах в різні зони з біомасою, доступною для одержання бажаного продукту (наприклад, перевезення по ріці або по океану і швартування в місці, де є доступна для переробки біомаса). Пересувні установки або компоненти таких також можуть бути перевезені наземним транспортом. Наприклад, установка може бути транспортована автомобілем, грузовиком, автопоїздом і залізничним(ими) вагоном(нами). Знову ж, наземний транспортний засіб з пересувною установкою може пересуватися до зони з біомасою, придатною для виробництва бажаного продукту. Нарешті, установки можуть бути перевезені по повітрю. Установка може бути транспортована літаком, вертольотом і аеростатом. Повітряне транспортування установки забезпечує можливість використання біомаси, зазвичай дуже віддаленої від виробничих підприємств, що застосовуються. Установка може знаходитися в літаку, або установка або компоненти можуть бути скинуті з літака або доставлені літаком. Мобільна установка типово має зручні габарити і скомпонована так, щоб забезпечити легке транспортування установки і/або її окремих компонентів. У випадку наземного перевезення транспортні засоби типово придатні для пересування дорогами і автострадами, що використовуються для автомобілів, грузовиків і автопоїздів. У випадку морського транспорту установку або компоненти типово перевозять на судні або баржі, яка пересувається буксиром. У випадку повітряного транспорту установці або компонентам надають габарити, що відповідають розмірам літака (наприклад, вантажного літака) або вертольота. Мобільні установки згідно з винаходом або установки, скомпоновані з мобільних компонентів, можуть включати будь-яке або все з наступного обладнання, застосовного у виробництві бажаного продукту (наприклад, етанолу): пристрої для попередньої обробки біомаси, млини, варильні апарати, охолоджувані цистерни, контейнери для тимчасового зберігання, ферментери, дистиляційні агрегати, колони, контейнери для транспортування по трубопроводу і змішувальні контейнери. У деяких варіантах здійснення різні агрегати виробничих установок ефективно сполучаються разом таким чином, що користувач може легко транспортувати матеріали з однієї стадії виробничого процесу в іншу. Установки також можуть 2 UA 100673 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 включати будь-які реагенти, необхідні для виробничого процесу, в тому числі дріжджі або інші мікроорганізми (включаючи генетично модифіковані мікроорганізми), ферменти (наприклад, амілазу і целюлазу), кислоти (наприклад, сірчану кислоту, соляну кислоту), основи (наприклад, гідроксид натрію), хімічні реагенти, воду, солі, молекулярні сита і колонки. У деяких варіантах здійснення, коли повинен вироблятися етанол, установка включає денатуруючи засоби, такі як бензин або інші спирти, для денатурування етанолу. Установки згідно з винаходом можуть включати все необхідне обладнання і реагенти, що зручно зберігаються в установці, щоб спростити користування установкою. У деяких варіантах здійснення установка виробляє достатню кількість етанолу або іншого джерела енергії, щоб забезпечувати енергетичні потреби фабрики, невеликого міста, селища і островів. У деяких варіантах здійснення установка для виробництва етанолу виробляється менше ніж 5 мільйонів галонів (18,93 мільйони літрів) етанолу на рік. Установка також необов'язково може включати будь-яке обладнання, обов'язкове згідно з міжнародним, федеральним законом, законом штату або місцевим законом, включаючи, наприклад, захисне обладнання, необхідне для запобігання або усунення витоків, займань або інших аварійних ситуацій. Як буде зрозуміло кваліфікованому фахівцеві в цій галузі технології, виробнича установка може бути зібрана з різноманітних транспортабельних компонентів. Ці компоненти можуть включати пристрої для попередньої обробки біомаси, млини, варильні апарати, охолоджувані цистерни, контейнери для тимчасового зберігання, ферментери, дистиляційні агрегати, колони, контейнери для транспортування по трубопроводу і змішувальні контейнери. У деяких варіантах здійснення компоненти включають комбінацію з двох або більше будь-яких вищеназваних пристроїв. Установка може включати нетранспортабельні компоненти. Ці компоненти установки для виробництва етанолу призначені для легкого збирання робочої установки на виробничому майданчику. Компоненти можуть бути виготовлені завчасно. Компоненти можуть бути взаємозамінними і можуть забезпечувати масштабування установки. У деяких випадках компоненти системи забезпечують можливість легкого збирання і розбирання установки для простоти компактування. Різноманітні компоненти установки можуть бути доставлені на виробничий майданчик з використанням будь-якої комбінації транспортних засобів (наприклад, повітряних, водних і наземних). У деяких варіантах здійснення компоненти доставляються на виробничий майданчик з певною інфраструктурою, яка може включати електропостачання, навіс, фундамент, каналізацію, водопостачання і трубопровід з природним газом. Всі або деякі з компонентів можуть бути пізніше розібрані і відвезені на новий виробничий майданчик. У деяких варіантах здійснення конкретні компоненти і/або інфраструктура можуть залишатися на виробничому майданчику, щоб при нагоді бути використаними повторно. У деяких випадках мобільна виробнича установка або компоненти такої є одноразовими, щоб після виконання свого призначення частина установки або вся була залишена на час або назавжди. В інших варіантах здійснення установка або компоненти такої передбачаються бути використаними повторно і тому перевозяться з місця на місце, де є придатна біомаса. Установка може бути повністю автономною, що вимагає тільки додавання біомаси, або установка може потребувати інших матеріалів або пристроїв, таких як вода, електроенергія, природний газ, бензин і каналізація. Наприклад, етанол або інше джерело енергії, що виробляється мобільною установкою, може бути використаний для живлення генератора, що забезпечує установку електроенергією, або етанол або інше джерело енергії може бути спалений для одержання теплоти для розкладання біомаси у варильному казані або для проведення дистиляції. Етанол або інше джерело енергії також може бути використаний для живлення транспортного засобу, що застосовується для перевезення установки або компонентів такої. У ще одному аспекті винахід також представляє маломасштабні установки для виробництва етанолу (наприклад, що виробляють менше ніж 5 мільйонів галонів (18,93 мільйонів літрів) етанолу). У деяких варіантах здійснення маломасштабні установки згідно з винаходом виробляють менше ніж 1 мільйон галонів (3,785 мільйони літрів) етанолу. Ці маломасштабні установки можуть бути портативними, або компоненти системи можуть бути портативними, як описано вище. Ці установки можуть включати будь-яке або все з наступного обладнання, застосовного у виробництві біоетанолу: пристрої для попередньої обробки біомаси, млини, варильні апарати, охолоджувані цистерни, контейнери для тимчасового зберігання, ферментери, дистиляційні агрегати, колони, контейнери для транспортування по трубопроводу і змішувальні контейнери. У деяких варіантах здійснення різні агрегати виробничих установок ефективно сполучаються разом таким чином, що користувач може легко транспортувати матеріали з однієї стадії виробничого процесу в іншу. Установки також можуть включати будьякі реагенти, необхідні для виробничого процесу, включаючи дріжджі або інші мікроорганізми (в 3 UA 100673 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 тому числі генетично модифіковані мікроорганізми), ферменти (наприклад, амілазу і целюлазу), кислоти (наприклад, сірчану кислоту і соляну кислоту), основи (наприклад, гідроксид натрію), воду, солі, молекулярні сита, бензин або інші спирти для денатурування етанолу, або будь-які інші реагенти. Установки згідно з винаходом можуть, наприклад, включати все необхідне обладнання і реагенти, що зручно зберігаються в мобільній установці, щоб спростити користування установкою. У деяких варіантах здійснення установка виробляють достатню кількість етанолу або іншого джерела енергії, щоб забезпечувати енергетичні потреби фабрики, невеликого міста, селища і островів. У деяких варіантах здійснення установка для виробництва етанолу виробляє менше ніж 5 мільйонів галонів (18,93 мільйони літрів) етанолу на рік. Установка при необхідності також може включати будь-яке обладнання, обов'язкове згідно з міжнародним, федеральним законом, законом штату або місцевим законом, включаючи, наприклад, захисне обладнання, необхідне для запобігання або усунення витоків, займань або інших аварійних ситуацій. Інші продукти, як такі, що описуються в даному винаході, також можуть бути одержані з використанням маломасштабних виробничих установок. Даний винахід також представляє способи одержання бажаного продукту з використанням установки згідно з винаходом. У способі вживається біомаса місцевого походження для виробничої установки згідно з винаходом при виробництві бажаного продукту на місці. Продукт (наприклад, етанол, бензин, природний газ, газоподібний водень і вуглеводні), що одержується на місці, потім, переважно, використовується на місці, щоб уникнути витрат на транспортування як біомаси, так і кінцевогопродукту. Переважно, у виробничому процесі вживається місцеве джерело води. Інші реагенти, необхідні для процесу, можуть бути комплектом установки або придбані на місці. Відходи або побічні продукти з виробничого процесу, наприклад, барда, можуть бути використані в місцевому масштабі як високопоживний корм для худоби або як добриво. Інші відходи, що утворилися, або побічні продукти з процесу, такі як біомолекули, вуглеводи, білок і полімери, також можуть бути упаковані, використані і/або продані. Мобільні установки для виробництва етанолу, зібрані з компонентів, і маломасштабні виробничі установки доповнюють великомасштабні установки для виробництва етанолу (тобто, установки, які виробляють понад 10-20 мільйонів галонів (37,85-75,7 мільйонів літрів) етанолу на рік). У деяких випадках установки згідно з винаходом можуть усунути потребу в великомасштабних установках для виробництва етанолу в деяких зонах. Портативний характер певних систем виявляється особливо дійовим внаслідок циклічної природи сільськогосподарських культур і іншої біомаси в різноманітних географічних зонах. Ці установки згідно з винаходом також забезпечують економічне виробництво етанолу з малоцінної біомаси, що буде робити етанол конкурентоспроможним як паливну добавку. У деяких варіантах здійснення система згідно з винаходом використовує біомасу, яка не є кукурудзою, цукровою тростиною або цукровим буряком, або ж включає невелику частку цих сільськогосподарських культур. В одному аспекті відмітною ознакою винаходу є установка для виробництва етанолу з біомаси. Така установка включає щонайменше один компонент, який є портативним. У деяких варіантах здійснення компонент виконує щонайменше одну стадію в процесі перетворення біомаси в етанол. Наприклад, компонент може проводити попередню обробку біомаси, ферментацію біомаси або очищення етанолу, одержаного з біомаси. У деяких варіантах здійснення установка здатна виробляти лише менше ніж близько 1 мільйона галонів (3,785 мільйони літрів) етанолу на рік, або менше ніж близько 5 мільйонів галонів (18,93 мільйонів літрів) етанолу на рік. У деяких прикладах установка включає щонайменше два портативних компоненти. У ще одному аспекті відмітною ознакою винаходу є портативна установка для виробництва етанолу з біомаси. У ще одному аспекті відмітною ознакою винаходу є портативна установка для виробництва етанолу з біомаси. Така установка включає засіб для транспортування установки і ферментер для перетворення цукру, утвореного з біомаси, в етанол. Наприклад, установка може бути перевезена наземним транспортом. Наприклад, установка може бути перевезена залізницею. Наприклад, установка може бути перевезена водним транспортом, наприклад, з використанням судна, баржі або іншого морського транспортного засобу. Наприклад, установка може бути перевезена повітряним транспортом, наприклад, з використанням літака або вертольота. Наприклад, може бути застосований більше ніж один вид транспорту. Наприклад, може бути вжитий будь-який один або більше з повітряних, наземних або морських видів транспорту. Наприклад, поїзд в поєднанні з баржею або судном, або аеростат в поєднанні з поїздом. 4 UA 100673 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Наприклад, установка може далі включати пристрій для перетворення складних вуглеводів біомаси на більш простий, більш придатний для ферментації цукор. Наприклад, установка може також включати пристрій для очищення етанолу, одержаного в ферментері, наприклад, одну або більше дистиляційних колон. У ще одному аспекті відмітною ознакою винаходу є портативна установка для виробництва етанолу з біомаси, яка включає пристрій для транспортування установки, млин для подрібнення біомаси, варильний агрегат для переведення біомаси в рідкий стан, ферментер для перетворення цукру, утвореного з біомаси, в етанол, і дистиляційний агрегат. У ще одному аспекті відмітною ознакою винаходу є спосіб одержання етанолу з біомаси, який включає постачання біомаси; підготовку пересувної установки для виробництва етанолу; і одержання етанолу з біомаси з використанням пересувної установки для виробництва етанолу. У ще одному аспекті відмітною ознакою винаходу є способи одержання етанолу з біомаси, наприклад, одного або більше целюлозних і/або лігноцелюлозних матеріалів (наприклад, проса лозоподібного і/або паперу), які включають виробництво етанолу з біомаси на першому виробничому майданчику з використанням реактора або конвертера, наприклад, ферментера; перевезення реактора або конвертера на другий виробничий майданчик; і виробництво етанолу з біомаси на другому виробничому майданчику за допомогою реактора або конвертера. Наприклад, біомаса може являти собою або може включати будь-який целюлозний або лігноцелюлозний матеріал, такий як кукурудзу, цукрову тростину, цукровий буряк, деревину, чагарники, трави, фітопланктон, зоопланктон, водорості, макроводорості, морські водорості, листові обгортки кукурудзяних качанів, чагарники, пиломатеріали, деревні відходи, целюлозу, бавовну, вовну, льон, папір, газети, коробки з гофрованого картону, макулатуру, комп’ютерні роздруківки, білий офісний папір, друкарські обрізки, листя, прутини, траву, рослинні обрізки, гілки рослин, дерева, виноградну лозу, нечистоти, відходи сільськогосподарського виробництва. Можуть бути також утилізовані суміші будь-яких цих матеріалів. Наприклад, перевезення може бути здійснене з використанням морського судна, наприклад, корабля, баржі, судна, вантажної платформи або плавучої платформи. Наприклад, перевезення може бути виконане з використанням наземного транспортного засобу, такого як автомобіль, грузовик, автопоїзд або поїзд. Наприклад, перевезення може бути проведене з використанням повітряного транспортного засобу, такого як літак, вертоліт або аеростат. У деяких варіантах здійснення транспортування виконується більше ніж одним окремим видом транспорту, таким як наземний транспортний засіб і водний транспортний засіб. У деяких варіантах здійснення виробництво виконується під час транспортування. У деяких варіантах здійснення система використовує стаціонарні ресурси, такі як трубопроводи і/або електричні мережі, на даному виробничому майданчику. У деяких варіантах здійснення реактор або конвертер становить частину системи, і система також включає такі компоненти, як різаки, стригальні апарати, вимірювальні пристрої, проточні пристрої, млини, змішувачі, насоси, дротову арматуру, варильні агрегати, нагрівачі, холодильні камери, аератори, контейнери, контейнери для тимчасового зберігання, дистиляційні колони, трубопроводи або комбінації таких. Відстань між першим виробничим майданчиком і другим виробничим майданчиком може бути малою або відносно великою. Наприклад, виробничі майданчики можуть фізично бути сусідніми між собою. Наприклад, етанол можна виробляти у той час, коли система перевозиться в рухомому поїзді. В інших варіантах здійснення перший виробничий майданчик і другий виробничий майданчик можуть бути віддалені на відстань близько 25 миль (40,23 кілометрів) або більше, наприклад, близько 50 миль (80,45 кілометрів) або більше, близько 75 миль (120,67 кілометрів) або більше, близько 100 миль (160,9 кілометрів) або більше, близько 150 миль (241,35 кілометрів) або більше, близько 250 миль (402,25 кілометрів) або більше, або навіть близько 500 миль (804,5 кілометрів) або більше. У деяких варіантах здійснення виробництво етанолу з біомаси на першому і/або другому виробничому майданчику включає гідроліз біомаси і потім ферментацію біомаси. Способи можуть далі включати, наприклад, транспортування системи на третій виробничий майданчик, і потім виробництво етанолу на третьому виробничому майданчику. Способи можуть також включати четвертий, п'ятий, шостий, сьомий, восьмий або більше виробничі майданчики. Виробництво може відбуватися на будь-якій кількості цих виробничих майданчиків. У деяких варіантах здійснення перед виробництвом етанолу з біомаси з використанням системи на першому і/або другому виробничому майданчику система зазнає збирання. Наприклад, виробництво етанолу з біомаси може включати контактування біомаси з одним або більше мікроорганізмами, такими як один або більше видів дріжджів і/або бактерій, 5 UA 100673 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 розміщених в ферментері. Можуть бути використані комбінації різних організмів, наприклад, комбінації дріжджів і бактерій, або різних видів дріжджів або бактерій. Наприклад, один або більше мікроорганізмів можуть включати одну або багато генетично модифікованих бактерій. У ще одному аспекті відмітною ознакою винаходу є способи виробництва енергії з біомаси, які включають виробництво першого джерела енергії з біомаси на першому виробничому майданчику за допомогою реактора або конвертера; перевезення реактора або конвертера на другий виробничий майданчик; і виробництво другого джерела енергії з біомаси на другому виробничому майданчику за допомогою реактора або конвертера. У деяких варіантах здійснення перше і друге джерела енергії є однаковими. Наприклад, джерело енергії може являти собою спирт, такий як етанол або н-бутанол, бензин, вуглеводні, водень, природний газ, біодизель, електрику або суміші будь-якого з таких. У конкретних варіантах здійснення джерело енергії являє собою або включає спирт, такий як етанол. У ще одному аспекті відмітною ознакою винаходу є способи одержання продуктів з біомаси, які включають виробництво першого продукту з біомаси на першому виробничому майданчику за допомогою реактора або конвертера; перевезення системи на другий виробничий майданчик; і виробництво другого продукту з біомаси на другому виробничому майданчику за допомогою реактора або конвертера. У деяких варіантах здійснення продукт або продукти можуть бути виготовлені в мобільній установці, і потім остаточно допрацьовані на стаціонарній установці, наприклад, стаціонарному виробничому підприємстві. Наприклад, необроблений продукт або продукти можуть бути перевезені за допомогою транспортного засобу, наприклад, поїздом і/або судном, або ще одним способом транспортування, таким як трубопроводи. Можуть бути використані комбінації цих способів транспортування. У деяких варіантах здійснення перший і другий продукти є однаковими. У деяких варіантах здійснення перший і другий продукти включають етанол і/або н-бутанол. Наприклад, продукт може являти собою етанол, н-бутанол, вуглеводні, бензин, природний газ, метану, біодизель, водень, електроенергію, полімери, поживні речовини, білки, біомолекули, фармацевтичні препарати, фармацевтичні продукти, добриво або суміші будь-яке з таких. У деяких варіантах здійснення перший і другий продукти включають одну або більше біомолекулу. Наприклад, біомолекула може являти собою нуклеїнову кислоту, білок, ліпід, стероїд, природний продукт, метаболічний продукт, нуклеотид, жир, амінокислоту, пептид або суміші будь-якого з таких. У ще одному аспекті відмітною ознакою винаходу є способи одержання продуктів з біомаси, наприклад, целюлозних або лігноцелюлозних матеріалів, які включають виробництво першого продукту з біомаси на першому виробничому майданчику за допомогою реактора, причому перший виробничий майданчик розташований на водоймищі; перевезення реактора на другий виробничий майданчик також на водоймищі; і виробництво другого продукту з біомаси на другому виробничому майданчику за допомогою реактора. У такому аспекті біомаса може бути здобута з водоймища. Наприклад, біомаса може являти собою планктон, водні рослини, водорості, морські водорості або суміші таких. У ще одному аспекті відмітною ознакою винаходу є способи одержання продуктів з біомаси, які включають виробництво першого продукту з біомаси на першому виробничому майданчику за допомогою реактора або конвертера; перевезення реактора або конвертера першим видом транспорту на другий виробничий майданчик; виробництво другого продукту з біомаси на другому виробничому майданчику за допомогою реактора або конвертера; і перевезення реактора або конвертера другим видом транспорту, що відрізняється від першого виду транспорту, на третій виробничий майданчик. Визначення «Біоетанол»: термін «біоетанол» має відношення до етанолу, одержаного частково або повністю з біомаси. У деяких варіантах здійснення біоетанол одержують шляхом ферментації цукру, утвореного з біомаси. Термін «біоетанол» тут застосовується взаємозамінно з терміном «етанол». «Біомаса»: термін «біомаса» стосується матеріалу або комбінації матеріалів, які можуть бути використані у виробничій системі для виробництва енергії (наприклад, етанолу, вуглеводнів, бензину, природного газу, метану, біодизелю і газоподібного водню), електроенергії, пластмас, полімерів, поживних речовин (для людини і тварин), білків, 6 UA 100673 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 біомолекул, фармацевтичних препаратів (для медицини і ветеринарії; наприклад, лікарських засобів і медикаментів), добрива або інших продуктів. У деяких варіантах здійснення цукри або інші органічні сполуки з біомаси перетворюються на етанол (наприклад, шляхом ферментації). Приклади біомаси включають сільськогосподарські культури (наприклад, кукурудзу, цукрову тростину, цукровий буряк), деревину, чагарники, трави, планктон (наприклад, фітопланктон, зоопланктон, бактеріопланктон), водорості, макроводорості (наприклад, види з роду Sargassum), морські водорості, відходи сільськогосподарського виробництва (наприклад, гілки дерев, листові обгортки кукурудзяних качанів, чагарники і бур'яни), синтетичні матеріали, синтетичні пластики, промислові відходи, брак, що повторно використовується, тверді побутові відходи, синтетичні відходи, відходи людської життєдіяльності, відходи життєдіяльності тварин, промислові органічні речовини (наприклад, відходи від виробництва напоїв, сирів, молочна сироватка, відходи молочного виробництва, відходи харчової промисловості, пиломатеріали і відходи деревообробної промисловості, відходи целюлозно-паперової промисловості, відходи підприємств громадського харчування, тканини, бавовна, вовна і льон), будівельне сміття і відходи від зносу будівель, паперова макулатура (наприклад, старі газети, старі коробки з гофрованого картону, макулатура, замінники целюлози, комп'ютерні роздруківки, білий офісний папір і друкарські обрізки), дворові відходи (наприклад, листя, гілочки, трава, обрізки рослин, гілки дерев, дерева і виноградні лози). Біомаса включає як біомасу чисто природного походження, так і біомасу неприродного походження. «Біомолекула»: термін «біомолекула» стосується будь-якої хімічної сполуки, яка може бути утворена клітиною або організмом. У деяких варіантах здійснення клітина являє собою немутантний тип і не є генетично модифікованою діями людини. В інших варіантах здійснення клітина була змінена діями людини. Зразкові біомолекули включають нуклеїнові кислоти, білки, ліпіди, стероїди, природні продукти, метаболічні продукти, нуклеотиди, нуклеозиди, жири, амінокислоти і пептиди. «Компоненти»: термін «компонент» стосується будь-якої частини установки для перетворення біомаси. Компонент може мати будь-який розмір або форму. Він може включати одну або множину деталей обладнання, що використовується у виробництві енергії або процесі перетворення біомаси. У деяких варіантах здійснення компонент включає декілька деталей обладнання. Він може необов'язково включати трубопровід або дротову схему, і може необов'язково включати системи з'єднань так, що він може бути сполучений з іншими компонентами або з інфраструктурою на виробничому майданчику. У деяких варіантах здійснення компонент є транспортабельним для повітряного, водного або наземного транспорту. Зразкові компоненти включають одне або більше з наступного: пристрої для попередньої обробки біомаси, млини, змішувачі, насоси, дротові схеми, варильні агрегати, нагрівальні пристрої, охолоджувальні пристрої, пристрої для аерації, охолоджувані контейнери, контейнери для тимчасового зберігання, ферментери, дистиляційні агрегати, колони, трубопроводи, транспортні контейнери і змішувальні контейнери. У деяких варіантах здійснення компоненти призначені для модульного збирання установки для виробництва етанолу. «Зневоднення»: термін «зневоднення» стосується видалення води з матеріалу. У деяких варіантах здійснення зневоднення стосується видалення води з етанолу, одержаного за допомогою системи. Одержаний етанол може бути безводним, або 1, 2, 3, 4 або 5% води можуть залишатися в етанолі. У деяких варіантах здійснення етанол після зневоднення містить менше ніж 1% води. Етанол може бути зневоднений з використанням будь-якого засобу, відомого в технології, в тому числі шляхом дистиляції, азеотропної відгонки або з використанням молекулярних сит. «Денатурований етанол»: термін «денатурований етанол» має відношення до етанолу, який був змішаний з ще одним матеріалом, щоб зробити його непридатним для споживання людиною. У багатьох юрисдикціях продаж етанолу у вигляді чистої речовини або у формі алкогольних напоїв оподатковується високо. Щоб звільнити від цього податкового тягаря галузі промисловості, що не мають відношення до напоїв, урядові організації визначають склади для денатурованого спирту, який складається з етанолу, змішаного з різноманітними добавками, щоб зробити його непридатним для споживання людиною. Ці добавки, також відомі як денатуранти, є або отруйними, і/або що мають неприємний смак або запах. Склади денатурованого спирту, призначені для конкретного вживання (наприклад, використання як паливної добавки), містять денатуранти, вибрані так, щоб не перешкоджати такому вживанню. «Дистиляція»: термін «дистиляція» стосується процесу очищення етанолу при виділенні з ферментаційної маси. Процес дистиляції типово включає зміну стану з рідкого в газоподібний і подальшу конденсацію як засобу очищення. 7 UA 100673 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 «Енергія»: термін «енергія» включає будь-яке джерело енергії, яке може бути одержане з біомаси. Енергія, вироблена з біомаси, типово являє собою органічні сполуки. Джерело енергії може бути спалене для одержання теплоти, яка може бути використане, наприклад, для виробництва електроенергії або приведення в дію транспортного засобу. У деяких варіантах здійснення енергія являє собою етанол. В інших варіантах здійснення енергія являє собою спирт. В інших варіантах здійснення енергія являє собою вуглеводні. У деяких варіантах здійснення енергія являє собою жири. У деяких варіантах здійснення енергія являє собою аліфатичні кислоти. В інших варіантах здійснення енергія являє собою оцтову кислоту. В інших варіантах здійснення енергія являє собою бензин. У деяких варіантах здійснення енергія являє собою суміш органічних сполук. У деяких варіантах здійснення енергія являє собою природний газ. У деяких варіантах здійснення енергія являє собою газоподібний водень. У деяких варіантах здійснення енергія являє собою газоподібний метан. У деяких варіантах здійснення енергія являє собою біодизельне паливо. У деяких варіантах здійснення енергія являє собою електрику. «Етанол»: термін «етанол» стосується хімічної сполуки, СН3СН2ОН. Етанол також називається хлібний спирт. Етанол являє собою легкозаймисту, позбавлену смаку, безбарвну, помірно токсичну хімічну сполуку з характерним запахом. Термін «етанол» може стосуватися етанолу будь-якого ступеню чистоти. У деяких варіантах здійснення етанол має чистоту щонайменше 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 98% або 99%. У деяких випадках етанол має 100%-ну чистоту. В інших випадках етанол денатурований додаванням 1-10% або 2-5% інших розчинників (наприклад, метанолу, ізопропанолу, бензину, гексанів, пентану), щоб зробити його непридатним для споживання людиною. У деяких варіантах здійснення етанол змішаний з водою. В інших варіантах здійснення етанол є безводним (наприклад, після стадії зневоднення). «Ферментація»: термін «ферментація» стосується процесу перетворення цукру в етанол або будь-які інші бажані продукти, включаючи енергію (наприклад, вуглеводні, бензин, природний газ, метан, біодизель і газоподібний водень), електрику, пластмаси, полімери, поживні речовини (для людини і тварин), білки, біомолекули, фармацевтичні препарати (для медицини і ветеринарії; наприклад, лікарські засоби і медикаменти), і добриво. У деяких варіантах здійснення термін «ферментація» стосується процесу одержання з біомаси органічних молекул, застосовних як джерело енергії. Ферментація типово виробляється мікроорганізмами, такими як бактерії або дріжджі. Процес ферментації для етанолу типово проводять в безкисневій атмосфері для запобігання подальшому окисленню бажаного етанолу до оцтової кислоти. Як «ферментер, реактор або конвертер», що визначаються тут, являє собою пристрій, який здатний містити щонайменше близько 1000 галонів (3785 літрів) матеріалу, такого як целюлозний і/або лігноцелюлозний матеріал, мікроорганізм і розчинник, такий як вода. У деяких варіантах здійснення ферментер, реактор або конвертер здатний містити більше ніж близько 2000 галонів (7570 літрів) матеріалу, більше ніж близько 2500 галонів (9462,5 літри), більше ніж близько 5000 галонів (18925 літрів), більше ніж близько 10000 галонів (37850 літрів), більше ніж близько 25000 галонів (94625 літрів), більше ніж близько 50000 галонів (189250 літрів), або навіть більше ніж близько 100000 галонів (378500 літрів). Всі публікації, патентні заявки, патенти і інші літературні посилання, згадані в даному описі, наведені для відома. Інші ознаки і переваги винаходу будуть очевидними з нижченаведеного докладного опису і з пунктів формули винаходу. Опис креслень Фіг. 1 являє собою блок-схему, яка схематично ілюструє способи одержання різноманітних продуктів, таких як етанол або н-бутанол. Фіг. 2 являє собою вигляд в поперечному перерізі станка для різання ножами, що обертаються. Докладний опис У даному описі описані мобільні і/або маломасштабні (наприклад, менше ніж 1-5 мільйонів галонів (3,785-18,925 мільйонів літрів) на рік) системи для виробництва енергії (наприклад, етанолу, вуглеводнів, бензину, природного газу, метану, біодизелю і газоподібного водню), електрики, пластмас, полімерів, поживних речовин (для людини і тварин), білків, біомолекул, фармацевтичних препаратів (для медицини і ветеринарії; наприклад, лікарських засобів і медикаментів), добрива або інших продуктів, включаючи процеси, установки і компоненти установки для виробництва бажаного продукту, з біомаси. Системи усувають або щонайменше скорочують необхідність в транспортуванні біомаси як вихідного матеріалу, який може мати, наприклад, низьку об'ємну густину, до стаціонарної великомасштабної виробничої установки. 8 UA 100673 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Вони також можуть скоротити необхідність в перевезенні бажаного продукту, виробленого мобільною установкою, на велику відстань до свого кінцевого користувача або в торгове підприємство. Система виробництва бажаного продукту дозволяє обробляти біомасу, яка в звичайному порядку була б економічно невигідною для перетворення на енергію (наприклад, етанол, вуглеводні, бензин, природний газ, метану, біодизель і газоподібний водень), електрику, пластмаси, полімери, поживні речовини (для людини і тварин), білки, біомолекули, фармацевтичні препарати (для медицини і ветеринарії; наприклад, лікарські засоби і медикаменти), добриво або інші продукти, внаслідок витрат на транспортування, обробки або інших витрат. Система робить виробництво енергії (наприклад, етанолу, вуглеводнів, бензину, природного газу, метану, біодизелю і газоподібного водню), електрики, пластмас, полімерів, поживних речовин (для людини і тварин), білків, біомолекул, фармацевтичних препаратів (для медицини і ветеринарії, наприклад, лікарських засобів і медикаментів), добрива або інших продуктів, більш економічним шляхом зниження витрат, зокрема, транспортних витрат, на виробництво бажаного продукту. Виробничі установки, які скомпоновані таким чином, що вони або їх різноманітні компоненти можуть бути легко перевезені наземним, морським, повітряним транспортом або комбінацією таких. У деяких варіантах здійснення матеріали і обладнання, необхідні для виробництва бажаного продукту з біомаси, компактно організовані так, що вони або їх компоненти можуть бути перевезені з використанням автомобілю, грузовика, автопоїзда, залізничного транспорту, судна, баржі, літака, вертольота або комбінації таких. У деяких варіантах здійснення установка або її компоненти можуть бути обмежені за габаритами залежно від того, як транспортуються установка або її компоненти. Наприклад, установка або компонент, будучи такими, що перевозяться автопоїздом, потребуватимуть пристосування до габаритів платформи грузовика або трейлера для перевезення. Як показано на фіг. 1, способи одержання продуктів, таких як етанол або н-бутанол, з біомаси, наприклад, целюлозного або лігноцелюлозного матеріалу, включають виробництво першого продукту на першому виробничому майданчику з використанням системи, яка включає реактор або конвертер, наприклад, ферментер. Систему транспортують на другий виробничий майданчик, і потім з використанням системи на другому виробничому майданчику з біомаси виробляють другий продукт. Може бути використана будь-яка кількість виробничих майданчиків. Наприклад, кількість виробничих майданчиків може бути 2, 3, 4, 5, 6 або більше, наприклад, 10, 20, 30, 50, 100 або більше, наприклад, 1000. Наприклад, виробничий майданчик може складати частину комплексу або території підприємства, і частина комплексу або території підприємства може бути об'єднана різноманітною виробничою інфраструктурою, такою як залізниця. Відстань між першим виробничим майданчиком і другим виробничим майданчиком може бути відносно малою або відносно великою. Наприклад, виробничі майданчики можуть фізично бути сусідніми один з одним. Наприклад, система може бути перевезена рухомим поїздом при виробництві етанолу під час руху. В інших варіантах здійснення перший виробничий майданчик і другий виробничий майданчик можуть бути віддалені на відстань близько 10 миль (16,09 кілометрів) або більше, наприклад, близько 25 миль (40,23 кілометрів) або більше, близько 35 (56,32 кілометрів) або більше, близько 65 миль (104,59 кілометри) або більше, близько 85 миль (136,77 кілометрів) або більше, близько 100 (160,9 кілометрів) або більше, близько 200 миль (321,8 кілометри) або більше, близько 300 (482,7 кілометри) або більше, або навіть близько 500 миль (804,5 кілометрів) або більше. У деяких варіантах здійснення ферментер, реактор або конвертер може містити близько 1000 галонів (3785 літрів) і близько 100000 галонів (378500 літрів) матеріалу, наприклад, між близько 2500 галонів (9462,5 літри) і близько 100000 галонів (378500 літрів), або між близько 5000 галонів (18925 літрів) і близько 75000 галонів (283875 літрів). У деяких варіантах здійснення мобільні системи або один або більше їх компонентів для виробництва бажаного продукту перевозять наземним транспортом. Коли мобільну установку або її компоненти транспортують по залізницях, це, переважно, підпорядковується всім застосовним законодавчим нормам, що регламентують залізниці цієї країни, штату, провінції, округу або міст. У США установки, що перевозяться наземним транспортом з використанням автострад і залізниць, можуть відповідати всім федеральним законам, постановам штату і місцевим законам і правилам. У деяких варіантах здійснення мобільна установка, будучи автопоїздом, що перевозиться, має ширину не більше ніж 8 футів 6 дюймів (2,59 метри), і довжину не більше ніж 57 футів (17,37 метрів). У деяких варіантах здійснення установка є не 9 UA 100673 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ширшою, ніж 8 футів 6 дюймів (2,59 метри), і не довше, ніж 53 фути (16,15 метрів). У деяких варіантах здійснення установка є не ширшою, ніж 8 футів 6 дюймів (2,59 метри), і не довше, ніж 48 футів (14,63 метрів). У деяких варіантах здійснення установка є не ширшою, ніж 8 футів 6 дюймів (2,59 метри), і не довше, ніж 20-24 фути (6,1-7,32 метрів). Висота транспортного засобу може варіювати залежно від перешкод на дорозі, по якій транспортується установка. Однак типово установка має висоту менше, ніж 15 футів (4,57 метри). У деяких варіантах здійснення вона має висоту менше ніж 14 футів (4,27 метри). У деяких варіантах здійснення установку транспортують на здвоєному автопоїзді, у випадку якого загальна довжина для комбінації складає не більше ніж 75 футів (22,86 метри). У деяких варіантах здійснення загальна довжина здвоєного автопоїзда складає не більше ніж 65 футів (19,81 метрів). У деяких варіантах здійснення повна маса вантаженого транспортного засобу з мобільною установкою або одним або більше компонентом(ами) складає не більше ніж 80000 фунтів (36320 кілограмів). У деяких варіантах здійснення установка або її компонент відповідають стандартному контейнеру, що використовується для перевезень на автопоїзді. Як буде зрозуміло кваліфікованому фахівцеві в цій галузі технології, компоненти установки можуть бути перевезені більше ніж одним наземним транспортним засобом, або можуть бути перевезені наземним транспортним засобом і комбінацією з наземного, водного і повітряного транспортних засобів. У деяких варіантах здійснення компоненти, які непридатні для перевезення по воді або по повітрю, транспортуються по землі. У деяких варіантах здійснення компоненти, для яких перевезення водним і/або повітряним транспортом є неекономічним, перевозяться наземним транспортом. Однак зрозуміло, що в деяких варіантах здійснення наземне транспортування установки або її компонентів недопустиме або неможливе (наприклад, внаслідок відсутності прохідних доріг). У деяких варіантах здійснення мобільна виробнича установка або деякі її компоненти є досить маленькими, щоб бути перевезеними автомобілем, позашляховиком (SUV) або вантажівкою-пікапом. У деяких варіантах здійснення установка або її компоненти перевозяться на трейлері, причепленому до автомобіля, позашляховика (SUV) або вантажівки-пікапу. Мобільна установка або її різноманітні компоненти можуть бути також перевезені залізницею. У деяких варіантах здійснення установка, що транспортується залізницею, має ширину не більше ніж 14 футів (4,27 метри). У інших варіантах здійснення установка має ширину не більше ніж 13 футів 6 дюймів (4,12 метри). У ще інших варіантах здійснення установка має ширину не більш ніж 13 футів (3,96 метри). У деяких варіантах здійснення установка має ширину не більше ніж 12 футів 6 дюймів (3,81 метри). Діапазон ширини установки, включаючи її зовнішній контейнер, буде залежати від умов залізниці, що використовується для перевезення установки. У деяких варіантах здійснення мінімальна ширина 12 футів 6 дюймів (3,81 метри) або 13 футів (3,96 метри) використовується для пристосування до всіх залізниць, по яких можливе перевезення установки. Довжина установки складає не більше ніж 60 футів (18,29 метрів). У варіантах здійснення довжина установки складає менше ніж 60 футів (18,29 метрів). У деяких варіантах здійснення довжина становить приблизно 58 футів (17,68 метрів). В інших варіантах здійснення довжина становить приблизно 59 футів (17,98 метрів), приблизно 57 футів (17,37 метрів) або приблизно 56 футів (17,07 метрів). Висота установки типово складає менше ніж 23 фути (7,01 метрів). У деяких варіантах здійснення висота складає менше ніж 22 фути (6,7 метрів). В інших варіантах здійснення висота установки складає менше ніж 21 фут (6,4 метрів). У деяких варіантах здійснення висота складає менше ніж 20 футів (6,09 метрів). У деяких варіантах здійснення установка або її компонент відповідає стандартному контейнеру, що використовується для перевезень залізницею. У ще інших варіантах здійснення висота складає менше ніж 19 футів (5,79 метрів). Маса установки типово не перевищує 200000 фунтів (90800 кілограмів). У деяких варіантах здійснення, коли потрібна більш велика мобільна виробнича установка, установку транспортують з використанням більше ніж одного залізничного вагона, де кожний залізничний вагон включає компонент. Ці компоненти потім збирають в працездатну установку на бажаному виробничому майданчику. У деяких варіантах здійснення установку збирають на залізничному шляху, декількох залізничних шляхах або під'їзній гілці. У деяких варіантах здійснення установка включає 1-10 залізничних вагонів. У деяких варіантах здійснення установка включає 1-5 залізничних вагонів. У деяких варіантах здійснення кожну стадію або комбінацію стадій процесу виробництва етанолу виконують в окремому вагоні. У деяких варіантах здійснення обладнання для виконання однієї або більше стадій комбінують в одному вагоні. Різноманітні компоненти установки можуть бути також доставлені на виробничий майданчик для збирання іншими засобами наземного транспорту, повітряного транспорту або водного транспорту. Може бути використана будь-яка комбінація видів транспорту. Наприклад, системи можуть бути перевезені по землі і потім по воді, або по повітрю і потім по землі. 10 UA 100673 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Наприклад, такі продукти, як етанол, можуть бути вироблені під час транспортування або після транспортування. Коли установку або її компоненти перевозять по воді, установка за необхідності не виходить за рамки допустимих меж судна, що перевозить установку або компонент(ти). Ці межі включають межі за довжиною, шириною, висотою і масою для судна, що перевозить установку. Як буде зрозуміло кваліфікованому фахівцеві в цій галузі технології, габарити установки будуть значною мірою залежати від розмірів судна, що перевозить установку або її компонент(ти). Більш великі судна і баржі можуть перевозити набагато більше великомасштабні установки для виробництва етанолу, ніж дрібні судна. Коли установку або її компонент(ти) перевозять по воді, установка може бути зібрана на баржі, вантажній платформі, пристані, платформі, дебаркадері, буровій платформі, піщаній мілині або на острові. У деяких варіантах здійснення установка або її компонент відповідає стандартному контейнеру, що використовується для перевезень по воді. У деяких варіантах здійснення установку збирають на плаваючому пристрої. Різноманітні компоненти установки можуть бути привезені на виробничий майданчик для установки наземним або повітряним, а також водним транспортом. Установки на воді або близько до води спрощують застосування водної біомаси, такої як планктон, водорості і водні рослини, для виробництва бажаного продукту. Подібним чином, коли установку транспортують по повітрю, установка або її компонент(ти) за необхідності не вийдуть за рамки допустимих меж для повітряного судна, що перевозить установку. Ці межі включають межі за довжиною, шириною, висотою і масою для повітряного судна, що перевозить установку. У деяких варіантах здійснення повітряне судно являє собою літак. Літак може бути літаком з пропелерними двигунами, реактивним літаком, вантажним літаком, військовим літаком і комерційним авіалайнером. У деяких варіантах здійснення повітряне судно являє собою вертоліт. У деяких варіантах здійснення повітряне судно буде транспортувати установку або компонент(ти) підвішеними під повітряним судном. У деяких варіантах здійснення установка або її компонент відповідає стандартному контейнеру, що використовується для перевезень по повітрю. Установка або компонент можуть приземлитися з повітряним судном і бути вивантаженими з повітряного судна для застосування, або установка або компонент можуть бути використані, перебуваючи на борту повітряного судна. У деяких варіантах здійснення установку або компонент скидають з повітря на виробничий майданчик, де вона повинна бути використана. У деяких варіантах здійснення установка або компонент включає парашути або інші пристрої для приземлення, щоб безпечно приземлити установку. Установка може також включати пристрій плавучості для приземлення на воду. У деяких варіантах здійснення установка або її компонент включає пристрої для погашення удару при приземленні. У деяких варіантах здійснення установку або компоненти згодом вивозять наземним, повітряним або водним транспортом на новий виробничий майданчик. В інших варіантах здійснення установку або компоненти не вивозять і можуть залишити на час або назавжди. Різноманітні інші компоненти установки можуть бути перевезені наземним або водним, а також повітряним шляхом. Компоненти можуть бути зібрані в експлуатаційному цеху в аеропорту, на злітно-посадочнійсмузі, на місці приземлення або будь-якому іншому місці на землі або воді. У деяких варіантах здійснення установки або будь-які їх компоненти придатні до транспортування будь-якою комбінацією повітряного, наземного і/або водного транспорту. У деяких варіантах здійснення установку або її компоненти перевозять всіма трьома шляхами. В інших варіантах здійснення установку або її компоненти перевозять по землі і воді. У деяких варіантах здійснення установку або її компоненти транспортують по землі і повітрю. В інших варіантах здійснення установку або її компоненти перевозять по повітрю і воді. У цих випадках транспортний засіб, що перевозить установку або будь-який з її компонентів, переважно, відповідає вимогам (наприклад, за довжиною, висотою і масою) виду транспорту, що використовується. Маючи на увазі, що етанол, вуглеводні, природний газ або бензин, що виробляються, є вогненебезпечними, переважно, виконувати всі застосовні закони, правила або розпорядження відносно безпеки, що стосуються транспорту і виробництва вогненебезпечних рідин або газів. У деяких варіантах здійснення в установку вбудоване обладнання для усунення наслідків розливів, займань і вибухів. У деяких варіантах здійснення установки включають щонайменше один портативний компонент, що використовується у виробництві енергії (наприклад, етанолу, вуглеводнів, бензину, природного газу, метану, біодизелю і газоподібного водню), електрики, пластмас, полімерів, поживних речовин (для людини і тварин), білків, біомолекул, фармацевтичних препаратів (для медицини і ветеринарії; наприклад, лікарських засобів і медикаментів), добрива або інших продуктів з біомаси. Зібрана установка, а також будь-які компоненти установки 11 UA 100673 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 розглядаються як такі, що входять в межі галузі опису. Установка на основі компонентів забезпечує просте збирання установки, взаємозамінність, масштабування і попереднє виготовлення компонентів. Розбирання установки на різноманітні компоненти також спрощує установку в плані мобільності. У деяких варіантах здійснення установка поділяється на два, три, чотири, п'ять, шість, сім, вісім, дев'ять, десять або більше компонентів. Кожний компонент може включати один або більше блоків обладнання з необхідними дротовими схемами, трубними розводками, дренажними пристроями, системами контролю, пристроями для нагрівання і охолоджування, станинами, з'єднувальними пристроями і випускними патрубками. У деяких варіантах здійснення компонент включає стіни, дах, настил підлоги або інші елементи інфраструктури для самого компонента, інших компонентів або всієї установки загалом. У деяких варіантах здійснення компонент включає контейнер для легкого транспортування компонента. Контейнер може бути використаний у виробничому процесі (наприклад, як змішувальний контейнер або інший резервуар). Боковини, днище або дах контейнера можуть бути використані як стіни, підлога або дах навісу, що вміщує установку або компоненти такої. У деяких варіантах здійснення кожну стадію виробничого процесу виконують в окремому компоненті. Тобто, все обладнання для стадії в процесі включене в компонент. У даному описі описані різноманітні стадії і обладнання, застосовні у виробництві біоетанолу з біомаси. В інших варіантах здійснення стадія може потребувати обладнання з одного або багатьох компонентів. В інших варіантах здійснення в компонент включена більше ніж одна стадія виробничого процесу. Для одержання працюючої установки збирають один або більше компонентів установки. Компоненти типово збирають на виробничому майданчику, підготовленому для монтажу. Однак, в деяких варіантах здійснення, на виробничому майданчику відсутня підготовка або інфраструктура. Замість цього установка або компоненти є автономними. У деяких варіантах здійснення компоненти збирають з використанням крана, вилкового навантажувача, навантажувача або іншого переміщувального пристрою, який необов'язково включений в систему. В інших варіантах здійснення компоненти збирають з використанням тільки ручної праці. Для збирання установки можуть бути використані інструменти. Виробничий майданчик може включати всю необхідну інфраструктуру для приведення установки в робочий стан. Інфраструктура може включати стіни, дах, фундамент, настил підлоги, електропроводку, трубопроводи, каналізацію, водопостачання і природний газ. У деяких варіантах здійснення інфраструктура немобільна і є стаціонарною. Коли установку або будь-який з її компонентів вивозять, інфраструктура може бути залишена для можливого повторного вживання в майбутньому. У деяких варіантах здійснення інфраструктуру використовують для збирання виробничої установки кожний місяць, щосезону, кожний рік або в будь-який час, коли на виробничому майданчику є достатня кількість біомаси для доставки установки. Установки для виробництва етанолу, які є меншими за масштабом, ніж традиційні установки для виробництва етанолу. Типово установки для виробництва етанолу виробляють більше, ніж 10-20 мільйонів галонів (37,85-75,7 мільйонів літрів) етанолу на рік, з деякими установками, що перевершують 50 мільйонів галонів (189,25 мільйонів літрів) етанолу на рік. Установки виробляють менше ніж 5 мільйонів галонів (18,925 мільйонів літрів) етанолу або іншого джерела енергії на рік. У деяких варіантах здійснення установка виробляє менше ніж 1 мільйон галонів (3,785 мільйони літрів) етанолу або іншого джерела енергії на рік. У деяких варіантах здійснення установка виробляє менше ніж 0,5 мільйони галонів (1,89 мільйони літрів) етанолу або іншого джерела енергії на рік. У деяких варіантах здійснення установка виробляє менше ніж 0,1 мільйони галонів (0,379 мільйони літрів) етанолу або іншого джерела енергії на рік. У деяких варіантах здійснення установка виробляє менше ніж 0,01 мільйони галонів (0,038 мільйони літрів) етанолу або іншого джерела енергії на рік. У деяких варіантах здійснення установка виробляє менше ніж 0,001 мільйони галонів (0,0038 мільйони літрів) етанолу або іншого джерела енергії на рік. Ці установки можуть бути мобільними або включають мобільні компоненти, як описується в даному описі. У деяких варіантах здійснення установка є стаціонарною. Кількість енергії, що виробляється установкою, є достатньою, щоб задовольняти потреби фабрики, військової бази, невеликого міста, селища в сільській місцевості, округу, ферми і островів. Малий розмір установки дозволяє розмістити в географічній області множину установок. Наприклад, установка може бути розміщена в будь-яких областях, де є достатня кількість біомаси (наприклад, сільськогосподарських культур, відходів) для постачання такої установки. Установки зменшеного масштабу, розміщені поблизу біомаси, що обробляється системою, скорочують транспортні витрати, і в деяких випадках можуть забезпечити економічно вигідне виробництво етанолу, де виробництво з використанням великомасштабних установок було б неекономічним. 12 UA 100673 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Установки для виробництва біоетанолу можуть мати все або деяке обладнання, необхідне для одержання бажаного продукту з біомаси. Біомаса, що вживається системою, включає будьякий тип біомаси. У деяких варіантах здійснення як вихідний матеріал використовують більш традиційні джерела біомаси, такі як кукурудза, цукровий буряк, хлібні злаки, цукрова тростина або молочна сироватка. В інших варіантах здійснення застосовуються менш традиційні джерела біомаси, що включають відходи сільськогосподарського виробництва, водорості, стоки і відходи людської життєдіяльності. У деяких варіантах здійснення системи не використовують кукурудзу, цукровий буряк або цукрову тростину. У деяких варіантах здійснення системи використовують кукурудзу. В інших варіантах здійснення система використовує цукровий буряк або цукрову тростину. У деяких варіантах здійснення система призначена для вживання різних типів біомаси як вихідного матеріалу. В інших варіантах здійснення система розрахована на використання одного типу біомаси. У деяких варіантах здійснення різноманітні компоненти можуть бути взаємно перемкнуті, щоб забезпечити можливість вживання різних типів біомаси як вихідних матеріалів. У деяких варіантах здійснення системи включають процеси і агрегати для попередньої обробки біомаси. У деяких варіантах здійснення біомасу сортують. В інших варіантах здійснення біомасу очищують. В інших варіантах здійснення біомасу упаковують. У деяких варіантах здійснення біомасу компактують або спресовують. В інших варіантах здійснення біомасу переводять в рідкий стан. В інших варіантах здійснення біомасу піддають зневодненню. Попередню обробку біомаси можна проводити на місці видобутку біомаси, перед транспортуванням біомаси, під час транспортування, під час зберігання біомаси або на місці виробництва енергії. Можуть бути використані будь-яке обладнання і способи, що застосовуються для попередньої обробки біомаси для виробництва енергії. У деяких варіантах здійснення засіб попередньої обробки біомаси розглядається як частина системи. Процес виробництва енергії (наприклад, етанолу, вуглеводнів, бензину, природного газу, метану, біодизелю і газоподібного водню), електрики, пластмас, полімерів, поживних речовин (для людини і тварин), білків, біомолекул, фармацевтичних препаратів (для медицини і ветеринарії; наприклад, лікарських засобів і медикаментів), добрива або інших продуктів з біомаси може бути розділений на декілька стадій. Перша включає подрібнення біомаси на дрібний порошок, подрібнення біомаси, розрізання біомаси або іншим чином приведення складних вуглеводів або інших біомолекул в біомасі в стан, доступний для подальшої переробки. У деяких варіантах здійснення одержану біомасу потім змішують з водою і, необов'язково, мікроорганізмами (наприклад, бактеріями), водоростями, ферментами, кислотою, основою або хімічним реагентом. Суміш потім необов'язково нагрівають у варильному агрегаті або іншому апараті для полегшення розкладання складних вуглеводів (наприклад, целюлози, крохмалю) на більш простий, придатний для ферментації цукор (наприклад, глюкозу). Ця стадія може також спростити розкладання інших біомолекул або клітинних структур, таких як ліпіди, білок, нуклеїнові кислоти, стероїди, природні продукти, клітинні стінки, клітинні мембрани і внутрішньоклітинні мембрани. Одержану суміш, зазвичай відому як пульпа, потім піддають ферментації з додаванням мікроорганізму, такого як дріжджі. У деяких варіантах здійснення для процесу ферментації вживають інші генетично модифіковані мікроорганізми. Мікроорганізми можуть бути особливо придатними для ферментації або перетворення біомаси, що застосовується в процесі, на бажаний продукт. Процес ферментації/конверсії продовжують доти, доки велика частина цукру або інших вихідних матеріалів в ферментації не буде перетворена на етанол або інший бажаний продукт. У деяких варіантах здійснення під час процесу утворюються побічні продукти, такі як діоксид вуглецю, білки, полімери, поживні речовини, добрива або біомолекули. Такі можуть бути зібрані, очищені, упаковані і/або продані. Етанол або інший бажаний продукт потім необов'язково відділяють від рідини, твердих відходів і побічних продуктів. Це зазвичай виконується шляхом дистиляції; однак можуть бути також використані інші засоби виділення або очищення (наприклад, колонкова хроматографія, екстракція, хроматографія і кристалізація). Відігнаний етанол або інше рідке джерело енергії може все ще містити воду, так що бажаний продукт необов'язково піддають зневодненню. У деяких варіантах здійснення бажаний продукт (наприклад, етанол) зневоднюють пропусканням його над матеріалом, який поглинає залишкову воду, таким як молекулярні сита. Коли бажаний продукт (наприклад, етанол) очищений до бажаної ступені чистоти, і вода видалена, бажаний продукт, зокрема етанол, необов'язково денатурують, щоб зробити його непридатним для споживання людиною. Процес денатурації виконують шляхом домішування до очищеного етанолу 1-5% бензину або іншого органічного розчинника (наприклад, метанолу, ацетону, ізопропанолу і гексанів). Будь-які відходи можуть бути видалені. У деяких варіантах здійснення одержану барду використовують як корми для худоби або як 13 UA 100673 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 добриво. Діоксид вуглецю також утворюється як побічний продукт в процесі ферментації. Діоксид вуглецю може бути зібраний і проданий. Інші продукти, такі як полімери, білок, ліпіди або інші біомолекули, являють собою побічні продукти, які можуть бути зібрані, упаковані і/або продані. У деяких варіантах здійснення, наприклад, коли з біомаси виробляють біоетанол, установка або її компонент включає ферментер і дистиляційний агрегат. В інших варіантах виконання виробнича установка або її компонент також включає варильний агрегат. Установка також може включати млин для подрібнення біомаси на дрібні частинки. Установка також може включати таке обладнання, як колони, для подальшого очищення і зневоднення етанолу після дистиляції. У деяких варіантах здійснення установка також включає контейнери і змішувальне обладнання для денатурування одержаного етанолу. У деяких варіантах здійснення різноманітне обладнання є взаємопов'язаним з використанням трубопроводів для легкої передачі продукту з однієї стадії в обладнання для проведення наступної стадії. При необхідності різноманітне обладнання, що використовується в процесі, оснащують нагрівальними і охолоджуючими пристроями. Процес починається з біомаси. Біомаса, що використовується в системі,може являти собою будь-яку біомасу, придатну для виробництва етанолу або будь-якого іншого бажаного продукту. У деяких варіантах здійснення біомаса являє собою сільськогосподарські культури з високим вмістом крохмалю або високим вмістом цукру, такі як кукурудза, цукрова тростина, цукровий буряк. Установки особливо придатні і економічні для перетворення сільськогосподарських культур на біоетанол, оскільки вони можуть бути доставлені або зібрані на виробничому майданчику, коли сільськогосподарські культури (або інша біомаса) готові до переробки, і потім можуть бути вивезені або розібрані, коли сільськогосподарські культури (або інша біомаса) перероблені. У деяких варіантах здійснення біомаса включає матеріали, які містять целюлозу, геміцелюлозу, лігнін, білок, крохмаль і/або цукор. У деяких варіантах здійснення біомаса включає рослинний матеріал, такий як деревина, чагарники, трави, бур'яни, сільськогосподарські культури і відходи сільськогосподарського виробництва. У деяких варіантах здійснення біомаса включає водну біомасу, наприклад, планктон, водні рослини і водорості. Водна біомаса особливо придатна для переробки на виробничих установках, які перевозять водним шляхом. У деяких варіантах здійснення біомаса являє собою побутові відходи, паперові відходи і дворові відходи. Виробнича установка може бути звичайним чином доставлена в конкретну зону для перетворення її відходів в етанол або інший бажаний продукт, або установка може бути зібрана в конкретній зоні. В інших варіантах здійснення біомаса являє собою відходи людської життєдіяльності. Початкові фази сортування за розмірами, подрібнення, дроблення, розрізання, стрижки, промивання, зрідження і/або цукрування біомаси виконують на установці або компонентах такої в деяких варіантах здійснення. В інших варіантах здійснення ці стадії або деякі з цих стадій не проводять на установці або компонентах такої. У деяких варіантах здійснення біомасу механічно розмелюють. Наприклад, в деяких варіантах здійснення сортування за розмірами, подрібнення, дроблення, розрізання, стрижку, промивання або іншу попередню обробку біомаси для ферментації або перетворення не проводять на установці або компонентах такої, і одержана оброблена біомаса (також відома як борошно) являє собою вихідний матеріал, що використовується в установці або компоненті такої. У деяких варіантах здійснення установка або її компонент проводить переробку біомаси для забезпечення впливу мікроорганізмів або хімікату на вуглеводи в біомасі. Це може включати руйнування мембран, руйнування клітинних стінок, збільшення площі поверхні, руйнування макроструктур в біомасі. У деяких варіантах здійснення біомасу або целюлозу в біомасі піддають текстуруванню або розкриванню, як описано в Патентах США 5952105; 5973035; 6207729; 6258876; 6448307; 7074918; кожний з яких наведений в даному описі для відома; і в опублікованих патентних заявках США 20050084671; 20050090577; 20050200050; кожна з яких наведена в даному описі для відома. Цей процес розкриває волокна біомаси для подальшої обробки хімікатами і мікроорганізмами, що додаються до біомаси, яка обробляється на подальших стадіях. Процес збільшує площу поверхні, де можуть діяти мікроорганізми або хімікати. Як показано на фіг. 2, станок 20 для різання ножами, що обертаються, включає завантажувальний бункер 22, в який може бути завантажений дроблений волокнистий матеріал 10', приготований шляхом подрібнення волокнистого сировинного матеріалу 10. Дроблений волокнистий матеріал 10' розрізається між стаціонарними лезами 24 і ножами 26, що обертаються, з утворенням першого волокнистого матеріалу 12. Перший волокнистий матеріал 12 проходить через сито 16, і одержаний другий волокнистий матеріал 4 вловлюється в бункері 14 UA 100673 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 30. Щоб сприяти збору другого волокнистого матеріалу 4, бункер 30 може мати тиск нижче номінального атмосферного тиску, наприклад, щонайменше на 10 процентів нижче номінального атмосферного тиску, наприклад, щонайменше на 25 процентів нижче номінального атмосферного тиску, щонайменше на 50 процентів нижче номінального атмосферного тиску, або щонайменше на 75 процентів нижче номінального атмосферного тиску. У деяких варіантах здійснення для підтримки в бункері тиску нижче номінального атмосферного рівня використовується джерело вакууму 50. У деяких варіантах здійснення біомасу змішують з водою і, необов'язково, ферментами, мікроорганізмами (наприклад, бактеріями, грибками, дріжджами), водоростями, іншими організмами, хімічними реагентами або комбінаціями таких. У цій стадії руйнуються клітинні структури, вуглеводи і біомолекули біомаси перед їх перетворенням на бажаний продукт. У деяких варіантах здійснення біомасу змішують з мікроорганізмом, який сприяє розкладанню біомаси. Мікроорганізм може бути генетично модифікованим. У деяких варіантах здійснення біомасу змішують з водоростями, які сприяють розкладанню біомаси. Одержана суміш може бути нагріта, охолоджена і перемішана для досягнення бажаних змін в біомасі. У деяких варіантах здійснення біомасу по суті переводять в рідкий стан з утворенням пульпи перед перенесенням її в установку або її компонент. У ще інших варіантах здійснення складні вуглеводи в пульпі руйнуються на більш простий, придатний до ферментації цукор, і одержану пульпу переводять в установку або її компонент для переробки. Коли біомаса або оброблена форма біомаси (наприклад, борошно, пульпа, розкриті волокна) поступає в установку або її компонент, її далі обробляють з утворенням етанолу або будь-якого іншого бажаного продукту. У деяких варіантах здійснення установка або компонент проводить попередню обробку, зрідження і перетворення складних вуглеводів в пульпі на більш простий цукор. В інших варіантах здійснення установка або її компонент виконує зрідження і перетворення складних вуглеводів на більш простий цукор для дистиляції. У ще інших варіантах здійснення складні вуглеводи в пульпі перетворюються на більш простий цукор в установці або компоненті такої. Це процес перетворення виробляється ферментами, такими як амілаза або целюлаза, кислотою (наприклад, сірчаною кислотою), мікроорганізмами і/або теплотою. У процесі перетворення відбувається розкладання складних вуглеводів, таких як целюлоза і крохмаль, до більш простого цукру з 5 або 6 атомами вуглецю в скелеті, таких як глюкоза. Коли пульпа з розщепленими вуглеводами виходить внаслідок обробки або всередині установки, або зовні такої, починається процес ферментації/конверсії. У деяких варіантах здійснення пульпу піддають ферментації для одержання етанолу. Процес ферментації типово починається доведенням пульпи до певної температури, наприклад, між 30 і 45С. У деяких варіантах здійснення ферментація відбувається при температурі приблизно 30С. У деяких варіантах здійснення величину рН пульпи регулюють до рівня приблизно рН 6-8, переважно, приблизно рН 7-7,5. У деяких варіантах здійснення ферментацію проводять в безкисневій атмосфері. Потім до пульпи додають ферментувати мікроорганізм. У деяких варіантах здійснення ферментувати мікроорганізм являє собою дріжджі. В інших варіантах здійснення ферментувати мікроорганізм являє собою Saccharomyces cerevisiae. У деяких варіантах здійснення ферментувати організм являє собою Schizosaccharomyces pombe. У інших варіантах здійснення мікроорганізм являє собою Zymomonas mobilis. В інших варіантах здійснення мікроорганізм являє собою Escherichia coli. У деяких варіантах здійснення мікроорганізм являє собою генетично модифікований організм. Приклади генетично модифікованих ферментувати мікроорганізмів, придатних у виробництві біоетанолу, описані в Патентах США 6699696; 6306639; 5162516; 5028539; 5000000; 4400470; кожний з яких наведений в даному описі для відома. У деяких варіантах здійснення ферментаційну суміш підтримують при постійній температурі і величині рН під час процесу ферментації. Ферментація типово триває від 24 годин до 500 годин. У деяких варіантах здійснення ферментація продовжується від 50 до 200 годин. У деяких інших варіантах здійснення ферментація триває від 100 до 200 годин. Як буде зрозуміло кваліфікованому фахівцеві в даній галузі технології, біомаса, мікроорганізм, температура і інші умови, що використовується в ферментації, будуть визначати тривалість періоду часу, необхідного для перетворення біомаси на етанол. В інших варіантах здійснення оброблену біомасу або пульпу перетворюють на інше джерело енергії, крім етанолу (наприклад, бензин, вуглеводні, газоподібний водень, природний газ, біодизель і електрику) або інший бажаний продукт або супутній продукт. Це перетворення проводиться мікроорганізмами. У деяких варіантах здійснення мікроорганізми є генетично модифікованими. У деяких конкретних варіантах здійснення мікроорганізми генетично модифікуються для одержання бажаного продукту. Наприклад, в деяких варіантах здійснення 15 UA 100673 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 мікроорганізми призначені для одержання природного газу або газоподібного водню з біомаси. В інших варіантах здійснення мікроорганізми призначені для одержання збіомаси бензину або вуглеводнів. В інших варіантах здійснення оброблену біомасу або пульпу перетворюють на інші бажані продукти, такі як пластмаси, полімери і поживні речовини. Це перетворення проводиться мікроорганізмами. У деяких варіантах здійснення мікроорганізми є генетично модифікованими. У деяких конкретних варіантах здійснення мікроорганізми генетично модифікуються для одержання бажаного полімеру. У деяких конкретних варіантах здійснення мікроорганізми генетично модифікуються для одержання поживних речовин. У деяких варіантах здійснення бажаний продукт видаляють по мірі його утворення. В інших варіантах здійснення бажаний продукт очищують з процесу ферментації/конверсії після припинення ферментації/конверсії. У виробництві біоетанолу після завершення стадії ферментації ферментована пульпа (також відома як бражка) містить приблизно від 5% до 20% етанолу. У деяких варіантах здійснення етанол видаляють по мірі його утворення. Етанол очищають від води і твердих речовин шляхом дистиляції. Процес дистиляції включає випаровування етанолу і потім знову конденсування його знову в рідкий стан. Чистота етанолу, одержаного після дистиляції, може бути підвищена шляхом повторної дистиляції одержаного етанолу, поки не буде досягнута бажана чистота. Етанол може бути далі очищений видаленням будь-якої залишкової води з використанням стадії зневоднення. У деяких варіантах здійснення етанол пропускають над матеріалом, який поглинає воду, таким як молекулярні сита. У деяких варіантах здійснення етанол переганяють або піддають азеотропній перегонці для видалення більшої частини води з етанолу. Подібним чином, якщо виробляють інший бажаний продукт, ніж етанол, він може бути подібним шляхом очищений з перетвореної біомаси. Переважно, процес перетворення зупиняють після одержання належної кількості бажаного продукту. У деяких варіантах здійснення бажаний продукт витягують по мірі його утворення. Аналогічно, установки можуть виробляти 100%-ний етанол або етанол в будь-якому бажаному стані чистоти. Наприклад, установка з її дистиляційним агрегатом може виробляти етанол з чистотою менше ніж 100%. У деяких варіантах здійснення етанол має чистоту щонайменше 80%, щонайменше 90%, щонайменше 95%, щонайменше 98% або щонайменше 99%. Якщо бажано, етанол може бути далі додатково очищений і/або зневоднений за межами мобільної установки. У деяких варіантах здійснення установка виробляє чистий етанол, який потім денатурують. Органічний розчинник, такий як метанол, ізопропанол, гексани і бензин, додають до очищеного етанолу для одержання денатурованого етанолу, який непридатний для споживання людиною. Зразкові денатуранти включають метанол, камфору, альдегіди, аміловий спирт, бензин, ізопропанол, терпінеол, бензол, касторову олія, ацетон, нікотин, кислоти, гас і діетилфталат. У деяких варіантах здійснення до етанолу додають 1-10% органічних розчинники. В інших варіантах здійснення додають 1-5% органічного розчинника. У деяких варіантах здійснення для денатурування етанолу до нього додають 2-5% бензину. У системі для виробництва етанолу може бути використана будь-яка інформація з галузі технології одержання етанолу з біомаси. Різноманітні аспекти виробництва етанолу з біомаси описані в Патентах США 7070967; 7037704; 7037378; 7033781; 7026152; 7022894; 6933404; 6927048; 6908995; 6861248; 6849434; 6846657; 6803218; 6755975; 6737257; 6716631; 6703227; 6699696; 6663780; 6660506; 6648930; 6605376; 6596908; 6592921; 6582944; 6555350; 6528311; 6509180; 6468567; 6420146; 6387554; 6379964; 6372269; 6355456; 6352859; 6335198; 6335177; 6333181; 6326204; 6306639; 6287862; 6280986; 6267309; 6251674; 6224915; 6136577; 6130076; 6107093; 6090595; 6054611; 6045660; 6001568; 5981807; 5975439; 5958698; 5932456; 5916787; 5916780; 5892107; 5882905; 5869301; 5840971; 5821093; 5789210; 5779164; 5756862; 5735916; 5705369; 5677154; 5616478; 5609723; 5578472; 5571703; 5559031; 5554520; 5545543; 5504259; 5503996; 5488185; 5487989; 5482846; 5474924; 5470433; 5424417; 5424202; 5407817; 5397436; 5372939; 5345477; 5258293; 5231017; 5223567; 5186722; 5182199; 5135861; 5134944; 5106634; 5100791; 5086144; 5081285; 5071675; 5063156; 5061497; 5047332; 5028539; 5013436; 5000000; 4985355; 4952504; 4952503; 4933198; 4886751; 4885241; 4859758; 4840903; 4840902; 4830964; 4816407; 4816399; 4812410; 4808527; 4808526; 4790238; 4778688; 4769324; 4746615; 4746610; 4731329; 4661643; 4650689; 4647534; 4628031; 4612286; 4604352; 4567145; 4560659; 4556744; 4541897; 4523928; 4522920; 4517298; 4510242; 4507505; 4490469; 4490468; 4480090; 4454358; 4451597; 4447534; 4443637; 4443544; 4443543; 4442210; 4421939; 4413058; 4409405; 4405815; 4403034; 4400551; 4400470; 4400469; 4395488; 4393136; 4386009; 4372822; 4358536; 4357480; 4356262; 4355192; 4355108; 4346113; 4335207; 4333852; 4328375; 4326036; 4321141; 4317884; 4302357; 4301312; 4301253; 4287303; 4273621; 4262154; 4255300; 4253987; 4233466; 4220803; 4168391; 4164445; 4139509; 4134926; 4094742; кожний з яких наведений в даному описі для 16 UA 100673 C2 5 10 15 20 25 30 35 відома; і в опублікованих патентних заявках США 20060154844; 20060154353; 20060154342; 20060143728; 20060141594; 20060141584; 20060134747; 20060121589; 20060121581; 20060115779; 20060110812; 20060110810; 20060105443; 20060105442; 20060105440; 20060101540; 20060094080; 20060088922; 20060084156; 20060073220; 20060064786; 20060057692; 20060057691; 20060051847; 20060043020; 20060035353; 20060035346; 20060026715; 20060019400; 20060019360; 20060014841; 20060014260; 20060013765; 20060009537; 20060003408; 20050289670; 20050272134; 20050266543; 20050266540; 20050266105; 20050266100; 20050260554; 20050250192; 20050244934; 20050244878; 20050233031; 20050226950; 20050214915; 20050214913; 20050214911; 20050214408; 20050198704; 20050181492; 20050176974; 20050170483; 20050158836; 20050142250; 20050136525; 20050136520; 20050124010; 20050115904; 20050115897; 20050112739; 20050109697; 20050107482; 20050106657; 20050100996; 20050074865; 20050069998; 20050069598; 20050065446; 20050064052; 20050061313; 20050056600; 20050055874; 20050033045; 20050031719; 20050026261; 20050019932; 20050013901; 20050003025; 20040262161; 20040261145; 20040253713; 20040231661; 20040229321; 20040225164; 20040204503; 20040197890; 20040194161; 20040191375; 20040185543; 20040185542; 20040152159; 20040121436; 20040116757; 20040108085; 20040102619; 20040094144; 20040091983; 20040087808; 20040082044; 20040081648; 20040081647; 20040077090; 20040067550; 20040060868; 20040060673; 20040058052; 20040055041; 20040047799; 20040044087; 20040029238; 20040011258; 20040000521; 20030236311; 20030235881; 20030222021; 20030219512; 20030211585; 20030204988; 20030199072; 20030199049; 20030194788; 20030186402; 20030180900; 20030175903; 20030170861; 20030170330; 20030166179; 20030162851; 20030162271; 20030157675; 20030153059; 20030148309; 20030143704; 20030119006; 20030115792; 20030114330; 20030113735; 20030113734; 20030113732; 20030100807; 20030094416; 20030087381; 20030077771; 20030072822; 20030068415; 20030054535; 20030054500; 20030049867; 20030046724; 20030044499; 20030044495; 20030041982; 20030019736; 20030018063; 20030008363; 20030008362; 20030006191; 20021097686; 20020197688; 20020193617; 20020192774; 20020188965; 20020188459; 20020164731; 20020164730; 20020160469; 20020159990; 20020155583; 20020153317; 20020142410; 20020132350; 20020104518; 20020094575; 20020091165; 20020081677; 20020069987; 20020062594; 20020061561; 20020055135; 20020042111; 20020037564; 20020034816; 20020026744; 20020023278; 20020015871; 20010024796; 20010023034; 20010006795; кожна з яких наведена в даному описі для відома. Інші варіанти здійснення Був описаний ряд варіантів здійснення винаходу. Проте, буде зрозуміло, що різноманітні модифікації можуть бути зроблені без виходу за межі суті і обсягу винаходу. Відповідно цього, інші варіанти здійснення знаходяться в межах прикладених пунктів формули винаходу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 1. Спосіб одержання етанолу з біомаси, що включає: одержання етанолу з целюлозної або лігноцелюлозної біомаси на першому виробничому майданчику з використанням ферментера, де біомаса була попередньо піддана стадії розкривання біомаси з отриманням комплексу вуглеводів або інших біомолекул в біомасі, доступного для подальшої переробки; транспортування ферментера на другий виробничий майданчик; і одержання етанолу з біомаси на другому виробничому майданчику з використанням ферментера. 2. Спосіб за п. 1, в якому біомасу вибирають з групи, яка складається з кукурудзи, цукрової тростини, цукрового буряка, дерев, чагарників, трав, фітопланктону, зоопланктону, водоростей, макроводоростей, морських водоростей, листових обгорток кукурудзяних качанів, кущів, пиломатеріалів, деревних відходів, целюлози, бавовни, вовни, льону, паперу, газет, коробок з гофрованого картону, макулатури, комп'ютерних роздруківок, білого офісного паперу, друкарських обрізків, листя, гілочок, трави, рослинних обрізків, гілок дерев, дерев, виноградної лози, каналізаційних стоків, відходів сільськогосподарського виробництва і сумішей таких. 3. Спосіб за п. 1 або 2, в якому транспортування проводять на морському судні. 4. Спосіб за п. 3, в якому морське судно являє собою судно, баржу, корабель, вантажну платформу, плавучу платформу, морську платформу або морську бурову установку. 5. Спосіб за п. 1 або 2, в якому транспортування проводять на наземному транспортному засобі. 17 UA 100673 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6. Спосіб за п. 5, в якому наземний транспортний засіб являє собою автомобіль, вантажівку, автопоїзд або поїзд. 7. Спосіб за п. 1 або 2, в якому транспортування проводять на повітряному транспортному засобі. 8. Спосіб за п. 7, в якому повітряний транспортний засіб являє собою літак, вертоліт або аеростат. 9. Спосіб за п. 1 або 2, в якому транспортування проводять більше ніж одним видом транспорту. 10. Спосіб за п. 9, в якому транспортування проводять наземним транспортним засобом і водним транспортним засобом. 11. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, в якому виробництво виконують під час транспортування. 12. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, в якому ферментер складає частину системи, що включає компонент, вибраний з групи, яка складається з різаків, стригальних апаратів, вимірювальних пристроїв, проточних пристроїв, млинів, змішувачів, насосів, проводки, варильних агрегатів, нагрівачів, холодильних камер, аераторів, контейнерів, контейнерів для тимчасового зберігання, дистиляційних колон, трубопроводів, електричної арматури, джерел енергії, каналізаційних систем, джерел води і комбінацій таких. 13. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, в якому перший виробничий майданчик і другий виробничий майданчик віддалені один від одного на відстань близько 25 миль (40,23 кілометрів) або більше. 14. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, в якому перший виробничий майданчик і другий виробничий майданчик віддалені один від одного на відстань близько 100 миль (160,9 кілометрів) або більше. 15. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, в якому виробництво етанолу з біомаси на першому і/або другому виробничому майданчику включає гідроліз біомаси, і потім ферментацію біомаси. 16. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, що далі включає транспортування системи на третій виробничий майданчик, і потім виробництво етанолу на третьому виробничому майданчику. 17. Спосіб за п. 16, що далі включає транспортування ферментера на четвертий виробничий майданчик, і потім виробництво етанолу на четвертому виробничому майданчику. 18. Спосіб за будь-яким з пп. 1-15, в якому перед виробництвом етанолу з біомаси на першому і/або другому виробничому майданчику з використанням ферментера, ферментер збирається як частина системи. 19. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, в якому виробництво етанолу з біомаси включає контактування біомаси з одним або більше мікроорганізмами, розміщеними в ферментері. 20. Спосіб за п. 19, в якому один або більше мікроорганізмів включають одну або більше генетично модифікованих бактерій. 21. Спосіб одержання енергії з біомаси, що включає: розкривання або текстуризацію першої целюлозної або лігноцелюлозної біомаси для того, щоб отримати комплекс вуглеводів або інших біомолекул біомаси, доступний для подальшої переробки, з утворенням першої обробленої біомаси, переробку першої обробленої біомаси з використанням мікроорганізмів і/або ферментів в цукри, одержання першого джерела енергії з цукру на першому виробничому майданчику з використанням ферментера, реактора або конвертера, транспортування ферментера, реактора або конвертера на другий виробничий майданчик, і одержання другого джерела енергії з біомаси на другому виробничому майданчику з використанням ферментера, реактора або конвертера. 22. Спосіб за п. 21, в якому перше і друге джерела енергії є однаковими. 23. Спосіб за п. 21 або 22, в якому джерело енергії вибирають з групи, що складається з спиртів, етанолу, н-бутанолу, бензину, вуглеводнів, водню, природного газу, біодизелю, електрики і сумішей таких. 24. Спосіб за п. 21, в якому джерело енергії включає етанол. 25. Спосіб одержання продукту з целюлозної або лігноцелюлозної біомаси, що включає: одержання першого продукту з біомаси на першому виробничому майданчику з використанням реактора або конвертера, де біомаса була попередньо піддана стадії розкривання біомаси з отриманням комплексу вуглеводів або інших біомолекул в біомасі, доступного для подальшої переробки; транспортування реактора або конвертера на другий виробничий майданчик; і 18 UA 100673 C2 5 10 15 20 одержання другого продукту з біомаси на другому виробничому майданчику з використанням реактора або конвертера. 26. Спосіб за п. 25, в якому перший і другий продукти є однаковими. 27. Спосіб за п. 25, в якому перший або другий продукти включають етанол. 28. Спосіб за п. 25, в якому перший або другий продукти вибирають з групи, що складається з енергії, етанолу, н-бутанолу, спиртів, вуглеводнів, бензину, природного газу, метану, біодизелю, водню, електрики, полімерів, поживних речовин, білків, біомолекул, фармацевтичних препаратів, фармацевтичних продуктів, добрива, проміжних продуктів, хімічних продуктів і сумішей таких. 29. Спосіб за п. 25, в якому перший або другий продукти включають одну або більше біомолекул, вибраних з групи, що складається з нуклеїнових кислот, білків, ліпідів, стероїдів, природних продуктів, метаболічних продуктів, нуклеотидів, нуклеозидів, жирів, амінокислот, пептидів і сумішей таких. 30. Спосіб одержання продукту з целюлозної або лігноцелюлозної біомаси, що включає: одержання першого продукту з біомаси на першому виробничому майданчику з використанням реактора, причому перший виробничий майданчик розміщений на водоймищі, де біомаса була попередньо піддана стадії розкривання біомаси з отриманням комплексу вуглеводів або інших біомолекул в біомасі, доступного для подальшої переробки; транспортування реактора на другий виробничий майданчик, також на водоймищі; і одержання другого продукту з біомаси на другому виробничому майданчику з використанням реактора, в якому біомасу добувають з водоймища. 31. Спосіб за п. 30, в якому біомаса вибирають з групи, що складається з планктону, водних рослин, водоростей, морських водоростей і сумішей таких. 19 UA 100673 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 20