Переработка материалов

Биомасса (например, растительная биомасса, животная биомасса и биомасса из бытовых отходов) перерабатывается для получения полезных продуктов, таких как топлива. Например,описываются системы, которые могут использовать сырьевые материалы, такие как целлюлозные и/или лигноцеллюлозные материалы и/или крахмальные материалы, для получения этанола и/или бутанола, например, посредством ферментации. Углеводородсодержащие материалы также используются в качестве сырьевых материалов. Родственные заявки Заявка на данный патент испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США, серийный 61/109159, поданной 28 октября 2008 г. Полное описание этой предварительной заявки тем самым включается в настоящий документ в качестве ссылки. Уровень техники Биомасса, в частности отходы биомассы, доступна в избытке. Была бы полезной разработка получения материалов и топлива, такого как этанол, из биомассы и других материалов. Сущность изобретения Материалы могут подвергаться обработке для изменения их структуры на одном или нескольких уровнях. Переработанные материалы затем могут использоваться в качестве источника других материалов и топлива. Многие варианты осуществления настоящей заявки используют Natural Force Chemistry (NFC). Способы Natural Force Chemistry используют контролируемое применение и манипулирование физическими силами, такими как пучки частиц, сила тяжести, свет и т.п., для получения желаемого структурного и химического молекулярного изменения. Посредством применения способов Nature, новое полезное вещество может создаваться без вредного воздействия на окружающую среду. Настоящее изобретение описывает новые способы получения сырьевых материалов, которые включают объединение неорганических добавок с материалами, такими как биомасса, углеводороды или уголь, для модулирования, например, увеличения влияния на биомассу различных физических сил, таких как пучки частиц и другие формы облучения. Способы изменения молекулярной и/или надмолекулярной структуры любого материала биомассы,описанные в настоящем документе, включают обработку материала биомассы с помощью излучения после добавления неорганических добавок, таких как один или несколько видов керамики и/или один или несколько металлов, и/или один или несколько огнеупорных материалов, и/или одна или несколько глин,и/или один или несколько минералов. В частности, излучение может включать пучки частиц, в частности заряженных частиц, таких как пучки электронов. Заряженные частицы включают ионы, такие как положительно заряженные ионы, например протоны, ионы углерода или кислорода. В некоторых случаях заряженные частицы могут быть тяжелее электрона или иметь заряд, иной, чем у электрона (например,позитрон). Облучение может применяться в количестве, достаточном для изменения молекулярной структуры и/или надмолекулярной структуры материала биомассы. Другие материалы, такие как углеводородосодержащие материалы, например углеводороды и уголь, могут перерабатываться аналогичным образом. Когда используется уголь, он может находиться в твердой форме, например, как пылевидный уголь, или он может находиться в сжиженной форме. Уголь может сжижаться с помощью ряда технологий, таких как способ Бергиуса, способы SRC-I и SRC-II (Solvent Refined Coal. (обогащение угля в растворителе и способ гидрирования NUS Corporation. Когда используется уголь, он может представлять собой лигнит, пламенный уголь, газовый уголь, жирный уголь,кузнечный уголь, некоксующийся уголь, антрацитный уголь или смеси любых двух или более этих типов угля. Например, протоны, ядра гелия, ионы аргона, ионы кремния, ионы неона, ионы углерода, ионы фосфора, ионы кислорода или ионы азота могут использоваться для модификации структуры биомассы,например, для уменьшения молекулярной массы или увеличения молекулярной массы биомассы. В некоторых вариантах осуществления более тяжелые частицы могут вызывать большую величину расщепления цепей по сравнению с электронами или фотонами. В дополнение к этому, в некоторых случаях,положительно заряженные частицы могут вызывать большую величину расщепления цепей, чем отрицательно заряженные частицы, благодаря их кислотности. Материал, получаемый в результате облучения сочетания, может использоваться при любом соответствующем применении, таком как любое из тех, которые описываются в настоящем документе, например, для топлива, пищевого продукта или для использования в композитных материалах. Например,некоторые из способов, описанных в настоящем документе, дополнительно включают удаление неорганического материала, а затем приведение в контакт полученного материала с ферментом и/или микроорганизмом в течение достаточного времени и при условиях, достаточных для преобразования углеводосодержащего материала в топливо, такое как этанол или бутанол (например, н-бутанол). В других вариантах осуществления способ дополнительно включает приведение в контакт сочетания с ферментом и/или микроорганизмом в течение достаточного времени и при условиях, достаточных для преобразования углеводосодержащего материала в топливо, такое как этанол или бутанол. В некоторых вариантах осуществления способы включают приведение в контакт переработанного материала биомассы (с неорганическим материалом или без него) с ферментом для осахаривания материала, а затем инокулирования осахаренного материала микроорганизмом, для получения полезного продукта, такого как топливо, такое как этанол, бутанол или углеводород. Если это желательно, неорганический материал может отделяться и использоваться опять в процессе облучения. В определенных аспектах настоящее изобретение описывает способы получения углеводосодержа-1 022274 щего материала, который включает объединение целлюлозного и/или лигноцеллюлозного материала с неорганическим материалом, таким как металл или металлическое соединение, огнеупорный материал,керамика или смеси любых из них, для получения смеси; и облучение смеси. Облучение может осуществляться, например, с помощью ускоренных частиц, таких как электроны, например, со скоростью более чем 75% от скорости света. В некоторых воплощениях целлюлозные или лигноцеллюлозные материалы могут выбираться из группы, состоящей из бумаги, бумажной продукции, древесины, материалов, родственных древесине,таких как плита из опилок и измельченной древесины, трав, таких как солома и просо прутьевидное, рисовая шелуха, жмых, люцерна, сено, хлопок, джут, пенька, лен, бамбук, сизаль, абака; сельскохозяйственных отходов, таких как кукурузные кочерыжки, кукурузная солома, жмых и кокосовое волокно; водорослей, морских водорослей, бытовых отходов, силоса, синтетических целлюлоз, обрывков текстильных материалов из экструдированной пряжи, лоскутов и их смесей. Целлюлозные и/или лигноцеллюлозные и неорганические материалы могут объединяться, например, посредством сухого смешивания или посредством совместного измельчения целлюлозного и/или лигноцеллюлозного материала и неорганических материалов. Совместное измельчение может осуществляться в то время, когда каждый материал охлаждается, например до температуры ниже 25C, 0C,обычной температуры сублимации сухого льда при атмосферном давлении, или даже находится при температуре кипения жидкого азота при нормальных атмосферных условиях, или же ниже ее. В определенных вариантах осуществления неорганический материал может представлять собой или включать металл или сплав металлов, например первичный металл, такой как железо, никель, свинец,медь или цинк, или железистый металл, такой как ковкое железо или чугун, или благородный металл,такой как тантал, золото, платина или родий. Металл или сплав металлов может также представлять собой или включать благородный металл, такой как рутений, родий, палладий, осмий, иридий или платина,или переходной металл. Сплав металлов может представлять собой, например, сталь, латунь, бронзу,дюралюминий или хастэллой. Металл может представлять собой алюминий. В определенных вариантах осуществления неорганический материал может представлять собой или включать металлическое соединение, такое как неорганическое соединение железа или кобальта, и неорганическое соединение может находиться в состоянии окисления 2+ или 3+. В других вариантах осуществления неорганический материал может представлять собой или включать огнеупорный материал, такой как кислотный, нейтральный или первичный огнеупорный материал. Кислотный огнеупорный материал может представлять собой циркон, шамот или диоксид кремния. Нейтральный огнеупорный материал может представлять собой оксид алюминия, хромит, карбид кремния,углерод или мулитит. Первичный огнеупорный материал может представлять собой или включать доломит или магнезит. В некоторых вариантах осуществления неорганический материал может представлять собой или включать керамику, такую как оксид, карбид, борид, нитрид, силицид или каолин, и оксид может представлять собой или включать оксид алюминия, такой как глинозем, оксид циркония, оксид кремния, оксид цинка или оксид титана, такой как диоксид титана. В определенных вариантах осуществления неорганический материал содержит воду, которая способна покидать неорганический материал при повышенных температурах, например, как в гидратированном оксиде алюминия. В некоторых вариантах осуществления неорганический материал не имеет температуры плавления. В других вариантах осуществления неорганический материал имеет температуру плавления, большую чем примерно 400C, например большую чем примерно 500, 600, 700, 800, 900,1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2200, 2400, 2600 или даже большую чем 2800C. Неорганические материалы, пригодные для использования в способах, описанных в настоящем документе, могут иметь удельную теплоемкость Ср меньше чем примерно 1,5, например меньше чем примерно 1,25, 1,0, 0,75, 0,50, 0,25 или даже меньше чем примерно 0,1 Дж/гК. Например, неорганические материалы могут иметь удельную теплоемкость Ср в пределах между примерно 1,25 и примерно 0,2 Дж/гК, например между примерно 1,15 и примерно 0,25 или между примерно 0,85 и 0,30 Дж/гК. В дополнение к этому, неорганические материалы могут иметь теплопроводность в пределах между примерно 0,004 и примерно 450 Вт/мК, между примерно 0,04 и примерно 250 Вт/мК, между примерно 0,1 и примерно 150 или между примерно 0,25 и примерно 50 Вт/мК, и плотность больше чем примерно 1,5 г/см 3, например больше чем примерно 2,0, 2,5, 3,0, 5,0, 7,0, 8,0, 9,0, 12,0, 15,0, 18,0 или даже больше чем 20,0 г/см 3. В других вариантах осуществления неорганический материал имеет плотность в пределах между примерно 3,5 г/см 3 и примерно 20,0 г/см 3, между примерно 4,0 г/см 3 и примерно 18 г/см 3 или между примерно 4,5 г/см 3 и примерно 13 г/см 3. В определенных вариантах осуществления неорганические материалы могут находиться в форме частиц, которые являются, по существу, сферическими по форме, и средний размер частиц может находиться в пределах примерно от 0,1 примерно до 100 мкм, примерно от 0,25 примерно до 75 мкм или примерно от 0,5 примерно до 50 мкм. Облучение сочетания может включать воздействие на сочетание ускоренных электронов, таких как электроны, имеющие энергию больше чем примерно 2, 4, 6 МэВ или даже больше чем примерно 8 МэВ. В некоторых вариантах осуществления сочетание включает примерно от 0,05 примерно до 35, примерно от 0,1 примерно до 20 или примерно от 0,5 примерно до 10 мас.% неорганического материала. Некоторые способы дополнительно включают приведение в контакт облученного целлюлозного и/или лигноцеллюлозного материала, с предварительным удалением неорганического материала или без его удаления, с ферментом и/или микроорганизмом в течение достаточного времени и при условиях, достаточных для преобразования углеводосодержащего материала в топливо, такое как этанол или бутанол. В другом аспекте настоящее изобретение описывает композиции вещества, которые включает в сочетании, например, в гомогенном сочетании, углеводосодержащий материал в виде частиц и неорганический материал в виде частиц, такой как металл или металлическое соединение, огнеупорный материал,керамика или смеси любых из них. Как правило, неорганический материал является экзогенным по отношению к углеводосодержащему материалу. Композиция вещества может включать, например, по меньшей мере примерно 0,5 мас.% неорганического материала, например по меньшей мере примерно 1, 3, 5, 10 или 25 мас.% неорганического материала или в пределах между примерно 0,5 и примерно 25 мас.% неорганического материала,или между примерно 1 и примерно 15 мас.% неорганического материала. Способы получения и переработки материалов из биомассы могут включать функционализацию биомассы. В некоторых случаях функционализированная биомасса является более растворимой и более легко используется микроорганизмами по сравнению с биомассой, которая не функционализируется. В дополнение к этому, многие из функционализированных материалов, описанных в настоящем документе,менее склонны к окислению и могут иметь улучшенную долговременную стабильность (например, при окислении на воздухе при условиях окружающей среды). В некоторых воплощениях сырьевые материалы биомассы получают посредством резания источника волокон биомассы с получением волокнистого материала. Например, резание может осуществляться с помощью режущего устройства с вращающимся ножом. Волокна волокнистого материала могут, например, иметь среднее отношение длины к диаметру больше чем 5/1. Волокнистый материал может, например, иметь площадь поверхности по БЭТ больше чем 0,25 м 2/г. В некоторых случаях биомасса может иметь объемную плотность меньше чем примерно 0,35 г/см 3. Материалы с низкой объемной плотностью делают возможнымглубокое проникновение заряженных частиц. Например, для электронов со средней энергией 5 МэВ и для материала с объемной плотностью 0,35 г/см 3, глубины проникновения электронов могут составлять 5-7 дюймов или более. В другом аспекте настоящее изобретение описывает способ переработки углеводородосодержащего материала, способ включает облучение сочетания, полученного посредством объединения углеводородосодержащего материала с неорганическим материалом. В некоторых аспектах углеводородосодержащий материал выбирают из группы, состоящей из битуминозных или нефтеносных песков, нефтяных сланцев, сырой нефти, битума, угля, нефтяных газов,сжиженного природного и/или синтетического газа и асфальта. Сочетания (например, смеси) углеводородосодержащих материалов, например углеводородов и угля, и биомассы могут перерабатываться аналогичным образом. Когда в способах, описанных в настоящем документе, используется микроорганизм, он может представлять собой природный микроорганизм или микроорганизм, полученный с помощью генной инженерии. Например, микроорганизм может представлять собой бактерию, например целлюлолитическую бактерию, грибок, например дрожжи, растение или протист, например водоросли, протозоа или протист,подобный грибку, например слизистую плесень. Когда организмы являются совместимыми, могут использоваться их смеси. Как правило, различные микроорганизмы могут производить ряд полезных продуктов, таких как топливо, посредством переработки, например, ферментирования материалов. Например, ферментирование или другие процессы могут использоваться для получения спиртов, органических кислот, углеводородов, водорода, белков или смесей любых из этих материалов. Примеры продуктов, которые могут быть получены, включают моно- и полифункциональные С 1-С 6 алкиловые спирты, моно- и полифункциональные карбоновые кислоты, С 1-С 6 углеводороды и их сочетания. Конкретные примеры соответствующих спиртов включают метанол, этанол, пропанол, изопропанол,бутанол, этиленгликоль, пропиленгликоль, 1,4-бутандиол, глицерин и их сочетания. Конкретные примеры соответствующих карбоновых кислот включают муравьиную кислоту, уксусную кислоту, пропионовую кислоту, масляную кислоту, валериановую кислоту, капроновую кислоту, пальмитиновую кислоту,стеариновую кислоту, щавелевую кислоту, малоновую кислоту, янтарную кислоту, глутаровую кислоту,олеиновую кислоту, линолевую кислоту, гликолевую кислоту, молочную кислоту, -гидроксимасляную кислоту и их сочетания. Примеры соответствующих углеводородов включают метан, этан, пропан, пентан, н-гексан и их сочетания. Многие из этих продуктов могут использоваться в качестве топлива. Изменение молекулярной структуры сырьевых материалов биомассы, как используется в настоящем документе, означает изменение системы химических связей, например, типа и количества функциональных групп или конформации структуры. Например, изменение молекулярной структуры может включать изменение надмолекулярной структуры материала, окисление материала, изменение средней молекулярной массы, изменение средней кристалличности, изменение площади поверхности, изменение степени полимеризации, изменение пористости, изменение степени разветвленности, прививку на других материалах, изменение размера кристаллического домена или изменение общего размера домена. Если не определено иного, все технические и научные термины, используемые в настоящем документе, имеют такое же значение, как обычно понимается специалистами в области, к которой принадлежит настоящее изобретение. Хотя при осуществлении или исследовании настоящего изобретения могут использоваться способы и материалы, сходные с теми, которые описываются в настоящем документе или эквивалентные им, пригодные для использования способы и материалы описываются ниже. Все публикации, заявки на патенты, патенты и другие ссылки, рассмотренные в настоящем документе, включаются в качестве ссылок во всей их полноте. В случае конфликта, настоящее описание, включая определения,будет главным. В дополнение к этому, материалы, способы и примеры являются только иллюстративными и не предполагаются в качестве ограничивающих. Заявка на настоящий патент включает в настоящий документ в качестве ссылок полное содержание международной заявкиPCT/US2007/022719, поданной 26 октября 2007 г.; заявок, для которых указанная выше испрашивает приоритет; серийные 61/049391, 61/049395, 61/049419, 61/049415, 61/049413,61/049407, 61/049404, 61/049394 и 61/049405, каждая из них подана 30 апреля 2008 г. Заявка на настоящий патент также включает в качестве ссылок во всей их полноте описания предварительных заявок на патент США, имеющих следующие серийные номера: 12/486436, 12/429045, 12/417904, 12/417900,12/417880, 12/417840, 12/417786, 12/417731, 12/417723, 12/417720, 12/417707, 12/417699 и 12/374549. Полное содержание каждой из следующих далее публикаций включается в настоящий документ в качестве ссылки: Все другие патенты, заявки на патенты и ссылки, цитируемые в настоящем документе, также включаются в качестве ссылок. Другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут ясны из следующего далее подробного описания и из формулы изобретения. Описание чертежей Фиг. 1 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую преобразование биомассы в продукты и побочные продукты. Фиг. 2 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую преобразование источника волокон в первый и второй волокнистый материал. Фиг. 3 представляет собой вид в поперечном сечении режущего устройства с вращающимся ножом. Фиг. 4 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую преобразование источника волокон в первый, второй и третий волокнистый материал. Подробное описание Ниже описываются системы и способы, которые могут использовать различные материалы биомассы для получения полезных продуктов. Материал биомассы объединяют с одним или несколькими неорганическими материалами, такими как керамика, металлы, глины и/или минералы, и смесь облучают. Добавление неорганического материала модулирует (повышает/усиливает или уменьшает) воздействия излучения на биомассу по сравнению с применением такой же энергии без присутствия неорганического материала. Например, присутствие неорганического материала может усилить воздействие излучения на материал биомассы посредством увеличения тепла, генерируемого при облучении. Например, в присутствии неорганического материала во время облучения уровень невосприимчивости целлюлозного или лигноцеллюлозного материала к структурному изменению может быть уменьшен до большей степени, для данной дозы излучения, по сравнению со случаем, в котором неорганический материал не присутствует во время обработки излучением. Например, для каждой данной дозы средняя молекулярная масса и/или средняя кристалличность может быть уменьшена до большей степени,например, на 10, 20, 30, 40, 50, 60 или даже на 75% больше, когда облучают смесь биомассы и неорганического материала, по сравнению с обработкой излучением биомассы без присутствия неорганического материала во время облучения. Например, для любой данной дозы площадь поверхности и/или пористость биомассы может быть увеличена до большей степени, например, на 10, 20, 30, 40, 50, 60 или даже на 75% больше, когда облучают сочетание биомассы и неорганического материала по сравнению со случаем, когда неорганическая добавка не присутствует во время облучения. Без какого-либо желания ограничиваться какой-либо конкретной теорией, предполагается, что неорганическая добавка может модулировать воздействие излучения на биомассу посредством ряда потенциальных механизмов, включая тепловые эффекты, активационные эффекты (например, образование реакционноспособных форм неорганического материала), и вторичные радиационные эффекты (например, тормозное рентгеновское излучение). Тепловые эффекты, как предполагается, возникают от нагрева биомассы с помощью неорганического материала, который нагревается в поле излучения, когда кинетическая энергия частиц преобразуется в тепло. Молекулярные активационные эффекты, как предполагается, возникают от преобразования неорганического материала в более химически активные частицы, которые, в свою очередь, взаимодействуют непосредственно с биомассой или с газом, таким как воздух, в поле излучения. Например, в одном из вариантов осуществления, в котором в неорганическом материале присутствует диоксид титана, этот диоксид титана может активироваться в поле излучения до электронно возбужденной формы диоксида титана, которая, в свою очередь, может взаимодействовать с кислородом в воздухе с генерированием озона вокруг биомассы. Озон может воздействовать на биомассу, в частности, на лигниновые части биомассы. По отношению к тепловым эффектам на неорганических материалах в электронных пучках, дифференциальное поглощение электронного пучка в веществе (dE/dx) описывается уравнением (1) где S(V) (МэВсм 2/г) представляет собой энергию остановки электронов с энергией V в материале;представляет собой плотность материала (в г/см 3). При использовании таких же параметров, диапазон для электронов (R), который представляет собой максимальное расстояние проникновения электронов с энергией V0 в материал, аппроксимируется уравнением (2) Предполагая отсутствие теплопроводности, увеличение температуры (T в K) в материале, который облучается электронами высоких энергий, обратно пропорционально удельной теплоемкости материала(Cp), плотности материала , единичной площади (а) и толщине (d) и прямо пропорционально поглощенной плотности энергии , как показано в уравнении (3) Когда теплопроводность учитывается, тепло отводится от нагретой области и уравновешивается в масштабе времени , которое обратно пропорционально теплопроводности материала. Если энергия вводится в материал на временном масштабе более коротком, чем , температура материала будет увеличиваться. С помощью электронного пучка можно локально увеличивать температуры облучаемого материала до 25000C или больше. Примеры соответствующих неорганических материалов обсуждаются ниже в разделе "Материалы". В некоторых воплощениях материал биомассы сначала физически подготавливают для переработки, часто, посредством уменьшения размеров сырых сырьевых материалов. В некоторых случаях материал биомассы и/или сочетание обрабатывается с помощью одной или нескольких дополнительных стадий переработки, таких как обработка ультразвуком, окисление, пиролиз или паровое дутье. Облученное сочетание биомассы и неорганического материала может использоваться в качестве продукта само по себе или может дополнительно перерабатываться для получения одного или нескольких продуктов, а в некоторых случаях, побочных продуктов, как будет обсуждаться ниже. Неорганический материал может удаляться до, во время или после дополнительной переработки или может оставаться в готовом продукте (продуктах). Системы для обработки биомассы. Фиг. 1 показывает систему 100 для преобразования биомассы, в частности биомассы со значительным содержанием целлюлозных и лигноцеллюлозных компонентов и/или крахмальных компонентов, в полезные продукты и побочные продукты. Система 100 включает подсистему 110 для подготовки сырьевых материалов, смесительный узел 113, подсистему 114 обработки, подсистему 118 для первичной переработки, и подсистему 122 для последующей переработки. Подсистема 110 для подготовки сырьевых материалов принимает биомассу в ее сырой форме, физически подготавливает биомассу для использования в качестве сырьевых материалов в последующих процессах (например, уменьшает размер и гомогенизирует биомассу), и сохраняет биомассу, как в ее сырой форме, так и в форме сырьевых материалов. В смесительном узле 113, биомассу объединяют с неорганическим материалом, который, как правило, находится в форме частиц. Подсистема 114 обработки принимает сочетание из смесительного узла 113, и подготавливает сырьевые материалы для использования в первичном способе получения, таком как ферментация, например, посредством уменьшения средней молекулярной массы и кристалличности сырьевых материалов. В подсистеме 114 обработки, сочетание облучают, и она может также подвергаться воздействию других видов обработки, таких как гашение, пиролиз или окисление. Подсистема 118 для первичной переработки принимает обработанные сырьевые материалы из подсистемы 114 для предварительной обработки и использует их в качестве сырьевых материалов для получения полезных продуктов (например, этанола, других спиртов, фармацевтических препаратов и/или пищевых продуктов). Система подготовки сырьевых материалов, смесительный узел, подсистема обработки и подсистема 118 для первичной переработки могут находиться в одной и той же промышленной установке или могут находиться в двух или более промышленных установках. Например, материал биомассы может физически подготавливаться в первой установке, объединяться с неорганическим материалом и облучаться во второй установке и перерабатываться в первичном способе во второй установке или в третьей установке. В некоторых случаях выходной продукт подсистемы 118 для первичной переработки является непосредственно пригодным для использования, но в других случаях, весь выходной продукт или его часть могут требовать дополнительной переработки, например, дистилляции, обеспечиваемой подсистемой 122 для последующей переработки. Подсистема 122 для последующей переработки может также обеспечивать обработку потоков отходов от других подсистем. В некоторых случаях побочные продукты подсистем 114, 118, 122 могут также быть прямо или косвенно пригодными для использования в качестве вторичных продуктов и/или при повышении общей эффективности системы 100. Например, подсистема 122 для последующей переработки может производить обработанную воду, которая должна рециклироваться для использования в качестве технологической воды в других подсистемах, и/или может производить горючие отходы, которые могут использоваться в качестве топлива для бойлеров, производящих водяной пар и/или электричество. Неорганический материал может в некоторых случаях отделяться от обработанных сырьевых материалов посредством узла 120 разделения. Узел 120 разделения может находиться до подсистемы 118 для первичной переработки, как показано, или он может находиться после подсистемы для первичной переработки или подсистемы для последующей переработки или встраиваться с любую из этих подсистем. В некоторых случаях неорганический материал извлекается, например, для повторного использования в способе или для использования в качестве побочного продукта. В других случаях неорганический материал выбрасывается. В некоторых воплощениях неорганический материал не отделяется от биомассы, но вместо этого становится частью готового продукта. Подготовка сырьевых материалов биомассы. В некоторых случаях система 110 подготовки сырьевых материалов подготавливает сырьевые материалы посредством обычной резки, измельчения, резки ножевым инструментом, расщепления, механической резки вдоль волокон или разрывания, измельчения игольчатыми элементами, измельчания истиранием на воздухе или дробления. Если это желательно, могут использоваться сита и/или магниты для удаления слишком больших или нежелательных объектов, таких, например, как камни или гвозди, из потока сырьевых материалов. Такая физическая подготовка, например, с помощью резки ножевым инструментом может "открывать" и прикладывать напряжение к волокнистым материалам, делая целлюлозу в материалах более восприимчивой к расщеплению цепей и/или к уменьшению кристалличности. Открытые материалы могут также быть более восприимчивыми к окислению, когда облучаются. Физическая подготовка также может делать более легким объединение материала биомассы с неорганическим материалом, например, посредством уменьшения размеров материала биомассы и делая их гомогеннее по размерам и форме. В примере, показанном на фиг. 2, источник 210 волокон биомассы подвергают резке ножевым инструментом, например, в режущем устройстве с вращающимся ножом, с получением первого волокнистого материала 212. Первый волокнистый материал 212 проходит через первое сито 214, имеющее средний размер отверстий 1,59 мм или меньше (1/16 дюйма, 0,0625 дюйма) с получением второго волокнистого материала 216. Если необходимо, источник волокон биомассы может нарезаться перед резкой ножевым инструментом, например, с помощью измельчителя, например, с помощью шнекового измельчителя с обратным вращением, такого как производится Munson (Utica, N.Y.), или с помощью гильотинного ножа. В некоторых воплощениях режущее устройство с вращающимся ножом используется для одновременной резки ножевым инструментом источника волокон и просеивания первого волокнистого материала. Обращаясь к фиг. 3, здесь режущее устройство 220 с вращающимся ножом содержит бункер 222, который может загружаться измельченным источником 224 волокон, полученным с помощью расщепления источника волокон. Измельченный источник волокон подвергается резке ножевым инструментом между стационарными ножами 230 и вращающимися ножами 232 с получением первого волокнистого материала 240. Первый волокнистый материал 240 проходит через сито 242, и полученный второй волокнистый материал 244 захватывается в приемнике 250. Чтобы облегчить сбор второго волокнистого материала,приемник может иметь давление ниже номинального атмосферного давления, например по меньшей мере на 10% ниже номинального атмосферного давления, например по меньшей мере на 25% ниже номинального атмосферного давления, по меньшей мере на 50% ниже номинального атмосферного давления или по меньшей мере на 75% ниже номинального атмосферного давления. В некоторых вариантах осуществления используют источник 252 вакуума для поддержания приемника ниже номинального атмосферного давления. Соответствующие характеристики сита описаны, например, в предварительной заявке на патенте США, серийный 12/429045. Источник волокон может подвергаться резке ножевым инструментом в сухом состоянии, в гидратированном состоянии (например, имея до 10 мас.% поглощенной воды), или во влажном состоянии,например, имея в пределах между примерно 10 и примерно 75 мас.% воды. Источник волокон может даже подвергаться резке ножевым инструментом, когда он частично или полностью погружен в жидкость, такую как вода, этанол, изопропанол. Источник волокон может также подвергаться резке ножевым инструментом в газовой атмосфере (такой как поток или атмосфера газа иного, чем воздух), например,кислорода или азота, или водяного пара. Если это желательно, волокнистые материалы могут разделяться, например, непрерывно или в загрузках, на фракции в соответствии с их длиной, шириной, плотностью, типом материала или некоторым сочетанием этих атрибутов. Например, для формирования композитов, часто является желательным иметь относительно узкое распределение длин волокон. Волокнистые материалы могут облучаться непосредственно после их подготовки, или они могут сушиться, например, приблизительно при 105C в течение 4-18 ч, так что перед использованием содержание влажности составляет, например, меньше чем примерно 0,5%. В некоторых вариантах осуществления второй волокнистый материал подвергается резке ножевым инструментом и проходит через первое сито или сито другого размера. В некоторых вариантах осуществления второй волокнистый материал проходит через второе сито, имеющее средний размер отверстий равный или меньший, чем у первого сита. Обращаясь к фиг. 4, здесь третий волокнистый материал 220 может быть получен из второго волокнистого материала 216 посредством резки ножевым инструментом второго волокнистого материала 216 и прохождения полученного материала через второе сито 222,имеющее средний размер отверстий меньше, чем у первого сита 214. Последовательность резки ножевым инструментом и просеивания может повторяться столько раз, сколько желательно для получения конкретных свойств волокон. Как правило, волокна волокнистого материала могут иметь относительно большое среднее отношение длины к диаметру (например, больше чем 20 к 1), даже если они подвергаются резке ножевым инструментом несколько раз. В дополнение к этому, волокна волокнистых материалов, описанных в настоящем документе, могут иметь относительно узкое распределение длины и/или отношения длины к диаметру. Как используется в настоящем документе, средняя ширина волокон (т.е. диаметр) представляет собой размер, который определяется оптически с помощью случайного выбора приблизительно 5000 волокон. Средние длины волокон представляют собой корректированные средневзвешенные длины. Площади поверхности по БЭТ (Brunauer, Emmet and Teller) представляют собой многоточечные площади поверхности и пористости определяются с помощью ртутной порометрии. Среднее отношение длины к диаметру у второго волокнистого материала 14 может быть, например,больше чем 8/1, например больше чем 10/1, больше чем 15/1, больше чем 20/1, больше чем 25/1 или больше чем 50/1. Средняя длина волокон второго волокнистого материала 14 может находиться, например, в пределах между примерно 0,5 и 2,5 мм, например между примерно 0,75 и 1,0 мм, и средняя ширина (т.е. диаметр) волокон второго волокнистого материала 14 может находиться, например, в пределах между примерно 5 и 50 мкм, например между примерно 10 и 30 мкм. В некоторых вариантах осуществления стандартное отклонение длины второго волокнистого материала 14 составляет меньше чем 60% от средней длины второго волокнистого материала 14, например меньше чем 50% от средней длины, меньше чем 40% от средней длины, меньше чем 25% от средней длины, меньше чем 10% от средней длины, меньше чем 5% от средней длины или даже меньше чем 1% от средней длины. В некоторых вариантах осуществления материал имеет объемную плотность меньше чем 0,25 г/см 3,например 0,20, 0,15, 0,10, 0,05 или меньше, например 0,025 г/см 3. Объемную плотность определяют, используя ASTM D1895B. Вкратце, способ включает заполнение мерного цилиндра известного объема образцом и получение массы образца. Объемную плотность вычисляют посредством деления массы образца в граммах на известный объем цилиндра в кубических сантиметрах. В некоторых вариантах осуществления площадь поверхности по БЭТ для второго волокнистого материала больше чем 0,1 м 2/г, например больше чем 0,25 м 2/г, больше чем 0,5 м 2/г, больше чем 1,0 м 2/г,больше чем 1,5 м 2/г, больше чем 1,75 м 2/г, больше чем 5,0 м 2/г, больше чем 10 м 2/г, больше чем 25 м 2/г,больше чем 35 м 2/г, больше чем 50 м 2/г, больше чем 60 м 2/г, больше чем 75 м 2/г, больше чем 100 м 2/г,больше чем 150 м 2/г, больше чем 200 м 2/г или даже больше чем 250 м 2/г. Пористость второго волокнистого материала 14 может составлять, например, больше чем 20%, больше чем 25%, больше чем 35%,больше чем 50%, больше чем 60%, больше чем 70%, например больше чем 80%, больше чем 85%, больше чем 90%, больше чем 92%, больше чем 94%, больше чем 95%, больше чем 97,5%, больше чем 99% или даже больше чем 99,5%. В некоторых вариантах осуществления отношение отношения средней длины к диаметру для первого волокнистого материала к отношению средней длины к диаметру для второго волокнистого материала составляет, например, меньше чем 1,5, например меньше чем 1,4, меньше чем 1,25, меньше чем 1,1, меньше чем 1,075, меньше чем 1,05, меньше чем 1,025 или даже, по существу, равно 1. Любой волокнистый материал, описанный в настоящем документе, или любая смесь волокнистого материала с неорганическим материалом может уплотняться до или после облучения, например, для транспортировки или хранения, а затем "открываться" для дополнительной переработки с помощью одного или нескольких способов, описанных в настоящем документе. Уплотнение описывается, например,в предварительной заявке на патент США, серийный 12/429045. Объединение материала биомассы с неорганическим материалом. В некоторых вариантах осуществления целлюлозный и/или лигноцеллюлозный материал и неорганический материал перед облучением объединяют с помощью сухого смешивания, например в барабане. В других вариантах осуществления целлюлозный и/или лигноцеллюлозный материал и неорганический материал совместно измельчаются. Например, целлюлозный и/или лигноцеллюлозный материал и неорганический материал могут перемалываться вместе в мельнице перед облучением смеси. В конкретных вариантах осуществления целлюлозный и/или лигноцеллюлозный материал и неорганический материал совместно измельчаются в криогенной дробильной установке так, что каждый материал охлаждается до температуры ниже 25C, например до 0C или ниже, например ниже температуры сублимации сухого льда при нормальных атмосферных условиях или ниже, или при температуре кипения жидкого азота при нормальных атмосферных условиях или ниже. Помол биомассы в криогенной дробильной установке описывается в предварительной заявке на патент США, серийный 61/081709, озаглавленной "Coolingand Processing Materials", которая включается в настоящий документ в качестве ссылки во всей ее полноте. Обработка. Обработка включает облучение сочетания физически подготовленного материала биомассы и неорганического материала. В некоторых случаях обработка может дополнительно включать один или несколько способов обработки ультразвуком, окисления, пиролиза и парового дутья, каждый из которых может модулироваться, например, усиливаться, посредством использования неорганических добавок, как описано в настоящем документе. Обработка излучением. Облучение сочетания может включать воздействие на сочетание ускоренных электронов, таких как электроны, имеющие энергию больше чем примерно 2, 4, 6 МэВ или даже больше чем примерно 8 МэВ. Таким образом, рассматриваются диапазоны, такие как диапазоны от 2,0 до 8,0 МэВ и от 4,0 до 6,0 МэВ. В некоторых вариантах осуществления электроны ускоряются, например, до скорости более чем 75% от скорости света, т.е. больше чем 85, 90, 95 или 99% от скорости света. В некоторых случаях облучение осуществляют при дозе в единицу времени большей примерно чем 0,25 Мрад/с, например больше чем примерно 0,5, 0,75, 1,0, 1,5, 2,0 или даже большей примерно чем 2,5 Мрад/с. В некоторых вариантах осуществления облучение осуществляют при дозе в единицу времени,находящейся в пределах между 5,0 и 1500,0 килорад/час (крад/ч), например между 10,0 и 750,0 крад/ч или между 50,0 и 350,0 крад/ч. В некоторых вариантах осуществления облучение (с помощью любого источника излучения или сочетания источников) осуществляют до тех пор, пока материал не получит дозу по меньшей мере 0,25 Мрад, например по меньшей мере 1,0 Мрад, по меньшей мере 2,5 Мрад, по меньшей мере 5,0 Мрад или по меньшей мере 10,0 Мрад. В некоторых вариантах осуществления облучение осуществляют до тех пор,пока материал не получит дозу в пределах между 1,0 и 6,0 Мрад, например между 1,5 и 4,0 Мрад. Применяемая доза будет зависеть от желаемого воздействия и конкретных сырьевых материалов. Например, высокие дозы излучения могут разрушать химические связи внутри компонентов сырьевых материалов, а низкие дозы излучения могут увеличивать химическое связывание (например, поперечную сшивку) внутри компонентов сырьевых материалов. Излучение может применяться к любому образцу, который является сухим или влажным, или даже диспергирован в жидкости, такой как вода. Например, облучение может осуществляться на целлюлозном и/или лигноцеллюлозном материале, в котором меньше чем примерно 25 мас.% целлюлозного и/или лигноцеллюлозного материала имеет поверхности, смоченные жидкостью, такой как вода. В некоторых вариантах осуществления облучение осуществляют на целлюлозном и/или лигноцеллюлозном материале, в котором, по существу, никакой целлюлозный и/или лигноцеллюлозный материал не смачивается жидкостью, такой как вода. В некоторых вариантах осуществления любая переработка, описанная в настоящем документе,осуществляется после того, как целлюлозный и/или лигноцеллюлозный материал остается сухим при получении или сушится, например, с использованием тепла и/или пониженного давления. Например, в некоторых вариантах осуществления целлюлозный и/или лигноцеллюлозный материал имеет менее примерно чем 5 мас.% удерживаемой воды, как измерено при 25C и при 50% относительной влажности. Излучение может применяться, когда целлюлозный и/или лигноцеллюлозный материал экспонируется для воздуха, воздуха, обогащенного кислородом, или даже для самого кислорода, или находится в атмосфере инертного газа, такого как азот, аргон или гелий. Когда желательно максимальное окисление,используют окисляющую окружающую среду, такую как воздух или кислород, и расстояние от источника излучения оптимизируется для доведения до максимума образования реакционноспособного газа, например озона и/или оксидов азота. Излучение может применяться при давлении больше чем примерно 2,5 атм, например больше чем 5, 10, 15, 20 или даже больше чем примерно 50 атм. Облучение может осуществляться с использованием ионизирующего излучения, такого как гаммаизлучение, рентгеновские лучи, ультрафиолетовое излучение высокой энергии, такое как ультрафиолетовое излучение С, имеющее длину волны примерно от 100 примерно до 280 нм, пучок частиц, такой как пучок электронов, медленных нейтронов или альфа-частиц. В некоторых вариантах осуществления облучение включает два или более источника излучения, таких как гамма-излучение и пучок электронов,- 10022274 которые могут применяться в любом порядке или одновременно. В некоторых вариантах осуществления энергия, поглощаемая в материале, которая высвобождает электрон с его атомной орбитали, используется для облучения материалов. Излучение может обеспечиваться 1) тяжелыми заряженными частицами, такими как альфа-частицы или протоны, 2) электронами,получаемыми, например, при бета-распаде или в ускорителях электронных пучков, или 3) электромагнитным излучением, например гамма-излучением, рентгеновским излучением или ультрафиолетовым излучением. В одном из подходов для облучения сырьевых материалов может использоваться излучение,производимое радиоактивными веществами. В некоторых вариантах осуществления может использоваться, в любом порядке или одновременно, любое сочетание из (1)-(3). В некоторых случаях, когда является желательным расщепление цепей и/или является желательной функционализация полимерных цепей, могут использоваться частицы более тяжелые, чем электроны,такие как протоны, ядра гелия, ионы аргона, ионы кремния, ионы неона, ионы углерода, ионы фосфора,ионы кислорода или ионы азота. Когда желательным является расщепление цепей с раскрытием кольца,для усиления расщепления цепей с обработкой кольца могут использоваться положительно заряженные частицы, благодаря своим свойствам кислот Льюиса. В некоторых вариантах осуществления облученная биомасса имеет среднечисленную молекулярную массу (MN2) более низкую, чем среднечисленная молекулярная масса биомассы перед облучением(TMN1) более примерно чем на 10%, например на 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50 на 60% или даже более примерно чем на 75%. В некоторых вариантах осуществления исходная среднечисленная молекулярная масса (перед облучением) составляет примерно от 200000 примерно до 3200000, например примерно от 250000 примерно до 1000000 или примерно от 250000 примерно до 700000, а среднечисленная молекулярная масса после облучения составляет примерно от 50000 примерно до 200000, например примерно от 60000 примерно до 150000 или примерно от 70000 примерно до 125000. Однако в некоторых вариантах осуществления, например после широкомасштабного облучения, возможно получение среднечисленной молекулярной массы меньше чем примерно 10000 или даже меньше чем примерно 5000. В некоторых случаях облученная биомасса содержит целлюлозу, которая имеет кристалличность(TC2), которая ниже, чем кристалличность (TC1) целлюлозы биомассы до облучения. Например, (TC2) может быть ниже чем (TC1) более примерно чем на 10%, например на 15, 20, 25, 30, 35, 40 или даже более примерно чем на 50%. В некоторых вариантах осуществления исходный индекс кристалличности (перед облучением) составляет примерно от 40 примерно до 87,5%, например примерно от 50 примерно до 75% или примерно от 60 примерно до 70%, а индекс кристалличности после облучения составляет примерно от 10 примерно до 50%, например примерно от 15 примерно до 45% или примерно от 20 примерно до 40%. Однако в некоторых вариантах осуществления, например после сильного облучения, можно получить индекс кристалличности ниже чем 5%. В некоторых вариантах осуществления материал после облучения является,по существу, аморфным. В некоторых вариантах осуществления облученная биомасса может иметь уровень окисления (TO2),который выше, чем уровень окисления (TO1) биомассы до облучения. Более высокий уровень окисления материала может улучшить его диспергируемость, способность к набуханию и/или растворимость, дополнительно улучшая восприимчивость материалов к химическому, ферментативному или биологическому воздействию. Облученный материал биомассы может также иметь больше гидроксильных групп,альдегидных групп, кетоновых групп, сложноэфирных групп или групп карбоновых кислот, что может увеличить его гидрофильность. Ионизирующее излучение. Каждая форма излучения ионизирует биомассу посредством конкретных взаимодействий, как определяется энергией излучения. Тяжелые заряженные частицы, прежде всего, ионизируют вещество посредством кулоновского рассеяния; кроме того, эти взаимодействия производят электроны высоких энергий, которые могут дополнительно ионизировать вещество. Альфа-частицы идентичны ядрам атома гелия и образуются при альфа-распаде различных радиоактивных ядер, таких как изотопы висмута, полония, астата, радона, франция, радия, некоторых актиноидов, таких как актиний, торий, уран, нептуний,кюрий, калифорний, америций и плутоний. Когда используются частицы, они могут быть нейтральными (незаряженными), положительно заряженными или отрицательно заряженными. Когда они заряжены, заряженные частицы могут нести один положительный или отрицательный заряд или множество зарядов, например один, два, три или даже четыре или более зарядов. В случаях, когда желательным является расщепление цепей, положительно заряженные частицы могут быть желательными, отчасти, благодаря своей кислотной природе. Когда используются частицы, эти частицы могут иметь массу покоя электрона или большую массу, например 500, 1000, 1500 или 2000 или более, например 10000 или даже 100000 масс покоя электрона. Например,частицы могут иметь массу примерно от 1 атомной единицы примерно до 150 атомных единиц, например примерно от 1 атомной единицы примерно до 50 атомных единиц, или примерно от 1 примерно до 25, например 1, 2, 3, 4, 5, 10, 12 или 15 аем. Ускорители, используемые для ускорения частиц, могут быть электростатическими постоянного тока, электродинамическими постоянного тока, радиочастотными линейными, магнитоиндукционными линейными или представлять собой ускоритель с бегущей волной. Например, ускорители типа циклотрона являются доступными от IBA, Belgium, такие как система Rhodatron, в то время как ускорители постоянного тока являются доступными от RDI, сейчас IBA Industrial,такие как Dynamitron. Иллюстративные ионы и ускорители ионов обсуждаются в Introductory NuclearEPAC 2006, Edinburgh, Scotland, and Leitner, C.M. et al., "Status of Superconducting ECR Ion Source Venus",Proceedings of EPAC 2000, Vienna, Austria. Электроны взаимодействуют посредством кулоновского рассеяния и тормозного излучения, производимого при изменении скорости электронов. Электроны могут производиться радиоактивными ядрами, которые подвергаются бета-распаду, такими как изотопы йода, цезия, технеция и иридия. Альтернативно, электронная пушка может использоваться в качестве источника электронов посредством термоионной эмиссии. Электромагнитное излучение взаимодействует посредством трех процессов: фотоэлектрического поглощения, комптоновского рассеяния и образования пар. Доминирующее взаимодействие определяется энергией падающего излучения и атомным номером материала. Суммирование взаимодействий, вносящих вклад в поглощение излучения в целлюлозном материале, может выражаться с помощью массового коэффициента поглощения (см. "Ionization Radiation" в PCT/US2007/022719). Электромагнитное излучение может разделяться на подклассы, как гамма-излучение, рентгеновское излучение, ультрафиолетовое излучение, инфракрасное излучение, микроволны или радиоволны, в зависимости от длины волны. Гамма-излучение имеет преимущество значительной глубины проникновения в различные материалы в образце. Источники гамма-излучения включают радиоактивные ядра, такие как изотопы кобальта, кальция, технеция, хрома, галлия, индия, йода, железа, криптона, самария, селена, натрия, талия и ксенона. Источники рентгеновского излучения включают соударение электронных пучков с металлическими мишенями, такими как вольфрам или молибден, или сплавы, или компактные источники света, такие как производятся коммерчески Lyncean. Источники ультрафиолетового излучения включают дейтериевые или кадмиевые лампы. Источники инфракрасного излучения включают керамические лампы с сапфировым, цинковым или селенидным окном. Источники микроволн включают клистроны, источники радиочастотных волн типа Слевина или источники на атомных пучках, которые используют газообразный водород, кислород или азот. Электронный пучок. В некоторых вариантах осуществления пучок электронов используют в качестве источника излучения. Пучок электронов имеет преимущества высоких доз в единицу времени (например, 1, 5 или даже 10 Мрад/с), высокой производительности, меньшей изоляции и менее ограничивающего оборудования. Электроны также могут быть более эффективными, когда они вызывают расщепление цепей. В дополнение к этому, электроны, имеющие энергии от 4 до 10 МэВ, могут иметь глубину проникновения от 5 до 30 мм или более, например 40 мм. Электронные пучки могут генерироваться, например, с помощью электростатических генераторов,каскадных генераторов, трансформаторных генераторов, ускорителей низких энергий с системой сканирования, ускорителей низких энергий с линейным катодом, линейных ускорителей и импульсных ускорителей. Электроны как источник ионизирующего излучения могут быть пригодными для использования, например, для относительно тонких слоев материалов, например, меньше чем 0,5 дюйма, например меньше чем 0,4 дюйма, 0,3 дюйма, 0,2 дюйма или меньше чем 0,1 дюйма (1,25, 1,0, 0,75, 0,5, 0,25 см). В некоторых вариантах осуществления энергия каждого электрона в электронном пучке составляет примерно от 0,3 примерно до 2,0 МэВ (миллиона электрон-вольт), например примерно от 0,5 примерно до 1,5 МэВ или примерно от 0,7 примерно до 1,25 МэВ. В некоторых вариантах осуществления электроны, используемые для обработки материала биомассы, могут иметь средние энергии 0,05 с или более (например, 0,10 с или более, 0,2 с или более, 0,3 с или более, 0,4 с или более, 0,5 с или более, 0,6 с или несколько, 0,7 с или более, 0,8 с или более, 0,9 с или более, 0,99 с или более, 0,9999 с или более), где с соответствует скорости света в вакууме. Устройства для облучения пучками электронов могут поставляться коммерчески Ion Beam Applications, Louvain-la-Neuve, Belgium или Titan Corporation, San Diego, CA. Типичные энергии электрона могут составлять 1, 2, 4,5, 7,5 или 10 МэВ. Типичная мощность устройства для облучения пучком электронов может составлять 1, 5, 10, 20, 50, 100, 250 или 500 кВт. Эффективность деполимеризации суспензии сырьевых материалов зависит от энергии используемых электронов и применяемой дозы, в то время как время экспонирования зависит от мощности и дозы. Типичные дозы могут иметь значения 1, 5, 10, 20,- 12022274 50, 100 или 200 кГр. Выигрыш при рассмотрении параметров мощности устройства для облучения пучком электронов включает стоимость работы, капитальные затраты, малый износ и малую площадь, занимаемую устройством. Выигрыш при рассмотрении уровней доз при экспонировании для облучения электронным пучком может представлять собой стоимость энергии и вопросы окружающей среды, безопасности и здоровья (ESH). Выигрыш при рассмотрении энергии электронов включает стоимость энергии; здесь, более низкая энергия электронов может быть преимущественной при ускорении деполимеризации определенных суспензий сырьевых материалов (см., например, Bouchard, et al., Cellulose (2006), 13: 601-610). Может быть преимущественным осуществление двухзаходного облучения электронным пучком для обеспечения более эффективного процесса деполимеризации. Например, устройство для транспортировки сырьевых материалов может направлять сырьевые материалы (в сухой или суспендированной форме) под ним и в направлении, обратном к начальному направлению транспортировки. Двухзаходные системы могут позволить переработку более густых суспензий сырьевых материалов и могут обеспечить более однородную деполимеризацию по толщине суспензии сырьевых материалов. Устройство для облучения пучком электронов может производить либо фиксированный пучок, либо сканирующий пучок. Сканирующий пучок может быть преимущественным для большой длины сканирования и высоких скоростей сканирования, поскольку это эффективно заменяло бы большую ширину фиксированного пучка. Кроме того, являются доступными доступные значения ширины сканирования 0,5, 1, 2 м или более. Пучки ионных частиц. Частицы более тяжелые, чем электроны, могут использоваться для облучения углеводов или материалов, которые содержат углеводы, например целлюлозных материалов, лигноцеллюлозных материалов, крахмальных материалов или смесей этих и других материалов, описанных в настоящем документе. Например, могут использоваться протоны, ядра гелия, ионы аргона, ионы кремния, ионы неона, ионы углерода, ионы фосфора, ионы кислорода или ионы азота. В некоторых вариантах осуществления частицы тяжелее, чем электроны, могут вызывать большие количества расщеплений цепей. В некоторых случаях положительно заряженные частицы могут вызывать большие количества расщеплений цепей, чем отрицательно заряженные частицы, благодаря их кислотности. Более тяжелые пучки частиц можно генерировать, например, с использованием линейных ускорителей или циклотронов. В некоторых вариантах осуществления энергия каждой частицы в пучке составляет примерно от 1,0 МэВ/атомная единица примерно до 6000 МэВ/атомная единица, например примерно от 3 МэВ/атомная единица примерно до 4800 МэВ/атомная единица или примерно от 10 МэВ/атомная единица примерно до 1000 МэВ/атомная единица. Обработка ионным пучком подробно обсуждается в предварительной заявке на патенте США, серийный 12/417699. Электромагнитное излучение. В вариантах осуществления, в которых осуществляется облучение электромагнитным излучением,электромагнитное излучение может иметь, например, энергию на один фотон (в электрон-вольтах) больше чем 102 эВ, например больше чем 103, 104, 105, 106 или даже больше чем 107 эВ. В некоторых вариантах осуществления электромагнитное излучение имеет энергию на фотон в пределах между 104 и 107, например между 105 и 106 эВ. Электромагнитное излучение может иметь частоту, например, больше чем 1016 Гц, больше чем 1017, 1018, 1019, 1020 или даже больше чем 1021 Гц. В некоторых вариантах осуществления электромагнитное излучение имеет частоту в пределах между 1018 и 1022 Гц, например между 1019 и 1021 Гц. Сочетания различных видов обработки излучением. В некоторых вариантах осуществления используется два или более источников излучения, например два или более ионизирующих излучений. Например, образцы могут обрабатываться, в любом порядке, пучком электронов, а затем гамма-излучением и УФ-светом, имеющим длины волн примерно от 100 примерно до 280 нм. В некоторых вариантах осуществления образцы обрабатываются тремя источниками ионизирующего излучения, такими как пучок электронов, гамма-излучение и УФ-свет высоких энергий. Гашение и контролируемая функционализация биомассы. После обработки одним или несколькими ионизирующими излучениями, такими как фотонное излучение (например, рентгеновское излучение или гамма-излучение), излучение электронного пучка или частицы тяжелее, чем электроны, которые заряжены положительно или отрицательно (например, протоны или ионы углерода), любые смеси углеводосодержащих материалов и неорганических материалов,описанные в настоящем документе, становятся ионизированными; т.е. они содержат радикалы при уровнях, которые детектируются с помощью спектрометра электронного парамагнитного резонанса. Современный практический предел детектирования радикалов составляет примерно 1014 спинов при комнатной температуре. После ионизации любой материал биомассы, который ионизируется, может гаситься для понижения уровня радикалов в ионизированной биомассе, например, так, что радикалы больше не детектируются с помощью спектрометра электронного парамагнитного резонанса. Например, радикалы могут гаситься посредством приложения к биомассе достаточного давления и/или посредством использования текучей среды в контакте с ионизированной биомассой, такой как газ или жидкость, которая взаимодействует с радикалами (гасит их). Использование газа или жидкости для, по меньшей мере, облегчения гашения радикалов также позволяет оператору контролировать функционализацию ионизированной биомассы для получения желаемого количества характера функциональных групп, таких как группы карбоновых кислот, енольные группы, альдегидные группы, нитрогруппы, нитрильные группы,аминогруппы, алкиламиногруппы, алкильные группы, хлоралкильные группы или хлорфторалкильные группы. В некоторых случаях такое гашение может улучшить стабильность некоторых из ионизированных материалов биомассы. Например, гашение может улучшить стойкость биомассы по отношению к окислению. Функционализация посредством гашения также может улучшить растворимость любой биомассы, описанной в настоящем документе, может улучшить ее тепловую стабильность, что может быть важным при производстве композитов, и может улучшить утилизацию материала различными микроорганизмами. Например, функциональные группы, придаваемые материалу биомассы посредством гашения, могут действовать в качестве рецепторных сайтов для присоединения микроорганизмов, например,для усиления гидролиза целлюлозы с помощью различных микроорганизмов. Если ионизированная биомасса остается в атмосфере, она будет окисляться, например, до той степени, посредством взаимодействия с атмосферным кислородом, что генерируются группы карбоновых кислот. В некоторых случаях и для некоторых материалов, такое окисление является желательным, поскольку оно может способствовать дополнительному уменьшению молекулярной массы углеводосодержащей биомассы, и группы окисления, например, группы карбоновых кислот, в некоторых случаях, могут быть полезными для растворимости и утилизации микроорганизмами. Однако, поскольку радикалы могут "жить" в течение некоторого времени после облучения, например, более 1 дня, 5 дней, 30 дней, 3 месяцев, 6 месяцев или даже больше 1 года, свойства материала будут продолжать изменяться со временем, что в некоторых случаях может быть нежелательным. Детектирование радикалов в облученных образцах с помощью спектроскопии электронного парамагнитного резонанса и времена жизни радикалов в таких образцах обсуждаются в Bartolotta et al., Physics in Medicine and Biology, 46 (2001), 461-471 и в Bartolotta et al., Radiation Protection Dosimetry, Vol. 84,Nos. 1-4, p. 293-296 (1999), содержание каждой из которых включено в настоящий документ в качестве ссылки. Обработка ультразвуком, пиролиз, окисление. Одна или несколько последовательностей обработки ультразвуком, пиролиза и/или окислительной переработки могут использоваться для переработки сырых сырьевых материалов из разнообразных различных источников для извлечения полезных веществ из сырьевых материалов и для получения частично деградированного органического материала, который функционирует в качестве сырьевых материалов для дополнительных стадий и/или последовательностей переработки. Такая переработка может уменьшить молекулярную массу и/или кристалличность сырьевых материалов и биомассы, например,одного или нескольких источников углеводов, таких как целлюлозные или лигноцеллюлозные материалы или крахмальные материалы. Эти способы описаны подробно в предварительной заявке на патент США, серийный 12/429045. Другие способы. Паровое дутье может использоваться само по себе, без каких-либо способов, описанных в настоящем документе, или в сочетании с любыми способами, описанными в настоящем документе. Любая технология переработки, описанная в настоящем документе, может использоваться при давлении выше или ниже нормального атмосферного давления в атмосфере Земли. Например, любой способ, который использует облучение, обработку ультразвуком, окисление, пиролиз, паровое дутье или сочетания любых из этих способов для получения материалов, которые содержат углеводы, может осуществляться при высоком давлении, что может повысить скорости реакций. Например, любой способ или сочетание способов может осуществляться при давлении большем чем примерно 25 МПа, например большем чем 50, 75, 100, 150, 200, 250, 350, 500, 750, 1000 МПа или большем чем 1500 МПа. Первичные способы и последующая переработка. Материалы, обрабатываемые с использованием любых способов, описанных в настоящем документе, могут затем подвергаться воздействию других способов, например, первичных способов, таких как ферментация и газификация, и/или стадий последующей переработки, таких как дистилляция, переработка сточных вод, сжигание отходов и т.п. Такие способы подробно описаны в предварительных заявках на патенты, которые включаются в настоящий документ в качестве ссылок, например, в 12/429045. Продукты/побочные продукты. При использовании таких первичных способов и/или последующей переработки, обработанная биомасса может преобразовываться в один или несколько продуктов, например спирты, например метанол, этанол, пропанол, изопропанол, бутанол, например н-, втор- или трет-бутанол, этиленгликоль, пропиленгликоль, 1,4-бутандиол, глицерин или смеси этих спиртов; органические кислоты, такие как муравьиная кислота, уксусная кислота, пропионовая кислота, масляная кислота, валериановая кислота, капроновая кислота, пальмитиновая кислота, стеариновая кислота, щавелевая кислота, малоновая кислота,- 14022274 янтарная кислота, глутаровая кислота, олеиновая кислота, линолевая кислота, гликолевая кислота, молочная кислота, -гидроксимасляная кислота или смеси этих кислот; пищевые продукты; корм для животных; фармацевтические препараты или пищевые добавки. Побочные продукты, которые могут быть получены, включают лигниновый остаток. Материалы. Неорганические материалы. В некоторых вариантах осуществления неорганический материал представляет собой или включает металл или металлический сплав. Например, металл может включать основной металл, такой как железо,никель, свинец, медь или цинк, железистый металл, такой как ковкое железо или чугун, драгоценный металл, такой как тантал, золото, платина или родий, благородный металл, такой как рутений, родий,палладий, осмий, иридий или платина, или переходной металл, например элементы 21-30 (включительно), 39-48 (включительно), 71-80 (включительно) и 103-112 из периодической таблицы элементов. В конкретных вариантах осуществления неорганический материал представляет собой или включает металлический сплав, такой как бинарный или тернарный сплав. В конкретных вариантах осуществления сплав представляет собой или включает сталь, латунь, бронзу, дюралюминий, хастэллой, сплав AlLi, сплав алнико, сплав намбе, сплав силумин, АА-8000 и сплав магналий. В одном из вариантов осуществления неорганический материал представляет собой или включает алюминий, такой как отходы упаковки, которая содержит слой алюминия. В других вариантах осуществления неорганический материал представляет собой или включает металлическое соединение, такое как неорганическое соединение железа или кобальта, например неорганическое соединение железа или кобальта, в котором железо или кобальт находятся в состоянии окисления 2+ или 3+. Примеры таких соединений железа представляют собой аммоний железо(II) сульфат гексагидрат, раствор аммония железа (II) сульфата, аммоний железо (III) сульфат додекагидрат, аммоний железо (III) сульфат, железо (II) сульфат гептагидрат, железо (II) сульфат гидрат, раствор сульфата железа(II) и железо (III) сульфат гидрат. В других вариантах осуществления неорганический материал представляет собой или включает огнеупорный материал, такой как кислотный, нейтральный или основной огнеупорный материал. Примеры кислотных огнеупорных материалов включают циркон, шамот и диоксид кремния. Примеры нейтральных огнеупорных материалов включают оксид алюминия, хромит, карбид кремния, углерод и мулитит. Примеры основных огнеупорных материалов включают доломит или магнезит. В других вариантах осуществления неорганический материал включает керамику, такую как оксид,карбид, борид, нитрид, силицид или каолин (например, природный, нейтральный, кислотный, основной или отбеленный). Например, оксид может представлять собой оксид алюминия, например кремнезем,оксид циркония, оксид кремния, оксид цинка или оксид титана, например диоксид титана. В некоторых вариантах осуществления неорганическая добавка содержит в пределах между примерно 0,25 и примерно 25 мас.% воды в ней и/или на ней. В одном из конкретных вариантов осуществления неорганический материал содержит воду гидратирования, которая может покидать неорганический материал при повышенных температурах, например гидратированный оксид алюминия. Другие примеры пригодных для использования неорганических материалов включают карбонат кальция, арагонитовую глину, орторомбические глины, кальцитную глину, ромбоэдрические глины, бентонитную глину, дикальций фосфат, безводный дикальций фосфат, дикальций фосфат дигидрат, трикальций фосфат, кальций пирофосфат, нерастворимый натрий метафосфат, преципитированный карбонат кальция, магний ортофосфат, тримагний фосфат, гидроксиапатиты, синтетические апатиты, гидратированный ксерогель диоксида кремния, алюмосиликатные комплексы металлов, натрий-алюминий силикаты, силикат циркония, песок, стекло, камень, скальную породу, монтмориллонит и сланец. В некоторых вариантах осуществления неорганический материал имеет температуру плавления больше чем примерно 400C, например больше чем примерно 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400,1600, 1800, 2000, 2200, 2400, 2600 или даже больше чем 2800C. В других случаях неорганические материалы не имеют или не включают материалов, имеющих температуру плавления. В некоторых случаях неорганический материал имеет удельную теплоемкость Cp меньше чем примерно 1,5 Дж/гК, например меньше чем примерно 1,25, 1,0, 0,75, 0,50, 0,25 или даже меньше чем примерно 0,1 Дж/гК. В различных примерах неорганический материал может иметь удельную теплоемкость Ср в пределах между примерно 1,25 и примерно 0,2 Дж/гК, например между примерно 1,15 и примерно 0,25 или между примерно 0,85 и 0,30 Дж/гК. Неорганический материал может иметь теплопроводность в пределах между примерно 0,004 и примерно 450 Вт/мК, между примерно 0,04 и примерно 250 Вт/мК, между примерно 0,1 и примерно 150 Вт/мК или между примерно 0,25 и примерно 50 Вт/мК. Неорганический материал может иметь плотность больше чем примерно 1,5 г/см 3, например больше чем примерно 2,0, 2,5, 3,0, 5,0, 7,0, 8,0, 9,0, 12,0, 15,0, 18,0 или даже больше чем 20,0 г/см 3. Неорганический материал может иметь плотность в пределах между больше чем примерно 3,5 г/см 3 и примерно 20,0 г/см 3, между примерно 4,0 г/см 3 и примерно 18 г/см 3 или между примерно 4,5 г/см 3 и примерно 13 г/см 3. В некоторых случаях неорганический материал представляет собой или включает частицы, которые являются, по существу, сферическими по форме и которые имеют средний размер частиц, например,диаметр, который находится в пределах примерно от 0,1 примерно до 100 мкм, примерно от 0,25 примерно до 75 мкм или примерно от 0,5 примерно до 50 мкм. В некоторых случаях размер частиц может находиться в пределах примерно от 10 примерно до 1000 мм. Частицы могут также находиться в форме волокон, пластин или иметь другую морфологию. Частицы могут иметь площадь поверхности, например,примерно от 0,5 до 500 м 2/г. Для доведения до максимума эффекта неорганической добавки сочетание может иметь в пределах примерно от 0,05 примерно до 35 мас.% неорганического материала, например в пределах примерно от 0,1 примерно до 20 мас.% неорганического материала или в пределах примерно от 0,5 и примерно 10 мас.% неорганического материала. Материалы биомассы. Как правило, любой материал биомассы, который представляет собой или включает углевод, состоит полностью из одной или нескольких сахаридных единиц или который включает одну или несколько сахаридных единиц, может перерабатываться с помощью любого из способов, описанных в настоящем документе. Например, материал биомассы может быть целлюлозным, лигноцеллюлозным, представлять собой крахмал или сахара. Например, такие материалы могут включать волокнистые материалы, такие как бумага, бумажная продукция, древесина, родственные древесине материалы, древесно-стружечная плита, травы, рисовая шелуха, жмых, хлопок, джут, пенька, лен, бамбук, сизаль, абака, солома, кукурузные кочерыжки, рисовая шелуха, кокосовое волокно, водоросли, морские водоросли, хлопок, синтетические целлюлозы или смеси любых из них. В некоторых случаях биомасса представляет собой микробный материал. Микробные источники включают, но не ограничиваясь этим, любой встречающийся в природе или генетически модифицированный микроорганизм или организм, который содержит или способен создавать источник углеводов(например, целлюлозу), например протисты (например, животные (например, протозоа, такие как жгутиковые, амебоидные, инфузории и споровики) и растения (например, водоросли, такие как альвеолаты,хлорарахниофиты, криптомонады, евглениды, галукофиты, гаптофиты, красные водоросли, страминопилы, Viridaeplantae, морские водоросли, планктон (например, макропланктон, мезопланктон, микропланктон, нанопланктон, пикопланктон и фемптопланктон), фитопланктон, бактерии (например, грамположительные бактерии, грамотрицательные бактерии и экстремофилы), дрожжи и/или их смеси. В некоторых случаях микробная биомасса может быть получена из природных источников, например из океана,озер, масс воды, например соленой воды или пресной воды, или на суше. Альтернативно или в дополнение к этому, микробная биомасса может быть получена из систем культур, например крупномасштабных сухих и влажных систем культур. Другие материалы биомассы обсуждаются в предварительных заявках на патент США, включенных в качестве ссылок в настоящий документ, выше. Другие варианты осуществления Облучение низкими дозами и композиты. Хотя облучение обсуждалось выше в основном в контексте уменьшения молекулярной массы и кристалличности биомассы, в некоторых вариантах осуществления относительно низкие дозы излучения могут поперечно сшивать, прививать или иным образом увеличивать молекулярную массу углеводосодержащего материала. Такой материал, имеющий повышенную молекулярную массу, может быть пригодным для использования, например, при получении композита, имеющего улучшенные механические свойства, такие как абразивная стойкость, прочность при сжатии, стойкость к трещинообразованию,ударная прочность, модуль упругости при разрыве, модуль изгиба и удлинение при разрыве. Такой материал, имеющий повышенную молекулярную массу, может быть пригодным для использования при получении композиции. Формирование композитов описано в WO 2006/102543, и в предварительных заявках на патенты США серийные 12/417720 и 12/429045. Альтернативно, материал, например волокнистый материал, который содержит первый целлюлозный и/или лигноцеллюлозный материал, имеющий первую молекулярную массу в смеси с неорганическим материалом, может объединяться со смолой, с получением композита, а затем композит может облучаться относительно низкой дозой излучения с тем, чтобы получить второй целлюлозный и/или лигноцеллюлозный материал, имеющий вторую молекулярную массу, более высокую, чем первая молекулярная масса. Например, если в качестве источника излучения используют гамма-излучение, может применяться доза примерно от 1 примерно до 10 Мрад. Использование этого подхода увеличивает молекулярную массу материала в то время, когда он находится в матрице смолы. В некоторых вариантах осуществления смола представляет собой поперечно сшиваемую смолу и как таковая она поперечно сшивается, когда молекулярная масса углеводосодержащего материала увеличивается, это может создавать синергическое воздействие для придания преимущественных механических свойств композиту. Обработка углеводородосодержащих материалов. В некоторых вариантах осуществления способы и системы, описанные в настоящем документе, мо- 16022274 гут использоваться для переработки углеводородосодержащих материалов, таких как битуминозные или нефтеносные пески, нефтяные сланцы, сырая нефть (например, тяжелая сырая нефть и/или легкая сырая нефть), битум, уголь, например торф, лигнит, суббитуминозный, битуминозный и антрацитовый уголь,нефтяные газы (например, метан, этан, пропан, бутан, изобутан), сжиженный природный и/или синтетический газ, асфальт и другие природные материалы, которые включают различные типы углеводородов. Например, установка для переработки углеводородосодержащих материалов принимает загрузку сырого материала. Сырой материал может доставляться непосредственно из шахты, например, с помощью системы конвейерных лент и/или рельсового транспорта, а в определенных вариантах осуществления установка для переработки может строиться относительно близко к шахте или даже над ней. В некоторых вариантах осуществления сырой материал может транспортироваться в установку для переработки с помощью рельсовых грузовых вагонов или другой моторизированной транспортной системы и/или перекачиваться в установку для переработки через трубопровод. Когда сырой материал поступает в установку для переработки, сырой материал может измельчаться механически и/или химически с получением сырьевых материалов. В качестве одного из примеров, сырой материал может содержать материал, полученный из нефтяных песков и содержащий асфальтовый битум. Затем битум может перерабатываться в один или несколько продуктов углеводородов с использованием способов, описанных в настоящем документе, например посредством смешивания битума с неорганическим материалом, как описано в настоящем документе, и облучения смеси. В некоторых вариантах осуществления материал нефтяных песков может извлекаться из поверхностных разработок, таких как открытые карьеры. В определенных вариантах осуществления материал подповерхностных нефтяных песков может извлекаться с использованием способов флотации в горячей воде, которые удаляют нефть с частиц песка, а затем, добавления нафты, чтобы позволить перекачку нефти в установку для переработки. Например, для переработки битума из нефтяных песков, одна или несколько из технологий, описанных в настоящем документе, могут использоваться перед какими-либо стадиями механического измельчения, после одной или нескольких стадий механического измельчения, перед крекингом, после крекинга и/или перед гидропереработкой и после гидропереработки. В качестве другого примера, для переработки нефтяного сланца, одна или несколько технологий, описанных в настоящем документе, могут использоваться перед одной из стадий испарения и очистки, обсуждаемых выше, или перед ними обеими. Продукты, полученные из сырых материалов на основе углеводородов, могут обрабатываться снова с помощью любого сочетания технологий, перед транспортировкой продуктов из установки для переработки (например, либо с помощью моторизованного транспорта, либо через трубопровод). Технологии, описанные в настоящем документе, могут применяться для переработки сырого и/или промежуточного материала в сухой форме, в растворе или суспензии, или в газообразной форме (например, для переработки паров углеводородов при повышенной температуре). Растворимость сырых или промежуточных продуктов в растворах и суспензиях может контролироваться посредством селективного добавления одного или нескольких агентов, таких как кислоты, основания, окисляющие агенты, восстанавливающие агенты и соли. Как правило, способы, описанные в настоящем документе, могут использоваться для инициирования и/или поддержания взаимодействия сырых и/или промежуточных углеводородосодержащих материалов, извлечения промежуточных материалов из сырых материалов (например,извлечения углеводородных компонентов из других твердых или жидких компонентов), распределения сырых и/или промежуточных материалов и выделения промежуточных материалов из сырых материалов(например, отделения углеводородосодержащих компонентов от других компонентов твердой матрицы для увеличения концентрации, и/или чистоты, и/или гомогенности углеводородных компонентов). В дополнение к этому, для переработки сырых или промежуточных материалов, либо до либо после облучения, могут использоваться микроорганизмы. Соответствующие микроорганизмы включают различные типы бактерий, дрожжей и их смеси, как описано ранее. Установка для переработки может оборудоваться для удаления вредных побочных продуктов, которые возникают в результате переработки сырых или промежуточных материалов, включая газообразные продукты, которые являются вредными для обслуживающего персонала, и химических побочных продуктов, которые являются вредными для людей и/или различных микроорганизмов. В некоторых вариантах осуществления использование одной или нескольких из технологий, описанных в настоящем документе, приводит к уменьшению молекулярной массы одного или нескольких компонентов сырого или промежуточного материала, который перерабатывается. В результате, из одного или нескольких углеводородных веществ с более высокой молекулярной массой могут быть получены различные углеводородные вещества с более низкой молекулярной массой. В определенных вариантах осуществления использование одной или несколько из технологий, описанных в настоящем документе,приводит к увеличению молекулярной массы одного или нескольких компонентов сырого или промежуточного материала, который перерабатывается. Например, различные технологии, описанные в настоящем документе, могут вызывать образование связей между молекулами компонентов, приводя к образованию увеличенных количеств определенных продуктов, и даже к получению новых продуктов с более высокой молекулярной массой. В дополнение к углеводородным продуктам, и различные другие соеди- 17022274 нения могут извлекаться из сырых материалов, включая соединения на основе азота (например, аммиак),соединения на основе серы и силикаты и другие соединения на основе кремния. В определенных вариантах осуществления один или несколько продуктов, извлеченных из сырых материалов, могут сжигаться для генерирования технологического тепла для нагрева воды, сырых или промежуточных материалов,для генерирования электрической энергии или для других применений. В некоторых вариантах осуществления переработка сырых и/или промежуточных материалов посредством смешивания с неорганическим материалом и облучение смеси может приводить к улучшениям в эффективности других стадий переработки (и даже к их устранению). Например, переработка материалов нефтяных песков (включая битум) с использованием одной или нескольких из технологий, описанных в настоящем документе, может приводить к более эффективному крекингу и/или гидрообработке битума. В качестве другого примера, переработка нефтяных сланцев может приводить к более эффективному извлечению разнообразных продуктов, включая сланцевую нефть и/или сланцевый газ из нефтяных сланцев. В определенных вариантах осуществления такие стадии, как крекинг или испарение, могут даже быть не нужны, если технологии, описанные в настоящем документе, используются сначала для обработки сырого материала. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления посредством обработки сырых и/или промежуточных материалов, продукты могут быть сделаны более растворимыми в определенных растворителях, при подготовке для последующих стадий переработки в растворе (например, для парового дутья, для обработки ультразвуком). Улучшение растворимости продуктов может улучшить эффективность следующих далее стадий обработки на основе раствора. Посредством улучшения эффективности других стадий переработки (например, крекинга и/или гидрообработки битума, выпаривания нефтяных сланцев), общая энергия, потребляемая при переработке сырых материалов, может быть уменьшена, делая извлечение и переработку сырых материалов экономически возможными. В определенных вариантах осуществления ионные пучки могут быть особенно эффективными при переработке сырых углеводородосодержащих материалов. Например, благодаря способности ионных пучков инициировать как реакции полимеризации, так и реакции деполимеризации, для поглощения тепла в облученном материале и для распыления или иным образом вытеснения атомов облученного материала, углеводородные материалы, такие как нефтяные пески, нефтяные сланцы, сырая нефть, асфальт и другие материалы, могут обрабатываться для улучшения дополнительных стадий переработки для этих материалов и/или для извлечения полезных продуктов из материалов. Продукты, полученные от переработки углеводородосодержащих материалов, могут включать одно или несколько соединений, пригодных для использования в качестве топлив. Топливные соединения могут использоваться на месте (например, сжигаться для генерирования электрической энергии) и/или могут транспортироваться в другую установку для хранения и/или использования. Переработка сырой нефти. Способы и системы, описанные в настоящем документе, могут использоваться для переработки сырой нефти, в дополнение к обычным технологиям нефтепереработки или в качестве альтернативы к ним. В частности, способы обработки ионным пучком - сами по себе или в сочетании с любыми другими способами, описанными в настоящем документе - могут использоваться для низкотемпературного крекинга,риформинга, функционализации нефти и для других способов. Как правило, переработка сырой нефти и/или ее компонентов с использованием способов, описанных в настоящем документе (включая, например, обработку ионным пучком, саму по себе или в сочетании с одним или несколькими другими способами), может использоваться для модификации молекулярных масс, химических структур, вязкости, растворимости, плотностей, давлений паров и других физических свойств обрабатываемых материалов. Типичные ионы, которые могут использоваться для обработки сырой нефти и/или ее компонентов, могут включать протоны, ионы углерода, ионы кислорода и любые другие типы ионов, описанные в настоящем документе. В дополнение к этому, ионы, используемые для обработки сырой нефти и/или ее компонентов, могут включать ионы металлов; в частности, ионы металлов, которые катализируют определенные процессы нефтепереработки (например, каталитический крекинг), могут использоваться для обработки сырой нефти и/или ее компонентов. Иллюстративные ионы металлов включают, но не ограничиваясь этим, ионы платины, ионы палладия, ионы иридия, ионы родия, ионы рутения, ионы алюминия, ионы рения, ионы вольфрама и ионы осмия. В некоторых вариантах осуществления может использоваться множество стадий экспонирования для ионов. Первое экспонирование для ионов может использоваться для обработки сырой нефти (или ее компонентов) для осуществления первого изменения одного или нескольких параметров из молекулярной массы, химической структуры, вязкости, плотности, давления паров, растворимости и других свойств. Затем одно или несколько дополнительных экспонирований для ионов могут использоваться для осуществления дополнительных изменений свойств. В качестве одного из примеров, первое экспонирование для ионов может использоваться для преобразования значительной доли одного или нескольких высококипящих, тяжелых компонентов в соединения с более низкой молекулярной массой и с более низкой температурой кипения. Затем одно или несколько дополнительных экспонирований для ионов могут использоваться для того, чтобы вызвать осаждение остающихся количеств тяжелых компонентов из смеси компонентов. Как правило, может осуществляться большее количество различных протоколов переработки, в соответствии с композицией и физическими свойствами сырьевых материалов. В определенных вариантах осуществления множество экспонирований для ионов может включать экспонирование только для одного типа ионов. В некоторых вариантах осуществления множество экспонирований для ионов может включать экспонирование для нескольких типов ионов. Ионы могут иметь одинаковые заряды, или различные величины и/или знаки заряда. В некоторых вариантах осуществления сырая нефть и/или ее компоненты могут функционализироваться во время экспонирования для пучков ионов. Например, композиция одного или нескольких ионных пучков может выбираться для облегчения добавления конкретных функциональных групп к определенным компонентам (или ко всем компонентам) сырьевых материалов сырой нефти. Один или несколько функционализирующих агентов (например, аммиак) могут добавляться к сырьевым материалам для введения конкретных функциональных групп. Посредством функционализации сырой нефти и/или ее компонентов, ионная подвижность внутри функционализированных соединений может увеличиваться(приводя к более эффективному проникновению ионов во время экспонирования), и их физические свойства, такие как вязкость, плотность и растворимость сырой нефти и/или ее компонентов, могут изменяться. Посредством изменения одного или нескольких физических свойств сырой нефти и/или компонентов сырой нефти, могут регулироваться эффективность и селективность следующих далее стадий переработки, и могут контролироваться доступные потоки продуктов. Кроме того, функционализация сырой нефти и/или компонентов сырой нефти может приводить к улучшению эффективности активирования катализаторов, используемых на последующих стадиях переработки. Как правило, способы, описание в настоящем документе - включая экспонирование сырой нефти и компонентов сырой нефти для ионных пучков - могут осуществляться до, во время или после любой из других стадий переработки, описанных в настоящем документе, и/или до, во время, или после любых других стадий, которые используются для переработки сырой нефти. Способы, описанные в настоящем документе, могут также использоваться после завершения переработки и/или до начала переработки. В определенных вариантах осуществления способы, описанные в настоящем документе, включая экспонирование для ионных пучков, могут использоваться для переработки сырой нефти даже во время извлечения сырой нефти из нефтяных полей. В некоторых вариантах осуществления, когда сырая нефть и/или ее компоненты экспонируются для одного или нескольких ионных пучков, экспонируемый материал также может экспонироваться для одного или нескольких газов, одновременно с экспонированием для ионных пучков. Определенные компоненты сырой нефти, такие как компоненты, которые содержат ароматические кольца, могут быть относительно более стабильными при экспонировании для ионных пучков, чем неароматические компоненты. Как правило, например, экспонирование для ионного пучка приводит к образованию из углеводородов реакционноспособных промежуточных соединений, таких как радикалы. Углеводороды могут затем взаимодействовать с другими менее реакционноспособными углеводородами. Для уменьшения средней молекулярной массы экспонируемого материала, реакции между реакционноспособными продуктами и менее реакционноспособными углеводородами, приводят к разрушению молекулярных связей, с получением фрагментов с меньшей молекулярной массой из молекул с более длинными цепями. Однако более стабильные реакционноспособные промежуточные соединения (например, промежуточные соединения ароматических углеводородов) могут и не взаимодействовать с другими углеводородами, и могут даже подвергаться полимеризации, приводящей к образованию соединений с более высокой молекулярной массой. Для уменьшения степени полимеризации сырой нефти и/или компонентов сырой нефти, экспонируемых для ионных пучков, во время экспонирования для ионных пучков могут вводиться один или несколько гасителей радикалов. Гасители радикалов могут присоединяться к активным центрам реакционноспособных промежуточных соединений, предотвращая повторное образование химических связей,которые разрушаются падающими ионами. Пригодные для использования гасители радикалов включают доноры водорода, такие как газообразный водород. В определенных вариантах осуществления реакционноспособные соединения могут вводиться во время экспонирования в ионных пучках для дополнительного ускорения деградации сырой нефти и/или компонентов сырой нефти. Реакционноспособные соединения могут способствовать различным реакциям деградации (например, разрыва связей), приводя к уменьшению молекулярной массы экспонируемого материала. Иллюстративное реакционноспособное соединение представляет собой озон, который может вводиться непосредственно как газ или генерироваться in situ посредством приложения высокого напряжения к кислородосодержащему подаваемому газу (например, к газообразному кислороду, воздуху) или посредством экспонирования кислородосодержащего подаваемого газа для ионного пучка и/или электронного пучка. В некоторых вариантах осуществления экспонирование для ионных пучков сырой нефти и/или компонентов сырой нефти в присутствии текучей среды, такой как газообразный кислород или воздух, может приводить к образованию газообразного озона, что также способствует деградации экспонируемого материала. До и/или после дистилляции в установке для переработки сырая нефть и/или ее компоненты могут подвергаться другим различным способам переработки с целью очистки компонентов и/или преобразо- 19022274 вания компонентов в другие продукты, например, каталитическому крекингу, алкилированию, каталитическому риформингу и изомеризации, и каталитическому гидрокрекингу. Способы, описанные в настоящем документе, могут встраиваться в такие способы переработки, если это желательно. Например, способы, описанные в настоящем документе, могут использоваться до, во время и/или после каталитического крекинга для обработки компонентов сырой нефти. В частности, экспонирование в ионном пучке (само по себе или в сочетании с другими способами) может использоваться для предварительной обработки сырьевых материалов перед инжекцией в райзер, для обработки углеводородов(включая пары углеводородов) во время крекинга и/или для обработки продуктов способа каталитического крекинга. Катализаторы крекинга, как правило, включают материалы, такие как обработанные кислотами природные алюмосиликаты, аморфные синтетические сочетания диоксид кремния - оксид алюминия, и катализаторы на основе кристаллического синтетического диоксида кремния - оксида алюминия (например, цеолиты). Во время способа каталитического крекинга, компоненты сырой нефти могут экспонироваться для ионов из одного или нескольких ионных пучков для увеличения эффективности этих катализаторов. Например, компоненты сырой нефти могут экспонироваться для одного или нескольких различных типов ионов металлов, которые улучшают активность катализатора посредством участия в каталитических реакциях. Альтернативно или в дополнение к этому, компоненты сырой нефти можно подвергать воздействию ионов, которые вычищают типичные яды катализаторов, такие как соединения азота,железо, никель, ванадий и медь, для обеспечения высокой эффективности катализатора. Кроме того, ионы могут взаимодействовать с коксом, который образуется на поверхности катализатора, для удаления кокса (например, с помощью способов, таких как распыление, и/или посредством химических реакций),во время либо крекинга, либо регенерации катализатора. Способы, описанные в настоящем документе, могут использоваться до, во время и/или после алкилирования для обработки компонентов сырой нефти. В частности, экспонирование в ионных пучках (само по себе или в сочетании с другими способами) во время алкилирования может способствовать реакции добавления между олефинами и изопарафинами. В некоторых вариантах осуществления экспонирование в ионных пучках компонентов сырой нефти может уменьшить или даже устранить необходимость в катализаторах на основе серной кислоты и/или фтористоводородной кислоты, уменьшая стоимость и опасную природу способа алкилирования. Типы ионов, величина экспонирования для ионных пучков,продолжительность экспонирования и ток ионного пучка могут регулироваться для предпочтительного ускорения реакций добавления 1+1 между олефинами и изопарафинами и для замедления осуществления обширных реакций полимеризации. В способах каталитического риформинга молекулярные структуры углеводородов перегруппируются с образованием высокооктановых ароматических соединений, с получением бензина; осуществляется относительно небольшой крекинг. Во время риформинга главные реакции, которые приводят к образованию ароматических соединений, представляют собой дегидрирование нафтенов и дегидроциклизацию парафинов. Способы, описанные в настоящем документе, могут использоваться до, во время и/или после каталитического риформинга для обработки компонентов сырой нефти. В частности, экспонирование в ионных пучках (само по себе или в сочетании с другими способами) может использоваться для инициирования и поддержания реакций дегидрирования нафтенов и/или реакций дегидроциклизации парафинов с получением ароматических углеводородов. Одно или множество воздействий на компоненты сырой нефти одного или нескольких различных типов ионов могут использоваться для улучшения выхода каталитического риформинга. Например, в определенных вариантах осуществления реакции дегидрирования и/или реакции дегидроциклизации происходят посредством первоначального отщепления водорода. Экспонирование в отрицательно заряженных основных ионах может увеличить скорость, с которой осуществляется такое отщепление, что способствует повышению эффективности реакций дегидрирования и/или реакций дегидроциклизации. В некоторых вариантах осуществления реакции изомеризации могут происходить эффективно в кислой окружающей среде, и экспонирование в положительно заряженных кислых ионах (например, протонах) может увеличить скорость реакций изомеризации. Катализаторы, используемые при каталитическом риформинге, как правило, включают платину на носителе на основе оксида алюминия. Рений можно объединять с платиной для получения более стабильных катализаторов, которые делают возможной работу способа риформинга при более низком давлении. Без какого-либо желания ограничиваться теорией, предполагается, что платина служит каталитическим центром для реакций гидрирования и дегидрирования, а хлорированный оксид алюминия дает кислотный активный центр для реакций изомеризации, циклизации и гидрокрекинга. Как правило, активность катализатора понижается при осаждении кокса и/или потери хлорида с носителя из оксида алюминия. Восстановление активности катализатора можно осуществить посредством высокотемпературного окисления осажденного кокса, с последующим хлорированием носителя. В некоторых вариантах осуществления экспонирование в ионных пучках может улучшить эффективность способов каталитического риформинга посредством обработки материалов катализаторов во время и/или после осуществления реакций риформинга. Например, частицы катализатора могут экспонироваться для ионов, которые взаимодействуют с коксом, осажденным на поверхностях катализатора, и окисляют его, удаляя кокс и поддерживая/возвращая катализатор в активном состоянии/в активное состояние. Ионы могут также взаимодействовать непосредственно с неосажденным коксом в реакторе риформинга, предотвращая его осаждение на частицах катализатора. Кроме того, носитель на основе оксида алюминия может экспонироваться для ионов, выбранных соответствующим образом (например, для ионов хлора) для повторного хлорирования поверхности носителя. Поддерживая катализатор в активном состоянии в течение более продолжительного времени и/или счищая побочные продукты риформинга,экспонирование для ионных пучков может приводить к улучшению производительности и/или к уменьшению стоимости работы способов каталитического риформинга. Способы, описанные в настоящем документе, могут использоваться до, во время и/или после каталитического гидрокрекинга для обработки компонентов сырой нефти. В частности, экспонирование в ионных пучках (само по себе или в сочетании с другими способами) может использоваться для инициирования способов гидрирования и/или крекинга. Одно или множество воздействий компонентов сырой нефти с одним или несколькими различными типами ионов может использоваться для улучшения выхода гидрокрекинга посредством создания конкретных условий экспонирования для различных стадий способа. Например, в некоторых вариантах осуществления компоненты сырой нефти могут экспонироваться для гидридных ионов, чтобы способствовать процессу гидрирования. Способ крекинга может ускоряться посредством экспонирования компонентов для реакционноспособных ионов, таких как протоны и/или ионы углерода. В определенных вариантах осуществления экспонирование для ионных пучков может улучшить эффективность способов гидрокрекинга посредством обработки материалов катализатора во время и/или после осуществления крекинга. Например, частицы катализатора могут экспонироваться для ионов, которые взаимодействуют с осаждениями на поверхностях катализатора и окисляют их, удаляя осаждения и поддерживая/возвращая катализатор в активном состоянии/в активное состояние. Компоненты сырой нефти могут также экспонироваться для ионов, которые соответствуют некоторым или всем металлам,используемым для гидрокрекинга, включая платину, палладий, вольфрам и никель. Это экспонирование для каталитических ионов может увеличить общую скорость способа гидрокрекинга. Разнообразные другие процессы, которые осуществляют в ходе переработки сырой нефти, могут также быть улучшены или вытеснены способами, описанными в настоящем документе. Например, способы, описанные в настоящем документе, включая обработку ионными пучками компонентов сырой нефти, могут использоваться до, во время и/или после процессов переработки, таких как крекинг до кокса, термические виды обработки (включая термический крекинг), гидропереработка и полимеризация,для улучшения эффективности и общих выходов, и уменьшения отходов, генерируемых от таких процессов. Другие варианты осуществления находятся в рамках следующей далее формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ переработки биомассы с получением спирта, включающий облучение ускоренными частицами смеси, сформированной посредством сухого смешивания или совместного измельчения биомассы с неорганическим материалом, причем неорганический материал выбирают из группы, состоящей из огнеупорных материалов, керамики и их смесей; и преобразование биомассы в смеси в спирт с использованием фермента и/или микроорганизма. 2. Способ по п.1, в котором частицы включают электроны, ускоренные до скорости более чем 75% от скорости света. 3. Способ по п.1, в котором биомассу и неорганический материал совместно измельчают, при этом каждый из них охлаждают до температуры ниже 25C. 4. Способ по п.3, в котором биомассу и неорганический материал охлаждают до температуры 0C или ниже. 5. Способ по п.1, в котором огнеупорный материал выбирают из группы, состоящей из циркона,шамота, диоксида кремния, оксида алюминия, хромита, карбида кремния, углерода, мулитита, доломита и магнезита. 6. Способ по п.1, в котором керамику выбирают из группы, состоящей из оксидов, карбидов, боридов, нитридов, силицидов и каолинов. 7. Способ по любому из указанных выше пунктов, в котором неорганический материал содержит воду, которая способна покидать неорганический материал при повышенных температурах. 8. Способ по любому из указанных выше пунктов, в котором неорганический материал не имеет температуры плавления. 9. Способ по любому из пп.1-6, в котором неорганический материал имеет температуру плавления больше чем примерно 400C. 10. Способ по любому из указанных выше пунктов, в котором неорганический материал имеет удельную теплоемкость Ср меньше чем примерно 1,5 Дж/гК. 11. Способ по любому из указанных выше пунктов, в котором неорганический материал имеет теп- 21022274 лопроводность в пределах примерно между 0,004 и примерно 450 Вт/мК. 12. Способ по любому из указанных выше пунктов, в котором неорганический материал имеет плотность больше чем примерно 1,5 г/см 3. 13. Способ по любому из указанных выше пунктов, в котором неорганический материал содержит частицы, имеющие средний размер частиц примерно от 0,1 примерно до 100 мкм. 14. Способ по любому из указанных выше пунктов, в котором сочетание содержит примерно от 0,05 примерно до 35 мас.% неорганического материала. 15. Способ по любому из указанных выше пунктов, дополнительно включающий после облучения удаление неорганического материала. 16. Способ по п.15, в котором спирт представляет собой этанол. 17. Способ по п.15 или 16, в котором удаление имеет место после преобразования. 18. Способ по любому из пп.15-17, в котором микроорганизм включает дрожжи.