具体实施方式

本发明公开了基于压缩爆破工艺的综合解决方案，该工艺同时脱水、干燥、分馏、提取和分离细胞基(生物)的材料，尤其是那些(a)被认为难以进行工业加工的难降解材料；以及(b)具有市场价值的液态副产物。本发明公开的技术可与所述生物材料的状态无关。例如，除了处理绿色木质纤维素原料外，本发明公开的技术还可以很好地应用于处理纤维素废料，如咖啡粒、废纸、木质建筑废料、家禽垃圾、家禽残留物如羽毛、生物固体、堆肥生产等。

作为另一个例子，当将果园草的液体提取物施用到试验草坪上时，除去了蒲公英并迅速地使草生长。该结果将使市政当局或草坪服务部门能够处理割下的草，然后将提取物重新应用回草坪上。节约用水以及避免使用苛刻的肥料将具有广泛的吸引力。草的提取物还具有其它潜力。在另一项试验中，果园的草提取物通过加热进行处理。蛋白质凝结，从而使该工艺适合于追求极高的叶蛋白浓缩液应用，并且是Pro-Xan工艺的非常可行的替代方法。这种进步可以极大地扩展例如“无肉蛋白”市场的设计空间。

本发明公开的技术不仅同时脱水、干燥、分馏、提取和分离植物材料，而且还从根本上转化了植物细胞完全暴露的纤维。所有这些使该材料可用于许多工业应用的后续加工，例如生物能源原料、高级材料生产、吸收剂制造、土壤改良剂、水过滤系统、建筑行业的强化剂、生物制药、真菌和酵母底物的投入等等，下面将概述其中的一些示例。

本发明公开的技术可以将木纤维调节到一定程度，以使其适合用于利用纸浆的工业，例如造纸工业，纤维板制造等的投入。粒径的极大减小使得转化更快。许多产品现在是可行的，最著名的是碳化产品，如石墨烯等。就石墨烯而言，该工艺可以实现低成本的生产，从而将其添加到织物中以获得更好的美观性和性能，例如吸湿排汗和屏蔽害虫(如蚊子)。石墨烯也非常适合用作可降解电子产品、电化学储能的可再生碳材料以及电路基板的资源，从而可替代每年世界各地垃圾填埋场中的数百万吨的有害物质。

此外，正在开发利用有机酚类化学物质，例如腐殖酸作为绿色能源系统，例如超级电容器中使用的先进材料的基础材料的先进工艺。通过本发明的方法产生的液体提取物可以富含腐殖酸和富里酸，以及其它有机酸。

世界上塑料供过于求所带来的环境挑战使回收解决方案成为必需。通过利用本发明的产品，可以使用更少的塑料。这种材料通常被称为木塑性复合材料。结合本发明的产品，可以使塑料原料发生更好的交联。这种改进效果可以改善消费品，例如复合板。此外，本发明公开的产品提供了模拟真实木材的外观和实现改善的材料性能所需的小粒度。

生产由羧酸制成的可持续聚合物以在发生事故时防止喷气燃料的雾化的研究也在推进。本发明的某些产品富含有机羧酸。

如今，3D打印已成为主流，但所使用的材料主要是合成使的。由于改进的形状系数和较小的颗粒尺寸，本发明的产品可用作3D打印的细丝。

纤维素纳米材料，例如纳米晶体和纳米纤维是由木质纤维素材料生产的非常小的圆柱状颗粒。本发明的技术可以加速其生产并降低其相关成本。纤维素纳米材料目前在全球的许多行业、领域和学科，在例如化学制造、纸浆和造纸、复合材料、食品包装和化妆品等各种应用中得到了广泛应用。

纤维素纳米晶体是一种独特的纳米材料，其源自最丰富且几乎取之不尽的天然聚合物，如纤维素。该材料在许多行业中都具有广阔而令人兴奋的潜力。暴露的纤维素曾经被视为从树木和类似植物中获得的成本是高昂的，现在可以将其转化为纳米晶体，用于医学、材料科学和电子领域。本发明公开的技术可以通过将木质素固结到纤维素表面上暴露的“液滴”中来调节木质纤维，从而使纤维素更强。这种效应可以开发工业方法，通过以更具成本效益和更环境友好的方式去除木质素来生产纤维素纳米晶体。

本发明的工艺和产品可以用作原料，以允许从通常包含在诸如松树，金缕梅，桉树等的芳香物质中的芳香分子生产可持续的聚合物。考虑到当今世界由传统石油原料生产的聚合物和塑料间存在的争议，本发明的此类工艺可以改善聚合物的生产。

在电化学方面的最新进展已经发生，其简化了用于药物、电子产品等的有价值的、渴望的分子的生成。本发明的工艺可以生成重要的反应性中间分子，其被认为是从廉价的羧酸合成乙醚所需的碳正离子。本发明的产品富含羧酸，从而为该关键过程提供了甚至更便宜的原料。

根据本发明的技术调节原始的绿色木质纤维素原料的独特且经济的方式在园艺中有许多应用。这些应用范围从替换不可持续生长的基质，如泥炭和其它不可回收物，到生产非常有效的有机土壤改良剂，再到将液体提取物用作有机肥料。

已经发现，本发明的由木质纤维素材料的化学机械细胞爆破产生的产品可以在进入土壤中生根之前，可以将新鲜切割的植物如工业大麻，番茄茎和/或多肉植物保存较长的时间。将该产品应用于蔬菜也可以保存它们，以延长其保质期。

典型的温室基质由泥炭和珍珠岩组成。泥炭是碳氢化合物，不可再生。本发明的工艺可以产生有利于生长介质的形状因子的木材原料。本发明的一部分产品可以代替一部分泥炭，从而减少了对碳氢化合物的依赖。另外，本发明的产品可以固有地用作已接种的蘑菇生长培养基。由于其扩展的形状因数，产品还可以压缩成生长和侵蚀控制垫，并且这样做的成本显著降低。

喷播覆盖物是纤维/草籽/肥料的混合物，适用于可能发生侵蚀的陡坡。目前，采用机械处理过的木纤维作为基础材料。相反，本发明的产品可以提供优质的产品，其能以更低的价格，以及更少的能源和排放来生产。其结果是减少了表层土壤侵蚀，水道更清洁。水力播种是草籽、肥料和木纤维的混合物。本发明的产品可以提供更大的吸湿性，从而有助于加速种子发芽。

对天然和有机食品的需求正在迅速增长。相反，持续的耕种耗尽了土壤的生命力。由于其性质是由有机酸、糖、腐殖酸/富里酸和多种氨基酸产生的，因此本发明的产品可形成吸引对固定土壤中的氮和其它营养物质至关重要微生物活性的土壤环境。

本发明的技术可以提取在柳树和其它含水原料中发现的生物兴奋剂，这些原料曾经由于涉及成本而被认为对于加工是无效的。另外，本发明的产品的特性可以提供曾经是被认为是有机物不可能实现的非常特化的基因表达和控制。所含有的有机化学物质的纯净性质和数量，例如在不同物种中发现的各种谷氨酰胺浓度，提供了非常强大的园艺方法。例如，利用硬木物质从本发明的方法生产的液体提取物可用作山核桃的克隆剂。山核桃树可以从种子开始，也可以从活树的茎中克隆。克隆的过程对克隆物的存活提出了挑战。克隆能够越快地增加健康的根系，其存活的机会就会急剧增加。在本发明的产品中发现的许多有机酸是用于产生刺激健康且加快根系生长的生长激素的基础。

在另一示例中，对于某些种类的原料，特别是对于树皮成分而言，本发明的技术可以提取大量的单宁酸。研究表明，在定期施用单宁酸和相关酚类化合物后，土壤中的可溶性氮发生显著变化。这些单宁酸被土壤微生物用作底物，从而增加了微生物对氮的需求并固定在微生物生物量中。这种增加转化为更多的氮被微生物固定，从而使植物可以获得更多的氮。

本发明的产品还可以为曾经被认为是合成化学品的垄断领域的园艺市场提供害虫控制和防御机制。本发明的产品可能产生的化感作用可以作为一个例子：液体提取物可以实现新的但可持续的除草效果。从硬木中提取的液体也可以非常有效地控制线虫，这对于保存数百万美元的产品至关重要。酚类化合物的各种组合以及其它生物兴奋剂和氨基酸的过度应用是非常有效的生长控制选择，而不是合成化学品

本发明的技术，例如由其生产的纤维和液体提取物，为建筑市场提供了从未有过的投入。纤维的可用性可以促进新工程设计的木材、混凝土和沥青配方、树脂和防腐剂的发展。

木纤维是很好的隔音材料。这种产品在欧洲很流行，在美国也越来越普及。由于改善了较小颗粒尺寸致密度，本发明的产品可以提供更好的绝缘。本发明的此类产品还可以改善基于纤维或基于颗粒的板，例如中密度纤维(MDF)。对于诸如纤维水泥壁板这样的应用，本发明的产品的扩展形式可为以混凝土为基础的壁板提供额外的支撑。本发明公开的技术还允许使用替代板材料，例如巨型芦苇等，从而改善了环境的碳循环。本发明的产品的形式还可允许在板结构中使用更少的粘合剂，从而赋予另一环境优势。

本发明的产品还可以用于工程板和壁板的研究中。木质素是木纤维的主要成分，由各种酚基组成。利用提取物中所含的酚基，现在可以构建可持续的泡沫板。通过本技术的能力，有可能生产出溶解在液体提取物中的木质纤维中所含的部分木质素。然后可以将这些提取的酚类用于泡沫板的配方中。

本发明的产品还可以有助于加固混凝土。为了使混凝土能够承受高载荷，必须对其进行加固。通常，钢筋被用于加固混凝土。本发明的产品可以是用于混凝土的非常好的加固机制。

本发明的技术可用于制造工程竹制品，例如地板。在将竹子转换为附加值产品之前，必须将其分解。本发明的方法可以将竹纤维分解成可以很容易地转化为有价值产品，例如竹复合板和竹地板的材料。

本发明的技术可以从木质纤维素纤维中部分去除木质素。该木质素可以收集在液体提取物中。从该提取物中，可以分离出木质素，然后将其用作天然沥青的成分。

某些种类的木材，如柚木、红橡木等，通过本发明公开的技术生产液体提取物作为天然木材防腐剂。该过程通常表示为乙酰化。提取物中含有的乙酸会形成霉菌无法生长的环境。曾经被认为不能扩展到足够且具有成本效益的规模，而本发明公开的技术使得乙酰化成为可能。

本发明公开的技术可以对环境和修复市场做出重大贡献。本发明的产品可以产生各种吸附剂和过滤介质，以及加速生物固体的堆肥。吸附剂几乎可用于所有可能发生泄漏的工业应用中。本发明公开的产品显示出比常用材料，例如粘土或锯末更高的吸收率。

过滤是许多工业过程的一部分。木纤维被用于许多应用中。过滤效率与过滤介质的表面积直接相关。与典型的机加工木纤维相比，本发明的产品可提供明显更大的表面积。本发明公开的工艺也是非常可扩展的，从而能解决大问题，例如控制由肥料流失引起的赤潮和藻类问题。

生物固体正成为世界上一个非常大的问题。由于含有金属和其它材料，现已证明通过利用土地进行处置的机制不尽如人意。堆肥正在迅速成为首选的处置方法。通过本发明生产的产品可含有糖和其它分子，这些糖和其它分子可以迅速加速所需细菌的生长。随后，这些细菌的代谢物建立在堆肥生物固体中已经丰富的营养物浓度的基础上。

另外，通过本发明的技术生产的产品富含氨基酸，这些氨基酸被证明是非常有价值的抗击癌症和其它疾病的植物药物投入。乙醚提取物和生物碱使用于治疗乳腺癌和对人体健康造成功能失调的疾病的抗癌药物成为可能。此外，已经发现，短链脂肪酸，特别是丁酸盐的定量减少，有助于慢性肾脏疾病和胃病问题的进展。本发明公开的产品在发酵加工时富含此类短链脂肪酸。根据原料种类的不同，产品还可含有小檗碱，其有助于降低糖分并维持健康的胆固醇水平；这是治疗糖尿病的有力工具。

另外，可以提取用于特定医学目的的各种植物基和非植物基原料。本发明的技术在大麻和大麻加工中是非常有效的。液体提取物可提供有价值的大麻素和其它提供新治疗方法的营养物质。我们的技术还实现了桉树的吉纳树胶(树汁)中的黄酮类化合物的多种抗菌性能。

本发明的技术可对人类健康的应用做出重大贡献。本发明的产品的各种成分可用于从例如橡树和血根草等顽固(obstinate)的外来原料中生产杀虫剂和农药。该技术还使用于香薰产品和用于向大麻和特殊的/转基因葡萄酒中的香气的其它萜烯的极低成本的产品成为可能。

使用本发明的技术生产不溶性膳食纤维并将其作为食品添加剂的实验也在进行中。大量研究表明，当有益菌在体内的胃部转移过程中利用此类型的不溶性纤维作为底物时，生理和心理上的改善就会增强。

除了胃肠病方面的益处外，通过本发明的产品获得的短链和中链脂肪酸可表现出对口腔微生物的抗菌活性。这种类型的治疗将有助于预防牙齿和牙龈疾病。

几十年来，发霉和霉菌一直是住宅中日益严重的问题。刺激性化学物质和喷雾剂是消除该问题的常规方法。然而，通过使用本发明公开的由硬木和其它富含酚类的原料生产产品，本发明的技术可以使用于被霉菌感染的地下室等的有机霉菌控制机制成为可能。

本发明公开的技术可以立即和直接应用于农业市场。所公开的产品可以增强凋落物(litter)和垫料应用，以及当添加到饲料和饮用水中时，可改善动物健康。所公开的产品还可以直接用于预防和治疗某些动物疾病。另外，本发明的技术在应用于专门种植的木纤维时也可以有助于林业，从而参与循环经济。

本发明所公开的产品，例如纤维材料，由于具有非常大的表面积，能够产生极具吸附性的动物垫料。该属性使得能管理有害的水分和脱气(例如氨气)。该产品还可以非常有效地用于干燥使某些种类的牲畜和使其升温。例如，当猪出生时，它们被水分覆盖，它们的皮肤敏感性通常很高。通过在猪出生后将这种纤维材料施加到猪的皮肤上，水分可以迅速吸走，皮肤干燥，从而使它们的体温更快上升。

大的表面积还可以使生物炭比目前的常规方法更有效地生产。生物炭也是一种非常有效的吸附剂，尤其是在螯合氨方面。将生物炭与本发明的产品混合可以为牲畜，特别是水分和氨有问题的家禽提供更健康的环境。

在动物饲料方面，本发明的技术可以促进许多物种，包括鱼类的生长和饲养。本发明的产品中的有机酸可以用作抗生素的替代物。研究表明，食用有机酸的猪的日均饲料消耗量和日均增重均得到了改善。本发明的一些产品包含色氨酸和具有与消化完相似形状因子的非常小的颗粒尺寸纤维的底物。色氨酸是猪饮食中所必需的氨基酸，对刺激饲料摄入量和后续的生长性能非常重要。单胃生物，例如猪不会产生色氨酸，因此必须将其作为膳食补充剂的一部分。

本发明的产品还可以用作形成蛋白质的酵母，例如产朊假丝酵母(CandidaUtilis)的非常有效的底物。这些蛋白质具有替代鱼饲料的潜力。另外，对于具有反刍动物状消化系统的一些外来鱼类，可以更快速地消化本发明的产品中所提供的暴露的纤维素作为食物来源。最后，例如海藻原料和其它高蛋白的草本原料也可以通过本发明的技术加工以替代的植物基的蛋白质。用植物蛋白代替传统的鱼粉将带来可观的环境收益。

对于反刍动物，例如牛，绵羊和山羊，本发明的技术可以提供许多优点。如果所含的木质素经过充分调节以暴露纤维素，那么反刍动物的消化系统就有可能消化木质纤维素材料。本发明公开的技术可以将木质素聚集成“液滴”的形式，从而使纤维素更易于被动物肠道中的纤维素酶利用，从而改善消化和营养。某些种类的木材(例如落叶松)也被证明可以促进牛的肝脏健康，因为它们富含阿拉伯半乳聚糖、木质素、类黄酮和二萜。向反刍动物提供这些类型的饲料，特别是那些曾经被视为过于难降解的原料，将对人类营养和福祉产生全球影响。

木质纤维素纤维的某些尺寸和经过特殊设计的形状因子可以实现有机酸，如丁酸-2的靶向活化，从而在动物肠道中产生特定的微生物群。对于不同种类，本发明的技术处理不同纤维形状因子的能力对于该工艺的商业化至关重要。肠道微生物组的有益调节也被“修饰”为许多代谢变化和产生短链脂肪酸的相互依赖的途径。这些类型的益生菌产品对于畜牧业满足对天然食品的需求至关重要。

本发明公开的技术也可以使家禽受益。当前的消费者正在避开使用抗生素喂养的家禽。由于抗生素确实可以提高家禽的健康和生存能力，因此存在在屠宰后，这些抗生素会残留在禽类中的可能性。单宁酸由于其抗菌特性以及脂肪酸，已被证明可抵抗家禽饲养中病原体的生长。本发明公开的产品，例如液体提取物，可以包含并产生有价值的脂肪酸和单宁酸。这样，本发明的产品可以被包括在家禽饲料和水系统中，以在不添加合成抗生素的情况下改善禽类健康。

在最近的研究中，已经证明，当与锌混合时，由本发明的某些产品发酵产生的丁酸可以减少家禽业中的商业肉鸡中木质肉(woody breast)的出现。木质肉描述了由一小部分鸡肉的肌肉异常引起的质量问题。尽管这不会对消费者构成健康风险，但会导致肉不受欢迎。

本发明的技术还可以用于通常被称为树木种植的农林业中。农林业是一种涉及树木或其它木本植物的种植、照料和维护的农业。由于本发明的产品最初可以源自树木的木质部和韧皮部，一旦被提取和加工，它们就可以为该行业提供营养物质和护理产品的配方。在本发明的技术之前，树木中的液体从纤维上蒸发，并转化为挥发性有机化合物，这对排放控制提出了挑战。

本发明公开的技术可以直接有助于可持续和清洁能源的生产。应用范围包括生物燃料和生物炼油厂、木材粒料，甚至是传统燃料的水力压裂工业。

本发明的技术可以利用绿色(湿)原料来生产经调节和分馏的纤维，该纤维可直接用于生产高度耐用、低水分和高能量的木质粒料。它可以不使用传统的浆纱机，如锤磨机，也不需要非常昂贵的间接干燥系统。避免使用这些系统以及随之带来的资金和经常性成本，为木材粒料工业带来了变革性的范式转变，这将消除对补贴的依赖，创造世界范围的工业加工替代品，以及曾经被认为过于潮湿而无法加工的原料，如林业和农场残留物、竹子、水性生物量(例如藻、海藻、海带等)，以及其它高湿度的物种。

本发明公开的技术还可以有助于传统造粒方法的价值。用传统的方法生产优质的木屑粒料是一项艰巨的挑战。以提高粒料的耐久性为目标，生产商已在广泛地寻找有效的粘合剂，以提高粒料的耐久性。当将本发明的产品，如干浆产品与传统干燥的木纤维混合时，其可以使得粒料更高的致密化和更好地利用木质素进行结合。

木质纤维素纤维的纤维素成分一直被视为纤维素乙醇生产的潜在基础原料。然而，为了成为可行的原料，木质素必须在一定程度上通过生物精炼去除，以使纤维素充分暴露于特定的纤维素酶中。本发明的方法可以暴露和部分去除木质素。进一步的处理可以轻松去除剩余的木质素。此外，使用低的操作温度可以防止抑制剂的形成，该抑制剂会对纤维素酶的效力产生负面影响。该方法提供了更高的纤维素暴露，提高了酶的有效性。此类产品也可用于生产生物丁醇和其它生物能源产品。由本发明公开的技术制成的某些产品的形式现在也可以适合于使更清洁的生物精制方法有效。这些包括但不限于有机溶剂和同时糖化和发酵(SSF)方法。

本发明的技术也可以应用于例如天然气、石油等钻井行业。例如，堵漏材料被广泛应用于钻井行业中。其有助于阻止泥浆流失到裂缝或高渗透率区域。通过本发明公开的技术产生的较小的粒度使得产品具有更好的流动性和渗透性，以密封石油钻井中固有的裂缝和缝隙。在另一个例子中，已经证明了本发明的产品的单宁酸是非常好的、对环境安全的钻井液。

本发明公开的技术还可以直接为食品和饮料市场做出贡献。本发明的产品可以用于更好地改善一些相关的感官，包括但不限于增强风味、味觉感觉和嗅觉增强。该产品还可以参与营养升级和甜味剂的生产，以及作为含面粉食品的辅助成分。

利用本发明产品中的单宁，特别是其中所含的鞣花单宁，葡萄酒生产商可以设计其产品的“干燥度”，并模拟在橡木桶氧化过程中通过时间产生的传统效果。

类似地，在本发明的产品中发现的一些酚类化合物可以作为营养价值补充到食品中；某些木质纤维素中的花青素已被证明可以改善认知功能。

在另一示例中，在制浆之后利用SSF工艺，所产生的乙偶姻可用作烘焙食品中的食品调味剂。本发明的技术还可以非常积极地参与圆酵母，科学上成为产朊假丝酵母的生产。本发明的产品可以用作其生长的底物。它被广泛用作加工食品和宠物食品中的调味剂。本发明公开的其它产品的形状因数也可以加速食品级纤维素的生产。该产品通常作为增稠剂和填充剂用于番茄酱、沙拉酱、冰淇淋、能量棒、意大利面、面包和许多其它产品。

本发明的技术还可以非常有效地促进木糖醇的生产，木糖醇是在某些木质纤维素原料中发现的天然存在的醇。它被广泛用作糖的替代品，并用于“无糖”口香糖、薄荷糖和其它糖果中。本发明公开的方法可以更经济有效地调节诸如桦木等原料，从而降低总成本。它还使得纸浆和造纸及生物炼油厂等市场建立在传统上失去机会的副产品流。

纸浆是由木材或其它纤维素原料化学或机械(或通过化学和机械手段的某些组合)生产的纤维材料。木质细胞具有无生命的细胞壁，该细胞壁由纤维素纤维，半纤维素和木质素制成，可为细胞壁提供强度和支撑。木质素将纤维素纤维保持在细胞壁中。因此，必须除去木质素以分离出单独的纤维素纤维，最终成为纸。

传统的制浆过程造成非常困难的环境问题。事实上，该行业传统上是世界上工业空气，水和土地排放的最大来源之一，这主要是由于使用了苛刻的化学品。每年排放数千吨的污染物。该行业还是世界上最大的能源和水消耗之一，与其它任何行业相比，其使用更多的水来生产一吨产品。

该行业正面临着来自社会的巨大压力，以应对这些挑战。研究正在用于开发可持续的制浆机制，包括使用环保化学品和较低能耗的方法对原料进行机械调节。

蒸汽爆破对整个行业来说是前景广阔的工艺。然而，在传统形式下，其显示出了许多经济问题，包括木质素-碳水化合物复合物的破坏不充分，以及，对于生物炼油和造纸应用，可能产生发酵抑制剂。另外，对于工程木材段，纤维还需要干燥才能进一步处理。

本发明公开的技术可以为传统工艺和蒸汽爆破工艺提供实质性的优点。相对于传统工艺，其不使用刺激性化学物质，几乎没有发生单糖降解。能源需求要少得多，并且不会产生环境问题。相反，本发明公开的产品，例如液体产物，可以捕获土壤养分和树木生物制剂以进行应用。所得的纤维也很容易受到纤维素酶的作用。

在生物精炼厂和造纸方面，由于本发明的方法的有效性，具有高成本效益的制浆工艺，如有机溶剂制浆法现在是可行的。方法使用有机溶剂来分解木质素和半纤维素。这种方法被认为是当今使用的最干净的现代方法。

在产品方面，本发明的技术也可以显著降低生产纸板、模制纸浆和绒毛纸浆所需的成本。如今，制造这些产品所需的大多数原料都来自回收行业。原料需要大量的处理才能使其再次变得干净和有用，从而造成其它环境问题。

工程木材包括通过将纤维与粘合剂粘合在一起或通过其它固定方法形成复合材料来生产的人造木材产品。本发明的技术可以直接有助于生产高密度木材、中密度纤维板(MDF)和刨花板。本发明的技术也可以直接促进透明木材市场的发展。

所有上述工程木材产品均由木屑、锯木厂刨花或甚至是锯屑以及合成树脂或其它合适的粘合剂压制成型而成。传统上，必须干燥该生产所需的原料，本发明公开的技术可以固有地干燥原料并避免该工艺中的这一昂贵步骤。因此也避免了排放，并且由本发明公开的工艺生产的纤维的分馏形状因数可以有助于生产坚固的产品。按传统方法生产的产品还需要粘合剂，其中大多数粘合剂是不可持续的，在生产以及处理/回收中均会带来额外的环境挑战。本发明公开的技术可以需要更少的粘合剂。另外，通过本发明公开的技术生产的液体提取物可以被开发成可持续的粘合产品，以满足前面所讨论的其它市场利益。

有效地有效利用废物流经常需要对原料进行脱水、干燥和调节。通常，这是通过各种压带机、挤出机和旋风处理来完成的。然后，通过其它的机械处理来减小废物尺寸。本发明公开的技术可以将所有这些过程合并为一个，并将原料调节到以前不可能的程度。

例如，本发明公开的技术可以非常有效地处理用过的咖啡粒，并使它们可用于粒料生产。然后可以将这些粒料焚化为固体燃料以产生热量或电力，或者在迅速发展的烧烤行业中将其用作调味烟产品。在另一个示例中，本发明的技术可用于处理家禽羽毛以生产角蛋白，这为薄膜应用以及许多其它应用提供了永远无法获得的形状因数。在另一示例中，本发明的技术可以将柑桔皮加工成非常独特的形式，从而使其能够更有效地用于许多工业应用。从本发明公开的方法中提取的液体也具有很大的潜力，特别是在追求有机化学合成中。

尽管详细解释了本发明的某些实施方式，但是应当理解的是，还可以构想其它实施方式。因此，不旨在将本发明的范围限于以下描述或在附图中示出的部件的构造和布置的细节。本发明的其它实施方式能够以各种方式被实践或执行。此外，在描述这些实施方式时，为清楚起见，将采用特定的术语。旨在使每个术语都涵盖本领域技术人员所理解的最广泛的含义，并且包括以类似方式操作以实现相似目的的所有技术等同物。

在本发明中，诸如“具有”、“有”、“包含”或“包括”等术语的使用是开放式的，并且意在与诸如“包含”或“含有”之类的术语具有相同的含义，并且不排除其它结构、材料或动作的存在。类似地，尽管诸如“可以”或“可能”等术语的使用旨在是开放性的，其目的是反映该结构、材料或动作是不必要的，但是，不使用这些术语并不旨在反映该结构、材料或行为是必不可少的。如果结构、材料或行为目前被认为是必不可少的，那么它们就被认为是必要的。

“包括”或“包含”或“含有”是指在组合物或制品或方法中至少存在指定的化合物、元素、颗粒或方法步骤，但不排除其它化合物、材料、粒子、方法步骤的存在，即使其它此类化合物、材料、粒子、方法步骤具有与所指定的相同的功能。

还应理解的是，提及一个或多个方法步骤并不排除在明确指出的那些步骤之间存在其它方法步骤或中间方法步骤。

在以下描述中构成本发明的各种元件的组件旨在是说明性的而非限制性的。与本发明描述的组件执行相同或相似功能的许多合适的组件旨在被包含在本发明的范围内。本发明中未描述的此类其它组件可以包括但不限于例如在当前公开的主题的公开之后开发的类似组件。

如本发明所使用的，术语“浆”应理解为包括具有不同的含水量、物理特性、堆积密度或已被脱水、干燥、分馏和膨胀的物质的木质纤维素材料。

如本发明所使用的，术语“暴露的纤维素纤维”应理解为未结合在细胞壁内的纤维素纤维或原纤维。例如，纤维素纤维可以经由本发明的细胞爆破工艺暴露。

如本发明所使用的，术语“缠结”应理解为当每根纤维中的至少一部分与第二纤维的至少一部分交织且不平行缠结的至少两条纤维。

本发明公开的工艺包括：将添加剂与原料混合以获得第一混合物，该原料包括纤维材料和水，所述纤维材料包括木质素、纤维素和半纤维素；以及调节所述第一混合物以获得液体产物和干浆产品。

本发明还公开了与上述工艺结合使用的调节过程、机器和方法。

本发明还公开了通过上述工艺制得的液体产物，通过上述工艺制得的干浆产品和/或纤维浆材料，以及通过上述工艺制得的纤维粒料。

本发明公开了用于处理和/或生产包括纤维材料的材料的工艺、系统和方法。所述纤维材料可包括天然纤维，例如纤维素纤维。例如，所述纤维材料可以包括木纤维。可以以木浆或其它木质纤维素纤维源的形式来提供木纤维。例如，木纤维可以以南部漂白的软木牛皮纸浆的形式提供。纤维源的合适例子可包括但不限于绒毛浆、溶解浆、机械浆、化学浆、化学机械浆、回收纸浆、半机械浆、半化学浆、软蒸煮全化学浆、消费废物产品，例如衣服、粘胶纤维、人造丝、莱赛尔纤维或它们的任意组合。另外，纤维材料可以是包含木质素和半纤维素的任何材料。

纤维材料也可以是木屑、木纤维或其它木材来源的形式。木材来源的其它合适的例子包括硬木、软木、白杨、轻木、山毛榉、桦木、桃花心木、山胡桃木、枫木、橡木、柚木、桉树、松木、雪松、杜松、云杉、红木或其任意组合。可以理解的是，可以使用任何其它已知的木纤维和木质纤维素材料来源。或者，纤维材料可以以天然非木材或替代纤维的形式提供。可以构成纤维材料的天然非木材替代纤维的合适例子包括，例如，大麦、甘蔗渣、竹子、小麦和小麦秸秆、亚麻、麻、洋麻、芦竹、玉米秸秆、黄麻、苎麻、棉、羊毛、黑麦、大米、纸莎草、细茎针草、剑麻、草，蕉麻、灌木、芒属植物、巨型芦苇、苜蓿、木质藤本植物、花卉、紫藤、金银花、铁线莲、野葛，咖啡和其它豆/豆类，甜叶菊和其它功能性植物、其它木质纤维素物种、速生草或其任意组合。应当理解的是，纤维材料可以包括来自任何来源的任何其它天然纤维或天然纤维的任何组合。在一些实施方式中，纤维材料可以由纤维素纤维提供，所述纤维素纤维可以由木浆或通过机械方法例如锤磨或其它粉碎方法提供的纤维源来制备。

所述纤维材料可包括平均长度为约0.01mm-12mm的纤维。例如，所述纤维材料可包括平均长度为0.01mm或更长(例如0.05mm或更长，0.10mm或更长，0.15mm或更长，0.20mm或更长，0.25mm或更长，0.30mm或更长，0.35mm或更长，0.40mm或更长，0.45mm或更长，0.50mm或更长，0.55mm或更长，0.60mm或更长，0.65mm或更长，0.70mm或更长，0.75mm或更长，0.80mm或更长，0.85mm或更长，0.90mm或更长，0.95mm或更长，1.0mm或更长，1.1mm或更长，1.2mm或更长，1.3mm或更长，1.4mm或更长，1.5mm或更长，1.6mm或更长，1.7mm或更长，1.8mm或更长，1.9mm或更长，2.0mm或更长，2.1mm或更长，2.2mm或更长，2.3mm或更长，2.4mm或更长，2.5mm或更长，2.6mm或更长，2.7mm或更长，2.8mm或更长，2.9mm或更长，3.0mm或更长，3.5mm或更长，4.0mm或更长，4.5mm或更长，5.0mm或更长，5.5mm或更长，6.0mm或更长，6.5mm或更长，7.0mm或更长，7.5mm或更长，8.0mm或更长，8.5mm或更长，9.0mm或更长，9.5mm或更长，10mm或更长，10.5mm或更长，11mm或更长，或11.5mm或更长)的纤维。

在一些实施方式中，所述纤维材料可包括平均长度为12mm或更短(例如11.5mm或更短，11mm或更短，10.5mm或更短，10mm或更短，9.5mm或更短，9.0mm或更短，8.5mm或更短，8.0mm或更短，7.5mm或更短，7.0mm或更短，6.5mm或更短，6.0mm或更短，5.5mm或更短，5.0mm或更短，4.5mm或更短，4.0mm或更短，3.5mm或更短，3.0mm或更短，2.9mm或更短，2.8mm或更短，2.7mm或更短，2.6mm或更短，2.5mm或更短，2.4mm或更短，2.3mm或更短，2.2mm或更短，2.1mm或更短，2.0mm或更短，1.9mm或更短，1.8mm或更短，1.7mm或更短，1.6mm或更短，1.5mm或更短，1.4mm或更短，1.3mm或更短，1.2mm或更短，1.1mm或更短，1.0mm或更短，0.95mm或更短，0.90mm或更短，0.85mm或更短，0.80mm或更短，0.75mm或更短，0.70mm或更短，0.65mm或更短，0.60mm或更短，0.55mm或更短，0.50mm或更短，0.45mm或更短，0.40mm或更短，0.35mm或更短，0.30mm或更短，0.25mm或更短，0.20mm或更短，0.15mm或更短，0.10mm或更短，0.05mm或更短的纤维。

在一些实施方式中，所述纤维材料的长度为0.01mm-12mm(例如0.3mm-7mm，0.5mm-5mm，0.7mm-2.8mm，2.9mm-8mm，8mm-12mm，0.01mm-1mm)。在一些实施方式中，所述纤维材料包括一种或多种具有不同平均纤维长度的纤维的混合物。换言之，在一些实施方式中，纤维材料具有双峰(或三峰等)平均纤维长度。在一些实方式中，所述纤维材料可具有约1埃-约5000微米的平均纤维长度。

所述纤维材料可包括具有各种横截面形状(例如，圆形，扇贝状椭圆形，十字形，六通道(haxa channel)等)的纤维。所述纤维材料可具有基于横截面形状的横截面尺寸。如本文中所使用的，术语“横截面尺寸”应理解为垂直于纤维长度的平面的最大尺寸(即，圆柱形纤维中的直径，矩形纤维中的对角线)。在一些实施方式中，纤维材料中纤维的平均最大横截面尺寸(即，圆形纤维的平均直径)为100纳米-1000微米。在一些实施方式中，所述纤维材料可具有100纳米或更大(例如150纳米或更大，250纳米或更大，350纳米或更大，450纳米或更大，450纳米或更大，650纳米或更大，750纳米或更大，850纳米或更大，950纳米或更大，1微米或更大，5微米或更大，10微米或更大，15微米或更大，20微米或更大，25微米或更大，30微米或更大，35微米或更大，40微米或更大，45微米或更大，50微米或更大，55微米或更大，60微米或更大，65微米或更大，70微米或更大，75微米或更大，80微米或更大，85微米或更大，90微米或更大，95微米或更大，100微米或更大，200微米或更大，300微米或更大，400微米或更大，500微米或更大，600微米或更大，700微米或更大，800微米或更大，或900微米或更大)的平均最大横截面尺寸。

在一些实施方式中，所述纤维材料可具有1000微米或更小(例如900微米或更小，800微米或更小，700微米或更小，600微米或更小，500微米或更小，400微米或更小，300微米或更小，200微米或更小，100微米或更小，95微米或更小，90微米或更小，85微米或更小，80微米或更小，75微米或更小，70微米或更小，65微米或更小，60微米或更小，55微米或更小，50微米或更小，45微米或更小，40微米或更小，35微米或更小，30微米或更小，25微米或更小，20微米或更小，15微米或更小，10微米或更小，5微米或更小，1微米或更小，900纳米或更小，800纳米或更小，700纳米或更小，600纳米或更小，500纳米或更小，400纳米或更小，300纳米或更小，200纳米或更小)的平均最大横截面尺寸。

在一些实施方式中，所述纤维材料可具有约100纳米-约1000微米(例如，100纳米-1微米，1微米-10微米，10微米-25微米，25微米-50微米，50微米-75微米，75微米-100微米，25微米-75微米，25微米-100微米，100纳米-10微米，100纳米-25微米，1微米-25微米，10微米-75微米，1微米-1000微米，1微米-900微米，1微米-800微米，1微米-700微米，1微米-600微米，1微米-500微米，100微米-1000微米，100微米-900微米，100微米-800微米，100微米-700微米，100微米-600微米或100微米-500微米)的平均最大横截面尺寸。在一些实施方式中，所述纤维材料可包括一种或多种具有不同的平均最大横截面尺寸的纤维的混合物。换句话说，在一些实施方式中，所述纤维材料具有双峰(或三峰等)的平均最大横截面尺寸。在一些实施方式中，所述纤维材料的纤维可以纳米级存在，具有1纳米-100纳米或1纳米-1000微米的平均横截面尺寸。

本发明还公开了一种添加剂材料。所述添加剂材料可包括例如，小分子材料，表面活性剂或聚合物。不希望受到任何特定科学理论的束缚，所述添加剂材料可与纤维材料中的木质素相互作用以减弱纤维材料的微孔结构。所述添加剂材料还可以在加工过程中以催化方式和/或作为减阻剂起作用。

所述添加剂可以是能够与木质素相互作用的水溶性材料。例如，所述添加剂可以是表面活性剂。在本发明中，可以包括多种表面活性剂以与纤维材料相互作用(例如，弱化木质素)，起催化作用，并且在加工过程中充当减阻剂或脱水剂。本发明中使用的表面活性剂可包含亲脂性的非极性烃基和极性或离子(例如，阳离子，阴离子，两性离子等)官能性亲水基团。阴离子或极性官能团可以是羧酸根、酯、胺、酰胺、酰亚胺、羟基、醚、腈、磷酸根、硫酸根或磺酸根。阳离子官能团可以是伯胺，仲胺，叔胺或季胺(quandary amine)。可用于本发明的表面活性剂可单独或组合使用。因此，表面活性剂的任何组合可以包括阴离子、阳离子、非离子、两性离子、两性和两性表面活性剂。

因此，用于本发明的表面活性剂可以是阴离子的，包括但不限于磺酸盐，例如烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、链烷烃磺酸盐和烷基酯磺酸盐；硫酸盐，例如烷基硫酸盐、烷基烷氧基硫酸盐和烷基烷氧基化硫酸盐；磷酸盐，例如单烷基磷酸盐和二烷基磷酸盐；膦酸酯；羧酸盐，例如脂肪酸，烷基烷氧基羧酸盐、肌氨酸盐、羟乙基磺酸盐和牛磺酸盐。羧酸盐的具体示例是椰油基羟乙基磺酸钠、甲基油酰基牛磺酸钠、硬脂酸钠、月桂醇聚醚羧酸钠、聚丙烯酸钠、十三烷基聚醚羧酸钠、月桂基肌氨酸钠、羧甲基纤维素钠，月桂基肌氨酸和椰油酰基肌氨酸。硫酸盐的具体实例包括十二烷基硫酸钠(SDS)、十二醇硫酸钠、十二烷基醚硫酸钠、阳离子月桂醇醚硫酸钠、十三烷醇聚醚硫酸钠、十三烷醇硫酸酯钠、椰油基硫酸钠和月桂酸单甘油酯硫酸钠。

合适的磺酸盐表面活性剂包括但不限于烷基磺酸盐、芳基磺酸盐、木质素磺酸盐、直链烷基苯磺酸盐、单烷基和二烷基磺基琥珀酸酯以及单烷基和二烷基磺基琥珀酸酯。每个烷基独立地包含约2-20个碳，并且每个烷基以平均至多约8个单元，优选至多约6个单元，平均例如2、3或4个单元的环氧乙烷乙氧基化。烷基和芳基磺酸盐的示例性例子是十三烷基苯磺酸钠(STBS)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)。

磺基琥珀酸酯的示例性例子包括但不限于二甲基硅油共聚物多元醇磺基琥珀酸酯、二戊基磺基琥珀酸酯、二辛基磺基琥珀酸酯、二环己基磺基琥珀酸酯、二庚基磺基琥珀酸酯、二己基磺基琥珀酸酯、二异丁基磺基琥珀酸酯、二辛基磺基琥珀酸酯、丁二酸二异辛酯磺酸钠(DOSS)、C12-15链烷醇聚醚磺基琥珀酸酯、鲸蜡硬脂基磺基琥珀酸酯、共聚葡萄糖磺基琥珀酸酯、椰油基丁基葡萄糖聚醚-10磺基琥珀酸酯、癸醇聚醚-5磺基琥珀酸酯、癸醇聚醚-6磺基琥珀酸酯、二羟乙基磺基琥珀酸酯十一碳烯酸盐、氢化棉籽甘油酯磺基琥珀酸酯、异癸基磺基琥珀酸酯、异硬脂基磺基琥珀酸酯、羊毛脂聚醚-5磺基琥珀酸酯、月桂醇聚醚磺基琥珀酸酯、月桂醇聚醚-12磺基琥珀酸酯、月桂醇聚醚-6磺基琥珀酸酯、月桂醇聚醚-9磺基琥珀酸酯、月桂基磺基琥珀酸酯、壬苯醇醚-10磺基琥珀酸酯、油醇聚醚-3磺基琥珀酸酯、油烯基磺基琥珀酸酯、PEG-10柠檬酸月桂醇酯磺基琥珀酸酯、sitosereth-14磺基琥珀酸酯、硬脂基磺基琥珀酸酯、牛脂、十三烷基磺基琥珀酸酯、双十三烷基磺基琥珀酸酯、双甘醇蓖麻磺基琥珀酸酯、二(1，3-二甲基丁基)磺基琥珀酸酯以及硅氧烷共聚多元醇磺基琥珀酸酯。

磺基琥珀酰胺酸酯的示例性实例包括但不限于月桂酰胺基-MEA磺基琥珀酸酯、油酰胺基PEG-2磺基琥珀酸酯、椰油酰胺MIPA-磺基琥珀酸酯、椰油酰胺基PEG-3磺基琥珀酸酯、异硬脂酰胺MEA-磺基琥珀酸酯、异硬脂酰胺基MIPA-磺基琥珀酸酯、月桂酰胺基-MEA磺基琥珀酸酯、月桂酰胺基PEG-2磺基琥珀酸酯、月桂酰氨基PEG-5磺基琥珀酸酯、肉豆蔻MEA-磺基琥珀酸酯、油酰胺基MEA-磺基琥珀酸酯，油酰胺基PIPA-磺基琥珀酸酯、油酰胺基PEG-2磺基琥珀酸酯、棕榈酰胺基PEG-2磺基琥珀酸酯、棕榈油酰胺基PEG-2磺基琥珀酸酯、PEG-4椰油酰胺MIPA-磺基琥珀酸酯、蓖麻油酰胺基MEA-磺基琥珀酸酯，硬脂酰胺基MEA-磺基琥珀酸酯，硬脂基磺基琥珀酸酯，妥尔油酰胺(tallamido)MEA-磺基琥珀酸酯、十一烯酰胺基MEA-磺基琥珀酸酯、十一烯酰胺基PEG-2磺基琥珀酸酯、小麦胚芽酰胺MEA-磺基琥珀酸酯、以及小麦胚芽酰胺PEG-2磺基琥珀酸酯。

对于阴离子表面活性剂，抗衡离子通常是钠，但也可以是钾、锂、钙、镁、铵、(伯，仲，叔或季)胺或其它有机碱。示例性的胺包括异丙胺、乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺。也可以使用上述阳离子的混合物。

在一些实施方式中，用于本发明的表面活性剂也可以是阳离子的，只要还包括至少一种带有净正电荷的表面活性剂即可。这类阳离子表面活性剂包括但不限于主要是伯、仲、叔或季胺的有机胺。对于阳离子表面活性剂，所述抗衡离子可以是氯离子、溴离子、甲基硫酸根、乙基硫酸根、乳酸根、糖精酸盐、磷酸根、乙酸根和其它有机酸阴离子。阳离子胺的实例包括聚乙氧基化的油基/硬脂基胺、乙氧基化牛脂胺、可可烷基胺，油胺和牛脂烷基胺。

具有单一长烷基的季胺的实例为十六烷基三甲基溴化铵(CETAB)、十六烷基三甲基氯化铵(CETAC)、十二烷基三甲基溴化铵、肉豆蔻基三甲基溴化铵、硬脂基二甲基苄基氯化铵、油烯基二甲基苄基氯化铵、月桂基三甲基铵甲基硫酸盐(椰油基三甲基甲硫酸铵)、十六烷基二甲基羟乙基磷酸二氢铵、巴苏酰氨基丙基氯化钾、椰油基三甲基氯化铵、二硬脂基二甲基氯化铵、小麦胚芽-酰氨丙基氯化铵、苯扎氯铵、甲基硬脂基十八烷基二甲基硫酸铵、异硬脂基氨基丙酸氯化铵、二羟丙基PEG-5亚油酸基氯化铵、PEG-2硬脂基甲基氯化铵、山嵛基三甲基氯化铵、二甲基双十六烷基氯化铵、牛脂基三甲基氯化铵和山嵛酰胺丙基乙基二甲基铵乙基硫酸盐。

具有两个长烷基的季胺的实例是二硬脂基二甲基氯化铵、二鲸蜡基二氯化铵、苄索氯铵、硬脂基辛基二甲基硫酸甲酯铵、二氢化棕榈乙基羟乙基甲氧基硫酸盐、二棕榈酰乙基羟乙基甲硫酸铵、二油酰乙基羟乙基甲硫酸铵、和羟丙基二硬脂基二甲基氯化铵。

咪唑啉衍生物的季铵化合物包括，例如，异硬脂基苄基唑氮鎓氯化物、椰油酰基苄基羟乙基咪唑啉鎓氯化物、椰油酰基羟乙基咪唑啉PG-氯化磷酸盐、和硬脂基羟乙基咪唑氮鎓氯化物。也可以使用其它杂环季铵化合物，例如十二烷基氯化吡啶鎓和十六烷基氯化吡啶。

用于本发明的表面活性剂可以是非离子的，包括但不限于聚环氧烷羧酸酯、脂肪酸酯、脂肪醇、乙氧基化脂肪醇、泊洛沙姆、聚环氧烷烃醇酰胺、烷氧基化链烷醇酰胺、聚乙二醇单烷基醚和烷基多糖。聚环氧烷羧酸酯具有一个或两个各自具有约8-20个碳的羧酸酯基团和含有约5-200个环氧烷单元的聚环氧烷部分。乙氧基化脂肪醇包含含有约5-150个环氧乙烷单元的环氧乙烷部分和具有约6-约30个碳的脂肪醇部分。所述脂肪醇部分可以是环状、直链或支链的，以及可以是饱和或不饱和的。乙氧基化脂肪醇的一些实例包括油醇、硬脂醇、月桂醇和异鲸蜡醇的乙二醇醚。泊洛沙姆是具有约15-100摩尔环氧乙烷的环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物。烷基多糖(“APS”)表面活性剂(例如，烷基多糖苷)包含具有约6-约30个碳的疏水基团和作为亲水基团的多糖(例如多糖苷)。

合适的非离子表面活性剂的具体实例包括烷醇酰胺，例如椰油酰胺二乙醇酰胺(“DEA”)、椰油酰胺单乙醇酰胺(“MEA”)、椰油酰胺单异丙醇酰胺(“MIPA”)、PEG-5椰油酰胺MEA、月桂酰胺DEA和月桂酰胺MEA；烷基胺氧化物，例如月桂胺氧化物、聚-N-乙烯基甲酰胺、椰油胺氧化物，椰油酰胺丙基胺氧化物和月桂酰胺丙胺氧化物；聚环氧烷，例如聚环氧乙烷(PEO)、聚环氧丙烷和聚环氧丁烷；聚乙二醇(PEG)和聚丙二醇及其嵌段共聚物；聚山梨酸酯或吐温，例如聚山梨酸酯20、聚山梨酸酯40、聚山梨酸酯60和聚山梨酸酯80；聚丙烯酰胺-共丙烯酸钠(PAAM-co-NaA)；聚丙烯酰胺-共-(2-(丙烯酰胺基钠)-2-甲基丙烷磺酸钠)(PAAM-co-NaAMPS)；聚丙烯酰胺-共-(3-(丙烯酰胺基)-3甲基丁酸钠)(PAAM-co-NaAMB)；聚丙烯酰胺-共-二丙酮丙烯酰胺(PAAM-coDAAM)；基于丙烯酰胺(AM)，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸钠(NaAMPS)，(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基)三甲基氯化铵(AMPTAC)、3-丙烯酰胺基-3-甲基丁酸钠(NaAMB)和3-((2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基)二甲基铵)-1-丙烷磺酸钠(AMPDAPS)的聚两性电解质(在同一聚合物链中同时包含负电荷和正电荷)；瓜尔胶、黄原胶、卢卡斯豆胶、结冷胶和阿拉伯胶等胶；脱水山梨糖醇月桂酸酯、脱水山梨糖醇二硬脂酸酯、脂肪酸或脂肪酸酯，例如月桂酸，异硬脂酸和PEG-150二硬脂酸酯、脂肪醇或乙氧基化脂肪醇，例如月桂醇、烷基聚葡糖苷，例如烷基聚葡萄糖甘、月桂基葡糖苷和椰油基葡糖苷。

用于本发明的表面活性剂可以是在同一分子上具有正电荷和负电荷的两性离子型的。所述正电荷基团可以是季铵、鏻或锍，而负电荷基团可以是羧酸根、磺酸根、硫酸根、磷酸根或膦酸根。与其它类型的表面活性剂类似，疏水部分可包含一个或多个长的、直链、环状或支链的约8-18个碳原子的脂族链。两性离子表面活性剂的具体实例包括烷基甜菜碱，例如椰油二甲基羧甲基甜菜碱、椰油基甜菜碱、月桂基二甲基羧甲基甜菜碱、月桂基二甲基α-羧乙基甜菜碱、鲸蜡基二甲基羧甲基甜菜碱、月桂基双-(2-羟乙基)羧甲基甜菜碱、硬脂基二-(2-羟丙基)羧甲基甜菜碱、油基二甲基γ-羧丙基甜菜碱和月桂基二(2-羟丙基)α-羧乙基甜菜碱、酰胺基丙基甜菜碱；卵磷脂(磷脂酰胆碱)，例如大豆卵磷脂；烷基磺基甜菜碱，例如椰油基二甲基磺基丙基甜菜碱、硬脂基二甲基磺基丙基甜菜碱、月桂基二甲基磺基乙基甜菜碱、月桂基二(2-羟乙基)磺基丙基甜菜碱和烷基酰胺基丙基羟基磺基甜菜碱。

用于本发明的表面活性剂可以是两性的。合适的两性表面活性剂的实例包括烷基两性羧基甘氨酸的铵盐或取代铵盐以及烷基两性羧基丙酸盐、烷基两性二丙酸盐、烷基两性二乙酸盐、烷基两性甘氨酸盐和烷基两性丙酸盐，以及烷基亚氨基丙酸盐、烷基亚氨基二丙酸盐和烷基两性丙基丙磺酸盐。具体的例子为椰油基两性乙酸盐、椰油两性丙酸盐、椰油基两性二乙酸盐、月桂酰两性乙酸盐、月桂酰两性二乙酸盐、月桂酰两性二丙酸盐、月桂酰两性二乙酸盐、椰油两性丙基磺酸盐、癸酰两性二乙酸盐、癸酰两性乙酸盐、癸酰两性二丙酸盐和硬脂酰两性乙酸酯。

用于本发明的表面活性剂还可以是聚合物，例如N-取代的聚异丁烯基琥珀酰亚胺和琥珀酸酯、甲基丙烯酸烷基酯乙烯基吡咯烷酮共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、甲基丙烯酸烷基酯-甲基丙烯酸二烷基氨基乙酯共聚物、甲基丙烯酸烷基酯-甲基丙烯酸聚乙二醇酯共聚物和聚硬脂酰胺。

或者，表面活性剂可以是油基分散剂，其包括烷基琥珀酰亚胺、琥珀酸酯、高分子量胺以及曼尼希碱和磷酸衍生物。一些具体实例是聚异丁烯基琥珀酰亚胺-多乙撑多胺、聚异丁烯基琥珀酸酯、聚异丁烯基羟苄基-多乙撑多胺和二羟丙基磷酸酯。

用于本发明的表面活性剂也可以是选自阴离子、阳离子、非离子、两性离子、两性和两性表面活性剂中的两种或更多种的组合。两种或更多种相同类型表面活性剂的组合的合适例子包括但不限于两种阴离子表面活性剂的混合物、三种阴离子表面活性剂的混合物、四种阴离子表面活性剂的混合物、两种阳离子表面活性剂的混合物、三种阳离子表面活性剂的混合物、四种阳离子表面活性剂的混合物、两种非离子表面活性剂的混合物、三种非离子表面活性剂的混合物、四种非离子表面活性剂的混合物、两种两性离子表面活性剂的混合物、三种两性离子表面活性剂的混合物、两种两性离子表面活性剂的混合物、两种两性表面活性剂的混合物、三种两性表面活性剂的混合物、四种两性表面活性剂的混合物、两种两性表面活性剂的混合物、三种两性表面活性剂的混合物和四种两性表面活性剂的混合物。

两种不同类型的表面活性剂的组合的合适示例包括但不限于：一种阴离子和一种阳离子表面活性剂的混合物、一种阴离子和一种非离子表面活性剂的混合物、一种阴离子和一种两性离子表面活性剂的混合物、一种阴离子和一种两性表面活性剂的混合物、一种阴离子和一种两性表面活性剂的混合物、一种阳离子和一种非离子表面活性剂的混合物、一种阳离子和一种两性离子表面活性剂的混合物、一种阳离子和一种两性表面活性剂的混合物、一种阳离子和一种两性表面活性剂的混合物、一种非离子和一种两性离子表面活性剂的混合物、一种非离子和一种两性表面活性剂的混合物、一种非离子和一种两性表面活性剂的混合物、一种两性离子和一种两性表面活性剂的混合物、一种两性离子和一种两性表面活性剂的混合物、以及一种两性和一种两性表面活性剂的混合物。本发明还包括两种或更多种相同类型的表面活性剂的组合，例如两种阴离子表面活性剂的混合物。

所述添加剂的分子量可以为约30g/mol-约10,000,000g/mol。所述添加剂的分子量可以为约500g/mol-约10,000,000g/mol。添加剂的分子量可以为约50g/mol-约10,000,000g/mol。添加剂的分子量可以为约100g/mol-约10,000,000g/mol。添加剂的分子量可以为约250g/mol至约10,000,000g/mol。添加剂可具有约1,000g/mol-约10,000,000g/mol的分子量。添加剂的分子量可以为约1,000g/mol至约8,000,000g/mol。添加剂还可以具有约5,000g/mol-约10,000,000g/mol，约100,000g/mol-约10,000,000g/mol，约500g/mol-约1,000,000g/mol，约1,000g/mol-约1,000,000g/mol，约1,000g/mol-约2,000,000g/mol，约1,000g/mol-约3,000,000g/mol或约500g/mol-约8,000,000g/mol的分子量。

本发明的实施方式可以提供干浆产品。所述干浆产品可以使用本发明的方法由纤维材料制成，并且可以具有爆炸的微孔结构。所述干浆产品可以进一步加工成粒料、团块、大包或其它增值产品。干浆产品可具有约1mm-约10mm(例如1.5mm-9.5mm，2mm-9mm，2.5mm-8.5mm，3mm-8mm，3.5mm-7.5mm，4mm-7mm，4.5mm-6.5mm或5mm-6mm)的粒径(例如平均粒径)。

本发明的实施方式可提供纤维粒料，其包括含有木质素和水的纤维材料。本发明的纤维粒料可基本上脱水。换言之，以所述纤维粒料的总重量计，所述纤维粒料可以包含约20％或更少(例如19％或更少，18％或更少，17％或更少，16％或更少，15％或更少，14％或更少，13％或更少，12％或更少，11％或更少，10％或更少，9％或更少，8％或更少，7％或更少，6％或更少，5％或更少，4.5％或更少，4％或更少，3.5％或更少，3％或更少，2.5％或更少，2％或更少，1.5％或更少，1％或更少，或0.5％或更少重量的水。

在一些实施方式中，以所述纤维粒料的总重量计，纤维粒料可以包含约0.1％或更高(例如19％或更高，18％或更高，17％或更高，16％或更高，15％或更高，14％或更高，13％或更高，12％或更高，11％或更高，10％或更高，9％或更高，8％或更高，7％或更高，6％或更高，5％或更高，4.5％或更高，4％或更高，3.5％或更高，3％或更高，2.5％或更高，2％或更高，1.5％或更高，1％或更高，或0.5％或更高重量的水。

在一些实施方式中，以所述纤维粒料的总重量计，所述纤维粒料可以包含约0.1％-约20％(例如，0.1％-19％，0.5％-18％，1％-17％，1％-20％，1％-19％，1％-18％，1％-16％，2％-18％，3％-17％，4％-16％，5％-15％，6％-14，7％-13％，8％-12％，9％-11％，0.5％-4.5％，1％-5％，1％-4.5％，1％-4％，1.5％-3.5％或2％-3％)重量百分比的水。

与传统的纤维粒料相比，本发明的纤维粒料还表现出显著改善的机械性能和结构完整性。例如，所述纤维粒料可具有75或更高(例如76或更高，77或更高，78或更高，79或更高，80或更高，81或更高，82或更高，83或更高，84或更高，85或更高，86或更高，87或更高，88或更高，89或更高，90或更高，91或更高，92或更高，93或更高，94或更高，95或更高，96或更高，97或更高，98或更高，99或更高或100)的颗粒耐久性指数(PDI)。所述纤维粒料的PDI可以使用例如ASAE标准S269.5R2016来测量。另外，本发明的纤维粒料可具有改善的结构完整性。例如，当浸入水中约1分钟至约1年时，纤维粒料发生基本上最小的降解。如本发明所使用的，“基本上最小的降解”是指纤维粒料的堆积密度变化量为10％或更小。换言之，当浸没时，纤维粒料发生最小的溶胀和/或水吸附。

纤维粒料还可以具有约15kg/m³或更高(例如20kg/m³或更高，25kg/m³或更高，30kg/m³或更高，35kg/m³或更高，40kg/m³或更高，45kg/m³或更高，50kg/m³或更高，60kg/m³或更高，70kg/m³或更高，80kg/m³或更高，90kg/m³或更高，100kg/m³或更高，150kg/m³或更高，200kg/m³或更高，250kg/m3或更高，300kg/m³或更高，350kg/m³或更高，400kg/m³或更高，450kg/m³或更高，500kg/m³或更高，550kg/m³或更高，600kg/m³或更高，650kg/m³或更高，700kg/m³或更高，或750kg/m³或更高)的堆积密度。

纤维粒料的堆积密度可以为约800kg/m³或更低(例如20kg/m³或更低，25kg/m³或更低，30g/m³或更低，35kg/m³或更低，40kg/m³或更低，45kg/m³或更低，50kg/m³或更低，60kg/m³或更低，70kg/m³或更低，80kg/m³或更低，90kg/m³或更低，100kg/m³或更低，150kg/m³或更低，200kg/m³或更低，250kg/m³或更低，300kg/m³或更低，350kg/m³或更低，400kg/m³或更低，450kg/m³或更低，500kg/m³或更低，550kg/m³或更低，600kg/m³或更低，650kg/m³或更低，700kg/m³或更低，或750kg/m³或更低)。

纤维粒料的堆积密度可以为约15kg/m³-约800kg/m³(例如，20kg/m³-800 kg/m³，25kg/m³-800 kg/m³，30kg/m³-800 kg/m³，35kg/m³-800kg/m³，40kg/m³-800kg/m³，45kg/m³-800kg/m³，50kg/m³-800kg/m³，60kg/m³-800kg/m³，70kg/m³-800kg/m³，80kg/m³-800kg/m³，90kg/m³-800kg/m³，100kg/m³-800kg/m³，150kg/m³-800kg/m³，200kg/m³-800kg/m³，250kg/m³-800kg/m³，300kg/m³-800kg/m³，350kg/m³-800kg/m³，400kg/m³-800kg/m³，450kg/m³-800kg/m³，500kg/m³-800kg/m³，550kg/m³-800kg/m³，600kg/m³-800kg/m³，650kg/m³-800kg/m³，700kg/m³-800kg/m³，750kg/m³-800kg/m³，100kg/m³-750kg/m³，100kg/m³-700kg/m³，150kg/m³-650kg/m³，250kg/m³-750kg/m³，300kg/m³-700kg/m³，350kg/m³-650kg/m³，400kg/m³-600kg/m³，或者450kg/m³-550 kg/m³)。

所述纤维粒料还可在纤维材料中包含多条暴露的纤维素纤维。如图5B所示，多条暴露的纤维素纤维中的每条都可以与至少另一条暴露的纤维素纤维缠结。以所述粒料的总重量计，暴露的纤维素纤维可以以2％或更高(例如3％或更高，4％或更高，5％或更高，5％或更高，6％或更高，7％或更高，8％或更高，9％或更高，10％或更高，15％或更高，20％或更高，25％或更高，30％或更高，35％或更高，40％或更高，45％或更高，50％或更高，55或更高，60％或更高，65％或更高，70％或更高，75％或更高，80％或更高，85％或更高，95％或更高)的量存在于纤维粒料中。

以粒料的总重量计，暴露的纤维素纤维可以以99％或更少(例如3％或更少，4％或更少，5％或更少，6％或更少，7％或更少，8％或更低，9％或更低，10％或更低，15％或更低，20％或更低，25％或更低，30％或更低，35％或更低，40％或更低，45％或更低，50％或更低，55％或更低，60％或更低，65％或更低，70％或更低，75％或更低，80％或更低，85％或更低，90％或更低或95％或更低)的量存在于纤维粒料中。

以纤维粒料的总重量计，暴露的纤维素纤维可以以2％-99％(例如，2％-98％，2％-95％，2％-90％，2％-85％，2％-80％，2％-75％，2％-70％，2％-65，2％-60，2％-55％，2％-50％，2％-45％，2％-40％，2％-35％，2％-30％，2％-25％，3％-99％，4％-99％，5％-99％，5％-95％，5％-90％，5％-85％，5％-80％，5％-75％，5％-70％，5％-65％，5％-60％，5％-55％，5％-50，5％-45％，5％-40％，5％-35％，5％-30％，或5％-25％)的量存在于纤维粒料中。

本发明的实施方式还提供了自纤维材料衍生出的液体产物，该液体产物包含固体或液体微粒、生物刺激性化合物、矿物质、氨基酸、有机酸、蛋白质、水和木质素。所述生物刺激性化合物可包括诸如腐殖酸、富里酸或其它有机酸的化合物。所述液体产物还可包含其它生物刺激性化合物，包括但不限于腐殖酸衍生物、腐殖酸盐、其它有机酸、腐殖质，腐黑物、木质素磺酸盐、乳酸、乙酸、甲酸、柠檬酸、草酸、尿酸、苹果酸、土壤有机质的其它衍生物、腐殖物质、其它生物活性化合物等，或它们的任意组合。所述矿物质可包括钾、磷、氮、钙、镁、硫、钠、铁、锰、锌、铜、其它天然矿物质等，或其任何组合。液体产物还可包含氨基酸，例如谷氨酸或色氨酸。所述液体产物还可包含其它挥发性和非挥发性有机化合物。

以液体产物的总重量计，所述生物刺激性化合物可以约0.001％或更高(例如，0.005％或更高、0.01％或更高、0.05％或更高、0.1％或更高、0.2％或更高、0.3％或更高、0.4％或更高、0.5％或更高、0.6％或更高、0.7％或更高，0.8％或更高、0.9％或更高、l％或更高、1.1％或更高、1.2％或更高、1.3％或更高、1.4％或更高、1.5％或更高、2％或更高、2.5％或更高、3％或更高、3.5％或更高、4％或更高、4.5％或更高、5％或更高、5.5％或更高，6％或更高、6.5％或更高、7％或更高、7.5％或更高、8％或更高、8.5％或更高、9％或更高、或9.5％或更高的量存在于液体产物中。

在一些实施方式中，以液体产物的总重量计，所述生物刺激性化合物可以约10％或更少(例如0.005％或更少、0.01％或更少、0.05％或更少、0.1％或更少、0.2％或更少、0.3％或更少、0.4％或更少、0.5％或更少、0.6％或更少、0.7％或更少、0.8％或更少、0.9％或更少、1％或更少、1.1％或更少、1.2％或更少、1.3％或更少、1.4％或更少、1.5％或更少、2％或更少、2.5％或更少、3％或更少、3.5％或更少、4％或更少、4.5％或更少、5％或更少、5.5％或更少、6％或更少、6.5％或更少、7％或更少、7.5％或更少、8％或更少、8.5％或更少、9％或更少、或9.5％或更少)的量存在于液体产物中。

在一些实施方式中，以所述液体产物的总重量计，所述生物刺激性化合物可以约0.001％-约20％(例如，0.005％-10％，0.01％-10％，0.05％-10％，0.1％-10％，0.2％-10％，0.3％-10％，0.4％-10％，0.5％-10％，0.6％-10％，0.7％-10％，0.8％-10％，0.9％-10％、1％-10％，1％-9.5％，1％-9％，1.5％-8.5％，2％-8％，2.5％-7.5％，3％-7％，3％-6.5％，3％-6％，3％-5.5％，3％-5％，2.5％-5％，2％-5％，1.5％-5％，1.4％-5％，1.3％-5％，1.2％-5％，1.1％-5％，1％-5％，0.9％-5％，0.8％-5％，0.7％-5％，0.6％-5％，0.5％-5％，0.4％-5％，0.3％-5％、0.2％-5％、或0.1％-5％)的量存在于液体产物中。

以液体产物的总重量计，所述液体产物可包含约50％或更多(例如55％或更多，60％或更多，65％或更多，70％或更多，75％或更多，80％或更多，或85％或更多)的水。在一些实施方式中，以液体产物的总重量计，所述液体产物可包含约90％或更少(例如55％或更少，60％或更少，65％或更少，70％或更少，75％或更少，80％或更少，或85％或更少)水。在一些实施方式中，以液体产物的总重量计，所述液体产物可包含按重量计约50％-约90％(例如，55％-85％，60％-80％，或65％-75％)的水。

以液体产物的总重量计，所述液体产物还可以包含约0.01％或更高(例如0.05％或更高，0.1％或更高，0.5％或更高，1％或更高，2％或更高，3％或更高，4％或更高，5％或更高，6％或更高，7％或更高，8％或更高，9％或更高，10％或更高，15％或更高，20％或更高，25％或更高，30％或更高，35％或更高，35％或更高，40％或更高，45％或更高，50％或更高，55％或更高，60％或更高，65％或更高，70％或更高)量的木质素。

在一些实施方式中，以液体产物的总重量计，所述液体产物可以包含约75％或更少(例如0.05％或更少，0.1％或更少，0.5％或更少，1％或更少，2％或更少，3％或更少，4％或更少、5％或更少、6％或更少、7％或更少、8％过更少、9％或更少、10％或更少、15％或更少、20％或更少、25％或更少、30％或更少、35％或更少、40％或更少、45％或更少、50％或更少、55％或更少、60％或更少、65％或更少、或70％或更少)量的木质素。

在一些实施方式中，以液体产物的总重量计，所述液体产物可包括约0.01％-约75％(例如，0.05％-75％，0.1％-75％，0.5％-75％，1％-75％，2％-75％，2％-75％，3％-75％，4％-75％，5％-75％，6％-75％，7％-75％，8％-75％，9％-75％，10％-75％，15％-75％，20％-75％，25％-75％，30％-70％，35％-65％，40％-60％或45％-55％)的量的木质素。

所述液体产物还可包含各种干物质。换句话说，以液体产物的总重量计，所述液体产物可具有约0.0001％或更高(例如，0.0005％或更高，0.001％或更高，0.005％或更高，0.01％或更高，0.05％或更高，0.1％或更高，0.5％或更高，1％或更高，1.5％或更高，2％或更高，2.5％或更高，3％或更高，3.5％或更高，4％或更高，4.5％或更高，5％或更高，6％或更高，7％或更高，8％或更高，9％或更高，10％或更高，11％或更高，12％或更高，13％或更高，14％或更高，15％或更高，16％或更大，17％或更大，18％或更大，19％或更大，20％或更高，25％或更高，30％或更高，35％或更高，40％或更大或45％或更高)的固含量。

在一些实施方式中，以液体产物的总量计，所述液体产物可具有约50％或更少(例如，0.0005％或更少，0.001％或更少，0.005％或更少，0.01％或更少，0.05％或更少，0.1％或更少、0.5％或更少，1％或更少，1.5％或更少，2％或更少，2.5％或更少，3％或更少，3.5％或更少，4％或更少，4.5％或更少，5％或更少，6％或更少，7％或更少，8％或更少，9％或更少，10％或更少，11％或更少，12％或更少，13％或更少，14％或更少，15％或更少，16％或更少，17％或更少，18％或更少，19％或更少，20％或更少，25％或更少，30％或更少，35％或更少，40％或更少或45％或更少)的固含量。

在一些实施方式中，以液体产物的总重量计，所述液体产物可具有约0.0001％-约50％(例如，0.0005％-50％，0.001％-50％，0.005％-50％，0.01％-50％，0.05％-50％，0.1％-50％，0.5％-50％，1％-50％，0.0005％-20％，0.001％-20％，0.005％-20％，0.01％-20％，0.05％-20％，0.1％-20％，0.5％-20％，1％-20％，0.0005％-19％，0.001％-18％，0.005％-17％，0.01％-16％，0.05％-15％，0.1％-14％，0.5％-13％，1％-12％，1.5％-11％，2％-10％，2％-9％，2％-8％，2％-7％，2％-6％，2％-5％，2.5％-4.5％或3％-4％)的固含量。

所述液体产物也可以是酸性的。例如，液体产物的pH可以为约7或更低(例如6.5或更低，6或更低，5.5或更低，5或更低，4.5或更低，4或更低，3.5或更低，3或更低，2.5或更低，2或更低，1.5或更低，1或更低或0.5或更低)。在一些实施方式，液体产物的pH可以为约0或更高(例如6.5或更高，6或更高，5.5或更高，5或更高，4.5或更高，4或更高，3.5或更高，3或更高，2.5或更高，2或更高，1.5或更高，1或更高或0.5或更高)。在一些实施方式中，液体产物的pH可以为0-约7(例如0.5-6.5、1-6、1.5-5.5、2-5、2.5-4.5、3-4、0-6.5、0-6、0-5.5、0-5、0-4.5或0-4)。

此外，液体产物可以夹带基布上所有以液体形式存在于原料中的所有VOCs。换句话说，由于VOCs基本上存在于液体产物中，因此制备液体产物的过程可在气相中产生基本上痕量的VOCs。如本发明中所使用的，属于“基本上痕量的VOCs”指的是产生约10ppm或更少的VOCs。

本发明还公开了使用上述液体产物促进植物生长的方法。该方法包括向所述植物施用液体产物。可以设想和理解的是，在本发明的范围内，可以按如上所述的方式配制各种液体产物。

现将参考附图所示的示例，详细描述本发明的示例性实施方式。方便起见，所有附图中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。

图1示出了本发明的示例性工艺100的流程图。如框110所示，将添加剂112与原料114混合以获得第一混合物116。原料114可包含纤维材料和水，并且所示纤维材料可包含木质素并选自本发明的纤维材料。添加剂112的示例如上所述，但应当理解的是，添加剂112中可以存在其它成分，例如抑制剂、消泡剂、指示剂、染料等。然后，工艺100可以进行到框120或工艺100的其它未示出步骤。

关于原料114，以原料114的总重量计，原料114可以包含约5％或更高(例如10％或更高，15％或更高，20％或更高，25％或更高，30％或更高，35％或更多，40％或更高，45％或更高，50％或更高，55％或更高，60％或更高，65％或更多，70％或更高，75％或更高，80％或更高，85％或更高，90％或更高)量的水。以原料114的总重量计，原料114也可以包含约95％或更少(例如10％或更少，15％或更少，20％或更少，25％或更少，30％或更少，35％或更少，40％或更少，45％或更少，50％或更少，55％或更少，60％或更少，65％或更少，70％或更少，75％或更少，80％或更少，85％或更少，或90％或更少)量的水。或者，以原料114的总重量计，原料114可含有约5％-约95(例如，5％-90％，10％-90％，15％-85％，20％-80％，20％-80％，25％-75％，30％-70％，35％-65％，40％-60％或45％-55％)量的水。

现参考框120，在框120中，调节第一混合物116以获得液体产物122和干浆产品124。图3更详细地概述了框120的调节的其它步骤。液体产物122可以夹带基本上所有以液体形式存在于原料114中的VOCs。换句话说，框120的调节步骤可以在气相中产生基本上不可检测量的VOCs，因为VOCs基本上包含在液体产物122中。上文描述了液体产物122的示例，但应理解的是，液体产物122可具有根据本发明的任意实施方式的组合物。

框120的调节步骤可以在几乎不需要加热的温度下进行。换言之，该调节基本上可以是自发热，而不需要外部热源。例如，框120的调节步骤可以在大约350℉或更低(例如，340℉或更低，330℉或更低，320℉或更低，310℉或更低，300℉的温度)下发生。F或更低，290℉或更低，280℉或更低，270℉或更低，260℉或更低，250℉或更低，240℉或更低，230℉或更低，220℉或更低，或210℉或更低)的温度下发生。框120的调节步骤也可以在约200℉或更高(例如，340℉或更高，330℉或更高，320℉或更高，310℉或更高，300℉或更高，290℉或更高，280℉或更高，270℉或更高，260℉或更高，250℉或更高，240℉或更高，230℉或更高，220℉或更高，或210℉或更高)的温度下发生。框120的调节步骤还可以在约200℉-约350℉(例如，210℉-340℉，220℉-330℉，230℉-320℉，240℉-310℉，250℉-300℉，200℉-300℉，210℉-290℉，220℉-280℉，230℉F-270℉，或240℉-260℉)的温度下发生。

干浆产品124可包含纤维材料和水，并且所示纤维材料可以与原料114的纤维材料基本相似。干浆产品124也可以基本上脱水。例如，以干浆产品的总重量计，干浆产品124可包含约35％或更少(例如，30％或更少，25％或更少，20％或更少，15％或更少，10％或更少，5％或更少，4％或更少，3％或更少，2％或更少，或1％或更少)量的水。以干浆产品的总重量计，干浆产品124也可包含约0.5％或更高(例如，30％或更高，25％或更高，20％或更高，15％或更高，10％或更高，5％或更高，4％或更高，3％或更高，2％或更高，或1％或更高)量的水。以干浆产品124的总重量计，干浆产品也可包括约0.5％-约35％(例如0.5％-30％，1％-25％，2％-20％，3％-15％，4％-10％，5％-10％，5％-15％，5％-20％，5％-25％，5％-30％，10％-30％，15％-30％，或20％-30％)量的水。工艺100可以终止于框120，或者工艺100随后可以继续进行到框130。工艺100还可以另外进行未示出的工艺100的其它步骤。

在框130中，干浆产品124还可以被加工成有用的产品。例如，可以将干浆产品124造粒以形成纤维粒料。上文描述了纤维粒料的示例，但应理解的是，纤维粒料可具有根据本发明的任意实施方式的组成。与如图4A所示的由传统方法生产的纤维粒料相比，图4B示出了由本发明的技术生产的纤维粒料。另外，图5A示出了通过传统方法生产的纤维粒料的扫描电子显微镜(SEM)图像，图5B示出了本发明的方法生产的纤维粒料的SEM图像。或者，可以将干浆产品124研磨成细颗粒。所述细颗粒可用于包装材料，纤维板，纸板等。干浆产品124也可以用于造纸或生产其它基于木质纤维素的产品。干浆产品124也可以用作粘合纤维以改善其它纤维材料的机械性能。工艺100可终止并完成于框130。但是，在其它实施方式中，工艺100可继续进行到未示出的其它工艺步骤。

图2示出了传统工艺200的流程图。如框210所示，原料214a进行机械研磨加工。机械研磨加工还需要完成第一批轴功。框210所需的工作通常是耗时且昂贵的，从而导致效率低下的工艺。机械研磨过程所需的设备也很昂贵，并且复杂且难以维护。因此，传统工艺200的框210是不可取的。然后，传统工艺200可以进行到框220。

在框220中，通过一个或多个干燥器干燥研磨的原料214b，以获得干燥的原料214c。一个或多个干燥器需要额外的轴功来移动研磨的原料2l4b通过干燥器，并且一个或多个干燥器还需要附加的热量以升高研磨的原料2l4b的温度。加热一个或多个干燥器(通常用于蒸发水)所需的能量非常高，且成本高得令人望而却步。另外，用于干燥研磨的原料2l4b的高温导致释放出一些VOCs。然后必须对VOCs进行进一步处理，这需要额外的昂贵设备和能源需求；或将VOCs简单地释放到大气中，对环境造成有害影响。因此，传统工艺200的框220是不可取的。然后，传统工艺200可以进行到框230。

在框230中，对干燥的原料2l4c进行机械研磨加工以获得干燥的干浆产品234。如框210所示，该机械研磨加工还需要完成第二次轴功。框230所需的工作通常是耗时且昂贵的，从而导致效率低下的工艺。机械研磨过程所需的设备也很昂贵，并且复杂且难以维护。此外，机械研磨过程不能将干的原料2l4c完全浆化或粉碎。纤维必须磨碎，以降低整体强度；或保持完好无损，以提高结块并降低了均匀度。因此，传统工艺200的框230是不可取的。传统工艺200可以终止并完成于框230。然而，在其它实施方式中，传统工艺200可以继续进行到未示出的其它工艺步骤。

与传统工艺200相比，本发明的工艺，如图1中的工艺100，需要很少的额外的轴功，并且需要很少甚至不需要加热。如上所述，本发明的工艺还可基本上在液体产物中夹带所有液体形式的VOCs，从而降低了整体环境影响。另外，由于几乎没有加热，所以纤维材料中的纤维在本发明的工艺中经受较少的角质化。其结果是，机械上优越的纤维比传统工艺生产的纤维具有更高的可压缩性。因此，本发明的工艺比用于实现相同目标的传统工艺更具成本效益、高效节能和环境友好性。

图3a示出了本发明的示例性调节工艺300的流程图。应当理解的是，调节工艺300可以基本上在图1的框120期间发生。如图所示，在框310中，纤维材料(即，在第一混合物116中)基本上可以与添加剂相互作用。这种相互作用可以在添加剂和纤维材料之间形成实质上被处理的材料。不希望受到任何科学理论的束缚，该添加剂可与纤维材料中的木质素相互作用以降低木质纤维素细胞的刚性并增加木质素的可塑性。然后，调节工艺300可以进行到框320或进行到未示出的调节工艺300的其它步骤。

在框320中，可以释放纤维材料(即，来自框310中的处理过的材料)中的第一部分水。不希望受到任何科学理论的约束，添加剂可对纤维材料具有脱水或减阻作用，以从纤维材料中释放出第一量的游离水。该效应提高了通过调节工艺300去除的水量，可以减少对额外的干燥步骤的需求。然后，调节工艺300可以进行到框330或未示出的调节工艺300的其它步骤。

在框330中，可以将添加剂加入到纤维材料(即在处理过的材料中)中。不希望受到任何科学理论的约束，释放出的第一部分水可以溶解添加剂，从而使添加剂加入到纤维材料中。然后，调节工艺300可以进行到框340或进行到未示出的调节工艺300的其它步骤。

在框340，纤维材料可以与加入的添加剂相互作用以减弱纤维材料中的木质素。如以上在框310中所述，在不希望受任何科学理论约束的情况下，添加剂可与纤维材料中的木质素相互作用以降低木质纤维素细胞的刚性并增加木质素的可塑性。框330的加入还可进一步增加相互作用并在框340是处理后的材料均匀化。然后，调节工艺300可进行到如图3b所示的框350，进行到调节工艺300的未示出的其它步骤，或者终止于框340。

图3b示出了本发明的示例性调节工艺300的流程图。图4详细地示出了用于实现该工艺的系统和机器。如图所示，在框350中，可以对纤维材料施加压力梯度。该压力增加可导致材料的温度升高。不希望受到任何科学理论的约束，添加剂的减阻性会增加在纤维材料上的摩擦力。木质材料中的木质素具由于添加剂而降低了刚性并增加了可塑性，因此木质素(以及由此使得纤维材料)可以保持完好无损，而不会随着温度的升高而断裂。然后，调节工艺300可以进行到框360或进行到调节工艺300的未示出的其它步骤。

在框360中，可以向纤维材料施加剪切力。所施加的剪切力可以增加作用在纤维材料上的摩擦力，从而进一步增加纤维材料的内部温度。木质材料中的木质素具由于添加剂而降低了刚性并增加了可塑性，因此木质素(以及由此使得纤维材料)可以保持完好无损，而不会随着温度的升高而断裂。然后，调节工艺300可以进行到框370或进行到调节工艺300的未示出的其它步骤。应当理解的是，框350的压力梯度步骤和框360的剪切力步骤可以以任何顺序发生或者可以彼此同时发生。

在框370中，可以通过分馏纤维材料来蒸发纤维材料(即，处理过的材料)中的第二部分水。可以理解的是，剪切力和摩擦力可以使纤维材料分馏，从而释放出额外的自由水。由于剪切力和压力梯度引起的温度升高也可以在释放自由水时使其蒸发。不希望受到任何科学理论的约束，纤维材料的细胞壁中的木质素已被添加剂塑化，限制可以在压力下“膨胀”。换言之，由于压力梯度和剪切/摩擦力导致的温度升高，纤维材料的单个细胞内部所含的水开始蒸发，细胞壁总的增速性木质素开始膨胀但不会破裂，就像充满热空气的热气球一样。随着细胞的体积在摩擦力和剪切力以及升高的温度和压力下增加，细胞可以保持完整，而纤维材料可以进一步分离。然后，调节工艺300可以进行到框380或进行调节工艺300的未示出的其它步骤。

在框380中，纤维材料(即在处理过的材料中)可以迅速暴露于大气压。不希望受到任何科学理论的约束，纤维材料的这种快速减压会引起纤维材料的化学机械-细胞爆破。换句话说，纤维材料中“膨胀”的细胞现在可以完全破裂，释放出细胞内的水并进一步分离纤维材料。可以理解的是，由于压力梯度，剪切力，摩擦力和温度的升高，纤维材料在调节过程中可能承受巨大的应力，从而导致膨胀的细胞中含有蒸发水。由于木质素与添加剂的相互作用，细胞可以膨胀，而不希望受到任何科学理论的约束。纤维材料迅速恢复到大气状态可以诱导化学机械细胞爆破过程，释放出最后的一部分水，并获得干浆产品124。还应理解的是，在调节工艺300中，释放的部分水中可以包含其它成分，并且可以作为液体产物122回收。然后，调节工艺300可以终止于框380，或者可以进行到调节工艺300未示出的其它步骤。

本发明公开了一种可以在本发明描述的工艺中使用的机器600。例如，可以提供用于化学-机械细胞爆破的机器600，如图6所示。机器600包括入口610，并且原料可以通过入口610进入机器600。机器可包括出口620。所述机器可包括连接入口和出口的内部腔室630，内部腔室630具有内表面。所述机器可包括横跨入口610、出口620和内部腔室630的轴640，轴640具有围绕轴640周向设置的多个螺纹，所述多个螺纹具有第一部分和第二部分。螺纹的第一部分具有第一螺距，螺纹的第二部分可具有与第一螺距不同的第二螺距。例如，第一螺距可以大于第二螺距。

内部腔室630还可包括一个或多个剪切构件632，其布置在内表面上并对应于螺纹的第二部分。例如，一个或多个剪切构件632可包括刀剪切器。可以使用其它形式的剪切构件代替刀剪切器。可以在实现一个或多个剪切构件632和多个螺纹之间的剪切力所需的任何高度、长度或角度下来准备刀剪切器。

轴可被配置为绕与内部腔室630共享的纵轴旋转，并且旋转可在螺纹的第二部分与一个或多个剪切构件632之间施加剪切力。

该机器还包括从机器600的外表面延伸并且基本上围绕出口620的保护罩650，该保护罩650具有位于保护罩650和出口620之间的内部空间652。机器600还可包括构造成控制出口的尺寸的出口闸门622。出口闸门622可以被配置为膨胀和/或收缩以控制通过机器600的材料的流量。

如所讨论的，原料可以通过入口610进入机器600。在进入机器600之前，可以将原料与添加剂混合以削弱原料中纤维材料的细胞壁。当进入内部腔室630内部时，原料可以开始受到来自与剪切构件632接触的轴640的旋转带来的剪切力。随着剪切力开始作用在原料中的纤维材料上，分馏纤维材料的摩擦力会导致内部压力和温度开始升高。随着材料继续移动通过内部腔室630并由于剪切构件632而进行剪切，随着温度和压力继续上升，可以从原料中去除水。由于温度和压力升高，变弱的细胞壁可能开始膨胀。然后，纤维材料可以通过出口620，出口闸门622可以控制纤维材料的出口流量。纤维材料在离开出口620时可以迅速地暴露于大气压下，从而引起细胞爆破。

本发明还公开了用于提高原料生产量的方法。将一种或多种添加剂与原料混合以获得第一混合物。所述原料可包含纤维材料和水，并且纤维材料可包含木质素。上文描述了纤维材料和添加剂的合适示例，但是，可以使用其它示例。上文中也描述了原料中水含量的合适示例。可以将原料致密化以形成产物。该产品可以是粒料、团块、大包、原木等形式。可以理解的是，该产品可以具有与上述纤维粒料基本相似的堆积密度性质和PDI，因为该纤维粒料和产品是使用相似的工艺生产的。相对于没有添加剂的工艺的生产量，该工艺的生产量可以从1％增加到60％(例如1％到30％)。不希望受到任何科学理论的束缚，所述添加剂可以充当减阻剂以增加致密化步骤的生产量，从而增加产品的生产速率。这样的实施方式可用于提高例如，动物饲料的生产率。

实施例

通过示例性而非限制的方式提供以下实施例。

在1小时内，通过本发明的方法将800磅初始水分含量为50％的火炬松木片调节至含水量为18％。在该过程中使用了48kW的附加能量。在输送过程中，将产生的纤维风干至含水量为16％。将其研磨成粒持久性指数为99、含水量为4％、以及堆积密度为750kg/m³的粒料。当在水中浸渍两分钟时，粒料呈现出非常有限的降解。在调节过程中加入了蒸汽。制粒过程中未添加额外的热能。还从调节中制备了液体提取物，其包含表I中列出的以下成分。

表I.液体产物组成示例

如附图所示和上文所讨论的，虽然已经结合多个示例性方面对本发明进行了描述，但可以理解的是，在不脱离本发明的前提下，可以采用其它类似的方面，或者可以对所描述的各方面进行修改或添加以执行与本发明相同的功能。例如，在本发明的各个方面中，根据当前公开的主题的方面来描述方法和组合物。然而，本发明的教导也涵盖了与这些所描述的方面相关的其它等效的方法或组成。因此，本发明不应限于任何单个方面，而应根据所附权利要求的广度和范围来进行解释。

应当理解的是，本发明公开的实施方式和权利要求不限于应用于说明书和附体中所示出的部件的构造和布置细节中。相反，说明书和附体提供了所设想的实施方式的示例。本发明公开的实施方式和权利要求还能够用于其它实施方式，并以各种方式来实践和执行。此外，应理解的是，本发明所采用的措辞和术语是为了描述性目的，而不应视为对权利要求的限制。

因此，本领域技术人员将理解的是，本申请和权利要求所基于的理念可以易于用作用于实施本发明的实施方式和权利要求的多个目的的其它结构、方法和系统的设计基础。因此，重要的是，权利要求应被视为包括这些等同的构造。

此外，上述摘要的目的是使各专利局和公众，尤其是包括本领域的不熟悉专利和法律条款或措辞的从业人员能够通过粗略的检索快速地确定本申请的本质。摘要既无意于定义本申请的权利要求，也无意于以任何方式限定权利要求的范围。相反，本发明旨在由所附的权利要求书来限定。