Способ выделения каучука из выдержанных брикетов и выдержанные брикеты, содержащие растительный материал из растений, не являющихся гевеей

Способ выделения каучука из выдержанных брикетов и выдержанные брикеты, содержащие растительный материал из растений, не являющихся гевеей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Перекрестные ссылки на родственные заявки

Настоящая заявка испрашивает приоритет и любые другие преимущества на основании предварительной заявки США под номером 61/607448, поданной 6 марта 2012 г., с названием "PROCESSES FOR THE REMOVAL OF RUBBER FROM NON-HEVEA PLANTS" (СПОСОБЫ ВЫДЕЛЕНИЯ КАУЧУКА ИЗ РАСТЕНИЙ, НЕ ЯВЛЯЮЩИХСЯ ГЕВЕЕЙ), полный текст которой включен в настоящее описание посредством ссылки; предварительной заявки США под номером 61/607460, поданной 6 марта 2012 г., с названием "PROCESSES FOR THE PURIFICATION OF GUAYULE-CONTAINING SOLUTIONS" (СПОСОБЫ ОЧИСТКИ РАСТВОРОВ, СОДЕРЖАЩИХ ГВАЮЛУ) полный текст которой включен в настоящее описание посредством ссылки, предварительной заявки США под номером 61/607469, поданной 6 марта 2012 г., с названием "PROCESSES FOR THE REMOVAL OF BAGASSE FROM A GUAYULE-RUBBER CONTAINING SOLUTION" (СПОСОБЫ УДАЛЕНИЯ БАГАССЫ ИЗ РАСТВОРА, СОДЕРЖАЩЕГО КАУЧУК ГВАЮЛЫ), полный текст которой включен в настоящее описание посредством ссылки; предварительной заявки США под номером 61/607475, поданной 6 марта 2012 г., с названием "PROCESSES FOR RECOVERING RUBBER FROM NON-HEVEA PLANTS USING BRIQUETTES" (СПОСОБЫ ВЫДЕЛЕНИЯ КАУЧУКА ИЗ РАСТЕНИЙ, ОТЛИЧНЫХ ОТ ГЕВЕИ, С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БРИКЕТОВ) полный текст которой включен в настоящее описание посредством ссылки; предварительной заявки США под номером 61/607483, поданной 6 марта 2012 г., с названием "AGED BRIQUETTES CONTAINING PLANT MATTER FROM NON-HEVEA PLANTS AND PROCESSES RELATING THERETO" (ВЫДЕРЖАННЫЕ БРИКЕТЫ, СОДЕРЖАЩИЕ МАТЕРИАЛ ИЗ РАСТЕНИЙ, ОТЛИЧНЫХ ОТ ГЕВЕИ, И СВЯЗАННЫЕ С НИМИ СПОСОБЫ) полный текст которой включен в настоящее описание посредством ссылки; Предварительной заявки США под номером 61/660991, поданной 18 июня 2012 г., с названием "AGED BRIQUETTES CONTAINING PLANT MATTER FROM NON-HEVEA PLANTS AND PROCESSES RELATING THERETO" (ВЫДЕРЖАННЫЕ БРИКЕТЫ, СОДЕРЖАЩИЕ МАТЕРИАЛ ИЗ РАСТЕНИЙ, ОТЛИЧНЫХ ОТ ГЕВЕИ, И СВЯЗАННЫЕ С НИМИМ СПОСОБЫ), полный текст которой включен в настоящее описание посредством ссылки; предварительной заявки США под номером 61/661064, поданной 18 июня 2012 г. с названием "PROCESSES FOR THE REMOVAL OF RUBBER FROM NON-HEVEA PLANTS" (СПОСОБЫ ВЫДЕЛЕНИЯ КАУЧУКА ИЗ РАСТЕНИЙ, ОТЛИЧНЫХ ОТ ГЕВЕИ), полный текст которой включен в настоящее описание посредством ссылки; предварительной заявки США под номером 61/661052, с названием "PROCESSES FOR THE REMOVAL OF RUBBER FROM NON-HEVEA PLANTS" (СПОСОБЫ ВЫДЕЛЕНИЯ КАУЧУКА ИЗ РАСТЕНИЙ, ОТЛИЧНЫХ ОТ ГЕВЕИ), полный текст которой включен в настоящее описание посредством ссылки.

Уровень техники

Растение или дерево гевея (Hevea) (также называемое Hevea brasiliensis - гевея бразильская или резиновое дерево) является хорошо известным источником природного каучука (называемого также полиизопреном). Источники каучука, такие как Hevea brasiliensis, Ficus elastic (индийское резиновое дерево) и Cryptostegia grandiflora (мадагаскарское резиновое дерево) дают природный каучук в форме сока, содержащего каучук, суспендированный в водном растворе, который свободно вытекает и может быть получен путем нанесения насечек на растение. Также известно, что природный каучук содержится в различных растениях, не являющихся гевеями, но в них каучук располагается в отдельных клетках растения (например, в стеблях, корнях или листьях) и не может быть выделен путем сливания, каучук из этих растений может быть получен только путем разрушения клеточных стенок физическими или другими средствами. Соответственно, процессы выделения каучука из растений, не являющихся гевеей, обычно более сложны и имеют больше ограничений, чем способы добычи каучука из деревьев Hevea. Дополнительно из-за относительного низкого содержания каучука в растениях, не являющихся гевеей, сбор и транспортировка собранных растений на предприятия, где может быть выделен содержащийся в клетках растения природный каучук, могут быть связаны со значительными затратами.

Раскрытие изобретения

Настоящим предложены основанные на использовании органического растворителя способы выделения каучука из выдержанных брикетов, выполненных из прессованного растительного материала из растений, не являющихся гевеей. Также предложены выдержанные брикеты, выполненные из прессованного растительного материала растений, не являющихся гевеей, причем указанные брикеты выдержаны в течение по меньшей мере 90 дней после получения, и молекулярная масса каучука в брикете составляет по меньшей мере 1200000.

В первом варианте реализации предложены основанные на использовании органических растворителей способы выделения каучука из выдержанных содержащих каучук брикетов, выполненных из измельченного растительного материала растения, не являющегося гевеей. Способы включают использование выдержанных брикетов, содержащих растительный материал, который включает багассу, каучук, смолу и меньше 5% по массе листьев растения, не являющегося гевеей, причем указанные брикеты выдержаны в течение приблизительно 21-200 дней после получения. В соответствии с этими способами брикеты смешивают с (i) по меньшей мере одним неполярным органическим растворителем и (ii) по меньшей мере одним полярным органическим растворителем с получением суспензии, причем (i) и (ii) присутствуют в суспензии в количествах, по меньшей мере достаточных для солюбилизации смолы и каучука из растительного материала. Общее количество объединенных (i) и (ii) составляет 50-90% от массы суспензии, брикеты составляют 10-50% от массы суспензии, и суспензия содержит 0,5-10 масс. % воды. Затем большую часть багассы удаляют из суспензии с получением мисцеллы. Дополнительный полярный органический растворитель, неполярный органический растворитель или их комбинация (любой из которых может быть таким же, что и по меньшей мере один полярный органический растворитель и по меньшей мере один неполярный органический растворитель, использованный для получения суспензии, или отличаться от них) могут быть добавлены к мисцелле с получением мисцеллы пониженной вязкости. Количество дополнительного полярного органического растворителя, которое добавляют к мисцелле, меньше количества, которое вызывает коагуляцию каучука, содержащегося в мисцелле пониженной вязкости. Затем 80-95 масс. % багассы (в расчете на общую массу багассы, содержащейся в мисцелле пониженной вязкости или мисцелле) удаляют из мисцеллы пониженной вязкости, или из мисцеллы, или из очищенной мисцеллы. Большая часть удаляемой (из мисцеллы пониженной вязкости или из мисцеллы) багассы характеризуется размером частиц меньше 105 микрон. В оптимальном случае очищенную мицеллу обрабатывают для дополнительного удаления багассы с получением осветленного раствора каучука, который содержит 0,01-1% по массе багассы (в расчете на общее количество багассы, содержащейся в суспензии), 90-99% дополнительно удаленной багассы (из мисцеллы пониженной вязкости) характеризуется размером частиц меньше 45 микрон. Относительное количество полярного органического растворителя по сравнению с неполярным органическим растворителем в осветленном растворе каучука повышается, что вызывает коагуляцию каучука, содержащегося в осветленном растворе каучука. Из коагулированного каучука получают очищенный твердый каучук. Очищенный твердый каучук имеет такую степень чистоты, что если он содержит 0,.8 масс. % Летучего вещества, он также содержит 0,05-0,5 масс. % загрязнений, 0,2-1,5 масс. % золы и 0,1-4 масс. % смолы. Многие процедуры этого процесса осуществляют при температуре или температурах 10-80°C (т.е. различные процедуры этого процесса могут осуществляться при одной температуре или при разных температурах) и давлении от 35 до 1000 кПа.

Второй вариант реализации (который может использоваться в способах первого варианта реализации или, в качестве альтернативы, в других способах выделения каучука) обеспечивает выдержанные брикеты, выполненные из растительного материала из растения, не являющегося гевеей, причем брикет выдержан в течение 18-24 дней после получения, и молекулярная масса каучука в брикете составляет 1 000 000-1 500 000. (Как более подробно обсуждается ниже, предполагается, что молекулярная масса каучука в брикете измеряется после выделения каучука из брикета, с использованием твердой формы каучука методом гель-проникающей хроматографии (GPC)). Выдержанный брикет содержит: 78-95 масс. % прессованного измельченного растительного материала (в расчете на общую массу брикета) из растения, не являющегося гивеей (растительный материал содержит багассу, каучук и смолу), 2-20 масс. % воды (в расчете на общую массу брикета), 0,2-2 масс. % антиоксидантов (в расчете на общую массу каучука, содержащегося в багассе) и 0,1-5 масс. % связующего.

Осуществление изобретения

Предложены способы улучшенного выделения каучука из растений, не являющихся гивеями (Hevea), с использованием растительного материала в прессованной форме или в форме брикетов. Также предложены основанные на использовании органических растворителей способы выделения каучука из брикетов и выдержанные формы брикетов из прессованного растительного материала. Для облегчения описания, содержащего определенные разделы, способы и выдержанные брикеты описаны как варианты реализации; использование этой терминологии предназначено исключительно для облегчения описания и не должно интерпретироваться как ограничивающее.

Определения

Приведенная ниже терминология служит исключительно для вариантов реализации, ее не следует воспринимать как ограничивающую изобретение в целом.

Предполагается, что в настоящем тексте термин "растение, не являющееся гевеей" охватывает растения, которые содержат природный каучук в отдельных клетках растения.

В настоящем тексте термин "багасса" используется для обозначения части молотого или измельченного растительного материала из растения, не являющегося гевеей, которая является нерастворимой и соответственно в органических растворителях образует скорее суспензию, чем раствор. В настоящем тексте багасса включает загрязнения и золу, если не указано иначе.

В настоящем тексте термин "растительный материал" обозначает материал, полученный из растения, не являющегося гивеей. Если не указано иначе, растительный материал включает корни, стебли, кору, древесину, сердцевину и листья.

В настоящем тексте термин "древесина" (древесный материал) обозначает проводящую ткань и материал меристемы, полученные из растения, не являющегося гивеей. Если не указано иначе, древесный материал не включает кору.

В настоящем тексте термин "сердцевина" обозначает самую внутреннюю область древесного материала растения, не являющегося гевеей.

В настоящем тексте термин "кора" относится к плотному внешнему покрытию на стволах и корнях некоторых (в частности, древовидных или кустарниковых) растений, не являющихся гевеей, и включает все ткани снаружи от проводящего камбия. Не все растения, не являющиеся гевеей, имеют кору.

В настоящем тексте термин "смола" обозначает природные, отличные от каучука, химические вещества, содержащиеся в растительном материале, полученном из растения, не являющегося гевеей (Hevea), включая смолы (такие как терпены), жирные кислоты, белки и неорганические материалы, но не ограничиваясь ими.

В настоящем тексте термин "загрязнение" (применительно к очищенному твердому каучуку, получаемому описанными здесь способами) обозначает нерастительный материал, который может сопутствовать растениям, не являющимся гевеей, такой как земля, песок, глина и мелкие камни. Содержание загрязнений в очищенном твердом каучуке может быть определено путем полного повторного растворения твердого каучука и пропускания раствора через сито на 45 микрон. Сито затем промывают дополнительным количеством растворителя и сушат. Масса материала, задержанного на сите, представляет содержание "загрязнений" в очищенном твердом каучуке.

В настоящем тексте термин "зола" (используемый применительно к очищенному твердому каучуку, получаемому описанными здесь способами) обозначает неорганический материал (т.е. не содержащий углерода), который остается после сжигания каучука при 550°C±25°C.

В настоящем тексте термин "большая часть" обозначает больше 50%, но меньше 100%. В некоторых вариантах реализации этот термин обозначает 51-60%, а в других вариантах реализации 60-95%.

В настоящем тексте словосочетание "летучее вещество" относится к отличному от каучука веществу, которое может содержаться в образце очищенного твердого каучука, но которое улетучивается при 100 +/- 5°C (или при 160 +/- 5°C, если есть подозрение, что образец каучука содержит летучие углеводородные масла). Стандартным тестом для определения летучих веществ, содержащихся в образце каучука, является ASTM D1278-91 (1997).

Подробности

В первом варианте реализации предложены основанные на использовании органических растворителей способы выделения каучука из выдержанных содержащих каучук брикетов, выполненных из измельченного растительного материала растения, не являющегося гевеей. Способы включают использование выдержанных брикетов, содержащих измельченный растительный материал, который содержит багассу, смолу и менее 5 масс. % листьев растения, не являющегося гевеей, причем брикеты выдержаны в течение приблизительно 21-200 дней после получения. В соответствии с этими способами брикеты смешивают с (i) по меньшей мере одним неполярным органическим растворителем и (ii) по меньшей мере одним полярным органическим растворителем с получением суспензии, причем (i) и (ii) присутствуют в суспензии в количествах, по меньшей мере достаточных для солюбилизации смолы и каучука из растительного материала. Общее количество объединенных (i) и (ii) составляет 50-90% от массы суспензии, брикеты составляют 10-50% от массы суспензии, и суспензия содержит 0,5-10 масс. % воды. Затем большую часть багассы удаляют из суспензии с получением мисцеллы. Дополнительный полярный органический растворитель, неполярный органический растворитель или их комбинация (любой из которых может быть таким же, как по меньшей мере один полярный органический растворитель и по меньшей мере один неполярный органический растворитель, использованные для получения суспензии, или отличаться от них) могут быть добавлены к мисцелле с получением мисцеллы пониженной вязкости. Количество любого дополнительного полярного органического растворителя меньше количества, которое вызывает коагуляцию каучука, содержащегося в мисцелле пониженной вязкости. Затем 80-95 масс. % багассы (в расчете на общую массу багассы, содержащейся в мисцелле пониженной вязкости или мисцелле) удаляют из мисцеллы пониженной вязкости, или из мисцеллы, или из очищенной мисцеллы. (Следует понимать, что мисцелла пониженной вязкости и мицелла упоминаются в форме альтернативы в предыдущем и следующем предложениях для полноты, но в случае, если вязкость мисцеллы снижается, последующую стадию удаления выполняют с использованием мисцеллы пониженной вязкости, а если вязкость мисцеллы не снижается, то последующую стадию удаления выполняют с использованием мисцеллы). Большая часть багассы, которую удаляют (из мисцеллы пониженной вязкости или из мисцеллы), характеризуется размером частиц меньше 105 микрон. Очищенную мицеллу обрабатывают для дополнительного удаления багассы, получая в результате осветленный раствор каучука, который содержит 0,01-1% по массе багассы (в расчете на общее количество багассы, содержащейся в суспензии); 90-99% дополнительно удаленной багассы (из мисцеллы пониженной вязкости) характеризуется размером частиц больше 45 микрон. Относительное количество полярного органического растворителя к неполярному органическому растворителю в осветленном растворе каучука повышается, что вызывает коагуляцию каучука, содержащегося в осветленном растворе каучука. Из коагулированного каучука получают очищенный твердый каучук. Этот очищенный твердый каучук имеет такую степень чистоты, что если он содержит 0,8 масс. % летучего вещества, он также содержит 0,05-0,5 масс. % загрязнений, 0,2-1,5 масс. % золы и 0,1-4 масс. % смолы. Многие процедуры этого процесса осуществляют при температуре или температурах 10-80°C (т.е. различные процедуры этого процесса могут осуществляться при одной температуре или при разных температурах) и давлении от 35 до 1000 кПа.

Второй вариант реализации (который может использоваться в способах согласно первому варианту реализации) обеспечивает выдержанные брикеты, выполненные из растительного материала растения, не являющегося гевеей, причем брикет выдержан в течение 18-24 дней после получения, а молекулярная масса каучука в брикете составляет 1000000-1500000. (Как более подробно обсуждается ниже, предполагается, что молекулярная масса каучука в брикете измеряется после выделения каучука из брикета, с использованием твердой формы каучука методом гель-проникающей хроматографии (GPC)). Выдержанный брикет содержит: 78-95 масс. % прессованного измельченного растительного материала (в расчете на общую массу брикета) из растения, не являющегося гивеей (растительный материал содержит багассу, каучук и смолу), 2-20 масс. % воды (в расчете на общую массу брикета), 0,2-2 масс. % антиоксидантов (в расчете на общую массу каучука, содержащегося в багассе) и 0,1-5 масс. % связующего.

Хранение брикетов

Следует понимать, что приведенное ниже обсуждение хранения брикетов относится не только ко второму раскрытому здесь варианту реализации (в терминах хранения брикетов после получения), но также к первому раскрытому здесь варианту реализации (применительно к получению и брикетам для использования в способах первого варианта реализации или применительно к хранению любых брикетов, которые в итоге будут использоваться в способах согласно первому варианту реализации, перед их использованием в таких способах). В некоторых вариантах реализации, раскрытых здесь, может быть полезно хранить брикеты в контролируемых условиях, при поддержании температуры брикетов на уровне ниже 70°C, предпочтительно ниже 50°C. В некоторых вариантах реализации, температура брикетов может поддерживаться на уровне 20-75°C, 20-50°C или 20-25°C. Обычно температуру брикетов поддерживают путем регуляции температуры воздуха, окружающего брикеты.

В некоторых вариантах реализации может быть полезно хранить брикеты в контролируемых условиях с поддержанием относительной влажности воздуха, окружающего брикеты, на уровне 50 [%] жидкости или больше. В некоторых вариантах реализации относительная влажность воздуха может поддерживаться на уровне 40-60%. В целом, повышенные влажность или содержание жидкости могут способствовать поддержанию молекулярной массы каучука, содержащегося в брикетах. Можно использовать другие способы хранения брикетов в условиях повышенной влажности, такие как периодическое орошение или опрыскивание брикетов водой. В некоторых вариантах реализации орошение или опрыскивание осуществляют еженедельно или каждые две недели, и используют количество воды, достаточное для поддержания среднего содержания воды в брикетах на уровне 10% по массе или выше (например, 10-20% по массе), предпочтительно 15% по массе или выше (например, 15-20% по массе). В некоторых вариантах реализации может быть полезно хранить брикеты в атмосфере инертного газа (например, азота), чтобы избежать окисления каучука. В некоторых вариантах реализации брикеты хранят в контролируемых условиях с поддержанием и температуры и относительной влажности воздуха, окружающего брикеты, как обсуждается выше. В других вариантах реализации брикеты хранят в контролируемых условиях с поддержанием температуры и атмосферы (т.е. инертного газа) воздуха, окружающего брикеты, как обсуждается выше. В других вариантах реализации брикеты хранят в контролируемых условиях с поддержанием и атмосферы (т.е. инертного газа), и относительной влажности воздуха, окружающего брикеты, как обсуждается выше. В других вариантах реализации брикеты хранят в контролируемой среде с поддержанием температуры, состава атмосферы и влажности, как описано выше.

В некоторых вариантах реализации согласно первым описанным здесь вариантам реализации брикеты выдержаны в течение 18-24 дней после получения и до получения суспензии с использованием брикетов. Как обсуждалось выше, во втором раскрытом здесь варианте реализации брикеты выдерживают в течение 18-24 дней после получения, что приводит к повышению содержания извлекаемого каучука в брикетах. В некоторых других вариантах реализации первого и второго раскрытых здесь вариантов реализации брикеты выдерживают в течение других периодов времени, таких как 30 дней или меньше, 60 дней или меньше или 90 дней или меньше; в некоторых таких вариантах реализации период выдержки составляет 10-30 дней, 10-60 дней, 10-90 дней или 18-30 дней, 18-60 дней или 18-90 дней.

В некоторых вариантах реализации плотность брикетов на 150-325% выше плотности непрессованного измельченного растительного материала. Относительно более высокие значения плотности брикетов могут обеспечивать снижение затрат на транспортировку и хранение, поскольку они позволяют транспортировать или хранить относительно большее количество брикетов (и, соответственно, большее количество каучука) в том же объеме контейнера для транспортировки или хранения. В дальнейших вариантах реализации согласно первому и второму описанным здесь вариантам реализации плотность брикетов на 40-100% выше плотности непрессованного измельченного растительного материала. Брикеты с такой плотностью могут обеспечивать преимущества, заключающиеся в упрощенном процессе производства и более легких измельчении и растворении в органическом растворителе. В некоторых вариантах реализации согласно первому и второму описанным здесь вариантам реализации плотность брикетов составляет от 3 до 8,5 фунтов/галлон (от 0,4 до 1 кг/литр). Эта плотность представляет собой истинную плотность брикетов (исключая объем пор), а не объемную плотность. Существуют различные методы (например, оптические, основанные на расширении газа и впитывании жидкости) определения истинной плотности пористого твердого вещества, и они известны специалистам, но все эти методы обычно связаны с измерением объема пор, присутствующих в пористом твердом веществе, для исключения этого объема из объема, используемого для расчета истинной плотности.

Растительный материал для брикетов

Как отмечалось ранее, брикеты, используемые в первом и втором вариантах реализации, описанных здесь, содержат измельченный растительный материал из растений, не являющихся гевеей, подвергнутый прессованию. Примеры растений, не являющихся гевеей, пригодных для получения растительного материала для брикетов, включают, но не ограничиваются следующим: Parthenium argentatum (кустар гуаюла), Taraxacum Kok-Saghyz (кок-сагыз, «русский одуванчик»), Euphorbia lathyris (молочай чиновидный или масличный), Parthenium incanum (мариола), Chrysothamnus nauseosus (хризотамнус), Pedilanthus macrocarpus (педилантус крупноплодный), Asclepias syriaca, speciosa, subulata и др. (молочаи), Solidago altissima, graminifolia rigida и др. (золотарники), Cacalia atripilicifolia (какалия), Pycnanthemum incanum (горная мята), Teucreum canadense (дубровник канадский) и Campanula Americana (колокольчик американский). Известны и другие растения, которые производят каучук и аналогичные каучуку углеводороды, в частности, среди семейства сложноцветных (Compositae), молочайных (Euphorbiaceae), Campanulaceae (колокольчиковых), губоцветных (Labiatae) и тутовых (Moracea). При использовании брикетов в первом и втором описанных здесь вариантах реализации предполагается, что для получения растительного материала может использоваться один тип растения или смесь из более, чем одного типов растений.

В некоторых вариантах реализации согласно первому и второму раскрытым здесь вариантам реализации, материал растения, не являющегося гевеей, получен из по меньшей мере одного из следующих растений: Parthenium argentatum (кустарник гуаюла), Taraxacum Kok-Saghyz (кок-сагыз), Euphorbia lathyris (молочай чиновидный), Parthenium incanum (мариола), Chrysothamnus nauseosus (хризотамнус), Pedilanthus macrocarpus (педилантус крупноплодный), Asclepias syriaca, speciosa, subulata и др. (молочаи), Solidago altissima, graminifolia rigida и др.(золотарники), Cacalia atripilicifolia (какалия), Pycnanthemum incanum (горная мята), Teucreum canadense (дубравник канадский) и Campanula Americana (колокольчик американский). В некоторых вариантах согласно первому и второму раскрытым здесь вариантам реализации, измельченный растительный материал, прессуемый в брикеты, получен из кустарника гуаюлы (Parthenium argentatum).

Подготовка растительного материала

В некоторых вариантах реализации второго и первого вариантов реализации описанных здесь способов брикеты изготавливают из растительного материала, который был измельчен или измельчен на куски со средним размером 1'' или меньше. Обычно измельчение или рубка растительного материала до размера 1,5'' или меньше или 1'' или меньше может осуществляться в одну или более стадий. Например, используемое растение, не являющееся гевеей, может быть грубо порублено в месте сбора на куски со средней длиной меньше 2''. Грубая рубка может осуществляться до или после необязательного удаления листьев и почвы (например, путем встряхивания растения или интенсивного обдува воздухом), но в предпочтительном варианте - после удаления большей части листьев и почвы с собранного растительного материала. Измельчение или рубка на кусочки среднего размера 1,5'' или меньше или 1'' или меньше могут быть осуществлены с использованием различных физических средств. Один пример пути получения рубленого растительного материала со средним размером 1,5'' или меньше или 1'' или меньше заключается в обработке необработанного растительного материала (или, в качестве альтернативы, грубо порубленного растительного материала) в измельчителе, дробилке, молотковой мельнице (крушилке) или валковой дробилке. Дробилка - это хорошо известное устройство, предназначенное для рубки или измельчения материала с получением различных размеров. Большинство дробилок содержат несколько ножей (часто - стальных ножей) и одно или большее число сит (иногда сменных) с различным диаметром отверстий для регулирования размера конечного продукта. Существуют дробилки различных размеров, которые могут использоваться для рубки растительного материала, например, дробилки с отверстиями 3/8'', ¼'' и 1/8''. Молотковая мельница может быть в целом описана как стальной барабан, снабженный вертикальным или горизонтальным вращающимся валом или барабаном, на котором установлены молотки; эти молотки «крушат» материал, пропускаемый через дробилку. Существуют и могут использоваться для рубки растительного материала молотковые мельницы на различные размеры, такие как дробилки с отверстиями 3/8'', ¼'' и 1/8''. Валковая мельница/дробилка может быть в целом описана как устройство с двумя или более валками, каждый из которых имеет продольные бороздки, которые способствуют дополнительному уменьшению размера материала, подаваемого в дробилку. Существуют и могут использоваться для рубки растительного материала валковые дробилки на различные размеры, такие как дробилки с отверстиями 3/8'', ¼'' и 1/8''. В некоторых вариантах реализации в соответствии с первым и вторым вариантами реализации описанных здесь способов, растительный материал обрабатывают на по меньшей мере одном из дробилки, измельчителя, молотковой дробилки, валковой дробилки и плющильной машины для производства измельченного растительного материала, имеющего средний размер 1'' или меньше. В других вариантах реализации в соответствии с первым и вторым вариантами реализации описанных здесь способов, растительный материал обрабатывают на по меньшей мере двух из дробилки, измельчителя, молотковой дробилки, валковой дробилки и плющильной машины для производства измельченного растительного материала, имеющего средний размер 1'' или меньше.

В некоторых вариантах реализации в соответствии с первым и вторым вариантами реализации описанных здесь способов растительный материал, используемый в суспензии, не только предварительно рубят или измельчают (например, путем обработки в измельчителе, валковой мельнице, молотковой мельнице и/или дробилке), но также обрабатывают в плющильной машине и/или подвергают другой механической обработке, обеспечивающей разрушение клеточных стенок клеток, которые содержат природный каучук, после брикетирования, но до смешивания для получения суспензии. Плющильная машина в целом может быть описана как устройство с двумя или большим числом роликов, каждый из которых имеет гладкую поверхность, обычно работающих на разных скоростях, с определенным и регулируемым зазором между роликами, которые в основном способствуют дальнейшему разрушению стенок растительных клеток. Такие типы механической обработки способствуют повышению количества природного каучука, который в итоге может быть выделен из растительного материала. В некоторых предпочтительных вариантах реализации первого и второго вариантов реализации раскрытых здесь способов использования растительного материала из кустарника гуаюлы рубленый растительный материал обрабатывают как в валковой мельнице, так и в плищильной машине. В других вариантах реализации первого и второго описанных здесь вариантов реализации для брикетов используют измельченный растительный материал из кустарника гуаюлы, и после брикетирования измельченный растительный материал обрабатывают с использованием по меньшей мере одного из валковой мельницы, измельчителя, дробилки и молотковой мельницы (в процессе, но перед получением суспензии). В тех вариантах реализации, где измельченный растительный материал обрабатывают с использованием по меньшей мере одного из валковой мельницы или молотковой мельницы, измельчителя, дробилки и плющильной машины, измельченный растительный материал предпочтительно обрабатывать по меньшей мере одним антиоксидантом перед прессованием в брикеты (количество антиоксиданта соответствует предшествующему обсуждению антиоксидантов).

В некоторых вариантах реализации в соответствии с первым и вторым вариантами реализации описанных здесь способов может быть полезно обработать измельченный растительный материал со средним размером 1,5'' или меньше или 1'' или меньше (такой как получается после обработки в дробилке) для удаления материала недостаточного размера перед брикетированием. Количество образующегося материала недостаточного размера зависит от различных факторов, включая способ рубки или измельчения растительного материала и скорость, на которой осуществляется измельчение или перемолка. Один из возможных способов удаления материала недостаточного размера заключается в пропускании измельченного растительного материала через сетчатое сито, которое затем трясут, благодаря чему материал недостаточного размера просеиваются через сетку. Могут использоваться различные типы сетчатых сит, в зависимости от размера материала, определяемого как «недостаточный». В некоторых вариантах реализации используются сита калибра 30 меш, 25 меш, 20 меш, 18 меш или 16 меш. Калибр сетки сита соответствует числу отверстий на квадратный дюйм. Соответственно, у сита 20 меш будет 20 отверстий на один квадратный дюйм. Размеры отверстий в приведенных сетчатых ситах имеют следующие значения: 30 меш (размер отверстия 0,0232'' или 595 микрон); 25 меш (размер отверстия 0,0280''" или 707 микрон); 20 меш (размер отверстия 0,0331'' или 841 микрон); 18 меш (размер отверстия 0,0394'' или 1000 микрон); и 16 меш (размер отверстия 0,0469'' или 1190 микрон). Другой вариант пути удаления материала недостаточного размера заключается в использовании воздушного сепаратора, который сдувает или выдувает частицы недостаточного размера (которые, соответственно, легче). В предпочтительном случае удаляют (например, путем использования калиброванного сита) по меньшей мере 90% по массе, еще более предпочтительно по меньшей мере 95% по массе материала недостаточного размера. В некоторых вариантах реализации растительный материал, формуемый в брикеты, характеризуется размером частиц от 1/16'' до 1,5'', предпочтительно от 1/16'' до 1'', еще более предпочтительно от 1/8'' до ½''; в некоторых таких вариантах реализации растительный материал предварительно подвергают обработке, такой как дробление, с использованием сит с размером отверстий 1/16'' 1/8'', ¼'' или ½'', получая, таким образом, материал с максимальным размером частиц, не превышающим размер отверстий.

В некоторых вариантах реализации согласно первому и второму раскрытым здесь вариантам реализации, растительный материал, который прессуют в брикеты, не только измельчают, но также подвергают обработке в валковой мельнице/дробилке, плющильной машине, молотковой мельнице и/или другой механической обработке, обеспечивающей разрушение клеточной стенки клеток, содержащих природный каучук. Валковая мельница/дробилка может быть в целом описана как устройство с двумя или более валками, каждый из которых имеет продольные бороздки, которые способствуют дополнительному уменьшению размера материала, подаваемого в дробилку. Плющильная машина в целом может быть описана как устройство с двумя или большим числом роликов, каждый из которых имеет гладкую поверхность, обычно работающих на разных скоростях, с определенным и регулируемым зазором между роликами, которые в основном способствуют дополнительному разрушению стенок растительных клеток. Молотковая мельница может быть в целом описана как стальной барабан, снабженный вертикальным или горизонтальным вращающимся валом или барабаном, на котором установлены молотки; эти молотки «крушат» материал, пропускаемый через дробилку. Такие типы механической обработки способствуют увеличению количества природного каучука, которое в итоге можно извлечь из растительного материала. В некоторых вариантах реализации первого и второго вариантов реализации, раскрытых здесь, для брикетов используют измельченный растительный материал из кустарника гуаюлы, и перед прессованием в брикеты измельченный растительный материал обрабатывают с использованием по меньшей мере одного из валковой мельницы, плющильной машины и молотковой мельницы (в процессе, но перед получением суспензии). В тех вариантах реализации, где измельченный растительный материал обрабатывают с использованием по меньшей мере одного из валковой мельницы, плющильной машины или молотковой мельницы, измельченный растительный материал предпочтительно обрабатывать по меньшей мере одним антиоксидантом перед прессованием в брикеты (количество антиоксиданта соответствует предшествующему обсуждению антиоксидантов).

Брикеты, используемые в первом и втором описанных здесь вариантах реализации, могут содержать некоторое количество воды. В некоторых вариантах реализации в соответствии с первым и вторым вариантами реализации описанных здесь способов брикеты содержат 2-20% по массе воды (в расчете на общую массу брикета). В других вариантах реализации брикеты содержат 5-15% по массе воды. Основным источником воды, содержащейся в брикетах, является остаточная вода из растительного материала. Количество воды, содержащееся в брикетах, можно регулировать, например, путем сушки измельченного растительного материала перед прессованием в брикеты. В некоторых вариантах реализации первого и второго раскрытых здесь вариантов реализации, измельченный растительный материал сушат для снижения содержания влаги на по меньшей мере 2 масс. %, на по меньшей мере 4 масс. % или даже на по меньшей мере 6 масс. % перед прессованием растительного материала в брикеты. Можно использовать различные способы сушки измельченного растительного материала, включая сушку на солнце, сушку активным вентилированием (сухим и/или подогреваемым воздухом), но не ограничиваясь перечисленными способами. В некоторых вариантах реализации, растительный материал может быть высушен перед измельчением. Другой возможный источник воды, которая может содержаться в брикетах - это добавки, добавляемые к растительному материалу после сбора. Как будет более подробно обсуждаться ниже, эти добавки могут включать антиоксиданты и/или связующие, которые могут использоваться в форме водных растворов активных компонентов.

В случае использования в первом и втором раскрытых здесь вариантах реализации брикетов, изготовленных из растительного материала из кустарника гуаюлы, используемый растительный материал может иметь различные формы, как описано ниже. В некоторых вариантах реализации растительный материал содержит рубленые ветки кустарника гуаюлы, включая кору и древесину из куста, но не более 5 масс. %, предпочтительно не более 4 масс. % или не более 3 масс. %, или еще предпочтительнее предпочтительно не более 1 масс. % растительного материала, содержащего листья кустарника гуаюлы. В некоторых предшествующих вариантах реализац