BR102015004248A2 - pretreatment of biomass of plant origin by variable orientation pulsed electric field induced electroporation and equipment development - Google Patents

pretreatment of biomass of plant origin by variable orientation pulsed electric field induced electroporation and equipment development Download PDF

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Abstract

pré-tratamento de biomassas de origem vegetal por eletroporação induzida por campo elétrico pulsante de orientação variável e desenvolvimento de equipamentos processo de abertura de células de biomassas e equipamentos visando à extração de caldos de biomassas de origem vegetal de uma planta fabril de pequenas dimensões e alta capacidade de processamento projetada para a extração de açúcares e/ou subprodutos destinados à obtenção de alcoóis de primeira, segunda e terceira gerações de biomassas de qualquer origem vegetal; extraem caldos ricos em açucares de sacarose, frutose e glucose contidos no interior do tecido vegetal para propiciar a matéria prima base para inúmeras indústrias de processamento tais como a alimentícia, farmacêutica, bebidas, petroquímica, química, energia entre outras, constituído por equipamento cujo processo de abertura das células e/ou criação de poros na membrana celular que reveste o entorno das células é altamente eficiente, opera de forma energética racionalizada em concordância com o trinômio: custo - benefício - meio ambiente. a técnica de eletroporação induzida por campo elétrico pulsante de orientação variável de biomassa de origem vegetal desta patente aplica de uma maneira simples, eficaz e segura os conceitos de eletrostática, básicos no campo do eletromagnetismo, no pré-tratamento da biomassa, com o objetivo de criar poros e/ou romper a membrana celular que envolve o tecido vegetal propiciando ao solvente o arraste de sacarose e/ou outros elementos contidos no interior da célula facilitando os mecanismos de extração por lixiviação e difusão/osmose predominante no processo de extração de caldos com racionalização dos recursos envolvidos e diminuição da energia despendida no processo.pretreatment of plant biomass by pulsed electric field induced electroporation of variable orientation and equipment development biomass cell opening process and equipment for the extraction of plant biomass broths from a small and high manufacturing plant processing capacity designed for the extraction of sugars and / or by-products for the production of first, second and third generation alcohols of biomass of any plant origin; Extract sucrose, fructose and glucose rich broths contained within the plant tissue to provide the base raw material for numerous processing industries such as food, pharmaceutical, beverage, petrochemical, chemical, energy and others, consisting of equipment whose process Cell opening and / or pore creation in the cell membrane surrounding the cells is highly efficient, operates in a rationalized energy manner in accordance with the trinomial: cost - benefit - environment. The patent-pending pulsed electric field induced electroporation technique of biomass of vegetable origin of this patent applies in a simple, effective and safe way the concepts of electrostatics, basic in the field of electromagnetism, in the pretreatment of biomass, aiming at create pores and / or rupture the cell membrane that surrounds the plant tissue providing the solvent to carry sucrose and / or other elements contained within the cell facilitating the predominant leaching and diffusion / osmosis extraction mechanisms in the broth extraction process with rationalization of the resources involved and reduction of the energy spent on the process.

Description

PRÉ-TRATAMENTO DE BIOMASSAS DE ORIGEM VEGETAL PORVEGETABLE BIOMASS PRE-TREATMENT BY

ELETROPORAÇÃO INDUZIDA POR CAMPO ELÉTRICO PULSANTE DEPULSING ELECTRIC FIELD-INDUCED ELECTROPORATION OF

ORIENTAÇÃO VARIÁVEL E DESENVOLVIMENTO DE EQUIPAMENTOS CAMPO DA INVENÇÃOVARIABLE GUIDANCE AND DEVELOPMENT OF INVENTION FIELD EQUIPMENT

[01J A presente invenção se insere no campo de equipamento, aparatos, dispositivos e processos para o pré-tratamento de biomassas de origem vegetal por técnica de eletroporação induzida por campo elétrico pulsante de orientação variável visando à extração de caldos de biomassas para a produção de insumos à geração de açúcar, combustível de primeira a terceira gerações e btorrefinarias.[01J] The present invention is in the field of equipment, apparatus, devices and processes for the pretreatment of plant-derived biomass by a pulsed electric field induced electroporation technique for the extraction of biomass broths for the production of inputs for sugar generation, first- to third-generation fuel and fuel refineries.

[02] DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA[02] DESCRIPTION OF TECHNICAL STATE

[03] Fundamentos da Invenção [04] A extração de caldos ricos em açucares de sacarose, frutose e glucose contidos no interior do tecido vegetal de algumas plantas propicia a matéria prima base para inúmeras indústrias de processamento tais como a alimentícia (açúcares e xaropes concentrados); farmacêutica (xaropes), bebidas (refrigerantes e sucos), petroquímica (polímeros biodegradável e outros), química (solventes), energia (etanoi hidratado e anidro) entre outras, que torna essa prática indispensável à produção de insumos para essas indústrias de transformação.[03] Background of the Invention [04] The extraction of sucrose, fructose and glucose sugar-rich broths contained within the plant tissue of some plants provides the base raw material for numerous processing industries such as food (concentrated sugars and syrups). ); pharmaceuticals (syrups), beverages (soft drinks and juices), petrochemicals (biodegradable polymers and others), chemistry (solvents), energy (hydrated and anhydrous ethanoyl), among others, which makes this practice indispensable for the production of inputs for these processing industries.

[05] O processo de extração do caldo, dentre outras maneiras, ocorre com base nos princípios de iixiviação e/ou de difusão/osmose onde um solvente, geralmente água; mas podendo ser outro veículo, promove o arraste da substância objeto da extração, na maioria dos processos açúcares. A eficiência do processo está diretamente ligada ao percentual de células abertas, o qual facilita o contato do soluto com o solvente, ou do material interno a célula com o material extracelular, com este objetivo a biomassa é submetida a um processo, anterior ao processo de extração, denominado pelas indústrias de processamento como "Fase de Preparo".[05] The broth extraction process, among other ways, occurs based on the principles of leaching and / or diffusion / osmosis where a solvent, usually water; but may be another vehicle, promotes the dragging of the substance subject to extraction, in most processes sugars. The efficiency of the process is directly linked to the percentage of open cells, which facilitates the contact of the solute with the solvent, or from the internal material to the cell with the extracellular material. To this end, the biomass is subjected to a process prior to the process. extraction, referred to by the processing industries as the "Staging Phase".

[06] Corroborando com este enfoque, o trabalho desenvolvido por Claudia Siemer, et al»; "Mass Transport Improvement by PEF - Applications in the area of extraction and distillation, do German Institute of Food Technologies - Germany, páginas 211-232» traz a seguinte introdução:"... Mass transpor! processes in the food industry are mostly based on lhe diffusion of soiubie Products out of food tissue. The main barrier for the diffusion is the biological membrane separating the inner cellular material tom the outside. A rupture of the membrane resuits in an enhanced diffusion rate resulting in a higher yield of the product located in the ceii, Most mettiod· used for disintegration of cellular material are mechanical, Chemical or thermal based treatments. A new promising technique for celi rupture is the appfication of pulsed electric fields (PEF). The product is treated with pulses of microseconds at a high electric field strength. The electric filed affects the ceil membrane of the biological tissue in order to increase the permeabiiity resulting in pore formation. Pore formatíon facilitates the diffusion process.[06] Corroborating this approach, the work developed by Claudia Siemer, et al »; "Mass Transport Improvement by PEF - Applications in the area of extraction and distillation, from the German Institute of Food Technologies - Germany, pages 211-232» brings the following introduction: "... Mass transpose! processes in the food industry are mostly based on it diffusion of soiubie Products out of food tissue. The main barrier for diffusion is the biological membrane separating the inner cellular material tone the outside. A rupture of the membrane resuits in an enhanced diffusion rate resulting in a higher yield of the product located in the ceii, Most mettiod · used for disintegration of cellular material are mechanical, Chemical or thermal based treatments. A new promising technique for celebration is the application of pulsed electric fields (PEF). The product is treated with pulses of microseconds at a high electric field strength. The electric filed affects the cell membrane of the biological tissue in order to increase the permeability resulting in pore formation. Pore format facilitates the diffusion process.

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[07] A Fase de Preparo amplamente utilizada para o processamento da biomassa {14} oriunda da cultura da cana-de-açúcar com o intuito de romper as células é um processo essencialmente mecânico que consiste na utilização de esteiras metálicas (15), Picadores (16), tambores alimentadores (17), Desfibradores (18), placa desfibradora (19), niveladores (20) e esteiras de lona (21), conforme Fig.1. As facas e os martelos utilizados respectivamente nos equipamentos: Picadores e Desfibradores possuem um alto índice de desgaste quando em contato com a biomassa rica em impurezas minerais e vegetais resultando em um alto custo de manutenção e indisponibilídade da linha de processamento, por horas, até que ocorra a troca das facas e martelos. Os martelos e as facas oscilantes, girando solidários ao rotor, conduzem a um equipamento de grande inércia que demanda um grande volume de energia para sua operação. O preparo da biomassa da beterraba, anterior ao processo de extração» é um processo muito mais simples que consiste basicamente em cortar o vegetal em fatias muito fina. Bíomassas vegetais tais como exemplo o sorgo sacarino e a casca de eucalipto já foram testadas com sucesso utilizando o mesmo método e equipamentos utilizados no processamento da cana-de-açúcar.[07] The Preparation Phase widely used for biomass processing {14} from sugarcane cropping to break cells is an essentially mechanical process consisting of the use of metal conveyor belts (15). (16), feed drums (17), Shredders (18), shredder plate (19), levelers (20) and tarpaulin mats (21), as shown in Fig.1. The knives and hammers used in the Chippers and Shredders equipment respectively have a high wear rate when in contact with biomass rich in mineral and vegetable impurities resulting in a high cost of maintenance and unavailability of the processing line for hours until change knives and hammers. The swinging hammers and knives, rotating in solidarity with the rotor, lead to high inertia equipment that requires a large amount of energy for its operation. The preparation of the beet biomass prior to the extraction process is a much simpler process which basically consists of cutting the vegetable into very thin slices. Vegetable biomass such as saccharin sorghum and eucalyptus bark have already been successfully tested using the same method and equipment used in sugar cane processing.

[08] Ainda não se tem um registro consentâneo nem de equipamentos e nem de processos de preparo de biomassas que sejam eficientes, operando de forma energética racionalizada. São conhecidos poucos equipamentos e processos ineficientes, como os que estão descritos no item relativo aos antecedentes desta patente, que são exageradamente onerosos, e que ainda são incompreensivelmente utilizados no preparo da biomassa para o processo de extração de caldos de cana de açúcar no Brasil e no mundo.[8] There is still no proper record of either efficient equipment or biomass preparation processes operating in a rationalized energy manner. Few inefficient equipment and processes are known, such as those described in the background item of this patent, which are exaggeratedly expensive, and which are still incomprehensibly used in the preparation of biomass for the sugarcane juice extraction process in Brazil and in the world.

[09] Por outro lado, alguns estudos têm mostrado que outros possíveis processos e equipamentos para o preparo da biomassa abrindo um grande percentual de células de tecidos vegetais tais como ondas sônicas, arcos voltaicos, entre outros, devam ser investigados com maior profundidade e detalhes, relativos ao trinômio: custo-benefício-meio ambiente em substituição aos processos mecânicos praticados até os dias atuais.[09] On the other hand, some studies have shown that other possible processes and equipment for biomass preparation by opening a large percentage of plant tissue cells such as sonic waves, arcs, and others should be investigated in greater depth and detail. , related to the trinomial: cost-effective environment replacing the mechanical processes practiced until the present day.

[10] Sabe-se que os atuais custos de aquisição de equipamentos tradicionais para o processo de preparo da biomassa incluindo a sua difícil operação e onerosa manutenção, são excessivamente altos, envolvendo perdas significativas e irreversíveis em termos de rendimento, lubrificantes e principalmente a indisponibilidade de tempo de operação em prol da manutenção que regularmente demanda 3 (três) a 4 (quatro) meses/ano e as paradas frequentes para a substituição dos componentes de maior desgaste, facas e martelos.[10] Current costs of acquiring traditional equipment for the biomass preparation process, including its difficult operation and costly maintenance, are known to be excessively high, involving significant and irreversible losses in yield, lubricants and especially unavailability. of uptime for maintenance that regularly requires 3 (4) to 4 (4) months / year and frequent downtime for replacement of the most worn components, knives and hammers.

[11] Nos equipamentos hodiernos empregados para o preparo da biomassa vegetal para o setor de extração de caldos vegetais, os mecanismos que envolvem a abertura das células do tecido vegetal demandam ainda de altíssimo consumo de energia, como é o caso dos Picadores e Desfibradores, necessitando de potências de acionamento altíssimas para prover o desfibramento da matéria prima com um índice de eficiência de aberturas de células não superior a 90%.[11] In today's equipment used for the preparation of plant biomass for the vegetable juice extraction sector, the mechanisms that involve the opening of plant tissue cells still require very high energy consumption, such as Choppers and Shredders, requiring extremely high drive powers to provide shredding of the raw material with a cell opening efficiency index of not more than 90%.

[12] Focando esta óptica, torna-se premente voltar à atenção para a geração de possibilidades de novos processos e equipamentos para o preparo das biomassas de origem vegetai realizados por Técnica de Eletroporação Induzida Por Campo Elétrico Pulsante de Orientação Variável, como os propostos nesta patente.[12] Focusing on this approach, it is urgent to turn our attention to the generation of possibilities for new processes and equipment for the preparation of biomass of vegetal origin performed by Variable Orientation Pulsed Electric Field Induced Electroporation Technique, as proposed in this paper. patent.

[13] Antecedentes da Invenção [14] Diversos documentos de patente referentes à eletroporação aplicada a indústria alimentícia, em escala de laboratório e/ou em pequena escala de processamento são encontrados no estado da técnica; poucos se aproximam descritivamente ao contexto desta patente, dentre eles destacam-se as patentes US 6,379,628 B2, US 8,250,974 B2, US 2011/0038992 A1, US 7,691,324 B2, US 6,393,975 B2. US 6,331,321 B1, US 6.231.908 B1. US 6,178,880 B1. US006019031A e US005690978A, [15] A patente US 6,379,628 B2 "Pulsed Eletric Field Treatment System** descreve uma aplicação de campo elétrico pulsado restrita a fluidos escoando por tubulações de pequenas dimensões, menores que 100mm, com o objetivo de inativar ou destruir os micro-organismos presentes no processo de manufatura de produtos alimentícios, inovando ao apresentar eletrodos formados por uma malha de arames, dispostos internamente à uma tubulação, com características limitante em termos de vazão e viscosidade do produto â ser tratado. O processo de eletroporação de células de biomassa de origem vegetal da presente patente trata de um procedimento totalmente distinto da invenção citada não referente sobremaneira ao estado da técnica da invenção observada.[13] Background of the Invention [14] Several patent documents relating to electroporation applied to the food industry, laboratory scale and / or small scale processing are found in the state of the art; few descriptively approach the context of this patent, including US 6,379,628 B2, US 8,250,974 B2, US 2011/0038992 A1, US 7,691,324 B2, US 6,393,975 B2. US 6,331,321 B1, US 6,231,908 B1. US 6,178,880 B1. US006019031A and US005690978A, [15] US Patent 6,379,628 B2 "Pulsed Electric Field Treatment System ** describes a pulsed electric field application restricted to fluids flowing through small piping smaller than 100mm in order to inactivate or destroy the micro -organisms present in the process of manufacturing food products, innovating by presenting electrodes formed by a wire mesh, disposed internally to a pipe, with characteristics limiting in terms of flow and viscosity of the product to be treated. The biomass of plant origin of the present invention is a totally different procedure from the aforementioned invention not referring above to the state of the art of the present invention.

[16] Já a publicação patente US 8,250,974 B2 - “Apparatus for applying oscillating eiectromagnetic fields, particularly for treating liquid, pasty, semí-solid or granular products, and method of use of such apparatus and system incorporating same" descreve um aparato formado pela composição de eletrodos de alumínio aplicados externamente a uma tubulação em formato de um perfil "U" onde o produto à ser tratado por um campo eletromagnético pulsante é bombeado através do interior da tubulação constituída de um material isoiante. A presente invenção aplica-se ao tratamento de assepsia de produtos alimentícios através da inativação de micro-organismos com o intuito de ainda manter as qualidades organolépticas do alimento à ser tratado e apesar do autor reivindicar a aplicação à produtos pastosos, semissólidos ou granular, a aplicação fica restrita as características de bombeamento do produto pelo interior de tubulação e torna-se totalmente inviável a sua aplicação no tratamento de biomassa de origem vegetal por eletroporação. f!7] A patente “Process for the electroporation of beet cossettes and device for carrying out this process", registrada sob o número US 2011/0038992 A1 descreve de uma forma superficial uma possível sequência de etapas a serem aplicadas no processamento da beterraba onde a passagem da matéria prima a ser processada pelo estágio de eletroporação se faz por gravidade, mas carece de informações sobre a disposição dos eletrodos na câmara, onde pela figura apresentada, Fig. 1 consta-se que será um possível gargalo no processamento de beterraba, cenoura e outras matérias-primas citadas, nos volumes praticados atualmente pelas indústrias e agrava-se diante da capacidade de processamento prevista para as novas plantas industriais. É um fato que quanto maior a distância entre os eletrodos maior a energia que deveremos fornecer para a criação de um campo elétrico pulsante com a intensidade necessária para que ocorra uma parcial eletroporação da membrana. As biomassas apresentam diferentes densidades e consequentes diferentes volumes de processamento, portanto processo e equipamento proposto não atendem a demanda existente de processamento. O processo de eletroporação torna-se uma alternativa aos tradicionais processos existentes: mecânico; térmico; ultrasom e outros, quando o consumo energético o justifica, mas no presente caso com as poucas informações existentes referentes â câmara de eletroporação em termos de capacidade de processamento versus consumo de energia fica a dúvida de sua viabilidade de aplicação a indústria de processamento de biomassa.[16] US patent publication 8,250,974 B2 - “Apparatus for applying oscillating electromagnetic fields, particularly for treating liquid, pasty, semisolid or granular products, and method of use of such apparatus and system incorporating same” describes an apparatus formed by The composition of aluminum electrodes applied externally to a U-shaped tubing where the product to be treated by a pulsating electromagnetic field is pumped through the interior of the tubing made of an isoiant material. asepsis of food products through inactivation of microorganisms in order to still maintain the organoleptic qualities of the food to be treated and although the author claims application to pasty, semi-solid or granular products, the application is restricted to the pumping characteristics of the food. inside the pipe and it becomes totally unfeasible to application in the treatment of biomass of plant origin by electroporation. f! 7] The patent "Process for the electroporation of beet cossettes and device for carrying out this process", registered under the number US 2011/0038992 A1 superficially describes a possible sequence of steps to be applied in the processing of beet where the passage of the raw material to be processed by the electroporation stage is by gravity, but it lacks information about the electrode arrangement in the chamber, where from the figure shown, Fig. 1 shows that it will be a possible bottleneck in the beet processing, carrot and other cited raw materials, in the volumes currently practiced by the industries and worsens due to the expected processing capacity of the new industrial plants.It is a fact that the greater the distance between the electrodes the greater the energy that we must supply for the creation. of a pulsating electric field with the intensity necessary for a partial electroporation of the membrane to occur. different densities and consequent different processing volumes, so process and proposed equipment do not meet existing processing demand. The electroporation process becomes an alternative to traditional existing processes: mechanical; thermal; ultrasound and others, when energy consumption justifies it, but in the present case with the little information available concerning the electroporation chamber in terms of processing capacity versus energy consumption, it is doubtful whether it is applicable to the biomass processing industry.

[18] A patente “Method and reactor for the non-thermal decomposition and pasteurízatíon of organic process materiais by electroporation”, registrada sob o número US 7,691,324 B2 descreve uma metodologia para a aplicação da técnica de eletroporação por meio de campo elétrico aplicada ao tratamento de frutas e outros vegetais em substituição aos tradicionais processos: mecânicos; barométrico; térmicos e outros e apresenta uma otimização da disposição dos eletrodos sobre um transportador inovando ao apresentar um campo elétrico aplicado em múltiplas direções posicionado no interior de um reator instalado em uma linha de processamento de alimentos com as seguintes dimensões: altura de 50cm, comprimento de 200cm e largura de 100cm mostrando claramente a inviabilidade da referida aplicação em processos que demandam grande volume de matéria-prima a ser processada, tais como beterraba, cana-de-açúcar e outras biomassas de origem vegetai que possuam baixa densidade e alto teor de fibras, em escala industrial.[18] The patent "Method and reactor for non-thermal decomposition and pasteurisation of organic process materials by electroporation", registered under US 7,691,324 B2 describes a methodology for the application of the electric field electroporation technique applied to the treatment. fruit and other vegetables in place of traditional processes: mechanical; barometric; thermal and other features and optimizes the arrangement of electrodes on a conveyor by innovating by presenting an electric field applied in multiple directions positioned inside a reactor installed on a food processing line with the following dimensions: height 50cm, length 200cm and a width of 100 cm clearly showing the unfeasibility of such application in processes that require large volumes of raw material to be processed, such as sugar beet, sugar cane and other biomass of low density and high fiber content, on an industrial scale.

[19] A publicação relativa a patente US 6,393,975 B2, "Treatment apparatus and method for preserving pumpable food products in a pulsed electric field" descreve basicamente o desenvolvimento de dois formatos de câmaras â serem utilizadas exclusivamente no tratamento de alimentos que possuam as características de poder ser conduzidos pela ação de uma bomba de fluxo ao interior das câmaras e submetidos á um campo elétrico uniforme. A primeira configuração proposta consiste em uma câmara de secção transversal circular, no formato de um duto condutor, contendo duas séries de eletrodos dispostos radialmente ao longo do comprimento da câmara. A segunda alternativa proposta consiste de dois eletrodos em um formato de chapa plana, coplanares, distanciados de tal maneira que com o acréscimo de duas chapas laterais vertical, de material não condutor, obtenha-se um duto de secção transversal retangular por onde escoará o alimento á ser processado. Em ambas alternativas apresentadas a preocupação principal foi em eliminar os "cantos vivos", ou seja, extremidades formadas por um ângulo de 90 graus, e propiciar cantos arredondados com o objetivo de evitar que contaminantes ou resíduos dos alimentos processados fiquem retidos nestas regiões os quais poderíam implicar em outros tipos de contaminações ou prejuízos diversos ao processo. A presente patente não se aplica ao processamento de biomassas de origem vegetal. |2G| A patente “Process and apparatus for reduction of microorganisms in a conductive médium using iow voltage pulsed electrical energy”, registrada sob o número US 6,331,321 B1 descreve uma metodologia para a aplicação da técnica de eletroporação por meio de campo elétrico pulsante de baixa voltagem aplicada ao tratamento de líquidos: água, leite, sucos e frutas/outros vegetais em meio aquoso quando passíveis de serem bombeados com o objetivo de reduzir a atividade microbiana á níveis aceitáveis pela industria de alimentos. Essa patente não faz parte do estado da técnica de Eletroporação de Biomassas de Origem Vegetal e não deve ser considerada como estado da técnica, pois faz referência a outro grupo de produto.[19] US Patent Publication 6,393,975 B2, "Treatment apparatus and method for preserving pumpable food products in a pulsed electric field" basically describes the development of two chamber formats for use exclusively in the treatment of foods having the characteristics of can be driven by the action of a flow pump into the chambers and subjected to a uniform electric field. The first proposed configuration consists of a conductive duct-shaped circular cross-section chamber containing two series of radially disposed electrodes along the length of the chamber. The second proposed alternative consists of two flat-plate coplanar electrodes spaced apart so that with the addition of two vertical side plates of non-conductive material, a rectangular duct through which the food will flow will be obtained. will be processed. In both alternatives presented the main concern was to eliminate "sharp corners", ie edges formed by a 90 degree angle, and to provide rounded corners in order to prevent contaminants or residues of processed foods from being trapped in these regions. could result in other types of contamination or various damage to the process. The present patent does not apply to the processing of plant biomass. | 2G | The patent "Process and apparatus for reduction of microorganisms in a conductive medium using iow voltage pulsed electrical energy", registered under US 6,331,321 B1 describes a methodology for the application of the low voltage pulsed electric field electroporation technique applied to the liquid treatment: water, milk, juices and fruits / other vegetables in aqueous media when pumped to reduce microbial activity to levels acceptable to the food industry. This patent is not part of the state of the art Vegetable Biomass Electroporation technique and should not be considered as state of the art as it refers to another product group.

[21] As publicações relativa as patentes US 6,231,908 B1 "Method and apparatus for preserving food products” e US 6,178,880 B1, "integrated modular design of a pulsed electrical field treatment chamber" descrevem dois layouts de câmaras com aplicação restrita â produtos facilmente bombeáveis, a primeira patente descreve uma câmara onde o produto bombeado é submetido à uma restrição de secçio formada por um material isolante com o intuito de provocar uma meihor homogeneização/mistura do produto á ser tratado e a segunda patente descreve uma câmara formada por vários eletrodos anulares, não aplicáveis ao processamento de biomassa de origem vegetal rica em fibras de baixa densidade.[21] US Patent Publications 6,231,908 B1 "Method and apparatus for preserving food products" and US 6,178,880 B1 "Integrated modular design of a pulsed electrical field treatment chamber" describe two chamber layouts with restricted application to readily pumped products, the first patent describes a chamber in which the pumped product is subjected to a section restriction formed by an insulating material in order to cause a better homogenization / mixing of the product to be treated and the second patent describes a chamber formed by several annular electrodes, not applicable to the processing of low-fiber fiber rich plant biomass.

[22] Seguindo a mesma linha de aplicação das duas patentes citadas anteriormente, a patente USG06Q19031A - "Continuous flow electrical treatment of flowable food products" e US005690978A - "High voltage pulsed eiectric field treatment chambers for lhe preservation of liquid food products", aplica-se à técnica de eletroporação de células exclusivamente à líquidos passíveis de serem bombeados devido a concepção geométrica apresentada para os eletrodos, onde o fluído percorre canais estreitos, não aplicável a eletroporação de biomassa de origem vegetal. Outra vez ainda, esse documento de patente assim como os demais pesquisados pelo requerente desta patente trata de processos e metodologias que não fazem parte do estado da técnica de pré-tratamento de biomassas de origem vegetal por eletroporação induzida por campo elétrico pulsante de orientação variável.[22] Following the same line of application as the two previously cited patents, USG06Q19031A - "Continuous flow electrical treatment of flowable food products" and US005690978A - "High voltage pulsed electrical field treatment chambers for preservation of liquid food products", apply the electroporation technique of cells exclusively to liquids that can be pumped due to the geometric design presented for the electrodes, where fluid flows through narrow channels, not applicable to biomass electroporation of plant origin. Again, this patent document as well as others researched by the applicant for this patent deal with processes and methodologies that are not part of the state of the art of pretreatment of plant origin biomass by pulsed electric field induced electroporation of variable orientation.

[23J Vantagens da Invenção • O tratamento de biomassas de origem vegetai por eletroporação desta proposta aplica de uma maneira simples e eficaz os conceitos de eletroporação, amplamente utilizado na manipulação de material celular, promovendo entradas e saídas de material genético para o interior das células, com o objetivo de obter e facilitar os mecanismos de extração por lixiviação e difusão/osmose predominante no processo de extração de caldos com racionalização dos recursos envolvidos e diminuição da energia despendida no processo com consequentes reduções nos custos de operação, manutenção e aquisição de equipamentos, com aumento da capacidade produtiva e redução do custo de processamento por toneladas de matéria prima manipulada.[23J Advantages of the Invention • The electroporation of biomass of plant origin by biomass application of this proposal simply and effectively applies the concepts of electroporation, widely used in the manipulation of cellular material, promoting inputs and outputs of genetic material into cells, in order to obtain and facilitate the mechanisms of leaching and diffusion / osmosis extraction predominant in the broth extraction process with rationalization of the resources involved and reduction of the energy expended in the process with consequent reductions in equipment operation, maintenance and acquisition costs, increasing production capacity and reducing processing costs per ton of raw material handled.

[24] Os processos tradicionais existentes no mercado e aplicados ao pré-tratamento das biomassas visando à extração do caldo na cultura da cana-de-açúcar são estritamente processos mecânicos que demandam grande volume de energia e são severamente afetados pela qualidade da matéria prima em termos de impurezas vegetais e minerais, as quais dependem do tipo de solo que a cultura foi gerada e das influências climáticas. O processo e equipamento proposto para o pré-tratamento das biomassas de origem vegetal tem como característica principal uma alta eficiência energética quando comparado aos processos tradicionais em uso. a. Com o avanço da técnica de extração de etanol de segunda e terceira gerações, somado a oportunidade e necessidade de geração de energia elétrica através da coogeração de biomassa, recentemente denominada de bioeletricidade, um percentual alto de impurezas vegetais, tais como palhas, folhas e pontas, serio retiradas do campo e enviadas à indústria implicando em um aumento de impurezas vegetais no processo. A nova biomassa a ser processada arrastará consigo um aumento no teor de impurezas minerais e de outros componentes tais como ceras e outras substâncias com características de impermeabilização, tendo como consequência final, o aumento significativo na dificuldade de extração dos açúcares existentes na massa vegetai, quando utilizando os tradicionais processos existentes, como o difusor e moendas, tornando-os de difícil operação, onerosos e com consequente redução da eficiência em termos de extração de caidos vegetais. Diferentemente dos tradicionais processos e equipamentos existentes utilizados no processamento da cultura da biomassa oriunda da cana-de-açúcar, ou de qualquer outra origem vegetal, a presente inovação proposta prevê esta alteração na composição da biomassa e trabalhará com eficiência superior, baixo custo e alta confiabilidade. 125] O conhecido difusor, um dos tradicionais equipamentos existentes para a extração de açúcares de culturas, tais como beterraba e cana-de-açúcar, utiliza de vapor para manter uma temperatura interna de operação próxima aos 85 graus Celsius, como um parâmetro facilítador dos processos de osmose que é predominantemente afetado por temperatura e tempo. Sob a influência da temperatura em um período de tempo relativamente longo, acima de 60 minutos, a pectina existente no caldo se transforma em gel que acaba aprisionando o caldo rico existente e dificultando a extração dos açúcares. A invenção proposta atuando diretamente no rompimento da membrana celular que envolve as células do tecido vegetal facilitará a entrada de componentes externos e a saída de componentes intracelular propiciando o arraste da sacarose pelo solvente, consequentemente não será mais necessário o uso de temperaturas e tempo de processamento elevado no processo de extração de caldos, trazendo como benefícios esperados, o aymenio na eficiência de extração aliado a uma redução no consumo de energia.[24] The traditional processes on the market and applied to the pretreatment of biomass to extract sugarcane juice are strictly mechanical processes that require a large amount of energy and are severely affected by the quality of the raw material in terms of plant and mineral impurities, which depend on the type of soil the crop was generated and the climatic influences. The process and equipment proposed for the pretreatment of biomass of vegetable origin has as main characteristic a high energy efficiency when compared to the traditional processes in use. The. With the advancement of the second and third generation ethanol extraction technique, added the opportunity and need for electricity generation through biomass co-generation, recently called bioelectricity, a high percentage of plant impurities such as straw, leaves and tips , seriously removed from the field and sent to the industry implying an increase of plant impurities in the process. The new biomass to be processed will lead to an increase in the content of mineral impurities and other components such as waxes and other substances with waterproofing characteristics, resulting in a significant increase in the difficulty of extracting the sugars in the vegetable mass when using traditional existing processes such as the diffuser and grinding mills, making them difficult to operate, costly and with consequent reduction in the efficiency of extracting vegetable slopes. Unlike traditional existing processes and equipment used in the processing of sugarcane biomass crop or any other plant origin, the present proposed innovation foresees this change in biomass composition and will work with superior efficiency, low cost and high reliability. 125] The well-known diffuser, one of the traditional equipment for extracting sugar from crops such as sugar beet and sugar cane, uses steam to maintain an internal operating temperature of around 85 degrees Celsius as a facilitating parameter for osmosis processes that is predominantly affected by temperature and time. Under the influence of temperature over a relatively long period of time, over 60 minutes, the pectin in the broth becomes a gel that ends up trapping the existing rich broth and making the extraction of sugars difficult. The proposed invention acting directly on the disruption of the cell membrane surrounding the cells of plant tissue will facilitate the entry of external components and the intracellular component exit, allowing the sucrose to be dragged by the solvent, therefore, it will no longer be necessary to use temperatures and processing time. high in the broth extraction process, bringing as expected benefits the aymenio in the extraction efficiency combined with a reduction in the energy consumption.

[26] A manipulação da biomassa em todas as suas fases, desde a colheita na lavoura e subsequentes fases de processamento na indústria agrega a mesma, de forma acumulativa, contaminantes, fungos, micro-organismos, bactérias e leveduras selvagens. Estes elementos, na fase de fermentação irão reduzir a eficiência do processo e concorrer com as leveduras industriais otimizadas para o processamento de uma determinada Biomassa com respectivo rendimento maximizado. A invenção proposta poderá vir a ser usada no processo de esterilização do caldo ao mesmo tempo em que abre os poros na membrana que reveste a célula do tecido vegetal, promovendo um maior rendimento no processo de fermentação com redução de: tempo, custo de processamento e insumos químicos.[26] The handling of biomass in all its phases, from crop harvesting and subsequent processing in the industry, accumulates it in a cumulative manner, contaminants, fungi, microorganisms, bacteria and wild yeast. These elements in the fermentation phase will reduce process efficiency and compete with industrial yeasts optimized for processing a given Biomass with their maximized yield. The proposed invention could be used in the broth sterilization process while opening the pores in the membrane that lines the plant tissue cell, promoting a greater yield in the fermentation process with reduction of: time, processing cost and chemical inputs.

[27] Os tradicionais equipamentos existentes utilizados no pré-processamento da cana-de-açúcar, picadores e Desfibradores, são conhecidos por serem extremamente pesados em consequência da grande quantidade de aço que é utilizado em sua construção. O processo e equipamento proposto para o preparo de biomassas vegetais desta patente são de pequenas dimensões, fruto de otimizações no desenvolvimento do projeto, e consequente baixo consumo de aço em sua construção, tendo como consequência final não necessitar de aparatos de elevação e transporte, tais como pontes rolantes de grande capacidade, para a manutenção e troca de eventuais componentes que sofram o natural processo de desgaste durante sua utilização; pontes rolantes também demandam galpões com reforçadas estruturas de concreto de grandes dimensões, totalmente desnecessários para a alternativa proposta implicando em um menor custo de instalação/aquisição de uma nova planta industrial.[27] The existing traditional equipment used for pre-processing sugar cane, mincers and shredders is known to be extremely heavy as a result of the large amount of steel that is used in its construction. The process and equipment proposed for the preparation of vegetable biomass of this patent are small, the result of optimizations in the development of the project, and consequently low consumption of steel in its construction, having as a consequence no need for lifting and transport apparatus, such as as large capacity cranes, for the maintenance and replacement of any components that undergo the natural process of wear during use; Overhead cranes also require warehouses with reinforced large concrete structures, totally unnecessary for the proposed alternative resulting in a lower installation / acquisition cost of a new industrial plant.

[28] Visando solucionar os inconvenientes e incertezas relativos aos processos convencionais praticados até hoje, principaimente para o preparo de Biomassas de origem vegetal, Picadores e Desfibradores, caracterizados pelo alto consumo de energia» alto custo de operação e manutenção» aliada a baixa confiabilidade no aspecto de indisponibilidade dos equipamentos por falhas mecânicas, foi desenvolvido o processo de Pré-tratamento de Biomassa pela Técnica de Eletroporaçio constante deste documento. {29] O processo apresentado nesta proposta destaca-se como uma nova tecnologia, ainda inexistente, para solucionar o problema da demanda crescente de energia e abastecimento de alimentos a nível mundial, pois com o aumento crescente da população somado ao aquecimento global e escassez de recursos minerais e vegetais, novas fontes de energia e alimentos são vitais para a sobrevivência da espécie humana no planeta.[28] Aiming to solve the inconveniences and uncertainties related to the conventional processes practiced until today, mainly for the preparation of biomasses of vegetable origin, mincers and shredders, characterized by the high energy consumption »high cost of operation and maintenance» coupled with the low reliability in the unavailability of the equipment due to mechanical failures, the Biomass Pretreatment process was developed by the Electroporation Technique in this document. {29] The process presented in this proposal stands out as a new technology, still nonexistent, to solve the problem of the growing demand for energy and food supply in the world, because with the increasing population added to global warming and scarcity. Mineral and plant resources, new sources of energy and food are vital for the survival of the human species on the planet.

[30J O novo processo de Preparo da Biomassa visando a extração de elementos contido no caldo de qualquer biomassa de origem vegetal desta proposta foi projetado e desenvolvido para atender não somente a cultura da cana de açúcar mas também abranger o processamento de outras matérias primas vegetais de acordo com clima, região geográfica e características da planta visando completar o período de atuação da usina extratora para todos os dias (366) do ano, utilizando para isto culturas alternativas e complementares â cana de açúcar, tais como a casca de eucalipto, sorgo sacarino e a beterraba dentre outros.[30J The new Biomass Preparation process aiming at the extraction of elements contained in the broth of any biomass of vegetable origin of this proposal was designed and developed not only to cover the sugarcane crop but also the processing of other vegetable raw materials. according to climate, geographic region and plant characteristics aiming to complete the extraction plant's working period for all days (366) of the year, using alternative and complementary sugarcane crops such as eucalyptus bark, saccharin sorghum. and the beet among others.

[31] Objetivo da invenção [32| É objeto da presente invenção prover planta e processo para o preparo de biomassa vegetal de qualquer origem vegetal, tais como; cana de açúcar ou casca de eucalipto ou sorgo sacarino ou beterraba dentre outras, com o objetivo de criar poros e/ou romper a membrana celular que envolve o tecido vegetal propiciando ao solvente o arraste de sacarose e/ou outros elementos contidos no interior da célula» em processos posteriores de extração do caldo baseado nos fenômenos de líxiviaçio e osmose/difusão, substituindo ou complementando os tradicionais processos mecânicos existentes e utilizados até hoje, por exemplo, no caso do processamento da Biomassa da cana-de-açúcar: Picadores e Desfibradores, propiciando um tratamento asséptico do caldo extraído, eliminando bactérias e leveduras selvagens, elementos nocivos ao processo de fermentação do caldo extraído implicando em uma maior eficiência do processo de fermentação preservando e aumentando a produtividade das leveduras industriais evitando infecções e outros desvios de processo, com redução do consumo de energia e aumento na eficiência enérgica suprimindo processos térmicos posteriores que demandam muita energia, reduzindo a utilização de produtos químicos no tratamento do caldo contribuindo para a autossustentabilidade e ganhos em eficiência do processo, rompendo a barreira da eficiência no quesito preparo de biomassa estagnada em índices inferiores a 90% nas instalações hoje existentes em operação e suprir a crescente demanda por energia em novas plantas industriais de extração à serem instaladas e para ser utilizado pelas usinas processadoras de biomassa de origem vegetal como as microdestiiarias, aiambiques, fábricas de açúcar, destilarias, usinas de coogeraçio de energia, bíorrefinarias ou instituições similares.[31] Purpose of the invention [32 | It is an object of the present invention to provide plant and process for the preparation of plant biomass of any plant origin, such as; sugar cane or eucalyptus bark or sorghum or beet among others, with the purpose of creating pores and / or breaking the cell membrane that surrounds the plant tissue allowing the solvent to carry sucrose and / or other elements contained within the cell. »In subsequent processes of juice extraction based on the phenomena of leaching and osmosis / diffusion, replacing or complementing the traditional mechanical processes existing and used until today, for example, in the case of sugarcane biomass processing: choppers and defibrators , providing an aseptic treatment of the extracted broth, eliminating bacteria and wild yeast, harmful elements to the fermentation process of the extracted broth implying a greater efficiency of the fermentation process preserving and increasing the productivity of industrial yeast avoiding infections and other process deviations, with reduced energy consumption and increased efficiency and by suppressing energy-intensive later thermal processes, reducing the use of chemicals in broth treatment contributing to self-sustainability and gains in process efficiency, breaking the efficiency barrier in stagnant biomass preparation at rates below 90% in the facility currently in operation and to meet the growing demand for energy in new industrial extraction plants to be installed and to be used by plant-based biomass processing plants such as microdestiers, hawks, sugar factories, distilleries, co-generation plants, biorefineries or similar institutions.

{33J BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO{33J BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

[34] A presente invenção se refere a uma planta e processo destinado ao pré-tratamento das Bíomassas de várias origens vegetais com o propósito de romper a membrana celular que reveste as células do tecido vegetal, integral ou parcial, temporário ou permanentemente, através da criação de poros, permitindo a extração de açúcares ou outros elementos contidos no interior da célula, objeto de processamento pelas indústrias através do processo de osmose e/ou lixiviação através do uso de um solvente, na maioria das vezes a água, neste sentido a Biomassa pré-preparada em processos anteriores com o objetivo de obter homogeneidade e densidade é conduzida por uma calha vertical monitorada constantemente por sensores capacítivos indicando o nível de biomassa vegetal em seu interior, dotada em sua extremidade inferior de um tambor alimentador controlado por inversor de frequência sob o comando de sinais de sensores de vazão mássica medindo a vazão em tempo real e fazendo os devidos ajustes conforme programação desenvolvida em monitoramento CLP, posicionado anterior à abertura formada entre a superfície do estator e as cavidades do rotor, surgindo as câmaras de eietroporação, sendo somada a biomassa, nesta fase, o solvente responsável pelo arraste da sacarose/componente objeto da extração preenchendo todos os espaços vazios das câmaras, mais especificamente, trata de uma planta de pré-tratamento de biomassa composta de um rotor contendo em sua superfície externa várias cavidades côncavas e longitudinais que alojam respectivamente várias linhas de eletrodos, devidamente aterrados, girando com certa folga radiai sobre um setor de um estator, menor que 180°, contendo em sua superfície semi-cilíndrica e longitudinal várias linhas de eletrodos devidamente conectados a uma fonte elétrica de alta potência, sendo a biomassa conduzida entre as duas superfícies pelo movimento giratório do rotor acionado por motor eiétrico/redutor e controlado por inversor de frequência, sendo a biomassa submetida a um Campo Elétrico Pulsante de Direção Variável formado entre os eletrodos contidos no estator e os alojados no rotor, durante uma fração de nanossegundo ou microssegundo. energizados segundo uma sequência lógica que promova o maior rompimento de células possível com o menor custo energético, segundo a vazio mássica instantânea do processo. A matéria-prima obtida com a soma da biomassa vegetal e o solvente, denominado megaço, após a fase de eietroporação, é descarregada pelo giro do rotor e pela ação da gravidade sobre um transportador metálico de taliscas onde as taliscas promovem o arraste do megaço em movimento ascendente sobre um fundo de tela perfurada com inclinação adequada para drenar o excesso de caldo existente no megaço, sendo o caldo captado na parte inferior do transportador conduzido a uma peneira rotativa para a operação de peneiramento, na sequência o caldo é bombeado à fábrica para a continuidade do processo, e o megaço com um menor teor de caldo é conduzido ao processo de extração já pré-exístente nas plantas industriais: os tradicionais (Moendas e Difusores) e o inovador processo de Extração Hidrodinâmica, onde todas as células abertas facilitarão o processo de extração capaz de processar a biomassa vegetal com alta taxa produtiva aliada a um baixo consumo energético e a um alto rendimento e qualidade.[34] The present invention relates to a plant and process for the pretreatment of Biomasses of various plant origins for the purpose of disrupting the cell membrane lining the cells of plant tissue, either in whole or in part, either temporarily or permanently. Creation of pores, allowing the extraction of sugars or other elements contained within the cell, object of processing by industries through the process of osmosis and / or leaching through the use of a solvent, most often water, in this sense Biomass pre-prepared in previous processes with the aim of obtaining homogeneity and density is conducted by a vertical gutter constantly monitored by capacitive sensors indicating the level of plant biomass inside, provided at its lower end with a frequency inverter controlled feed drum under the command of mass flow sensor signals by measuring the flow in real time and making due to the adjustments made according to the programming developed in PLC monitoring, positioned prior to the opening formed between the stator surface and the rotor cavities, the electroporation chambers appearing, adding to the biomass, in this phase, the solvent responsible for the sucrose / component dragging. The object of the extraction filling all the empty spaces of the chambers, more specifically, deals with a biomass pretreatment plant composed of a rotor containing on its external surface several concave and longitudinal cavities that respectively house several properly grounded, rotating electrode lines. with some slack it radiates over a sector of a stator, less than 180 °, containing in its semi-cylindrical and longitudinal surface several lines of electrodes duly connected to a high power electric source, being the biomass conducted between the two surfaces by the rotary motion. motor driven rotor blade / ec reducer controlled by a frequency inverter, the biomass being subjected to a Variable Direction Pulsing Electric Field formed between the electrodes contained in the stator and those housed in the rotor during a nanosecond or microsecond fraction. energized according to a logical sequence that promotes the largest possible cell disruption at the lowest energy cost, according to the instantaneous mass void of the process. The raw material obtained from the sum of the plant biomass and the solvent, called mega, after the electroporation phase, is discharged by rotating the rotor and by the action of gravity on a metal belt conveyor where the taliscas promote the dragging of the mega. upward movement on a perforated mesh bottom with an adequate inclination to drain excess broth from the mega-broth, the broth being captured at the bottom of the conveyor leading to a rotating screen for the screening operation, following which the broth is pumped to the factory for the continuity of the process, and the lower broth mega-mass is led to the pre-existing extraction process in the industrial plants: the traditional ones (Mills and Diffusers) and the innovative Hydrodynamic Extraction process, where all open cells will facilitate the extraction. extraction process capable of processing plant biomass with high production rate coupled with low energy consumption and at a high yield and quality.

[35] BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS[35] BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

[36] A Fig. 1 mostra o tradicional processo de extração de caldo de biomassa vegetal, cuja representação esquemática descreve duas distintas e importantes fase do processo: a Fase 1 representada na figura pela enumeração (1) e denominada Fase de Preparo da Biomassa é a responsável pela abertura das células e exposição do elemento desejo da extração(sacarose e/ou outros elementos) e na sequência do processo a Fase 2 representada na figura pela enumerações (2) ou (3) ou (4) conhecida como a Fase de Extração.[36] Fig. 1 shows the traditional vegetable biomass broth extraction process, the schematic representation of which describes two distinct and important process phases: Phase 1 represented in the figure by enumeration (1) and called Biomass Preparation Phase is responsible for the opening of cells and exposure of the extraction desire element (sucrose and / or other elements) and following the process Phase 2 represented in the figure by enumerations (2) or (3) or (4) known as the Phase of extraction. Extraction.

[37] A Fig. 2 ilustra a representação gráfica do inovador processo de abertura de células proposto, inserido antes do início da Fase de Extração (2) ou (3) ou (4), compreendendo um equipamento enumerado por (5) com a função de dosar a biomassa a ser processada, na sequência de processo pelo conjunto estator/rotor de eletroporação (6) e finalmente pelo separador de excesso de caldo e biomassa constituído de um transportador metálico de taiiscas (7).[37] Fig. 2 illustrates the graphical representation of the proposed innovative cell opening process inserted prior to the start of Extraction Phase (2) or (3) or (4), comprising equipment listed by (5) with the function of dosing the biomass to be processed, following the process by the electroporation stator / rotor assembly (6) and finally by the excess broth and biomass separator consisting of a metal taiiscus conveyor (7).

[38] A Fig. 3 mostra em uma representação esquemática, a inserção do processo proposto (8) para abertura de células de biomassa de origem vegetal posicionado na sequência do processo de preparo (9) da biomassa já pré-existente nas plantas industriais em operação juntamente com os tradicionais processos de extração de caldo (2) ou (3) ou o inovador processo de Extração Hídrodinâmico (4).[38] Fig. 3 shows in a schematic representation the insertion of the proposed process (8) for opening plant biomass cells positioned following the pre-existing biomass preparation process (9) in industrial plants in operation together with the traditional broth extraction processes (2) or (3) or the innovative Hydrodynamic Extraction process (4).

[39] A Fig. 4 ilustra através de uma representação gráfica, todos os equipamentos envolvidos no processo proposto de eletroporação de biomassa de origem vegetal através da utilização de campo elétrico puisante de orientação variável, constituído basicamente por três equipamentos apresentando com detalhes o fluxo da biomassa entre os mesmos.[39] Fig. 4 illustrates through a graphical representation all the equipment involved in the proposed process of plant biomass electroporation through the use of variable orientation electric field, consisting basically of three equipments showing in detail the flow of biomass between them.

[40] A Fig. 5 mostra, através de uma representação gráfica em perspectiva, detalhes do sistema de proteção da câmara de eletroporação constituída por placas de material isoiante, isolamentos e disposições diversas focando não somente os princípios de operação, mas principalmente a segurança da operação. (411 A Fig. 6 apresenta através de uma representação gráfica em perspectiva, os dois principais componentes do sistema de eletroporação por Campo Elétrico Pulsante de Orientação Variável mostrando detalhes do rotor (24), do estator (11) e do posicionamento dos eletrodos aterrados (12) dispostos na canaieta côncava (10) sob a superfície do rotor e dos eletrodos energizados (13) dispostos conforme figura sobre a superfície do estator (11), que compõem o sistema de eletroporação proposto. (42| A Fig. 7 apresenta uma representação gráfica parcial do sentido das linhas do Campo Elétrico Pulsante de Orientação Variável partindo dos eletrodos (13) energizados pela fonte, disposto no estator, em direção aos eletrodos aterrados(12) dispostos radialmente no rotor (10) conforme Fig. 8.[40] Fig. 5 shows, through a perspective graphical representation, details of the electroporation chamber protection system consisting of isoiant material plates, insulation and miscellaneous arrangements focusing not only on operating principles, but especially on the safety of the operation. (411 Fig. 6 presents, through a perspective graphical representation, the two main components of the Variable Orientation Pulsing Electric Field electroporation system showing details of the rotor (24), stator (11) and the positioning of the grounded electrodes ( 12) arranged in the concave cage (10) under the surface of the rotor and the energized electrodes (13) arranged as shown on the surface of the stator (11), which make up the proposed electroporation system. (42 | Fig. 7 shows a partial graphical representation of the direction of the Variable Orientation Pulsing Electric Field lines starting from the electrodes (13) energized by the source, disposed on the stator, towards the grounded electrodes (12) arranged radially on the rotor (10) according to Fig. 8.

[43] A Fig. 8 mostra através de uma representação gráfica em perspectiva, detalhes de como é feito o aterramento dos eletrodos dispostos radialmente ao rotor e, através de um meio corte, apresenta detalhes do sistema de aterramento proposto.[43] Fig. 8 shows through a perspective graphical representation details of how the electrodes arranged radially to the rotor are grounded and, through a half-cut, presents details of the proposed grounding system.

[44] A Fig. 9 apresenta por meio de uma representação gráfica em perspectiva, detalhes da disposição dos eletrodos energizados pela fonte posicionados sobre a superfície semi-cilíndríca de um estator com geometria semelhante a um mancai cantoneira.[44] Fig. 9 presents, through a perspective graphical representation, details of the arrangement of the source energized electrodes positioned on the semi-cylindrical surface of a stator with geometry similar to an angle bearing.

[45] DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO[45] DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[46] Equipamentos Para Aplicação da Técnica de Eletroporação de Biomassa Vegetai [47] Dentro do campo das possíveis Biomassas a serem processadas, tomando como exemplo o setor da cana-de-açúcar, as novas plantas Industriais recentemente denominadas como "greenfield", surgem em ciclos de expansão decorrentes de vários fatores: político, mercado, fatores no âmbito global, demanda, disponibilidade de recursos financeiros e outros. A cada ciclo de expansão a capacidade de processamento das plantas sofrem um incremento, a título de exemplo no último ciclo, 2006-2008, a capacidade de processamento de uma única planta era próxima aos 3 milhões de toneladas de cana processada por safra, no ciclo anterior em torno de 2 milhões. Estima-se que a capacidade individual da grande maioria das novas Usinas a serem implantadas ficará na faixa de 3 a 6 milhões de toneladas de cana processada por safra, sendo que as primeiras plantas a serem construídas deverão ter capacidade de processar entre 3 « 4 milhões de toneladas de cana por safra. Portanto a abordagem a ser adotada na descrição do equipamento levará em consideração a apresentação das características técnicas do mesmo de forma que o mesmo possa ser aplicado a crescente demanda de processamento, não fixando ou citando valores que sofram influência direta da capacidade de processamento. O equipamento objeto da presente patente é descrito com base na representação gráfica em perspectiva segundo as Fig.4 e 5 e compiementarmente pelas Fig. 6, 7,8 e 9.[46] Equipment for the Application of the Vegetai Biomass Electroporation Technique [47] Within the field of possible Biomass to be processed, taking as an example the sugarcane sector, the new Industrial Plants recently named "greenfield" are emerging. expansion cycles due to various factors: political, market, global factors, demand, availability of financial resources and others. At each expansion cycle the processing capacity of the plants is increased, as an example in the last cycle, 2006-2008, the processing capacity of a single plant was close to 3 million tons of sugarcane processed per crop in the cycle. previous around 2 million. It is estimated that the individual capacity of the vast majority of new plants to be deployed will be in the range of 3 to 6 million tons of sugarcane processed per crop, and the first plants to be built should have a capacity to process between 3 «4 million tons of sugarcane per crop. Therefore the approach to be adopted in the description of the equipment will take into consideration the presentation of the technical characteristics of the equipment so that it can be applied to the increasing processing demand, not setting or citing values that are directly influenced by the processing capacity. The equipment object of the present invention is described based on the perspective graphical representation according to Figs. 4 and 5 and complementarily by Figs. 6, 7,8 and 9.

[48] A Biomassa (14) devidamente pré-preparada em fases anteriores (9) com o objetivo de obter-se uma maior densidade e homogeneidade, ilustrado graficamente na Fig. 3, é descarregada por gravidade na abertura superior de uma calha vertical (38), Fig.4, de secção transversal retangular e de dimensões adequadas a vazão de massa a ser processada, formada por 4 laterais confeccionadas em chapas metálicas de pequena espessura, preferencial fabricadas em aço inoxidável ferrftico P410D, dotada de visores laterais produzidos em acrílico ou vidro em duas laterais opostas, possuindo extemamente sobre o acrílico à aplicação de uma sequência de sensores capacitivos (39) SC-5G0 da DLG ou similar, possuindo em sua extremidade inferior, oposta à alimentação da Biomassa, um fechamento côncavo em chapa metálica, onde posiciona-se um rotor metálico (40), com folga menor que um centímetro entre o diâmetro descrito pelo giro das extremidade das pás e a referida chapa côncava, constituído de 3 a 8 pás de pequena altura, 15 a 30 cm, montado sobre duas pontas de eixo metálico confeccionado em aço SAE1045 ou de similar resistência, apoiado em mancais de rolamento providos de adequado sistema de lubrificação e movido por um acionamento composto de motor elétrico e redutor alimentado e controlado por inversor de frequência com características operacionais; rotação (41); potência; dimensões e outros, dimensionadas adequadamente de acordo com a vazão de biomassa da planta industrial. Na sequência uma calha na forma de uma rampa inclinada (42), confeccionada em uma chapa de pequena espessura de aço, preferencialmente aço inoxidável ferrítico P410D provida de chapas laterais em ambos os lados, também de pequena espessura e mesmo material, e altura dimensionada de acordo com a vazão de Biomassa, tem o efeito de conduzir por gravidade a Biomassa (14) até a entrada do Eletroporador (6) composto basicamente de um rotor de grandes dimensões, girante conforme sentido indicado (22), acionado por motor elétrico/redutor/inversor de frequência, com rotação ajustada e variável de acordo com a vazão de biomassa, controlada por um sistema supervisório composto de um CLP. controlador lógico programável, sustentado por um eixo metálico fabricado em SAE 2340 ou de similar resistência, apoiado nas extremidades em dois mancais, de rolamentos ou deslizamento (hidrodinâmico ou hidrostático), acoplado em uma das extremidades a um motorredutor através de um acoplamento flexível de borracha nitrflica de modo a não transmitir corrente elétrica para o acionamento preservando os componentes elétricos/eletrônicos de possíveis danos, sendo o diâmetro externo do rotor (24) composto por várias canaletas de secção transversal côncava (10) fabricado em um material isolante tal como o Nylon/PTFE/UHMW e/ou outro de similar características, suportando os eletrodos aterrados (12) dispostos ao longo das canaletas (10) fabricados em material condutor resistente a corrosão e a abrasão, preferencialmente em chapas de aço inoxidável 316L de pequena espessura conforme representado graficamente nas Fig. 6 e Fig. 7, e conforme Fig. 8 todos os eletrodos aterrados (12) são conectados ao eixo principal do rotor por meio de um condutor elétrico (25) na forma de um cabo ou cinta ou a própria estrutura do rotor, e o eixo principal possui em sua extremidade oposta ao acionamento um sistema de aterramento constituído por um laço formado por cabos condutores ou fitas de cobre de espessura considerável (26), que fazem a ligação entre o eixo e o aterramento industrial existente (27) fixados por prensa cabos (28) existentes comercialmente, e em contato permanente com o eixo conforme dispositivo mostrado em meio corte no Detalhe A da Fig.8, constituído basicamente por uma roldana fabricada em aço 1045, temperada na região de contato com o cabo condutor (26), canal côncavo que aloja e sustenta o cabo de aterramento, possuindo em seu interior uma bucha (31) de bronze com ínsertos de grafite, existente comercialmente, que fará a devida lubrificação e manterá o contato elétrico entre eixo (30) e bucha (31) fixada por interferência metálica à polia (29), limitada axialmente pela flange metálica (32) fixada ao eixo principal (30) através de 3 parafusos (33) axiais sendo o contrapeso (44) constituído de aço ou concreto, o elemento responsável por manter o cabo/fita (26) sempre em contato com a polia(29). Conforme Fíg. 4 o rotor (24) gira com uma folga adequada em relação ao estator (11) fabricado em material isolante tal como o Nyion/PTFE/UHMW ou outro material de características semelhantes, alojando os eletrodos energizados (13) positivamente pela fonte e dispostos ao longo da superfície côncava do estator conforme Fig.6 e Fig,9, fabricados em material condutor resistente a corrosão e a abrasão, preferencialmente em chapas de aço inoxidável 316L de pequena espessura conforme representado graficamente nas figuras citadas e totalmente embutidos no material isolante de forma a resultar em uma superfície lisa sem saliências ou depressões. Conforme representação gráfica da Fig.7 todos os eletrodos energizados pertencentes a uma mesma linha de eletrodos, por exemplo: eletrodos (13aa, 13ab, 13ac, 13ad, 13ae e 13af) pertencentes a linha 13a, estão conectados eletricamente a uma mesma chave de um dispositivo chaveador e portanto serão energizados simultaneamente, a mesma analogia aplica-se as linhas representadas por 13b e 13c, e serão energizados por frações de nanossegundos de acordo com uma sequência lógica que será definida e controlada por um sistema supervisor» de acordo com a vazão mássica de bíomassa otimizando o consumo de energia e obtendo a máxima produtividade possível, ou seja, o maior número de células abertas com respectivo menor consumo de energia. Com o objetivo de garantir uma operação segura todo o sistema de eletroporação formado basicamente pelo estator (11) e pelo rotor (24) é posicionado interior a uma câmara, conforme disposição gráfica apresentada na Fig. 5, onde as laterais (34. 35, 36 e 37) são fabricadas em material isolante tais como o Nylon/PTFE/UHMW/outros e a parte frontal (43) confeccionada em acrílico transparente ou vidro reforçado com película com objetivo de evitar fragmentação conforme os utilizados em painéis de veículos automotores. Na sequência a matéria-prima processada pela técnica de eletroporação é conduzida por gravidade a um transportador metálico de taliscas (7) inclinado em ângulo adequado â retirada do excesso de caldo contido no megaço (47), formado pela junção da bíomassa (14) e do caldo (44), constituído por duas linhas de corrente metálica que suportam as taliscas (52), devidamente espaçadas com o objetivo de transportador o megaço sobre um fundo perfurado na extensão do comprimento do transportador, em um ângulo aproximado a 45°. maior ou menor de acordo com as plantas industriais e suas limitações físicas, sendo as correntes apoiadas em duas engrenagens movidas fabricadas em chapas de aço e suportadas por eixo metálico fabricado em SAE1045 ou similar devidamente apoiado em mancais de rolamento providos de sistema de lubrificação e retentores. As duas linhas de corrente são movidas por duas engrenagens motoras fabricadas em chapas de aço, com os dentes devidamente tratados termicamente, posicionadas na extremidade oposta próxima a abertura de descarga da Bíomassa processada, conforme Fig. 2, suportadas por eixo metálico fabricado em SAE1045 ou similar devidamente apoiado em mancais de rolamento providos de sistema de lubrificação e retentores e acionados por conjunto de motor elétrico e redutor de engrenagens alimentado e controlado por inversor de frequência, equipamento semelhante aos tradicionalmente usado no processamento da biomassa da cana-de-açúcar o qual dispensa maiores detalhamento, sendo o caldo esterilizado (46) escoado pela abertura inferior (48) e o megaço (47) é entregue ao processo de extração do caldo pela parte superior do transportador metálico de faíscas. {49) Processo de Eletroporação de Biomassa Vegetai Por Campo Elétrico Pulsante de Sentido Variável [50] A Biomassa (50) oriunda do campo ao chegar à planta industrial de processamento é conduzida e trabalhada por vários equipamentos mecânicos (9) com o objetivo de se obter altos índices de homogeneidade e densidade, consequentemente um regime de operação mais constante, implicando em um processo mais eficiente e com maiores rendimentos, conforme representado graficamente na Fig. 3. A matéria-prima (14) pré-processada, como por exemplo, uma batelada de cana de açúcar (14), com características teóricas de processo com 13,55% de fibra, 67,75% de umidade e Brix de 18,88%, desfibrada e já apresentando um índice de células abertas, é introduzida em uma calha (38) vertical, Fig. 4, provida de uma sequência de sensores (39), que medem, em tempo real. o percentual da calha vertical que está preenchido, funcionando como um pulmão alimentador; o nível dos sensores controlam todos os equipamentos que antecedem o processo de recepção e preparo da matéria-prima, acelerando ou retardando o processamento de maneira harmônica com o processo de extração do caldo de bíomassas vegetais. A extremidade inferior da calha vertical contém um rotor (40) cilíndrico, provido de várias pás radiais, que é acionado por um motorredutor de velocidade variável controlado por inversor de frequência que permite o rotor (40) girar no sentido anti-horário (41) em rotação adequada a vazão mássica à ser processada.[48] Biomass (14) duly pre-prepared in earlier stages (9) for the purpose of obtaining greater density and homogeneity, illustrated graphically in Fig. 3, is discharged by gravity into the upper opening of a vertical rail ( 38), Fig. 4, of rectangular cross-sectional size and suitable for the mass flow to be processed, consisting of 4 sides made of thin sheet metal, preferably made of P410D ferrous stainless steel, with acrylic side windows or glass on two opposite sides, having extremely on the acrylic the application of a sequence of capacitive sensors (39) of DLG SC-5G0 or similar, having at its lower end, opposite to the Biomass feed, a hollow sheet metal closure, where a metal rotor (40) is positioned with a clearance of less than one centimeter between the diameter described by the turning of the blade ends and said concave plate consisting of 3 to 8 small blades, 15 to 30 cm, mounted on two spindle ends made of SAE1045 steel or similar strength, supported by rolling bearings fitted with a suitable lubrication system and driven by a motor-driven drive. inverter-controlled electric drive and gearbox with operating characteristics; rotation (41); potency; dimensions and others, properly sized according to the biomass flow of the industrial plant. Following is a rail in the form of an inclined ramp (42) made of a thin sheet steel, preferably ferritic stainless steel P410D provided with side plates on both sides, also of small thickness and same material, and dimensioned height of. According to the Biomass flow, it has the effect of gravity conducting the Biomass (14) to the entrance of the Electroporador (6) consisting basically of a large rotor, rotating as indicated (22), driven by electric motor / gearbox / frequency inverter, with rotation adjusted and variable according to the biomass flow, controlled by a supervisory system composed of a PLC. programmable logic controller, supported by a metal shaft made of SAE 2340 or similar strength, supported at the ends in two bearings, rolling or sliding (hydrodynamic or hydrostatic), coupled at one end to a geared motor through a flexible rubber coupling nitrile so as not to transmit electrical current to the drive while preserving the electrical / electronic components from possible damage, the outer diameter of the rotor (24) comprising several concave cross-section channels (10) made of an insulating material such as Nylon / PTFE / UHMW and / or similar characteristics, supporting the grounded electrodes (12) disposed along the channels (10) made of corrosion and abrasion resistant conductive material, preferably 316L stainless steel sheets as shown below. graphically in Fig. 6 and Fig. 7, and according to Fig. 8 all electrodes grounded the (12) are connected to the rotor main shaft by means of an electrical conductor (25) in the form of a cable or strap or the rotor frame itself, and the main shaft has at its opposite end to the drive a grounding system consisting of by a loop formed by conductor cables or tapes of considerable thickness (26), which connect the shaft to the existing industrial ground (27) fixed by commercially existing cable glands (28), and in permanent contact with the shaft according to the device shown at half-cut in Detail A of Fig. 8, consisting basically of a sheave made of 1045 steel, tempered in the region of contact with the conductor cable (26), concave channel that houses and sustains the grounding cable, having in Inside is a commercially available graphite insert bronze bushing (31) that will properly lubricate and maintain electrical contact between shaft (30) and bushing (31) fixed by metallic interference. to the pulley (29), axially limited by the metal flange (32) fixed to the mainshaft (30) by 3 axial screws (33) with the counterweight (44) consisting of steel or concrete, the element responsible for holding the cable / tape (26) always in contact with the pulley (29). According to Fig. 4 the rotor (24) rotates with adequate clearance from the stator (11) made of insulating material such as Nyion / PTFE / UHMW or other material of similar characteristics, housing the electrodes (13) positively energized by the source and disposed to the of the concave stator surface according to Fig.6 and Fig. 9, made of corrosion and abrasion resistant conductive material, preferably 316L stainless steel sheets of thin thickness as shown in the above figures and fully embedded in the insulating material. to result in a smooth surface with no bumps or depressions. According to the graphical representation of Fig.7 all energized electrodes belonging to the same electrode line, for example: electrodes (13aa, 13ab, 13ac, 13ad, 13ae and 13af) belonging to line 13a, are electrically connected to the same switch of one. switching device and therefore will be energized simultaneously, the same analogy applies to the lines represented by 13b and 13c, and will be energized by fractions of nanoseconds according to a logical sequence that will be defined and controlled by a supervisory system according to the flow rate. biomass mass, optimizing energy consumption and obtaining the highest possible productivity, ie the largest number of open cells with their lowest energy consumption. In order to ensure safe operation, the entire electroporation system formed basically by the stator (11) and rotor (24) is positioned inside a chamber, as shown in Figure 5, where the sides (34, 35, 36 and 37) are made of insulating material such as Nylon / PTFE / UHMW / others and the front part (43) is made of clear acrylic or film reinforced glass to prevent fragmentation as used in automotive dashboards. Following, the raw material processed by the electroporation technique is gravity conveyed to a metal slat conveyor (7) inclined at an appropriate angle to the removal of the excess broth contained in the mulch (47) formed by the junction of the biomass (14) and of the broth (44), consisting of two metal chain lines supporting the taliscas (52), properly spaced for the purpose of conveyor the mega on a perforated bottom extending the length of the conveyor, at an approximate angle of 45 °. larger or smaller according to the industrial plants and their physical limitations, the chains being supported by two driven gears made of steel plates and supported by a metal shaft made of SAE1045 or similar properly supported by bearing bearings provided with lubrication system and retainers. . The two chain lines are driven by two steel plate driven gears with their teeth properly heat treated, positioned at the opposite end near the discharge opening of the Bíomass processed, as shown in Fig. 2, supported by a metal shaft made of SAE1045 or duly supported on rolling bearings provided with lubrication system and seals and driven by an electric motor drive and gear reducer driven and controlled by frequency inverter, equipment similar to those traditionally used in sugarcane biomass processing which It does not require further detail, with the sterile broth (46) draining from the lower opening (48) and the molasses (47) delivered to the broth extraction process by the upper part of the metallic spark conveyor. {49) Vegetai Biomass Electroporation Process By Variable Sense Pulsing Electric Field [50] Biomass (50) from the field upon arrival at the industrial processing plant is driven and worked by various mechanical equipment (9) for the purpose of obtaining high homogeneity and density indices, consequently a more constant operating regime, implying a more efficient process and higher yields, as graphically represented in Fig. 3. The preprocessed raw material (14), as for example, a batch of sugarcane (14), with theoretical process characteristics with 13.55% fiber, 67.75% moisture and 18.88% Brix, defibrated and already presenting an open cell index, is introduced in a vertical rail 38, Fig. 4, provided with a sequence of sensors 39 measuring in real time. the percentage of the vertical chute that is filled, functioning as a feeder lung; The level of the sensors control all equipment that precedes the process of reception and preparation of the raw material, accelerating or delaying the process in a harmonious manner with the extraction process of vegetable biomass broth. The lower end of the vertical rail contains a cylindrical rotor (40), provided with several radial blades, which is driven by a frequency inverter controlled variable speed gearmotor that allows rotor (40) to rotate counterclockwise (41) at proper rotation the mass flow rate to be processed.

[51] A matéria-prima (14), devidamente dosada, é conduzida por gravidade através de uma rampa (42) inclinada até a entrada de um estator (11), descrito por uma cavidade em formato de um semi cilindro, de forma geométrica semelhante a um mancai cantoneira, onde se alojam as linhas de eletrodos energizados (13) posítivamente pela fonte elétrica» Fig. 9, onde com uma folga adequada da superfície do estator um rotor (24) gira no sentido anti-horário, sendo a superfície do rotor formada por várias canaletas côncavas e longitudinais de material isoíante, conforme Fig.4, Fig. 6 e Fig.8, onde cada canaleta suporta uma sequência de vários eletrodos aterrados (12) dispostos em uma linha, neste momento a matéria-prima (14) conduzida pela ação da gravidade juntamente com a inserção de caldo rico (44), Fig. 4» começam a preencher a forma geométrica descrita entre um setor do rotor (24), constituído de uma canaleta, e a superfície do estator (11), onde o caldo rico ou solvente usado no processo de extração retorna com a função de preencher todos os vazios existentes entre a biomassa desfibrada e a superfície descrita evitando a formação de bolsas de ar» danosas ao equipamento e a operação segura, neste momento denomina-se de megaço (45) ao novo estado da matéria-prima constituída por uma predominância do percentual de caldo sobre o percentual de biomassa, e com o giro do rotor o megaço é posicionado sobre uma região adequada para a energização dos eletrodos dispostos no estator (11), conforme representado graficamente pelas linhas do campo elétrico disposto na Fig.7» onde a linha de eletrodos aterrados (12a) composta pelos eletrodos aterrados (12aa, 12ab, 12ac, 12ad e 12ae) contidas no rotor (24) recebem as linhas de campo elétrico proveniente das linhas de eletrodos (13a,13b e 13c) compostas respectivamente pelos eletrodos energizados (13aa, 13ab, 13ac, 13ad, 13ae e 13af) e (13ba, 13bb, 13bc, 13bd e 13be) e (13ca, 13cb, 13cc, 13cd, 13ce e 13cf) contidas no estator (11), energizadas individualmente na sequência (13a); (13b); (13c) por frações de nanossegundos ou milissegundos dimensionado segundo o giro do rotor e vazão mássica a ser tratada. Neste momento sobre a ação do campo elétrico e da diferença de potencial existente entre a célula e o meio, inicia-se um processo de formação de poros na membrana que reveste o tecido vegetal tomando intenso o contato entre o material intracelular e o material extraceluiar, ou seja, o contato entre soluto e solvente. No caso da Biomassa da cana-de-açúcar valores de intensidade do campo elétrico de 2-5 kV/cm e um número de 8-10 pulsos aplicados conduzem a um gasto energético inferior a 2,4-17 kJ/fkg de cana processada] e um tempo de 10 minutos em que os poros se mantém aberto (extremo inferior da faixa de valores) ou a total destruição da membrana que reveste a célula do tecido vegetal (extremo superior da faixa de valores). Dependendo da intensidade do campo elétrico aplicado, do tempo de aplicação e do número de pulsos os poros se manterão por mais ou menos tempo abertos e a condutividade do meio pode ser usada como um fator de controle do processo, onde com a leitura instantânea, através de sensores adequadamente posicionados, um sistema supervísorio altera os parâmetros de processo, de acordo com um programa computacional desenvolvido especificamente para o controle deste processo. O ciclo se repete com o giro do rotor preenchendo uma nova canaleta vazia com biomassa e caldo, em uma extremidade do estator, e na extremidade oposta o megaço já devidamente tratado pelo processo de eietroporação é descarregado pelo giro do rotor sobre um transportador metálico.[51] Properly metered feedstock (14) is gravity driven through a ramp (42) sloping to the entrance of a stator (11), described by a geometrically shaped semi-cylinder cavity similar to an angle bearing, where the electrode lines (13) are positively housed by the electrical source »Fig. 9, where with adequate stator surface clearance a rotor (24) rotates counterclockwise, the surface being of the rotor formed by several concave and longitudinal channels of isoating material, according to Fig.4, Fig. 6 and Fig.8, where each channel supports a sequence of several grounded electrodes (12) arranged in a line, at this time the raw material (14) driven by the action of gravity together with the insertion of rich broth (44), Fig. 4 'begin to fill in the geometric shape described between a rotor section (24) consisting of a channel and the stator surface ( 11), where the rich broth or solve used in the extraction process returns to fill all voids between the defibrated biomass and the described surface avoiding the formation of air pockets harmful to the equipment and safe operation, at this time it is called mega (45) to the new state of the raw material constituted by a predominance of the percentage of broth over the percentage of biomass, and with the rotation of the rotor the mega is positioned over a region suitable for energization of the electrodes disposed in the stator (11), as graphically represented. by the electric field lines arranged in Fig. 7 »where the grounded electrode line (12a) composed of the grounded electrodes (12aa, 12ab, 12ac, 12ad and 12ae) contained in the rotor (24) receive the electric field lines coming from the lines. electrodes (13a, 13b and 13c) composed respectively of the energized electrodes (13aa, 13ab, 13ac, 13ad, 13ae and 13af) and (13ba, 13bb, 13bc, 13bd and 13be) and (13ca, 13cb, 13cc, 13cd, 13ce and 13cf) contained in stator (11), individually energized in sequence (13a); (13b); (13c) by nanosecond or millisecond fractions sized according to rotor spin and mass flow rate to be treated. At this moment on the action of the electric field and the potential difference existing between the cell and the environment, a process of formation of pores in the membrane that covers the vegetal tissue begins taking intense contact between the intracellular material and the extracellular material, that is, the contact between solute and solvent. In the case of sugarcane biomass values of electric field intensity of 2-5 kV / cm and a number of 8-10 pulses applied lead to an energy expenditure of less than 2.4-17 kJ / fkg of processed sugarcane. ] and a time of 10 minutes in which the pores remain open (lower end of the range) or the total destruction of the membrane lining the plant tissue cell (upper end of the range). Depending on the intensity of the applied electric field, the application time and the number of pulses, the pores will be kept open more or less and the conductivity of the medium can be used as a process control factor, where with instant reading, through of properly positioned sensors, a supervisor system alters the process parameters according to a computer program developed specifically for the control of this process. The cycle repeats with the rotor spinning filling a new empty channel with biomass and broth at one end of the stator, and at the opposite end the mega powder already properly treated by the electroporation process is discharged by rotating the rotor over a metal conveyor.

[52] Todo o sistema de eietroporação composto basicamente de estator e rotor estão inseridos dentro de uma câmara, conforme Fig. 5, fabricado em material com características de isolamento elétrico, preferencialmente o Nylon, ou outro material de semelhante característica e baixo custo, com o principal objetivo de propiciar uma operação segura do equipamento protegendo recursos humanos e materiais. A câmara possuí em sua parte frontal (43) um fechamento inclinado manufaturado em material transparente, preferencialmente fabricado em vidro reforçado semelhante aos utilizados em veículos automotores, podendo ser acrílico ou outro material de características adequadas, com o principal objetivo de permitir um acompanhamento da operação do equipamento, o que também será feito remotamente por um sistema de câmeras de monitoramento.[52] The entire electroporation system consisting primarily of stator and rotor are inserted into a chamber, as shown in Fig. 5, made of material with electrical insulation characteristics, preferably Nylon, or other material of similar characteristic and low cost, with The main objective is to provide safe operation of the equipment while protecting human and material resources. The camera has in its front part (43) a slanted closure manufactured in transparent material, preferably made of reinforced glass similar to those used in motor vehicles, and may be acrylic or other material of suitable characteristics, with the main purpose of allowing the monitoring of the operation. equipment, which will also be done remotely by a monitoring camera system.

[53] O megaço (49) ao cair pela ação da gravidade sobre um transportador de correntes com taliscas (7) é conduzido pelo movimento ascendente das taliscas (52) sobre uma tela perfurada, segundo a inclinação do transportador, onde ocorre a retirada do excesso de caldo tratado (46) que é drenado pela tela perfurada posicionada sob as taliscas, e coletado pelo fechamento inferior (51) do transportador e retirado por uma bica (48) na parte inferior do equipamento e o megaço com reduzido teor de umidade (47) é conduzido ao processo de extração do caldo na extremidade superior do transportador metálico e o caldo rico conduzido ao processo de fabricação, no caso da biomassa da cana-de-açúcar, ao processo de fabricação de açúcar e/ou etanoi conforme layout da planta industriai.[53] The gravity (49) when falling by gravity onto a belt conveyor (7) is driven by the upward movement of the belt (52) onto a perforated web, as the conveyor is tilted, where removal of the belt occurs. excess treated broth (46) that is drained by the perforated mesh positioned under the taliscas, and collected by the lower closure (51) of the conveyor and removed by a spout (48) at the bottom of the equipment and the low moisture content ( 47) is conducted to the juice extraction process at the upper end of the metallic conveyor and the rich juice to the manufacturing process, in the case of sugarcane biomass, to the sugar and / or ethane manufacturing process according to industrial plant.

[54] Dependendo da Biomassa a ser processada e dos parâmetros de operação do sistema de eietroporação: Intensidade do campo; número de pulsos; duração do pulso; distância entre eletrodos e outros, os poros formados na membrana que reveste o tecido celular poderá permanecer aberto por 10 minutos ou mais facilitando as fases seguintes do processo e em alguns casos o rompimento poderá ser permanente acarretando a destruição da membrana, fator este determinado economicamente pelo processo de extração em função da biomassa a ser processado e do produto alvo de extração de acordo com a planta industrial.[54] Depending on the biomass to be processed and the operating parameters of the electroporation system: Field strength; number of pulses; pulse duration; The distance between the electrodes and others, the pores formed in the membrane that covers the cell tissue may remain open for 10 minutes or more, facilitating the following phases of the process and in some cases the rupture may be permanent causing the membrane destruction, a factor economically determined by extraction process as a function of the biomass to be processed and the extraction target product according to the industrial plant.

[55] A biomassa (47) conduzida ao processo de extração do caldo, no caso da biomassa da cana-de-açúcar aos equipamentos Moendas (2) ou Difusor (3) ou Extrator Hidrodinâmico (4), Fig.2, conforme características da planta industrial possuirá um índice de células abertas superior a 99% implicando em benefícios ao processo de extração tais como ganhos energéticos, aumento de eficiência, diminuição do tempo de processamento, menores custos de: operação, manutenção e aquisição de equipamentos, mas principalmente alterará a forma como estes equipamentos vêm sendo utilizados atualmente, com exceção do Extrator Hidrodinâmico.[55] The biomass (47) conducted to the juice extraction process, in the case of sugarcane biomass to the equipment Moendas (2) or Diffuser (3) or Hydrodynamic Extractor (4), Fig.2, according to characteristics The plant will have an open cell index of over 99%, resulting in benefits to the extraction process such as energy gains, increased efficiency, reduced processing time, lower costs of equipment operation, maintenance and acquisition, but will mainly change the way these equipments are being used today, except for the Hydrodynamic Puller.

[56] As Moendas (2) possuem como característica de operação o uso da pressão mecânica para propiciar a abertura das células do tecido vegetal, onde a biomassa é conduzida a uma redução de volume, volume este formado pela abertura entre os rolos da Moenda, basicamente dois rolos inferiores, um rolo superior, e um rolo de pressão, Nas configurações atuais das plantas industriais em operação utiliza-se uma sequência de 5 a 6 moendas em linha, predominando 6 Moendas, obtendo um índice de extração próximo a 98,0-98,5%. Adicionalmente é usado um solvente, no caso da biomassa da cana-de-açúcar água quente, com o principal objetivo de arrastar a sacarose existente na biomassa, por um processo de lixiviação/Iavagem completada com uma recircuiação de caldos. Ao combinarmos o processo proposto de eletroporação ao convencional processo de extração as células estarão abertas e não mais será necessário o número de 6 moendas em série para realizar a mesma tarefa esperando-se uma redução significativa neste número implicando em ganhos significativos nos custos de operação e de processo aumentando a margem de lucro e tomando a industria de Biocombustíveís mais competitiva perante os combustíveis fósseis.[56] The mills (2) have as their operating characteristic the use of mechanical pressure to provide the opening of plant tissue cells, where biomass is led to a reduction in volume, the volume formed by the opening between the mills rolls, basically two lower rollers, one upper roller, and one pressure roller. In the current configurations of the industrial plants in operation a sequence of 5 to 6 mills in line is used, predominantly 6 mills, obtaining an extraction index close to 98.0 -98.5%. Additionally, a solvent is used in the case of sugarcane biomass in hot water, with the main objective of dragging the sucrose in the biomass by a leaching / washing process completed with a broth recircution. By combining the proposed electroporation process with the conventional extraction process, the cells will be open and no more than 6 grinds will be required to perform the same task. A significant reduction in this number is expected, leading to significant gains in operating costs. increasing the profit margin and making the biofuels industry more competitive with fossil fuels.

[57] O Difusor (3) opera pelo principio básico de completar a abertura das células utilizando o efeito da temperatura, faixa de 75-85°C, por um período médio de processamento de 60 minutos, somado a uma recircuiação de caldos em 14 estágios, utilizando o uso de um solvente, no caso água quente, somada a injeção de vapor para aquecer a Biomassa, promovendo um processo de lixiviação somado a difusão/osmose. Ao combinarmos o processo proposto de eletroporação ao convencional processo de extração utilizado pelo Difusor as células estarão abertas e não mais será necessário o uso de altas temperaturas de operação e consequente injeção de vapor aliado ao elevado tempo e ao excessivo número de estágios de processamento para realizar a mesma tarefa esperando-se uma redução significativa no consumo energético aliado a ganhos nos custos de operação, de manutenção e de processo aumentando a margem de lucro e tornando a indústria de Biocombustível mais competitiva.[57] The Diffuser (3) operates on the basic principle of completing cell opening using the effect of temperature, range 75-85 ° C, for an average processing time of 60 minutes plus a broth recircution in 14 stages, using the use of a solvent, in this case hot water, plus steam injection to heat the biomass, promoting a leaching process added to diffusion / osmosis. By combining the proposed electroporation process with the conventional extraction process used by the Diffuser, the cells will be open and the use of high operating temperatures and consequent steam injection combined with the high time and excessive number of processing stages will no longer be necessary. The same task is expected with a significant reduction in energy consumption combined with gains in operating, maintenance and process costs, increasing the profit margin and making the biofuel industry more competitive.

REIVINDICAÇÕES

Claims (25)

1- Processo de eletroporação da membrana que envolve o tecido vegetal das biomassas de origem vegetal e equipamentos» de uma planta fabril de pequenas dimensões e alta capacidade de processamento, caracterizada pelo fato de ser projetada para permitir o pré-tratamento da biomassa visando a extração de açúcares e/ou subprodutos destinados a obtenção de aicoóis de primeira, segunda e terceira gerações de biomassas de qualquer origem vegetai.1- Membrane electroporation process involving the plant tissue of plant biomass and equipment »of a small plant with high processing capacity, characterized by the fact that it is designed to allow the pretreatment of biomass for extraction. sugars and / or by-products for the production of first, second and third generation biomass alcohols of any plant origin. 2- Processo de eletroporação da membrana que envolve o tecido vegetal das biomassas de origem vegetai e equipamentos, de uma planta fabril de pequenas dimensões e alta capacidade de processamento, conforme reivindicação 1, caracterizada pelo fato de poder ser utilizada como unidade, pelo pequeno produtor e/ou em baterias, pelo grande produtor, possibilitando a expansão da capacidade produtiva em módulos, diluindo investimentos e acompanhando a demanda mundial, para permitir a extração de açúcares e/ou subprodutos destinados a obtenção de aicoóis de primeira, segunda e terceira gerações de biomassas vegetais variadas.2. Membrane electroporation process involving the plant tissue of plant biomass and equipment, from a small plant with high processing capacity, according to claim 1, characterized in that it can be used as a unit by the small producer. and / or batteries, by the large producer, allowing the expansion of the productive capacity in modules, diluting investments and keeping up with the world demand, to allow the extraction of sugars and / or byproducts destined to obtain first, second and third generation alcohols. varied vegetable biomass. 3- Processo de eletroporação da membrana que envolve o tecido vegetai das biomassas de origem vegetai e equipamentos, de uma planta fabril, de acordo com a reivindicação 1 e 2, caracterizada pela possibilidade advinda de suas pequenas dimensões e alta capacidade de processamento, e por ser construída e montada em unidade ou baterias, em quantidade econômica, para atender a demanda da reivindicação 1, localidades e espécies vegetais regionais gerais e específicas.Process of electroporation of the membrane that surrounds the plant tissue of plant biomass and equipment of a plant according to claims 1 and 2, characterized by the possibility of its small size and high processing capacity, and by be constructed and assembled in units or batteries in economical quantity to meet the demand of claim 1, general and specific regional plant species and locations. 4- Processo de eletroporação da membrana que envolve o tecido vegetal das biomassas de origem vegetal e equipamentos, de uma planta fabril, de acordo com as reivindicações 1 a 3, caracterizada pelas suas pequenas dimensões e alta capacidade de processamento, e custo-peso-instaiação, que possibilita economia de espaço, montagem, operação, manutenção e gerenciamento unitário ou coletivo.Membrane electroporation process involving the plant tissue of plant biomass and equipment of a manufacturing plant according to claims 1 to 3, characterized by its small size and high processing capacity, and cost-weight- installation, which enables space saving, assembly, operation, maintenance and unitary or collective management. 5- Processo de eletroporaçio da membrana que envolve o tecido vegetal das biomassas de origem vegetal e equipamentos, de uma planta fabril, de acordo com as reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de possuir, como princípio de operação, um componente do equipamento similar a um estator, geometricamente semelhante a um semi-casquilho, suportado por um mancai cantoneira, fabricado totalmente ou revestido de material isolante tais como PTFE/UHMW/Nylon ou outro material de característica semelhante.Membrane electroporation process involving the plant tissue of plant biomass and equipment of a plant according to claims 1 to 4, characterized in that it has a similar component of the equipment as its operating principle. to a stator, geometrically similar to a half bushing, supported by an angle bearing, made entirely or coated with insulating material such as PTFE / UHMW / Nylon or other material of similar characteristic. 6- Processo de eletroporaçio da membrana que envolve o tecido vegetai das biomassas de origem vegetal e equipamentos, de uma planta fabril, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato do estator alojar várias linhas longitudinais de eletrodos, dispostas radialmente ao semicírculo, dimensionadas e adequadas de acordo com a vazão de biomassa à ser processada.Membrane electroporation process involving the plant tissue of plant biomass and equipment of a plant according to claim 5, characterized in that the stator houses several longitudinally dimensioned electrodes arranged radially to the semicircle. and suitable according to the biomass flow to be processed. 7- Processo de eletroporaçio da membrana que envolve o tecido vegetal das biomassas de origem vegetal e equipamentos, de uma planta fabril, de acordo com a reivindicações 5 e 6, caracterizada pelo fato dos eletrodos dispostos no estator serem fabricados em material metálico condutor na forma de placas ou discos, preferencialmente em aço inoxidável, fixados rente a superfície do estator por qualquer tipo de fixação, e acompanhando geometricamente a curvatura do estator resultando em uma única superfície lisa sem saliências ou depressões.Membrane electroporation process involving the plant tissue of plant biomass and equipment of a manufacturing plant according to claims 5 and 6, characterized in that the electrodes disposed on the stator are made of conductive metal material in the form of plates or discs, preferably made of stainless steel, fixed to the stator surface by any type of fixation, and geometrically tracking the stator curvature resulting in a single smooth surface without projections or depressions. 8- Processo de eletroporação da membrana que envolve o tecido vegetal das biomassas de origem vegetal e equipamentos, de uma planta fabril, de acordo com as reivindicações 5 a 7, caracterizada pelo fato dos eletrodos de uma mesma linha longitudinal ser todos interligados entre si ou não, e necessariamente serem conectados a uma fonte de energia e energizados pela mesma segundo um critério de operação e formação das linhas de campo elétrico.Membrane electroporation process involving the plant tissue of plant biomass and equipment of a plant according to claims 5 to 7, characterized in that the electrodes of the same longitudinal line are all interconnected with each other or no, and necessarily be connected to a power source and energized by it according to a criterion of operation and formation of the electric field lines. 9- Processo de eietroporaçâo da membrana que envolve o tecido vegetal das biomassas de origem vegetal e equipamentos, de uma planta fabril, de acordo com as reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de possuir, como principio de operação um rotor girante com uma folga adequada em relação ao estator, confeccionado parcialmente em material isolante, sustentado por um eixo metálico apoiado em mancais, acoplado a um acionamento composto por motorredutor controlado por inversor de frequência através de um acoplamento elástico de borracha nitríiica ou similar de características não condutora.Membrane electroporation process involving the plant tissue of plant biomass and equipment, of a manufacturing plant, according to claims 1 to 8, characterized in that it has as its operating principle a rotor with a clearance suitable for the stator, made partly of insulating material, supported by a metal shaft supported by bearings, coupled to a drive consisting of a frequency inverter controlled gearmotor via an elastic coupling of nitrile rubber or similar of nonconductive characteristics. 10- Processo de eietroporaçâo da membrana que envolve o tecido vegetal das biomassas de origem vegetal e equipamentos, de uma planta fabril, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de possuir, somente na superfície do rotor, canaletas longitudinais, dispostas radialmente ao eixo de giro do rotor, semelhantes à ranhuras côncavas, onde se alojam uma sequência de eletrodos aterrados, ligados individualmente por um condutor elétrico ao eixo do rotor.Process of electroporation of the membrane surrounding the plant tissue of plant biomass and equipment of a manufacturing plant, according to claim 9, characterized in that it has, only on the rotor surface, longitudinal channels, radially disposed to the rotor shaft, similar to the concave grooves, where a sequence of grounded electrodes are housed, individually connected by an electrical conductor to the rotor shaft. 11- Processo de eietroporaçâo da membrana que envolve o tecido vegetal das biomassas de origem vegetal e equipamentos, de uma planta fabril, de acordo com a reivindicações 9 e 10, caracterizada pelo fato dos eletrodos dispostos no rotor serem fabricados em material metálico condutor na forma de placas ou discos, preferencialmente em aço inoxidável, fixados rente a superfície das canaletas côncavas dispostas radialmente ao rotor por qualquer tipo de fixação, e acompanhando geometricamente a curvatura das canaletas resultando em uma única superfície lisa sem saliências ou depressões.Membrane electroporation process involving the plant tissue of plant biomass and equipment of a manufacturing plant, according to claims 9 and 10, characterized in that the electrodes disposed on the rotor are made of conductive metallic material in the shape of plates or discs, preferably of stainless steel, fixed to the surface of the concave channels radially disposed to the rotor by any type of attachment, and geometrically following the curvature of the channels resulting in a single smooth surface without projections or depressions. 12- Processo de eietroporaçâo da membrana que envolve o tecido vegetal das biomassas de origem vegeta! e equipamentos, de uma planta fabril, de acordo com as reivindicações 9 a 11, caracterizada pelo fato dos eletrodos dispostos no rotor serem todos individualmente conectados por meio de um cabo condutor ao eixo gírante que suporta o rotor, ou pela adequada concepção do projeto mecânico seja utilizado â própria estrutura que suporta o rotor sobre o eixo gírante para realizar o aterramento.12- Process of electroporation of the membrane that surrounds the vegetal tissue of the biomass of vegetal origin. and equipment of a manufacturing plant according to claims 9 to 11, characterized in that the electrodes disposed on the rotor are all individually connected by means of a conductor cable to the rotating shaft supporting the rotor, or by the proper design of the mechanical design. be used on the structure itself that supports the rotor on the pivoting shaft to perform grounding. 13- Processo de eletroporaçio da membrana que envolve o tecido vegetal das biomassas de origem vegetal e equipamentos, de uma planta fabril, de acordo com as reivindicações 9 a 12, caracterizada pelo fato de aplicar ao eixo do rotor um sistema de aterramento composto de uma roldana metálica semelhante a uma polia com um canal côncavo, posicionada em uma extremidade do eixo do rotor, oposta ao acionamento, contendo em seu interior uma bucha de bronze impregnada com insertos de grafites, material com características de ótimo condutor e lubrificante, em contato permanente com a superfície do eixo do rotor e imóvel em relação ao solo.Membrane electroporation process involving the plant tissue of plant biomass and equipment of a manufacturing plant according to claims 9 to 12, characterized in that it applies to the rotor shaft a grounding system composed of a pulley-like metal pulley with a concave channel, positioned at one end of the rotor shaft, opposite the drive, containing inside it a bronze bushing impregnated with graphite inserts, material with excellent conductor and lubricant characteristics, in permanent contact with the surface of the rotor shaft and immobile in relation to the ground. 14- Processo de eletroporaçio da membrana que envolve o tecido vegetal das biomassas de origem vegetal e equipamentos, de uma planta fabril, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato da polia estar imóvel em relação a um referencial no solo em virtude de possuir abraçado/alojado ao canal côncavo um cabo de aço, ou de outro material condutor, na forma de um laço, devidamente conectado a um sistema de aterramento industrial em uma das extremidades, e mantido em constante fricção/contato com o canal da polia, em sua extremidade oposta, através de um sistema de contrapeso.Membrane electroporation process involving the plant tissue of plant biomass and equipment of a manufacturing plant, according to claim 13, characterized in that the pulley is immobile in relation to a reference in the ground by virtue of having A wire rope or other conductive material in the form of a loop, duly connected to an industrial grounding system at one end, and held in constant friction / contact with the pulley channel in a concave channel. opposite end through a counterweight system. 15- Processo de eietroporação da membrana que envolve o tecido vegetai das biomassas de origem vegetal e equipamentos, de uma planta fabril, de acordo com as reivindicações 1 a 14, caracterizada pelo regime de operação do equipamento de eletroporaçio em que as câmaras de eietroporação são formadas pela geometria das canaletas longitudinais de perfil côncavo, existentes radialmente na superfície dor rotor, e delimitada pela superfície do estator, sendo criada e extinta pelo giro do rotor a uma adequada folga da superfície do estator.Membrane electroporation process involving the plant tissue of plant biomass and equipment of a manufacturing plant according to claims 1 to 14, characterized by the operating regime of the electroporation equipment in which the electroporation chambers are formed by the geometry of the concave profile longitudinal channels, radially existing on the rotor surface, and delimited by the stator surface, being created and extinguished by rotating the rotor to an adequate stator surface clearance. 16- Processo de eletroporaçio da membrana que envolve o tecido vegetal das biomassas de origem vegetal e equipamentos, de uma planta fabril, de acordo com as reivindicações 1 a 15, caracterizada pelo fato das câmaras de eletroporaçio serem preenchidas por biomassa e simultaneamente pela adição de solvente, no caso da cultura da cana-de-açúcar pelo caldo rico extraído no processo de extração do caldo, em equipamentos tais como: Moendas, Difusores e Extrator Hidrodinâmico, sendo o volume de caldo suficiente e adequado para preencher todos os espaços vazios evitando bolhas de ar, consequentemente tornando o processo de eletroporaçio mais eficiente e seguro.Membrane electroporation process involving the plant tissue of plant biomass and equipment of a plant according to claims 1 to 15, characterized in that the electroporation chambers are filled with biomass and simultaneously by the addition of solvent, in the case of sugarcane cultivation by the rich broth extracted in the broth extraction process, in equipment such as: Grinders, Diffusers and Hydrodynamic Extractor, being that the juice volume is sufficient and adequate to fill all voids avoiding air bubbles, consequently making the electroporation process more efficient and safer. 17- Processo de eletroporaçio da membrana que envolve o tecido vegetal das biomassas de origem vegetal e equipamentos, de uma planta fabril, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de adicionalmente promover um processo de assepsia/esterilização do caldo e/ou solvente por campo elétrico pulsante de direção variável eliminado esporos e/ou bactérias e/ou leveduras selvagens e/ou micro-organismos prejudiciais aos processos em fases posteriores de fabricação/processamento promovendo ganhos energéticos e aumento de rendimento nos processos posteriores, tais como a fermentação do caldo.Membrane electroporation process involving the plant tissue of plant biomass and equipment of a manufacturing plant according to claim 16, characterized in that it further promotes a process of asepsis / sterilization of the broth and / or solvent. by pulsed electric field of variable direction eliminated spores and / or bacteria and / or wild yeast and / or microorganisms harmful to processes in later stages of manufacturing / processing promoting energy gains and increased yield in later processes such as fermentation of broth. 18- Processo de eletroporaçio da membrana que envolve o tecido vegetal das biomassas de origem vegetal e equipamentos, de uma planta fabril, de acordo com as reivindicações 1 a 17, caracterizada pelo fato da matéria-prima denominada megaço, resultado da composição da biomassa com um grande volume de caldo rico e/ou solvente, ao final do processo de eletroporaçio ser descarregada por gravidade em um transportador metálico de correntes com taliscas, inclinado em um ângulo superior a 40 graus, com objetivo de retirar o excesso de caldo na extremidade inferior antes de conduzir o megaço ao processo de extração do caldo em sua extremidade superior.Membrane electroporation process involving the plant tissue of plant biomass and equipment, of a plant, according to claims 1 to 17, characterized by the fact that the raw material called mega, resulting from the composition of biomass with a large volume of rich broth and / or solvent at the end of the electroporation process will be discharged by gravity into a metal chain conveyor with slopes at an angle of greater than 40 degrees to remove excess broth at the lower end. before driving the mega to the broth extraction process at its upper end. 19- Processo de eletroporaçio da membrana que envolve o tecido vegetal das biomassas de origem vegetal e equipamentos, de uma planta fabril, de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato do caldo rico tratado e/ou solvente pelo processo de eietroporação ser coletado na extremidade inferior do transportador metálico, através de uma bica, sob o efeito da gravidade, e pelo movimento de arraste do megaço pelas taliscas sobre uma tela perfurada posicionada em um plano inclinado acentuado e coletado pelo fechamento inferior do transportador.Membrane electroporation process involving the plant tissue of plant biomass and equipment of a manufacturing plant, according to claim 18, characterized in that the rich broth treated and / or solvent by the electroporation process is collected at the plant. lower end of the metal conveyor, through a spout, under the effect of gravity, and the dragging motion of the mega by the taliscas on a perforated screen positioned on a steep inclined plane and collected by the lower closure of the conveyor. 20- Processo de eletroporaçio da membrana que envolve o tecido vegetal das biomassas de origem vegetal e equipamentos, de uma planta fabril, de acordo com as reivindicações 18 e 19, caracterizada pela alternativa de excluir o transportador metálico de taliscas, ou outro equipamento de interface entre o sistema de eletroporaçio e os equipamentos de extração com o objetivo de separar previamente o excesso de solvente utilizado no processo de eletroporaçio.Membrane electroporation process involving plant tissue of plant biomass and equipment of a manufacturing plant according to claims 18 and 19, characterized by the alternative of excluding the metal taliscus conveyor or other interface equipment between the electroporation system and the extraction equipment in order to previously separate the excess solvent used in the electroporation process. 21- Processo de eletroporaçio da membrana que envolve o tecido vegetai das biomassas de origem vegetal e equipamentos, de uma planta fabril, de acordo com as reivindicações 1 a 20, caracterizada pelo fato de processar a biomassa, em um estado fluldizado denominado megaço com implicações em menores consumos de potência no processo e redução da taxa de desgaste com consequente aumento da vida útil do equipamento e componentes.Membrane electroporation process involving the plant tissue of plant biomass and equipment of a manufacturing plant, according to claims 1 to 20, characterized by the fact that it processes the biomass in a fluldized state called mega-bean with implications. lower power consumption in the process and reduced wear rate with consequent increase in equipment and component life. 22- Processo de eletroporaçio da membrana que envolve o tecido vegetal das biomassas de origem vegetal e equipamentos, de uma planta fabril, de acord© com as reivindicações 1 a 21, caracterizada pelo fato de apresentar uma alternativa inovadora para a abertura das células dos tecidos vegetais das biomassas e a esterilização/assepsia do caldo rico extraído através de um processo ecologicamente correto, autossustentável e não agressivo ao meio ambiente reduzindo o consumo de energia nos processos e o consumo de ínsumos químicos em processos posteriores do tratamento do caldo.Membrane electroporation process involving the plant tissue of plant biomass and equipment of a manufacturing plant according to claims 1 to 21, characterized by the fact that it presents an innovative alternative for the opening of tissue cells vegetables from the biomass and the sterilization / asepsis of the rich broth extracted through an environmentally friendly, self-sustainable and environmentally friendly process reducing the energy consumption in the processes and the consumption of chemical inputs in the subsequent processes of broth treatment. 23- Processo de eletroporaçio da membrana que envolve o tecido vegetal das biomassas de origem vegetai e equipamentos, de uma planta fabril, de acordo com as reivindicações 1 a 22, caracterizada pelo fato de apresentar equipamento e processo capazes de operar 366 dias/ano sem necessidade de parada para manutenção e capaz de processar a biomassa vegetal com alta taxa produtiva aliada a um baixo consumo energético e a um alto rendimento e qualidade podendo assim garantir uma operação centrada na confiabilidade de processo e equipamento, reduzindo ao nível zero os riscos de indisponíbílidade do equipamento por quebra ou falha mecânica dos componentes.Membrane electroporation process involving the plant tissue of plant biomass and equipment of a manufacturing plant, according to claims 1 to 22, characterized by the fact that it has equipment and process capable of operating 366 days / year without need for maintenance downtime and capable of processing high production rate plant biomass coupled with low energy consumption and high performance and quality, thus ensuring operation focused on process and equipment reliability, reducing the risk of unavailability to zero equipment due to breakage or mechanical failure of the components. 24- Processo de eletroporaçio da membrana que envolve o tecido vegetal das biomassas de origem vegetal e equipamentos, de uma planta fabril, de acordo com as reivindicações 1 a 23. caracterizada pelo fato do caldo recírculante (solvente) conter ou não água em sua composição em função das características da biomassa vegetal à ser processada.Membrane electroporation process involving the plant tissue of plant biomass and equipment of a manufacturing plant, according to claims 1 to 23, characterized in that the recirculating broth (solvent) contains or not water in its composition. depending on the characteristics of the plant biomass to be processed. 25- Processo de eletroporaçio da membrana que envolve o tecido vegetal das biomassas de origem vegetal e equipamentos, de uma planta fabril, de acordo com as reivindicações 1 a 24, caracterizada peto fato de possuir um inovador sistema de monitoramento dos parâmetros do processo: voltagem, corrente, condutividade, frequência do pulso, energia consumida e outros parâmetros como ph e condutividade com o objetivo de garantir às qualidades organolépticas do produto e o baixo consumo de energia aliado à eficiência do processo através de um sistema supervisório específico retroalimentado.25- Membrane electroporation process involving the plant tissue of plant biomass and equipment of a factory, according to claims 1 to 24, characterized by the fact that it has an innovative process parameter monitoring system: voltage , current, conductivity, pulse frequency, energy consumed and other parameters such as ph and conductivity in order to guarantee the organoleptic qualities of the product and the low energy consumption combined with process efficiency through a specific supervised feedback system.
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US20210380445A1 (en) * 2020-06-09 2021-12-09 Juergen Berthold Roll assembly, in particular for water treatment, and treatment apparatus

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