BR112012023892B1 - processo para produzir ácido succínico - Google Patents

Abstract

processos para produzir ácido succínico. trata-se de processos para produzir ácido succínico de alta pureza a partir de um líquido contendo ácido succínico através de cristalização. a invenção refere-se a um processo para produzir ácido succínico que compreende cristalizar o ácido succínico a partir de um líquido contendo ácido succínico com agitação em um tanque de cristalização equipado com um agitador, onde uma potência exigida para a agitação por unidade de volume do líquido contendo ácido succínico no tanque de cristalização é 0,4 a 3 kw/m^3^, e um processo para produzir ácido succínico que compreende cristalizar o ácido succínico a partir de um líquido contendo ácido succínico em um tanque de cristalização, onde o processo comprreende uma etapa de cristalização na qual o ácido succínico que cristalizou é descartado contínua ou intermediamente a partir do tanque de cristalização e um líquido contendo ácido succínico é alimentado contínua ou intermitentemente ao tanque de cristalização, para manter o nível de líquido do tanque de cristalização dentro de uma dada faixa.

Description

(54) Título: PROCESSO PARA PRODUZIR ÁCIDO SUCCÍNICO (73) Titular: MITSUBISHI CHEMICAL CORPORATION, Pessoa Jurídica. Endereço: 1-1, MARUNOUCHI 1-CHOME, CHIYODA-KU,ΤΟΚΥΟ 100-8253, Tokyo 108-0014, JAPÃO(JP), Japonesa (72) Inventor: YOSHIAKI MORI; GO TAKAHASHI; HIDEKI SUDA; SHUJI YOSHIDA.

Código de Controle: 64EF604B8EDF1BDC F355C5CC4658248C

Prazo de Validade: 20 (vinte) anos contados a partir de 15/03/2011, observadas as condições legais

Expedida em: 11/12/2018

Assinado digitalmente por:

Liane Elizabeth Caldeira Lage

Diretora de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados

1/73 “PROCESSO PARA PRODUZIR ÁCIDO SUCCÍNICO”

Campo da Invenção [001]A presente invenção refere-se a processos para produzir industrialmente ácido succínico, que é útil como um aditivo alimentar, um material de partida para medicamentos, um material de partida para resinas, etc.

Fundamentos da Invenção [002]O ácido succínico é industrialmente usado extensivamente como um aditivo alimentar, material de partida para medicamentos, material de partida para resinas, etc.

[003]Até agora, o ácido succínico tem sido obtido reduzindo-se o anidrido maléico ou ácido maléico derivado de petróleo. Recentemente, entretanto, relatou-se que o ácido succínico é produzido, em um alto rendimento de carbono, a partir de uma ampla faixa de materiais de partida derivados de biomassa por uma operação de fermentação usando micro-organismos. Especialmente quando o ácido succínico é usado como um material de partida para polímeros, o ácido succínico de alta pureza é exigido com a finalidade de manter os graus de polimerização dos polímeros, impedir que os polímeros fiquem coloridos, etc.

[004]Um processo, conhecido como um processo para produzir ácido succínico é, por exemplo, o processo no qual anidrido maléico ou ácido maléico derivado de um material de partida petroquímico é reduzido em ácido succínico em uma solução aquosa e a solução aquosa resultante é resfriada para causar a cristalização e desse modo obter o ácido succínico como partículas de cristal (por exemplo, documento de patente 1). Entretanto, o documento de patente 1 não inclui declaração contendo qualquer método para cristalizar o ácido succínico.

[005]Processos conhecidos como processos para produzir ácido succínico por fermentação são, por exemplo, um processo no qual o sal de cálcio de ácido succínico é decomposto com ácido sulfúrico (por exemplo, documento de patente 2), um processo no qual uma resina de troca iônica é usada (por exemplo, documentos de patente 3 e 4), um processo no qual hidrogênio sulfato de amônio e/ou ácido sulfúrico é adicionado a sal de amônio de ácido succínico para produzir ácido succínico e sulfato de amônio (por exemplo, documento de patente 5), e um processo no qual eletrodiálise é usada (por exemplo, documento de patente 6). Entretanto, nenhum dos

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 15/130

2/73 documentos de patente 2 a 6 inclui uma declaração considerando um método de cristalização detalhado para recuperar cristais de ácido succínico.

[006]Com relação a operações de cristalização, técnicas conhecidas incluem um método no qual o diâmetro de partícula e a distribuição de tamanho de partícula de ácido succínico são regulados através da regulação das condições de agitação e do grau de supersaturação (por exemplo, documento de patente 7) e um método no qual o diâmetro de partícula e a distribuição de tamanho de partícula de ácido succínico são regulados usando cristais semente (por exemplo, documento não patente 1). Entretanto, cada um desses métodos refere-se à regulação do diâmetro de partícula e da distribuição de tamanho de partícula, e não há declaração considerando a pureza do ácido succínico.

[007]Ademais, é importante, para a recuperação de ácido succínico através de cristalização, regular o diâmetro de partícula e a distribuição de tamanho de partícula dos cristais, e várias tentativas foram feitas (por exemplo, documentos de patente 8 e 9).

[008]Por exemplo, o documento de patente 8 descreve uma técnica para obter ácido succínico purificado a partir de um caldo de fermentação contendo ácido succínico produzido por um método de fermentação, a técnica incluindo adicionar um ácido inorgânico ao caldo de fermentação, a partir do qual as células do micro-organismo foram removidas de antemão, para ajustar o pH do caldo de fermentação para 4,0 ou menos e desse modo, precipitar temporariamente o ácido succínico, aquecendo subsequentemente o líquido para dissolver parcialmente e fundir o ácido succínico, resfriando então a mistura com agitação para precipitar os cristais, e separando os cristais [da página (2), coluna superior esquerda, linha 14 até a mesma página, coluna superior direita, linha 3]. É importante que o caldo de fermentação que passou pelo tratamento de precipitação de ácido devesse ser submetido a um tratamento térmico como descrito acima. No caso onde o tratamento térmico é omitido, a cristalização resulta em cristais finos e flocosos. Em contraste, quando o tratamento térmico é conduzido, cristais grandes e granulares são obtidos pela cristalização [página (3), coluna superior esquerda, linhas 6 a 9].

[009]O documento de patente 9 inclui uma declaração do efeito de que em um método para cristalizar ácido succínico a partir de uma solução contendo ácido

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 16/130

3/73 succínico, os cristais tendo um grande diâmetro de partícula e uma distribuição de diâmetro de partícula estreita podem ser obtidos através da regulação da relação de potência de agitação exigida (Pv) para 70 a 350 W/m³ e o grau não dimensional de supersaturação (Sc) de 1 a 1,3 (reivindicação 1 e parágrafo 0009).

[010]No documento de patente 8 e no documento de patente 9, a cristalização de ácido succínico é conduzida por um tratamento em lote.

Documentos da Técnica Anterior

Documentos de Patente

Documento de Patente 1: JP-B-44-292466

Documento de Patente 2: JP-A-3-030685

Documento de Patente 3: JP-T-2002-505310 (O termo “JP-T”, como usado aqui, significa uma tradução japonesa publicada de um pedido de patente PCT)

Documento de Patente 4: Publicação Internacional No. 05/030973

Documento de Patente 5: JP-T-2001-514900

Documento de Patente 6: JP-A-2005-333886

Documento de Patente 7: JP-A-2005-82498

Documento de Patente 8: JP-A-56-11797

Documento de Patente 9: JP-A-2005-082498

Documento Não Patente

Documento Não Patente 1: Crystal Growth & Design (USA), 2002, 2, pág. 449 a 452.

Sumário da Invenção

Problemas que a invenção tem que resolver [011]Um objetivo da invenção é fornecer um processo para produzir eficaz e estavelmente ácido succínico de alta pureza a partir de um líquido contendo ácido succínico ou um líquido contendo ácido succínico através de cristalização. Há uma necessidade de um método para regular o diâmetro de partícula e a distribuição de tamanho de partícula de cristais em um tratamento de cristalização de ácido succínico, e outro objetivo é fornecer um processo para produzir ácido succínico que tenha uma distribuição de tamanho de partícula estreita e excelente manuseabilidade.

Meios de Resolver os Problemas [012]A presente invenção fez de modo diligente investigações de modo a

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 17/130

4/73 alcançar o objetivo. Como um resultado, os inventores concluíram que o objetivo pode ser alcançado com os processos descritos abaixo. Ou seja, pontos essenciais da invenção residem no seguinte.

1. Processo para produzir ácido succínico que compreende cristalizar o ácido succínico a partir de um líquido contendo ácido succínico com agitação em um tanque de cristalização equipado com um agitador, onde uma potência exigida para a agitação por unidade de volume do líquido contendo ácido succínico no tanque de cristalização é 0,4 a 3 kW/m³.

2. Processo para produzir ácido succínico que compreende cristalizar ácido succínico a partir de um líquido contendo ácido succínico em um tanque de cristalização, onde o processo compreende uma etapa de cristalização na qual o ácido succínico que cristalizou é descarregado contínua ou intermitentemente a partir do tanque de cristalização e um líquido contendo ácido succínico é alimentado contínua ou intermitentemente no tanque de cristalização, para manter o nível de líquido do tanque de cristalização dentro de uma dada faixa.

3. Processo para produzir ácido succínico que compreende uma etapa de cristalização para produzir ácido succínico sólido a partir de um líquido contendo ácido succínico em um tanque de cristalização equipado com um agitador, onde o processo compreende: descarregar o ácido succínico cristalizado contínua ou intermitentemente a partir do tanque de cristalização; alimentar um líquido contendo ácido succínico contínua ou intermitentemente no tanque de cristalização para manter o nível de líquido do tanque de cristalização dentro de uma dada faixa; e conduzir uma operação, durante ao menos uma parte da etapa de cristalização, sob uma condição de agitação de uma potência exigida para agitar por unidade de volume do líquido contendo ácido succínico de 0,4 a 3 kW/m³.

4. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com o item 2 ou 3 acima, onde uma operação é conduzida de modo que o líquido contendo ácido succínico no tanque de cristalização tem uma temperatura de 25 a 60 °C.

5. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com o item 4 acima, onde durante a cristalização, uma diferença entre uma temperatura do líquido contendo ácido succínico presente no tanque de cristalização e uma temperatura na qual

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 18/130

5/73 o líquido contendo ácido succínico introduzido no tanque de cristalização se torna uma solução de ácido succínico saturado, é 10 a 45 °C.

6. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com qualquer um dos itens 2 a 5 acima, onde o líquido contendo ácido succínico tem um tempo de residência médio no tanque de cristalização de 1 a 5 horas.

7. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com qualquer um dos itens 2 a 6 acima, que compreende uma etapa de redução de pressão para reduzir uma pressão interna do tanque de cristalização, durante a operação de cristalização, para um valor menor do que a pressão da atmosfera ambiente.

8. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com o item 7 acima, onde a pressão interna do tanque de cristalização é 0,5 a 20 kPa.

9. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com qualquer um dos itens 2 a 8 acima, onde na etapa de cristalização, cristais sementes de ácido succínico são introduzidos contínua ou intermitentemente no tanque de cristalização.

10. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com o item 9 acima, onde os cristais sementes compreendem cristais obtidos pela pulverização de ao menos parte do ácido succínico que foi descarregado a partir do tanque de cristalização.

11. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com o item 10 acima, onde a pulverização é conduzida com um pulverizador a úmido.

12. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com o item 10 ou 11 acima, onde a pulverização é conduzida com ao menos um selecionado dentre uma unidade de circulação para descarregar uma pasta fluida de ácido succínico presente no tanque de cristalização e retornar a pasta fluida para o interior do tanque de cristalização e uma bomba disposta em uma unidade para alimentar um líquido contendo ácido succínico no tanque de cristalização.

13. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com qualquer um dos itens 9 a 12 acima, onde os cristais sementes têm um diâmetro médio volumétrico de partícula de 200 pm ou menos, e uma quantidade dos cristais sementes é 0,001 a 20% em peso da quantidade do ácido succínico recuperado.

14. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com qualquer um dos itens 1 a 13 acima, onde o líquido contendo ácido succínico tem uma concentração de ácido succínico de 10 a 45% em peso.

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 19/130

6/73

15. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com qualquer um dos itens 1 a 14 acima, onde o líquido contendo ácido succínico envolve um solvente, o solvente sendo um líquido que tem uma permissividade relativa de 10 ou mais.

16. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com qualquer um dos itens 1 a 15 acima, onde quando a cristalização é conduzida, o líquido contendo ácido succínico é resfriado em ao menos 10 °C a partir da temperatura que o líquido contendo ácido succínico tinha quando introduzido no tanque de cristalização.

17. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com qualquer um dos itens 1 a 16 acima, onde o líquido contendo ácido succínico é alimentado a uma fase líquida presente no tanque de cristalização.

18. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com qualquer um dos itens 1 a 17 acima, onde o líquido presente no tanque de cristalização tem uma temperatura que é menor do que a temperatura da superfície de parede do tanque de cristalização.

19. Ácido succínico produzido pelo processo para produzir ácido succínico, de acordo com qualquer um dos itens 1 a 18 acima, onde quando aproximando uma distribuição de diâmetro de partícula pela distribuição Rosin-Rammler, um número de uniformidade n é 3,0 ou mais.

20. Ácido succínico, de acordo com o item 19 acima, que tem um diâmetro mediano com base no peso de 400 pm ou menos.

Efeitos da Invenção [013]De acordo com os processos da invenção, o ácido succínico de alta pureza pode ser produzido a partir de um líquido contendo ácido succínico através de cristalização. De acordo com os processos da invenção, o ácido succínico que é altamente uniforme em diâmetro de partícula e tem excelente manuseabilidade em pó e que tem uma alta pureza pode ser produzido estavelmente de forma altamente eficaz. Ademais, de acordo com os processos da invenção, o ácido succínico que tem uma distribuição de tamanho de partícula que é estreita e confere excelente manuseabilidade ao ácido succínico pode ser obtido cristalizando-se contínua e estavelmente o ácido succínico.

Breve Descrição dos Desenhos

A FIG. 1 é um desenho que mostra o cristalizador usado nos Exemplos 1-1 a

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 20/130

7/73

1-3.

A FIG.

um fotomicrográfico dos cristais de ácido succínico obtidos no

Exemplo 1-1.

A FIG.

um fotomicrográfico dos cristais de ácido succínico obtidos no

Exemplo 1-2.

A FIG.

um fotomicrográfico dos cristais de ácido succínico obtidos no

Exemplo 1-3.

A FIG. 5 é um desenho que mostra a lâmina âncora usada no Exemplo Com parativo 1-1.

A FIG. 6 é um desenho que mostra o cristalizador usado no Exemplo Compa rativo 1-1.

A FIG. 7 é um fotomicrográfico dos cristais de ácido succínico obtidos no Exemplo Comparativo 1-1.

A FIG. 8 é um desenho que mostra o cristalizador usado nos Exemplos 2-1 e

2- 2, Exemplos Comparativos 2-1 e 2-2, Exemplos 3-1 a 3-3, e Exemplos Comparativos

3- 1 a 3-3.

A FIG. 9 é um desenho que mostra o cristalizador usado no Exemplo 2-3.

A FIG. 10 mostra a distribuição de diâmetro de partícula das partículas de ácido succínico obtido em cada um dos Exemplos 2-1 a 2-3 e Exemplos Comparativos 2-1 a 2-4.

A FIG. 11 é um desenho que mostra o cristalizador usado no Exemplo 4-1 e Exemplo Comparativo 4-1.

A FIG. 12 é um desenho que mostra o cristalizador usado no Exemplo Comparativo 4-2.

A FIG. 13 (a) e (b) são vistas em corte diagramáticas de um cristalizador para uso em um processo para produzir ácido succínico de acordo com uma modalidade.

A FIG. 14 é um fluxograma para ilustrar o processo para produzir ácido succínico de acordo com uma modalidade.

A FIG. 15 é um fluxograma para ilustrar um processo para produzir ácido succínico de acordo com outra modalidade.

Descrição Detalhada da Invenção [014]As modalidades da invenção serão explicadas abaixo em detalhes.

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 21/130

8/73

Entretanto, as seguintes explicações dos elementos constituintes são para modalidades representativas da invenção, e as modalidades podem ser variadamente modificadas a menos que as modificações não estejam dentro do espírito da invenção. Na invenção, a expressão “% em peso” tem o mesmo significado de “% em massa”.

[015]Um dos processos para produzir ácido succínico da invenção é um processo para produzir ácido succínico que compreende cristalizar o ácido succínico a partir de um líquido contendo ácido succínico com agitação em um tanque de cristalização equipado com um agitador, e que é caracterizado pelo fato de que a agitação do líquido contendo ácido succínico no tanque de cristalização é conduzida em uma potência exigida para agitação por unidade de volume do líquido contendo ácido succínico de 0,4 a 3 kW/m³.

[016]Outro processo para produzir ácido succínico da invenção é um processo para produzir ácido succínico que compreende cristalizar o ácido succínico a partir de um líquido contendo ácido succínico em um tanque de cristalização, e que é caracterizado por incluir uma etapa de cristalização na qual o ácido succínico que cristalizou é descarregado contínua ou intermitentemente a partir do tanque de cristalização e um líquido contendo ácido succínico é alimentado contínua ou intermitentemente ao tanque de cristalização para manter o nível de líquido do tanque de cristalização dentro de uma dada faixa.

Líquido contendo ácido succínico [001]Nos processos de produção da invenção, o termo “líquido contendo ácido succínico” tem o mesmo significado de “fluido contendo ácido succínico” e “solução contendo ácido succínico”. O líquido contendo ácido succínico a ser submetido à cristalização pode ter qualquer configuração contanto que o líquido contenha ácido succínico.

[002]O líquido contendo ácido succínico pode ser uma solução que contém ácido succínico dissolvido neste ou pode ser uma solução na qual o ácido succínico em uma forma de sal foi dissolvido. Alternativamente, o líquido contendo ácido succínico pode ser uma pasta fluida na qual o ácido succínico sólido ou um sal sólido de ácido succínico coexiste com qualquer uma dessas soluções, ou pode ser uma pasta fluida na qual uma substância sólida que não é ácido succínico coexiste com qualquer uma dessas soluções.

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 22/130

9/73 [003]Qualquer solvente pode ser usado no líquido contendo ácido succínico contanto que o ácido succínico ou o sal de ácido succínico seja solúvel neste e que o solvente seja líquido sob as condições a serem usadas para a operação de cristalização.

[004]A partir do ponto de vista de recuperar eficazmente o ácido succínico e/ou o sal de ácido succínico durante a cristalização, os solventes que têm uma grande dependência de temperatura de solubilidade são preferenciais. Desses, são preferenciais os solventes que têm uma permissividade relativa de 10 ou mais. São mais preferenciais os solventes que têm uma permissividade relativa de 20 ou mais. São especialmente preferenciais os solventes que têm uma permissividade relativa de 50 ou mais.

[005]Exemplos mais específicos desses incluem solventes à base de cetona tal como acetona, solventes contendo nitrogênio tal como acetonitrilo e N,N-dimetilformamida, solventes à base de ácido carboxílico tal como ácido fórmico, solventes à base de álcool tal como etanol, metanol, e 1-propanol, e água.

[006]Exemplos da solução que contém ácido succínico dissolvido nesta incluem: uma solução aquosa de ácido succínico obtida pelo hidrotratamento de anidrido maléico ou ácido maléico em uma solução aquosa desse na presença de um catalisador metálico, por exemplo, paládio; e uma solução aquosa ou de ácido succínico ou de sal de ácido succínico, cada um obtido a partir de um material de partida derivado de biomassa.

[007]O líquido contendo ácido succínico não é particularmente limitado, e pode ser um líquido contendo ácido succínico obtido pela hidrogeração de um material de partida petroquímico, por exemplo, anidrido maléico, ou pode ser um líquido contendo ácido succínico que é derivado de um material de partida derivado de biomassa. Nos últimos anos, o ácido succínico pode ser produzido a partir de uma ampla faixa de materiais de partida derivados de biomassa por uma operação de fermentação em um alto rendimento de carbono usando micro-organismos. Consequentemente, quando sobrecarga ambiental, etc. são levados em conta, um líquido contendo ácido succínico obtido a partir de um material de partida derivado de biomassa é preferencial.

[008]O termo “líquido contendo ácido succínico obtido a partir de um material

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 23/130

10/73 de partida derivado de biomassa” significa um líquido que contém ácido succínico induzido a partir de um material de partida derivado de biomassa. Exemplos de material de partida derivado de biomassa incluem madeira, palha de arroz, cascas de arroz, farelo de arroz, arroz de longo armazenamento, milho, cana de açúcar, mandioca, palmeiras, restos de tofu, espiga de milho, restos de tapioca, bagaço, restos de óleo vegetal, batatas, trigo sarraceno, soja, óleos e gorduras, jornais velhos, resíduos da fabricação de papel, resíduos de produtos aquáticos, excrementos de gado, lodo de esgoto, e resíduos de alimentos.

[009]Desses, são preferenciais os recursos de plantas tais como madeira, palha de arroz, cascas de arroz, farelo de arroz, arroz de longo armazenamento, milho, cana de açúcar, mandioca, palmeiras, restos de tofu, espiga de milho, restos de tapioca, bagaço, restos de óleo vegetal, batatas, trigo sarraceno, soja, óleos e gorduras, jornais velhos, e resíduos da fabricação de papel. Mais preferenciais são a madeira, palha de arroz, cascas de arroz, arroz de longo armazenamento, milho, cana de açúcar, mandioca, palmeiras, batatas, óleos e gorduras, jornais velhos, e resíduos da fabricação de papel. Os mais preferenciais são milho, cana de açúcar, mandioca, e palmeira.

[010]Esses materiais de partida derivados de biomassa geralmente contêm elemento nitrogênio ou muitos metais alcalinos e metais alcalino terrosos incluindo Na, K, Mg e Ca.

[011]Esses materiais de partida derivados de biomassa são conduzidos para fontes de carbono através de etapas conhecidas para pré-tratamento/sacarificação, tal como, por exemplo, um tratamento químico com um ácido, álcali, etc., um tratamento biológico com um micro-organismo, e um tratamento físico, sem limitações particulares.

[012]Essas etapas não são particularmente limitadas, e exemplos dessas incluem uma etapa de redução de tamanho na qual um material de partida derivado de biomassa é reduzido para um pequeno tamanho por raspagem, amassamento, etc. Exemplos dessas opcionalmente incluem ainda uma etapa de pulverização na qual o material de partida é tratado com um triturador ou um moinho. O material de partida derivado de biomassa que teve assim o tamanho reduzido é ainda submetido a etapas para pré-tratamento/sacarificação e desse modo conduzido a uma fonte de carbono.

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 24/130

11/73 [013]Exemplos específicos de métodos para as etapas de pré-tratamento/sacarificação incluem: métodos químicos tais como um tratamento ácido com um ácido forte, por exemplo, ácido sulfúrico, ácido nítrico, ácido clorídrico, ou ácido fosfórico, um tratamento com álcali, congelamento com amônia/explosão de vapor, extração de solvente, tratamento com um fluido supercrítico, e tratamento com um agente oxidante; métodos físicos tais como pulverização, explosão de vapor, tratamento de micro-ondas, e irradiação com feixes de elétrons; e tratamentos biológicos tais como hidrólise por um tratamento com um micro-organismo ou enzima.

[014]Exemplos das fontes de carbono induzidas a partir desses materiais de partida derivados de biomassa incluem di- e polissacarídeos tal como hexoses, por exemplo, glicose, manose, galactose, frutose, sorbose, e tagatose, pentoses, por exemplo, arabinose, xilose, ribose, xilulose, e ribulose, maltose, sacarose, lactose, trealose, amido, e celulose, ácidos graxos tais como ácido butírico, ácido capróico, ácido caprílico, ácido cáprico, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido palmitoleico, ácido esteárico, ácido oleico, ácido linoleico, ácido linolênico, ácido monocutínico, ácido araquídico, ácido eicosânico, ácido araquidônico, ácido behênico, ácido erúcico, ácido docosapentaenóico, ácido docosahexaenóico, ácido lignocérico, e ácido selacoleico, e açúcares fermentáveis de poliálcoois tais como glicerol, manitol, xilitol, e ribitol. Desses são preferenciais glicose, maltose, frutose, sacarose, lactose, trealose e celulose.

[015]O ácido succínico é sintetizado a partir dessas fontes de carbono por um método de fermentação com base em uma conversão microbiana, um método de conversão química incluindo uma etapa de reação tal como hidrólise, reação de desidratação, reação de hidratação, reação de oxidação, ou reação de redução, ou uma combinação do método de fermentação e do método de conversão química. Desses, é preferencial um método de fermentação baseado em uma conversão microbiana por um micro-organismo tendo a capacidade de produzir ácido succínico.

[016]O micro-organismo que tem a capacidade de produzir ácido succínico não está particularmente limitado, contanto que o micro-organismo tenha a capacidade de produzir ácido succínico. Exemplos desses incluem bactérias entéricas tais como Escherichia coli, bactérias pertencentes ao gênero Bacillus, e bactérias Corineformes. É preferencial usar um micro-organismo aeróbico, um micro-organismo

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 25/130

12/73 anaeróbico facultativo, ou um micro-organismo microaerofílico dentre esses micro-organismos.

[017]Exemplos do micro-organismo aeróbico incluem bactérias corineformes, bactérias pertencentes ao gênero Bacillus, bactérias pertencentes ao gênero Rhizobium, bactérias pertencentes ao gênero Arthrobacter, bactérias pertencentes ao gênero Mycobacterium, bactérias pertencentes ao gênero Rhodococcus, bactérias pertencentes ao gênero Nocardia, e bactérias pertencentes ao gênero Streptomyces. Mais preferenciais são as bactérias corineformes.

[018]As bactérias corineformes não são particularmente limitadas, contanto que sejam classificadas como o grupo. Exemplos dessas incluem bactérias pertencentes ao gênero Corynbacterium, bactérias pertencentes ao gênero Brevibacterium, e bactérias pertencentes ao gênero Arthrobacter.

[019]Dessas, as preferenciais são as bactérias pertencentes ao gênero Corynebacterium ou Brevibacterium. Mais preferenciais são as bactérias classificadas como Corynebacterium glutamicum, Brevibacterium flavum, Brevibacterium ammoniagenes e Brevibacterium lactofermentum.

[020]Ademais, é preferencial empregar uma cepa que tenha atividade de piruvato carboxilase aprimorada e atividade de lactato desidrogenase reduzida, como nos Exemplos que serão dados posteriormente.

[021]As condições reacionais para a conversão microbiana, tal como a temperatura reacional e a pressão, dependem da atividade do micro-organismo a ser selecionado, tal como células, fungo, etc. As condições adequadas para obter ácido succínico podem ser selecionadas de acordo com cada caso.

[022]Nas conversões microbianas, à medida que o pH diminui, os micro-organismos têm sua atividade metabólica diminuída ou se tornam inativos, resultando em um rendimento de produto prejudicado ou na morte dos micro-organismos. Consequentemente, um neutralizador é geralmente usado.

[023]Geralmente, o pH do sistema é medido com um sensor de pH, e o pH é regulado para estar dentro de uma dada faixa de pH através da adição de um neutralizador. O valor do pH é regulado para estar dentro de uma faixa onde a atividade do micro-organismo usado, por exemplo, células ou fungos, é mais eficazmente exibida, de acordo com o tipo do micro-organismo. Os métodos para adicionar um

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 26/130

13/73 neutralizador não são particularmente limitados, e ou a adição contínua ou a adição intermitente pode ser usada.

[024]Exemplos do neutralizador incluem amônia, carbonato de amônio, ureia, os hidróxidos de metais alcalinos, os hidróxidos de metais alcalino terrosos, os carbonatos de metais alcalinos, e os carbonatos de metais alcalino terrosos. Desses, os preferenciais são amônia, carbonato de amônio, e ureia.

[025]Exemplos dos hidróxidos de metais alcalinos (alcalino terrosos) incluem NaOH, KOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2, e similares e misturas desses. Exemplos dos carbonatos de metais alcalinos (alcalinos terrosos) incluem Na2CO3, K2CO3, CaCO3, MgCO3, NaKCO3, e similares e misturas desses.

[026]É preferencial que o caldo de fermentação obtido através de uma conversão microbiana devesse ser usado após o micro-organismo ter sido removido desse. Embora os métodos para remover o micro-organismo não sejam particularmente limitados, pode-se fazer uso, por exemplo, de separação por sedimentação, separação centrífuga, separação por filtração, ou um método incluindo uma combinação desses. Industrialmente, o micro-organismo é removido por um método tal como separação centrífuga ou separação por filtração de membrana.

[027]Na separação centrífuga, pode-se fazer uso de sedimentação centrífuga, filtração centrífuga, ou similar. As condições de operação a serem usadas para a separação centrífuga não são particularmente limitadas. Entretanto, é geralmente preferencial conduzir a separação em uma força centrífuga de 100 a 100.000 G. A operação pode ser contínua ou por lotes.

[028]Na separação através de filtração por membranas, pode-se fazer uso, por exemplo, de microfiltração e/ou ultrafiltração. O material da membrana não é particularmente limitado, e exemplos desse incluem membranas orgânicas tal como poliolefinas, polisulfonas, poliacrilonitrilo e fluoreto de poli(vinilideno) e membranas feitas de materiais inorgânicos tal como cerâmicas.

[029]Como um modo de operação, ou o tipo sem saída ou o tipo de fluxo cruzado pode ser usado. Na separação através de filtração por membranas, há frequentemente casos onde a membrana é obstruída com o micro-organismo. Pode-se, portanto, fazer uso, por exemplo, de um método no qual o micro-organismo é removido por separação centrífuga ou outra técnica antes da filtração por membranas ser

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 27/130

14/73 conduzida.

[030]Ademais, o caldo de fermentação a partir do qual o micro-organismo foi removido pode ser adequadamente concentrado a partir do ponto de vista da operação e eficiência da etapa de purificação a ser conduzida posteriormente. Embora os métodos para a concentração não sejam particularmente limitados, exemplos desses incluem um método no qual um gás inerte é passado, um método no qual a água é destilada por aquecimento, um método no qual a água é destilada em uma pressão reduzida, e um método no qual essas técnicas são conduzidas em combinação. A operação de concentração pode ser uma operação em lote ou uma operação contínua.

(Protonação) [031]No caso onde um neutralizador foi usado na etapa de fermentação como descrito acima, um sal de ácido succínico é obtido. Quando o sal de ácido succínico obtido está presente na solução aquosa, esse sal está estavelmente presente na água. É então preferencial converter o sal em ácido succínico.

[032]Ou seja, um ácido é adicionado ao sal de ácido succínico para conduzir intercâmbio de sal e desse modo converter o sal em ácido succínico. Essa conversão é frequentemente chamada de protonação, e essa etapa é frequentemente chamada de etapa de protonação.

[033]O ácido a ser usado na etapa de protonação geralmente é um ácido que é mais forte do que o ácido succínico, porque exige-se que esse ácido passe por intercâmbio de sal com o sal de ácido succínico. Ou seja, usa-se um ácido que tenha uma constante de dissociação de ácidos pKa menor do que o ácido succínico, e usase geralmente um ácido que tenha pKa menor do que 4. Ademais, um ácido inorgânico é preferencial a um ácido orgânico, como o ácido a ser usado.

[034]A adição de um ácido inorgânico ao sal de ácido succínico resulta na formação de um sal inorgânico como um subproduto. Por exemplo, quando amônia foi usada como um neutralizador na operação de fermentação, o ácido succínico está presente como um sal de amônio. Nesse caso, quando o ácido sulfúrico é usado nessa etapa, o sulfato de amônio gera como um subproduto sal.

[035]A quantidade do ácido a ser usado depende da acidez do ácido. Entretanto, é geralmente preferencial adicionar um ácido em uma quantidade de

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 28/130

15/73 aproximadamente 0,1 a 5 equivalentes à quantidade do cátion como um componente do sal de ácido succínico.

[036]É geralmente preferencial regular a adição de um ácido em termos de pH. É preferencial ajustar o pH para um valor que seja menor ou igual à acidez pKa do ácido succínico, embora o valor do pH dependa do pKa. Geralmente, é preferencial conduzir a operação em um pH de 4 ou menos.

[037]Ademais, mesmo quando um ácido é adicionado em excesso, a diminuição no pH se torna gradualmente menor e o ácido em excesso não passa por intercambio de sal com o sal de ácido succínico, mas permanece na forma de ácido no sistema. O ácido em excesso precisa de um tratamento de neutralização ou similar, tornando a etapa ineficaz. É então preferencial regular geralmente o pH para 1 ou mais.

(Tratamento de Concentração) [038]Como o líquido contendo ácido succínico obtido a partir de um material de partida derivado de biomassa geralmente tem uma baixa concentração de ácido succínico, uma operação de concentração é geralmente necessária. O grau de concentração não está particularmente limitado. Entretanto, é preferencial que o concentrado final tenha uma solubilidade em ácido succínico que não seja maior do que a solubilidade de saturação e esteja o mais próximo possível da solubilidade de saturação.

[039]A concentração de ácido succínico do líquido contendo ácido succínico a ser alimentado no tanque de cristalização é preferencialmente 10 a 45% em peso, mais preferencialmente 15 a 40% em peso, ainda mais preferencialmente 20 a 35% em peso.

[040]Ao regular-se a concentração de ácido succínico do líquido contendo ácido succínico para 10% em peso ou mais, um alto rendimento de ácido succínico é obtido na operação de cristalização e a operação é eficaz. Quando a concentração de ácido succínico desse foi regulada para 45% em peso ou menos, a dissolução do ácido succínico e o manuseio da solução resultante não exigem uma alta temperatura, e a manipulação é fácil.

[041]A temperatura do líquido contendo ácido succínico não está particularmente limitada, contanto que as condições sejam capazes de resultar em uma

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 29/130

16/73 diferença de temperatura que torna possível recuperar o ácido succínico na etapa de cristalização. A partir dos pontos de vista da recuperação de ácido succínico, a pureza do ácido succínico a ser obtido, etc., a diferença entre a temperatura do líquido que está sendo introduzido no tanque de cristalização e a temperatura do líquido durante a cristalização é geralmente preferencialmente 10 a 90 °C, mais preferencialmente 20 a 80 °C, ainda mais preferencialmente 30 a 70 °C, embora essa diferença dependa da concentração de ácido succínico.

[042]Ao regular-se a diferença de temperatura para 10 °C ou mais, um aumento na recuperação de ácido succínico é obtido para tornar a operação eficaz. Quando a diferença de temperatura é 90 °C ou menos, a pasta fluida resultante não tem uma concentração muito alta e é fácil de manusear. Como um resultado, as partículas de ácido succínico obtido podem ter uniformidade aprimorada e uma pureza de ácido succínico aprimorada.

Tanque de Cristalização [043]O tanque de cristalização a ser usado na invenção não está particularmente limitado na estrutura desse, contanto que o tanque seja um recipiente equipado com um agitador. Embora um recipiente que tenha um agitador geralmente conhecido possa ser usado, um recipiente cilíndrico tendo um fundo é preferencial. É preferencial dispor defletores no tanque de modo a realizar o cisalhamento eficaz do líquido contendo ácido succínico. Ademais, é também possível usar um recipiente que tenha um guia cilíndrico, por exemplo, um guia chamado de tubo de descarga, de modo a regular o fluxo dentro do tanque de cristalização.

[044]A forma do recipiente não está particularmente limitada. Entretanto, a partir dos pontos de vista de tornar a pasta fluida mais regular no dispositivo e de realizar o cisalhamento eficaz da pasta fluida, a relação entre o diâmetro e a altura do recipiente (L/D) é geralmente preferencialmente 0,5 a 3, mais preferencialmente 0,7 a 2,5, ainda mais preferencialmente 1 a 2.

Agitador [045]O agitador a ser usado na invenção é um agitador que é equipado com um ou mais lâminas de agitação.

[046]As lâminas de agitação não precisam ser lâminas especiais, e as lâminas de agitação conhecidas podem ser usadas. Exemplos dessas incluem lâminas de

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 30/130

17/73 cisalhamento, tal como lâminas de pá e lâminas de turbina, lâminas de arrasto, e lâminas de descarga tal como impulsor Pfaudler, Lâmina Maxblend (marca registrada de Sumitomo Heavy Industries, Ltd.), e Lâmina Fullzone (marca registrada de ShinkoPantex Co., Ltd.). Na invenção, entretanto, é preferencial usar lâminas de cisalhamento tal como lâminas de pá e lâminas de turbina de modo a transferir eficazmente a potência.

[047]Com relação à distinção entre lâminas de cisalhamento e lâminas de descarga, as lâminas podem ser avaliadas, por exemplo, em termos da relação de número de potência Np para o número de quantidade de descarga Nqd, isto é, Np/Nqd (ver, por exemplo, Bessatu Kagaku Kogyo 23-2, Sekkei/Sosa Shirizu No. 1, Kaitei Kakuhan Sochi, pág. 21 a 25 e 38 a 39). Aqui, é preferencial que as lâminas sejam selecionadas a partir de lâminas que satisfaçam Np/Nqd > 1,7, preferencialmente lâminas que satisfaçam Np/Nqd > 2.

[048]O tamanho das lâminas de agitação também não está particularmente limitado. Na invenção, outro agitador, tal como um agitador para circular o líquido contendo ácido succínico, pode ser usado além do agitador equipado com lâminas de agitação. Como o outro agitador, pode-se fazer uso, por exemplo, de um dispositivo pelo qual o líquido contendo ácido succínico que se deixou sair do tanque de cristalização é circulado para o mesmo por meio de uma bomba para transferência de fluido, por exemplo, uma bomba centrífuga.

Agitação [049]Na invenção, o líquido contendo ácido succínico no tanque de cristalização é submetido à cristalização sob tais condições de agitação tal que a potência exigida para agitação por unidade de volume do líquido contendo ácido succínico (aqui frequentemente chamada de Pv) seja 0,4 a 3 kW/m³.

[050]Ao se regular a Pv para 0,4 kW/m³ ou mais, os cristais de ácido succínico podem ser feitos para ter uma pureza aprimorada. A razão porque o uso de uma Pv regulada em 0,4 kW/m³ ou mais produz um aprimoramento na pureza dos cristais de ácido succínico é que os conteúdos do tanque são suficientemente agitados e, portanto, os cristais são impedidos de se agregarem, enquanto recebendo algum licor mãe.

[051]Por outro lado, ao regular-se a Pv para 3 kW/m³ ou menos, a energia é

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 31/130

18/73 impedida de ser gasta na cristalização e os cristais de ácido succínico são impedidos de serem obtidos como cristais muito pequenos e afetando adversamente a subsequente etapa de separação sólido-líquido. Ademais, no caso onde a cristalização é conduzida em pressão normal, é possível impedir o problema de que o gás introduzido no líquido a partir da fase gasosa pela agitação adere ao ácido succínico e esse ácido succínico suba até a superfície do líquido para constituir um obstáculo para a operação de cristalização.

Cristalização [052]A cristalização na invenção é uma operação na qual a solubilidade do ácido succínico é alterada fazendo com que o líquido contendo ácido succínico passe por alguma alteração e os cristais de ácido succínico sejam desse modo precipitados a partir do líquido contendo ácido succínico. Essa cristalização pode ser conduzida por qualquer método, contanto que a operação seja capaz de precipitar o ácido succínico como cristais a partir do líquido contendo ácido succínico.

[053]Mais especificamente, exemplos de métodos de cristalização incluem: um método de cristalização por resfriamento no qual a pressão interna do tanque de cristalização é reduzida para desse modo alterar a temperatura do líquido contendo ácido succínico e precipitar o ácido succínico enquanto utilizando a dependência de temperatura da solubilidade do ácido succínico no solvente; um método de cristalização por concentração no qual o solvente é volatilizado a partir da solução, por exemplo, por aquecimento e uma redução de pressão para elevar a concentração de ácido succínico do líquido contendo ácido succínico e desse modo precipitar o ácido succínico; um método de cristalização pobre em solvente no qual um terceiro ingrediente (pobre em solvente) que abaixa a solubilidade do ácido succínico é adicionado ao líquido contendo ácido succínico para precipitar o ácido succínico; e um método que inclui uma combinação desses.

[054]No caso onde o líquido contendo ácido succínico contém um sal de ácido succínico, um ácido forte tal como ácido sulfúrico ou ácido clorídrico pode ser adicionado ao líquido contendo ácido succínico. Assim, o sal de ácido succínico pode ser convertido em ácido succínico na forma não dissociada, e os cristais do ácido succínico podem ser precipitados usando essa técnica em combinação com quaisquer dos métodos incluindo o resfriamento, concentração, e adição pobre em solvente descritos

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 32/130

19/73 acima.

[055]Com relação à cristalização por resfriamento, exemplos de métodos de resfriamento para uso neste incluem um método no qual o líquido contendo ácido succínico é resfriado circulando-se o líquido através de um trocador de calor externo ou similar, um método no qual um tubo para passar um refrigerante através dele (bobina interna) é introduzido no líquido contendo ácido succínico, e um método no qual a pressão interna do aparelho é reduzida para desse modo volatilizar o solvente contido na solução e resfriar o líquido por meio do calor de vaporização do solvente.

[056]Desses, o método preferencial é o método no qual a pressão interna do aparelho é reduzida para desse modo volatilizar o solvente contido na solução e resfriar o líquido por meio do calor de vaporização do solvente. Isso ocorre porque o ácido succínico pode ser impedido de precipitar na interface de troca de calor e desse modo inibir a transferência térmica. Em adição, esse método é preferencial também a partir do ponto de vista do rendimento de cristalização porque o resfriamento é executado com concentração do ácido succínico contido na solução.

[057]A temperatura do líquido contendo ácido succínico presente no tanque de cristalização durante a cristalização (a seguir, essa temperatura é frequentemente chamada de temperatura de cristalização) é configurada em uma temperatura que possibilita que os cristais de ácido succínico se separem do líquido contendo ácido succínico.

[058]A temperatura de cristalização é geralmente preferencialmente 25 a 60 °C, mais preferencialmente 30 a 50 °C, a partir do ponto de vista de que a recuperação de ácido succínico pode ser elevada e que quando o ácido succínico é usado como um material de partida para um polímero, o polímero pode ser inibido de ter uma cor. Ademais, é preferencial que a diferença entre a temperatura de cristalização e a temperatura na qual a solução contendo ácido succínico introduzida no tanque de cristalização se torna uma solução saturada de ácido succínico seja 10 a 45 °C.

[059]Ao regular-se a temperatura de cristalização para 25 °C ou mais, o polímero obtido usando o ácido succínico recuperado como um material de partida pode ser inibido de ter uma cor.

[060]Ao regular-se a temperatura de cristalização para 60 °C ou menos, o uso do ácido succínico recuperado como um material de partida para um polímero é

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 33/130

20/73 impedido pelo fato de que o polímero assume uma cor. Em adição, a recuperação do ácido succínico na etapa de cristalização é aprimorada e o ácido succínico pode ser produzido eficazmente.

[061]Ademais, no método no qual o líquido contendo ácido succínico é resfriado passando o refrigerante através de uma camisa ou uma bobina interna, a diferença na temperatura entre a pasta fluida de ácido succínico presente na superfície de transferência de calor e o refrigerante é impedida de se tornar muito grande e acúmulo considerável pode ser impedido.

[062]Há uma clara correlação entre a temperatura de cristalização e o grau de coloração do polímero obtido usando o ácido succínico recuperado como um material de partida. Acredita-se que alguma impureza permanece no ácido succínico como um resultado de uma diminuição na temperatura de cristalização e serve como uma causa de coloração durante a polimerização. Entretanto, a substância causativa é desconhecida até o momento.

[063]No método no qual o líquido contendo ácido succínico é resfriado passando um refrigerante através de uma camisa ou uma bobina interna, a diferença na temperatura entre a pasta fluida de ácido succínico presente na superfície de transferência de calor e o refrigerante é geralmente preferencialmente 20 °C ou menos, mais preferencialmente 10 °C ou menos, a partir do ponto de vista de impedir acúmulo.

[064]É preferencial que a temperatura da superfície de parede do tanque de cristalização seja mantida mais alta do que a temperatura de cristalização. Ao regularse a temperatura da superfície de parede do tanque de cristalização para ser mais alta do que a temperatura de cristalização, o ácido succínico é impedido de se depositar na superfície de parede cristalização, tornando possível operar estável e continuamente o aparelho. É então possível impedir o problema de que o ácido succínico que se depositou na superfície de parede periodicamente descasque e caia no tanque de cristalização e desse modo torne a pureza do ácido succínico instável ou reduzida.

[065]É preferencial que a pressão interna do tanque de cristalização durante a cristalização seja mantida menor do que a pressão da atmosfera ambiente. Ao regular-se a pressão interna do tanque de cristalização para ser menor do que a pressão da atmosfera ambiente, o solvente na solução pode ser volatilizado para elevar a concentração de ácido succínico e o líquido contendo ácido succínico pode ser resfriado

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 34/130

21/73 por meio do calor de vaporização do solvente. O ácido succínico pode ser assim cristalizado.

[066]Ademais, ao regular-se a pressão interna do tanque de cristalização para ser menor do que a pressão da atmosfera ambiente, a inibição de transferência de calor devido à deposição de ácido succínico na interface de troca de calor pode ser impedida se comparado, por exemplo, com o método no qual o líquido contendo ácido succínico é resfriado por troca de calor. Em adição, é possível impedir que o ácido succínico que se depositou na interface de troca de calor receba uma impureza contida no líquido contendo ácido succínico e controle a taxa na qual o ácido succínico sólido é precipitado. É também possível controlar a agregação do sólido precipitado. Assim, é possível obter ácido succínico sólido que é impedido de incluir qualquer impureza que estaca contida no líquido contendo ácido succínico, e a produção de ácido succínico tendo uma pureza mais alta torna-se possível.

[067]Para regular a pressão interna do tanque de cristalização para ser menor do que a pressão da atmosfera ambiente, qualquer método pode ser usado contanto que a pressão interna do tanque de cristalização possa ser regulada para ser menor do que a pressão da atmosfera ambiente quando os cristais de ácido succínico são precipitados a partir do líquido contendo ácido succínico. Por exemplo, um dispositivo a vácuo pode ser utilizado.

[068]A pressão interna do tanque de cristalização no método no qual a cristalização é conduzida em uma pressão reduzida é determinada pela temperatura de cristalização desejada. A pressão interna desse é geralmente preferencialmente 0,5 a 20 kPa, mais preferencialmente 1 a 20 kPa, ainda mais preferencialmente 1 a 15 kPa, especialmente preferencialmente 1,5 a 10 kPa.

[069]No caso onde o solvente é, por exemplo, água, a pressão interna do tanque de cristalização é geralmente preferencialmente 3 a 20 kPa, mais preferencialmente 4 a 15 kPa, especialmente preferencialmente 5 a 10 kPa.

[070]Ao regular-se a pressão desse para 0,5 kPa ou mais, a pasta fluida no tanque de cristalização é impedida de vir a ter uma concentração muito alta dependendo da concentração do líquido contendo ácido succínico que é alimentado, tornando fácil de manusear a pasta fluida. Em adição, o controle de pressão é fácil. Ademais, não há limitações no equipamento para redução de pressão, e uma redução no

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 35/130

22/73 custo do equipamento pode ser geralmente obtida. O uso dessa pressão interna, portanto, é preferencial a partir do ponto de vista de lucrabilidade. Por exemplo, no caso onde os ejetores de vapor são empregados para redução de pressão, um aumento no grau de vácuo resulta em um aumento no custo de equipamento, por exemplo, por causa da necessidade de um aumento no número de estágios de ejetores de vapor.

[071]Por outro lado, ao regular-se a pressão para ser menor do que a pressão da atmosfera ambiente, a temperatura interna do tanque de cristalização é impedida de se elevar. Em adição, a pasta fluida no tanque de cristalização é impedida de ter uma concentração muito baixa, resultando em um aprimoramento na eficácia.

[072]O dispositivo a vácuo pode ser selecionado a partir de técnicas conhecidas, enquanto levando em conta a pressão desejada, se ou na há um solvente que vaporiza junto com a água, o tipo de solvente, etc. As técnicas conhecidas incluem as técnicas enumeradas, por exemplo, em Sekkei/Sosa Shirizu No. 3, Kaitei Shoseki (Kagaku Kogaku Sha), pág. 292 a 293. Exemplos dessas incluem ejetores de água ou de vapor, bombas a vácuo giratórias impermeáveis a óleo, e similares.

[073]Na operação de cristalização, é preferencial regular a nucleação e o crescimento de cristal do ácido succínico de modo a regular a distribuição de tamanho de partícula dos cristais de ácido succínico. A nucleação e o crescimento de cristal do ácido succínico são regulados geralmente pela regulação do grau de supersaturação com ácido succínico dentro do tanque. Para alcançar essa regulação, faz-se uso geralmente de um método no qual o período de cristalização é regulado. O período de cristalização é regulado geralmente preferencialmente para 0,5 a 10 horas, mais preferencialmente 1 a 5 horas.

[074]Ao regular-se o período de cristalização para não ser mais curto do que o limite inferior, o grau de supersaturação com ácido succínico dentro do tanque é impedido de se tornar muito alto e os cristais finos são inibidos de serem gerados. Em adição, é possível impedir, por exemplo, o problema de que a pasta fluida no estado de ainda ter um grau de supersaturação é descarregada a partir do tanque de cristalização e desse modo causa acúmulo em etapas seguintes. Quando o período de cristalização é regulado para não ser maior do que o limite superior, o uso de um tanque de cristalização desnecessariamente grande é evitado e a operação é eficaz.

[075]Por exemplo, no caso de cristalização por resfriamento em lote, é

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 36/130

23/73 preferencial que o líquido contendo ácido succínico seja resfriado até uma dada temperatura ao longo de 0,5 a 5 horas e então envelhecido por 0,1 a 5 horas. Nessa operação, a taxa de resfriar o líquido contendo ácido succínico é geralmente preferencialmente 0,05 a 2 °C/min, mais preferencialmente 0,1 a 1,5 °C/min, ainda mais preferencialmente 0,2 a 1 °C/min.

[076]A cristalização pode ser conduzida continuamente alimentando-se contínua ou intermitentemente o líquido contendo ácido succínico para não esvaziar o tanque de cristalização, cristalizando-se o ácido succínico no tanque de cristalização, e descarregando-se contínua ou intermitentemente a partir do tanque de cristalização a pasta fluida de ácido succínico que inclui tanto ácido succínico produzido quanto um líquido contendo ácido succínico.

[077]O líquido contendo ácido succínico pode ser alimentado no tanque de cristalização em uma quantidade desejada contanto que o tanque de cristalização não se esvazie. Entretanto, a taxa de alimentação é regulada de modo que a quantidade dos conteúdos não exceda a capacidade eficaz do tanque de cristalização. Diferente das operações em lote, que têm limitações com relação ao acúmulo, tal operação contínua é uma operação que é necessária e indispensável para operações de cristalização em grande escala e em escala industrial exigidas para alcançar a produção de alta eficácia.

[078]Não há limitações particulares nos métodos para alimentar o líquido contendo ácido succínico. Exemplos dos métodos incluem um método no qual o líquido contendo ácido succínico é enviado com uma bomba de alimentação de líquido e um método no qual o líquido contendo ácido succínico é enviado por meio de pressão.

[079]Com relação à taxa de alimentação do líquido contendo ácido succínico, é preferencial alimentar o líquido contendo ácido succínico de modo que o mesmo tenha um tempo de residência médio no tanque de cristalização de 1 a 5 horas.

[080]Ao regular-se o tempo de residência médio desse para não ser menor do que o limite inferior, o grau de supersaturação com ácido succínico dentro do tanque é impedido de se tornar muito alto e os cristais finos são inibidos de derem gerados. Em adição, é possível impedir, por exemplo, o problema de que a pasta fluida no estado de ainda ter um grau de supersaturação é descarregada a partir do tanque de cristalização para desse modo causar acúmulo em etapas seguintes. Quando o tempo

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 37/130

24/73 de residência médio desse é regulado para não ser maior do que o limite superior, o uso de um tanque de cristalização desnecessariamente grande é evitado e a operação é eficaz.

[081]É preferencial que o líquido contendo ácido succínico seja alimentado na parte de fase líquida dentro do tanque de cristalização, a parte de fase líquida sendo constituída de uma pasta fluida. Ao alimentar o líquido contendo ácido succínico na parte de fase líquida dentro do tanque de cristalização, os cristais finos de ácido succínico podem ser impedidos de serem gerados em uma grande quantidade e problemas tais como, por exemplo, a obstrução da tubulação pode ser impedida.

(Descarga de Pasta Fluida de Ácido Succínico) [082]Quando o ácido succínico obtido é descarregado a partir do tanque de cristalização durante a cristalização conduzida no modo contínuo, o ácido succínico pode ser descarregado como uma pasta fluida junto com o líquido contendo ácido succínico. A descarga pode ser conduzida em qualquer quantidade desejada em qualquer tempo desejado, a menos que o tanque de cristalização se torne vazio. Essa descarga é executada, por exemplo, por um método no qual a pasta fluida é descarregada contínua ou intermitentemente, por exemplo, com uma bomba de pasta fluida ou por meio de envio de pressão, no qual a pasta fluida é enviada, por meio de uma diferença de pressão, a um tanque receptor tendo uma pressão menor do que a do tanque de cristalização, enquanto comparando adequadamente a quantidade de descarga com a quantidade do líquido contendo ácido succínico alimentado de modo que o tanque de cristalização não se torne vazio.

[083]Exemplos de métodos para alimentar o líquido contendo ácido succínico no tanque de cristalização e descarregar uma pasta fluida a partir do tanque de cristalização de modo que o tanque de cristalização não se torne vazio incluem: um método no qual a taxa de alimentação e a taxa de descarga são reguladas para serem as mesmas; e um método no qual uma operação é repetida na qual o líquido contendo ácido succínico é alimentado quando o nível de líquido dentro do tanque de cristalização caiu até um dado nível ou abaixo dele e uma pasta fluida é descarregada quando o nível de líquido subiu até um dado nível ou acima dele, com o auxílio de um sensor de nível de líquido ou similar.

Separação Sólido-Líquido

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 38/130

25/73 [084]O ácido succínico descarregado a partir do tanque de cristalização é geralmente removido como uma mistura desse com um líquido contendo ácido succínico. Consequentemente, o ácido succínico é geralmente separado do líquido contendo ácido succínico em uma etapa de separação sólido-líquido. Na etapa de separação sólido-líquido, a mistura é submetida à separação sólido-líquido por um método convencionalmente conhecido para separar a mistura nos cristais de ácido succínico e no licor mãe.

[085]O método para separação sólido-líquido não está particularmente limitado contanto que o método seja capaz de separar o ácido succínico do líquido contendo ácido succínico. Exemplos desses incluem separação por filtração, separação por sedimentação, e separação centrífuga. A operação pode ser em lote ou contínua. Exemplos de separadores sólido-líquido eficazes incluem separadores centrífugos contínuos e decantadores centrífugos.

[086]É também preferencial, a partir do ponto de vista de elevar a pureza do ácido succínico a ser obtido, que a matéria sólida separada pela operação de separação sólido-líquido seja enxaguada, por exemplo, com água fria para remover o líquido contendo ácido succínico aderente à superfície dessa.

Secagem [087]Como um líquido contendo ácido succínico é geralmente aderente à superfície do ácido succínico obtido na etapa de separação sólido-líquido, o ácido succínico é enxaguado, por exemplo, com água fria de acordo com a necessidade e é então seco. Assim, o ácido succínico é obtido. Os métodos para secagem não são particularmente limitados, e exemplos incluem secadores por transferência de calor convectivos tal como secadores de banda e secadores de leito fluidizado e secadores por transferência de calor condutivos tal como secadores a tambor.

[088]Especialmente preferencial é um secador de leito fluidizado que é capaz de tratamento contínuo de grande quantidade e que é menos apto a causar ruptura do cristal ou similar durante a secagem. Quando um secador de leito fluidizado é usado, é preferencial secar o ácido succínico enquanto fornecendo nitrogênio a esse e regular a atmosfera para ter uma concentração de oxigênio de 12% ou menos, a partir do ponto de vista de impedir o ácido succínico de causar explosão de poeira.

[089]Com relação à temperatura do ácido succínico durante a secagem, o

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 39/130

26/73 ácido succínico é seco de modo que a temperatura desse é preferencialmente 100 °C ou menos, mais preferencialmente 90 °C ou menos, ainda mais preferencialmente 80 °C ou menos, porque há uma possibilidade de que o anidrido succínico gere desidratação intramolecular.

[090]O ácido succínico obtido pelos processos de produção da invenção tem uma distribuição de diâmetro de partícula com base em peso que, quando aproximada pela distribuição Rosin-Rammler, tem um número de uniformidade n de preferencialmente 3,0 ou mais, mais preferencialmente 3,0 a 6,0, especialmente preferencialmente 3,2 a 5,0. O diâmetro de partícula médio desse é preferencialmente 400 um ou menos, mais preferencialmente 100 a 300 pm. O termo “diâmetro de partícula médio” aqui significa um diâmetro mediano com base em peso obtido através da classificação de peneira.

[091]Exemplo de Processo para Produzir Ácido Succínico através de Cristalização por Vaporização [092]Um exemplo de processos para produzir ácido succínico através de cristalização por vaporização é explicado abaixo com relação à FIG. 13 e à FIG. 14. A FIG. 13(a) é uma vista de corte diagramática de um cristalizador para uso em um processo para produção de ácido succínico de acordo com uma modalidade, e a FIG. 13(b) é uma vista de corte horizontal obtida na linha B-B da FIG. 13(a). A FIG. 14 é um fluxograma para ilustrar um exemplo do processo para produção de ácido succínico de acordo com uma modalidade.

(Cristalizador) [093]O cristalizador a ser usado na invenção não está particularmente limitado na estrutura desse contanto que o cristalizador é um recipiente equipado com um agitador. Embora um recipiente que tenha um agitador geralmente conhecido possa ser usado, um recipiente cilíndrico com um fundo é preferencial. É preferencial dispor defletores no tanque de modo a realizar o cisalhamento eficaz da pasta fluida. Ademais, é também possível usar um recipiente que tenha um guia cilíndrico, por exemplo, um guia chamado tubo de descarga, de modo a regular o fluxo dentro do tanque de cristalização.

[094]A forma do recipiente não está particularmente limitada. Entretanto, a partir dos pontos de vista de tornar a pasta fluida mais regular no aparelho e realizar

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 40/130

27/73 o cisalhamento eficaz da pasta fluida, um recipiente que é geralmente usado tem a relação entre o diâmetro e a altura do recipiente (L/D) de preferencialmente 0,5 a 3, mais preferencialmente 0,7 a 2,5, especialmente preferencialmente 1 a 2.

[095]Como o tanque de cristalização, pode-se fazer uso de um reator no qual a composição do líquido contendo ácido succínico presente no tanque é igual à composição do líquido contendo ácido succínico que está sendo descarregado a partir dele, isto é, um reator do tipo tanque de agitação completa (a seguir frequentemente abreviada como tipo DP), que é um cristalizador extensivamente usado, com relação à FIG. 13.

[096]Esse cristalizador do tipo DP 10 tem principalmente um tanque 1 ao qual um líquido a ser tratado é alimentado, um tubo de descarga 2 disposto no tanque 1, e lâminas giratórias 3 e 4 dispostas dentro e fora do tubo de descarga 2.

[097]O tanque 1 tem uma parte superior 1a, que tem uma forma aproximadamente cilíndrica; uma parte intermediária 1b, que tem uma forma aproximadamente cilíndrica tendo um diâmetro maior do que a parte superior 1a e na qual a metade inferior da parte superior 1 a foi envolta; e uma parte inferior 1 c, que se estende a partir da extremidade interior da parte intermediária 1b. Essa porção da parte superior 1a que foi envolta na parte intermediária 1b serve como uma placa defletora 5. A parte inferior 1c é composta de uma parte de cone, na qual seu diâmetro diminui para baixo a partir da extremidade inferior da parte intermediária 1b, e uma parte de fundo, que fecha a extremidade inferior da parte de cone. Uma porta de alimentação de líquido bruto 1d e uma porta de descarga de pasta fluida 1 e foram dispostas na parte de cone da parte inferior 1c, e uma porta de descarga 1h foi disposta na parte de fundo da parte inferior 1c. Uma saída de licor mãe clarificado 1f foi disposta na parte intermediária 1b, e uma saída de vapor 1g foi disposta em uma parte de canal que cobre a extremidade superior da parte superior 1a.

[098]A extremidade superior do tubo de descarga 2 está localizada acima da extremidade superior da saída de licor mãe clarificado 1f, e a extremidade inferior do tubo de descarga 2 está localizada em uma altura correspondente ao meio da parte inferior 1c. Esse tubo de descarga 2 é composto de um tubo de descarga superior 2a e um tubo de descarga inferior 2b, e as lâminas giratórias 3 e 4 foram dispostas fixamente nas superfícies circunferenciais interna e externa do tubo de descarga superior

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 41/130

28/73

2a. Um eixo giratório 6 foi disposto seguramente no centro das lâminas giratórias internas 3. O tanque 1 foi configurado de modo que as lâminas giratórias 3 e 4 podem ser rotacionadas, junto com o tubo de descarga superior 2a, através da rotação do eixo giratório 6 por meio de um motor 7. As lâminas giratórias 3 e 4 foram dispostas na placa defletora 5.

[099]Entretanto, o tubo de descarga 2 pode ser dividido em três partes, isto é, uma parte superior, uma parte intermediária, e uma parte inferior, e lâminas giratórias 3 e 4 podem ser dispostas na parte intermediária, como mostrado na FIG. 14. Alternativamente, um tubo de descarga 2 tendo uma estrutura integrada pode ser empregado.

[100] Durante a cristalização, o nível de líquido L está localizado acima da extremidade superior da parte intermediária 1b e acima da extremidade superior do tubo de descarga 2, e essa porção da parte superior 1 a que está localizada acima do nível de líquido L serve como uma câmara de vaporização 8, como mostrado na FIG. 13(a).

[101] Um exemplo das especificações principais do cristalizador tipo DP 19 é como mostrado abaixo.

Dimensão maior, diâmetro interno de (parte intermediária 1b): Φ 350

Capacidade: 230 L

Velocidade de rotação: 93 a 375 rpm

Potência: 2,2 kW, 200 V

Material: SUS316

Casualmente, a configuração do cristalizador não deveria ser interpretada como estando limitada ao cristalizador do tipo DP 10, e os cristalizadores descritos em JP-B-43-19851 e JP-A-2004-154618, por exemplo, podem ser usados.

(Exemplos de Produção através de Cristalização por Vaporização) [102] Um exemplo de produção de ácido succínico através de cristalização por vaporização é explicado abaixo com relação à FIG. 14.

(1) Líquido Bruto [103] Um líquido contendo ácido succínico tendo uma dada concentração é armazenado em um tanque de material bruto encamisado 20. A concentração de ácido succínico é geralmente 10 a 50% em peso, embora sua concentração dependa da temperatura na qual o ácido succínico foi dissolvido. A temperatura na qual o ácido

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 42/130

29/73 succínico é dissolvido não está particularmente limitada contanto que o ácido succínico dissolva. Entretanto, o ácido é dissolvido geralmente em uma temperatura na faixa de 30 a 90 °C.

(2) Introdução de Líquido no Cristalizador 10, etc.

[104] O líquido contendo ácido succínico é descarregado a partir do tanque 20 através da operação de uma bomba de alimentação de líquido bruto P1, e é alimentado em um cristalizador 10 após ter sido diluído pela adição de água da torneira a esse. A concentração de ácido succínico desse líquido bruto diluído não está particularmente limitada contanto que a concentração não cause precipitação no cristalizador

10. Por exemplo, a concentração desse é 5 a 40% em peso.

[105] A alimentação do líquido contendo ácido succínico no cristalizador 10 é conduzida até que o nível de líquido L no cristalizador 10 está acima da extremidade superior do tubo de descarga 2 como mostrado na FIG. 13(a). Então, as lâminas giratórias 3 e 4 são rotacionadas em uma dada velocidade de rotação de agitação (por exemplo, 100 a 350 rpm). Assim, como mostrado na FIG. 13(a), o líquido contendo ácido succínico que foi alimentado no tubo de descarga 2 através da porta de alimentação de líquido bruto 1 d ascende pela ação da força de rotação das lâminas giratórias 3, flui para fora através da extremidade superior do tubo de descarga 2, subsequentemente descende, pela ação da força de rotação das lâminas giratórias 4, entre o tubo de descarga 2 e a placa defletora 5, e flui novamente para o tubo de descarga 2 através da extremidade inferior do tubo de descarga 2. Assim, o líquido contendo ácido succínico circula através do interior e do exterior do tubo de descarga 2.

[106] De acordo com uma necessidade, uma bomba de circulação de pasta fluida P2 é operada para iniciar a circulação externa do líquido contendo ácido succínico. É preferencial que essa bomba P2 seja uma bomba que quebra ao menos alguns dos cristais de ácido succínico que foram separados através de cristalização, e exemplos desses incluem bombas centrífugas para pastas fluidas. A taxa de fluxo não está particularmente limitada contanto que os cristais fluam regularmente dentro da tubulação. Embora a taxa de fluxo dependa do tamanho dos cristais, a taxa de fluxo é configurada geralmente em 0,2 a 5 m/s em termos de velocidade linear. A pressão de descarga é geralmente 0,01 a 0,5 MPa, embora determinado pela bomba, tamanho da tubulação, taxa de fluxo, etc. Um refrigerante pode ser passado através de um

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 43/130

30/73 trocador de calor de pasta fluida 21 ou nenhum refrigerante pode ser passado através dele. Um meio de aquecimento pode ser passado através dele.

(3) Redução da Pressão Interna do Cristalizador 10 e Concentração [107] A pressão interna do cristalizador 10 é gradualmente reduzida para vaporizar o solvente, concentrando, desse modo, o líquido contendo ácido succínico e simultaneamente abaixando a temperatura do líquido por meio do calor latente de vaporização. A cristalização do ácido succínico é assim iniciada. A temperatura de cristalização não está particularmente limitada, e é geralmente 5 a 50 °C. Aqui, as pressões excessivamente reduzidas são indesejáveis porque o solvente que foi vaporizado é difícil de condensar. Ao contrário, pressões muito altas resultam em uma recuperação muito baixa de ácido succínico e, portanto, em eficácia prejudicada. No caso onde o líquido contendo ácido succínico é externamente circulado, a concentração do líquido contendo ácido succínico é acelerada passando um meio de aquecimento através do trocador de calor de pasta fluida 21.

[108] O vapor que se acumulou na câmara de vaporização 8 como um resultado de vaporização que acompanhou a redução de pressão é descarregado através de uma saída de vapor 1g. O vapor descarregado é condensado em um condensador 22 e é submetido à separação gás-líquido em um separador 23. O solvente resultante é armazenado em um tanque 24. Ademais, o líquido contendo ácido succínico presente no tanque 20 é alimentado, sem ser diluído, no cristalizador 10 intermitente ou continuamente. Essa alimentação é conduzida em tal taxa que o nível de líquido L no tanque 1 é mantido acima da extremidade superior do tubo de descarga 2. Por exemplo, a taxa de alimentação é aproximadamente 20 a 200 L/h. O líquido contendo ácido succínico no cristalizador 10 é concentrado da maneira descrita acima.

(4) Descarga de ácido succínico [109] Após a pasta fluida contendo ácido succínico no cristalizador 10 ter uma dada concentração de pasta fluida (por exemplo, 20 a 40% em peso), a taxa de alimentação do líquido contendo ácido succínico no cristalizador 10 a partir do tanque 2 é alterada de acordo com a necessidade. A taxa de alimentação é, por exemplo, aproximadamente 20 a 200 L/h. Essa alimentação do líquido contendo ácido succínico pode ser ou alimentação intermitente ou alimentação contínua. Entretanto, a alimentação contínua faz com que o ácido succínico seja produzido mais estavelmente. É

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 44/130

31/73 então preferencial que quando o líquido contendo ácido succínico é alimentado intermitentemente em (3) acima, a alimentação seja alterada para alimentação contínua.

[110] A pasta fluida no cristalizador 10 é descarregada contínua ou intermitentemente através de uma porta de descarta de pasta fluida 1 h, enquanto regulando o nível de líquido L. É preferencial que a taxa de descarga da pasta fluida seja 20 a 200 L/h, em particular, 30 a 150 L/h. No caso de descarga intermitente, é preferencial que a frequência de descarga de pasta fluida seja aproximadamente 5 a 30 minutos cada, em particular, aproximadamente 10 a 20 minutos cada. Nessa operação, deve-se tomar cuidado em manter o nível de líquido L acima da superfície superior do tubo de descarga 2 dentro do cristalizador 10.

[111] Com relação à descarga da pasta fluida, a mesma pode ser descarregada intermitentemente através de uma válvula de fundo do tanque de cristalização por meio de uma diferença de pressão para um tanque de descarga de pasta fluida regulado para ter uma pressão menor do que o tanque de cristalização, ou a pasta fluida pode ser continuamente descarregada com uma bomba de pasta fluida. No caso onde a pasta fluida é circulada, alguma da pasta fluida que está sendo circulada pode ser descarregada contínua ou intermitentemente. Uma bomba pode ser selecionada enquanto levando em conta a taxa de fluxo, altura de elevação, tamanho desejado das partículas de ácido succínico, etc.

[112] As bombas são classificadas como turbobombas nas quais um impulsor é rotacionado em uma alta velocidade dentro do invólucro para aplicar energia ao líquido, bombas de deslocamento positivo nas quais o líquido presente em um dado volume de espaço tem seu volume alterado por um movimento recíproco ou movimento giratório para aplicar energia ao líquido, bombas especiais, etc. As bombas são selecionadas de acordo com os propósitos levando em conta o grau de quebra de partículas de ácido succínico, além da taxa de fluxo e altura de elevação. Para quebrar ativamente as partículas de ácido succínico com a bomba, faz-se uso de uma turbobomba na qual a energia é aplicada ao líquido contendo ácido succínico por meio do impulsor que está girando em uma alta velocidade. Ao contrário, no caso onde desejase que a quebra das partículas de ácido succínico seja minimizada, uma bomba de deslocamento positivo ou similar é usada. É desejável que uma bomba de deslocamento positivo capaz de minimizar a quebra das partículas de ácido succínico, tal

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 45/130

32/73 como, por exemplo, uma bomba “snake”, seja usada para descarregar a pasta fluida.

[113] A pasta fluida descarregada é submetida à separação sólido-líquido com um separador centrífugo tipo cesto 23 para separar a pasta fluida em um bolo úmido e um licor mãe. O bloco úmido recuperado é seco em um secador a vácuo (não mostrado) (por exemplo, a 80 °C e 50 Torr). Assim, as partículas de ácido succínico são produzidas.

[114] Casualmente, um licor mãe clarificado que tem baixo teor de partículas de ácido succínico estagna entre a placa defletora 5 e a parte intermediária 1b do tanque de cristalização 1. Esse licor mãe classificado pode ser descarregado contínua ou intermitentemente através de uma saída de licor mãe clarificado 1f usando uma bomba P3. O licor mãe clarificado descarregado é armazenado em um tanque de licor mãe clarificado encamisado 25 e é enviado de volta para o tanque de líquido bruto encamisado 20 com uma bomba P4 de acordo com a necessidade.

[115] Cristais sementes de ácido succínico podem ser introduzidos no cristalizador 10. Assim, as partículas de ácido succínico tendo uma distribuição de tamanho de partícula que é estreita e confere excelente manuseabilidade às partículas podem ser cristalizadas. É preferencial que os cristais sementes tenham um diâmetro de partícula média volumétrico de 200 um ou menos, em particular, 50 a 150 pm. A quantidade dos cristais sementes a serem adicionados é preferencialmente 0,001 a 20% em peso, em particular, 0,01 a 10% em peso, em termos da quantidade de ácido succínico recuperado fora do sistema.

[116] Os métodos para adicionar os cristais sementes não estão particularmente limitados. Por exemplo, os cristais sementes de ácido succínico podem ser introduzidos no cristalizador 10 a partir de um recipiente 26 para alimentar pasta fluida de cristal semente. No caso onde a bomba de circulação de pasta fluida P2 é operada para circular externamente o líquido contendo ácido succínico, pode-se fazer uso de um método no qual as partículas de ácido succínico contidas no líquido que está sendo circulado são quebradas com a bomba de circulação de pasta fluida P2 e as partículas quebradas são levadas a agir como cristais sementes. Nesse caso, um refrigerante ou um meio de aquecimento pode ser passado através do trocador de calor de pasta fluida 21, ou nenhum meio pode ser passado através dele. No caso onde nem um refrigerante nem um meio de aquecimento é passado, o líquido contendo ácido

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 46/130

33/73 succínico pode ser passado através de uma linha de desvio (não mostrada) para o trocador de calor de pasta fluida 21.

[117] A bomba de circulação de pasta fluida a ser usada aqui pode ser selecionada a partir de bombas classificadas como turbobombas nas quais um impulsor é rotacionado em uma alta velocidade dentro do invólucro para aplicar energia ao líquido, bombas de deslocamento positivo nas quais o líquido presente em um dado volume de espaço tem seu volume alterado por um movimento recíproco ou movimento giratório para aplicar energia ao líquido, bombas especiais, etc., de acordo com os propósitos levando em conta o grau de quebra das partículas de ácido succínico, além da taxa de fluxo e altura de elevação.

[118] Para quebrar ativamente as partículas de ácido succínico com uma bomba, é desejável usar uma turbobomba na qual energia é aplicada ao líquido contendo ácido succínico por meio do impulsor que está girando em uma alta velocidade. Ao contrário, no caso onde deseja-se que a quebra das partículas de ácido succínico seja minimizada, é desejável usar uma bomba de deslocamento positivo ou similar.

[119] As turbobombas para quebrar ativamente as partículas de ácido succínico por meio de um impulsor que está girando em uma alta velocidade são ainda classificadas como bombas centrífugas nas quais o líquido contendo ácido succínico que está sendo descarregado a partir do impulsor está localizado principalmente em um plano que é perpendicular ao eixo principal, bombas de fluxo misto nas quais o líquido contendo ácido succínico que está sendo descarregado a partir do impulsor está localizado em uma superfície cônica, cujo eixo é o mesmo eixo do eixo principal, e bombas de fluxo axial nas quais o líquido contendo ácido succínico que está sendo descarregado a partir do impulsor está localizado em uma superfície cilíndrica que é coaxial com o eixo principal. O tipo de bomba é adequadamente selecionado de acordo com aplicações enquanto levando em conta não somente a taxa de fluxo e a altura d elevação, mas também o grau de quebra de partículas de ácido succínico. No caso onde se deseja que as partículas de ácido succínico sejam quebradas eficazmente, é geralmente desejável selecionar uma bomba centrífuga. As bombas centrífugas e as bombas de fluxo misto podem ser ainda classificadas por forma de lâmina, isto é, se ou não uma saia de impulsor está presente, como impulsores abertos, impulsores fechados, etc. A partir do ponto de vista do efeito de quebrar partículas de

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 47/130

34/73 ácido succínico, os impulsores fechados são considerados eficazes. Entretanto, os impulsores abertos são geralmente empregados porque há uma possibilidade de que obstrução possa ocorrer dentro das bombas quando uma pasta fluida é manuseada.

(Exemplo de Método de Cristalização por Resfriamento) [120] A FIG. 15 é um fluxograma que ilustra um exemplo do método de cristalização por resfriamento. As especificações do cristalizador mostrado neste exemplo incluem: dimensão maior, Φ 350; capacidade, 63 L; velocidade de rotação de agitação, 10 a 120 rpm; potência, 0,75 kW (200 V); e material, SUS316 (JIS) aço inoxidável. Neste exemplo também, um líquido contendo ácido succínico tendo uma dada concentração (por exemplo, 10 a 50% em peso) e uma dada temperatura (por exemplo, 30 a 90 °C) é armazenado em um tanque de material bruto encamisado (não mostrado).

[121] Esse líquido contendo ácido succínico é alimentado em uma dada quantidade (por exemplo, 10 a 50 L) em um tanque de cristalização 30 através de uma tubulação de alimentação de líquido bruto 31. Subsequentemente, os conteúdos começam a ser agitados com um agitador 30a em uma dada velocidade de rotação de agitação (por exemplo, 10 a 100 rpm) e, simultaneamente, o líquido contendo ácido succínico presente no tanque de cristalização 30 é circulado para um trocador de calor 33 através de uma tubulação de circulação 32 equipada com uma bomba 32a. A taxa dessa circulação é, por exemplo, aproximadamente 0,5 a 5 m³/h.

[122] Subsequentemente, a taxa de fluxo do refrigerante do trocador de calor 33 é regulada usando um controlador de temperatura (TIC) para desse modo, abaixar a temperatura do líquido presente no tanque de cristalização 30 até uma dada temperatura (por exemplo, 10 a 40 °C) ao longo de um dado período (por exemplo, 1 a 5 horas). Então, a temperatura do líquido no tanque de cristalização 30 é mantida nessa dada temperatura para envelhecer o líquido por um dado período. Esse período de envelhecimento é preferencialmente 1 a 5 horas.

[123] Subsequentemente, o líquido contendo ácido succínico é alimentado intermitente ou continuamente através da tubulação de alimentação de líquido bruto 31 e, simultaneamente, a pasta fluida no tanque de cristalização 30 é descarregada intermitente ou continuamente enquanto regulando o nível de líquido. Por exemplo, uma linha de descarga 34a equipada com uma válvula eletromagnética 34 é disposta em

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 48/130

35/73 algum lugar na tubulação de circulação 32 de antemão, e a válvula eletromagnética 34 é aberta em uma dada frequência por meio de controle de tempo para descarregar, desse modo, a pasta fluida presente no tanque de cristalização 30 enquanto regulando o nível de líquido. A taxa da alimentação através da tubulação de alimentação de líquido bruto 31 é preferencialmente aproximadamente 10 a 100 L/h, e a dada frequência na qual a pasta fluida é descarregada através da linha de descarga 34a é preferencialmente aproximadamente 5 a 30 minutos cada.

[124] A pasta fluida descarregada é submetida à separação sólido-líquido com um separador centrífugo do tipo cesto e separada em um bolo úmido e um licor mãe, como no caso da FIG. 14. O bolo úmido recuperado é seco em um secador a vácuo. Assim, as partículas de ácido succínico são produzidas.

[Exemplos] [125] A invenção será explicada abaixo com relação aos Exemplos, mas a invenção não deveria ser interpretada como estando limitada pelos seguintes Exemplos.

[126] Determinação da Distribuição de Diâmetro de Partícula [127] A distribuição de diâmetro de partícula de ácido succínico obtido foi determinada peneirando-se o ácido succínico por um método de acordo com JIS Z8815 usando peneiras de fio padrão como fornecido para JIS Z8801, que tem um diâmetro interno de 200 mm, uma profundidade de 45 mm, e tamanhos de abertura de 850 pm, 710 pm, 500 pm, 300 pm, e 150 pm, e ainda usando um recipiente de recebimento e uma tampa. O peneiramento foi conduzido agitando-se as peneiras por 15 minutos usando um agitador de peneira giratória e de escoamento (F2-0003 tipo S-2, fabricada por Teraoka Corp.) tendo uma frequência de oscilação de 300 rpm e uma frequência de martelamento de 150 batidas por minuto.

[128] Para calcular um diâmetro mediano (aqui frequentemente chamado de d50), o diâmetro de partícula foi plotado como abcissa (logarítmica) e o conteúdo que passa pela peneira em peso foi plotado como ordenada. O diâmetro de partícula correspondente a um conteúdo que passa pela peneira em peso de 50% foi calculado por interpolação. Da mesma maneira, o diâmetro correspondente a um conteúdo que passa pela peneira em peso de 20% (a seguir chamado de d20) e o diâmetro correspondente a um conteúdo que passa pela peneira em peso de 80% (a seguir chamado de d80) foram calculados.

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 49/130

36/73

Determinação de Quantidades de Ácido Succínico e Ácido Fumárico

Coluna: ULTRON OS-80H, fabricado por Shinwa Chemical Industries Ltd., 8,0 mm (I.D) x 30 cm

Eluente: água (contendo ácido perclórico) (1,8 mL de solução aquosa de ácido perclórico a 60%/1 L de H2O)

Temperatura: 60 °C

Determinação da Quantidade de Íons de Amônio

A análise quantitativa para íons de amônio nos Exemplos foi feita por cromatografia de íons sob as seguintes condições.

Coluna: GL-IC-C75 (4,6 mm (ID) x 150 mm)

Eluente: 3,5 mmol/L de ácido sulfúrico

Temperatura da coluna: 40 °C

Exame de Cristais de Ácido Succínico [129] Os cristais de ácido succínico obtidos pelos Exemplos foram examinados e fotografados usando microscópio digital VH-8000, fabricado por Keyence Corp.

Tanque de Cristalização [130] Nos Exemplos, ou o frasco separável encamisado feito de vidro e tendo uma capacidade de 1 L ou 7 L ou um tanque de agitação feito de aço inoxidável e tendo uma capacidade de 63 L ou 230 L foi usado como um tanque de cristalização. A potência exigida para agitação no tanque de cristalização tendo uma capacidade de 1 L ou 7 L foi medida de acordo com o seguinte método.

Medição da Potência Exigida para Agitação [131] A potência exigida para agitação no tanque de cristalização tendo uma capacidade de 1 L ou 7 L foi medida da seguinte maneira. As lâminas de agitação foram conectadas a um agitador equipado com um conversor de torque e capaz de medição de torque (Three-One Motor BL600Te, fabricado por Shinto Scientific Co., Ltd.), e os conteúdos foram agitados enquanto medindo continuamente o torque. O torque foi continuamente inserido em um registrador de dados (GL800, fabricado por Graphtec Corp.) em intervalos de 20 segundos por toda a operação de cristalização, e a Pv foi calculada a partir do torque T usando as seguintes equações.

Pv = T x (2nn/60)/V

Pv: potência exigida para agitação por unidade de volume [kW/m³]

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 50/130

37/73

T: torque de agitação [N.m] n: velocidade de rotação de agitação [rpm]

V: volume de líquido contendo ácido succínico [m³]

Produção de Poliéster e Avaliação do Polímero [Preparação de Catalisador de Policondensação] [132] Em um frasco do tipo berinjela de 500 cm³ feito de vidro e equipado com um agitador foram introduzidos 62,0 g de acetato de magnésio tetraidratado. A esse foram adicionados 250 g de etanol anidro (pureza, 99% em peso ou mais), seguido por 35,8 g de fosfato de ácido etílico (razão de mistura de monoéster/diéster em peso, 45:55). Os conteúdos foram agitados a 23 °C. Após 15 minutos, certificou-se que o acetato de magnésio se dissolveu completamente. Então, 75,0 g de tetra-n-butil titanato foram adicionados. A agitação foi continuada por mais 10 minutos para obter uma solução de mistura homogênea. Esta solução de mistura foi transferida para um frasco do tipo berinjela de 1.000 cm³, e a solução foi concentrada em uma pressão reduzida em um banho de óleo a 60 °C usando um evaporador. Após 1 hora, a maior parte do etanol foi removida por destilação e restou um líquido viscoso translúcido.

[133] A temperatura do banho de óleo foi elevada mais para 80 °C, e a concentração foi ainda executada em uma pressão reduzida de 5 Torr. O líquido viscoso se tornou gradualmente em pó a partir da superfície desse, e se alterou completamente para um pó em duas horas depois. Subsequentemente, a pressão foi retornada para a pressão normal usando nitrogênio, e os conteúdos foram resfriados até temperatura ambiente. Assim, 108 g de um pó amarelo claro foram obtidos. O catalisador obtido forneceu os seguintes dados em análise quanto aos elementos metálicos: teor de átomo de titânio, 10,3% em peso; teor de átomo de magnésio, 6,8% em peso; teor de átomo de fósforo, 7,8% em peso; razão molar T/P, 0,77; e razão molar M/P, 1,0. Ademais, o catalisador em pó foi dissolvido em 1,4-butanodiol para preparar uma solução de modo que a solução teve uma concentração de átomo de titânio de 34.000 ppm.

Produção de Poliéster Alifático [134] Em um recipiente de reação equipado com um agitador, porta de introdução de nitrogênio, aquecedor, termômetro, e porta de evacuação para redução de pressão foram introduzidas 100 partes em peso de ácido succínico, 99,2 partes em

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 51/130

38/73 peso de 1,4-butanodiol de grau industrial fabricado por Mitsubishi Chemical Corp. e 0,38 partes em peso de ácido málico (quantidade de ácido málico total, 0,33 mol% com base no ácido succínico) como materiais de partida. A atmosfera no sistema foi convertida em uma atmosfera de nitrogênio por deslocamento de redução de pressão de nitrogênio.

[135] Subsequentemente, a mistura no sistema foi aquecida a 230 °C ao longo de 1 hora e reagida nessa temperatura por 1 hora, enquanto agitando a mistura. Então, a solução de catalisador foi adicionada a essa em tal quantidade de modo que a quantidade de átomos de titânio foi 50 ppm do poliéster a ser obtido. A temperatura reacional foi gradualmente elevada para 250 °C e, simultaneamente com ela, a pressão foi reduzida para 0,06 x 10³ Pa ao longo de 2 horas. A mistura foi ainda reagida por 2,5 horas nesse grau de vácuo para completar a polimerização. Assim, um poliéster foi obtido.

Avaliação do Polímero

- Amarelamento (a seguir chamado de YI) [136] O YI do poliéster obtido foi determinado da seguinte maneira. De acordo com o método fornecido em JIS K7105, o medidor de cor ZE-6000, fabricado por Nippon Denshoku Kogyo K.K., foi usado, e um chip do polímero foi colocado na célula e examinado quatro vezes pelo método de reflexão. O valor médio desse foi obtido como o YI.

- Viscosidade Reduzida do Poliéster [137] O poliéster obtido foi dissolvido em fenol/tetracloroetano (1 /1 (em massa) líquido misto) de modo a resultar em uma concentração de 0,5 g/dL, e o tempo t (s) exigido para a solução cair através de um viscômetro de tubo em um banho termostático a 30 °C foi medido. O tempo t0 (s) exigido para o solvente somente cair através dele foi também medido. A viscosidade reduzida nsp/C (=(t-to)/t0.C) a 30 °C foi calculada (C é a concentração da solução).

- Quantidade de Grupos Carboxila Terminal no Poliéster [138] A quantidade é um valor obtido dissolvendo-se o poliéster obtido em álcool benzílico e titulando-se a solução com 0,1 N de NaOH. A quantidade é dada em termos da quantidade equivalente de grupos carboxila por 1 x 10⁶ g.

<Produção de Líquido Contendo Ácido Succínico (Líquido de Alimentação de

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 52/130

39/73

Cristalização)>

- Produção de Cepa acentuada com Piruvato Carboxilase (PC) (A) Extração de DNA genômico de Cepa de Brevibacterium flavum MJ233 [139] Brevibacterium flavum MJ233 foi depositado, sob o No. de acesso FERM P-3068, no Instituto Nacional de Biociência e Tecnologia Humana, Agência de Ciência Industrial e Tecnologia, Mistério do Comércio Internacional e Indústria (atualmente, Depósito de Organismo de Patente Internacional, Instituto Nacional de Ciência Industrial Avançada e Tecnologia) (Central 6, 1-1, Higashi 1-chome, Tsukuba-shi, Ibarakiken, 305-8566, Japão) em 28 de abril de 1975, e foi transferido para o depósito internacional sob o Tratado de Budapeste em 1 de maio de 1981 e No. de acesso FERM BP-1497.

[140] Uma cepa de Brevibacterium flavum MJ233 foi cultivada, até o estágio posterior fa fase logarítmica, em 10 mL de meio de cultura A [2 g de ureia, 7 g de (NH4)2SO4, 0,5 g de KH2PO4, 0,5 g de K2HPO4, 0,5 g de MgSO4.7H₂O, 6 mg de FeSO4.7H₂O, 6 mg de MnSO4.4-5H2O, 200 pg de biotina, 100 pg de tiamina, 1 g de extrato de levedura, 1 g de ácido casamino, e 20 g de glicose, todos dissolvidos em 1 L de água destilada]. As células foram coletadas por separação centrífuga (10.000 g, 5 minutos). As células obtidas foram suspensas em 0,15 mL de um tampão 10 mM NaCl/20 mM Tris (pH 8,0)/1 mM EDTA.2Na solução contendo lisozima em uma concentração de 10 mg/mL.

[141] Subsequentemente, a proteinase K foi adicionada à suspensão até uma concentração final de 100 pg/mL, e essa suspensão foi mantida a 37 °C por 1 hora. Ademais, dodecil sulfato de sódio foi adicionado a essa até uma concentração final de 0,5% e essa suspensão foi mantida a 50 °C por 6 horas para causar bacteriólise. Ao líquido que passou por bacteriólise foi adicionada a mesma quantidade de uma solução de fenol/clorofórmio. Essa mistura foi agitada delicadamente em temperatura ambiente por 10 minutos e então completamente submetida à separação centrífuga (5.000 G, 20 minutos, 10 a 12 °C). A fração de sobrenadante foi removida, e acetato de sódio foi adicionado a essa para resultar em uma concentração de 0,3 M. Então, uma quantidade 2 vezes de etanol foi adicionada e misturada com a fração. Um precipitado foi recuperado através de separação centrífuga (15.000 G, 2 minutos), lavado com 70% de etanol, e então seco no ar. Ao DNA obtido foram adicionados 5 mL de

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 53/130

40/73 uma solução de 10 mM de tampão Tris (pH 7,5)/1 mM de EDTA.2Na. A mistura resultante foi deixada em repouso a 4 °C de um dia para o outro e usada como um DNA modelo para PCR posterior.

(B) Construção de Plasmídeo para Substituição de Promotor de Gene PC [142] Fragmentos de DNA foram adquiridos a partir das regiões de extremidade N de um gene de piruvato carboxilase derivado de uma cepa de Brevibacterium flavum MJ233, por PCR usadn ocomo um modelo o DNA preparado em (A) acima e usando DNAs sintéticos (sequência No. 1 e sequência No. 2) designados com base na sequência desse gene de uma cepa de Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 (Banco de dados GenBank No. Acesso BA000036, Cgl0689), cuja sequência genômica integral foi relatada. Casualmente, o DNA de sequência No. 1 foi um DNA no qual a extremidade 5' foi fosforilada.

[143] Composição de mistura reacional: 1 pL do DNA modelo, 0,2 pL de Pfx DNA polimerase (fabricado por Invitrogen Corp.), o tampão anexado (concentração x 1), 0,3 pM de cada iniciador, 1 mM de MgSO4, e 0,25 pM de dNTPs foram misturados, e a quantidade total foi ajustada para 20 pL.

[144] Condições de temperatura reacional: o ciclador térmico de DNA PTC-200 (fabricado por MJ Research) foi usado para repetir um ciclo 35 vezes, o ciclo sendo composto de manter a 94 °C por 20 segundos, manter a 60 °C por 20 segundos, e manter a 72 °C por 1 minuto. Entretanto, a manutenção a 94 °C no primeiro ciclo foi conduzida por 1 minuto e 20 segundos, e a manutenção a 72 °C no ciclo final foi conduzida por 4 minutos.

[145] O produto de amplificação foi certificado submetendo-se a mistura reacional à separação por eletroforese em gel usando agarose a 0,75% (SeaKem GTG agarose; fabricado por FMC BioProducts) e então à visualização por coloração com brometo de etídio. Como um resultado, aproximadamente 0,9 kb de fragmentos foram detectados. Os fragmentos de DNA desejados foram recuperados a partir do gel usando o Kit de Extração de Gel QIAQuick (fabricado por QIAGEN), e esses fragmentos foram usados como fragmentos de extremidade N de gene PC.

[146] Por outro lado, os fragmentos promotores TZ4 que foram derivados de uma cepa de Brevibacterium flavum MJ233 e que mostraram constitutivamente altamente a expressão foram preparados por PCR usando plasmídeo pMJPC1 (JP-A

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 54/130

41/73

2005-95169) como um modelo e usando os DNAs sintéticos descritos sob a sequência No. 3 e a sequência No. 4. Casualmente, o DNA de sequência No. 4 foi um DNA no qual a extremidade 5' foi fosforilada.

[147] Composição de mistura reacional: 1 ,uL do DNA modelo, 0,2 uL de Pfx DNA polimerase (fabricado por Invitrogen Corp.), o tampão anexado (concentração x1), 0,3 ,uM de cada iniciador, 1 mM de MgSO4, e 0,25 ,uM de dNTPs foram misturados, e a quantidade total foi ajustada para 20 gL.

[148] Condições de temperatura reacional: o ciclador térmico de DNA PTC-200 (fabricado por MJ Research) foi usado para repetir um ciclo 25 vezes, o ciclo sendo composto de manter a 94 °C por 20 segundos, manter a 60 °C por 20 segundos, e manter a 72 °C por 30 segundos. Entretanto, a manutenção a 94 °C no primeiro ciclo foi conduzida por 1 minuto e 20 segundos, e a manutenção a 72 °C no ciclo final foi conduzida por 3 minutos.

[149] O produto de amplificação foi certificado submetendo-se a mistura reacional à separação por eletroforese em gel usando agarose a 1,0% (SeaKem GTG agarose; fabricado por FMC BioProducts) e então à visualização por coloração com brometo de etídio. Como um resultado, aproximadamente 0,5 kb de fragmentos foram detectados. Os fragmentos de DNA desejados foram recuperados a partir do gel usando o Kit de Extração de Gel QIAQuick (fabricado por QIAGEN), e esses fragmentos foram usados como fragmentos de promotor TZ4.

[150] Os fragmentos de extremidade N de gene PC e os fragmentos de promotor TZ4 preparados acima foram misturados e ligados usando o Kit de Ligação ver. 2 (fabricado por Takara Shuzo Co., Ltd.). Então, os fragmentos ligados foram clivados com a enzima de restrição Pst I e separados por eletroforese em gel usando agarose a 1,0% (SeaKem GTG agarose; fabricado por FMC BioProducts). Aproximadamente 1,0 kb de fragmentos de DNA foi recuperado usando o Kit de Extração de Gel QIAQuick (fabricado por QIAGEN), e esses fragmentos foram usados como fragmentos de promotor TZ4/de extremidade N de gene PC. Esses fragmentos de DNA foram misturados com um DNA preparado por clivagem de plasmídeo Escherichia coli pHSG299 (fabricado por Takara Shuzo Co., Ltd.) com Pst I, e foram ligados com esse usando o Kit de Ligação ver. 2 (fabricado por Takara Shuzo Co., Ltd.).

[151] O DNA de plasmídeo obtido foi usado para transformar Escherichia coli

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 55/130

42/73 (cepa DH5a). Escherichia coli recombinante assim obtido foi aplicado a um meio de LB ágar contendo 50 pg/mL de canamicina e 50 pg/mL de X-Gal. O clone que formou uma colônia branca no meio foi cultivado em um líquido de uma forma normal. Então, o DNA de plasmídeo foi purificado. O DNA de plasmídeo obtido foi clivado com enzima de restrição Pst I. Como um resultado, aproximadamente 1,0 kb de fragmentos de inserção foram observados. Esses fragmentos foram chamados pMJPC17.1.

[152] Os fragmentos de DNA foram adquiridos a partir das regiões 5' a montante de um gene piruvato carboxilase derivado de uma cepa de Brevibacterium flavum MJ233, por PCR usando como um modelo o DNA preparado em (A) acima e usando DNAs sintéticos (Banco de dados GenBank No. Acesso BA000036), cuja sequência genômica integral foi relatada.

[153] Composição de mistura reacional: 1 ,uL do DNA modelo, 0,2 uL de Pfx DNA polimerase (fabricado por Invitrogen Corp.), o tampão anexado (concentração x1), 0,3 μΜ de cada iniciador, 1 mM de MgSO4, e 0,25 μΜ de dNTPs foram misturados, e a quantidade total foi ajustada para 20 pL.

[154] Condições de temperatura reacional: o ciclador térmico de DNA PTC-200 (fabricado por MJ Research) foi usado para repetir um ciclo 35 vezes, o ciclo sendo composto de manter a 94 °C por 20 segundos, manter a 60 °C por 20 segundos, e manter a 72 °C por 30 segundos. Entretanto, a manutenção a 94 °C no primeiro ciclo foi conduzida por 1 minuto e 20 segundos, e a manutenção a 72 °C no ciclo final foi conduzida por 5 minutos.

[155] O produto de amplificação foi certificado submetendo-se a mistura reacional à separação por eletroforese em gel usando agarose a 1,0% (SeaKem GTG agarose; fabricado por FMC BioProducts) e então à visualização por coloração com brometo de etídio. Como um resultado, aproximadamente 0,7 kb de fragmentos foram detectados. Os fragmentos de DNA desejados foram recuperados a partir do gel usando o Kit de Extração de Gel QIAQuick (fabricado por QIAGEN).

[156] As extremidades 5' dos fragmentos de DNA recuperados foram fosforiladas com T4 Polinucleotídeo Quinase (fabricado por Takara Shuzo Co., Ltd.). Então, os fragmentos de DNA foram ligados ao sítio Sma O do vetor de Escherichia coli pUC119 (fabricado por Takara Shuzo Co., Ltd.) usando o Kit de Ligação ver. 2 (fabricado por Takara Shuzo Co., Ltd.). O DNA de plasmídeo obtido foi usado para

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 56/130

43/73 transformar Eschericia coli (cepa DH5a). O Escherichia coli recombinante assim obtido foi aplicado a um meio de LB ágar contendo 50 pg/mL de ampicilina e 50 pg/mL de X-Gal. O clone que formou uma colônia branca no meio foi cultivado em um líquido de uma forma normal. Então, o DNA de plasmídeo foi purificado.

[157] O DNA de plasmídeo obtido foi submetido a uma reação PCR na qual DNAs sintéticos representados pela sequência No. 7 e pela sequência No. 6 foram usados como iniciadores.

[158] Composição de mistura reacional: 1 ng de plasmídeo, 0,2 pL de Ex-Taq DNA polimerase (fabricado por Takara Shuzo Co., Ltd.), o tampão anexado (concentração x1), 0,2 pM de cada iniciador, e 0,25 pM de dNTPs foram misturados, e a quantidade total foi ajustada para 20 pL.

[159] Condições de temperatura reacional: o ciclador térmico de DNA PTC-200 (fabricado por MJ Research) foi usado para repetir um ciclo 20 vezes, o ciclo sendo composto de manter a 94 °C por 20 segundos, manter a 60 °C por 20 segundos, e manter a 72 °C por 50 segundos. Entretanto, a manutenção a 94 °C no primeiro ciclo foi conduzida por 1 minuto e 20 segundos, e a manutenção a 72 °C no ciclo final foi conduzida por 5 minutos. Certificou-se se fragmentos de DNA de inserção estavam presentes ou não. Como um resultado, um plasmídeo que forneceu aproximadamente 0,7 kb de um produto de amplificação foi selecionado e chamado pMJPC5.1.

[160] Subsequentemente, pMJPC17.1 e pMJPC5.1 foram clivados com a enzima de restrição Xba I, e então misturados e ligados usando o Kit de Ligação ver. 2 (fabricado por Takara Shuzo Co., Ltd.). Os fragmentos de ligante foram clivados com a enzima de restrição Sac I e com a enzima de restrição Sph I, e os fragmentos de DNA resultantes foram separados por eletroforese em gel usando agarose a 0,75% (SeaKem GTG agarose; fabricado por FMC BioProducts). Aproximadamente 1,75 kb de fragmentos de DNA foram recuperados usando o Kit de Extração de Gel QIAQuick (fabricado por QIAGEN). Os fragmentos de DNA obtidos inserindo-se um promotor TZ4 entre a região 5' a montante e a região de extremidade N do gene PC foram misturados com um DNA preparado clivando-se o plasmídeo pKMB1 contendo um gene sacB (JP-A-2005-95169) com Sac I e Sph I e foram ligados a esse usando o Kit de Ligação ver. 2 (fabricado por Takara Shuzo Co., Ltd.).

[161] O DNA de plasmídeo obtido foi usado para transformar Escherichia coli

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 57/130

44/73 (cepa DH5a). O Escherichia coli recombinante assim obtido foi aplicado a um meio de LB ágar contendo 50 pg/mL de canamicina e 50 pg/mL de X-Gal. O clone que formou uma colônia branca no meio foi cultivado em um líquido de uma forma normal. Então, o DNA de plasmídeo foi purificado. O DNA de plasmídeo obtido foi clivado com enzimas de restrição Sac I e Sph I. Como um resultado, aproximadamente 1,75 kb de fragmentos de inserção foram observados. Esses fragmentos foram chamados pMJPC17.2.

(C) Produção de Cepa Acentuada por PC [162] O DNA de plasmídeo a ser usado para transformar Brevibacterium flavum MJ233/ALDH (cepa de rompimento de gene lactato desidrogenase: JP-A-200595169) foi preparado a partir de uma cepa de Escherichia coli JM110 que foi transformada usando o DNA de plasmídeo de pMJPC17.2 pelo método de cloreto de cálcio (Journal of Molecular Biology, 53, 159, 1970). A transformação da cepa de Brevibacterium flavum MJ233/ALDH foi conduzida pelo método de pulso elétrico (Res. Microbiol., Vol. 144, pág. 181 a 185, 1993). O transformante obtido foi aplicado a um meio de LBG ágar [10 g de tripton, 5 g de extrato de levedura, 5 g de NaCl, 20 g de glicose, e 15 g de ágar foram dissolvidos em 1 L de água destilada] que continha canamicina em uma concentração de 25 pg/mL. A cepa que cresceu no meio foi um plasmídeo no qual pMJPC17.2 foi incapaz de ser duplicada nas células da cepa de Brevibacterium flavum MJ233. Consequentemente, a recombinação homóloga deveria ter ocorrido entre o gene PC do plasmídeo e o mesmo gene presente no genoma da cepa de Brevibacterium flavum MJ233 e, como um resultado, um gene resistente a canamicina e um gene sacB ambos derivados desse plasmídeo deveriam ter sido inseridos no genoma.

[163] Subsequentemente, a cepa recombinante homóloga foi cultivada em um meio LBG líquido contendo canamicina em uma concentração de 25 pg/mL. Uma parte desse meio de cultura que correspondeu a um número de células de aproximadamente 1.000.000 foi aplicada a um meio LBG contendo sacarose a 10%. Como um resultado, concluiu-se que várias dezenas de cepas que passaram pela segunda recombinação homóloga e eliminação resultante do gene sacB e, portanto, tornaram-se não sensíveis à sacarose foram obtidas. As cepas assim obtidas incluem as nas quais um promotor TZ4 derivado de pMJPC17.2 foi inserido a montante a partir do gene PC

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 58/130

45/73 e os que retornaram para o tipo de ocorrência natural. Se um gene PC é do tipo promotor substituído ou do tipo de ocorrência natural pode ser facilmente verificado submetendo-se diretamente as células obtidas por cultura líquida em um meio LBG a uma reação PCR e então à detecção de gene PC. Quando analisado com um promotor TZ4 e iniciadores (sequência No. 8 e sequência No. 9) para amplificação PCR de genes PC, um gene PC do tipo promotor substituído deveria fornecer um fragmento de DNA de 678 bp.

[164] As cepas que foram tornadas não sensíveis à sacarose pelo método descrito acima foram analisadas. Como um resultado, uma cepa na qual um promotor TZ4 foi inserido foi selecionada e chamada Brevibacterium flavum MJ233/PC-4/ALDH.

(D) Determinação da Atividade da Enzima Piruvato Carboxilase [165] A cepa transformada obtida em (C) acima, isto é, a cepa Brevibacterium flavum MJ233/PC-4/ALDH, foi cultivada de um dia para o outro em 100 mL de meio A contendo glicose a 2% e 25 mg/L de canamicina. As células obtidas foram coletadas, enxaguadas com 50 mL de tampão de fosfato de potássio a 50 mM (pH 7,5), e suspensas novamente em 20 mL de um tampão tendo a mesma composição. Essa suspensão foi amassada com SONIFIER 350 (fabricado por BRANSON) e centrifugada, e o sobrenadante resultante foi recuperado como um extrato isento de célula.

[166] O extrato isento de célula obtido foi usado e examinado quanto à atividade de piruvato carboxilase. A atividade da enzima foi examinada reagindo-se o extrato a 25 °C em um líquido reacional contendo 100 mM de tampão Tris/HCl (pH 7,5), 0,1 mg/10 mL de biotina, 5 mM de cloreto de magnésio, 50 mM de hidrogênio carbonato de sódio, 5 mM de piruvato de sódio, 5 mM de adenosina trifosfato de sódio, 0,32 mM de NADH, 20 unidades/1,5 mL de ácido málico desidrogenase (fabricado por WAKO; derivado de levedura), e a enzima. A quantidade da enzima exigida para catalisar uma redução de NADH de 1 pmol por minuto foi expressa por 1 U. O extrato isento de célula que mostrou expressão de piruvato carboxilase acentuada teve uma atividade específica de 0,1 U/mg de proteína. Casualmente, as células obtidas cultivando-se igualmente uma cepa MJ233/ALDH, que foi uma cepa de origem, forneceu um valor que estava abaixo do limite de detecção para esse método para determinação de atividade.

[167] A cepa de brevibacterium flavum MJ233/PC-4/ALDH foi usada abaixo

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 59/130

46/73 como um micro-organismo de produção de ácido orgânico em cultura para preparar células e em uma reação para a produção de ácido orgânico.

- Preparação de Meio de Cultura Contendo Sal de Ácido Succínico (Cultura de Semente) [168] Em frasco Erlenmeyer de 500 mL foram introduzidos 100 mL de um meio de cultura obtido misturando-se 4 g de ureia, 14 g de sulfato de amônio, 0,5 g de fosfato monopotássio, 0,5 g de fosfato dipotássio, 0,5 g de sulfato de magnésio heptaidratado, 20 mg de sulfato de manganês hidratado, 200 ug de D-biotina, 200 ug de cloridrato de tiamina, 5 g de extrato de levedura, 5 g de ácido casamino, e 1.000 mL de água destilada. O meio de cultura foi esterilizado por aquecimento a 120 °C por 20 minutos. Esse meio de cultura foi resfriado até temperatura ambiente, e 4 mL de solução aquosa de glicose a 50% que foi esterilizada de antemão foram adicionados a esse. A cepa de Brevibacterium flavum MJ233/PC-4/ALDH construída acima foi inoculada nesse, e a cultura de semente foi conduzida a 30 °C por 24 horas.

(Cultura Principal) [169] Em um fermentador de 1 L foram introduzidos 400 mL de um meio de cultura obtido misturando-se 1,0 g de sulfato de amônio, 1,5 g de fosfato monopotássio, 1,5 g de fosfato dipotássio, 1,67 g de cloreto de potássio, 0,5 g de sulfato de magnésio heptaidratado, 40 mg de sulfato ferroso heptaidratado, 40 mg de sulfato de manganês hidratado, 1,0 mg de D-biotina, 1,0 mg de cloridrato de tiamina, 10 g de extrato de levedura, 1,0 g de um agente antiformação de espuma (CE457, fabricado por Nippon Oil & Fats Co., Ltd.), e 1.000 mL de água destilada. O meio de cultura foi esterilizado por aquecimento a 120 °C por 20 minutos. Esse meio de cultura foi resfriado até temperatura ambiente. Então, 20 mL de solução aquosa de glicose a 72% que foi esterilizada de antemão foram adicionados a esse. Vinte mililitros do meio de cultura de semente descrito acima foram adicionados, e a mistura foi mantida a 30 °C. A cultura principal foi conduzida por 24 horas sob as condições de aeração e agitação de 300 mL/min e 600 rpm, respectivamente, enquanto mantendo o pH acima de 7,0 usando água em amônia a 9,3%.

[170] A concentração de oxigênio dissolvido começa a diminuir gradualmente imediatamente após a iniciação da cultura e se tornou substancialmente 0 em 4 horas após a iniciação da cultura. Quinze horas após a iniciação da cultura, a concentração

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 60/130

47/73 de oxigênio dissolvido elevou. Consequentemente, 380 μ_ de solução aquosa de glicose a 72% que foi esterilizada de antemão foram adicionados. Como um resultado, a concentração de oxigênio dissolvido diminuiu rapidamente novamente e se tornou substancialmente 0. Em aproximadamente 13 minutos após, um aumento na concentração de oxigênio dissolvido foi igualmente observado. Consequentemente, 380 μ_ de solução aquosa de glicose a 72% que foi esterilizada de antemão foi adicionada para abaixar novamente a concentração de oxigênio dissolvido. Então, o mesmo aumento foi observado em intervalos de aproximadamente 13 minutos, e a concentração de oxigênio dissolvido foi abaixada a cada hora da mesma maneira. Após a cultura ser conduzida por 24 horas, o valor de OD660 foi 87,3.

(Cultura de Produção de Ácido Orgânico) [171] Em um frasco Erlenmeyer de 500 m_ foi introduzido um meio de cultura obtido misturando-se 84,4 mg de fosfato monoamônio, 75,8 mg de fosfato diamônio,

149,1 mg de cloreto de potássio, 0,2 g de sulfato de magnésio heptaidratado, 8 mg de sulfato ferroso heptaidratado, 8 mg de sulfato de manganês hidratado, 80 μg de Dbiotina, 80 μg de cloridrato de tiamina, e 200 m_ de água destilada. O meio de cultura foi esterilizado por aquecimento a 120 °C por 20 minutos. Esse meio de cultura foi resfriado até temperatura ambiente e então introduzido em um fermentador de jarra de 1 _. A 200 m_ dessa suspensão foram adicionados 90 m_ do meio de cultura obtido pela cultura principal descrita acima, 40 m_ de uma solução aquosa de glicose a 72% que foi esterilizada de antemão, e 125 m_ de água destilada. Os ingredientes foram misturados, e a mistura foi mantida a 35 °C. Uma reação para a produção de ácido orgânico foi conduzida enquanto agitando a mistura a 200 rpm e enquanto mantendo o pH a 7,6 usando uma solução aquosa obtida misturando-se 154 g de carbonato de amônio, 239 m_ de água em amônia a 28%, e 650 m_ de água destilada. Vinte e uma horas após a iniciação da reação, a concentração de ácido succínico produzido foi

34,8 g/_ e esse caldo de fermentação continha uma pequena quantidade de ácido fumárico.

[172] O caldo de fermentação de ácido succínico assim preparado foi centrifugado (10.000 G, 10 minutos) para obter uma solução aquosa que continha o succinato de amônio obtido.

- Preparação de Líquido de Fluxo contendo Ácido Succínico (Líquido de

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 61/130

48/73

Alimentação de Cristalização) [173] A solução aquosa de succinato de amônio obtida pela cultura foi concentrada com aquecimento em uma pressão reduzida. Enquanto o meio de cultura concentrado estava sendo agitado, ácido sulfúrico a 47% foi despejado no meio de cultura para ajustar o pH da solução para 2. Metil etil cetona (a seguir abreviado para MEK) foi adicionado como um solvente orgânico ao meio de cultura ao qual ácido sulfúrico foi adicionado, a quantidade em volume do MEK sendo igual à do meio de cultura, e a mistura resultante foi agitada a 25 °C por aproximadamente 30 minutos. O líquido assim obtido foi deixado em repouso e então separado em uma camada orgânica e uma camada aquosa. MEK foi adicionado à camada aquosa separada em uma quantidade de metade em volume da quantidade da camada aquosa, e a mistura resultante foi agitada a 25 °C por 30 minutos. Esse líquido foi deixado em repouso e então separado em uma camada orgânica e em uma camada aquosa da mesma maneira. A mesma operação foi ainda repetida três vezes, e todas as camadas orgânicas foram colocadas juntas. A camada orgânica resultante foi analisada por cromatografia líquida (LC). Como um resultado, concluiu-se que 97,9% do ácido succínico que estava contida no caldo foram extraídos e incorporados na camada orgânica.

[174] Subsequentemente, a camada orgânica obtida por extração com MEK foi concentrada removendo por destilação o MEK do extrato de MEK resultante a 70 °C, enquanto regulando o grau de vácuo de 400 mmHg para 100 mmHg. Então, a temperatura da solução obtida foi abaixada de 70 °C para 40 °C ao longo de 30 minutos, e essa solução foi então agitada a 40 °C por 1 hora. Os cristais que se precipitaram foram retirados por filtração e então enxaguados com água fria para obter cristais crus. Por outro lado, o filtrado foi ainda resfriado de 40 °C para 10 °C ao longo de 30 minutos e agitado a 10 °C por 1 hora. Os cristais que se precipitaram foram retirados por filtração e enxaguados com água fria para obter cristais crus. Esses cristais crus obtidos foram regularmente misturados com os cristais crus obtidos primeiro, e a mistura foi submetida à próxima etapa.

[175] Aos cristais crus obtidos foi adicionada água pura em tal quantidade de modo a resultar em um líquido que continha 30% em peso do ácido succínico cru. Os cristais crus foram dissolvidos a 80 °C. Então, carbono ativado em pó (DIAHOPE 8ED, fabricado por Calgon Mitsubishi Chemical Corp.) foi adicionado em uma quantidade

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 62/130

49/73 de 0,3% em peso com base no ácido succínico. Um tratamento com o carbono ativado foi conduzido por 3 horas usando um agitador termostático a 80 °C. Então, o carbono ativado foi removido por filtração a 80 °C.

[176] Ademais, o líquido contendo ácido succínico obtido foi introduzido em uma autoclave de agitação por indução de 500 mL feito de SUS316, e foi hidrotratado na pressão de 5% Pd/C (Wako Catalog 326-81672; quantidade de catalisador, 0,06% em peso com base no ácido succínico) sob as condições de uma pressão de hidrogênio de 0,8 MPa, uma temperatura reacional de 80 °C, e um tempo reacional de 3 horas. Como um resultado, o ácido fumárico que estava contido no ácido succínico cru em uma quantidade de 1,8% em peso com base no ácido succínico foi completamente induzido para ácido succínico. Após o término da reação, o catalisador foi removido por filtração. O líquido contendo ácido succínico assim obtido foi submetido aos seguintes Exemplos e Exemplos Comparativos. Esse líquido contendo ácido succínico tinha uma concentração de ácido succínico de 32% em peso e uma concentração de íons de amônio de 30 ppm (94 ppm do ácido succínico). A solução aquosa de 32% em peso de ácido succínico teve uma temperatura de saturação de 70 °C. A solução contendo ácido succínico assim obtida foi submetida aos seguintes Exemplos e Exemplos Comparativos.

Exemplo 1-1 [177] Quinhentos mililitros (540 g) do líquido contendo ácido succínico foram introduzidos em um cristalizador, tal como o mostrado na FIG. 1, que foi constituído de um frasco separável encamisado tendo um diâmetro interno de 86 mm que foi equipado com quatro defletores tendo uma largura de 10 mm e com um agitador que tinha impulsores de quatro pás dispostas em dois estágios e tinham um diâmetro de 50 mm e nos quais cada uma das lâminas tinha uma largura de 15 mm e voltada para baixo a 45°. Os conteúdos foram mantidos a 80 °C passando água quente através da camisa, enquanto agitando os conteúdos a 500 rpm. Subsequentemente, a temperatura da água que está sendo passada através da camisa foi abaixada para 20 °C ao longo de 1 hora em uma taxa de 1 °C/min, e os conteúdos foram então mantidos resfriados por mais 1 hora de modo que a temperatura interna do tanque de cristalização foi mantida a 20 °C. Após o término da cristalização, a potência Pv exigida para agitação por unidade de volume foi calculada a partir do torque T. Como um resultado,

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 63/130

50/73 a Pv revelou-se 1 kW/m³.

[178] Então, a pasta fluida de ácido succínico foi filtrada e então separada em 155 g de um bolo úmido de ácido succínico e 380 g de um licor mãe. O bolo úmido de ácido succínico obtido em uma quantidade de 155 g foi introduzido em um béquer de 1 L junto com 700 g de água pura e lavado em suspensão, e a pasta fluida foi filtrada. O bolo úmido obtido foi seco em vácuo a 70 °C por 12 horas para obter o ácido succínico que era branco e inodoro. Os cristais obtidos foram examinados com um microscópio. Como um resultado, concluiu-se que os cristais tendo uma superfície lisa, como mostrado na FIG. 2, foram obtidos. Ademais, o ácido succínico foi examinado quanto ao teor de íons de NH4⁺. Como um resultado, o teor desse revelou-se 0,2 ppm.

Exemplo 1-2 [179] A operação de cristalização foi conduzida da mesma maneira que no Exemplo 1-1, exceto que a temperatura da água que está sendo passada através da camisa foi abaixada para 20 °C ao longo de 2,5 horas em uma taxa de 0,4 °C/min e os conteúdos foram então mantidos resfriados por mais 1 hora de modo que a temperatura interna do tanque de cristalização foi mantida a 20 °C. A potência Pv exigida para agitação por unidade de volume foi 1,0 kW/m³. Os cristais obtidos foram examinados com um microscópio. Como um resultado, concluiu-se que os cristais com uma superfície lisa, como mostrado na FIG. 3, foram obtidos. Ademais, o ácido succínico foi examinado quanto ao teor de íons de NH4⁺ neste. Como um resultado, o teor desse revelou-se 0,2 ppm.

Exemplo 1-3 [180] Uma operação de cristalização foi conduzida da mesma maneira que no Exemplo 1-1, exceto que a velocidade de rotação de agitação foi alterada para 400 rpm. A potência Pv exigida para agitação por unidade de volume foi 0,5 kW/m³. Os cristais obtidos foram examinados com um microscópio. Como um resultado, concluiuse que os cristais com uma superfície lisa, como mostrado na FIG. 4, foram obtidos. Ademais, o ácido succínico foi examinado quanto ao teor de íons de NH4⁺ neste. Como um resultado, o teor desse revelou-se 0,2 ppm.

Exemplo Comparativo 1-1 [181] Cinco litros (5.400 g) do líquido contendo ácido succínico foram introduzidos em um cristalizador, tal como o mostrado na FIG. 6, que foi constituído de um

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 64/130

51/73 frasco separável encamisado tendo um diâmetro interno de 150 mm que foi equipado com um agitador com uma lâmina âncora de diâmetro de 120 mm, altura de 50 mm, e largura de 15 mm, tal como a mostrada na FIG. 5. Os conteúdos foram mantidos a 80 °C passando água quente através da camisa enquanto agitando os conteúdos a 300 rpm.

[182] Então, a temperatura da água que está sendo passada através da camisa foi abaixada para 20 °C ao longo de 2,5 horas em uma taxa de 0,4 °C/min, e os conteúdos foram subsequentemente mantidos resfriados por mais 1 hora de modo que a temperatura interna do tanque de cristalização foi mantido a 20 °C. Após o término da cristalização, a potência Pv exigida para agitação durante a operação de cristalização foi calculada e revelou-se 0,3 kW/m³. A pasta fluida de ácido succínico obtida pela cristalização foi filtrada e então separada em 1.500 g de um bolo úmido de ácido succínico e 3.900 g de um licor mãe. O bolo úmido de ácido succínico obtido em uma quantidade de 1.500 g foi introduzido em um recipiente de polietileno de 10 L junto com 7.000 g de água pura e lavado em suspensão, e a pasta fluida foi filtrada. O bolo úmido obtido foi seco em vácuo a 70 °C por 12 horas para obter ácido succínico que era branco e inodoro. Os cristais obtidos foram examinados com um microscópio. Como um resultado, concluiu-se que os cristais tinham muitos rebaixos e protusões que se presume sejam formados como um resultado da agregação de vários cristais, como mostrado na FIG. 7. O ácido succínico foi analisado quanto ao teor de íons de NH4⁺ neste. Como um resultado, o teor desse revelou-se 1,0 ppm.

Exemplo 2-1 [183] O líquido contendo ácido succínico foi alimentado em um cristalizador, tal como o mostrado na FIG. 8, que foi constituído de um frasco separável encamisado tendo um diâmetro interno de 86 mm que foi equipado com quatro defletores tendo uma largura de 10 mm e com um agitador com impulsores de quatro pás inclinadas dispostos em dois estágios e com um diâmetro de 50 mm e no qual cada uma das lâminas tinha uma largura de 15 mm e voltada para baixo a 45°. O líquido contendo ácido succínico foi alimentado no cristalizador de modo que o interior do cristalizador não se tornou vazio, a cristalização por resfriamento foi conduzida.

[184] Quinhentos mililitros do líquido contendo ácido succínico foram introduzidos no tanque de agitação no qual água quente a 80 °C foi passada através da

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 65/130

52/73 camisa. Os impulsores de pás foram rotacionados a 500 rpm para dissolver completamente o ácido succínico contido no líquido contendo ácido succínico para levá-lo a um estado no qual nenhuma matéria sólida foi observada.

[185] Após certificar-se que o ácido succínico se dissolveu, a temperatura da água quente sendo fornecida à camisa foi abaixada para 20 °C ao longo de aproximadamente 1 hora para abaixar a temperatura interna do tanque de cristalização para 20 °C. Após a temperatura interna se tornar 20 °C, os conteúdos foram continuamente agitados por mais 1 hora enquanto mantendo essa temperatura.

[186] Então, o líquido contendo ácido succínico foi continuamente alimentado a 250 mL/min enquanto a temperatura da água fria sendo passada através da camisa foi regulada de modo que a temperatura interna do tanque de cristalização foi capaz de ser mantida a 20 °C. Simultaneamente, uma pasta fluida contendo ácido succínico sólido foi intermitentemente descarregada em um tanque de descarga de pasta fluida em intervalos de aproximadamente 15 minutos de modo que o volume da pasta fluida de ácido succínico no tanque de cristalização foi substancialmente constante. A pasta fluida contendo ácido succínico descarregada foi filtrada sob vácuo e então separada em um bloco úmido de ácido succínico e um licor mãe a cada vez.

[187] Essa operação de cristalização contínua foi continuada por 7 horas, enquanto a temperatura da água fria sendo fornecida à camisa foi regulada de modo que a temperatura interna do tanque de cristalização foi mantida a 20 °C. Então, a alimentação contínua do líquido contendo ácido succínico e a descarga intermitente da pasta fluida de ácido succínico foram interrompidas, e os conteúdos foram continuamente agitados por mais 1 hora enquanto mantendo a temperatura de 20 °C.

[188] A potência média Pv exigida para agitação por unidade de volume durante a operação de cristalização foi 1,0 kW/m³, e a quantidade dos bolos úmidos de ácido succínico obtidos no período de tempo quando 6 horas se passaram desde o início da operação de cristalização contínua até o tempo quando 7 horas se passaram desde o início dessa foi 76 g. Esses bolos úmidos de ácido succínico foram lavados em suspensão com 350 g de água fria, e a pasta fluida resultante foi filtrada sob vácuo. O bolo úmido assim obtido foi seco em vácuo a 80 °C para recuperar 55 g do ácido succínico.

[189] O ácido succínico seco foi examinado quanto à distribuição de diâmetro

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 66/130

53/73 de partícula pelo método para determinação de distribuição de diâmetro de partícula descrita acima. Os resultados são mostrados na Tabela 1 abaixo. A quantidade de íons de amônio foi determinada. Como um resultado, a quantidade desses revelou-se 0,2 ppm.

Tabela 1

Distribuição de diâmetro de partícula de ácido succínico seco

Tamanho de abertura nominal (pm)	Teor (% em peso)	Teor do conteúdo que passa pela peneira em peso
> 850	0,0	100,0
850 - 710	0,1	99,9
710 - 500	24,7	75,2
500 - 300	57,5	17,7
300 - 150	15,8	1,9
150>	1,9	0,0
d20 [pm]	306
d50 [pm]	400
d80 [pm]	535
(d80 - d20)/d50	0,57

Exemplo 2-2 [190]O ácido succínico foi produzido de acordo com o mesmo método do Exemplo 2-1, exceto que a velocidade de rotação de agitação foi alterada para 400 rpm. A potência média Pv exigida para agitação por unidade de volume nesse caso foi 0,5 kW/m³. O ácido succínico obtido foi examinado quanto à distribuição de diâmetro de partícula pelo método para determinação da distribuição de diâmetro de partícula descrita acima, e os resultados são mostrados na Tabela 2 abaixo. A quantidade de íons de amônio foi determinada, e revelou-se 0,3 ppm.

Tabela 2

Distribuição de diâmetro de partícula de ácido succínico seco

Tamanho de abertura nominal (pm)	Teor (% em peso)	Teor do conteúdo que passa pela peneira em peso
> 850	0,3	99,7
850 - 710	3,7	96,0
710 - 500	49,2	46,8
500 - 300	33,4	13,4
300 - 150	12,4	1,0
150>	1,0	0,0
d20 [pm]	332
d50 [pm]	512

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 67/130

54/73

d80 [pm]	634
(d80 - d20)/d50	0,59

Exemplo 2-3 [191] O líquido contendo ácido succínico foi alimentado em um cristalizador, tal como o mostrado na FIG. 9, que era constituído de um frasco separável encamisado tendo um diâmetro interno de 86 mm equipado com quatro defletores tendo uma largura de 10 mm e com um agitador que tem impulsores com quatro pás inclinadas dispostas em dois estágios e com um diâmetro de 50 mm e nos quais cada uma das lâminas tem uma largura de 15 mm e voltada a 45°. O líquido contendo ácido succínico foi alimentado no cristalizador de modo que o interior do cristalizador não se tornou vazio, e a cristalização por resfriamento a vácuo foi conduzida da seguinte maneira.

[192] Quinhentos mililitros do líquido contendo ácido succínico foram introduzidos no tanque de agitação no qual água quente a 80 °C foi passada através da camisa. Os impulsores de pás foram rotacionados a 500 rpm para dissolver completamente o ácido succínico contido no líquido contendo ácido succínico para levá-lo a um estado no qual nenhuma matéria sólida foi observada.

[193] Após certificar-se que o ácido succínico se dissolveu, o fornecimento de água quente à camisa foi interrompido e a pressão interna do tanque de agitação foi gradualmente reduzida a partir de pressão atmosférica para resfriar o interior do tanque. O vapor que vaporizou como um resultado da redução de pressão foi introduzido em um condensador, através do que água fria a 5 °C foi passada, e foi então condensado e recuperado. A pressão foi abaixada para 2 kPa ao longo de aproximadamente 1 hora para abaixar a temperatura interna do tanque de cristalização para 20 °C. Então, os conteúdos foram continuamente agitados por mais 1 hora enquanto mantendo essa temperatura.

[194] Então, a solução aquosa de ácido succínico foi continuamente alimentada a uma taxa de 300 mL/min enquanto mantendo a pressão interna e a temperatura do tanque de cristalização em 2 kPa e 20 °C, respectivamente. Simultaneamente, uma pasta fluida de ácido succínico foi intermitentemente descarregada de um tanque de agitação para um tanque de descarga de pasta fluida em intervalos de aproximadamente 15 minutos de modo que o nível de líquido no tanque de cristalização foi mantido constante.

[195] Essa operação de cristalização contínua foi continuada por 7 horas,

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 68/130

55/73 enquanto regulando a pressão de modo que a temperatura interna do tanque de cristalização foi mantida a 20 °C. Então, a alimentação contínua do líquido contendo ácido succínico e a descarga intermitente da pasta fluida de ácido succínico foram interrompidas, e a pressão foi retornada para pressão atmosférica. Subsequentemente, os conteúdos foram continuamente agitados por 1 hora enquanto mantendo a temperatura interna do tanque de cristalização em 20 °C passando água fria através da camisa.

[196] A potência média Pv exigida para agitação por unidade de volume durante a operação de cristalização foi 1,0 kW/m³. Os bolos úmidos de ácido succínico obtidos no período de tempo quando 6 horas se passaram desde o início da operação de cristalização contínua até o tempo quando 7 horas se passaram desde o início dessa foram lavados em suspensão com água fria, e a pasta fluida resultante foi filtrada sob vácuo. O bolo úmido assim obtido foi seco em vácuo a 80 °C para recuperar o ácido succínico.

[197] O ácido succínico seco foi examinado quanto à distribuição de diâmetro de partícula pelo método para determinação de distribuição de diâmetro de partícula descrito acima. Os resultados são mostrados na Tabela 3 abaixo. A quantidade de íons de amônio foi determinada, e revelou-se 0,3 ppm.

Tabela 3

Distribuição de diâmetro de partícula de ácido succínico seco

Tamanho de abertura nominal (pm)	Teor (% em peso)	Teor do conteúdo que passa pela peneira em peso
> 850	0,1	99,9
850 - 710	0,7	99,2
710 - 500	19,8	79,4
500 - 300	65,7	13,7
300 - 150	12,5	1,2
150>	1,2	0,0
d20 [pm]	31	5
d50 [pm]	398
d80 [pm]	506
(d80 - d20)/d50	0,48

Exemplo Comparativo 2-1 [198]O ácido succínico foi produzido de acordo com o mesmo método do

Exemplo 2-1, exceto que a velocidade de rotação de agitação foi alterada para 300

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 69/130

56/73 rpm. A potência média Pv exigida para agitação por unidade de volume nesse caso foi 0,2 kW/m³. O ácido succínico obtido foi examinado quanto à distribuição de diâmetro de partícula pelo método para determinação de distribuição de diâmetro de partícula descrito acima, e os resultados são mostrados na Tabela 4 abaixo. Como mostrado na Tabela 4, o ácido succínico obtido tem uma ampla distribuição de diâmetro de partícula e os cristais de ácido succínico obtidos tinham uniformidade inferior aos cristais de ácido succínico obtidos no Exemplo. A quantidade de íons de amônio foi determinada, e revelou-se 0,4 ppm.

Tabela 4

Distribuição de diâmetro de partícula de ácido succínico seco

Tamanho de abertura nominal (pm)	Teor (% em peso)	Teor do conteúdo que passa pela peneira em peso
> 850	17,2	82,8
850 - 710	8,3	74,5
710 - 500	33,6	40,9
500 - 300	34,8	6,1
300 - 150	5,8	0,3
150>	0,3	0,0
d20 [pm]	368
d50 [pm]	550
d80 [pm]	800
(d80 - d20)/d50	0,79

Exemplo Comparativo 2-2 [199] O ácido succínico foi cristalizado e recuperado de acordo com o mesmo método do Exemplo 2-1, exceto que o Three-One Motor BL1200 (Shinto Scientific Co., Ltd.) foi usado em lugar do Three-One Motor BL600Te, fabricado pela Shinto Scientific Co., Ltd., usado no Exemplo 2-1 e que a velocidade de rotação de agitação foi alterada para 800 rpm. Entretanto, como a potência exigida para agitação geralmente satisfaz que (potência exigida para agitação, Pv)^(velocidade de rotação de agitação, n)³, a Pv foi considerada como Pv = 1 x (800/500)³ = 4 kW/m³.

[200] Os conteúdos do tanque de cristalização, quando no estado de serem agitados, estavam aparentemente regulares. Entretanto, após a agitação ser interrompida, concluiu-se que uma grande quantidade de bolhas foi aderida aos cristais de ácido succínico e os mesmos estavam substancialmente flutuando. Mesmo quando se tentou descarregar intermitentemente os cristais, foi impossível descarregar

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 70/130

57/73 estavelmente os cristais porque a pasta fluida estava em um estado instável.

[201]O ácido succínico obtido foi examinado quanto à distribuição de diâmetro de partícula pelo método para determinação da distribuição de diâmetro de partícula descrito acima, e os resultados são mostrados na Tabela 5 abaixo. Como mostrado na Tabela 5, o ácido succínico obtido tinha uma ampla distribuição de diâmetro de partícula e os cristais de ácido succínico obtidos tinham uniformidade inferior aos cristais de ácido succínico obtidos no Exemplo. O conteúdo de íons de amônio foi 0,3 ppm.

[Tabela 5]

Distribuição de diâmetro de partícula de ácido succínico seco

Tamanho de abertura nominal (gm)	Teor (% em peso)	Teor do conteúdo que passa pela peneira em peso
> 850	0,9	99,1
850 - 710	0,8	98,3
710 - 500	8,6	89,7
500 - 300	54,4	35,3
300 - 150	32,9	2,4
150>	2,4	0,0
d20 [gm]	21	7
d50 [gm]	344
d80 [gm]	456
(d80 - d20)/d50	0,69

Exemplo Comparativo 2-3 [202]O ácido succínico foi produzido de acordo com o mesmo método do Exemplo 2-1, exceto que uma lâmina Maxblend tendo um diâmetro interno de 63 mm (sem defletor) foi usada para conduzir a agitação a 300 rpm. A potência média Pv exigida para agitação por unidade de volume nesse caso foi 0,3 kW/m³. O ácido succínico obtido foi examinado quanto à distribuição de diâmetro de partícula pelo método para determinação de distribuição de diâmetro de partícula descrito acima, e os resultados são mostrados na Tabela 6 abaixo. Como mostrado na Tabela 6, o ácido succínico obtido tinha uma ampla distribuição de diâmetro de partícula e incluía partículas espessas em uma grande quantidade, e os cristais de ácido succínico obtidos tinham uniformidade inferior aos cristais de ácido succínico obtidos no Exemplo.

Tabela 6

Distribuição de diâmetro de partícula de ácido succínico seco

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 71/130

58/73

Tamanho de abertura nominal (pm)	Teor (% em peso)	Teor do conteúdo que passa pela peneira em peso
> 850	11,0	89,0
850 - 710	13,4	75,6
710 - 500	14,4	61,2
500 - 300	57,1	4,1
300 - 150	3,6	0,5
150>	0,5	0,0
d20 [pm]	34	t5
d50 [pm]	456
d80 [pm]	753
(d80 - d20)/d50	0,89

Exemplo Comparativo 2-4 [203]O ácido succínico foi produzido de acordo com o mesmo método do Exemplo 2-1, exceto que um tubo de descarga tendo um diâmetro de 60 mm foi inserido no tanque de cristalização e que a agitação foi conduzida a 500 rpm com os impulsores de quatro pás inclinadas nos quais cada uma das lâminas tinha uma largura de 15 mm e voltada para baixo a 45°. A potência média Pv exigida para agitação por unidade de volume nesse caso foi 0,2 kW/m³. O ácido succínico obtido foi examinado quanto à distribuição de diâmetro de partícula pelo método para determinação de distribuição de diâmetro de partícula descrito acima, e os resultados são mostrados na Tabela 7 abaixo. Como mostrado na Tabela 7, o ácido succínico obtido tinha uma ampla distribuição de diâmetro de partícula e incluída partículas espessas em grande quantidade, e os cristais de ácido succínico obtidos tinham uniformidade inferior aos cristais de ácido succínico obtidos no Exemplo.

Tabela 7

Distribuição de diâmetro de partícula de ácido succínico seco

Tamanho de abertura nominal (pm)	Teor (% em peso)	Teor do conteúdo que passa pela peneira em peso
> 850	19,2	80,8
850 - 710	14,8	66,0
710 - 500	5,8	60,2
500 - 300	50,3	9,9
300 - 150	9,8	0,1
150>	0,1	0,0
d20 [pm]	332
d50 [pm]	451

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 72/130

59/73

d80 [pm]	842
(d80 - d20)/d50	1,13

Como mostrado acima, o ácido succínico produzido continuamente pelos processos de produção da invenção teve excelente uniformidade em diâmetro de partícula e teve uma alta pureza.

Exemplo 3-1 [204] A solução contendo ácido succínico foi submetida à cristalização por resfriamento usando um frasco separável encamisado, tal como o mostrado na FIG. 8, que tinha um diâmetro interno de 86 mm e foi equipado com quatro defletores tendo uma largura de 10 mm e com impulsores de quatro pás inclinadas que foram dispostas em dois estágios e tinham um diâmetro de 50 mm e nos quais cada uma das lâminas tinha uma largura de 15 mm e voltada para baixo a 45°. A cristalização por resfriamento foi executada de modo que o interior do frasco não se tornou vazio.

[205] Quinhentos mililitros da solução contendo 32% em peso de ácido succínico foram introduzidos no tanque de agitação no qual água quente a 80 °C foi passada através da camisa. Os impulsores de pás foram rotacionados a 500 rpm para dissolver completamente o ácido succínico contido na solução contendo ácido succínico para levá-la a um estado no qual nenhuma matéria sólida foi observada.

[206] Após certificar-se que o ácido succínico se dissolveu, a temperatura da água quente sendo fornecida à camisa foi abaixada para 40 °C ao longo de aproximadamente 1 hora para abaixar a temperatura interna do tanque de cristalização para 40 °C. Após a temperatura interna se tornar 40 °C, os conteúdos foram continuamente agitados por mais 1 hora enquanto mantendo essa temperatura.

[207] Então, a solução contendo ácido succínico foi continuamente alimentada a 250 mL/min enquanto a temperatura da água fria sendo passada através da camisa foi regulada de modo que a temperatura interna do tanque de cristalização foi capaz de ser mantida a 40 °C. Simultaneamente, uma pasta fluida contendo ácido succínico sólido foi intermitentemente descarregada em um tanque de descarga de pasta fluida em intervalos de aproximadamente 15 minutos de modo que o volume da pasta fluida de ácido succínico no tanque de cristalização foi substancialmente constante. A pasta fluida contendo ácido succínico descarregada foi filtrada sob vácuo e então separada em um bloco úmido de ácido succínico e um licor mãe a cada vez.

[208] Essa operação de cristalização contínua foi continuada por 7 horas,

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 73/130

60/73 enquanto a temperatura da água fria sendo fornecida à camisa foi regulada de modo que a temperatura interna do tanque de cristalização foi mantida a 40 °C. Então, a alimentação contínua da solução contendo ácido succínico e a descarga intermitente da pasta fluida de ácido succínico foram paradas, e os conteúdos foram continuamente agitados por mais 1 hora enquanto mantendo a temperatura de 40 °C.

[209] Os bolos úmidos de ácido succínico obtidos em uma quantidade de 124 g no período de tempo quando 5 horas se passaram desde o início da operação de cristalização contínua até o tempo quando 7 horas se passaram desde o início dessa foram lavados em suspensão com 600 g de água fria. Então, a pasta fluida resultante foi filtrada sob vácuo. O bolo úmido obtido foi seco em vácuo a 80 °C para recuperar 80 g de ácido succínico.

[210] O ácido succínico obtido foi usado como um material de partida para produzir um poliéster de acordo com a Produção de Poliéster Alifático, e o polímero obtido foi avaliado. Como um resultado, o polímero revelou ter um YI de 3, uma viscosidade reduzida (qsp/c) de 2,3, e uma quantidade de grupos carboxila terminal de 24 equivalentes por ton.

Exemplo 3-2 [211] O ácido succínico foi produzido com o mesmo método do Exemplo 3-1, exceto que a temperatura de cristalização foi alterada para 30 °C. Ademais, o ácido succínico obtido foi usado para produzir um poliéster, e esse polímero foi avaliado. Como um resultado, o polímero revelou ter um YI de 5, uma viscosidade reduzida (nsp/c) de 2,2, e uma quantidade de grupos carboxila terminal de 24 equivalentes por ton.

Exemplo 3-3 [212] O ácido succínico foi produzido de acordo com o mesmo método do Exemplo 3-2, exceto que a taxa de alimentação da solução contendo ácido succínico no tanque de cristalização foi alterada para 167 mL/min. Ademais, o ácido succínico obtido foi usado para produzir um poliéster, e esse polímero foi avaliado. Como um resultado, o polímero revelou ter um YI de 5, uma viscosidade reduzida (qsp/c) de 2,2, e uma quantidade de grupos carboxila terminal de 24 equivalentes por ton.

Exemplo Comparativo 3-1 [213] O ácido succínico foi produzido de acordo com o mesmo método do

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 74/130

61/73

Exemplo 3-1, exceto que a temperatura de cristalização foi alterada para 20 °C. Ademais, o ácido succínico obtido foi usado para produzir um poliéster, e esse polímero foi avaliado. Como um resultado, o polímero revelou ter um YI de 10, uma viscosidade reduzida (qsp/c) de 2,3, e uma quantidade de grupos carboxila terminal de 24 equivalentes por ton.

Exemplo Comparativo 3-2 [214] Quinhentos mililitros (540 g) da solução contendo ácido succínico foram introduzidos no mesmo frasco separável encamisado como no Exemplo 3-1, que tinha um diâmetro interno de 86 mm e estava equipado com quatro defletores tendo uma largura de 10 mm e com impulsores de quatro pás que foram dispostas em dois estágios e com diâmetro de 50 mm e nos quais cada lâmina tinha uma largura de 15 mm e voltada para baixo a 45°. Os conteúdos foram mantidos a 80 °C passando água quente através da camisa enquanto agitando os conteúdos a 500 rpm. Então, a temperatura da água sendo passada através da camisa foi abaixada para 20 °C ao longo de 1 hora em uma taxa de 1 °C/min, e os conteúdos foram mantidos resfriados por mais 1 hora de modo que a temperatura interna do tanque de cristalização foi mantida a 20 °C. Assim, o ácido succínico foi cristalizado.

[215] A pasta fluida de ácido succínico obtida foi filtrada e então separada em 155 g de um bolo úmido de ácido succínico e 380 g de um licor mãe. O bolo úmido de ácido succínico obtido em uma quantidade de 155 g foi introduzido em um béquer de 1 L junto com 700 g de água pura e lavado em suspensão, e a pasta fluida foi filtrada. O bolo úmido obtido foi seco em vácuo para recuperar 110 g de ácido succínico. O ácido succínico obtido foi usado para produzir um poliéster, e esse polímero foi avaliado. Como um resultado, o polímero revelou ter um YI de 2, uma viscosidade reduzida (nsp/c) de 2,3, e uma quantidade de grupos carboxila terminal de 24 equivalentes por ton.

Exemplo Comparativo 3-3 [216] O ácido succínico foi produzido de acordo com o mesmo método do Exemplo Comparativo 3-2, exceto que a temperatura de cristalização foi alterada para 40 °C. Ademais, o ácido succínico obtido foi usado para produzir um poliéster, e esse polímero foi avaliado. Como um resultado, o polímero revelou ter um YI de 2, uma viscosidade reduzida (qsp/c) de 2,4, e uma quantidade de grupos carboxila terminal

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 75/130

62/73 de 25 equivalentes por ton.

[217] Como demonstrado acima, de acordo com os processos para a produção de ácido succínico que incluem a etapa de alimentar uma solução contendo ácido succínico em um tanque de cristalização e descarregar o ácido succínico sólido a partir do tanque de cristalização enquanto impedindo o tanque de cristalização de se tornar vazio, um polímero que foi pouco colorido e tinha um baixo valor de YI pode ser obtido regulando-se a temperatura do líquido contendo ácido succínico presente no tanque de cristalização para 35 °C a 50 °C.

Exemplo 4-1 [218] Uma dada quantidade de ácido succínico de um grau de aditivo alimentar (Kawasaki Kasei Chemicals Ltd.) foi dissolvida em uma dada quantidade de água quente a 80 °C para preparar um líquido contendo ácido succínico.

[219] A cristalização do ácido succínico com resfriamento por redução de pressão adiabática foi conduzida da seguinte maneira usando um frasco tendo um diâmetro interno de 86 mm e equipado com uma camisa feita de vidro (condutividade térmica, 1 W/(m.^oC); espessura de parede, aproximadamente 1,5 mm) e um tanque de agitação que foi feito de aço inoxidável SUS304 como fornecido em JIS G 4304 (condutividade térmica, 15 W/(m.oC)) e equipado com impulsores de quatro pás que foram dispostas em dois estágios e tinha um diâmetro de 50 mm e nos quais cada lâmina tinha uma largura de 15 mm e voltada para baixo a 45° e com quatro defletores tendo uma largura de 10 mm. Um fluxograma do aparelho é mostrado na FIG. 11.

[220] Quinhentos mililitros de um líquido contendo 30% em peso de ácido succínico que foi preparado de antemão foram introduzidos no tanque de agitação no qual água quente a 80 °C foi passada através da camisa. Os conteúdos foram agitados rotacionando-se os impulsores de pás a 500 rpm para dissolver completamente o líquido contendo ácido succínico. Após certificar-se que o ácido succínico se dissolveu, o fornecimento de água quente à camisa foi interrompido e a pressão interna do tanque de agitação foi gradualmente reduzida a partir de pressão atmosférica para resfriar o interior do tanque. O vapor que tinha vaporizado como um resultado da redução de pressão foi introduzido em um condensador, através do qual água fria a 5 °C estava sendo passada, e foi então condensado e recuperado. A pressão foi reduzida para 2 kPa ao longo de aproximadamente 1 hora para então abaixar a temperatura interna

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 76/130

63/73 do tanque de cristalização para 20 °C.

[221] Então, os conteúdos foram continuamente agitados por mais 1 hora enquanto mantendo a pressão e a temperatura. Subsequentemente, o líquido contendo ácido succínico foi continuamente alimentado a 300 mL/min enquanto mantendo a pressão interna e a temperatura do tanque de cristalização em 2 kPa e 20 °C, respectivamente. Simultaneamente, uma pasta fluida contendo ácido succínico foi intermitentemente descarregada a partir do tanque de agitação para um tanque de descarga de pasta fluida em intervalos de aproximadamente 15 minutos de modo que o nível de líquido no tanque de cristalização foi mantido constante.

[222] Essa cristalização contínua foi continuada por 6 horas. Então, a alimentação contínua do líquido contendo ácido succínico e a descarga intermitente da pasta fluida de ácido succínico foram interrompidas, e os conteúdos foram continuamente agitados por mais 1 hora enquanto mantendo a pressão. A pasta fluida foi completamente descarregada, e o interior do tanque de cristalização foi examinado. Como um resultado, nenhuma escala evidente de ácido succínico foi observada no interior do tanque de cristalização.

Exemplo Comparativo 4-1 [223] Usando-se o mesmo aparelho do Exemplo 4-1, a cristalização por resfriamento indireto de ácido succínico foi conduzida da seguinte maneira. Um líquido contendo 35% em peso de ácido succínico que foi preparado de antemão foi introduzido no tanque de agitação no qual água quente a 80 °C foi passada através da camisa. Os conteúdos foram agitados rotacionando-se os impulsores de pás a 500 rpm para dissolver completamente o líquido contendo ácido succínico. Após verificar-se que o ácido succínico se dissolveu, a temperatura da água quente fornecida à camisa foi abaixada para 20 °C ao longo de aproximadamente 1 hora para abaixar a temperatura interna do tanque de cristalização para 20 °C. Após a temperatura interna ter se tornado 20 °C, os conteúdos foram continuamente agitados por mais 1 hora enquanto mantendo a temperatura.

[224] Então, o líquido contendo ácido succínico foi continuamente alimentado a 250 mL/min enquanto a temperatura da água fria passada através da camisa foi regulada de modo que a temperatura interna do tanque de cristalização foi capaz de ser mantida a 20 °C. Simultaneamente, uma pasta fluida de ácido succínico foi

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 77/130

64/73 intermitentemente descarregada do tanque de agitação para o tanque de descarga de pasta fluida em intervalos de aproximadamente 15 minutos. No momento em que a alimentação contínua do líquido contendo ácido succínico no tanque de cristalização foi iniciada, a temperatura da água fria era 19 °C.

[225] A cristalização contínua foi continuada por 6 horas enquanto a temperatura da água fria fornecida à camisa estava sendo regulada de modo que a temperatura interna do tanque de cristalização foi mantida a 20 °C. A temperatura da água fria que passou através da camisa após 6 horas foi 17,5 °C. A alimentação contínua do líquido contendo ácido succínico e a descarga intermitente da pasta fluida de ácido succínico foram interrompidas, e os conteúdos foram continuamente agitados por mais 1 hora enquanto mantendo a temperatura de 20 °C.

[226] A pasta fluida completamente descarregada, e o interior do tanque de cristalização foi examinado em seguida. Como um resultado, uma escala de cristais de ácido succínico que tinha a espessura de vários milímetros foi observada ao longo da superfície inteira do interior do tanque de cristalização.

Exemplo Comparativo 4-2 [227] A cristalização por resfriamento de ácido succínico com um trocador de calor externo foi conduzida da seguinte maneira usando um cristalizador equipado com: um tanque de agitação de mistura completa que foi equipado com uma lâmina âncora feita de SUS304 e com um diâmetro interno de 350 mm e uma capacidade de 63 L (sem defletor); um trocador de calor externo (trocador de calor de tubo duplo; área de superfície de transferência de calor, 0,8 m² (o tubo interno tinha um diâmetro interno de 35,7 mm, diâmetro externo de 42,7 mm, e espessura de parede de 3,5 mm; o tubo externo com um diâmetro interno de 67,9 mm, diâmetro externo de 76,3 mm, e espessura de parede de 4,2 mm)); e uma bomba centrífuga para circular uma pasta fluida através do tanque de cristalização e do trocador de calor. Um fluxograma do aparelho é mostrado na FIG. 12.

[228] O ácido succínico e a água foram introduzidos no tanque de alimentação de líquido contendo ácido succínico para preparar um líquido contendo 30% em peso de ácido succínico. O vapor passou através da camisa para regular a temperatura para aproximadamente 70 °C. Aproximadamente 50 L do líquido contendo ácido succínico preparado foram introduzidos no tanque de cristalização, e os conteúdos

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 78/130

65/73 começaram a ser agitados a 50 rpm. Simultaneamente, a circulação de pasta fluida através do trocador de calor foi iniciada. Enquanto gradualmente abaixando a temperatura configurada do controlador de temperatura (TIC), a temperatura do tanque de cristalização foi abaixada para 20 °C ao longo de aproximadamente 3 horas. Então, a temperatura configurada do TIC foi mantida a 20 °C e os conteúdos foram envelhecidos por aproximadamente mais 1 hora. Subsequentemente, o líquido contendo ácido succínico foi alimentado a partir do tanque de alimentação de líquido contendo ácido succínico para o tanque de cristalização em aproximadamente 25 L/h e, simultaneamente, uma pasta fluida foi descarregada em intervalos de aproximadamente 15 minutos enquanto regulando o nível de líquido do tanque de cristalização. A pasta fluida descarregada foi submetida à separação sólido-líquido com um separador centrífugo tipo cesto para separar a pasta fluida em um bolo úmido e um licor mãe. Essa operação contínua foi continuada por aproximadamente 4 horas.

[229] A temperatura da entrada de refrigerante foi 13 °C imediatamente após o início da operação contínua, mas abaixou para 6 °C durante a operação contínua de 4 horas.

[230] O coeficiente geral de transferência de calor U do trocador de calor durante a operação de cristalização foi calculado de acordo com a seguinte fórmula de cálculo.

Coeficiente geral de transferência de calor U [kcal/h/m²/° C] = (Q [kcal/h]/(área da superfície de transferência de calor S [m²])/(AT [^o C]) [231] Na fórmula de cálculo, Q indica a quantidade de calor [kcal/h] trocada pelo trocador de calor, e é calculado usando a seguinte fórmula.

Quantidade de calor trocada pelo trocador de calor Q [kcal/h] = (quantidade de calor de refrigerante F [kg/h] x (calor específico de refrigerante [kcal/kg^ C]) x [(temperatura de saída de refrigerante [^o C]) - (temperatura de entrada de refrigerante [^o C])]) [232] Ademais, ΔΤ indica a diferença de temperatura média logarítmica dentro do trocador de calor, e é calculada usando a seguinte fórmula.

Diferença de temperatura média logarítmica ΔΤ [^o C] = (ΔΤ1 - ΔΤ2)/Ιπ(ΔΤ 1 /ΔΤ2) [233] Na fórmula,

Diferença de temperatura de entrada do trocador de calor ΔΤ1 = (temperatura

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 79/130

66/73 de entrada de processo do trocador de calor [^o C]) - (temperatura de saída do refrigerante do trocador de calor [^o C]) [234] Diferença de temperatura de saída do trocador de calor ΔΤ2 = (temperatura de saída de processo do trocador de calor [^oC]) - (temperatura de entrada do refrigerante do trocador de calor [^o C]).

[235] O valor calculado do coeficiente geral de transferência de calor U foi 350 kcal/h/m²/^oC imediatamente após a cristalização contínua, mas se torna 170 kcal/h/m²/^oC em 4 horas após.

Exemplo 5-1 [236] O ácido succínico foi produzido da seguinte maneira de acordo com o processo para a produção de ácido succínico através de cristalização por vaporização mostrada na FIG. 13 e na FIG. 14.

(1) Líquido Bruto [237] Ácido succínico (fabricado por Kawasaki Kasei Chemicals Ltd. (grau de aditivo alimentar)) foi misturado com água de torneira em um tanque de material bruto encamisado 20, e vapor foi passado através da camisa para manter o interior do tanque 20 em aproximadamente 70 °C. Assim, 30% em peso de uma solução aquosa de ácido succínico foi preparado.

(2) Introdução de Líquido no Cristalizador 10, etc.

[238] A solução aquosa de ácido succínico assim preparada foi descarregada a partir do tanque 20 com uma bomba de alimentação de líquido bruto P1, diluída em uma concentração de ácido succínico de aproximadamente 6,5% em peso pela adição de água de torneira, e então alimentada em um cristalizador 10. A alimentação da solução aquosa de ácido succínico no cristalizador 10 foi conduzida até que o nível de líquido L no cristalizador 10 esteja acima da extremidade superior do tubo de descarga 2 como mostrado na FIG. 13(a). Então, as lâminas giratórias 3 e 4 foram rotacionadas a 225 rpm. Assim, a solução aquosa de ácido succínico foi circulada ao longo das direções indicadas pelas setas na FIG. 13(a).

(3) Redução da Pressão Interna do Cristalizador 10 e Concentração [239] O grau de vácuo no cristalizador 10 foi gradualmente reduzido, e a pressão e a temperatura do líquido foram abaixadas para 2 kPa e 20 °C, respectivamente. O vapor d'água que se acumulou na câmara de vaporização 8 como um resultado da

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 80/130

67/73 vaporização que acompanhou a redução de pressão foi descarregado através e uma saída de vapor 1 g. Ademais, a solução aquosa de ácido succínico presente no tanque 20 foi intermitentemente alimentada sem ser diluída com água de torneira, de modo que o nível de líquido L no cristalizador 10 foi mantido em uma dada faixa. Assim, a solução aquosa de ácido succínico no cristalizador 10 foi concentrada.

(4) Descarga de Ácido Succínico [240] Após a concentração da pasta fluida de ácido succínico no cristalizador 10 ter alcançado 30% em peso, a alimentação da solução aquosa de ácido succínico a partir do tanque 20 no cristalizador 10 foi alterada de alimentação intermitente para alimentação contínua. A taxa de alimentação da solução aquosa de ácido succínico foi regulada para 50 L/h. Ademais, a pasta fluida no cristalizador 10 foi intermitentemente descarregada através de uma porta de descarga de pasta fluida 1e, enquanto regulando o nível de líquido L. A descarga de pasta fluida foi conduzida em intervalos de 15 minutos (tempo de residência, 2 horas). Essa operação de descarga de ácido succínico foi continuada por 6 horas (3 vezes o tempo de residência). Durante essa operação, o nível de líquido L foi mantido acima da superfície superior do tubo de descarga 2 dentro do cristalizador 10. Casualmente, a descarga através de uma saída de licor mãe clarificado 1f não foi conduzida.

[241] A pasta fluida descarregada após a operação de descarga ter sido continuada ao longo desse período foi submetida à separação sólido-líquido com um separador centrífugo do tipo cesto 22 para separar a pasta fluida em um bolo úmido e um licor mãe. O bolo úmido recuperado foi seco em um secador a vácuo (não mostrado) (80 °C, 50 Torr). Subsequentemente, as partículas obtidas foram examinadas quanto à distribuição de tamanho de partícula de acordo com um método de peneiramento (JIS:Z 8815). Um diâmetro mediano foi obtido a partir da distribuição de tamanho de partícula, e a mesma foi aproximada pela distribuição de Rosin-Rammler para calcular o número de uniformidade. Os resultados são mostrados na Tabela 8.

Exemplo 5-2 [242] O mesmo procedimento do Exemplo 5-1 foi conduzido, exceto que em (4) acima, a taxa de alimentação da solução aquosa de ácido succínico foi alterada para 67 L/h, a descarga de pasta fluida foi conduzida em intervalos de 15 minutos (tempo de residência, 1,5 horas), e essa operação de descarga de ácido succínico foi

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 81/130

68/73 continuada por 4,5 horas (3 vezes o tempo de residência). Os resultados são mostrados na Tabela 8.

Exemplo 5-3 [243] O mesmo procedimento do Exemplo 5-1 foi conduzido, exceto que a velocidade de rotação das lâminas giratórias 3 e 4 foi alterada para 337 rpm. Os resultados são mostrados na Tabela 8.

Exemplo 5-4 [244] O mesmo procedimento do Exemplo 5-3 foi conduzido, exceto que uma pasta fluida de cristais sementes de ácido succínico foi adicionada em (4) da seguinte maneira. Os resultados são mostrados na Tabela 8.

(Adição de Cristais Sementes de Ácido Succínico) [245] Ácido succínico (fabricado por Kawasaki Kasei Chemicals Ltd. (grau de aditivo alimentar)) foi pulverizado de antemão usando uma fresa de bancada para obter cristais sementes de ácido succínico que passaram através de uma peneira de 100 mesh (150 gm). Os cristais sementes de ácido succínico foram adicionados a uma solução aquosa saturada de ácido succínico preparada de antemão, de modo a resultar em uma concentração de pasta fluida de 30% em peso. Assim, uma pasta fluida de cristal semente foi preparada.

[246] Em (4) acima, a pasta fluida de cristal semente foi intermitentemente introduzida no cristalizador 10 em intervalos de 30 minutos. A taxa de introdução foi 2,5 L/h (que correspondeu a aproximadamente 5% em peso do ácido succínico descarregado a partir do cristalizador 10).

Exemplo 5-5 [247] O mesmo procedimento do Exemplo 5-4 foi conduzido, exceto que a taxa de introdução da pasta fluida de cristal semente foi alterada para 1,2 L/h (que correspondeu a aproximadamente 2% em peso do ácido succínico descarregado a partir do cristalizador 10). Os resultados são mostrados na Tabela 8.

Exemplo 5-6 [248] O mesmo procedimento do Exemplo 5-3 foi conduzido, exceto que a solução aquosa de ácido succínico foi externamente circulada em (4) da seguinte maneira. Os resultados são mostrados na Tabela 8.

(Circulação Externa de Solução Aquosa de Ácido Succínico)

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 82/130

69/73 [249] Em (4) acima, uma bomba de circulação de pasta fluida P2 (bomba centrífuga com um impulsor aberto; pressão de descarga, 0,2 MPaG) foi operada para conduzir a circulação externa. Essa circulação foi conduzida em aproximadamente 8 m³/h de modo que a pasta fluida na tubulação para circulação de pasta fluida (50A) teve uma velocidade linear de 1,0 m/s. Casualmente, nenhum refrigerante foi passado através do trocador de calor de pasta fluida 21.

Exemplo 5-7 [250] O ácido succínico foi produzido da seguinte maneira de acordo com o processo para produção de ácido succínico através de cristalização por resfriamento mostrada na FIG. 15.

[251] Como o tanque de cristalização, faz-se uso de um tanque de cristalização tipo agitação completa (tipo CSTR) (diâmetro interno, 350Φ; capacidade, 63 L; altura, 600 mm) equipado com uma lâmina âncora como uma lâmina de agitação e com defletores. Como o trocador de calor 33, faz-se uso de um trocador de calor de tubo duplo (área de superfície de transferência de calor, 0,8 m²; o tubo interno tinha um diâmetro interno de 35,7 mm, diâmetro externo de 42,7 mm, e espessura de parede de 3,5 mm; o tubo externo teve um diâmetro interno de 67,9 mm, diâmetro externo de 76,3 mm, e espessura de parede de 4,2 mm). Como a bomba 32a, uma bomba centrífuga foi usada.

[252] O ácido succínico (fabricado por Kawasaki Kasei Chemicals Ltd. (grau de aditivo alimentar)) foi misturado com água de torneira em um tanque de material bruto encamisado 20, e vapor foi passado através da camisa para então manter o interior do tanque 20 em aproximadamente 70 °C. Assim, 30% em peso da solução aquosa de ácido succínico foi preparado.

[253] Cinquenta litros da solução aquosa de ácido succínico foram alimentados no tanque de cristalização 30 através de uma tubulação de alimentação de líquido bruto 31. O agitador 30a foi rotacionado em uma velocidade de rotação de agitação de 50 rpm. A bomba 32a foi operada para circular a solução aquosa de ácido succínico presente no tanque de cristalização 30 através de uma tubulação de circulação 32 e o trocador de calor 33. Essa circulação externa foi conduzida em uma taxa de fluxo de 4 m³/h (pressão de descarga, 0,15 MPa).

[254] Subsequentemente, um controlador de temperatura (TIC) foi usado para

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 83/130

70/73 regular a taxa de fluxo do refrigerante do trocador de calor 33 para desse modo abaixar a temperatura do líquido presente no tanque de cristalização 30 para 20 °C ao longo de 2 horas. Então, a temperatura do líquido no tanque de cristalização 30 foi mantida a 20 °C e o líquido foi envelhecido por 1 hora.

[255] Subsequentemente, enquanto mantendo a taxa de circulação externa em 4 m3/h, a solução aquosa de ácido succínico foi continuamente alimentada a 50 L/h através da tubulação de alimentação de líquido bruto 31. Simultaneamente, a pasta fluida no tanque de cristalização 30 foi intermitentemente descarregada através de uma linha de descarga 34a em intervalos de 15 minutos (tempo de residência, 2 horas) enquanto regulando o nível de líquido. Essa operação de descarga de ácido succínico foi continuada por 6 horas (3 vezes o tempo de residência).

[256] A pasta fluida descarregada após a operação de descarga ter sido continuada ao longo desse período foi submetida à separação sólido-líquido com um separador centrífugo tipo cesto para separar a pasta fluida em um bolo úmido e um licor mãe. O bolo úmido recuperado foi seco e um secador a vácuo (80 °C, 50 Torr). Subsequentemente, as partículas obtidas foram examinadas quanto à distribuição de tamanho de partícula de acordo com um método de peneiramento (JIS:Z 8815). Um diâmetro mediano foi obtido a partir da distribuição de tamanho de partícula, e a mesma foi aproximada pela distribuição de Rosin-Rammler para calcular um número de uniformidade. Os resultados são mostrados na Tabela 8.

Exemplo Comparativo 5-1 [257] Ácido succínico comercial (fabricado por Kishida Chemical) foi examinado quanto à distribuição de tamanho de partícula de acordo com um método de peneiramento (JIS:Z 8815). Um diâmetro mediano foi obtido a partir da distribuição de tamanho de partícula, e a mesma foi aproximada pela distribuição de Rosin-Rammler para calcular um número de uniformidade. Os resultados são mostrados na Tabela 8.

Exemplo Comparativo 5-2 [258] Duzentos gramas de 30% em peso de solução aquosa de ácido succínico com uma temperatura de 70 °C foram introduzidos em um frasco separável encamisado de 500 mL que foi feito de vidro e com um diâmetro interno de 86 mm e que foi equipado com quatro defletores tendo uma largura de 10 mm e com impulsores de quatro pás inclinadas que foram dispostas em dois estágios e com um diâmetro de 50

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 84/130

71/73 mm e nos quais cada uma das lâminas teve uma largura de 15 mm e voltada para baixo a 45°. Água quente com uma temperatura de 70 °C (tanque de circulação termostática controlada por programa) foi passada através da camisa, e os conteúdos foram mantidos sendo agitados em uma velocidade de rotação de agitação de 300 rpm.

[259]Então, a temperatura da água quente que passa através da camisa foi linearmente abaixada de 70 °C para 20 °C ao longo de 2 horas por meio do tanque de circulação termostático controlado por programa. Após a temperatura caiu para 20 °C, os conteúdos foram envelhecidos por mais 1 hora. Então, a pasta fluida foi filtrada com um filtro a vácuo e separada em um bolo úmido e um licor mãe. O bolo úmido foi seco em um secador a vácuo, e as partículas resultantes foram examinadas quanto à distribuição de tamanho de partícula de acordo com um método de peneiramento (JIS:Z 8815). Um diâmetro mediano foi obtido a partir da distribuição de tamanho de partícula, e a mesma foi aproximada pela distribuição de Rosin-Rammler para calcular um número de uniformidade. Os resultados são mostrados na Tabela 8.

Tabela 8

	Tempo de residência (h)	Velocidade de rotação de agitação (rpm)	Velocidade de ponta (m/s)	Concentração de pasta fluida (% em peso)	Distribuição de tamanho de partícula	Aparelho	Contínuo/lote	Adição de cristais sementes (% em peso)	Circulação de bomba (m3/h)
diâmetro mediano (pm)	número de uniformidade
Exemplo 51	2	225	4,0	30	547	3,63	tipo DP	cristalização contínua
Exemplo 5- 2	1,5	225	4,0	29	553	3,05	tipo DP	cristalização contínua
Exemplo 5- 3	2	337	6,0	30	446	3,45	tipo DP	cristalização contínua
Exemplo 54	2	337	6,0	30	252	3,45	tipo DP	cristalização	5

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 85/130

72/73

								contínua
Exemplo 5- 5	2	337	6,0	29	360	4,64	tipo DP	cristalização contínua	2
Exemplo 5- 6	2	337	6,0	29	360	3,38	tipo DP	cristalização contínua		8
Exemplo 5- 7	2	50	0,8	28	113	3,07	tipo CSTR	cristalização contínua		4
Exemplo Comparativo 5- 1					368	2,19
Exemplo Comparativo 52		300	0,8	28	584	3,28	tipo CSTR	cristalização em lote

260]Como mostrado na Tabela 8, o ácido succínico obtido nos Exemplos 5-1 a 5-7 teve um número de uniformidade de 3 ou mais e tiveram uma distribuição mais estreita e uniformidade mais alta em diâmetro de partícula do que o ácido succínico do Exemplo Comparativo 5-1 (número de uniformidade, 2,19).

[261] O ácido succínico obtido nos Exemplos 5-4 a 5-7 teve um diâmetro de partícula médio (diâmetro mediano) de 400 pm ou menos. Ao contrário, o ácido succínico obtido no Exemplo Comparativo 5-2 teve um diâmetro de partícula médio (diâmetro mediano) de 584 pm, que foi muito grande.

[262] Uma comparação entre o Exemplo 5-3 (cristais sementes não foram adicionados), Exemplo 5-4 (cristais sementes foram adicionados a 2,5 L/h), e Exemplo

5-5 (cristais sementes foram adicionados a 1,2 L/h) mostra que o número de uniformidade foi o maior no Exemplo 5-4. Ademais, quanto maior a quantidade dos cristais sementes adicionados, menor o diâmetro de partícula médio (diâmetro mediano).

[263] Enquanto a invenção foi descrita em detalhes e com relação às modalidades específicas dessa, estará claro para um versado na técnica que várias mudanças e modificações podem ser feitas sem abandonar o espírito e escopo da invenção.

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 86/130

73/73 [264]Este pedido é baseado em um pedido de patente japonesa depositado em 16 de março de 2010 (Pedido No. 2010-059578), um pedido de patente japonesa depositado em 17 de março de 2010 (Pedido No. 2010-060674), um pedido de patente japonesa depositado em 1 de abril de 2010 (Pedido No. 2010-085561), um pedido de patente japonesa depositado em 7 de abril de 2010 (Pedido No. 2010-089048), e um pedido de patente japonesa depositado em 11 de agosto de 2010 (Pedido No. 2010179896), cujos conteúdos inteiros são incorporados no presente por referência.

Descrição dos Números de Referência

- Tanque

- T ubo de descarga

3,4 - lâmina giratória

- Placa defletora

- eixo giratório

- motor

- câmara de vaporização

- cristalizador

- tanque de material bruto encamisado

- trocador de calor de pasta fluida

- condensador

- separador centrífugo do tipo cesto

- tanque de licor mãe clarificado

- tanque de cristalização

- trocador de calor

Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 87/130

1/3

Claims (17)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Processo para produzir ácido succínico CARACTERIZADO pelo fato de que compreende cristalizar o ácido succínico a partir de um líquido contendo ácido succínico com agitação em um tanque de cristalização equipado com um agitador, em que uma potência exigida para a agitação por unidade de volume do líquido contendo ácido succínico no tanque de cristalização é 0,4 a 3 kW/m³, e em que, na etapa de cristalização, cristais sementes de ácido succínico são introduzidos contínua ou intermitentemente no tanque de cristalização.
2. 2. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma etapa de cristalização na qual o ácido succínico que cristalizou é descarregado contínua ou intermitentemente a partir do tanque de cristalização e um líquido contendo ácido succínico é alimentado contínua ou intermitentemente no tanque de cristalização, para manter o nível de líquido do tanque de cristalização dentro de uma dada faixa.
3. 3. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: descarregar o ácido succínico cristalizado contínua ou intermitentemente a partir do tanque de cristalização; alimentar um líquido contendo ácido succínico contínua ou intermitentemente no tanque de cristalização para manter o nível de líquido do tanque de cristalização dentro de uma dada faixa; e conduzir uma operação, durante pelo menos uma parte da etapa de cristalização, sob uma condição de agitação de uma potência exigida para agitar por unidade de volume do líquido contendo ácido succínico de 0,4 a 3 kW/m³.
4. 4. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, CARACTERIZADO pelo fato de que uma operação é conduzida de modo que o líquido contendo ácido succínico no tanque de cristalização tem uma temperatura de 25 a 60 °C.
5. 5. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que, durante a cristalização, uma diferença entre uma temperatura do líquido contendo ácido succínico presente no tanque de cristalização e uma temperatura na qual o líquido contendo ácido succínico introduzido no tanque de cristalização se torna uma solução de ácido succínico saturado, é de 10 a 45 °C.
6. 6. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com qualquer uma das

   Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 88/130

   2/3 reivindicações 2 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o líquido contendo ácido succínico tem um tempo de residência médio no tanque de cristalização de 1 a 5 horas.
7. 7. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma etapa de redução de pressão para reduzir uma pressão interna do tanque de cristalização, durante a operação de cristalização, para um valor menor do que a pressão da atmosfera ambiente.
8. 8. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a pressão interna do tanque de cristalização é 0,5 a 20 kPa.
9. 9. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que os cristais sementes compreendem cristais obtidos pela pulverização de pelo menos parte do ácido succínico que foi descarregado a partir do tanque de cristalização.
10. 10. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a pulverização é conduzida com um pulverizador úmido.
11. 11. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a pulverização é conduzida com pelo menos um selecionado dentre uma unidade de circulação para descarregar uma pasta fluida de ácido succínico presente no tanque de cristalização e retornar a pasta fluida para o interior do tanque de cristalização e uma bomba disposta em uma unidade para alimentar um líquido contendo ácido succínico no tanque de cristalização.
12. 12. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, CARACTERIZADO pelo fato de que os cristais sementes têm um diâmetro médio volumétrico de partícula de 200 um ou menos, e uma quantidade dos cristais sementes é 0,001 a 20% em peso da quantidade do ácido succínico recuperado.
13. 13. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o líquido contendo ácido succínico tem uma concentração de ácido succínico de 10 a 45% em peso.

    Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 89/130

    3/3
14. 14. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o líquido contendo ácido succínico envolve um solvente, o solvente sendo um líquido que tem uma permissividade relativa de 10 ou mais.
15. 15. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de que quando a cristalização é conduzida, o líquido contendo ácido succínico é resfriado em pelo menos 10 °C a partir da temperatura que o líquido contendo ácido succínico tinha quando introduzido no tanque de cristalização.
16. 16. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o líquido contendo ácido succínico é alimentado a uma fase líquida presente no tanque de cristalização.
17. 17. Processo para produzir ácido succínico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o líquido presente no tanque de cristalização tem uma temperatura que é menor do que a temperatura da superfície de parede do tanque de cristalização.

    Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 90/130

    1/14

    Petição 870180126867, de 05/09/2018, pág. 91/130

    2/14