BR112012028544B1 - processo de separação de membrana de casca de ovo - Google Patents
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Description
“PROCESSO DE SEPARAÇÃO DE MEMBRANA DE CASCA DE OVO”
CAMPO TÉCNICO
A presente revelação geralmente se relaciona com sistemas, métodos, técnicas, e processos para separação de membrana de casca de ovo. Mais especificamente, a 5 revelação se relaciona com separação de membrana de casca de ovo através do uso de um dispositivo ou sistema que pode incluir um venturi.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
As concretizações reveladas neste documento irão se tornar mais detalhadamente aparentes a partir da seguinte descrição e das reivindicações anexas, compreendidas em 10 conjunto com os desenhos acompanhantes. Estes desenhos descrevem apenas concretizações típicas, as quais serão descritas com especificidade e detalhes adicionais através do uso dos desenhos, nos quais:
A Figura 1 é uma vista lateral de uma concretização de um sistema de separação de membrana de casca de ovo.
A Figura 2 é uma vista superior do sistema de separação de membrana de casca de ovo da Figura 1.
A Figura 3 é uma vista em corte transversal de outra concretização de um sistema de separação de membrana de casca de ovo.
A Figura 4 é uma vista lateral de ainda outra concretização de um sistema de 20 separação de membrana de casca de ovo.
A Figura 5 é um fluxograma que representa esquematicamente um sistema e um método de separação de membrana de casca de ovo.
A Figura 6 é um fluxograma ilustrando um método de separação de membrana de casca de ovo.
DESCRIÇÃO DETALHADA
Um sistema de separação de membrana de casca de ovo pode utilizar um venturi para processar material suspenso em um fluxo de ar. A interação do material com ondas de choque e \ ou alterações de pressão dentro do venturi pode pulverizar porções do material. Um sistema ou método que utiliza um venturi para pulverizar cascas de ovo não 30, processadas pode ser configurado para pulverizar a porção quebradiça de uma casca de ovo, desse modo separando a mesma da membrana mais elástica da casca de ovo.
Será prontamente entendido que os componentes das concretizações, como geralmente descritos e ilustrados nas figuras neste documento, poderíam ser dispostos e projetados em uma ampla variedade de diferentes configurações. Assim, a descrição mais 35 detalhada seguinte das várias concretizações, como representadas nas figuras, não é pretendida para limitar o escopo da revelação, mas é meramente representativa das várias concretizações. Enquanto vários aspectos das concretizações são apresentados nos
2/8 desenhos, os desenhos não estão necessariamente desenhados em escala a não ser que especificamente indicado.
As frases “conectado com”, “acoplado com”, e “em comunicação com” se referem a qualquer forma de interação entre duas ou mais entidades, incluindo interação mecânica, 5 elétrica, magnética, eletromagnética, fluida, e térmica. Dois componentes podem ser acoplados um com o outro, mesmo que, no entanto eles não estejam em contato direto um com o outro. Por exemplo, dois componentes podem ser acoplados um com o outro através de um componente intermediário.
Como utilizado neste documento, “cascas de ovo não processadas” se refere às 10 cascas de ovo que incluem tanto a porção externa quebradiça como a membrana conectada, ou parcialmente conectada; com a superfície interna da porção quebradiça da casca de ovo. Uma casca de ovo “não processada” pode não necessariamente conter a gema ou a clara encontradas no interior dos ovos que não foram quebrados. “Partículas de casca de ovo pulverizadas” se refere aos fragmentos e \ ou pó compreendido principalmente 15 da parte externa quebradiça de uma casca de ovo não processada após ela ter sido processada como descrito abaixo. A “membrana” da casca de ovo se refere a uma camada fina de membrana que pode ser encontrada na superfície interna de uma casca de ovo não processada.
A direção longitudinal de um tubo ou cano se refere a uma direção ao longo do eixo 20 geométrico central do tubo ou cano.
Como utilizado neste documento, um venturi se refere a uma extensão de tubos ou canos que transita de um primeiro diâmetro para um segundo diâmetro, menor do que o primeiro, então para um terceiro diâmetro, que é maior do que o segundo. As transições podem ocorrer igualmente sobre uma extensão longitudinal do venturi. Adicionalmente, as 25 seções longitudinais de um venturi, por exemplo, a seção central, podem possuir diâmetros substancialmente constantes.
A Figura 1 é uma vista lateral de uma concretização de um sistema de separação de membrana de casca de ovo e a Figura 2 é uma vista superior do sistema de separação de membrana de casca de ovo da Figura 1. Como ilustrado nas Figuras 1 e 2, um sistema 30 110 para separar membranas de casca de ovo e extrair umidade pode incluir um tubo de entrada 112. O tubo de entrada 112 pode definir uma primeira extremidade 114, se comunicando com o espaço livre, e uma segunda extremidade oposta 116 que pode ser acoplada com um venturi 118. Apesar de referência ser feita neste documento a tubos e canos, todos tais elementos podem possuir formatos circulares, retangulares, hexagonais, e 35 \ ou outros formados em seção transversal.
O tubo de entrada 112 pode possuir uma extensão, entre sua primeira extremidade 114 e sua segunda extremidade 116, na qual material pode acelerar antes da entrar no
3/8 venturi 118. Em algumas concretizações, o sistema pode ser configurado de modo que o fluxo de ar entre no tubo de entrada 112 na primeira extremidade 114. Em algumas concretizações, um filtro (não apresentado) pode ser colocado de modo que ele impeça introdução de partículas estranhas na primeira extremidade 114 do tubo de entrada 112. É 5 observado que, apesar de na concretização ilustrada o tubo de entrada 112 possuir um diâmetro substancialmente constante ao longo de sua extensão, isto pode não ser o caso em todas as concretizações.
O tubo de entrada 112 pode adicionalmente incluir uma abertura alongada 120. Na concretização ilustrada, a abertura alongada 120 é localizada em uma porção superior do 10 tubo de entrada 112. A abertura alongada 120 pode estar em comunicação com uma extremidade inferioF aberta de um depósito alimentador 122. O depósito alimentador 122 também pode possuir uma extremidade superior aberta 124, configurada para receber materiais, tais como cascas de ovo não processadas. Em certas concretizações, o sistema 110 pode não incluir um depósito alimentador 122. Em tais concretizações, material, tal 15 como cascas de ovo não processadas, pode simplesmente ser inserido na abertura alongada 120 por qualquer método conhecido na técnica.
O venturi 118 pode incluir uma porção convergente 126 acoplada com o tubo de entrada 112. A porção convergente 126 pode progressivamente reduzir em diâmetro deste do tubo de entrada 112 para um diâmetro menor do que este do tubo de entrada 112. O 20 venturi 118 também pode incluir uma parte estreitada 128 que pode manter um diâmetro substancialmente constante ao longo de sua extensão. O diâmetro da parte estreitada 128 pode ser menor do que o diâmetro do tubo de entrada 112. Adicionalmente, o venturi 118 ~ também pode incluir uma porção divergente 130 que pode progressivamente aumentar em diâmetro ao longo da extensão do venturi na direção do fluxo de ar. A porção divergente 25 130 pode ser acoplada com a parte estreitada 128. por fundição, rosca de parafuso, ou por outros métodos conhecidos. Como ilustrado, a porção convergente 126 pode ser mais longa na direção longitudinal do que a porção divergente 130.
O venturi 118 pode estar em comunicação com um gerador de fluxo de ar 132, o qual cria o fluxo de ar ao longo de um caminho a partir da primeira extremidade 114, através 30 do tubo de entrada 112, através do venturi 118, e para o gerador de fluxo de ar 132. A velocidade do fluxo de ar gerado pode variar de cerca de 160,93 km/h (100 mph) até supersônica. Devido à geometria do sistema, a velocidade do fluxo de ar pode ser maior no venturi 118 do que no tubo de entrada 112. O gerador de fluxo de ar 132 pode ser concretizado como uma ventoinha, um impulsor, uma turbina, um híbrido de uma turbina e 35 uma ventoinha, um sistema de sucção pneumático, ou outro dispositivo adequado para geração de fluxo de ar, incluindo dispositivos configurados para gerar fluxo de ar de alta velocidade.
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O gerador de fluxo de ar 132 pode ser acionado por um motor de acionamento 134, o qual é geralmente representado nas Figuras 1 e 2. Está dentro do escopo desta revelação utilizar qualquer número de projetos ou configurações de motor. O motor de acionamento 134 pode se acoplar com um eixo 133 utilizando qualquer método conhecido. O eixo 133 5 também pode engatar o gerador de fluxo de ar 132 para ativar a rotação. Em algumas concretizações, o eixo 133 pode compreender um sistema de transmissão, incluindo engrenagens. A potência de um motor de acionamento adequado 134 pode variar significativamente, tal como de 15 HP até 1000 HP, e pode depender da natureza do material a ser tratado, a vazão desejada do material, das dimensões do sistema, e do 10 tamanho do gerador de fluxo de ar 132. As faixas reveladas acima, bem como as faixas para outras variáveis reveladas em outros pontos neste documento, são para propósitos ilustrativos; está dentro do escopo desta revelação modificar o sistema, por exemplo, dimensionar o sistema 110 para cima ou para baixo.
O gerador de fluxo 132 pode incluir várias lâminas se estendendo radialmente que 15 giram para gerar fluxo de ar de alta velocidade. Adicionalmente, o gerador de fluxo de ar 132 pode ser disposto dentro de um alojamento 135, o qual pode incluir uma saída do alojamento 136 proporcionando uma saída para o ar fluindo através do sistema 110. O alojamento 135 pode se acoplar com o venturi 118 e pode possuir uma abertura de entrada do alojamento (não apresentada) que permite comunicação entre o venturi 118 e o interior 20 do alojamento 135. As lâminas podem definir passagens de fluxo se estendendo
- radialmente através dasquaisar pode passar para a saída do alojamento 136. Em algumas concretizações, o material processado pode sair do alojamento 135 com o fluxo de ar deixando o alojamento 135.
A Figura 3 é uma vista em corte transversal de outra concretização de um sistema 25.... de separação de membrana de casca de ovo 310, a qual pode, em certos aspectos, ter componentes semelhantes aos do sistema de separação de membrana de casca de ovo 110 descrito em conexão com as Figuras 1 e 2 acima. Será apreciado pelos versados na técnica possuindo o benefício desta revelação que todas as concretizações ilustradas possuem aspectos análogos. Por consequência, aspectos semelhantes são designados 30 com números de referência semelhantes, com os dígitos dianteiros incrementados com “3” (por exemplo, o venturi é designado “128” na Figura 1 e 2 e um venturi análogo é designado como “328” na Figura 3). A revelação relevante apresentada acima com respeito aos aspectos similarmente identificados assim pode não ser repetida daqui para frente. Além disso, aspectos específicos dos sistemas e métodos de separação de membrana de casca 35 de ovo, bem como os componentes relacionados e \ ou etapas apresentados nas Figuras 1 e 2 podem não ser apresentados ou identificados por um numeral de referência nos desenhos ou especificamente discutido na descrição escrita que se segue. Entretanto, tais
5/8 aspectos podem claramente ser os mesmos, ou substancialmente os mesmos, como aspectos descritos em outras concretizações e \ ou descritos com respeito a tais reivindicações. Por consequência, as descrições relevantes de tais aspectos se aplicam igualmente aos aspectos do sistema de separação de membrana de casca de ovo 310 da 5 Figura 3. Qualquer combinação adequada dos aspectos, e variações dos mesmos, descritas com respeito ao sistema de separação de membrana de casca de ovo e aos componentes ilustrados nas Figuras 1 e 2, podem ser empregadas com o sistema de separação de membrana de casca de ovo e componentes da Figura 3, e vice versa. Este padrão de revelação se aplica igualmente para as concretizações adicionais descritas nas 10 figuras subsequentes e descritas daqui para frente.
A Figura 3 ilustra uma concretização da operação de um venturi 318 durante o processamento de material, tal como cascas de ovo não processadas 338. Na concretização ilustrada, as cascas de ovo não processadas 338 são introduzidas no tubo de entrada 312 através de uma extremidade superior 324 de um depósito alimentador 322 e de 15 uma abertura alongada 320. Antes da introdução das cascas de ovo não processadas 338, o gerador de fluxo de ar (não apresentado) pode ser utilizado para criar um fluxo de ar dentro do sistema 310 percorrendo da primeira extremidade 314 do tubo de entrada 312 através do venturi 318. (O fluxo de ar pode estar na direção indicada pela seta na Figura 3). A velocidade do fluxo de ar pode acelerar substancialmente dentro do venturi 318. As 20 cascas de ovo não processadas 338 podem ser propelidas pelo fluxo de ar a partir do tubo de entrada 312 para dentro do venturi 318. O sistema pode ser projetado de modo que as cascas de ovo não processadas 338 sejam menores em diâmetro do que o diâmetro interior do tuno de entrada 312; assim, um intervalo pode estar presente entre o diâmetro interno do tubo de entrada 312 e as cascas de ovo não processadas 338 quando as cascas de ovo não 25. processadas 338 estão dispostas dentro do tubo de entrada 312.
À medida que as cascas de ovo não processadas 338 entram na porção convergente 326, o intervalo pode se tornar mais estreito de modo que as cascas de ovo 338 eventualmente causam uma redução substancial na área de seção transversal da porção convergente 326 através da qual ar pode fluir. Uma onda de choque de 30 recompressão 340 pode seguir em direção à parte traseira a partir das cascas de ovo 338 e uma onda de choque de proa 342 pode se formar adiante das cascas de ovo 338. Onde a porção convergente 326 se junta com a parte estreitada 328, também pode existir uma onda de choque estacionária 344. A ação destas ondas de choque 340, 342, e 344 pulveriza a parte externa quebradiça das cascas de ovo não processadas 338. As cascas de ovo 35 pulverizadas 345 e as membranas 346 podem continuar através do venturi 318 até o gerador de fluxo de ar (não apresentado).
Em algumas concretizações, a pulverização das cascas de ovo não processadas
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338 pode ser afetada pela velocidade ou volume do fluxo de ar através do venturi 318. Assim, em alguns casos, parâmetros, tais como o diâmetro do tubo de entrada 312, o diâmetro da parte estreitada 328, a velocidade do fluxo de ar, e parâmetros similares podem ser configurados para pulverizar as cascas de ovo não processadas 338 de uma maneira 5 desejada ou para controlar as propriedades (tais como tamanho de partícula e \ ou conteúdo de umidade) das cascas de ovo pulverizadas 345 e das membranas processadas 346.
Em algumas concretizações, o sistema 310 pode ser configurado para separar cascas de ovo não processadas 338 a partir das membranas fixadas sem destruir as membranas. Em uma concretização ilustrativa, as cascas de ovo não processadas 338 10 podem ser introduzidas no fluxo de ar através do depósito alimentador 322. (As cascas de ovo não processadas 338 podem ser obtidas a partir de outras aplicações nas quais as cascas de ovo não processadas 338 são consideradas resíduos, tais como operações de quebrar ovo para uso para uso na cozedura.). Na concretização ilustrativa, as cascas de ovo não processadas 338 podem fluir através do tubo de entrada 312 junto com o fluxo de 15 ar. A velocidade do fluxo de ar pode ser subsônica através do tubo de entrada 312. Em uma concretização, o fluxo de ar dentro do tubo de entrada 312 (em e ao redor do ponto A) pode ser cerca de 160,93 km/h (100 mph). Em outras concretizações, a velocidade pode ser maior ou menor, por exemplo, de cerca de 160,93 km/h (100 mph) até cerca de 563,27 km/h (350 mph), ou de cerca de 120,7 km/h (75 mph) até 241,14 km/h (150 mph).
Na concretização ilustrativa, as cascas de ovo não processadas 338 podem, então, ser processadas junto com o fluxo de ar para a porção convergente 326, através da parte estreitada 328, e então para a parte divergente 330 do venturi 318. À medida que as cascas de ovo não processadas 338 atingem a parte estreitada 328, as cascas de ovo não processadas 338 podem ser submetidas às velocidades supersônicas (Mach 1 ou maior) do 25 fluxo de ar. Em algumas concretizações, o fluxo de ar ao redor e no ponto B pode ser cerca de Mach 1; em outras concretizações, o mesmo pode ser mais elevado ou inferior a isto, por exemplo, de cerca de Mach 0,75 até cerca de Mach 1,5. Na concretização ilustrativa, à medida que as cascas de ovo não processadas 338 assim prosseguem através do venturi 318, elas podem ser submetidas à compressão devido à pressão aumentada.
^ - 30 - .‘Na concretização ilustrativa, as cascas de ovo não processadas 338 podem atingir a onda de choque estacionária 344 na porção divergente 330 do venturi 318. (Em algumas concretizações, as cascas de ovo não processadas podem começar a fragmentar antes de atingirem a onda de choque estacionária 344). A interação das cascas de ovo não processadas 338, ou de porções das cascas de ovo não processadas, com a onda de 35 choque estacionária 344 pode desintegrar, pulverizar, e extrair umidade das cascas de ovo não processadas 338 suspensas no fluxo de ar. À medida que a porção externa das cascas de ovo não processadas pode ser mais dura e \ ou mais quebradiça do que a porção de
7/8 membrana das cascas de ovo não processadas 338, a porção quebradiça externa pode desintegrar à medida que ela passa através da onda de choque estacionária 344 enquanto a membrana, a qual pode ser mais flexível e elástica, pode passar através da onda de choque estacionária 344 intacta ou substancialmente intacta. Assim, após passar através do venturi 5 318, as porções quebradiças das cascas de ovo não processadas podem ser reduzidas as partículas ou pó 345 suspenso dentro do fluxo de ar enquanto as membranas 346, também suspensas no fluxo de ar, podem estar basicamente intactas. As cascas de ovo pulverizadas 345 e as membranas 346 podem, então, percorrer ao longo do fluxo de ar para processamento adicional.
A Figura 4 é uma vista lateral de ainda outra concretização de um sistema de separação de membrana de casca de ovo 410. O sistema 410 da Figura 4 contém um aparelho análogo ao da Figura 1 e 2. O sistema 410 adicionalmente inclui um aparelho de pós-processamento 470 para adicionalmente processar as cascas de ovo pulverizadas e membranas. O aparelho de pós-processamento 470 pode ser acoplado com a saída (não 15 apresentada) do alojamento 432 por um tubo de saída 460.
Em algumas concretizações, o aparelho de pós-processamento 470 pode ser configurado para separar cascas de ovo pulverizadas a partir de membranas suspensas no fluxo de ar. Existem vários aparelhos possíveis que podem ser utilizados para separar estes componentes. Por exemplo, o aparelho de pós-processamento 470 pode compreender um 20 separador por ciclone. Em tais concretizações, o separador por ciclone pode esvaziar o fluxo de ar através de uma saída na parte de cima do separador de ciclone, tal como a saída 472. Em tais concretizações, o separador por ciclone pode permitir que as cascas de ovo pulverizadas 445 e as membranas 446 (as quais podem mais espessas ou pesadas do que ar) caiam na parte inferior do separador por ciclone enquanto o fluxo de ar é esvaziado 25________através da parte de cima do dispositivo. O separador por ciclone pode possuir uma saída na parte inferior do dispositivo que inclui uma câmara de vácuo, tal como a saída 474 na Figura
4. As cascas de ovo pulverizadas 445 e as membranas 446 podem ambas sair do separador por ciclone através desta saída inferior 474.
Em algumas concretizações, as cascas de ovo pulverizadas 445 e as membranas 30 446 podem então percorrer sobre uma peneira agitadora (não apresentada) com um tamanho de malha configurado para permitir às partículas de casca de ovo pulverizadas 445 de passarem através da tela enquanto retendo as membranas 446. As membranas 446 podem então ser coletadas separadamente a partir das cascas de ovo pulverizadas 445. Em algumas concretizações, tal sistema pode permitir a coleta de 80 até 85% do material de 35 membrana inicialmente introduzido no sistema. Adicionalmente, em algumas concretizações, o processo também pode esterilizar ou parcialmente esterilizar as membranas coletadas através do processo.
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A Figura 5 é um fluxograma que esquematicamente representa um sistema e um método de separação de membrana de casca de ovo 510. Como apresentado na Figura 5, e análogo à revelação relacionada em conexão com as outras figuras, as cascas de ovo não processadas podem primeiro ser carregadas no depósito alimentador 522 que alimenta as 5 cascas de ovo não processadas para um tubo de entrada 512. O tubo de entrada pode ser acoplado ao venturi 518 através do qual passam as cascas de ovo, e no qual as cascas de ovo são pulverizadas e as membranas separadas a partir da porção quebradiça da casca de ovo. As cascas de ovo pulverizadas e membranas podem, então, ser processadas no aparelho 570 configurado para separar as cascas de ovo pulverizadas suspensas no fluxo 10 de ar a partir das membranas, também suspensas no fluxo de ar, e coletar as membranas separadamente das cascas de ovo pulverizadas.
Está dentro do escopo desta revelação adicionar etapas e componentes em qualquer ponto dos sistemas e \ ou processos descritos em conexão com a Figura 5 ou com qualquer outra Figura. Por exemplo, em algumas concretizações, as cascas de ovo 15 pulverizadas e as membranas podem ser adicionalmente processadas após elas terem sido coletadas. Em certas concretizações, as cascas de ovo pulverizadas e \ ou membranas podem ser reintroduzidas no sistema da Figura 5 e processadas novamente, separadamente ou coletivamente, de modo a, por exemplo, dimensionar, secar e \ ou pulverizar o material. Em alguns caos, as cascas de ovo pulverizadas criadas durante o 20 processo podem estar na forma de lascas ou pó grosso; em certas concretizações, reprocessar estas lacas pode produzir um pó mais fino.
A Figura 6 é um- fluxograma ilustrando um método de separação de casca de ovo 610. Novamente, como analogamente descrito em conexão com as outras figuras, as cascas de ovo não processadas podem primeiro ser introduzidas 622 no sistema e 25 subsequentemente pulverizadas . 618. As membranas podem então ser separadas, e coletadas 670 separadamente das partículas de casca de ovo pulverizada. Novamente, as etapas tais como pré-processamento, pós-processamento, e \ ou outras etapas executadas durante o método podem ser adicionadas ao método 610.
Sem elaboração adicional, acredita-se que os versados na técnica possam utilizar a 30 descrição precedente para utilizar a presente revelação em toda sua extensão. Os exemplos e concretizações revelados neste documento são para ser construídos como meramente explicativos e ilustrativos, e não como uma limitação do escopo da presente revelação de maneira nenhuma. Será aparente para os versados na técnica que alterações podem ser realizadas nos detalhes das concretizações descritas acima sem afastamento 35 dos princípios fundamentais da revelação neste documento. É pretendido que o escopo da invenção seja definido pelas reivindicações anexas neste documento e seus equivalentes.
Claims (8)
- REIVINDICAÇÕES1. Método para separação de cascas de ovo e membranas anexadas, CARACTERIZADO por compreender:introduzir cascas de ovo não processadas, compreendendo cascas de ovo e membranas anexadas, em um fluxo de ar, onde o fluxo de ar é gerado por um gerador de fluxo de ar em comunicação com um venturi, e onde o fluxo de ar submete as cascas de ovo não processadas a uma ou mais ondas de choque, desse modo pulverizando as cascas de ovo;em que o fluxo de ar possui uma primeira velocidade de 160,93 km/k (100 mph) e uma segunda velocidade de Mach 1; e pelo menos uma onda de choque é uma onda de choque estacionária.
- 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que um tubo de entrada está em comunicação fluida com o venturi.
- 3. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que um dispositivo de entrada é acoplado com o tubo de entrada de modo que o eixo geométrico longitudinal do dispositivo de entrada seja perpendicular ao eixo geométrico longitudinal do tubo de entrada, e as cascas de ovo não processadas são introduzidas através do tubo de entrada.
- 4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o gerador de fluxo de ar é acoplado com a porção divergente do venturi.
- 5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por adicionalmente compreender introduzir as cascas de ovo pulverizadas em um aparelho de separação configurado para coletar as membranas separadamente a partir das cascas de ovo.
- 6. Método, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que 80% das membranas inicialmente introduzidas no fluxo de ar são coletadas pelo aparelho de separação.
- 7. Método, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO por adicionalmente compreender reintroduzir as cascas de ovo pulverizadas no fluxo de ar.
- 8. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a onda de choque estacionária está localizada dentro de um venturi.
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