BR112016028454B1

BR112016028454B1 - Método para extração de cera cuticular de plantas

Info

Publication number: BR112016028454B1
Application number: BR112016028454-2A
Authority: BR
Inventors: Per Vinther; John Mark Lawther
Original assignee: Jena Trading Aps
Priority date: 2014-06-04
Filing date: 2015-06-04
Publication date: 2022-03-15
Also published as: EP3152284B1; US20210403828A1; EP3152284C0; EP3152284A1; US20170253831A1; CN107075409A; HUE066865T2; BR112016028454A2; PL3152284T3; MY183157A; WO2015185685A1

Abstract

SEPARAÇÃO DE CERA E FIBRAS DE PLANTAS A invenção se refere a extratos de cera de planta e a um método para extração de cera a partir de plantas, tais como biorresíduos agrícolas e, em particular, de palha de cereais, incluindo uma primeira etapa de tratamento mecânico a seco para separar uma fração enriquecida em cera de uma fração de palha com baixo teor de cera, e uma segunda etapa úmida incluindo tratamento enzimático da fração enriquecida com cera.

Description

Campo da Invenção

[001] A presente invenção se refere a um processo para a extração de cera a partir de plantas, em particular, a partir de plantas agrícolas e, de preferência, a partir de biorresíduos agrícolas.

Antecedentes da Invenção

[002] A fermentação da biomassa de carboidratos tem sido apresentada como uma alternativa promissora para fontes petroquímicas para combustíveis e outros produtos químicos por muitos anos. Os polímeros de carboidratos (celulose e hemicelulose) contêm diferentes monômeros de açúcar fermentáveis (açúcares de seis e cinco carbonos) e são fortemente ligados à lignina do polímero aromático. A celulose, a hemicelulose e a lignina, juntamente com pequenas quantidades de proteína, pectina, cera e diferentes compostos inorgânicos, constituem a "biomassa lignocelulósica", ou seja, a matéria seca das plantas. A biomassa lignocelulósica pode ser amplamente classificada em biomassa virgem, biomassa de resíduos e culturas energéticas. A biomassa virgem inclui todas as plantas terrestres de ocorrência natural, tais como árvores, arbustos e gramíneas. A biomassa residual é produzida como subproduto de baixo valor de diversos setores industriais, tais como de agricultura (milho, bagaço de cana-de-açúcar, palha, etc.) e silvicultura. As culturas energéticas são culturas com alto rendimento de biomassa lignocelulósica produzida para servir como matéria-prima para a produção de biocombustíveis de segunda geração. A produção de bioetanol de segunda geração é baseada na fermentação de levedura da biomassa lignocelulósica de resíduos municipais e agrícolas.

[003] Uma barreira à produção de etanol a partir da biomassa é que os açúcares necessários para a fermentação estão presos dentro da lignocelulose. A lignocelulose evoluiu para resistir à degradação e conferir estabilidade hidrolítica e robustez estrutural às paredes celulares das plantas. Esta robustez é causada pela reticulação entre os polímeros de carboidratos celulose e hemicelulose e de lignina através de ligações de éster e éter. Para extrair os açúcares fermentáveis, as celuloses devem ser desconectadas da lignina e, em seguida, hidrolisadas para dividi-las em monossacarídeos simples. Outro desafio para a fermentação de biomassa é a alta porcentagem de pentoses na hemicelulose, tal como a xilose. Ao contrário das hexoses como a glicose, as pentoses são difíceis de fermentar.

[004] Três etapas principais do processo estão envolvidas na conversão da biomassa lignocelulósica no bioetanol: 1) pré-tratamento da biomassa para interromper a matriz da parede - célula, incluindo a reticulação entre os polímeros de carboidratos e lignina; e para despolimerizar e solubilizar o polímero de hemicelulose; 2) hidrólise enzimática da celulose da parede celular e, em alguns casos, hemicelulose em monômeros; e 3) fermentação dos monômeros em etanol.

[005] Existem várias formas de pré-tratamento da biomassa dependendo do tipo de biomassa (matéria-prima) e da tecnologia subsequente aplicada. O tratamento termoquímico, por exemplo, tratamento com ácido diluído com e sem descompressão a vapor rápido ou tratamento com amônia e tratamento hidrotérmico estão entre os pré-tratamentos investigados.

[006] O antecessor da Inbicon, uma empresa de energia dinamarquesa, começou a estudar o uso da biomassa para a produção de energia na década de 1990. A primeira planta piloto foi inaugurada em 2003, podendo processar 2,4 toneladas métricas de biomassa/dia. Até 2005, a planta piloto foi ampliada e podia processar 24 toneladas métricas/dia. A primeira Refinaria de Biomassa da Inbicon foi inaugurada em Kalundborg, Dinamarca em 2009 e na instalação de demonstração, eles foram capazes de utilizar 100 toneladas de matéria-prima de biomassa por dia. O objetivo futuro da Inbicon é uma instalação que possa usar 1.200 toneladas de matéria-prima por dia. A matéria-prima de biomassa ótima para a qual a tecnologia da empresa é projetada é a palha de trigo. No entanto, eles também testaram casca de milho, gramíneas, bagaço, arundo, sorgo e resíduo de óleo de palma. Portanto, é um processo adaptável que pode utilizar a matéria-prima mais rentável.

[007] A peça principal para as refinarias de biomassa da Inbicon é a tecnologia de núcleo da Inbicon, que consiste em pré-tratamento mecânico e hidrotérmico seguido de hidrólise enzimática. A tecnologia de núcleo da Inbicon solubiliza a lignina e desbloqueia a celulose e hemicelulose para serem convertidas em açúcares. Estes açúcares podem ser fermentados em etanol.

[008] A Inbicon utiliza um processo de pré-tratamento hidrotérmico após um condicionamento mecânico (pré-corte e corte em pedaços) da matéria- prima (US 8.133.864). A premissa deste processo é produzir uma fração de fibra e uma fração líquida através de uma extração utilizando água quente. Na fração de fibra este processo alcança mais de 80% da lignina presente na matéria-prima inicial, enquanto que a fração líquida contém: açúcares C5, cloretos alcalinos e inibidores de fermentação. O principal inibidor de fermentação presente é o ácido acético. Durante a etapa inicial do processo de pré-tratamento hidrotérmico, a matéria-prima é embebida e colocada simultaneamente em temperaturas até 100°C e pressão ambiente. Isto permite a extração do ar presente e satura a matéria-prima com água. A etapa seguinte implica em um tratamento pressurizado a temperaturas elevadas na faixa de 170 a 230°C através da adição de água quente ou vapor durante aproximadamente 5 a 15 minutos. Ao longo do pré-tratamento hidrotérmico, existem ácidos formados que fazem com que a fração de fibra seja quase de pH neutro. O principal benefício disso é que o pH dificilmente terá que ser ajustado para a liquefação enzimática.

[009] A ideia por trás do pré-tratamento hidrotermal de Inbicon não é remover a hemicelulose e a lignina da fração de fibra, mas anular sua proteção da celulose. Inbicon alega que quando a lignina é fundida na presença de água, devido à sua natureza hidrofóbica, ela vai formar microgotículas que solidificam a temperaturas mais baixas. As condições utilizadas no pré-tratamento também hidrolisam a hemicelulose. Portanto, a criação dessas microgotículas de lignina e a hidrólise de hemicelulose neutralizam a proteção dos dois componentes de celulose. Este método mantém a matéria-prima no seu estado fibroso nativo, ao mesmo tempo que aumenta a eficiência da hidrólise enzimática subsequente.

[0010] No conceito de fermentação mista do açúcar C5 + C6 que está atualmente em operação na planta de demonstração de Kalundborg da Inbicon, os açúcares C5 e C6 são fermentados e subsequentemente destilados em etanol - por exemplo, para ser usado como combustível de transporte. Se os açúcares C5 fossem utilizados para o melaço C5, os açúcares C5 iriam diretamente para a evaporação em vez de para a etapa de hidrólise enzimática. A partir da fermentação e na fermentação, o equipamento e a tecnologia de primeira geração padrões podem ser usados.

[0011] Após a destilação, a composição restante consiste em frações sólidas e líquidas. Os sólidos são separados e podem ser usados para produção de energia e calor. A fração líquida é evaporada para produzir uma vinhaça que pode ser utilizada para produção de biogás.

[0012] A Inbicon também desenvolveu um processo para fermentação não estéril de bioetanol (US 8.187.849); e um método para a produção de biomassa ensilada (US 8.187.848); e métodos para reduzir o consumo de enzima na fermentação de bioetanol de segunda geração na presença de lignina (US 7.972.826).

[0013] Um dos efeitos do pré-tratamento é a remoção da cera da palha (Kristensen; Hansen). A cera é separada juntamente com outros sólidos e utilizada para produção de energia ou calor.

[0014] A folha de planta e as superfícies do caule são revestidas com uma camada fina de material de cera que tem uma grande quantidade de funções. Esta camada é de estrutura microcristalina e forma o limite externo da membrana cuticular, ou seja, é a interface entre a planta e a atmosfera. Ela serve a muitos propósitos, por exemplo, para limitar a difusão de água e solutos, permitindo uma liberação controlada de voláteis que podem deter pestes ou atrair insetos polinizadores. A cera fornece proteção contra doenças e insetos, e ajuda as plantas a resistir à seca. Como as plantas cobrem grande parte da superfície da Terra, parece provável que as ceras de plantas estejam entre as mais abundantes de todos os lipídeos naturais. A gama de tipos de lipídeos nas ceras de plantas é altamente variável, tanto na natureza como na composição. A quantidade de cada classe de lipídeos e a natureza e proporções das várias espécies moleculares dentro de cada classe variam grandemente com as espécies de plantas e o local da deposição de cera (folha, caule, flor, fruto, etc.).

[0015] As ceras de plantas comercialmente disponíveis não são muito comuns, em parte devido a uma escassez de métodos de produção economicamente atrativos para a extração de cera de plantas agrícolas comumente cultivadas e em parte devido a fontes baratas da indústria petroquímica concorrente.

[0016] A planta de jojoba (Simmondsia chinensis), que cresce nas regiões semiáridas do México e dos EUA, é única na produção de ésteres de cera em vez de triacilgliceróis em suas sementes, tornando-se uma cultura significativa.

[0017] As folhas da palmeira de carnaúba, Copernicia cerifera, que crescem no Brasil, têm um espesso revestimento de cera ("cera de carnaúba"), que pode ser colhido das folhas secas.

[0018] Outras "ceras" vegetais, tais como cera de bayberry ou do Japão são mais bem descritas como "sebos", uma vez que consistem principalmente de triacilgliceróis de alto ponto de fusão.

[0019] As ceras de plantas têm sido tradicionalmente extraídas com o uso de solventes orgânicos tais como clorofórmio, benzeno e hexano seguido por evaporação e purificação de solvente. Recentemente, foi divulgado um processo de extração utilizando CO2 supercrítico.

[0020] As ceras de plantas são alternativas altamente valorizadas às ceras provenientes da indústria petroquímica e podem ser usadas como substitutos naturais e "verdes" para as ceras à base de óleo mineral em todos os tipos de uso, inclusive em cosméticos, aditivos médicos, lubrificantes, polidores, revestimentos de superfície (madeira, couro, vestuário, etc.), corantes, tintas, vestuário, etc., e mesmo para uso em luz de velas.

[0021] Atualmente, as únicas ceras de plantas comerciais vêm da planta de jojoba e da palma de carnaúba, mas a produção está longe de ser capaz de cobrir o mercado potencial. Assim, existe uma necessidade de novas formas de produzir ceras de plantas em elevado teor quântico e a um preço relativamente baixo.

Sumário da invenção

[0022] A presente invenção se refere a um processo para a extração de cera a partir de plantas, em particular, a partir de plantas agrícolas e, de preferência, a partir de biorresíduos agrícolas tais como palha. Além disso, a invenção se refere à provisão de ceras parcialmente ou totalmente purificadas a partir de tais plantas para uso em cosméticos, aditivos médicos, lubrificantes, polidores, revestimentos de superfície (madeira, couro, vestuário, embalagens, etc.), corantes, tintas, produtos de construção, velas, etc.. Além disso, o processo fornece frações de fibra que têm uma quantidade reduzida de cera e, portanto, podem servir como uma matéria-prima vantajosa para a produção de biocombustível, painéis de fibras, painéis, produtos de construção, criação de animais, absorventes, embalagens de molde resistente a umidade, e semelhantes.

[0023] Mais particularmente, a invenção se refere a um método para separar material de planta contendo cera em uma fração de cera e uma fração de fibra parcialmente empobrecida de cera, cujo método compreende as seguintes etapas: a. tratar mecanicamente um material de planta em um processo por via seca à temperatura ambiente para fornecer material de planta triturado, b. separar o material de planta triturado em uma fração A compreendendo finos de planta enriquecidos em cera de planta e uma fração B compreendendo fibras de planta parcialmente empobrecidas de cera de planta, c. adicionar um líquido aquoso à fração A seguido de mistura e agitação a uma temperatura elevada, d. adicionar uma ou mais enzimas à mistura aquosa, e. aquecer a mistura a uma temperatura em que a cera é liquefeita e as enzimas são inativadas, f. separar da mistura aquecida uma fração líquida C contendo cera e uma matéria de planta contendo uma fração D, g. separar a cera da fração C.

[0024] A presente invenção se refere, em particular, a um processo por via úmida para a obtenção de uma amostra enriquecida em cera de plantas, compreendendo as seguintes etapas: h. fornecer uma amostra de finos de plantas enriquecidos em cera de planta, i. adicionar um líquido aquoso à amostra seguido de mistura e agitação a uma temperatura elevada, j. adicionar uma ou mais enzimas à mistura, k. aquecer a mistura a uma temperatura em que a cera é fundida e liquefeita, l. separar a cera da mistura.

[0025] A amostra de finos de plantas enriquecidos em cera de planta é obtida em m processo por via seca compreendendo o processamento mecânico incluindo corte e esmagamento (corte em pedaços) da matéria-prima da planta seguido de fracionamento de acordo com o peso/tamanho (por exemplo, por peneiramento), onde a fração de finos de planta pequenos e/ou leves são tipicamente sem ou com uma quantidade deduzida de cera e, portanto, descartados para outros usos, tais como fermentação, combustão, utilização em materiais de construção ou como detritos para animais domésticos. Deste modo, mais do que cerca de 50%, 60%, 70% ou 80% de todo o material de planta a partir da matéria-prima podem ser removidos antes da etapa seguinte, o processo por via úmida, juntamente com impurezas da colheita.

[0026] O material de planta (matéria-prima) é selecionado a partir de cereais, gramíneas de alta energia, cana-de-açúcar, folhas de palmeiras, etc., com mais preferência, biorresíduos de cereais tais como trigo, centeio, cevada, aveia, sorgo (durra), arroz, ou de gramíneas de alta energia.

[0027] No processo por via úmida um líquido aquoso é adicionado, tal como água, aos finos de plantas em uma razão de água para matéria de planta de pelo menos 5:1, tal como 10:1 e em que a temperatura é ajustada para solubilizar componentes solúveis em água na mistura.

[0028] A temperatura e o pH são então ajustados para otimizar a atividade de enzima(s) adicionada para degradar um ou mais componentes, à exceção da cera, associados com a cera na amostra de finos de plantas, tais como proteína. As enzimas são, de preferência, selecionadas a partir do grupo de proteases tal como do grupo das endo- e/ou exo-peptidases. A mistura líquida tratada com enzimas pode ser tratada mecanicamente, por exemplo, em um moinho de via úmida, para auxiliar a liberação de cera parcialmente associada com a matéria de planta restante, por exemplo, proteínas, fibras, etc.

[0029] Após a liberação de cera da matéria de planta, a mistura é aquecida para fundir e liquefazer a cera. De preferência, o aquecimento deve também inativar a(s) enzima(s). Na etapa seguinte, as matérias/fibras de planta restantes são separadas e removidas da fase líquida, por exemplo, através de decantação da fase líquida. Na etapa final, a fase de cera é separada da fase aquosa, por exemplo, reduzindo a temperatura de modo a solidificar a fase de cera para fácil remoção.

[0030] A cera pode ser utilizada tal como está ou pode ser ainda purificada removendo todas ou algumas das impurezas restantes da fase de cera.

Os desenhos

[0031] A Figura 1 ilustra um exemplo de uma corrente de processo no processo por via úmida.

[0032] A Figura 2 mostra uma análise de calorimetria de varredura diferencial (DSC) de uma cera de palha de trigo. Uma curva mostra a monitoração da alteração de massa à medida que a amostra é aquecida a partir da temperatura ambiente até 630°C. Isto mostra que a cera é estável até cerca de 210°C, após o que se inicia a decomposição. A outra curva mostra o monitoramento das mudanças de energia térmica dentro da amostra durante o mesmo regime de aquecimento. A curva mostra uma endotermia clara a 65-70°C, devido à fusão da cera.

Descrição detalhada da invenção Definições:

[0033] "Palha" significa os restos de uma planta agrícola, por exemplo, um cereal, depois da cabeça de semente ter sido removida, ou seja, as folhas e o caule/forragem (nós e entrenós). A palha pode significar a totalidade de uma gramínea de alta energia, tal como, por exemplo, capim-elefante.

[0034] "Matéria-prima" significa o material de planta aplicado ao tratamento mecânico, tal como, por exemplo, biorresíduos agrícolas, gramíneas de alta energia ou folhas de palmeira.

[0035] "Fibras de planta", "fibras de palha" e "fibras geradas a partir do moinho" significam a fração de matéria-prima tratada mecanicamente enriquecida em fibras e com baixo teor de cera.

[0036] "Finos de plantas" e "finos gerados por moinho" significa a fração de matéria-prima tratada mecanicamente enriquecida em teor de cera e com baixo teor de fibras.

[0037] "Finos de palha" significa a fração de fibras de finos gerados em moinho.

[0038] "Temperatura ambiente" significa a temperatura normal do ambiente circundante ao local de tratamento e, assim, não é normalmente influenciada pelo aquecimento ou resfriamento.

[0039] Como discutido acima, a cera é um componente de superfície nas folhas e no caule da maioria das plantas. A presente invenção pode ser aplicada à maioria dos tipos de matéria-prima de planta compreendendo cera. Com o propósito de ilustrar a invenção, a palha de trigo foi selecionada como matéria- prima de teste, uma vez que contém uma quantidade substancial de cera, está disponível em grande quantidade como biorresíduos da agricultura, e é um exemplo de matéria-prima para produção de biocombustível onde a cera é um componente que precisa ser removido em um pré-tratamento antes da fermentação. Tradicionalmente, a cera é queimada no processo de produção de biocombustíveis. Outras matérias-primas podem ser tratadas da mesma maneira, ou com pequenas modificações óbvias por uma pessoa versada na técnica.

[0040] A matéria-prima da planta, tal como biorresíduos, pode alternativamente ser utilizada como fonte de material combustível para fornecimento de energia e calor em uma instalação de energia e/ou calor, onde a remoção de uma grande parte da cera conduz a um processo de combustão melhorado com menos poluição e menos problemas com alcatrão na câmara de combustão. Em uma outra modalidade da invenção, a palha desencerada mecanicamente tem excelentes propriedades de absorção quando utilizada como detrito para animais domésticos. Um outro exemplo de uso do material de planta desencerado, por exemplo, palha triturada, está no material de construção, tal como em compensados e semelhantes.

[0041] O trabalho que conduz à presente invenção foi inicialmente dividido em várias tarefas-chave. A primeira parte foi o desenvolvimento de um tratamento mecânico da palha, de modo que a cera pode ser separada em grande parte das fibras, pelo que ambas as frações se tornam benéficas nos processos de obtenção de produtos finais de cera e produtos finais de fibra com baixo teor de cera para a conversão da fração de fibra (baixo teor de cera) para biocombustível e/ou produtos a jusante semelhantes.

[0042] A segunda parte do trabalho realizado baseou-se no desenvolvimento de um método adequado para extrair e aumentar a recuperação de cera a partir da palha tratada mecanicamente, de preferência, em um processo por via úmida ambientalmente amigável onde os solventes orgânicos são evitados.

[0043] Na primeira parte do estudo, diferentes frações de palha de trigo mecanicamente processada e palha de trigo não tratada foram extraídas com diferentes solventes orgânicos, a fim de investigar se o processamento mecânico poderia resultar na separação mecanicamente da cera em uma das frações. O tratamento mecânico consistiu na palha de trigo cortada (em pedaços) em comprimentos adequados para um tratamento subsequente num moinho adequado para deformar a palha (por exemplo, moinho de martelos ou moinho de discos). Após o tratamento mecânico, o material de planta triturado foi separado em uma fração contendo fibras de palha mais longas (ricas em fibras) e uma fração contendo partículas menores e partículas da palha (finos). O corte em pedaços primário resulta tipicamente em cortes de palha entre cerca de 5 e 20 cm de comprimento, a moagem pica a palha em pedaços de menos que 5 cm de comprimento e os finos são de alguns mm juntamente com finos de palha de até cerca de 2 cm. Verificou-se, como pode ser visto nos exemplos 1 e 2, que a cera da palha é principalmente recuperada dentro dos finos. Um simples processamento mecânico a seco poderia, portanto, ser a primeira etapa em uma concentração ascendente de cera a partir da matéria-prima da planta e, ao mesmo tempo, obtendo-se uma porção de palha melhorada para uso posterior onde uma grande parte da cera foi removida.

[0044] A parte mecânica da invenção se refere, consequentemente, a um método para separar cera de um material de planta revestido com cera seca, compreendendo as etapas de processar mecanicamente o material de planta em um processo por via seca utilizando um aparelho adaptado para deformar pelo menos a superfície externa do material de planta de modo que o revestimento de cera é fissurado e liberado do material de planta restante, parcialmente desencerado; separar o material de planta em um separador em uma fração A compreendendo o material de planta com um teor relativamente elevado de revestimento de cera craqueado e liberado e um teor relativamente baixo do material de planta restante, parcialmente desencerado, e uma fração B compreendendo, respectivamente, um revestimento de cera craqueado e liberado com baixo teor e um teor relativamente elevado do material de planta restante, parcialmente desencerado. O separador pode adquirir qualquer forma adequada, tal como, por exemplo, de uma peneira, um ciclone e semelhantes.

[0045] O teor de cera das diferentes matérias-primas de plantas depende das propriedades como a espécie de planta, a variedade, o solo e o clima em que a planta é cultivada, do uso de fertilizantes e/ou pesticidas e da parte da planta utilizada como matéria-prima. Como exemplo, a palha de trigo colhida na Dinamarca compreende cerca de 1 a 3% de cera.

[0046] O tratamento mecânico resulta em um produto que pode ser separado em duas frações, a fração A e a fração B, em uma razão de cerca de 30:70 (p/p) ou inferior, de preferência, de 25:75 ou inferior, com mais preferência, de 20:80 ou inferior, e com mais preferência, de 15:85 ou inferior, tal como 10:90 ou inferior. A fração A contém tipicamente mais do que 50% da quantidade total de cera na matéria-prima, tal como 50% ou mais, 60% ou mais, 70% ou mais, 75% ou mais e, de preferência, 80% ou mais, tal como pelo menos 85%, 90% ou 95% da quantidade total de cera na matéria-prima. A fração B contém, portanto, menos do que 50%, 40%, 30%, 25%, 20%, como no máximo 15%, 10% e/ou 5% da quantidade total de cera na matéria-prima. O tratamento mecânico e a separação nas frações A e B conduz, consequentemente, a um aumento da concentração de cera na fração A de cerca de 66% a mais de 400% em comparação com o teor de cera na matéria-prima. A cera constitui-se na fração B abaixo de cerca de 0,75%, de preferência, abaixo de cerca de 0,25%, da fração. A cera constitui-se até cerca de 12%, de preferência, até 15% do material sólido na fração A ou mesmo mais.

[0047] O presente método permitirá a recuperação de mais de 40% da cera presente na matéria-prima, tal como entre 40 e 95%. A recuperação é, de preferência, mais do que 50%, tal como entre 50 e 90%. De preferência, mais do que 60% da cera na matéria-prima é recuperada pelo presente método e ainda com mais preferência, mais do que 65%, 70% ou 75% da cera é recuperado. Ao escolher e otimizar as etapas do processo, a recuperação de parte de cera da matéria-prima pode ser tão elevada como 80, 85, 90, 95 ou 100%.

[0048] Com o objetivo de utilizar a fração B na fermentação ou na combustão a jusante, é desejável produzir no tratamento mecânico, incluindo fracionamento/separação, uma razão da fração A para a fração B tão baixa quanto possível com a menos cera quanto possível na fração B. Uma vantagem adicional do tratamento mecânico e separação em frações é a redução na matéria sólida a ser tratada no processo por via úmida seguinte e, assim, uma redução no tamanho das instalações de tratamento a úmido, no fornecimento de energia, tal como aquecimento, dos aditivos de processo tais como água e enzimas e, portanto, dos custos de separação da cera a partir da matéria-prima da planta.

[0049] Com base na verificação de que a cera pode ser parcialmente separada das fibras em um processo mecânico, investigou-se se seria possível extrair ou separar a cera dos finos (fração A) através do uso de uma solução aquosa em vez de solventes orgânicos normalmente utilizados. O exemplo 3 demonstra que foi eficazmente possível extrair uma porção de cera dos finos cozimento dos finos em água, deixando uma porção de "resíduo" fibroso parcialmente desprovida de cera após a separação.

[0050] Uma camada cerosa fina, fundida, flutuante e solidificante foi observada depois da centrifugação da amostra, mas não foi considerada quantitativamente adequada para a separação aumentada, porque não incorporou mais de 1 a 2% da profundidade do tubo de centrífuga. Isto sugeriu que nem todo o material de cera disponível, tal como observado na análise de extração com solvente, foi removido para essa camada. No entanto, uma camada de sólidos com cor castanha também foi observada acima da fase de fibra e abaixo do sobrenadante líquido nas amostras centrifugadas. Esta camada era suspeita de ser um remanescente de camadas ricas em proteínas. Como é sabido ainda que ceras cuticulares estejam associadas com proteínas cuticulares em gramíneas/palhas, investigou-se se a degradação destas proteínas ajudaria a separação adicional de cera. Como pode ser visto a partir do Exemplo 4, um tratamento de proteinase com uma protease, tal como a Alcalase®, da suspensão aquosa compreendendo os finos, seguido pelo aquecimento da mistura e separação da porção cerosa, mostrou um aumento significativamente maior da extração e recuperação de cera da palha (finos).

[0051] A liberação de ceras a partir de finos de plantas após tratamento mecânico pode, assim, ser aumentada pelo tratamento enzimático da matéria- prima da planta triturada. Especialmente os nós de plantas compreendem proteína associada à cera. Foi demonstrado pelo exemplo que as proteases comerciais Alcalase® e Promoad® podem ser utilizadas para degradar o material proteico que se liga a cera. No entanto, outras proteinases podem ser utilizadas isoladamente ou em combinação para liberar cera livre. As proteases estão envolvidas na digestão de cadeias de proteínas longas em fragmentos menores por separação das ligações peptídicas que ligam resíduos de aminoácidos. Algumas separam os aminoácidos terminais da cadeia proteica (exopeptidases, tais como aminopeptidases, carboxipeptidase A); outras atacam as ligações peptídicas internas de uma proteína (endopeptidases, tais como tripsina, quimotripsina, pepsina, papaína, elastase). As proteases adequadas podem ser selecionadas entre classes diferentes, tais como serinas proteases, treonina proteases, cisteína proteases, aspartato proteases, ácido glutâmico proteases e metaloproteases. Muitas proteases estão comercialmente disponíveis, tais como, por exemplo, Alcalase®, uma protease de Bacillus licheniformis, Neutrase®, uma protease de Bacillus amyloliquefaciens, ambas disponíveis junto à Novozymes, Dinamarca; e Promod®, uma protease de Ananas comosus, disponível junto à BioCatalysts, Reino Unido. Uma combinação de duas ou mais enzimas pode ser benéfica para degradar as proteínas de plantas em um grau satisfatório para liberação e purificação da cera. A fim de beneficiar tanto quanto possível o tratamento com enzimas, as condições para a atividade enzimática, tais como temperatura, pH, concentração de sal, etc., devem ser otimizadas tanto quanto possível na suspensão/mistura. A adição de ácido ou base à pasta/mistura pode ser necessária para se alcançar condições ótimas de pH.

[0052] A liberação assistida por enzima de cera a partir de partes do material de planta triturado presente nos finos pode ser suportada por um tratamento mecânico simultâneo ou subsequente, por exemplo, em um moinho de via úmida ou semelhante. Uma tal moagem por via úmida pode ser repetida tantas vezes quantas se desejar. 2, 3 ou 4 repetições serão normalmente suficientes. A temperatura ótima durante a liberação assistida por enzimas da cera é selecionada para se adequar à(s) enzima(s) utilizada(s) e às condições operacionais durante a moagem por via úmida. A temperatura pode ser 25, 30, 35, 40, 45, 50°C ou mesmo mais elevada se forem utilizadas enzimas termoestáveis.

[0053] Uma vez que o tratamento enzimático é considerado suficiente para um grau de liberação da cera desejável ou possível, a temperatura da mistura é elevada para fundir e liquefazer a cera liberada, de modo que o material sólido, por exemplo, as fibras e outros restos da palha podem ser separados de uma parte líquida compreendendo as ceras fundidas. A massa fundida pode ser totalmente ou parcialmente liquefeita dependendo da composição da cera e da temperatura. A separação pode ser realizada por qualquer forma de peneiração usando qualquer tamanho molecular conforme desejado. Uma vez que a parte sólida tenha sido removida, a cera pode ser separada da parte aquosa do líquido ou semilíquido. A extração por solvente orgânico pode ser utilizada, especialmente se uma fração ou frações muito limpas e/são desejada(s). No entanto, uma simples precipitação da cera por redução da temperatura para abaixo do ponto de fusão é preferencial, após o que a cera sólida ou semissólida pode ser separada da parte aquosa, por exemplo, por decantação.

[0054] Quando a temperatura é elevada a fim de fundir a cera liberada, é desejável um alcance mínimo na temperatura à qual as enzimas são inativadas. Isto envolve a fusão de uma fase de cera acima de 70°C, de preferência, acima de 80, 90 ou 95°C e dispersão via agitação da cera na fase aquosa. A cera bruta contém mais de 85 a 90% de cera, o resto sendo de diferentes impurezas.

[0055] A purificação da cera a partir do extrato de cera após a separação da fração aquosa pode ser realizada por qualquer método conhecido. O extrato de cera pode compreender diferentes compostos solúveis em água, tais como açúcares, lignina (em solução alcalina), proteína, bem como diferentes produtos de degradação de plantas. O grau de purificação pode depender do uso pretendido da cera. Uma fração diferente da cera de acordo com o conteúdo molecular pode também ser conseguida por métodos conhecidos, se desejado. Os métodos conhecidos para a purificação compreendem extrações aquosas repetidas em água ou soluções aquosas quentes. A remoção de cor pode ser realizada por branqueamento oxidativo suave.

[0056] Consequentemente, em um aspecto da presente invenção, é fornecido um método para separar material de planta contendo cera em uma fração de cera e uma fração de fibra parcialmente empobrecida de cera, compreendendo: m. tratar mecanicamente um material de planta em um processo por via seca para fornecer material de planta triturado, n. separar o material de planta triturado em uma fração A compreendendo finos de plantas enriquecidos em cera de planta e uma fração B compreendendo cortes/partes/fibras de planta parcialmente empobrecidos de cera de planta, o. adicionar um líquido aquoso à fração A seguido de mistura e agitação a uma temperatura elevada, p. adicionar uma ou mais enzimas à mistura aquosa, q. aquecer a mistura a uma temperatura em que a cera é fundida e liquefeita e as enzimas são inativadas, r. separar da mistura aquecida uma fração C líquida contendo cera e uma fração D contendo fibra, s. separar a cera da fração C.

[0057] A fração B e a fração D são ricas em fibras e com teor de cera e podem assim ser materiais fibrosos vantajosos para uso em produtos contendo palha ou produção de biocombustível como explicado acima.

[0058] Ambas as frações B e D podem ser utilizadas alternativamente na geração de calor, por exemplo, como produto(s) combustível(is) na produção de energia e/ou calor. Em uma modalidade preferencial, a fração D pode ser prensada para formar péletes combustíveis com uma concentração de líquido adequada.

[0059] Em uma modalidade preferencial, a temperatura elevada é ajustada para adequar às enzimas adicionadas e o tratamento enzimático e a liberação de cera é suportada por moagem por via úmida da suspensão/mistura.

[0060] Em um outro aspecto da invenção, é fornecido um método para obter uma composição enriquecida em cera a partir de plantas, que compreende: t. fornecer uma amostra de finos de plantas enriquecidos em cera de planta, u. adicionar um líquido aquoso à amostra seguido de mistura e agitação a uma temperatura elevada, v. adicionar uma ou mais enzimas à mistura, w. aquecer a mistura a uma temperatura em que a cera é liquefeita, x. separar a cera da mistura.

[0061] A Figura 1 ilustra um exemplo de uma corrente de processo no processo por via úmida. A invenção não se destina a ser limitada ao exemplo específico. A corrente de processo pode ter muitas configurações diferentes.

[0062] Em uma modalidade preferencial da invenção, a uma ou mais enzimas são selecionadas a partir do grupo de proteases.

[0063] A amostra de finos de planta enriquecidos em cera é resultante do fracionamento de palha que é tratada mecanicamente a seco à temperatura ambiente para liberar uma grande parte da cera assentada sobre a superfície seca das partes da planta/palha. Os finos de planta enriquecidos em cera da planta, assim, compreendem partículas de cera e flocos liberados da palha durante o tratamento mecânico. O fracionamento pode ser conseguido por uso de um separador, tal como uma peneira com aberturas de peneira adaptadas para reter a referida fração B em um lado da peneira, e permitindo que a referida fração A passe pela peneira. A referida fração A pode ser forçada através da peneira por sucção.

[0064] O tratamento mecânico é, de preferência, de corte e moagem e é realizado antes da separação do material de planta no separador para as referidas frações A e B. A Fração B pode ser coletada e utilizada como a palha com baixo teor de cera.

[0065] Um exemplo de uma instalação de processamento adaptada para a separação de cera a partir de um material de planta revestido com cera seca que compreende um recipiente de desenceramento adaptado para a liquefação do conteúdo de cera de um material de planta disposto na referida instalação de processamento com recipiente de desenceramento pode compreender, ainda: y. um triturador adaptado para esmagar/deformar pelo menos a superfície externa do material de planta, de modo que o revestimento de cera é fissurado e liberado a partir do material de planta restante parcialmente desencerado, z. um separador adaptado para separar o material de planta em uma fração A compreendendo material de planta com um teor relativamente elevado de revestimento de cera fissurado e liberado e um teor relativamente baixo de material de planta restante, parcialmente desencerado, e uma fração B compreendendo respectivamente um teor relativamente baixo revestimento de cera fissurada e liberada e um teor relativamente elevado de material de planta restante parcialmente desencerado, aa. um primeiro transportador adaptado para transportar material a partir do triturador para o separador, e bb. um segundo transportador adaptado para transportar a fração A do separador para o referido recipiente de desenceramento.

[0066] O primeiro e o segundo transportadores podem, cada um, ser dispostos em um tubo à prova de poeira, que compreende uma entrada e uma abertura de saída dispostas em cada extremidade do referido tubo à prova de poeira.

[0067] O triturador pode compreender um cortador adaptado para cortar o material de planta para formar material de planta triturado; um moinho adaptado para moagem do material de planta triturado; e um terceiro transportador adaptado para transportar o material triturado a partir do cortador para o moinho. O moinho pode ser um moinho de martelos ou um moinho de disco ou qualquer aparelho de esmagamento equivalente.

[0068] Em um outro aspecto da invenção, a planta (matéria-prima) é selecionada a partir de cereais, cana-de-açúcar, gramíneas de alta energia, folhas de palmeiras e outras árvores.

[0069] Em uma modalidade da invenção, o cereal é selecionado a partir de trigo, centeio, cevada, aveia, sorgo (durra), arroz, etc. Um exemplo de gramíneas de alta energia é capim-elefante.

[0070] Em uma modalidade preferencial, o líquido aquoso adicionado para aos finos para produzir uma suspensão que é agitada para produzir uma mistura de partes solúveis em água e sólidos é a água a uma temperatura, de preferência, superior a 15°C, tal como, por exemplo, 20, 25, 30, 35 ou 40°C. A tentativa e erro indicou que o uso de uma razão em peso de 12:1 de água para matéria de palha foi necessária nas condições de laboratório para facilitar a presença de "água livre" nos recipientes utilizados. Com menores razões, o licor insuficiente estava disponível para permitir "lavar com agitação" das superfícies de fibra e mobilização de qualquer filme de cera fundido. Assim, a razão de água para matéria de palha é, de preferência, superior a 5:1 e, com mais preferência, superior a 10:1, tal como 12:1, em peso.

[0071] Durante o tratamento com enzima, a temperatura e o pH são ajustados para otimizar a atividade da(s) enzima(s) adicionada(s). A temperatura ótima durante a liberação assistida por enzima da cera pode ser de 25, 30, 35, 40, 45, 50°C ou mesmo superior, se enzimas termoestáveis forem utilizadas.

[0072] Após a separação da fração de cera a partir da fração aquosa e de sólidos, a cera é coletada e preparada para uso em sua forma bruta, ou após a remoção das impurezas e/ou cores.

[0073] A parte sólida obtida após a remoção da cera a partir da mistura após o tratamento por via úmida é, de preferência, recolhida, prensada para formar péletes e queimada, por exemplo, para a geração de energia e/ou calor.

[0074] Em um exemplo ilustrativo da presente invenção, palha de trigo foi recolhida depois da colheita do trigo e a separação dos grãos a partir de um campo agrícola Dinamarquês no lado oeste da Zelândia. As etapas de fracionamento, incluindo: a) tratamento mecânico, b) tratamento por via úmida da fração A, e c) separação de cera bruta, resultam nos seguintes rendimentos. A Fração A contém tipicamente entre 10 e 40% de água, mais tipicamente, entre 15 e 30%, tal como entre 20 e 25%, por exemplo, cerca de 25%.

1) Material orgânico não dissolvido depois de tratamento com enzimas e aquecimento, por exemplo. Matéria-prima de palha residual 2) Material inorgânico não dissolvido, por exemplo, pedras, sujeira, etc. 3) Material orgânico solúvel em água (após resfriamento), por exemplo, proteínas, aminoácidos de peptídeos, mono-, di- e oligossacarídeos, derivados fenólicos solúveis de lignina, sais, minerais, etc. 4) Solidifica por resfriamento de "cera bruta" aquecida 5) Para obter a mesma quantidade de cera sólida sem tratamento mecânico e fracionamento, cerca de 500 kg de palha de trigo precisam ser tratados no processo por via úmida 6) % de recuperação de cera na matéria-prima 7) Solvente -DCM- extraível

[0075] Em outro exemplo ilustrativo da presente invenção, a palha de trigo foi recolhida depois da colheita do trigo e a separação dos grãos a partir de um campo agrícola dinamarquesa diferente no lado oeste da Nova Zelândia. As etapas de fracionamento, incluindo: a) tratamento mecânico, b) tratamento por via úmida da fração A, e c) separação de cera bruta, resulta nos seguintes rendimentos.

1) - 7) ver tabela acima. 1) = 1)+ 2) a partir da Tabela acima.

[0076] Através da variação das propriedades de tratamento e/ou matérias- primas mais ou menos cera sólida pode ser separada da matéria-prima utilizada.

Exemplos Exemplo 1 Frações de Palha produzidas e fornecidas por Box Straw ApS.

[0077] Quantidades de 2- 10 amostras kg de fibras e de finos para TI, Trae og Milj0. Matéria-prima de palha de trigo.

Descrição do trabalho

[0078] Um fardo de "palha BS", ou seja, como o usado por BoxStraw ApS, foi recebido em maio de 2013,

[0079] Um pacote de 25 kg do produto preparado de BoxStraw (preparação moída em moinho de martelo) foi também recebido.

[0080] 10 kg desta palha ("BS palha") foram sequencialmente moídas em moinho de martelo, moídas em moinho de disco e depois peneirada em 2 frações (de finos e fibrosas) em Ti (junho -Julho de 2013).

[0081] A fração de finos foi definida e obtida através de peneiramento da palha moída em moinho de disco através de uma malha de 0,75 mm.

Rendimentos:

[0082] Fração de Fibra: 7900 g ("Moinho de disco TI gerou multas")

[0083] Fração de finos: 1,770 g ("Moinho de discos TI gerou fibra enriquecida")

[0084] BoxStraw ApS (" BS ") forneceu uma amostra de 10 kg de finos gerados em sua própria linha de produção (de palha moída em moinho de martelo durante a produção -" finos de produção de BS").

[0085] Estes materiais foram usados como a base no estudo de extração.

Exemplo 2 Extração de cera usando 3 diferentes solventes, Determinação dos teores de cera.

[0086] Frações/tipos de palha diferentes foram examinadas.

[0087] Tipos de fibras de palha:

[0088] Fração 1 de fibra moída em disco: finos ("Finos gerados em moinho de disco")

[0089] Fração 2 de fibra moída em disco: fibra enriquecida "Fibra enriquecida gerada em moinho de disco")

[0090] Finos Box-Straw ("Finos de produção de BS")

[0091] Solventes:

[0092] Diclorometano, Clorofórmio, Etanol

Descrição dos trabalhos

[0093] Dentro desta tarefa, a cera e os conteúdos extraíveis de solventes das várias frações de palha, incluindo a palha "total" original de foram determinados, a fim de definir uma linha de base para um valor de material extraível para cada fração e para indicar uma "melhor" solvente para a extração se a extração com solvente for verificada como sendo necessária para o aumento.

[0094] Nesta fase (após experimentação inicial), os experimentos de extração foram realizados como segue: 1. 30 g de material de palha (ou palha integral, finos fornecidos por BS, finos gerados por moinho de disco, ou fração enriquecida de fibra gerada por moinho de disco) foram pesados (equilíbrio a 2 pontos decimais) e colocados em balão de fundo redondo de 2 litros, com flange, equipado com gargalo superior de múltiplos flanges e condensador. 2. 1 litro de solvente (Diclorometano, Clorofórmio ou etanol) foi adicionado e o balão + condensador foram colocados em uma manta de aquecimento e a mistura foi aquecida suavemente sob refluxo durante 2 horas, permitindo a extração de cera (ou outros componentes) no solvente. 3. Depois de deixar ferver até parar, o solvente foi decantado a partir do isolamento final de "fibras" ou finos por meio de filtração. 4. A porção de solvente foi evaporado até deixar um depósito de cera. 5. A fibra residual foi deixada secar e então novamente pesada para determinar a massa extraída. Resultados

[0095] Os extratos de diclorometano ("DCM") a partir de 2 conjuntos de "finos" testados mostrou (visualmente e amolecendo após aquecimento a 70°C) a maior parte de cera com característica semelhante e a caracterização adicional foi focada nesses extratos. Os níveis de material de cera compreendendo 7 a 8% da massa de palha foram facilmente extraídos a partir dos materiais finos. Os finos contêm claramente cera mais extraível do que toda a palha ou frações fibrosas obtidas após a moagem em disco ou moagem em martelo e peneiramento (finos de produção de BS). Isto mostra as vantagens de utilizar as frações de finos para uma extração mais eficiente do que a cera.

[0096] O extrato de DCM é amolecido quando exposto a 70°C em um forno e também começou a amolecer a 60°C.

[0097] O extrato foi analisado por calorimetria de varredura diferencial (DSC), que é uma técnica termoanalítica em que a diferença na quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de uma amostra é medida como uma função da temperatura. O programa de temperatura para a análise de DSC foi designado de tal modo que a temperatura de suporte de amostra de aumentou linearmente em função do tempo. A análise de DSC da cera de palha de trigo é mostrada na Figura 2. Isto mostra que a cera é estável (nenhuma perda de massa devido à decomposição) até cerca de 210°C, após o que se inicia a decomposição. O traçado mostra uma ENDOTERMIA clara a 65-70°C, devido à fusão da cera (absorção líquida de energia durante a fusão). A cera funde a 6570°C

Exemplo 3

[0098] Com base nos resultados obtidos no Exemplo 2, uma forma eficaz para extrair cera dos finos de palha por uso de água e sem o uso de solventes orgânicos foi desenvolvido.

[0099] Uma metodologia para tentar remover cera da superfície da palha utilizando água fervente foi testada e processada. Isto envolveu a fusão de uma fase de cera (acima de 70°C) e dispersão por agitação na fase aquosa

[00100] A tentativa e erro indicou que o uso de uma razão de água para matéria de palha de 12:1 foi preferencial sob condições de laboratório para facilitar a presença de "água livre "nos vasos utilizados. Em razões inferiores, o licor insuficiente era disponível para permitir a "lavagem com agitação" das superfícies das fibras e mobilização de qualquer filme de cera fundido.

[00101] A seguinte metodologia foi utilizada em uma série de experiências de laboratório: 6. 50 g de material de palha foram adicionados a 600 ml de água; 7. a mistura é levada a fervura juntamente com um agitador mecânico ou magnético; 8. a mistura quente é deixada a ferver lentamente (isto é, ponto de ebulição suave) durante 30 minutos; 9. a mistura quente é centrifugada a 5000 rpm durante 5 minutos; 10. a fase líquida é decantada e deixada evaporar em forno a 600°C durante 24 horas; 11. material de palha residual é cuidadosamente recuperado e seco em um forno a 60°C durante 24 e pesado novamente e a perda de massa é calculada.

[00102] O aumento da agitação é facilmente conseguido em um misturador aquecido maior (por exemplo, tipo Kenwood, em escala 3 litros). Isto foi testado e o trabalho foi apresentado no Exemplo 4. Resultados: Água quente (método de laboratório)

[00103] A água tem a capacidade para também dissolver/solubilizar moléculas solúveis em água menores e açúcares livres a partir da palha. Isto reflete-se nos rendimentos percentuais mais elevados, em comparação com extração com solvente de DCM, o que somente vai dissolver e mobilizar compostos de cera. No entanto, o resíduo foi extraído (na fase obtida após evaporação da água) mostrou amolecimento a 70°C, indicando um componente de cera significativo.

Exemplo 4

[00104] O método à base de água divulgado acima foi aumentado para o nível de vários litros por lote, com moagem por via úmida intermitente da suspensão quente para aumentar a agitação e o trabalho mecânico.

[00105] O estudo inicial envolveu as seguintes etapas: 12. 500g de finos foram suspensos em 5 litros de água morna (40°C) em uma bacia de aço aquecida e a temperatura foi levada até 90°C juntamente com agitação mecânica. 13. Manutenção de calor e agitação durante 30 minutos. 14. Passagem (alimentação manual) através de um moinho por via úmida Fryma (isto é, moinho coloidal) 3 vezes durante 30 minutos de tratamento adicional a 95°C. 15. As amostras (50 mL cada) foram removidas por centrifugação (5 minutos a 5.000 rpm). 16. Resfriamento e observação de uma camada superior de cera de separação.

[00106] Uma camada de cera fina, fundida, flutuante e em seguida solidificante foi observada após a centrifugação da amostra, mas esta não foi considerada adequada quantitativamente para a separação em maior escala, incorporando não mais do que 1-2% de profundidade de tubo. Isto sugeriu que nem todo o material de cera disponível (a partir de análise de extração de solvente) foi removido na camada.

[00107] No entanto, uma camada de sólidos de cor castanha foi também observada acima da fase de fibras e sob o sobrenadante líquido nas amostras centrifugadas, e esta foi o restante das camadas ricas em proteína observadas durante o tratamento de fracionamento de outros tipos de biomassa, incluindo os farelos de cereais.

[00108] Sabe-se que as ceras cuticulares estão associadas com proteínas cuticulares em gramíneas/palhas e considerou-se que a decomposição dessas proteínas iria ajudar ainda mais a separação da cera. Assim, em um outro conjunto de ensaios, o seguinte regime foi investigado/processado, em escala de 3 litros. 17. 300g de finos de palha foram suspensos em 3 litros de água morna (40°C) em uma bacia de aço aquecida e a temperatura foi levada até 50°C, juntamente com agitação mecânica. 18. Manutenção de calor, ajuste do pH para 7,5 e agitação durante 30 minutos. 19. Adição de 0,3 mL de preparação de "Alcalase" da preparação de protease de Novozyme e agitação durante 15 minutos, seguido por 3 passagens (alimentação manual) através do moinho de via úmida Fryma durante 30 minutos de tratamento adicional. 20. Aumento da temperatura durante a mistura para 95°C, para desativar a enzima e fundir/amolecer os componentes de cera. 21. Passagem (alimentação manual) através de um moinho de via úmida Fryma (isto é, moinho coloidal) 3 vezes durante 30 minutos de tratamento adicional a 95°C. 22. As amostras (50 mL cada) foram removidas por centrifugação (5 minutos a 5.000 rpm). 23. Resfriamento e observação/coleta de uma camada superior de cera de separação.

[00109] A da camada superior (de cera) mais ampla e mais substancial separada foi observada após centrifugação. Isto mostra a recuperação de substancialmente mais cera (com o dobro da largura da camada de separação) do que no primeiro processamento à base de água, não-enzimático básico descrito.

Exemplo 5

[00110] O extrato da cera do Exemplo 4 foi novamente suspenso em água quente (10 x de água para cera) e aqueceu-se a 90°C. A solução foi agitada mecanicamente para ajudar a dissolução de açúcares e outros solúveis em água. Após agitação, a mistura foi deixada se separar em duas camadas e a camada não aquosa (a camada de cera) foi separada. A separação com água quente foi repetida na fração de cera.

[00111] Além disso a remoção de cor pode ser realizada por branqueamento oxidativo suave (isto é, oxigênio).

[00112] Teste térmico (DSC) foi realizado no extrato para caracterizar termicamente o material de cera. Os resultados estão de acordo com a análise descrita no Exemplo 2.

Exemplo 6:

[00113] Foi observado durante um ensaio de ampliação (em que lotes de 10 kg de finos de palha foram tratados em uma planta piloto de fracionamento por via úmida, usando as mesmas proporções relativas de água e enzima alcalase tal como no Exemplo 5), que, após a remoção final de fibras a partir da mistura de processo por decantação da filtração, uma camada de cera não se separou claramente de forma adequada para uma remoção límpida. Isto foi atribuído à emulsificação dos componentes de cera durante o processamento por peptídeos liberados durante a hidrólise da protease. Portanto, um estudo adicional de laboratório, foi já iniciado, em que a enzima de protease (principalmente endoprotease) foi alterada para um produto comercial "Promod", fornecido por Biocatalysts Ltd., Reino Unido. 1. 300g de finos de palha foram suspensos em 3 litros de água morna (40°C) em uma bacia de aço aquecida e a temperatura foi levada para 50°C, juntamente com agitação mecânica. 2. Manutenção de calor, ajuste do pH para 7,5 e agitação durante 30 minutos. 3. Adição de 0,05 ou 0,1 mL da preparação de protease de Biocatalysts Ltd. "Promod" e agitação durante 15 minutos, seguida por 3 passagens (alimentação manual) através do moinho de via úmida Fryma durante 30 minutos de tratamento adicional. 4. Aumento da temperatura durante a mistura adicional a 95°C, para desativar a enzima e fundir/amolecer os componentes de cera. 5. Passagem (alimentação manual) através de um moinho de via úmida Fryma (isto é, moinho coloidal) 3 vezes durante 30 minutos de tratamento adicional a 95°C. 6. Amostras (50 mL cada) foram removidas por centrifugação (5 minutos a 5.000 rpm). 7. Refrigeração e observação/coleção de uma camada superior de cera de separação.

[00114] Em ambos os casos/dosagens de enzimas, a camada superior (de cera) separada mais substancial foi novamente observada após a centrifugação. Isto mostra a recuperação de substancialmente mais cera (com o dobro da largura da camada de separação) do que no primeiro processamento à base de água, não enzimático básico descrito.

Claims

1. Método para extração de cera cuticular de plantas, caracterizado pelo fato de que compreende: a. fornecer uma amostra de finos de planta enriquecidos em cera de planta, em que a amostra de finos de planta enriquecidos em cera é resultante do tratamento mecânico a seco de um material de planta à temperatura ambiente; b. adicionar água à amostra de finos de planta em uma razão de água:finos de planta de pelo menos 5:1 (em peso), seguido por mistura e agitação a uma temperatura ajustada para solubilização dos componentes solúveis em água na mistura; c. adicionar uma ou mais enzimas à mistura e ajustar a temperatura e o pH para otimizar a atividade da(s) enzima(s) adicionada(s), a(s) enzima(s) sendo adequada(s) para degradação de proteínas associadas com a cera cuticular na amostra de finos de planta; d. aquecer a mistura tratada com enzima a uma temperatura em que a cera é liquefeita e a(s) enzima(s) inativada(s); e e. separar a cera cuticular da mistura.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a amostra de finos de planta enriquecidos em cera é resultante do fracionamento de material de planta, sendo tratado mecanicamente a seco.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o material de planta é palha.

4. Método de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o tratamento mecânico compreende cortar e esmagar (cortar em pedaços).

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que o fracionamento é por peso/tamanho.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que uma ou mais enzima(s) é/são protease(s).

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a planta é selecionada a partir de cereais, gramíneas, cana-de-açúcar, palmeiras e árvores.

8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o cereal é selecionado a partir de trigo, centeio, cevada, aveia, sorgo (durra) e arroz.

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a amostra de finos de planta enriquecidos em cera de planta compreende partículas e flocos de cera liberados da matéria de planta durante o tratamento mecânico.

10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a mistura líquida tratada com enzima é tratada mecanicamente para liberar cera associada com os restos de matéria de planta.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a mistura líquida tratada com enzima é mecanicamente tratada em um moinho a úmido.

12. Método de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que os restos de matéria de planta são proteínas e fibras.

13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que as matérias de planta restantes após tratamento com enzima e aquecimento são separadas e removidas da fase líquida.

14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que a fase de cera é separada da fase aquosa do líquido antes ou depois da remoção das matérias de planta restantes.

15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que a cera é purificada por remoção das impurezas restantes da fase de cera.

16. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que os sólidos na matéria de planta restante são prensados em péletes para uso em um processo de combustão.