BR112017009690B1

BR112017009690B1 - Método de concentração de um componente menor de uma alimentação de líquido compreendendo um componente principal e o componente menor, e sistema de filtragem

Info

Publication number: BR112017009690B1
Application number: BR112017009690-0A
Authority: BR
Inventors: Ronan K. Mcgovern; John H. Lienhard V
Original assignee: Massachusetts Institute Of Technology
Priority date: 2014-11-17
Filing date: 2015-11-17
Publication date: 2022-08-09
Also published as: CN106999851A; EP3221033A1; US9925494B2; MX2017006379A; RU2690345C2; RU2017121058A3; RU2017121058A; BR112017009690A2; AU2015350166B2; CA2967653A1; JP6715835B2; US20160136577A1; CA2967653C; US10561987B2; AU2015350166A1; US20180161727A1; WO2016081399A1; ZA201702893B; JP2017533824A

Abstract

O controle de concentração em sistemas de filtragem e métodos associados é geralmente descrito. As correntes originárias de filtros a montante e possuindo concentrações similares de um compo-nente menor alvo e/ou pressões osmóticas similares podem ser misturadas e, subsequentemente, filtradas dentro de filtros adicionais. Determinadas modalidades compreendem a reciclagem de uma corrente de saída produzida por um filtro para uma corrente de alimentação de filtro, onde a corrente de saída e a corrente e alimentação de filtro possuem concentrações similares de um componente menor alvo e/ou pressões osmóticas similares. Tal mistura e/ou reciclagem estratégica podem reduzir a quantidade de energia e/ou a quantidade de área de superfície de meio de filtragem necessárias para alcançar uma concentração desejada de componente menor alvo em uma corrente de produto final.

Description

Pedidos Relacionados

[001] Esse pedido reivindica a prioridade sob 35 U.S.C. § 119(e) do pedido de patente provisório U.S. No. 62/080.675, depositado em 17 de novembro de 2014 e intitulado "Concentration Control in Filtration Systems, and Associated Methods," que é incorporado aqui por referência em sua totalidade para todas as finalidades.

Campo Técnico

[002] O controle de concentração em sistemas de filtragem e mé todos associados são geralmente descritos.

Antecedentes

[003] A separação de componentes dentro de uma mistura inicial é uma tarefa comum realizada em várias indústrias. A filtragem é um método que pode ser utilizado para realizar tais separações. Os sistemas de filtragem têm sido empregados onde uma corrente de entrada contendo uma mistura de dois ou mais componentes é transportada através de um meio de filtragem para produzir uma primeira corrente transportada através do filtro (geralmente referida como corrente permeada, que é enriquecida no componente que é mais prontamente transportado através do meio de filtragem) e uma segunda corrente que não é transportada através do filtro (geralmente referida como corrente retida, que é enriquecida no componente que é menos prontamente transportado através do meio de filtragem).

[004] Pode ser desafiador, em alguns casos, se alcançar a separação eficiente de componentes dentro de uma mistura inicial utilizando sistemas de filtragem. Por exemplo, um desafio encarado na indús- tria de produção de cerveja é a utilização efetiva de sistemas com base em filtragem para concentrar cerveja, visto que etanol é geralmente menos eficientemente filtrado da água do que sais dissolvidos. Adicionalmente, processos comerciais atuais para concentração de tais misturas são geralmente ineficientes tanto do ponto de vista de energia quanto do ponto de vista de custo com capital.

[005] Sistemas e métodos aperfeiçoados para a realização da filtragem são, portanto, desejáveis.

Sumário

[006] O controle de concentração nos sistemas de filtragem e métodos associados é geralmente descrito. Determinadas modalidades compreendem a mistura de correntes com concentrações similares de um componente menor alvo e/ou pressões osmóticas similares antes da filtragem da mistura. Algumas modalidades compreendem a reciclagem de uma corrente de saída produzida por um filtro para um fluxo de alimentação de filtro, onde a corrente de saída e o fluxo de alimentação de filtro possuem concentrações similares de um componente menor alvo e/ou pressões osmóticas similares. A presente matéria da presente invenção envolve, em alguns casos, produtos inter-relacionados, soluções alternativas para um problema em particular, e/ou uma pluralidade de usos diferentes de um ou mais sistemas e/ou artigos.

[007] De acordo com determinadas modalidades, um método de concentração de um componente menor de uma alimentação de líquido é fornecido. O método compreende, de acordo com determinadas modalidades, o estabelecimento de um diferencial de pressão hidráulica através de um meio de filtragem dentro de um primeiro filtro recebendo uma alimentação de líquido compreendendo um componente principal relativo à alimentação de líquido e um primeiro retentado enriquecido no componente menor relativo à alimentação de líquido; estabelecendo um diferencial de pressão hidráulica através de um meio de filtragem dentro de um segundo filtro recebendo pelo menos uma parte do primeiro permeado para produzir um segundo permeado enriquecido no componente principal com relação ao primeiro permeado e um segundo retentado enriquecido no componente menor com relação ao primeiro permeado; estabelecendo um diferencial de pressão hidráulica através de um meio de filtragem dentro de um terceiro filtro recebendo pelo menos uma parte do segundo retentado para produzir um terceiro retentado enriquecido no componente menor com relação ao segundo retentado; e reciclando pelo menos uma parte do terceiro retentado para o lado de retenção do primeiro filtro e misturando a parte do terceiro retentado com pelo menos uma parte da alimentação de líquido. Em tais modalidades, o componente menor está presente dentro do terceiro retentado em um percentual por peso, e o componente menor está presente dentro da alimentação de líquido em um percentual de peso, e o menor entre o percentual de peso do componente menor no terceiro retentado e o percentual de peso do componente menor na alimentação de líquido é pelo menos cerca de 0,5 vez o maior dentre o percentual de peso do componente menor no terceiro retentado e o percentual de peso do componente menor na alimentação de líquido.

[008] Em algumas modalidades, o método compreende o estabe lecimento de um diferencial de pressão hidráulica através de um meio de filtragem dentro de um primeiro filtro recebendo uma alimentação de líquido compreendendo um componente principal e o componente menor para produzir um primeiro permeado enriquecido no componente principal com relação à alimentação de líquido e um primeiro reten- tado enriquecido no componente menor com relação à alimentação de líquido; estabelecendo um diferencial de pressão hidráulica através de um meio de filtragem dentro de um segundo filtro recebendo pelo menos uma parte do primeiro permeado para produzir um segundo per- meado enriquecido no componente principal com relação ao primeiro permeado e um segundo retentado enriquecido no componente menor com relação ao primeiro permeado; estabelecendo um diferencial de pressão hidráulica através de um meio de filtragem dentro de um terceiro filtro recebendo pelo menos uma parte do segundo retentado para produzir um terceiro permeado enriquecido no componente principal com relação ao segundo retentado e um terceiro retentado enriquecido no componente menor com relação ao segundo retentado; e reciclando pelo menos uma parte do terceiro retentado para o lado de retenção do primeiro filtro e misturando a parte do terceiro retentado com pelo menos uma parte da alimentação de líquido. Em tais modalidades, a menor dentre a pressão osmótica do terceiro retentado e a pressão osmótica da alimentação de líquido é pelo menos cerca de 0,5 vez maior do que a pressão osmótica do terceiro retentado e a pressão osmótica da alimentação de líquido.

[009] O método compreende, de acordo com determinadas modalidades, o estabelecimento de um diferencial de pressão hidráulica através de um meio de filtragem dentro de um primeiro filtro recebendo uma alimentação de líquido compreendendo um componente principal e o componente menor para produzir um primeiro permeado enriquecido no componente principal com relação à alimentação de líquido e um primeiro retentado enriquecido no componente menor com relação à alimentação de líquido; estabelecendo um diferencial de pressão hidráulica através de um meio de filtragem dentro de um segundo filtro recebendo pelo menos uma parte do primeiro permeado para produzir um segundo permeado enriquecido no componente principal com relação ao primeiro permeado e um segundo retentado enriquecido no componente menor com relação ao primeiro permeado; estabelecendo um diferencial de pressão hidráulica através de um meio de filtragem dentro de um terceiro filtro recebendo pelo menos uma parte do pri- meiro retentado para produzir um terceiro elemento permeado enriquecido no componente principal com relação ao primeiro retentado e um terceiro retentado enriquecido no componente menor com relação ao primeiro retentado; e misturando pelo menos uma parte do segundo retentado com pelo menos uma parte do terceiro permeado. Em algumas dessas modalidades, o componente menor está presente dentro do segundo retentado em um percentual de peso, e o componente menor está presente dentro do terceiro permeado em um percentual de peso, e o menor dentre o percentual de peso do componente menor no segundo retentado e o percentual de peso do componente menor no terceiro permeado é pelo menos cerca de 0,5 vez maior do que o percentual de peso do componente menor no segundo retentado e o percentual de peso do componente menor no terceiro permeado.

[0010] O método compreende, de acordo com algumas modalidades, o estabelecimento de um diferencial de pressão hidráulica através de um meio de filtragem dentro de um primeiro filtro recebendo uma alimentação de líquido compreendendo um componente principal e componente menor para produzir um primeiro permeado enriquecido no componente principal com relação à alimentação de líquido e um primeiro retentado enriquecido no componente menor com relação à alimentação de líquido; estabelecendo um diferencial de pressão hidráulica através de um meio de filtragem dentro de um segundo filtro recebendo pelo menos uma parte do primeiro permeado para produzir um segundo elemento permeado enriquecido no componente principal com relação ao primeiro permeado e um segundo retentado enriquecido no componente principal com relação ao primeiro permeado; estabelecendo um diferencial de pressão hidráulica através de um meio de filtragem dentro de um terceiro filtro recebendo pelo menos uma parte do primeiro retentado para produzir um terceiro permeado enriquecido no componente principal com relação ao primeiro retentado; e mistu- rando pelo menos uma parte do segundo retentado com pelo menos uma parte do terceiro permeado. Em algumas dessas modalidades, a menor dentre a pressão osmótica do segundo retentado e a pressão osmótica do terceiro permeado é pelo menos cerca de 0,5 vez maior do que a pressão osmótica do segundo retentado e a pressão osmóti- ca do terceiro permeado.

[0011] Determinadas modalidades são relacionadas com sistemas de filtragem. Em algumas modalidades, o sistema de filtragem compreende um primeiro filtro compreendendo um primeiro meio de filtragem definindo um lado permeado e um lado de retenção do primeiro filtro; o lado de retenção do primeiro filtro conectado por fluido a um fluxo de alimentação; um segundo filtro compreendendo um segundo meio de filtragem definindo um lado permeável e um lado de retenção do segundo filtro, o lado de retenção do segundo filtro conectado por fluido ao lado permeável do primeiro filtro; um terceiro filtro compreendendo um terceiro meio de filtragem definindo um lado permeável e um lado de retenção do terceiro filtro, o lado de retenção do terceiro filtro conectado por fluido ao lado de retenção do segundo filtro; e uma conexão por fluido entre o lado de retenção do terceiro filtro e o lado de retenção do primeiro filtro.

[0012] O sistema de filtragem compreende, em algumas modalidades, um primeiro filtro compreendendo um primeiro meio de filtragem definindo um lado permeável e um lado de retenção do primeiro filtro, o lado de retenção do primeiro filtro sendo conectado por fluido a um fluxo de alimentação; um segundo filtro compreendendo um segundo meio de filtragem definindo um lado permeável e um lado de retenção do segundo filtro, o lado de retenção do segundo filtro sendo conectado por fluido ao lado permeável do primeiro filtro; um terceiro filtro compreendendo um terceiro meio de filtragem definindo um lado permeável e um lado de retenção do terceiro filtro, o lado de retenção do terceiro filtro sendo conectado por fluido ao lado de retenção do primeiro filtro; e uma conexão por fluido entre o lado de retenção do segundo filtro e o lado permeável do terceiro filtro.

[0013] Outras vantagens e características de novidade da presente invenção se tornarão aparentes a partir da descrição detalhada a seguir de várias modalidades não limitadoras da invenção quando consideradas em conjunto com as figuras em anexo. Em casos nos quais a presente especificação e um documento incorporado por referência incluírem descrição conflitante e/ou inconsistente, a presente especificação deve prevalecer.

Breve Descrição dos Desenhos

[0014] Modalidades não limitadoras da presente invenção serão descritas por meio de exemplo com referência às figuras em anexo, que são esquemáticas e não devem estar em escala. Nas figuras, cada componente idêntico ou quase idêntico ilustrado é tipicamente representado por uma referência numérica. Para fins de clareza, nem todo componente e é rotulado em cada figura, nem todo componente de cada modalidade da invenção ilustrada, onde a ilustração não é necessária para permitir que os versados na técnica compreendam a invenção. Nas figuras:

[0015] figura 1 é uma ilustração esquemática ilustrativa de um filtro, que pode ser utilizado em associação com determinadas modalidades descritas aqui;

[0016] figura 2 é, de acordo com determinadas modalidades, uma ilustração esquemática de um sistema de filtragem incorporando uma corrente de reciclagem;

[0017] figura 3 é uma ilustração esquemática de um sistema de filtragem, de acordo com algumas modalidades, nas quais as correntes de produto de filtro são misturadas;

[0018] figura 4 é uma ilustração esquemática ilustrativa de um sis- tema de filtragem, de acordo com determinadas modalidades;

[0019] figura 5 é, de acordo com algumas modalidades, uma ilus tração esquemática de um sistema de filtragem;

[0020] figura 6 é uma ilustração esquemática de um sistema de filtragem, de acordo com determinadas modalidades; e

[0021] figura 7 é uma ilustração esquemática de um sistema de filtragem ilustrativo, de acordo com determinadas modalidades.

Descrição Detalhada

[0022] O controle de concentração nos sistemas de filtragem e métodos associados são geralmente descritos. Em determinadas mo-dalidades, correntes originárias de filtros a montante e possuindo con-centrações similares de um componente menor alvo e/ou pressões osmóticas similares podem ser misturadas e subsequentemente filtradas dentro de filtros adicionais. Determinadas modalidades compreendem a reciclagem de uma corrente de saída produzida por um filtro para um fluxo de alimentação de filtro onde corrente de saída e o fluxo de alimentação de filtro possuem concentrações similares de um componente menor alvo e/ou pressões osmóticas similares. Tal mistura estratégica e/ou reciclagem pode reduzir a quantidade de energia e/ou a quantidade de área de superfície de meio de filtragem necessária para se alcançar uma concentração desejada de componente menor alvo em uma corrente de produto final.

[0023] Determinadas modalidades descritas aqui podem ser utilizadas em sistemas de filtragem e/ou métodos nos quais o meio de filtragem é permeável a múltiplos componentes na mistura de entrada. Como um exemplo não limitador, as membranas de osmose invertidas são tipicamente pelo menos parcialmente permeáveis a etanol, em adição à água. De acordo, em tais casos, quando misturas compreendendo água e etanos são processadas utilizando-se os sistemas de osmose invertidas, tanto o etanol quanto a água são transportados através da membrana de osmose invertida, levando à separação incompleta do etanol da água permeada. Esse comportamento ocorre em contraste com o comportamento tipicamente observado nos sistemas de osmose invertida nos quais sais dissolvidos são separados de solventes (por exemplo, água), onde a separação substancialmente completa entre água permeada e sai dissolvido é frequentemente alcançada. A filtragem incompleta de etano da água pode resultar em desafios na produção de concentrados de misturas contento etanol (por exemplo, cerveja, vinho, licor e similares). Determinadas, apesar de não necessariamente todas, as modalidades descritas aqui podem ser vantajosamente empregadas em determinados sistemas para reduzir a quantidade de energia e/ou a quantidade de área de superfície de meio de filtragem que é necessária para realizar um processo de concentração desejado, como descrito em maiores detalhes abaixo.

[0024] Determinadas modalidades envolvem a utilização de filtros para concentrar um componente menor de uma alimentação de líquido compreendendo o componente menor e um componente principal. O termo "componente principal" é geralmente utilizado aqui para descrever o componente mais abundante - por percentual em peso (wt%) - de uma mistura dentro de uma alimentação de líquido. "Componentes menores" são todos os componentes da mistura que não forem o componente principal.

[0025] Em algumas modalidades, existe um componente menor singular na mistura da alimentação de líquido. Por exemplo, em uma mistura que é 60% em peso de água e 40% em peso de etanol, a água seria o componente principal e o etanol seria o componente menor (singular).

[0026] Em outras modalidades, múltiplos componentes menores podem estar presentes na mistura da alimentação de líquido. Por exemplo, em uma mistura que é 45% em peso de água, 30% em peso de etanol, e 25% em peso de metanol, água seria o componente principal, e etanol e metanol seriam ambos os componentes menores.

[0027] De acordo com determinadas modalidades, a alimentação de líquido pode conter um "componente menor alvo". Geralmente, o componente menor alvo corresponde ao componente menor dentro da alimentação de líquido que o sistema de filtragem é configurado para concentrar. Em alimentações de líquido contendo apenas um componente principal e um componente menor, o componente menor alvo é, por definição, o único componente menor. Em casos nos quais o fluxo de alimentação compreende múltiplos componentes menores, qualquer um dos componentes menores pode ser o componente menor alvo. Em determinadas modalidades, o componente menor alvo corresponde ao segundo componente mais abundante na alimentação de líquido, por percentual em peso (que corresponde ao mais abundante dos componentes menores na alimentação de líquido, em percentual por peso). Por exemplo, em algumas modalidades, a alimentação de líquido compreende água como o componente principal, etanol como o componente menor mais abundante e um componente menor adicional que é menos abundante do que o etanol, e o componente menor alvo é o etanol.

[0028] Como descrito em maiores detalhes abaixo, uma variedade de filtros adequados pode ser utilizada em associação com os sistemas e métodos descritos aqui. A figura 1 é uma ilustração esquemática transversal de um filtro ilustrativo 101, que pode ser utilizado em associação com determinadas modalidades descritas aqui. O filtro 101 compreende o meio de filtragem 106. O meio de filtragem pode definir um lado permeável e um lado de retenção do filtro. Por exemplo, na figura 1, o meio de filtragem 106 separa o filtro 101 no lado de retenção 102 (ao qual a corrente de líquido de entrada é transportada) e o lado permeável 104. O meio de filtragem pode permitir que pelo menos um componente (por exemplo, o componente principal) de uma corrente de líquido de entrada (que pode conter uma mistura de um componente principal e pelo menos um componente menor) passe através do meio de filtragem em uma quantidade maior do que pelo menos um outro componente (por exemplo, um componente menor, tal como o componente menor alvo) da mistura de líquido de entrada.

[0029] Durante a operação, um diferencial de pressão hidráulica pode ser estabelecido através do meio de filtragem dentro do filtro. O diferencial de pressão hidráulica pode ser estabelecido através do meio de filtragem de modo que a pressão de calibragem no lado de retenção do filtro (PR) exceda a pressão de calibragem no lado permeável do filtro (PP). Em alguns casos, um diferencial de pressão hidráulica pode ser estabelecido através do meio de filtragem pela aplicação de uma pressão positiva ao lado de retenção do filtro. Por exemplo, com referência à figura 1, um diferencial de pressão hidráulica pode ser estabelecido através do meio de filtragem 106 pela aplicação de uma pressão positiva ao lado de retenção 102 do filtro 101. A pressão positiva pode ser aplicada, por exemplo, utilizando-se uma bomba, uma corrente de gás pressurizado, ou qualquer outro dispositivo de pressurização adequado. Em alguns casos, um diferencial de pressão hidráulica pode ser estabelecido através do meio de filtragem pela aplicação de uma pressão negativa ao lado permeável do filtro. Com referência à figura 1, por exemplo, um diferencial de pressão hidráulica pode ser estabelecido através do meio de filtragem 106 pela aplicação de uma pressão negativa ao lado permeável 104 do filtro 101. A pressão negativa pode ser aplicada, por exemplo, pela retirada de um vácuo no lado permeável do filtro. Em alguns casos, o diferencial de pressão hidráulica aplicado dentro do filtro pode variar espacialmente. Em algumas dessas modalidades, o diferencial de pressão hidráulica aplicado dentro do filtro é uniforme dentro de 5 bar.

[0030] O estabelecimento do diferencial de pressão hidráulica através do meio de filtragem pode produzir um primeiro permeado enriquecido no componente principal com relação à alimentação de líquido e um primeiro retentado enriquecido em um componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) com relação à alimentação de líquido. Por exemplo, na figura 1, uma alimentação de líquido contendo um componente principal e um componente menor (por exemplo, um componente menor alvo) pode ser transportada para o filtro 101 através da alimentação de líquido 108. Em determinadas modalidades, um diferencial de pressão hidráulica é estabelecido através do meio de filtragem 106 de modo que a pressão hidráulica diminua do lado de retenção 102 do filtro 101 para o lado permeável 104 do filtro 101. O diferencial de pressão hidráulica estabelecido através do meio de filtragem (ΔPE) pode ser expresso como:

[0031] onde PR é a pressão de calibragem do lado de retenção do filtro e PP é a pressão de calibragem no lado permeável do filtro. Geralmente, as misturas de líquido no filtro terão, cada uma, uma pressão osmótica associada à mesma. Por exemplo, o líquido no lado de retenção do filtro terá geralmente uma pressão osmótica nR, e o líquido do lado permeável do filtro terá geralmente uma pressão osmótica n P. De acordo, o diferencial de pressão osmótica através do meio de filtragem (Δn) pode ser expresso como:

[0032] Em determinadas modalidades, quando o diferencial de pressão hidráulica estabelecido através do meio de filtragem excede o diferencial de pressão osmótica através do meio de filtragem, um ou mais componentes da alimentação de líquido são transportados através do meio de filtragem. Tal comportamento é conhecido dos familiarizados com o fenômeno de osmose inversa.

[0033] Na prática, os métodos de filtragem, de acordo com determinadas modalidades, podem prosseguir pelo suprimento de uma mistura de líquido que é relativamente diluída no componente menor alvo para o lado de retenção 102 do filtro 101. O lado de retenção 102 do filtro 101 pode ter uma pressão de calibragem (PR) suficientemente acima da pressão de calibragem (PP) no lado permeável 104 do filtro 101 para forçar pelo menos uma parte do componente principal através do meio de filtragem 106 enquanto retém uma quantidade suficiente de componente menor alvo no lado de retenção 102 de modo que a concentração do componente menor alvo no lado de retenção 102 do filtro 101 aumente acima da concentração do componente menor alvo dentro da alimentação de líquido 108. Na figura 1, por exemplo, o es-tabelecimento do diferencial de pressão hidráulica através do meio de filtragem 106 pode produzir o primeiro permeado 114 enriquecido no componente principal com relação à alimentação de líquido 108 e o primeiro retentado 112 enriquecido em um componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) com relação à alimentação de líquido 108. O processo de filtragem pode ser continuado até que uma concentração desejada do componente menor alvo seja alcançada.

[0034] Em muitos sistemas de filtragem com base em pressão tradicionais (tal como sistemas de osmose inversa), o transporte de com-ponentes menores através do meio de filtragem é limitado de modo que um alto grau de separação seja alcançado entre o componente principal e os componentes menores da mistura de líquido alimentada para o filtro. Tais sistemas são conhecidos por alcançarem níveis de rejeição altos dos componentes menores. O nível de rejeição de um meio de filtragem particular com relação a um componente menor particular pode ser expressão como um percentual (também referido aqui como "percentual de rejeição", descrito em maiores detalhes abaixo).

[0035] Enquanto o meio de filtragem de muitos sistemas de filtra- gem com base em sal é capaz de alcançar altos percentuais de rejeição durante a operação, o meio de filtragem dos sistemas de filtragem utilizados para concentrar outros tipos de componentes menores frequentemente não consegue alcançar tais altos percentuais de rejeição. Por exemplo, quando compostos de baixo peso molecular não carregados tal como etanol são utilizados como componentes menores, os percentuais de rejeição podem ser bem baixos. Dessa forma, quanti-dades relativamente grandes de tais componentes menores podem ser transportadas - juntamente com o componente principal - através do meio de filtragem durante a operação. Isso resulta em separações relativamente ruins e pode dificultar a obtenção de altas concentrações do componente menor na corrente de retenção sem produzir quantidades substanciais de componente menor desperdiçado na corrente permeável.

[0036] Uma forma de se recuperar os componentes menores que foram transferidos através do meio de filtragem é submeter a corrente permeada à filtragem adicional para produzir correntes de retenção e permeáveis adicionais. No entanto, tais estratégias frequentemente exigem um grande número de filtros, e, portanto, são complicadas e caras de se implementar.

[0037] Determinadas modalidades da presente invenção são relacionadas com o reconhecimento de que os sistemas incluindo múltiplos filtros podem ser configurados e/ou operados de uma forma que, onde as correntes são misturadas, as pressões osmóticas das correntes misturadas são similares. Garantindo-se que as correntes misturadas possuam pressões osmóticas similares, pode-se reduzir a quantidade geral de energia necessária para se alcançar um nível desejado de concentração, visto que diluições desnecessárias das correntes concentradas podem ser evitadas. Inesperadamente, tais estratégias também podem reduzir o número de etapas de filtragem necessárias para se alcançar uma concentração permeável alvo final.

[0038] Uma forma na qual tal controle de concentração estratégica pode ser empregada é pela reciclagem de correntes a jusante de um filtro a montante de volta para a alimentação do filtro a montante. Em algumas modalidades, o sistema de filtragem compreende um primeiro filtro compreendendo um primeiro meio de filtragem definindo um lado permeável e um lado de retenção do primeiro filtro. Em algumas modalidades, o lado de retenção do primeiro filtro pode ser conectado por fluido a um fluxo de alimentação. O fluxo de alimentação pode conter, por exemplo, uma mistura de líquidos compreendendo um componente principal e pelo menos um componente menor (um dos quais pode ser o componente menor alvo). A figura 2 é uma ilustração esquemática de um segundo sistema de filtragem ilustrativo 200. Na modalidade ilustrativa da figura 2, o primeiro filtro 201A pode compreender primeiro meio de filtragem 206A que pode definir o lado permeável 204A e o lado de retenção 202A do primeiro filtro 201A. Na modalidade ilustrativa da figura 2, o lado de retenção 202A do primeiro filtro 201A é conectado por fluido ao fluxo de alimentação 208. O fluxo de alimentação 208 pode conter uma mistura de líquido incluindo um componente principal e um ou mais componentes menores (um dos quais pode ser um componente menor alvo).

[0039] De acordo com determinadas modalidades, o sistema de filtragem compreende um segundo filtro compreendendo um segundo meio de filtragem definindo um lado permeável e um lado de retenção do segundo filtro. Em algumas modalidades, o lado de retenção do segundo filtro é conectado por fluido ao lado permeável do primeiro filtro. Por exemplo, na modalidade ilustrativa da figura 2, o sistema de filtragem 200 compreende o segundo filtro 201B compreendendo o segundo meio de filtragem 206B definindo o lado permeável 204B e o lado de retenção 202B do filtro 201B. Na figura 2, o lado de retenção 202B do segundo filtro 201B é conectado por fluido ao lado permeável 204A do primeiro filtro 201A através da corrente 214A.

[0040] Em algumas modalidades, o sistema de filtragem compreende um terceiro filtro compreendendo um terceiro meio de filtragem definindo um lado permeável e um lado de retenção do terceiro filtro. Em algumas modalidades, o lado de retenção do terceiro filtro é conectado por fluido ao lado de retenção do segundo filtro. Por exemplo, na modalidade ilustrativa da figura 2, o sistema de filtragem 200 compreende o terceiro filtro 201C compreendendo o terceiro meio de filtragem 206C definindo o lado permeável 204C e o lado de retenção 202C do filtro 201C. Na figura 2, o lado de retenção 202C do terceiro filtro 201C é conectado por fluido ao lado de retenção 202B do segundo filtro 201B através da corrente 212B.

[0041] Em algumas modalidades, o sistema de filtragem compreende uma conexão de fluido entre o lado de retenção do terceiro filtro e o lado de retenção do primeiro filtro. Tal conexão pode ser feita, por exemplo, pela conexão de uma corrente de reciclagem ao lado de retenção do terceiro filtro e o lado de retenção do primeiro filtro. Por exemplo, na modalidade não limitadora da figura 2, o sistema de filtragem 200 compreende a corrente 212C, que conecta por fluido o lado de retenção 202C do terceiro filtro 201C com o lado de retenção 202A do primeiro filtro 201A. Enquanto a modalidade ilustrativa da figura 2 ilustra a corrente 212C sendo misturada com a alimentação de líquido 208 antes de ser transportada para o lado de retenção 202A do filtro 201A, em outras modalidades, a corrente 212C e 208 podem ser transportadas separadamente (por exemplo, através de entradas separadas), para o lado de retenção 22A do filtro 201A.

[0042] As conexões por fluido entre os filtros podem ser criadas utilizando-se qualquer conector adequado (por exemplo, canos, tubos, mangueiras ou similares). Em determinadas modalidades, as cone- xões por fluido entre os filtros podem ser criadas utilizando-se um duto encerrado capaz de suportar as pressões hidráulicas aplicadas aos fluidos dentro dos dutos sem vazamentos substanciais.

[0043] Enquanto as conexões por fluido diretas são ilustradas na modalidade ilustrativa da figura 2, deve-se compreender que as conexões por fluido indiretas também são possíveis. De acordo, em algumas modalidades, o lado permeável do primeiro filtro e o lado de retenção do segundo filtro podem ser conectados diretamente por fluido, por exemplo, de modo que nenhum filtro seja conectado por fluido entre o lado permeável do primeiro filtro e o lado de retenção do segundo filtro. Em outras modalidades, o primeiro e segundo filtros podem ser conectados por fluido indiretamente, por exemplo, de modo que um ou mais filtros intermediários sejam conectados por fluido entre o lado permeável do primeiro filtro e o lado de retenção do segundo filtro. Em algumas modalidades, o lado de retenção do segundo filtro e o lado de retenção do terceiro filtro podem ser conectados por fluido diretamente, por exemplo, de modo que nenhum filtro seja conectado por fluido entre o lado de retenção do segundo filtro e o lado de retenção do terceiro filtro. Em outras modalidades, o segundo e o terceiro filtros podem ser conectados indiretamente por fluido, por exemplo, de modo que um ou mais filtros intermediários sejam conectados por fluido entre o lado de retenção do segundo filtro e o lado de retenção do terceiro filtro.

[0044] Em algumas modalidades, onde filtros singulares são descritos aqui, o filtro singular pode ser substituído por múltiplos filtros co-nectados por fluido em paralelo. Por exemplo, com referência à figura 2, o filtro 201A (e/ou filtro 201B e/ou filtro 201C) pode, de acordo com determinadas modalidades, ser substituído por múltiplos filtros conectados por fluido em paralelo. De forma similar, na figura 3 e/ou na figura 4, o filtro 301A (e/ou o filtro 301B, filtro 301C e/ou filtro 301D) pode, de acordo com determinadas modalidades, ser substituído por múlti- plos filtros conectados por fluido em paralelo.

[0045] Sistemas de filtragem ilustrativos empregando a reciclagem estratégica podem ser operados como segue. Algumas modalidades compreendem o estabelecimento de um diferencial de pressão hidráulica através de um meio de filtragem dentro de um primeiro filtro recebendo uma alimentação de líquido compreendendo um componente principal e um componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) para produzir um primeiro permeado enriquecido no componente principal com relação à alimentação de líquido e um primeiro retentado enriquecido no componente menor com relação à alimentação de líquido. Por exemplo, com referência à modalidade ilustrativa da figura 2, o fluxo de alimentação de líquido 208 pode ser transportada para o primeiro filtro 201A. Um diferencial de pressão hidráulica pode ser aplicado através do meio de filtragem 206A do primeiro filtro 201A. O estabelecimento do diferencial de pressão hidráulica através do meio de filtragem 206A pode resultar em pelo menos uma parte do compo-nente principal sendo transportado através do meio de filtragem 206A. De acordo, em algumas dessas modalidades, o estabelecimento de um diferencial de pressão hidráulica através do meio de filtragem 206A pode produzir um permeado 214A que é enriquecido no componente principal com relação à alimentação de líquido 208. Adicionalmente, o estabelecimento de um diferencial de pressão hidráulica através do meio de filtragem 206A pode produzir o retentado 212A que é enriquecido em um componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) com relação à alimentação de líquido 208.

[0046] Determinadas modalidades compreendem o estabelecimento de um diferencial de pressão hidráulica através de um meio de filtragem dentro de um segundo filtro recebendo pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo do primeiro permeado para produzir um segundo permeado enriquecido no componente principal com relação ao primeiro permeado para produzir um segundo retentado enriquecido em um componente menor (por exemplo, componente menor alvo) com relação ao primeiro permeado. Por exemplo, na modalidade ilustrativa da figura 2, pelo menos uma parte (ou, em algumas modalidades, todo) o permeado 214A do primeiro filtro 201A pode ser transportado para o lado de retenção 202B do segundo filtro 201B. O estabelecimento do diferencial de pressão hidráulica através do meio de filtragem 206B pode resultar em pelo menos uma parte do componente principal sendo transporta-da através do meio de filtragem 206B. De acordo, em algumas dessas modalidades, o estabelecimento de um diferencial de pressão hidráulica através do meio de filtragem 206B pode produzir o segundo permeado 214B que é enriquecido no componente principal com relação ao primeiro permeado 214A. Adicionalmente, o estabelecimento de um diferencial de pressão hidráulico através do meio de filtragem 206B pode produzir o segundo retentado 212B que é enriquecido em um componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) com relação ao primeiro permeado 214A.

[0047] Algumas modalidades compreendem o estabelecimento de um diferencial de pressão hidráulica através de um meio de filtragem dentro de um terceiro filtro recebendo pelo menos uma parte (ou, em algumas modalidades, todo) do segundo retentado para produzir um terceiro permeado enriquecido no componente principal com relação ao segundo retentado e um terceiro retentado enriquecido em um componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) com relação ao segundo retentado. Por exemplo, na modalidade ilustrativa da figura 2, pelo menos uma parte do segundo retentado 212B do segun do filtro 201B pode ser transportada para o terceiro filtro 201C. Um diferencial de pressão hidráulica pode ser estabelecido através do meio de filtragem 206C do terceiro filtro 201C. O estabelecimento de diferencial de pressão hidráulica através do meio de filtragem 206C pode resultar em pelo menos uma parte do componente principal sendo transportada através do meio de filtragem. De acordo, em algumas dessas modalidades, o estabelecimento do diferencial de pressão hidráulica através do meio de filtragem 206C pode produzir o terceiro retentado 212C que é enriquecido em um componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) com relação ao segundo retenta- do 212B.

[0048] Determinadas modalidades compreendem a reciclagem de pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo) o terceiro retentado para o lado de retenção do primeiro filtro e misturando a parte do terceiro retentado com pelo menos uma parte da alimentação de líquido. Por exemplo, na modalidade ilustrativa da figura 2, pelo menos uma parte (ou, em algumas modalidades, todo) do terceiro retentado 212C do terceiro filtro 201C pode ser transportada para o lado de retenção 202A do primeiro filtro 201A. A parte do terceiro retentado 212C do terceiro filtro 201C que é transportada para o primeiro filtro 201A pode ser misturada com a ali-mentação de líquido 208, por exemplo, antes, durante ou depois de entrar no lado de retenção 202A do primeiro filtro 201A. Em algumas dessas modalidades, a mistura da alimentação de líquido 208 e da parte reciclada do terceiro retentado 212C pode ser submetida à filtragem dentro do primeiro filtro 201A para produzir o primeiro permeado 214A e o primeiro retentado 212A, por exemplo, quando o sistema 200 roda como um processo contínuo (por exemplo, como um processo contínuo de estado estável).

[0049] Em determinadas modalidades, o percentual de peso dos componentes menores (por exemplo, o componente menor alvo) dentro do terceiro retentado (por exemplo, corrente 212C na figura 2) e o percentual de peso dos componentes menores (por exemplo, o componente menor alvo) dentro da alimentação de líquido (por exemplo, corrente 208 na figura 2) são relativamente próximos. Pela manutenção das concentrações dos componentes menores alvo dessas correntes relativamente próximas, suas pressões osmóticas poderão ser mantidas relativamente próximas o que, por sua vez, pode reduzir a quantidade de energia desperdiçada durante as etapas subsequentes de filtragem. De acordo com determinadas modalidades, o menor dentre o percentual de peso do componente menor alvo no terceiro reten- tado e o percentual de peso do componente menor alvo na alimentação de líquido é pelo menos cerca de 0,5, pelo menos cerca de 0,75, pelo menos cerca de 0,9, pelo menos cerca de 0,95, pelo menos cerca de 0,98, ou pelo menos cerca de 0,99 vezes maior do que o percentual de peso do componente menor alvo no terceiro retentado e o percentual de peso do componente menor alvo na alimentação de líquido.

[0050] Como uma ilustração da comparação descrita acima, o terceiro retentado pode conter o componente menor alvo em uma quantidade de 0,5% em peso, e a alimentação de líquido pode conter o componente menor alvo em uma quantidade de 2,5% em peso. Em tal caso, o maior dentre o percentual de peso do componente menor alvo no terceiro retentado e o percentual de peso do componente menor alvo na alimentação de líquido seria de 5,0% em peso (correspondendo ao percentual em peso do componente menor alvo no terceiro retentado). Adicionalmente, em tal caso, o menor dentre o percentual de peso do componente menor alvo no terceiro retentado e o percentual de peso do componente menor alvo na alimentação de líquido pode ser de 2,5% em peso (correspondendo ao peso percentual do componente menor alvo na alimentação de líquido). Nesse caso, o menor dentre o percentual de peso do componente menor alvo no terceiro retentado e o percentual de peso do componente menor alvo na alimentação de líquido (2,5% em peso) é 0,5 vezes maior do que o percentual de peso do componente menor alvo no terceiro retentado e o percentual de peso do componente menor alvo na alimentação de líquido (5,0% em peso) (isso é, 2,5% em peso é 0,5 vezes 5,0% em peso).

[0051] Em determinadas modalidades, a pressão osmótica do terceiro retentado (por exemplo, corrente 212C na figura 2) e a pressão osmótica da alimentação de líquido (por exemplo, corrente 208 na figura 2) são relativamente próximas. De acordo com determinadas modalidades, a menor dentre a pressão osmótica do terceiro retentado e a pressão osmótica da alimentação de líquido é pelo menos cerca de 0,5, pelo menos cerca de 0,75, pelo menos cerca de 0,9, pelo menos cerca de 0,95, pelo menos cerca de 0,98 ou pelo menos cerca de 0,99 vezes maior do que a pressão osmótica do terceiro retentado e a pressão osmótica da alimentação de líquido.

[0052] Outra forma na qual a mistura estratégica pode ser empregada em determinados sistemas de filtragem descritos aqui é pela mistura das correntes de saída de múltiplos filtros para filtragem subsequente em um filtro a jusante. A figura 3 é uma ilustração esquemática do sistema de filtragem ilustrativo 300 no qual tal estratégia de mistura é empregada. Em algumas modalidades, o sistema de filtragem compreende um primeiro filtro compreendendo um primeiro meio de filtragem definindo um lado permeável e um lado de retenção do primeiro filtro. Em algumas das ditas modalidades, o lado de retenção do primeiro filtro pode ser conectado por fluido a uma alimentação de líquido. Por exemplo, na modalidade ilustrativa da figura 3, o sistema 300 compreende o primeiro filtro 301A, que compreende o primeiro meio de filtragem 306A definindo o lado permeável 304A e o lado de retenção 302A do primeiro filtro 301A. Na figura 3, o lado de retenção 302A do primeiro filtro 301A é conectado por fluido à alimentação de líquido 308. O fluxo de alimentação 308 pode conter uma mistura de líquido incluindo um componente principal e um ou mais componentes menores (um dos quais pode ser um componente menor alvo).

[0053] Em algumas modalidades, o sistema de filtragem compre ende um segundo filtro compreendendo um segundo meio de filtragem definindo um lado permeável e um lado de retenção do segundo filtro. Em algumas modalidades, o lado de retenção do segundo filtro é conectado por fluido ao lado permeável do primeiro filtro. Por exemplo, na modalidade ilustrativa da figura 3, o sistema 300 compreende o segundo filtro 301B, que compreende o segundo meio de filtragem 306B definindo o lado permeável 304B e o lado de retenção 302B do segundo filtro 301B. Na figura 3, o lado de retenção 302B do segundo filtro 301B é conectado por fluido ao lado permeável 304A do primeiro filtro 301A através da corrente 314A.

[0054] De acordo com determinadas modalidades, o sistema de filtragem compreende um terceiro filtro compreendendo um terceiro meio de filtragem definindo um lado permeável e um lado de retenção do terceiro filtro. Em algumas modalidades, o lado de retenção do terceiro filtro é conectado por fluido ao lado de retenção do primeiro filtro. Por exemplo, na modalidade não limitadora da figura 3, o sistema 300 compreende o terceiro filtro 301C, que compreende o terceiro meio de filtragem 306C definindo o lado permeável 304C e o lado de retenção 302C do terceiro filtro 301C. Na figura 3, o lado de retenção 302C do terceiro filtro 301C é conectado por fluido ao lado de retenção 302 do primeiro filtro 301A através da corrente 312A.

[0055] Em determinadas modalidades, o sistema de filtragem compreende uma conexão por fluido entre o lado de retenção do segundo filtro e o lado permeável do terceiro filtro. Por exemplo, na modalidade ilustrativa da figura 3, o sistema de filtragem 300 compreende as correntes 312B e 314C, que conectam por fluido o lado de retenção 302B do segundo filtro 201B ao lado permeável 304C do terceiro filtro 301C.

[0056] Enquanto as conexões por fluido diretas são ilustradas na modalidade ilustrativa da figura 3, deve-se compreender que as conexões por fluido indiretas também são possíveis. De acordo, em algumas modalidades, o lado permeável do primeiro filtro e o lado de retenção do segundo filtro podem ser conectados por fluido diretamente, por exemplo, de modo que nenhum filtro seja conectado por fluido entre o lado permeável do primeiro filtro e o lado de retenção do segundo filtro. Em outras modalidades, o lado permeável do primeiro filtro e o lado de retenção do segundo filtro podem ser conectados indiretamente por fluido, por exemplo, de modo que um ou mais filtros intermediários sejam conectados por fluido entre o lado permeável do primeiro filtro e o lado de retenção do segundo filtro. Em algumas modalidades, o lado de retenção do segundo filtro e o lado permeável do terceiro filtro podem ser conectados por fluido diretamente, por exemplo, de modo que nenhum filtro seja conectado por fluido entre o lado de retenção do segundo filtro e o lado permeável do terceiro filtro. Em outras modalidades, o lado de retenção do segundo filtro e o lado permeável do terceiro filtro podem ser conectados indiretamente por fluido, por exemplo, de modo que um ou mais filtros intermediários sejam conectados por fluido entre o lado de retenção do segundo filtro e o lado permeável do terceiro filtro.

[0057] Um sistema de filtragem ilustrativo empregando a mistura estratégica pode ser operado como segue. Algumas modalidades compreendem o estabelecimento de um diferencial de pressão hidráu- lica através de um meio de filtragem dentro de um primeiro filtro recebendo uma alimentação de líquido compreendendo um componente principal e um componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) para produzir um primeiro permeado enriquecido no componente principal com relação à alimentação de líquido e um primeiro retentado enriquecido no componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) com relação à alimentação de líquido. Por exemplo, com referência à modalidade ilustrativa da figura 3, o fluxo de alimentação de líquido 308 pode ser transportada para o primeiro filtro 301A. Um diferencial de pressão hidráulica pode ser estabelecido através do meio de filtragem 306A do primeiro filtro 301A. O estabelecimento do diferenci-al de pressão hidráulica através do meio de filtragem 306A pode resultar em pelo menos uma parte do componente principal sendo transportado através do meio de filtragem 306A. De acordo, em algumas dessas modalidades, o estabelecimento de um diferencial de pressão hidráulica através do meio de filtragem 306A pode produzir o permeado 314A que é enriquecido no componente principal com relação à alimentação de líquido 308. Adicionalmente, em algumas modalidades, o estabelecimento de um diferencial de pressão hidráulica através do meio de filtragem 306A pode produzir o retentado 312A que é enriquecido em um componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) com relação à alimentação de líquido 308.

[0058] Determinadas modalidades compreendem o estabeleci-mento de um diferencial de pressão hidráulica através de um meio de filtragem dentro de um segundo filtro recebendo pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo) do primeiro permeado para produzir um segundo permeado enri- quecido no componente principal com relação ao primeiro permeado e um segundo retentado enriquecido em um componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) com relação ao primeiro permeado. Por exemplo, na modalidade ilustrativa da figura 3, pelo menos uma parte (ou, em algumas modalidades, todo) do primeiro permeado 314A do primeiro filtro 301A pode ser transportado para o lado de retenção 302B do segundo filtro 301B. Um diferencial de pressão hidráulico pode ser estabelecido através do meio de filtragem 306B do segundo filtro 301B. O estabelecimento do diferencial de pressão hidráulica através do meio de filtragem 306B pode resultar em pelo menos uma parte do componente principal sendo transportada através do meio de filtragem 306B. De acordo, em algumas dessas modalidades, o estabelecimento de um diferencial de pressão hidráulica através do meio de filtragem 306B pode produzir o segundo permeado 314B que é enriquecido no componente principal com relação ao primeiro permeado 314A. Adicionalmente, em algumas modalidades, o estabelecimento de um diferencial de pressão hidráulica através do meio de filtragem 306B pode produzir o segundo retentado 312B que é enriquecido em um componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) com relação ao primeiro permeado 314A.

[0059] Algumas modalidades compreendem o estabelecimento de um diferencial de pressão hidráulica através de um meio de filtragem dentro de um terceiro filtro recebendo pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo) do primeiro retentado para produzir um terceiro retentado enriquecido no componente principal com relação ao primeiro retentado e um terceiro retentado enriquecido em um componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) com relação ao primeiro retentado. Por exemplo, na modalidade ilustrativa da figura 3, pelo menos uma parte do primeiro retentado 312A do primeiro filtro 301A pode ser transportada para o terceiro filtro 301C. Um diferencial de pressão hidráulica pode ser estabelecido através do meio de filtragem 306C do terceiro filtro 301C. O estabelecimento de um diferencial de pressão hidráulica através do meio de filtragem 306C pode resultar em pelo menos uma parte do componente principal ser transportada através do meio de filtragem 306C. De acordo, em tais modalidades, o estabelecimento de um diferencial de pressão hidráulica através do meio de filtragem 306C pode produzir o terceiro permeado 314C que é enriquecido no componente principal com relação ao primeiro retentado 312A. Adicionalmente, em algumas modalidades, o estabelecimento de um diferencial de pressão hidráulica através do meio de filtragem 306C pode produzir o terceiro retentado 312C que é enriquecido em um componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) com relação ao primeiro re- tentado 312A.

[0060] Determinadas modalidades compreendem a mistura de pelo menos uma parte do segundo retentado (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo o segundo retentado) com pelo menos uma parte do terceiro permeado (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, ou pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo o terceiro permeado). Por exemplo, na modalidade ilustrativa da figura 3, pelo menos uma parte do segundo retentado 312B do segundo filtro 301B pode ser misturada com pelo menos uma parte do terceiro permeado 314C na região de mistura 350. Em determinadas modalidades, a região de mistura 350 pode corresponder a uma junção de dutos, como ilustrado na figura 3. Em algumas modalidades, a região de mistura 350 pode ser contida dentro do lado de retenção de um filtro a jusante, tal como o quarto filtro 301D ilustrado na figura 4 e descrito em maiores detalhes abaixo.

[0061] Em determinadas modalidades, o percentual de peso do componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) dentro do segundo retentado (por exemplo, corrente 312B na figura 3) e o percentual de peso dos componentes menores (por exemplo, o componente menor alvo) dentro do terceiro permeado (por exemplo, corrente 314C na figura 3) são relativamente próximos. Mantendo-se as concentrações dos componentes menores dessas correntes relativamente próximas, suas pressões osmóticas podem ser mantidas relativamente próximas o que, por sua vez, pode reduzir a quantidade de energia desperdiçada durante a filtragem subsequente. De acordo com determinadas modalidades, o menor dentre o percentual de peso do componente menor alvo no segundo retentado e o percentual de peso do componente menor alvo no terceiro permeado é pelo menos cerca de 0,5, pelo menos cerca de 0,75, pelo menos cerca de 0,9, pelo menos cerca de 0,95, pelo menos cerca de 0,98 ou pelo menos cerca de 0,99 vezes maior do que o percentual de peso do componente menor alvo no segundo retentado e o percentual de peso do componente menor alvo no terceiro permeado.

[0062] Como uma ilustração da comparação descrita acima, o segundo retentado pode conter o componente menor alvo em uma quantidade de 5,0% em peso e o terceiro permeado pode conter o componente menor alvo em uma quantidade de 2,5% em peso. Em tal caso, o maior dentre o percentual de peso do componente menor alvo no segundo retentado e o percentual de peso do componente menor alvo no terceiro permeado seria de 5,0% em peso (correspondendo ao percentual de peso do componente menor alvo no segundo retentado). Adicionalmente, em tal caso, o menor dentre o percentual de peso do componente menor alvo no segundo retentado e o percentual de peso do componente menor alvo no terceiro permeado seria 2,5% em peso (correspondendo ao percentual de peso do componente menor alvo no terceiro permeado). Nesse caso, o menor dentre o percentual de peso do componente menor alvo no terceiro permeado (2,5% em peso) é 0,5 vezes maior do que o percentual de peso do componente menor alvo no segundo retentado e o percentual de peso do componente menor alvo no terceiro permeado (5,0% em peso) (isto é, 2,5% em peso é 0,5 vezes 5,0% em peso).

[0063] Em determinadas modalidades, a pressão osmótica do segundo retentado (por exemplo, corrente 312B na figura 3) e a pressão osmótica do terceiro permeado (por exemplo, corrente 314C na figura 3) são relativamente próximas. De acordo com determinadas modalidades, a menor dentre a pressão osmótica do segundo retentado e a pressão osmótica do terceiro permeado é pelo menos cerca de 0,5, pelo menos cerca de 0,75, pelo menos cerca de 0,9, pelo menos cerca de 0,95, pelo menos cerca de 0,98 e pelo menos cerca de 0,99 vezes a maior dentre a pressão osmótica do segundo retentado e a pressão osmótica do terceiro permeado.

[0064] Em determinadas modalidades, uma mistura da segunda parte retida e da terceira parte retida pode ser processada dentro de um quarto filtro opcional. Em algumas dessas modalidades, um diferencial de pressão hidráulica pode ser estabelecido através de um meio de filtragem do quarto filtro opcional para produzir uma corrente permeada enriquecida no componente principal com relação à mistura da segunda parte de retenção e a terceira parte permeável e uma corrente retida que é enriquecida no componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) com relação à mistura da segunda parte de retenção e terceira parte permeável.

[0065] De acordo, em algumas modalidades, o sistema de filtragem compreende um quarto filtro opcional compreendendo um quarto meio de filtragem definindo um lado permeável e um lado de retenção do quarto filtro. Em algumas modalidades, o lado de retenção do quarto filtro é conectado por fluido ao lado de retenção do segundo filtro e o lado permeável do terceiro filtro. A figura 4 é uma ilustração esquemática de um sistema não limitador desses 400, no qual o sistema 300 ilustrado na figura 3 foi modificado para incluir o quarto filtro opcional 301D. Na modalidade ilustrativa da figura 4, o quarto filtro 301D compreende o meio de filtragem 306D definindo o lado permeável 304D e o lado de retenção 302D do quarto filtro 301D. Na figura 4, o lado de retenção 302D do quarto filtro opcional 301D é conectado por fluido ao lado de retenção 302B do segundo filtro 301B (através da corrente 312B). Adicionalmente, o lado de retenção 302D do quarto filtro opcional 301D é conectado por fluido ao lado permeável 304C do terceiro filtro 301C (através da corrente 314C). Enquanto a modalidade ilustrativa da figura 4 ilustra o lado de retenção do segundo filtro e o lado permeável do terceiro filtro sendo misturados antes de serem transportados para o lado de retenção do quarto filtro opcional, em outras modalidades, o lado de retenção do segundo filtro e o lado permeável do terceiro filtro podem ser transportados separadamente para o lado de retenção do quarto filtro opcional e misturados dentro do lado de re-tenção do quarto filtro opcional.

[0066] Determinadas modalidades compreendem o estabelecimento de um diferencial de pressão hidráulica através do meio de filtragem do quarto filtro quando o quarto filtro recebe pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo me- nos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou toda) da mistura do segundo retentado e terceiro material per-meado. Em algumas modalidades, o estabelecimento de um diferen-cial de pressão hidráulica através do meio de filtragem do quarto filtro produz um quarto permeado enriquecido no componente principal com relação à mistura do segundo retentado e do terceiro permeado e um quarto retentado enriquecido em um componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) com relação à mistura do segundo retenta- do e terceiro permeado. Por exemplo, com referência à modalidade ilustrativa da figura 4, pelo menos uma parte da segunda corrente de materiais retidos 312B pode ser transportada para o lado de retenção 302D do quarto filtro 301D. Adicionalmente, pelo menos uma parte da terceira corrente de permeados 314C pode ser transportada para o lado de retenção 302D do quarto filtro 301D. Em algumas modalidades, um diferencial de pressão hidráulica é estabelecido através do meio de filtragem 306D do quarto filtro 301D para produzir o quarto material per-meado 314D enriquecido no componente principal com relação à mistura do segundo retentado e terceiro permeado. Adicionalmente, o diferencial de pressão hidráulica estabelecido através do meio de filtragem 306D do quarto filtro 301D pode produzir o quarto retentado 312D enriquecido no componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) com relação à mistura do segundo retentado e terceiro permeado.

[0067] De acordo com determinadas modalidades, a mistura estratégica e a reciclagem estratégica podem estar ambas presentes dentro do sistema de filtragem. Por exemplo, em algumas modalidades, o sistema de filtragem compreende uma conexão por fluido entre o lado de retenção do quarto filtro opcional e o lado de retenção do primeiro filtro. Com referência à modalidade ilustrativa da figura 4, por exemplo, o lado de retenção 302D do quarto filtro opcional 301D pode ser conectada por fluido ao lado de retenção 302A do primeiro filtro 301A através da corrente 312D. Enquanto a modalidade ilustrativa da figura 4 ilustra a corrente 312D sendo misturada com a alimentação de líquido 308 antes de ser transportada para o lado de retenção 302A do filtro 301A, em outras modalidades, a corrente 312D e 308 podem ser transportadas separadamente (por exemplo, através de entradas separadas) para o lado de retenção 302A do filtro 301A.

[0068] Enquanto as conexões diretas por fluido são ilustradas entre os segundo e quarto filtros e entre o terceiro e quarto filtros na modalidade ilustrativa da figura 4, deve-se compreender que as conexões indiretas por fluido também são possíveis. De acordo, em algumas modalidades, o lado de retenção do segundo filtro e o lado de retenção do quarto filtro podem ser conectados diretamente por fluido, por exemplo, de modo que nenhum filtro seja conectado por fluido entre o lado de retenção do segundo filtro e o lado de retenção do quarto filtro. Em outras modalidades, o lado de retenção do segundo filtro e o lado de retenção do quarto filtro podem ser conectados indiretamente por fluido, por exemplo, de modo que um ou mais filtros intermediários sejam conectados por fluido entre o lado de retenção do segundo filtro e o lado de retenção do quarto filtro. Em algumas modalidades, o lado permeável do terceiro filtro e o lado de retenção do quarto filtro podem ser conectados diretamente por fluido, por exemplo, de modo que nenhum filtro seja conectado por fluido entre o lado permeável do terceiro filtro e o lado de retenção do quarto filtro. Em outras modalidades, o lado permeável do terceiro filtro e o lado de retenção do quarto filtro podem ser conectados indiretamente por fluido, por exemplo, de modo que um ou mais filtros intermediários sejam conectados por fluido entre o lado permeável do terceiro filtro e o lado de retenção do quarto filtro.

[0069] Em determinadas modalidades, o percentual de peso dos componentes menores (por exemplo, o componente menor alvo) dentro do quarto retentado (por exemplo, corrente 312D na figura 4) e o percentual de peso dos componentes menores (por exemplo, o componente menor alvo) dentro da alimentação de líquido (por exemplo, corrente 308 na figura 4) são relativamente próximos. Pela manutenção das concentrações dos componentes menores alvo dessas correntes de forma relativamente próxima, suas pressões osmóticas podem ser mantidas relativamente próximas o que, por sua vez, pode reduzir a quantidade de energia gasta durante a filtragem subsequente. De acordo com determinadas modalidades, o menor entre o percentual de peso do componente menor alvo no quarto retentado e o percentual de peso do componente menor alvo na alimentação de líquido é pelo menos cerca de 0,5, pelo menos cerca de 0,75, pelo menos cerca de 0,9, pelo menos cerca de 0,95, pelo menos cerca de 0,98 ou pelo menos cerca de 0,99 vezes maior do que o percentual de peso do componente menor alvo no quarto retentado e o percentual de peso do componente menor alvo na alimentação de líquido.

[0070] Como uma ilustração da comparação descrita acima, o quarto retentado pode conter o componente menor alvo em uma quantidade de 5,0% em peso, e a alimentação de líquido pode conter o componente menor alvo em uma quantidade de 2,5% em peso. Em tal caso, o maior dentre o percentual de peso do componente menor alvo no quarto retentado e o percentual de peso do componente menor alvo na alimentação de líquido seria de 5,0% em peso (correspondendo ao percentual de peso do componente menor alvo no quarto retentado). Adicionalmente, em tal caso, o menor dentre o percentual de peso do componente menor alvo no quarto retentado e o percentual alvo do componente menor alvo na alimentação de líquido seria de 2,5% em peso (correspondendo ao percentual de peso do componente menor alvo na alimentação de líquido). Nesse caso, o menor dentre o percen- tual de peso do componente menor alvo no quarto retentado e o percentual de peso do componente menor alvo na alimentação de líquido (2,5% em peso) é 0,5 vezes maior do que o percentual de peso do componente menor alvo no quarto retentado e o percentual de peso do componente menor alvo na alimentação de líquido (5,0% em peso) (isso é, 2,5% em peso é 0,5 vezes 5,0% em peso).

[0071] Em determinadas modalidades, a pressão osmótica do quarto retentado (por exemplo, corrente 312D na figura 4) e a pressão osmótica da alimentação de líquido (por exemplo, corrente 308 na figura 4) são relativamente próximas. De acordo com determinadas modalidades, a menor dentre a pressão osmótica do quarto retentado e a pressão osmótica da alimentação d líquido é pelo menos cerca de 0,5, pelo menos cerca de 0,75, pelo menos cerca de 0,9, pelo menos cerca de 0,95, pelo menos cerca de 0,98 ou pelo menos cerca de 0,99 vezes maior do que a pressão osmótica do quarto retentado e a pressão os- mótica da alimentação de líquido.

[0072] Em algumas modalidades, mais de quatro filtros (por exemplo, pelo menos um quinto filtro, pelo menos um sexto filtro, ou mais) podem ser utilizados no sistema de filtragem. Em algumas dessas modalidades, o sistema de filtragem compreende mais de uma corrente de um filtro a jusante que é reciclada de volta para um filtro a montante. Em algumas modalidades, o sistema de filtragem compreende mais de uma região de mistura, na qual duas correntes de produto possuindo concentrações similares de um componente menor são misturadas antes da filtragem subsequente.

[0073] A figura 5 é uma ilustração esquemática de um sistema de filtragem ilustrativo 500 compreendendo o quinto filtro 301E e o sexto filtro 301F. A modalidade ilustrativa ilustrada na figura 5 também inclui o primeiro filtro 301A, o segundo filtro 301B, o terceiro filtro 301C, e o quarto filtro 301D, dispostos como ilustrado na figura 4. Na modalidade ilustrativa da figura 5, o quinto filtro 301 compreende o meio de filtragem 306E definindo o lado de retenção 302E e o lado permeável 304E do filtro 301E. Na figura 5, o sexto filtro 301F compreende o meio de filtragem 306F definindo o lado de retenção 302F e o lado permeável 304F do filtro 301F. O filtro 301E pode ser configurado, em algumas modalidades, para receber pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% m peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo) do segundo per-meado 314B e para produzir o quinto elemento retido 312E e o quinto permeado 314E. O filtro 301F pode ser configurado, em determinadas modalidades, para receber pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo) do quinto retentado 312E e/ou quarto permeado 314D, e para produzir o sexto retentado 312F e o sexto permeado 314F.

[0074] O sistema de filtragem ilustrado na figura 5 pode incluir múltiplas correntes de reciclagem. Por exemplo, em algumas modalidades, a corrente 312D na figura 5 é reciclada de volta para a alimentação de líquido 308, como descrito acima com relação à figura 4. Em algumas modalidades, pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo) do sexto retentado 312F pode ser misturada com pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em pe so, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo) do primeiro permeado 314A. Em algumas dessas modalidades, o percentual de peso dos componentes menores (por exemplo, o componente menor alvo) dentro do sexto retentado e o percentual de peso dos componentes menores (por exemplo, o componente menor alvo) dentro do primeiro permeado estão relativamente próximos. Por exemplo, de acordo com determinadas modalidades, o menor dentre o percentual de peso do componente menor alvo no sexto retentado e o percentual de peso do componente menor alvo no primeiro permeado é pelo menos cerca de 0,5, pelo menos cerca de 0,75, pelo menos cerca de 0,9, pelo menos cerca de 0,95, pelo menos cerca de 0,98, ou pelo menos cerca de 0,99 vezes o maior dentre o percentual de peso do componente menor alvo no sexto retentado e o percentual de peso do componente menor alvo no primeiro permeado. Em algumas modalidades, a pressão osmótica do sexto retentado e a pressão osmótica do primeiro permeado são relativamente próximas. Por exemplo, de acordo com determinadas modalidades, a menor dentre a pressão osmótica do sexto retentado e a pressão osmótica do primeiro permeado é pelo menos cerca de 0,5, pelo menos cerca de 0,75, pelo menos cerca de 0,9, pelo menos cerca de 0,95, pelo menos cerca de 0,98, ou pelo menos cerca de 0,99 vezes a maior dentre a pressão osmótica do sexto retentado e a pressão osmótica do primeiro material per-meado.

[0075] O sistema de filtragem ilustrado na figura 5 pode incluir múltiplas regiões de mistura, de acordo com determinadas modalidades, em adição a ou no lugar de múltiplas correntes de reciclagem. Por exemplo, em algumas modalidades, as correntes 312B e 314C na figura 5 podem ser misturadas na região de mistura 350A, como descrito acima com relação às figuras de 3 a 4. Em algumas modalidades, pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo) do quinto retentado 312E pode ser misturada com pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo) do quarto permeado 314D na região de mistura 350B. Em algumas dessas modalidades, o percentual de peso dos componentes menores (por exemplo, o componente menor alvo) dentro do quinto retentado (por exemplo, corrente 312E) e o percentual de peso dos componentes menores (por exemplo, o componente menor alvo) dentro do quarto permeado (por exemplo, corrente 314D) são relativamente próximos. Por exemplo, de acordo com determinadas modalidades, o menor dentre o percentual de peso do componente menor alvo no quinto retentado e o percentual de peso do componente menor alvo no quarto permeado é pelo menos cerca de 0,5, pelo menos cerca de 0,75, pelo menos cerca de 0,9, pelo menos cerca de 0,95, pelo menos cerca de 0,98 ou pelo menos cerca de 0,99 vezes maior do que o percentual de peso do componente menor alvo no quinto retentado e o percentual de peso do componente menor alvo no quarto material per-meado. Em algumas modalidades, a pressão os- mótica do quinto retentado e a pressão osmótica do quarto permeado são relativamente próximas. Por exemplo, de acordo com determinadas modalidades, a menor dentre a pressão osmótica do quinto reten- tado e a pressão osmótica do quarto permeado é pelo menos cerca de 0,5, pelo menos cerca de 0,75, pelo menos cerca de 0,9, pelo menos cerca de 0,95, pelo menos cerca de 0,98, ou pelo menos cerca de 0,99 vezes a maior dentre a pressão osmótica do sexto retentado e a pressão osmótica do primeiro permeado.

[0076] A figura 6 é uma ilustração esquemática de um sistema de filtragem ilustrativo 600 compreendendo o sétimo filtro 301G, oitavo filtro 301H, e o nono filtro 301L. A modalidade ilustrativa ilustrada na figura 6, também inclui o primeiro filtro 301A, o segundo filtro 301B, o terceiro filtro 301C, o quarto filtro 301D, o quinto filtro 301E, e o sexto filtro 301F, dispostos como ilustrado na figura 5. Na modalidade ilustrativa da figura 6, o sétimo filtro 301G compreende o meio de filtragem 306G definindo o lado de retenção 302G e o lado permeado 304G do filtro 301G. O filtro 301G pode ser configurado, em algumas modalidades, para receber pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo me-nos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo) do terceiro retentado 312C e para produzir o sétimo retentado 312G e o sétimo permeado 314G. Na figura 6, o oitavo filtro 301H compreende o meio de filtragem 306H definindo o lado de retenção 302H e o lado permeável 304H do filtro 301H. O filtro 301H pode ser configurado, em algumas modalidades, para receber pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo me-nos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo) do sétimo permeado 314G e para produzir o oitavo retentado 312H e o oitavo permeado 314H. Na figura 6, o nono filtro 301I compreende o meio de filtragem 306I definindo o lado de retenção 302I e o lado permeado 304I do filtro 301I. O nono filtro 301I pode ser configurado, em algumas modalidades, para receber pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso ou todo) do oitavo permeado 314H e para produzir o nono retentado 312I e o nono permeado 314I.

[0077] O sistema de filtragem ilustrado na figura 6 pode incluir múltiplas correntes de reciclagem. Por exemplo, em algumas modalidades, pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou toda) da corrente 312D na figura 6 é reciclada de volta para a alimentação de líquido 308, como descrito acima com relação às figuras 4 e 5. Em algumas modalidades, pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo) do sexto retentado 312F pode ser misturada com pelo menos uma parte do primeiro permeado 314A, como descrito acima com relação afigura 5. Em algumas modalidades, pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo) do oitavo retentado 312H pode ser misturada com pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em pe so, ou todo) do primeiro retentado 312A. Em algumas dessas modalidades, o menor dentre o percentual de peso do componente menor alvo no oitavo retentado 312H e o percentual de peso do componente menor alvo no primeiro retentado 312A é pelo menos cerca de 0,5, pelo menos cerca de 0,75, pelo menos cerca de 0,9, pelo menos cerca de 0,95, pelo menos cerca de 0,98 ou pelo menos cerca de 0,99 vezes o maior dentre o percentual de peso do componente menor alvo no oitavo retentado 312H e o percentual de peso do componente menor alvo no primeiro retentado 312A. Em algumas modalidades, a menor dentre a pressão osmótica do oitavo retentado 312H e a pressão os- mótica do primeiro retentado 312A é pelo menos em torno de 0,5, pelo menos cerca de 0,75, pelo menos cerca de 0,9, pelo menos cerca de 0,95 pelo menos cerca de 0,98 ou pelo menos cerca de 0,99 vezes maior do que a pressão osmótica do oitavo retentado 312H e a pressão osmótica do primeiro retentado 312A.

[0078] Em algumas modalidades, pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo) do nono retentado 312I pode ser misturada com pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo) do terceiro permeado 314C. Em algumas dessas modalidades, o menor dentre o percentual de peso do componente menor alvo no nono retentado 312I e o percentual de peso do componente menor alvo no terceiro permeado 314C é pelo menos cerca de 0,5, pelo menos cerca de 0,75 pelo menos cerca de 0,9, pelo menos cerca de 0,95, pe- lo menos cerca de 0,98 ou pelo menos cerca de 0,99 vezes o maior dentre o percentual de peso do componente menor alvo no nono re- tentado 312I e o percentual de peso do componente menor alvo no terceiro permeado 314C. Em algumas modalidades, a menor dentre a pressão osmótica do nono retentado 312I e a pressão osmótica do terceiro permeado 314C é pelo menos cerca de 0,5, pelo menos cerca de 0,75, pelo menos cerca de 0,9, pelo menos cerca de 0,95, pelo menos cerca de 0,98 ou pelo menos cerca de 0,99 vezes a maior pressão osmótica do nono retentado 312I e a pressão osmótica do terceiro permeado 314C.

[0079] O sistema de filtragem ilustrado na figura 6 pode incluir, de acordo com determinadas modalidades, múltiplas regiões de mistura 350A e 350B como descrito, por exemplo, com relação à figura 5 acima.

[0080] A figura 7 é uma ilustração esquemática de um sistema de filtragem ilustrativo 700 compreendendo o sétimo filtro 301G, oitavo filtro 301H, e nono filtro 301I. A modalidade ilustrativa ilustrada na figura 7, também inclui o primeiro filtro 301A, o segundo filtro 301B, o terceiro filtro 301C, o quarto filtro 301D, o quinto filtro 301E, e o sexto filtro 301F. Na modalidade ilustrativa da figura 7, o sétimo filtro 301G compreende o meio de filtragem 306G definindo o lado de retenção 302G e o lado permeável 304G do filtro 301G. O filtro 301G pode ser configurado, em algumas modalidades, para receber pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo) do terceiro retentado 312C e para produzir o sétimo retentado 312G e o sétimo permeado 314G. Na figura 7, o oitavo filtro 301H compreende o meio de filtragem 306H e o sétimo permeado 314G. Na figura 7, o oitavo filtro 301H compreende o meio de filtragem 306H de- finindo o lado de retenção 302H e o lado permeado 304H do filtro 301H. O filtro 301H pode ser configurado, em algumas modalidades, para receber pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo) do quarto retentado 312D e/ou sétimo permeado 314G e para produzir o oitavo retentado 312H e o oitavo permeado 314H. Na figura 7, o nono filtro 301I compreende o meio de filtragem 306I definindo o lado de retenção 302I e o lado permeável 304I do filtro 310I. O filtro 301I pode ser configurado, em algu-mas modalidades, para receber pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo) do oitavo permeado 314H e/ou sexto retentado 312F, e para produzir o nono reten- tado 312I e o nono permeado 314I.

[0081] O sistema de filtragem ilustrado na figura 7 pode incluir múltiplas regiões de mistura. Por exemplo, em algumas modalidades, pelo menos partes das correntes 312B e 314C na figura podem ser misturadas na região de mistura 350A, como descrito acima com relação ás figuras 3 e 4. Em algumas modalidades, pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo) do quinto retentado 312E pode ser misturada com pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo me- nos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo) do quarto permeado 314D na região de mistura 350B, como descrito acima com relação à figura 5. Em algumas modalidades, pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo) do quarto retentado 312D pode ser misturada com pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo) do sétimo permeado 314G na região de mistura 350C. Em algumas dessas modalidades, o menor dentre o percentual de peso do componente menor alvo no quarto retentado 312D e o percentual de peso do componente menor alvo no sétimo permeado 314G é pelo menos cerca de 0,5, pelo menos cerca de 0,75, pelo menos cerca de 0,9, pelo menos cerca de 0,95, pelo menos cerca de 0,98 ou pelo menos cerca de 0,99 vezes o maior dentre o percentual de peso do componente menor alvo no quarto retentado 312D e o percentual de peso do componente menor alvo no sétimo permeado 314G. Em algumas modalidades, a menor dentre a pressão osmótica do quarto retentado 312D e a pressão osmótica do sétimo permeado 314G é pelo menos cerca de 0,5, pelo menos cerca de 0,75, pelo menos cerca de 0,9, pelo menos cerca de 0,95, pelo menos cerca de 0,98, ou pelo menos cerca de 0,99 vezes o maior dentre o percentual de peso do componente menor alvo no quarto retentado 312D e o percentual de peso do componente menor alvo no sétimo permeado 314G. Em algumas modalidades, a menor dentre a pressão osmótica do quarto retentado 312D e a pressão osmótica do sétimo permeado 314G é pelo menos cerca de 0,5, pelo menos cerca de 0,75, pelo menos cerca de 0,9, pelo menos cerca de 0,95 pelo menos cerca de 0,98 ou pelo menos cerca de 0,99 vezes a maior dentre a pressão osmótica do quarto retentado 312D e a pressão osmótica do sétimo permeado 314G.

[0082] Em algumas modalidades, pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo) do sexto retentado 312F pode ser misturada com pelo menos uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou todo) do oitavo permeado 314H na região de mistura 350D. Em algumas dessas modalidades, o menor dentre o percentual de peso do componente menor alvo do sexto retentado 312F e o percentual de peso do componente menor alvo no oitavo permeado 314H é pelo menos cerca de 0,5, pelo menos cerca de 0,75, pelo menos cerca de 0,9, pelo menos cerca de 0,95, pelo menos cerca de 0,98 ou pelo menos cerca de 0,99 vezes o maior dentre o percentual de peso do componente menor alvo no sexto retentado 312F e o percentual de peso do componente menor alvo no oitavo permeado 314H. Em algumas modalidades, a menor dentre a pressão osmótica do sexto retentado 312F e a pressão osmótica do oitavo permeado 314H é pelo menos cerca de 0,5, pelo menos cerca de 0,75, pelo menos cerca de 0,9, pelo menos cerca de 0,95, pelo menos cerca de 0,98 ou pelo menos cerca de 0,99 vezes a maior dentre a pressão osmótica do sexto retentado 312F e a pressão osmótica do oitavo permeado 314H.

[0083] O sistema de filtragem ilustrado na figura 7 pode incluir, de acordo com determinadas modalidades, múltiplas correntes de reciclagem (por exemplo, correntes 312H e/ou 312I) como descrito, por exemplo, com relação à figura 6 acima.

[0084] Determinados sistemas e métodos descritos aqui podem ser utilizados para concentrar um ou mais componentes menores dentro de uma variedade de tipos de alimentações de líquido (por exemplo, misturas de líquido alimentadas para o sistema, por exemplo, através de correntes 108, 208 e/ou 308 nas figuras de 1 a 7).

[0085] A alimentação de líquido pode compreender vários componentes principais adequados. Em determinadas modalidades, o componente principal é um líquido. Por exemplo, o componente principal pode ser um líquido de consumo. De acordo com determinadas modalidades, o componente principal é não iônico (isso é, o componente principal não possui uma carga iônica líquida). O componente principal pode ter um peso molecular inferior a cerca de 150 g/mol, inferior a cerca de 100 g/mol, inferior a cerca de 50 g/mol, ou inferior a cerca de 25 g/mol, de acordo com algumas modalidades. Por exemplo, em algumas modalidades, o componente principal é água. Em algumas modalidades, o componente principal pode ser um solvente.

[0086] A alimentação de líquido pode conter vários components menores adequados. Como notado acima, determinadas misturas de alimentação de líquido podem incluir exatamente um componente menor enquanto outras misturas podem conter mais de um componente menor. Em determinadas modalidades, pelo menos um (ou todos) dos componentes menores (por exemplo, o componente menor alvo) é um líquido. Por exemplo, pelo menos um (ou todos) dos componentes menores (por exemplo, o componente menor alvo) pode ser um líquido de consumo. De acordo com determinadas modalidades, pelo menos um (ou todos) dos componentes menores (por exemplo, o componente menor alvo) é não iônico (isso é, o componente menor não possui uma carga iônica líquida). De acordo com algumas modalidades, pelo menos um (ou todos) dos componentes menores (por exemplo, o componente menor alvo) pode ter um peso molecular de menos de cerca de 150 g/mol, menos de cerca de 100 g/mol, menos de cerca de 50 g/mol (e/ou, em algumas modalidades, pelo menos cerca de 25 g/mol, pelo menos cerca de 35 g/mol, ou pelo menos cerca de 40 g/mol). Em algumas modalidades, pelo menos um dos componentes menores é um álcool, tal como etanol.

[0087] Em algumas modalidades, o componente menor alvo é um solvente conjunto com o componente principal. Por exemplo, em algumas modalidades, o etanol pode agir como um solvente conjunto com água, por exemplo, dissolvendo um ou mais sais dentro da alimentação de líquido. Em outras modalidades, o componente menor alvo não age como um solvente.

[0088] De acordo com determinadas modalidades, a alimentação de líquido contendo o componente principal e os componentes menores pode ser uma mistura de consumo. Em algumas modalidades, a alimentação de líquido é uma mistura aquosa. Em algumas modalidades, a alimentação de líquido compreende água como o componente principal e o etanol como um componente menor (por exemplo, o componente menor alvo). Em algumas modalidades, nas quais a água e o etanol são componentes da alimentação de líquido, a alimentação de líquido pode compreender adicionalmente um ou mais açúcares. De acordo com determinadas modalidades, a alimentação de líquido é uma bebida alcoólica, tal como cerveja vinho e similares. Em alguns, mas não necessariamente em todos, os casos, os sistemas e métodos descritos aqui podem ser particularmente vantajosos na produção de concentrados de cerveja.

[0089] Em determinadas modalidades, a concentração de pelo menos um componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) na alimentação de líquido é relativamente alta. Por exemplo, em determinadas modalidades, a concentração de um componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) na alimentação de líquido (por exemplo, em correntes 108, 208 e/ou 308 das figuras de 1 a 7) é de pelo menos cerca de 0,001% em peso, pelo menos cerca de 0,01% em peso, pelo menos cerca de 0,1% em peso, ou pelo menos cerca de 1% em peso (e/ou, em determinadas modalidades, até cerca de 5% em peso, até cerca de 10% em peso, até cerca de 15% em peso, até cerca de 20% em peso ou mais). Tais concentrações relativamente altas de um componente menor podem ser observadas, por exemplo, em sistemas para a concentração de bebidas alcoólicas (por exemplo, cerveja, vinho e similares). O uso de altas concentrações de compo-nentes menores não é necessário, no entanto, e em algumas modalidades, a concentração de um componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) na alimentação de líquido pode ser tão baixa quanto 0,0001% em peso, tão baixa quando 0,00001% por peso, ou menor.

[0090] De acordo com determinadas modalidades, os componentes menores (por exemplo, o componente menor alvo) é um componente que não é altamente rejeitado pelo meio de filtragem tradicional, tal como membranas de osmose inversa, membranas de nanofiltra- gem, e/ou membranas de ultrafiltragem. Dessa forma, em algumas modalidades, o percentual de rejeição (o cálculo, do qual, para componentes menores particulares, é descrito abaixo) de um ou mais meios de filtragem com relação a um componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) pode ser relativamente baixo. De acordo com determinadas modalidades, o percentual de rejeição do componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) com relação a um meio de filtragem dentro de um filtro do sistema de filtragem é entre cerca de 10% e cerca de 95%, entre cerca de 35% e cerca de 90%, ou entre cerca de 60% e cerca de 90%. Em algumas modalidades, o percentual de rejeição do componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) com relação a um meio de filtragem dentro de um filtro do sistema de filtragem é entre cerca de 10% e cerca de 99%, ou entre cerca de 95% e cerca de 99%. Por exemplo, em algumas modalidades, o percentual de rejeição do componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) com relação ao primeiro meio de filtragem do primeiro filtro do sistema de filtragem (por exemplo, meio de filtragem 206A do filtro 310A na figura 2 e/ou meio de filtragem 306A do filtro 301A nas figuras de 3 a 7) é entre cerca de 10% e cerca de 99%, entre cerca de 10% e cerca de 95%, entre cerca de 35% e cerca de 90% ou entre cerca de 60% e cerca de 90%. Em determinadas modalidades, o percentual de rejeição do componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) com relação ao segundo meio de filtragem do segundo filtro do sistema de filtragem (por exemplo, meio de filtragem 206B do filtro 201B na figura 2 e/ou meio de filtragem 306B do filtro 301B nas figuras 3 a 7) é entre cerca de 10% e cerca de 99%, entre cerca de 10% e cerca de 95%, entre cerca de 35% e cerca de 90%, ou entre cerca de 60% e cerca de 90%. Em algumas modalidades, o percentual de rejeição do componente menor (por exemplo, o componente menor alvo) com relação ao terceiro meio de filtragem do terceiro filtro do sistema de filtragem (por exemplo, meio de filtragem 206C do filtro 210C na figura 2 e/ou meio de filtragem 306C do filtro 301C das figuras de 3 a 7) é entre cerca de 10% e cerca de 99%, entre cerca de 10% e cerca de 95%, entre cerca de 35% e cerca de 90%, ou entre cerca de 60% e cerca de 90%. De acordo com determinadas modalidades, o percentual de rejeição do componente menor (por exemplo, componente menor alvo) com relação ao quarto meio de filtragem do quarto filtro do sistema de filtragem (por exemplo, meio de filtragem 306D do filtro 301D nas figuras de 4 a 7) é entre cerca de 10% e cerca de 99%, entre cerca de 10% e cerca de 95%, entre cerca de 35% e cerca de 90%, ou entre cerca de 60% e cerca de 90%.

[0091] O percentual de rejeição de um meio de filtragem com relação a um componente menor particular é geralmente calculado pela divisão do percentual de peso do componente menor dentro da corrente permeada pelo percentual de peso do componente menor dentro do fluxo de alimentação de líquido e multiplicação por 100%, quando o filtro é operado no estado estável. Quando da determinação do percentual de rejeição de um meio de filtragem com relação a um componente menor, o meio de filtragem deve ser disposto como um único elemento de membrana enrolado em espiral que possui 8 polegadas de diâmetro e 40 polegadas de comprimento. O meio de filtragem deve conter espaçadores de canal de alimentação de 30 mm de espessura para produzir uma área de membrana ativa que possui 400 pés quadrados. A taxa de fluxo permeado deve ser igual a 10% da taxa de fluxo de alimentação. Adicionalmente, o fluxo de alimentação deve incluir apenas o componente menor cujo percentual de rejeição está sendo determinado e o componente principal, com a concentração de componente menor em um nível de modo que a pressão osmótica do fluxo de alimentação seja de (26 bar). Adicionalmente, o fluxo de alimentação deve ser configurada em uma temperatura de 25°C, possuir um pH de 7, e ser alimentada para o filtro a uma pressão de calibragem de (800 psi).

[0092] Em alguns casos, o diferencial de pressão osmótica através do meio de filtragem (Δπ) pode variar substancialmente da pressão osmótica da alimentação, por exemplo, se componentes menores contidos dentro do fluxo de alimentação não forem bem rejeitados pelo meio de filtragem.

[0093] Nos casos nos quais o diferencial de pressão osmótica varia da pressão osmótica da alimentação, pode ser desejável se alcançar uma taxa substancialmente contínua de transferência de componente principal através do meio de filtragem. No entanto, se a pressão hidráulica no lado de retenção não for ajustada para compensar as variações no diferencial de pressão osmótica, a taxa de transferência do componente principal através do meio de filtragem será variável. De acordo, em algumas modalidades, o diferencial de pressão de acionamento líquido através do meio de filtragem (por exemplo, meio de filtragem 106 da figura 1, qualquer meio de filtragem 206A-206C da figura 2 e/ou qualquer meio de filtragem 306A-306I das figuras de 3 a 7) é mantido em um valor substancialmente constante como uma fun-ção de tempo durante a operação do sistema de filtragem.

[0094] O diferencial de pressão de acionamento líquido (ΔPnθt) corresponde à diferença entre o diferencial de pressão hidráulica estabelecido através do meio de filtragem (ΔPE) e o diferencial de pressão osmótica através do meio de filtragem (Δπ), e pode ser calculado como segue:

[0095] Em determinados casos, a pressão osmótica pode não ser uniforme no lado de retenção (πR) ou lado permeável (πP) do filtro. De acordo, para fins de cálculo do diferencial de pressão líquido, a pressão osmótica do lado de retenção do filtro é calculada como a pressão osmótica média espacial na superfície do lado de retenção do meio de filtragem, e a pressão osmótica no lado permeável do filtro é determinada como a pressão osmótica média espacial na superfície do lado permeável do meio de filtragem. Tais pressões osmóticas podem ser calculadas pelo posicionamento dos sensores de concentração de componente em um número estatisticamente representativo dos pontos nos lados de retenção e permeável do meio de filtragem.

[0096] Adicionalmente, em alguns casos, a pressão de calibragem pode não ser uniforme no lado de retenção (PR) ou lado permeável (PP) do filtro. De acordo, para fins de cálculo do diferencial de pressão líquido, a pressão de calibragem no lado de retenção do filtro é calculada como a pressão de calibragem média espacial na superfície do lado de retenção do meio de filtragem, e a pressão de calibragem no lado permeável do filtro é determinada como a pressão de calibragem média espacial na superfície do lado permeável do meio de filtragem. Tais pressões de calibragem podem ser calculadas pelo posicionamento dos sensores de pressão em um número estatisticamente representativo dos pontos nos lados de retenção e permeável do meio de filtragem.

[0097] Em algumas modalidades, durante a maior parte do tempo durante o qual o filtro é operado (por exemplo, através de pelo menos cerca de 50%, pelo menos cerca de 70%, pelo menos cerca de 90%, pelo menos cerca de 95%, pelo menos cerca de 99% ou todo o tempo durante o qual o filtro é operado), o diferencial de pressão de acionamento líquido é mantido em um valor substancialmente constante (isso é, dentro de cerca de 50%, dentro de cerca de 25%, dentro de cerca de 10%, dentro de cerca de 5%, dentro de cerca de 2% ou dentro de cerca de 1% de um valor médio no tempo durante o período de tempo durante o qual o líquido de entrada é filtrado pelo filtro). A manutenção do diferencial de pressão de acionamento líquido em um valor substancialmente constante pode ser alcançada, por exemplo, pelo ajuste do diferencial de pressão hidráulica estabelecido através do meio de filtragem, por exemplo, em resposta a uma mudança na concentração de um ou mais componentes menores no permeado, no retentado ou na alimentação.

[0098] Em determinados casos nos quais o diferencial de pressão osmótica médio através do meio de filtragem difere dentro de dois ou mais filtros, pode ser desejável se alcançar uma taxa substancialmente contínua de transferência de componente principal através de cada mídia de filtragem durante essa etapa. No entanto, se a pressão hidráulica no lado de retenção do filtro não for ajustada para compensar as variações no diferencial de pressão osmótica, a taxa de transferência do componente principal através do meio de filtragem variará de filtro para filtro. De acordo, em algumas modalidades, o diferencial de pressão de acionamento líquido através do meio de filtragem de dois (ou mais, ou todos) dos filtros ou a taxa de fluxo de massa do permeado a partir de dois (ou mais, ou todos) filtros é mantido em um valor substancialmente constante durante uma maior parte do tempo durante o qual a pressão hidráulica é aplicada. Por exemplo, em algumas modalidades, durante uma maior parte do tempo durante o qual o diferencial de pressão hidráulica é aplicado através dos filtros (por exemplo, através de pelo menos cerca de 50%, pelo menos cerca de 70%, pelo menos cerca de 90%, pelo menos cerca de 95%, pelo menos cerca de 99%, ou todo o tempo durante o qual o diferencial de pressão hidráulica é aplicado através dos filtros) o diferencial de pressão de acionamento líquido médio dentro de dois (ou mais, ou todos) dos filtros são mantidos em valores substancialmente similares (isso é, dentro de 50%, dentro de 25%, ou dentro de 5% da maior das duas pressões de acionamento líquidas médias durante o período durante o qual o diferencial de pressão hidráulica é aplicado). Em algumas modalidades, durante a maior parte do tempo durante o qual o diferencial de pressão hidráulica é aplicado através dos filtros (por exemplo, através de pelo menos cerca de 50%, pelo menos cerca de 70%, pelo menos cerca de 90%, pelo menos cerca de 95%, pelo menos cerca de 99% ou todo o tempo durante o qual o diferencial de pressão hidráulica é aplicado através dos filtros) as taxas de fluxo permeado de dois (ou mais, ou todos) os filtros são mantidas em valores substancialmente similares (isso é, dentro de 50%, dentro de 25% ou dentro de 5% da maior das duas taxas de fluxo permeado médias durante esse período de operação). A manutenção da taxa de fluxo volumétrico permeado ou o diferencial de pressão de acionamento líquido médio em valores substancialmente similares em tempo pode ser alcançada, por exemplo, pelo ajuste da pressão hidráulica da corrente que entra no lado de retenção do filtro em resposta à taxa de fluxo volumétrico permeada medida, visto que a taxa de fluxo volumétrico permeada

e o diferencial de pressão de acionamento líquido médio são conectados pela área de superfície do meio de filtragem (A) e sua permeabilidade

é como segue:

[0099] A permeabilidade Am pode ser aproximada, em um nível de terminado de diferença de pressão hidráulica (ΔPE), pela medição da taxa de fluxo do componente principal através do meio de filtragem, por área unitária do meio de filtragem e por unidade de diferença de pressão hidráulica aplicada, quando uma solução consistindo apenas no componente principal está presente nos lados de retenção e permeável do meio de filtragem.

[00100] A pressão osmótica (n) de uma mistura de líquidos em particular contendo n componentes menores é geralmente calculada como:

[00101] onde ij é o fator van't Hoff do componente menor j, Cj é a concentração molar do componente menor j, R é a constante de gás ideal, e T é a temperatura absoluta da mistura. Para fins de determinação da pressão osmótica de uma corrente de líquido (por exemplo, um fluxo de alimentação, uma corrente permeada, uma corrente retida, etc.) a pressão osmótica é calculada pela medição das concentrações médias dos componentes menores dentro da corrente, e cálculo n utilizando a equação acima. Para misturas contendo um componente menor singular, a pressão osmótica (n) é calculada como:

[00102] onde i é o fator van't Hoff do componente menor, C é a concentração molar do componente menor, R é a constante de gás ideal e T é a temperatura absoluta da mistura.

[00103] O diferencial de pressão de acionamento líquido pode ser controlado utilizando-se métodos que seriam aparentes aos versados na técnica, de acordo com os insights fornecidos pela presente descrição. Por exemplo, em algumas modalidades, o diferencial de pressão de acionamento líquido pode ser controlado pela medição da taxa de fluxo permeado e ajuste da pressão hidráulica aplicada para manter a taxa de fluxo permeado constante em tempo.

[00104] Em determinadas modalidades, o diferencial de pressão de acionamento líquido pode ser controlado utilizando-se um esquema de controle de pressão de circuito aberto. Por exemplo, se for assumido uma rejeição razoável de soluções que contribuem mais para a pressão osmótica da solução de lado de retenção, a pressão osmótica de volume do retentado (nR) sobe com o tempo (t) como segue:

[00105] onde é a taxa de fluxo de volume do permeado e Vo é o volume inicial do lado de retenção. O fluxo de permeado, , é fornecido por:

[00106] onde A é a área de membrana, Am é a permeabilidade da membrana, ΔPE é a diferença da pressão hidráulica estabelecida entre o lado de retenção e o lado permeável, e CPF é o fator de polarização de concentração. O fator de polarização de concentração (CPF) pode ser determinado empiricamente para um sistema pela medição da taxa de fluxo do permeado obtida utilizando-se uma composição de fluxo de alimentação conhecida, um diferencial de pressão hidráulica estabelecido, uma pressão de calibragem de retentado, e área de membrana. A pressão osmótica do permeado pode ser ignorada para obter uma aproximação de primeira ordem. Solucionando-se a equação se obtém uma expressão para a pressão hidráulica necessária como uma função do tempo em termos de quantidades conhecidas:

[00107] Uma variedade de filtros pode ser utilizada em associação com as modalidades descritas aqui. Em determinadas modalidades, o filtro compreende um meio de filtragem. O meio de filtragem compreende, de acordo com determinadas modalidades, qualquer meio, material, ou objeto possuindo permeabilidade hidráulica suficiente para permitir que pelo menos uma parte do componente principal do líquido alimentado para o filtro passe através do meio, enquanto, ao mesmo tempo, retendo e/ou impedindo a passagem de pelo menos uma parte dos componentes menores do líquido alimentado para o filtro.

[00108] Filtros ilustrativos que podem ser utilizados em várias das modalidades descritas aqui incluem, mas não estão limitados a filtros de permeação de gel e filtros com base em membrana. Por exemplo, o filtro pode ser um filtro espiral, um filtro de folha plana, um filtro de fibra oca, um filtro de membrana tubular, ou qualquer outro tipo de filtro.

[00109] Os filtros descritos aqui podem compreender qualquer meio de filtragem. Em algumas modalidades, o meio de filtragem compreende uma membrana de filtragem (por exemplo, uma membrana se- mipermeável). O meio de filtragem pode ser fabricado a partir de uma variedade de materiais. Por exemplo, o meio de filtragem pode ser fa- bricado a partir de materiais inorgânicos (por exemplo, cerâmicas), materiais orgânicos (por exemplo, polímeros), e/ou compostos de materiais inorgânicos e orgânicos (por exemplo, compostos poliméricos cerâmicos e orgânicos). Os materiais poliméricos adequados dos quais o meio de filtragem pode ser fabricado incluem, mas não estão limitados a poli(tetrafluoroetileno), polissulfonas, poliamidas, policarbo- netos, poliésteres, óxidos de polietileno, óxidos de polipropileno, fluo- retos de polivinilideno, poli(acrilatos), e copolímeros e/ou combinações dos mesmos. Em determinadas modalidades, o meio de filtragem compreende uma camada de rejeição de sal com base em poliamida. O meio de filtragem utilizado tipicamente para se criar membranas por osmose inversa de água do mar, membrana de osmose inversa de água salobra e/ou membranas de osmose inversa sanitárias podem ser utilizadas em determinadas modalidades descritas aqui.

[00110] Em determinadas modalidades, o meio de filtragem está na forma de uma membrana de filme fino, por exemplo, possuindo uma espessura de menos de 1 milímetro, menos de cerca de 500 micrôme- tros, ou menos de cerca de 250 micrômetros. Em algumas modalidades, o meio de filtragem é uma membrana composta de filme fino.

[00111] De acordo com determinadas modalidades, o meio de filtragem pode ser selecionado para ter um corte de porosidade e peso molecular o que permite a passagem do componente principal da alimentação de líquido através do meio de filtragem enquanto retém uma parte suficientemente grande de componentes menores na qual os componentes menores (por exemplo, componente menor alvo) estão concentrados no lado de retenção do meio de filtragem. Nas modalidades nas quais o meio de filtragem é utilizado para remover a água de uma alimentação de líquido, a membrana de filtragem pode ser selecionada de modo que possa passar livremente água, enquanto, ao mesmo tempo, retém, no lado de retenção, uma quantidade suficiente de componentes menores (por exemplo, o componente menor alvo) para resultar na concentração do componente menor no lado de retenção do meio de filtragem.

[00112] De acordo com determinadas modalidades, o meio de filtragem é uma membrana de osmose inversa. A membrana de osmose inversa pode ter um tamanho de poro médio de menos de cerca de 0,001 micrômetro, em algumas modalidades. Em determinadas modalidades, a membrana de osmose inversa pode ter um corte de peso molecular de menos de cerca de 200 g/mol. Em algumas modalidades, o meio de filtragem é uma membrana de nanofiltragem. A membrana de nanofiltragem pode ter um tamanho médio de poro de entre cerca de 0,001 micrômetro e cerca de 0,01 micrômetro, em algumas modali-dades. Em determinadas modalidades, a membrana de nanofiltragem pode ter um corte de peso molecular de entre cerca de 200 g/mol e cerca de 20.000 g/mol. Em determinadas modalidades, o meio de filtragem é uma membrana de ultrafiltragem. A membrana de ultrafiltra- gem pode ter, de acordo com determinadas modalidades, um tamanho médio de poro de entre cerca de 0,01 micrômetros e cerca de 0,1 mi- crômetros. Em algumas modalidades, a membrana de ultrafiltragem possui um corte de peso molecular de entre cerca de 20.000 g/mol e cerca de 100.000 g/mol. Em algumas modalidades, o meio de filtragem é uma membrana de micro filtragem. A membrana de micro filtragem pode ter um tamanho médio de poro de entre cerca de 0,1 micrômetro e cerca de 10 micrômetros, de acordo com determinadas modalidades. Em algumas modalidades, a membrana de micro filtragem possui um corte de peso molecular de entre cerca de 100.000 g/mol e cerca de 5.000.000 g/mol.

[00113] De acordo com determinadas modalidades pelo menos um (ou todos) dos meios de filtragem utilizados no sistema de filtragem possui uma rejeição ao sal padrão relativamente alta. A rejeição de sal padrão é um termo geralmente conhecido dos versados na técnica, é geralmente medida como um percentual, e pode ser determinada utilizando-se o seguinte teste. Uma amostra de 400 pés quadrados de meio de filtragem é montada em um material enrolado em espiral de 40 polegadas de comprimento e 8 polegadas de diâmetro, possuindo uma espessura de espaçador de retenção (isso é, a distância da parede de retenção até o meio de filtragem) de 30 mil e uma espessura de espaçador permeável (isso é, a distância da parede permeável até o meio de filtragem) de 30 mil. Um fluxo de alimentação contendo água e NaCl dissolvido em uma concentração de 32.000 mg/L e um pH de 7 é alimentada para o lado de retenção do filtro. A alimentação é pressurizada para calibragem de 800 psi, com o lado permeável do filtro man-tido em pressão atmosférica. O filtro é operado em uma razão de recuperação (isto é, a taxa de fluxo permeado dividida pela taxa de fluxo de alimentação, multiplicada por 100%) de 10% e uma temperatura de 25°C. A rejeição de sal padrão é determinada, depois de 30 minutos de operação e no estado estável, utilizando a seguinte fórmula:

[00114] onde WNaCl,permeate é o percentual de peso de NaCl no permeado e WNaCl,feed é o percentual de peso de NaCl na alimentação. De acordo com determinadas modalidades, pelo menos um (ou todos) dentre os meios de filtragem utilizados no sistema de filtragem possui uma rejeição de sal padrão de pelo menos cerca de 99%, pelo menos cerca de 99,5% ou pelo menos cerca de 99,8%

[00115] De acordo com determinadas modalidades, o filtro compreende um recipiente dentro do qual o meio de filtragem é alojado. Em algumas modalidades, o recipiente é configurado para suportar uma pressão hidráulica interna relativamente alta sem ruptura. A capacidade de o recipiente de filtro suportar as pressões hidráulicas altas pode ser vantajosa em determinados casos nos quais pressões hidráulicas altas são empregadas para alcançar um grau desejado de separação entre o componente principal e os componentes menores do líquido alimentado para o filtro. Em algumas modalidades, o recipiente de filtro é configurado para suportar uma pressão hidráulica interna de pelo menos cerca de (3900 psi) de calibragem sem ruptura.

[00116] De acordo com determinadas modalidades, os sistemas de filtragem descritos aqui podem ser configurados para operar em pressões hidráulicas relativamente altas. Em algumas modalidades, as bombas, dutos e/ou quaisquer outros componentes do sistema podem ser operados em uma pressão hidráulica de pelo menos cerca de (400 psi) sem falha.

[00117] Exemplos de filtros adequados que podem ser utilizados em associação com determinadas modalidades descritas aqui incluem, mas não estão limitados aos disponíveis a partir de Hydranautics (Oceanside, CA) (por exemplo, sob os números de partes ESPA2- 4040, ESPA2-LD-4040, ESPA2-LD, ESPA2MAX, ESPA4MAX, ESPA3, ESPA4-LD, SanRO HS-4, SanRO HS2-8, ESNA1-LF2-LD, ESNA1- LF2-LD-4040, ESNA1-LF-LD, SWC4BMAX, SWC5-LD-4040, SWC5- LD, SWC5MAX, SWC6-4040, SWC6, SWC6MAX, ESNA1-LF2-LD, ESNA1-LF-LD, ESNA1-LF2-LD-4-4- ESNA1-LF-LD-4040, HYDRA- cap60-LD e HDRAcap60); Dow Filmtec através da Dow Chemical Company (Midland, MI) (por exemplo, sob números de parte HSRO- 390-FF, LC HR-4040, LC LE-4040, SW30HRLE-4040, SW30HRLE- 440i, SW30HRLE-400i, SW30HRLE-370/34i, SW30XHR-400i,SW30HRLE-400, SW30HR-380, NF90-400, NF270-400, NF90-4040); Toray Industries, Inc. (por exemplo, sob número de parte TM720-440, TM720C-440, TM720L-440); Koch Membrane Systems, Inc. (Wilmington, MA) (por exemplo, sob números de parte 8040-HR-400-34, 8040- HR-400-28) e LG NanoH2O (El Segundo CA) (por exemplo, sob números de parte Qfx SW 400 ES, Qfx SW 400 SR, Qfx SW 400 R). Em al- gumas modalidades, o filtro compreende uma membrana composta de filme fino. Por exemplo, a membrana composta de filme fino pode compreender um tecido não tramado com uma espessura de cerca de 150 micrômetros utilizados como um suporte mecânico. Uma camada de polissulfona porosa (por exemplo, aproximadamente 60 micrôme- tros de espessura) pode ser colocada sobre a camada de suporte por um método de inversão de fase. Uma camada de poliamida (por exemplo, de aproximadamente 200 nm) pode ser fundida sobre a camada de polissulfona utilizando polimerização interfacial.

[00118] Determinadas modalidades descritas aqui envolvem o controle de concentrações de componentes menores dentro de várias partes do sistema de filtragem. Os versados na técnica, com o insight fornecido pela presente descrição, serão capazes de selecionar os parâmetros operacionais adequados e/ou componentes de sistema para alcançar os níveis de concentração desejados utilizando-se não mais do que a experimentação de rotina. Por exemplo, a área de superfície do meio de filtragem, as propriedades do meio de filtragem, as pressões hidráulicas diferenciais aplicadas, taxas de fluxo, e outros parâmetros operacionais podem ser selecionados de acordo com as necessidades da aplicação em particular. Como um exemplo em particular, a seleção de parâmetros operacionais adequados e/ou características de equipamento podem ser baseados no volume total do concentrado a ser produzido através de um período de terminado de tempo, quantidade de alimentação de líquido de entrada que deve ser concentrada durante um período determinado de tempo, ou outros fatores como aparente aos versados na técnica de filtragem. Em alguns ca-sos, testes podem ser realizados para selecionar os tipos adequados de recipientes de filtro e/ou meio de filtragem pela realização de uma filtragem de teste de uma alimentação de líquido diluída com um filtro particular até que um grau desejado de concentração seja obtido, se- guido pela coleta do concentrado a partir do lado de retenção do filtro, reconstituindo a alimentação de líquido com um volume de componente principal fresco (igual ao volume do componente principal removido durante a filtragem) e comparando as características de sabor e/ou aroma da alimentação de líquido reconstituída com as da alimentação de líquido inicial. As pressões operacionais, propriedades de filtro, taxas de fluxo, e outros parâmetros operacionais podem ser selecionados com base nos princípios bem conhecidos de filtragem e/ou separação, descritos em muitos textos bem conhecidos e prontamente disponíveis descrevendo a osmose de filtragem/inversa, combinada com a experimentação e otimização de rotina. Pressões hidráulicas adequadas e/ou taxas de fluxo podem ser estabelecidas utilizando-se mecanismos de controle de retorno (por exemplo, mecanismos de controle de retorno de circuito aberto ou fechado) conhecidos dos versados na técnica.

[00119] Em determinadas modalidades, os líquidos dentro dos filtros podem ser mantidos em temperaturas relativamente baixas. Por exemplo, em algumas modalidades, os líquidos dentro de pelo menos um filtro dos sistemas de filtragem descritos aqui pode ser mantido em uma temperatura de cerca de 8°C ou menos (por exemplo, entre cerca de 0°C e cerca de 8°C). Em algumas modalidades, os líquidos dentro de todos os filtros do sistema de filtragem são mantidos em uma temperatura de cerca de 8°C ou menos (por exemplo, entre cerca de 0°C e cerca de 8°C).

[00120] Em determinadas modalidades, um ou mais filtros podem incluir um espaço superior gasoso, por exemplo, acima de um líquido contido dentro do filtro. Em algumas dessas modalidades, o espaço superior gasoso pode ser preenchido com um gás que não reage de forma substancial com quaisquer componentes do líquido dentro do filtro. Em algumas dessas modalidades, o espaço superior gasoso po- de ser preenchido com um gás que substancialmente não reage com quaisquer componentes menores do líquido dentro do filtro. Em algumas dessas modalidades, o espaço superior gasoso pode ser preenchido com um gás que substancialmente não reage com o componente menor alvo do líquido dentro do filtro. Todo ou uma parte do espaço superior gasoso pode ser ocupado, por exemplo, por dióxido de carbono, nitrogênio e/ou um gás nobre. Em algumas modalidades, todo ou uma parte (por exemplo, pelo menos cerca de 5% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso ou pelo menos cerca de 50% em peso) do espaço superior gasoso dentro de pelo menos um filtro (ou todos os filtros) do sistema de filtragem é feito de dióxido de carbono. Em algumas modalidades, o espaço superior gasoso contém oxigênio em uma quantidade de menos de cerca de 1 parte por bilhão.

[00121] Em determinadas modalidades, qualquer sistema de filtragem e/ou processos descritos aqui podem ser operados continuamente. Por exemplo, determinados métodos podem envolver o fluxo contínuo de uma alimentação de líquido e a produção contínua de uma ou mais correntes retidas (por exemplo, enriquecidas no componente menor alvo com relação à alimentação de líquido) e/ou uma ou mais correntes permeadas (por exemplo, enriquecidas no componente principal com relação à alimentação de líquido). Em alguns casos, o método pode envolver a condução de uma ou mais etapas do processo de filtragem simultaneamente. Por exemplo, em algumas modalidades, os diferenciais de pressão hidráulica podem ser aplicados através de pelo menos dois (ou todos) o primeiro filtro, o segundo filtro e/ou o terceiro filtro simultaneamente. Em algumas das ditas modalidades, um primeiro permeado, um primeiro elemento retido, um segundo material per-meável, um segundo retentado, um terceiro permeado e/ou um terceiro retentado pode ser produzido simultaneamente. Em algumas modalidades contínuas, o método pode ser realizado em estado estável.

[00122] A menos que indicado o contrário, todas as concentrações e abundâncias relativas dos componentes descritos aqui são determinadas utilizando-se percentuais de peso.

[00123] Em várias modalidades apresentadas aqui, "pelo menos uma parte" de uma corrente é transportada para um local (por exemplo, um filtro, outra corrente ou um ponto de mistura), reciclada e/ou misturada com outra corrente (ou pelo menos uma parte de outra corrente). Em determinadas modalidades nas quais "pelo menos uma parte" de uma corrente é transportada para um local, reciclada e/ou misturada com outra corrente, pelo menos cerca de 10% em peso, pelo menos cerca de 25% em peso, pelo menos cerca de 50% em peso, pelo menos cerca de 75% em peso, pelo menos cerca de 90% em peso, pelo menos cerca de 95% em peso, pelo menos cerca de 99% em peso, ou toda a corrente original pode ser transportada para o local, reciclada e/ou misturada com outra corrente (ou parte da outra corrente).

[00124] Vários outros filtros, partes de filtro e/ou correntes são descritos aqui e/ou ilustrados nas figuras como sendo opcionalmente "conectados diretamente por fluido" a outras partes de um sistema (por exemplo, outro filtro ou parte de filtro e/ou outra corrente). De acordo com determinadas modalidades, uma primeira localização (por exemplo, corrente ou componente) e uma segunda localização (por exemplo, corrente ou componente) que são descritas ou ilustradas como sendo conectadas diretamente por fluido podem ser conectadas por fluido de modo que a composição do fluido não mude substancialmente (isso é, nenhum componente de fluido mude em abundancia relativa em mais de 1%) à medida que é transportada do primeiro objeto para o segundo objeto.

[00125] O pedido de patente provisório U.S. No. 62/080.675, depositado em 17 de novembro de 2014 e intitulado "Concentration Control in Filtration Systems, and Associated Methods," é incorporado aqui por referência em sua totalidade para todas as finalidades.

[00126] Os exemplos a seguir devem ilustrar determinadas modalidades da presente invenção, mas não exemplificam o escopo total da invenção.

Exemplo 1

[00127] Esse exemplo descreve o uso de um meio de filtragem para separar etanol de água.

[00128] Uma amostra de uma membrana de osmose inversa composta de filme fino medindo 4,9 cm de diâmetro foi instalada dentro de uma célula misturada de extremidade morta (HP4750; Sterlitech). A célula foi preenchida com 300 mL de uma solução de etanol em água 3,9 +/- 0,05% ABV (álcool por volume) a 21 °C. Um misturador magnético foi ligado e uma pressão de (1000 psi) foi aplicada utilizando-se um cilindro de nitrogênio conectado à célula. O permeado foi coletado durante um período de 30 minutos. Esse permeado foi descartado e um permeado adicional foi coletado por outros 20 minutos. Depois desse período de 20 minutos, uma amostra de 1 mL foi retirada do permeado que foi coletado. O teor de etanol das amostras permeadas foi determinado utilizando-se cromatografia de gás em conjunto com um espectrômetro de massa. Os resultados do cromatrograma de íon, comparado com uma curva padrão para concentração de etanol, indicam uma concentração de etanol permeado de 1,76 +/- 0,003%, correspondendo a uma rejeição de etanol de 55% +/- 1%.

[00129] Em um teste separado utilizando a mesma configuração que a descrita acima, uma solução de alimentação aquosa contendo 32.000 +/- 600 mg/L de NaCl como uma única solução foi introduzida na célula. A condutividade da solução foi determinada, em 25°C, com sendo 48,5 +/- 0,5 mS/cm. O misturador magnético foi ligado e uma pressão de (100 psi) foi aplicada utilizando-se um cilindro de nitrogênio conectado à célula. O permeado foi coletado durante um pe-ríodo de 30 minutos. Esse permeado foi descartado e um permeado adicional foi coletado por outros 15 minutos. Depois desse período de 15 minutos, a condutividade do permeado foi determinada, em 25°C, como sendo 1,28 +/- 0,01 mS/cm. Isso corresponde a uma rejeição de sal de aproximadamente 97,5 +/- 1% (que pode ser inferior ao valor verdadeiro da membrana devido a vazamento do fluxo de alimentação em torno da membrana para dentro do permeado).

Exemplos 2

[00130] Esse exemplo descreve o uso de um meio de filtragem para cerveja concentrada.

[00131] A utilização da mesma configuração que a descrita no Exemplo 1, uma amostra de 290 +/- 10 mL de uma cerveja Hefeweizen 4,8% ABV foi introduzida na célula misturada. Antes da introdução da cerveja na célula, a célula foi primeiramente purgada com dióxido de carbono. Uma jaqueta de resfriamento foi aplicada em torno da célula misturada para manter o fluido a 2 +/- 5°C. O misturador foi ligado e uma pressão de (1000 psi) foi aplicada. O teste pode rodar até que uma massa de permeado igualando aproximadamente metade da massa inicial do líquido de alimentação fosse produzida. O primeiro concentrado foi então deixado de lado e armazenado a 5°C em um recipiente que foi pré-purgado com CO2.

[00132] A célula foi enxaguada com água destilada e o primeiro permeado foi introduzido na célula. Antes da introdução do primeiro permeado na célula, a célula foi purgada com dióxido de carbono. Uma jaqueta de resfriamento foi aplicada em torno da célula misturada para manter o fluido a 2 +/- 5°C. Novamente, o misturador foi ligado e uma pressão de (1000 psi) foi aplicada. O teste rodou até 119,7 +/- 0,1 g de um segundo permeado fosse produzido. O fluido dentro da célula (o segundo concentrado) foi misturado com o primeiro concentrado para produzir um concentrado final.

[00133] O concentrado final foi então misturado com água destilada que foi carbonatada à força para conter 5 volumes de CO2 em uma razão de 9:11 para produzir uma cerveja reconstituída. Esse nível de carbonatação da água destilada foi escolhido para atingir aproximadamente 2,5 volumes de CO2 na cerveja reconstituída. A água destilada foi empregada de modo que a cerveja reconstituída combinasse melhor com o sabor da cerveja original. Isso é importante visto que os apreciadores de cerveja colocam grande importância à fonte de água de onde a cerveja foi feita. Pela utilização de água que é compreendida de mais de 99,999999% ou mais de 99,9999999% de H2O por peso, o sabor da cerveja reconstituída será apenas uma função da água fonte utilizada na fermentação da cerveja original e não da água utilizada para reconstituir a cerveja. Como uma alternativa à agua destilada, água deionizada com uma condutividade de menos de 5 μS/cm ou menos de 1 μS/cm ou menos de 0,1 μS/cm pode ser empregada para reconstituição. Como outra alternativa, água de poço, água de superfície ou água de um suprimento municipal pode ser empregada desde que tenha sido primeiramente filtrada por uma passagem única ou duas passagens de nanofiltragem ou de osmose inversa.

[00134] A cerveja reconstituída foi submetida a um painel de degustação profissional, que notou que o perfil de aroma foi substancialmente mantido apesar de a cerveja reconstituída ter sofrido de oxidação - provavelmente devido ao contato inadvertido com ar durante o processo. Os efeitos da oxidação foram menos proeminentes, no entanto, do que em testes anteriores onde a temperatura do processo foi acima de 2 +/- 5°C - provavelmente devido à taxa menor de oxidação em temperaturas mais baixas.

[00135] O teor de etanol de amostras foi determinado utilizando-se a cromatografia de gás em conjunto com um espectrômetro de massa. Os resultados do cromatrograma de íon, comparados com uma curva padrão para concentração de etanol, indicam que o primeiro concentrado, o segundo concentrado, o concentrado final e o segundo permeado contêm 10,94 +/- 0,01, 3,57 +/- 0,02, 8,51 +/- 0,04 e 0,21 +/0,002 ABV. Isso implica que a passagem de etanol do processo geral (a razão da concentração de etanol no segundo permeado com relação à da alimentação inicial) foi de 4,5% e a rejeição de etanol do processo como um todo (unidade menos a passagem de etanol) foi de 95,5%. O alto nível de rejeição de etanol foi provavelmente decorrente da baixa temperatura na qual o processo foi rodado, permitindo que a difusão de etanol através da membrana perdesse velocidade.

Exemplo 3

[00136] Esse exemplo descreve um sistema de filtragem que poderia ser utilizado para filtrar o etanol de uma mistura de líquido contendo etanol e água.

[00137] Existem dois desafios significativos na filtragem de etanol a partir de uma mistura de etanol e água. Um desafio é a baixa rejeição de etanol pelas membranas de poliamida. Em muitos casos, isso resulta na necessidade de múltiplas passagens de filtragem para se alcançar as taxas de remoção de etanol suficientes. Outro desafio é imposto pelo desejo de se alcançar uma alta concentração de etanol na corrente retida final, por exemplo, para reduzir os custos com transporte. Isso resulta, em muitos casos, em uma exigência por múltiplos estágios de filtragem para se maximizar a remoção de água.

[00138] Uma solução para esses problemas é dispor os filtros de tal forma que as correntes sejam misturadas e recicladas para minimizar o número de passagens e estágios necessários, mas de modo que os filtros sejam dispostos de uma forma que, onde as correntes são misturadas, a pressão osmótica das correntes a serem misturadas, seja similar. Isso evita os efeitos prejudiciais à separação geral do sistema de etanol que ocorreriam se as correntes com diferentes concentra- ções de etanol fossem misturadas.

[00139] Nesse exemplo, cada filtro é considerado como possuindo uma razão de recuperação de aproximadamente 50% (isso é, fator de concentração aproximadamente igual a 2). Considera-se também que a passagem de etanol em cada filtro seja de 25%. O sistema de filtragem ilustrativo é um sistema de filtragem de dois estágios e duas passagens com reciclagem de permeado, similar à modalidade ilustrada na figura 4. No modo de operação ilustrativo, o fluxo de alimentação 308 pode possuir uma taxa de fluxo de massa de 3 kg/s e uma concentração de etanol de 4% em peso. A primeira corrente retida 312A pode possuir uma taxa de fluxo de massa de 2 kg/s e uma concentração de etanol de 6,5% em peso. A primeira corrente permeada 314A pode ter uma taxa de fluxo de massa de (12 lb/min) e uma concentração de etanol de 1,5% em peso. A segunda corrente retida 312B pode possuir uma taxa de fluxo de massa de (1 lb/min) e uma concentração de etanol de 2,5% em peso. A segunda corrente permeada 314B pode possuir uma taxa de fluxo de massa de (1 lb/min) e uma concentração de etanol de 0,58% em peso. A terceira corrente retida 312C pode possuir uma taxa de fluxo de massa de (1 lb/min) e uma concentração de etanol de 10,5% em peso. A terceira corrente permeada 314C pode possuir uma taxa de fluxo de massa de (1 lb/min) e uma concentração de etanol de 2,5% em peso. A quarta corrente retida 312D pode possuir uma taxa de fluxo de massa de (1 lb/min) e uma concentração de etanol de 4% em peso. A quarta corrente permeada 314D pode possuir uma taxa de fluxo de massa de (1 lb/min) e uma concentração de etanol de 0,95% em peso. A configuração nesse exemplo alcança um fator de concentração geral de cerca de 2,6 (calculado pela comparação da concentração de etanol na corrente 312C com a concentração de etanol na corrente 308). Essa configuração pode ser especialmente útil quando houver um nível significativo de etanol passando para den- tro da corrente permeada de cada filtro. Se a passagem de etanol for de cerca de 38%, então dois estágios de filtro, cada um concentrando por um fator de 2 serão necessários para se trazer o permeado de volta para um nível onde possa ser reciclado para o fluxo de alimentação em uma concentração adequada. Se a passagem de etanol for menor, então pode ser desejável se empregar razões de recuperação acima de 50% em cada uma das unidades de segunda passagem. Isso pode ser feito excedendo-se a convenção de 50% de recuperação por estágio, ou talvez pela substituição de cada unidade por dois estágios operando com 30% de recuperação cada. O inverso seria verdadeiro se a passagem de etanol fosse maior que 25%.

[00140] A corrente de reciclagem (por exemplo, corrente 312D na figura 4) é útil visto que reduz o número total de unidades de osmose inversa necessárias para se alcançar o fator de concentração geral desejado. Uma alternativa seria se construir um sistema adicional para concentrar o retentado a partir do segundo estágio da segunda passagem. Também é útil se concentrar as correntes até o nível da alimentação inicial para o sistema antes da reciclagem. Essa é uma abordagem superior, da perspectiva da eficiência de separação e eficiência de energia, para a reciclagem de cada corrente de concentração mais baixa de etanol.

[00141] Em alguns casos, pode ser desejável se omitir o primeiro estágio da segunda passagem e direcionar o permeado do primeiro estágio da primeira passagem diretamente para a corrente permeada. Pode ser desejável também se empregar uma segunda passagem parcial dividida (ou uma segunda passagem parcial) no primeiro estágio da primeira passagem - significando uma parte do permeado do primeiro estágio da primeira passagem ultrapassaria o primeiro estágio da segunda passagem. A redução incrementada na pureza do produto final alcançado por todo o sistema, quando o primeiro estágio da pri- meira passagem é parcialmente ou totalmente eliminado, é pequena. Isso porque a passagem da solução no primeiro estágio da primeira passagem, ou na primeira parte dessa primeira etapa de filtragem, é tipicamente baixa devido ao alto fluxo que prevalece devido à pressão osmótica da alimentação que é baixa. Por essa razão, o benefício de se omitir todo ou parte do primeiro estágio da segunda passagem pode ser uma redução significativa em custo com capital e custo com operação enquanto compromete apenas ligeiramente a rejeição de solução geral do sistema.

[00142] Em alguns casos, pode ser desejável se operar com múltiplos filtros no lugar de qualquer um dos filtros singulares (por exemplo, qualquer um dos filtros singulares ilustrados na primeira passagem). Pela operação dessa forma, a razão de recuperação dentro de cada unidade seria reduzida, o que pode permitir um fluxo mais uniforme e, dessa forma, uma falha mais uniforme em cada unidade.

[00143] Pode ser desejável também se empregar um fluxo maior no filtro 301B e/ou filtro 301D do que no filtro 301A e/ou no filtro 301C, a fim de aumentar a rejeição que pode ser alcançada. Visto que as correntes permeadas dos filtros 301B e 301D não são recicladas, aumentos na rejeição não prejudicariam a arquitetura do sistema em seus esforços de misturar apenas as correntes de concentração de etanol similares.

[00144] Enquanto a razão de recuperação e passagem de etanol de cada filtro, para fins desse exemplo, foram fixadas, na prática, seus valores na figura 4 podem ser determinados e selecionados da seguinte forma:

[00145] os filtros 301A e 301C podem ser projetados para uma razão de recuperação de 50%, através de uma seleção de filtros, pressões hidráulicas aplicadas e taxas de fluxo que são familiares aos versados na técnica. Através do aumento do software de projeto de sis- tema de filtragem comercial, tal como Q+, IMS Design ou ROSA, com dados sobre o efeito da concentração de etanol sobre a pressão os- mótica e dados sobre o coeficiente de difusão de etanol através do meio de filtragem, a passagem de etanol do filtro 301A e 301C pode ser determinada. Os versados na técnica podem então selecionar os filtros, taxas de fluxo e nível de pressão hidráulica aplicada para filtros 301B e 301D que permitiriam que a concentração de etanol nas correntes misturadas nos pontos 350 e as misturadas em 308 fossem substancialmente iguais.

[00146] Enquanto várias modalidades da presente invenção foram descritas e ilustradas aqui, os versados na técnica vislumbrarão prontamente uma variedade de outros meios e/ou estruturas para a realização das funções e/ou obtenção dos resultados e/ou uma ou mais vantagens descritas aqui, e cada uma das ditas variações e/ou modificações é considerada incluída no escopo da presente invenção. Mais geralmente, os versados na técnica apreciarão prontamente que todos os parâmetros, dimensões, materiais e configurações descritos aqui devem ser ilustrativos e que os parâmetros, dimensões, materiais e/ou configurações reais dependerão da aplicação ou aplicações específicas às quais os ensinamentos da presente invenção são utilizados. Os versados na técnica reconhecerão, ou poderão determinar utilizando não mais do que uma experimentação de rotina, muitas equivalências às modalidades específicas da invenção descritas aqui. Portanto, deve ser compreendido que as modalidades acima são apresentadas por meio de exemplo apenas e que, dentro do escopo das reivindicações em anexo e suas equivalências, a invenção pode ser praticada de outra forma além da descrita e reivindicada especificamente. A presente invenção é direcionada a cada característica individual, sistema, artigo, material e/ou método descrito aqui. Adicionalmente, qualquer combinação de duas ou mais dessas características, sistemas, artigos, ma- teriais e/ou métodos, se tais características, sistemas, artigos, materiais e/ou métodos não forem mutuamente inconsistentes, é incluída no escopo da presente invenção.

[00147] Os artigos indefinidos "um", "uma", como utilizados aqui na especificação e nas reivindicações, a menos que claramente indicado o contrário, devem ser compreendidos como significado "pelo menos um".

[00148] A frase "e/ou" como utilizada aqui na especificação e nas reivindicações, deve ser compreendida como significando "qualquer um ou ambos" os materiais unidos dessa forma, isso é, os materiais que estão presentes em conjunto em alguns casos e presentes separadamente em outros casos. Outros materiais podem, opcionalmente, estar presentes além dos materiais especificamente identificados pela cláusula "e/ou", relacionados ou não com os materiais especificamente identificados a menos que claramente indicado ao contrário. Dessa forma, como um exemplo não limitador, uma referência a "A e/ou B", quando utilizada em conjunto com a linguagem abrangente tal como "compreendendo", pode se referir, em uma modalidade, a A sem B (opcionalmente incluindo materiais outros além de B), em outra modalidade, a B sem A (opcionalmente incluindo materiais outros além de A); em outra modalidade, a ambos A e B (opcionalmente incluindo ou-tros materiais); etc.

[00149] Como utilizado aqui na especificação e nas reivindicações, "ou" deve ser compreendido como tendo o mesmo significado que "e/ou" como definido acima. Por exemplo, quando da separação de itens em uma lista, "ou" ou "e/ou" devem ser interpretados como sendo inclusivos, isso é, a inclusão de pelo menos um, mas também incluindo mais de um, dentre um número ou lista de materiais, e, opcionalmente, itens não listados adicionais. Apenas os termos claramente indicados ao contrário, tal como "apenas um dentre" ou "exatamente um dentre", ou, quando utilizados nas reivindicações, "consistindo de", fa- rão referência à inclusão de exatamente um material dentre um número ou lista de materiais. Em geral, o termo "ou" como utilizado aqui deve ser interpretado apenas como indicando alternativas exclusivas (isso é, "um ou o outro, mas não ambos") quando precedido pelos termos de exclusividade, tal como "qualquer um", "um dentre", "apenas um dentre" ou "exatamente um dentre". "Consistindo essencialmente de", quando utilizado nas reivindicações, deve ter seu significado normal como utilizado no campo de leis de patente.

[00150] Como utilizado aqui na especificação e nas reivindicações, a frase "pelo menos um de", com referência a uma lista de um ou mais materiais, deve ser compreendida como significando pelo menos um material selecionado a partir de qualquer um ou mais dos materiais na lista de materiais, mas não necessariamente incluindo pelo menos um de todo e cada material especificamente listado dentro da lista de materiais e não excluindo quaisquer combinações de materiais na lista de materiais. Essa definição também permite que os materiais possam estar opcionalmente presentes além dos materiais especificamente identificados dentro da lista de materiais à qual a frase "pelo menos um" se refere, relacionado ou não com esses materiais especificamente identificados. Dessa forma, como um exemplo não limitador, "pelo menos um dentre A e B" (ou, de forma equivalente, "pelo menos um dentre A ou B", ou, de forma equivalente "pelo menos um de A e/ou B") pode se referir, em uma modalidade, a pelo menos um, opcionalmente incluindo mais de um, A, sem qualquer B presente (e, opcionalmente incluindo materiais além de B); em outra modalidade, a pelo menos um, opcionalmente incluindo mais de um B, sem qualquer A presente (e, opcionalmente incluindo materiais outros além de A); em outra modalidade, a pelo menos um, opcionalmente incluindo mais de um A, e pelo menos um, opcionalmente incluindo mais de um, B (e, opcionalmente incluindo outros materiais), etc.

[00151] Nas reivindicações, além de na especificação acima, todas as frases de transição tal como "compreendendo", "incluindo", "portando", "possuindo", "contendo", "envolvendo", "mantendo" e similares devem ser compreendidos como tendo significado aberto, isso é, significando incluindo, mas não limitado a. Apenas as frases de transição "consistindo de" e "consistindo essencialmente de" devem ser frases de transição fechadas ou semifechadas, respectivamente, como apresentado acima no Manual do Escritório de Patentes U.S. de Procedimentos de Exame de Patentes, Seção 2111.03.

Claims

1. Método de concentração de um componente menor de uma alimentação de líquido compreendendo um componente principal e o componente menor, o componente menor sendo não iônico e possuindo um peso molecular menor do que 150 g/mol, em que a concentração do componente menor na alimentação de líquido é menor do que a concentração do componente principal, o método caracterizado por: estabelecer um diferencial de pressão hidráulica através de um meio de filtragem dentro de um primeiro filtro recebendo uma alimentação de líquido compreendendo o componente principal e o componente menor para produzir um primeiro permeado enriquecido no componente principal em relação à alimentação de líquido e um primeiro retentado enriquecido no componente menor em relação à alimentação de líquido; estabelecer um diferencial de pressão hidráulica através de um meio de filtragem dentro de um segundo filtro recebendo pelo menos uma parte do primeiro permeado para produzir um segundo permeado enriquecido no componente principal em relação ao primeiro permeado e um segundo retentado enriquecido no componente menor em relação ao primeiro permeado; estabelecer um diferencial de pressão hidráulica através de um meio de filtragem dentro de um terceiro filtro recebendo pelo menos uma parte do segundo retentado para produzir um terceiro permeado enriquecido no componente principal em relação ao segundo retentado e um terceiro retentado enriquecido no componente menor em relação ao segundo retentado; e reciclar pelo menos uma parte do terceiro retentado para o lado de retenção do primeiro filtro e misturando a parte do terceiro retentado com pelo menos uma parte da alimentação de líquido, em que a menor dentre a concentração do componente menor no terceiro retentado e a concentração do componente menor na alimentação de líquido é pelo menos 0,5 vezes a maior dentre a concentração do componente menor no terceiro retentado e a concentração do componente menor na alimentação de líquido.

2. Método de concentração de um componente menor de uma alimentação de líquido compreendendo um componente principal e o componente menor, o componente menor sendo não iônico e possuindo um peso molecular menor do que 150 g/mol, em que a concentração do componente menor na alimentação de líquido é menor do que a concentração do componente principal, o método caracterizado por: estabelecer um diferencial de pressão hidráulica através de um meio de filtragem dentro de um primeiro filtro recebendo uma alimentação de líquido compreendendo o componente principal e o componente menor para produzir um primeiro permeado enriquecido no componente principal em relação à alimentação de líquido e um primeiro retentado enriquecido no componente menor em relação à alimentação de líquido; estabelecer um diferencial de pressão hidráulica através de um meio de filtragem dentro de um segundo filtro recebendo pelo menos uma parte do primeiro permeado para produzir um segundo permeado enriquecido no componente principal em relação ao primeiro permeado e um segundo retentado enriquecido no componente principal em relação ao primeiro permeado; estabelecer um diferencial de pressão hidráulica através de um meio de filtragem dentro de um terceiro filtro recebendo pelo menos uma parte do primeiro retentado para produzir um terceiro permeado enriquecido no componente principal em relação ao primeiro retentado e um terceiro retentado enriquecido no componente menor em relação ao primeiro retentado; e misturar pelo menos uma parte do segundo retentado com pelo menos uma parte do terceiro permeado; em que o componente menor está presente dentro do segun do retentado em um percentual em peso, e o componente menor está presente dentro do terceiro permeado em um percentual em peso; e em que a menor dentre a concentração do componente menor no segundo retentado e a concentração do componente menor no terceiro permeado é pelo menos 0,5 vezes a maior dentre a concentração do componente menor no segundo retentado e a concentração do componente menor no terceiro permeado.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a alimentação de líquido é uma bebida alcoólica.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a alimentação de liquido é uma cerveja.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o componente principal é água.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o componente menor é etanol.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a concentração do componente menor na alimentação de líquido é pelo menos 0,001% em peso.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o componente menor é o segundo componente mais abundante na alimentação de líquido, em peso.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o percentual de rejeição do componente menor em relação ao meio de filtragem do primeiro filtro, do segundo filtro, e/ou do terceiro filtro é entre 10% e 99%.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o percentual de rejeição do componente menor em relação ao meio de filtragem do primeiro filtro, do segundo filtro e/ou do terceiro filtro é entre 10% e 95%.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o percentual de rejeição do componente menor em relação ao meio de filtragem do primeiro filtro, do segundo filtro, e/ou do terceiro filtro é entre 35% e 90%.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o percentual de rejeição do componente menor em relação ao meio de filtragem do primeiro filtro, do segundo filtro e/ou do terceiro filtro é entre 60% e 90%.

13. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que um diferencial de pressão hidráulica é estabelecido através de um quarto meio de filtragem dentro de um quarto filtro recebendo pelo menos uma porção da mistura do segundo retentado e do terceiro permeado para produzir um quarto permeado enriquecido no componente principal em relação à mistura do segundo retentado e do terceiro permeado e um quarto retentado enriquecido no componente menor em relação à em relação à mistura do segundo retentado e do terceiro permeado.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que os líquidos em pelo menos um do primeiro, segundo, terceiro, e quarto filtro são mantidos em uma temperatura entre 0 °C e 8 °C.

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o primeiro filtro e o segundo filtro são conectados diretamente de maneira fluida.

16. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o segundo filtro e o terceiro filtro são conectados diretamente de maneira fluida.

17. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre o meio de filtragem do primeiro filtro, o meio de filtragem do segundo filtro, e o meio de filtragem do terceiro filtro compreende uma membrana de filtragem polimérica.

18. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 17, caracterizado pelo fato de que o meio de filtragem do quarto filtro compreende uma membrana de filtragem.

19. Método, de acordo com a reivindicação 17 ou 18, caracterizado pelo fato de que a membrana de filtragem compreende uma membrana de osmose inversa.

20. Método, de acordo com a reivindicação 17 ou 18, caracterizado pelo fato de que a membrana de filtragem compreende uma membrana de nanofiltragem.

21. Método, de acordo com a reivindicação 17 ou 18, caracterizado pelo fato de que a membrana de filtragem compreende uma membrana de ultrafiltragem.

22. Sistema de filtragem, caracterizado pelo fato de que compreende: um primeiro filtro compreendendo um primeiro meio de filtragem definindo um lado permeável e um lado de retenção do primeiro filtro, o lado de retenção do primeiro fluido conectado de forma fluida a um fluxo de alimentação; um segundo filtro compreendendo um segundo meio de filtragem definindo um lado permeável e um lado de retenção do segundo filtro, o lado de retenção do segundo filtro conectado de forma fluida ao lado permeável do primeiro filtro; um terceiro filtro compreendendo um terceiro meio de filtragem definindo um lado permeável e um lado de retenção do terceiro filtro, o lado de retenção do terceiro filtro conectado de forma fluida ao lado de retenção do segundo filtro; e uma conexão fluídica entre o lado de retenção do terceiro filtro e o lado de retenção do primeiro filtro, em que o sistema de filtragem é configurado para controlar a menor entre a concentração do componente menor no terceiro retentado e a concentração do componente menor na alimentação de líquido para ser pelo menos 0,5 vezes a maior concentração dentre a concentração do componente menor no terceiro retentado e a concentração do componente menor na alimentação de líquido.

23. Sistema de filtragem, caracterizado pelo fato de que compreende: um primeiro filtro compreendendo um primeiro meio de filtragem definindo um lado permeável e um lado de retenção do primeiro filtro, o lado de retenção do primeiro filtro conectado de forma fluida a um fluxo de alimentação; um segundo filtro compreendendo um segundo meio de filtragem definindo um lado permeável e um lado de retenção do segundo filtro, o lado de retenção do segundo filtro conectado de forma fluida ao lado permeável do primeiro filtro; um terceiro filtro compreendendo um terceiro meio de filtragem definindo um lado permeável e um lado de retenção do terceiro filtro, o lado de retenção do terceiro filtro conectado de forma fluida ao lado de retenção do primeiro filtro; e uma conexão fluídica entre o lado de retenção do segundo filtro e o lado permeável do terceiro filtro, em que o sistema de filtragem é configurado para controlar a menor entre a concentração do componente menor no terceiro retentado e a concentração do componente menor na alimentação de líquido para ser pelo menos 0,5 vezes a maior dentre a concentração do componente menor no terceiro retentado e a concentração do componente menor na alimentação de líquido.

24. Sistema, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que compreende um quarto filtro compreendendo um quarto meio de filtragem definindo um lado permeável e um lado de retenção do quarto filtro, o lado de retenção do quarto filtro conectado de forma fluida ao lado de retenção do segundo filtro e ao lado permeável do terceiro filtro.

25. Sistema, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que compreende uma conexão fluídica entre o lado de retenção do quarto filtro e o lado de retenção do primeiro filtro.

26. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 25, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre o primeiro filtro, o segundo filtro, e o terceiro filtro compreende um recipiente dentro do qual o meio de filtragem é alojado, e o recipiente é configurado para suportar uma pressão hidráulica interna de pelo menos 3900 psi de calibragem sem romper.

27. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 26, caracterizado pelo fato de que compreende uma bomba conectada de forma fluida ao segundo filtro e ao terceiro filtro e configurada para transportar líquido a partir do segundo filtro para o terceiro filtro, em que a bomba é configurada para suportar uma pressão hidráulica de pelo menos 400 psi sem falhar.

28. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 27, caracterizado pelo fato de que o primeiro filtro e o segundo filtro são conectados diretamente de forma fluida.

29. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 28, caracterizado pelo fato de que o segundo filtro e o terceiro filtro são conectados diretamente de forma fluida.

30. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 22 a 29, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre o meio de filtragem do primeiro filtro, o meio de filtragem do segundo filtro, e o meio de filtragem do terceiro filtro compreende uma membrana de filtragem.

31. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 30, caracterizado pelo fato de que o meio de filtragem do quarto filtro compreende uma membrana de filtragem.

32. Sistema, de acordo com a reivindicação 30 ou 31, ca-racterizado pelo fato de que a membrana de filtragem compreende uma membrana de osmose inversa.

33. Sistema, de acordo com a reivindicação 30 ou 31, ca-racterizado pelo fato de que a membrana de filtragem compreende uma membrana de nanofiltragem.

34. Sistema, de acordo com a reivindicação 30 ou 31, ca-racterizado pelo fato de que a membrana de filtragem compreende uma membrana de ultrafiltragem.