BR112018012025B1 - Processo para extrair resina e borracha de plantas de guayule e borracha de guayule - Google Patents

Abstract

PROCESSO PARA EXTRAIR RESINA E BORRACHA DE PLANTAS DE GUAYULE. A presente invenção se refere ao setor da indústria para extração e processamento de borracha natural e outros componentes de material vegetal. Em particular, a invenção se refere a um processo para extrair a resina e a borracha a partir de plantas de guayule, que compreende colher, preservar e tratar mecanicamente e quimicamente as partes da planta, aplicáveis tanto em laboratório quanto em escala industrial, caracterizadas por rendimentos de quantidades significativamente altas e alta qualidade dos produtos extraídos.

Description

[001] A presente invenção se refere ao setor da indústria para extração e processamento de borracha natural e outros componentes de material vegetal.

[002] Em particular, a invenção se refere a um processo para extrair a resina e a borracha das plantas de guayule, que compreende colher, preservar e tratar mecanicamente e quimicamente as partes da planta, aplicáveis tanto em laboratório quanto em escala industrial, caracterizadas por rendimentos de quantidades significativamente altas e alta qualidade dos produtos extraídos.

[003] Guayule (Parthenium argentatum) é um arbusto perene nativo das regiões semidesertas do sudoeste dos EUA. (em particular no Texas) e no norte do México. Esta planta acumula a borracha natural, compreendendo principalmente cis- 1,4 poli-isopreno, na forma de látex (uma dispersão leitosa ou suspensão em água) especialmente na casca dos ramos e caules. O teor de borracha natural pode depender de vários fatores ambientais, agrícolas e de preservação e, portanto, está compreendido entre 5 e 20% do peso total da planta seca.

[004] A extração da borracha natural a partir de plantas guayule, assim como a partir de outras plantas que pertencem ao gênero de Asteraceae, Euphorbiaceae, Campanulaceae, Labiatae e Moraceae, tais como, Euphorbia lathyris, Parthenium incanum, Chrysothamnus nauseosus, Pedilanthus macrocarpus, Cryptostegia grandiflora, Asclepias syriaca, Asclepias speciosa, Asclepias subulata, Solidago altissima, Solidago graminifolia, Solidago rigida, Sonchus arvensis, Silphium spp., Cacalia atriplicifolia, Taraxacum kok-saghyz, Pycnanthemum incanum, Teucrium canadense, Campanula americana (indicada resumidamente pelo termo “semelhante à guayule”), representa uma alternativa importante para a extração da borracha natural a partir de Hevea brasiliensis, especialmente considerando a maior resistência destas espécies aos agentes patogênicos que atacam Hevea, os custos de importação inferiores do material bruto da planta e, em virtude do teor menor, em borracha extraída a partir destas plantas em comparação com as derivadas de Hevea, de numerosos contaminantes de proteína responsáveis pelas alergias ao látex do tipo I (ou mediadas pelos IgE).

[005] Por estas razões, nos últimos anos numerosos estudos têm sido conduzidos com o propósito de desenvolver métodos e tecnologias para extração de borracha natural de plantas não-Hevea, por exemplo, a partir de plantas tipo guayule ou guayule.

[006] É importante notar que, enquanto a borracha natural Hevea brasiliensis é obtida pela coleta do látex presente nos dutos de látex ao longo da casca, fazendo incisões corticais nos referidos canais, a borracha natural da planta do guayule se acumula dentro das células da planta (caule, folhas e raízes) e pode ser obtida esmagando o material vegetal e coletando os componentes celulares com métodos físicos e / ou químicos.

[007] Os processos da técnica anterior preveem a extração da borracha das plantas de guayule moendo as plantas e extraindo a própria borracha com água ou solventes orgânicos.

[008] Por exemplo, a patente internacional WO 2014/047176 descreve um método para extrair borracha de guayule que prevê um tratamento “pós-colheita” (ou “pré-extração”) que compreende a secagem parcial do material vegetal. De fato, o documento WO 2014/047176 demonstra que quando a borracha do guayule é extraída de material vegetal contendo níveis de umidade residual abaixo dos valores determinados, é caracterizada por um peso molecular significativamente mais baixo e, portanto, é de qualidade inferior. A eficiência de extração também cai em relação à redução do nível de umidade residual. A extração descrita na aplicação acima mencionada é realizada com misturas de solventes orgânicos apolares e polares (por exemplo, pentano / acetona).

[009] De fato, a maior parte dos processos descritos na técnica anterior, do ponto de vista da recuperação apenas da borracha, prevê a extração, em uma única fase, de todos os componentes principais que podem ser obtidos a partir da planta de guayule.

[010] No entanto, com o propósito de atender aos padrões de qualidade (por exemplo, os padrões definidos pela ASTM International), a borracha natural deve ser substancialmente pura, isto é, livre de outros compostos extraíveis de material vegetal e de outros contaminantes. Por esta razão, foram desenvolvidos métodos que compreendem etapas de remoção dos compostos acima mencionados extraíveis da planta guayule, particularmente resina.

[011] O pedido de patente internacional WO 2013/134430 descreve um processo para extração de borracha natural de plantas não-Hevea, que prevê a colheita das plantas de guayle, removendo a maior parte do aparato de folhas e secando parcialmente o material da planta.

[012] Após o esmagamento e moagem, o material vegetal é colocado em suspensão na presença de um solvente orgânico polar (por exemplo, acetona) e um solvente orgânico apolar (por exemplo, hexano). Depois de separar o bagaço da suspensão, uma suspensão ou micela é obtida, que contém borracha e resina. Mais solvente orgânico polar é adicionado a esta micela de modo a provocar a coagulação da borracha em partículas, que são separadas por sedimentação. O documento WO 2013/134430 não descreve a recuperação da resina residual da micela da qual a borracha de alto peso molecular foi isolada, uma vez que o interesse principal visa a remoção de contaminantes da suspensão contendo a borracha.

[013] A patente US 4.681.929 descreve um processo para preparar a borracha a partir de guayule, feito em uma única fase, em que o material vegetal é submetido a extração com solventes orgânicos polares (por exemplo, o metanol) e apolares (por exemplo, o hexano), obtendo assim uma micela que contém borracha e resina. Em um aspecto preferencial da invenção, o processo prevê uma primeira extração da resina com solvente orgânico polar e uma segunda extração da borracha utilizando solvente orgânico apolar. Uma particularidade do processo descrito na US 4.681.929 consiste na utilização da própria micela como agente de extração, adicionada a solvente fresco em um percentual de até 90%, reduzindo assim a quantidade de solvente necessária para a extração.

[014] Além disso, a solução contendo resina e / ou borracha é separada a partir do bagaço por prensagem e não por sedimentação ou drenagem por gravidade. Desta forma, os volumes de bagaço a serem rinsados são particularmente reduzidos, permitindo que o uso de solvente orgânico seja ainda mais limitado. No entanto, novamente neste caso, a resina é considerada um contaminante da borracha, a ser removida e eliminada.

[015] No entanto, há algum tempo, a resina do guayule, produzida pela planta em quantidades comparáveis, se não maiores, que a borracha, tem sido utilizada para diversos fins, incluindo, por exemplo, a fabricação de adesivos e a produção de painéis de madeira resistentes ao ataque de pragas. Por este motivo, em alguns processos descritos na técnica anterior, também é dada importância à extração deste componente.

[016] Por exemplo, a patente US 4.435.337 descreve um processo para extração de borracha, de resina, de compostos solúveis em água e de bagaço que se inspira no processo “histórico” de extração de borracha do guayule, chamado de “processo Saltillo” (descrito no volume “Guayule: An Alternative Source of Natural Rubber”, 1977, National Academy of Sciences). O processo descrito na US 4.435.337 compreende uma etapa preliminar da secagem parcial do material vegetal, depois a extração da resina com acetona anidra e uma etapa de recuperação da borracha, os compostos solúveis em água e o bagaço através da flutuação do material emborrachado, a última etapa em analogia com o antigo processo de Saltillo. O documento US 4.435.337 destaca o fato de que a extração da resina é muito mais eficiente quanto mais o solvente de extração contém quantidades reduzidas de água. É também observado que, inesperadamente, para extrair a resina do material vegetal, é mais vantajoso usar a resina concentrada contendo micela do que usar solvente fresco.

[017] O pedido de patente US2014/0288255 descreve um processo para separar a borracha, a resina e o bagaço, compreendendo uma primeira etapa de homogeneizar o material vegetal na presença de um meio capaz de solubilizar a resina, a qual é então separada do bagaço; uma segunda etapa de homogeneizar o bagaço na presença de um solvente capaz de solubilizar a borracha que é então separada do bagaço; uma etapa final de secagem da borracha e do bagaço que pode compreender, por exemplo, a evaporação de solvente em evaporadores de filme limpos e a extrusão da borracha. O documento US2014/0288255 descreve ainda um processo no qual o material vegetal é homogeneizado na presença de um “solvente de moagem” capaz de solubilizar a borracha e a resina, que são separadas uma da outra em um estágio de purificação subsequente usando um solvente de fracionamento.

[018] É importante notar que, embora o US2014/0288255 enfatize a importância do momento correto de colheita da planta, por meio de cobertura ou coleta de lixo, esta não fornece nenhuma informação sobre a utilidade de qualquer secagem das plantas após a colheita.

[019] Mais uma vez, o processo descrito na patente europeia EP 0 164 137 não proporciona uma etapa de secagem do material vegetal. Pelo contrário, o documento EP 0 164 137 sublinha a importância de processar as plantas de guayule logo após a colheita. De acordo com o processo da EP 0 164 137, toda a instalação do guayule é submetida a extração através de percolação contra-gravidade com solventes orgânicos (por exemplo, hexano, ou a micela obtida da extração acima mencionada) capaz de solubilizar tanto a resina como a borracha. Em uma segunda etapa, um não solvente da borracha (por exemplo, acetona) é adicionado à micela obtida da extração, o que causa a precipitação da última. A borracha não resinada é então recuperada em forma relativamente pura através de lavagem e nova precipitação seguida por filtração e / ou centrifugação.

[020] O Requerente identificou pelo menos três desvantagens nos processos da técnica anterior: 1. Os processos que visam a extração de borracha e da resina em um único estágio não permitem que a resina, como descrito acima, tenha um valor comercial intrínseco, para ser quantitativamente recuperada; 2. Os processos que visam a extração da borracha e da resina em um único estágio e a subsequente separação da resina permitem que a borracha seja obtida, o que, no entanto, exige mais etapas de purificação, a fim de atender aos padrões de qualidade que o mercado exige; 3. O bagaço obtido após a extração em um único estágio, seja com solventes orgânicos ou com água, ainda pode conter quantidades significativas de borracha e resina e, portanto, pode ser considerado inadequado para diferentes usos do que ser explorado como combustível (por exemplo, agricultura ou na alimentação animal).

[021] A Requerente, portanto, resolveu o problema de identificar um novo processo de preparação de borracha, resina e bagaço a partir de plantas de guayule, de modo a obter os componentes acima mencionados com melhores rendimentos e características qualitativas dos produtos, em relação aos processos da técnica anterior.

[022] É, portanto, um objetivo da presente invenção proporcionar um processo para extrair resina e borracha a partir de plantas de guayule caracterizadas por medidas destinadas a obter o rendimento máximo de extração, o qual é substancialmente isento das desvantagens da técnica anterior destacadas acima.

[023] Para os fins da presente descrição e reivindicações seguintes, as definições das faixas numéricas incluem sempre os extremos, a menos que especificado de outro modo.

[024] Para os propósitos da presente descrição e das reivindicações seguintes, salvo indicação em contrário, todas as proporções e percentuais são em peso.

[025] Na descrição das modalidades da presente invenção, a utilização dos termos “compreendendo” e “contendo” indica que as opções descritas, por exemplo, em relação às etapas de um método ou de um processo ou os componentes de um produto ou de um dispositivo, não são necessariamente exaustivos. No entanto, é importante notar que o presente pedido também se refere às modalidades nas quais o termo “compreendendo” em relação às opções descritas, por exemplo, em relação às etapas de um método ou de um processo ou os componentes de um produto ou de um dispositivo, deve ser interpretado como “que consiste essencialmente em” ou “que consiste em”, mesmo que isso não seja explicitamente declarado.

[026] Na presente descrição e nas reivindicações seguintes, a planta guayule geralmente significa tanto a espécie Parthenium argentatum como plantas tipo guayule das espécies listadas acima.

[027] Para a finalidade da presente invenção, o termo “material vegetal” significa qualquer forma (por exemplo, a planta inteira, partes da planta, incluindo raízes, galhos e / ou caule, folhas, qualquer casca, fragmentos de planta obtidos por corte, moagem etc. briquetes e granulados obtidos por compactação de fragmentos de plantas) em que a planta de guayule é utilizada com a finalidade de extrair, por meio de métodos químicos e / ou físicos, a borracha, a resina e outros componentes presentes na própria planta.

[028] O termo “bagaço” significa a parte residual do material vegetal proveniente dos processos de extração. O bagaço também pode incluir algumas quantidades de material não vegetal (por exemplo, solo, areia, etc.) tipicamente associados às raízes das plantas e provenientes do solo agrícola.

[029] Para a finalidade da presente invenção, o termo “micela” significa uma solução, uma suspensão ou uma emulsão compreendendo borracha e / ou resina, água e / ou solventes orgânicos nos quais o processo de extração é realizado, obtido após a separação do bagaço.

[030] Para o propósito da invenção, o termo “matéria volátil” se refere aos compostos diferentes da borracha que podem estar contidos dentro de uma amostra de borracha no estado sólido, mas que passa para a fase de vapor e pode ser separada da referida amostra em temperaturas maiores do que ou iguais a 100 °C.

[031] A determinação da matéria volátil presente em uma amostra de borracha no estado sólido pode ser realizada, por exemplo, através do teste padrão ASTM D1278-91 (1997), conhecido por um técnico especialista no assunto.

[032] A determinação de compostos orgânicos voláteis, ou “VOCs” (por exemplo, o solvente orgânico apolar presente em uma amostra de borracha no estado sólido) e sua concentração residual também é realizada por cromatografia gasosa com um detector de ionização de chama, usando uma solução padrão do VOCs acima mencionados a uma concentração conhecida.

[033] Outras características e vantagens da presente invenção tornar-se-ão claras a partir da seguinte descrição detalhada e com referência às figuras anexas, que pretendem ilustrar as características gerais do método, a estrutura e / ou os materiais utilizados nas modalidades da invenção e completam a descrição por escrito abaixo.

[034] Em particular, a Figura 1 é um diagrama de blocos completo de uma modalidade do método de acordo com a presente invenção, partindo de plantas de guayule completas.

[035] A Figura 2 é um diagrama de blocos que representa uma parte do processo de acordo com uma modalidade alternativa da presente invenção, em que as etapas de desfolhação (“b”) e de preservação (“c”) estão na ordem inversa. Para maior clareza, a numeração das etapas não foi alterada. Na figura, as etapas “b” e “c” estão representadas em negrito.

[036] A Figura 3 mostra a distribuição dos pesos moleculares (MW) da borracha natural obtida com o processo de acordo com a invenção, determinada através de cromatografia de permeação em gel (GPC), convenientemente realizada de acordo com o método padrão ISO 11344: 2004, IDT (“Rubber, raw, synthetic - Determination of the molecular-mass distribution of solution polymers by gel permeation chromatography”), usando poliestireno como um padrão. O referido método é conhecido de um técnico especialista no assunto.

[037] É importante notar que as figuras mencionadas acima pretendem ilustram as características gerais do método, a estrutura e / ou os materiais utilizados em algumas modalidades da invenção e para completar a descrição escrita abaixo.

[038] Estes números não são, no entanto, desenhados em escala e podem não refletir com precisão as características estruturais precisas ou o desempenho de uma determinada modalidade e, como tal, não devem ser interpretados como definindo ou limitando uma faixa de valores ou propriedades da referida modalidade. A utilização de números de referência semelhantes ou idênticos nas figuras pretende indicar a presença de um ou mais elementos ou uma ou mais funções semelhantes ou idênticas.

[039] A presente invenção se refere a um processo para a extração de resina e da borracha a partir de plantas de guayule, compreendendo: a. colheita de plantas guayule; b. desfolhar as referidas plantas; c. preservar as plantas desfolhadas em ambientes com temperatura e umidade relativa controladas, por um período compreendido entre 7 e 21 dias, para que a umidade residual contida na planta seja mantida na faixa de 30 a 45%; d. moer as referidas plantas desfolhadas até obter um material vegetal compreendendo os fragmentos de plantas com tamanhos médios entre 0,5 e 10 mm; e. dispersar o referido material vegetal em um sistema de solventes polares, compreendendo pelo menos um solvente orgânico polar e um sistema estabilizador, para obter uma suspensão; f. submeter a suspensão obtida a partir da etapa “e” para filtração/ prensagem para separar uma primeira micela que compreende a referida resina de um primeiro bagaço; g. remover o pelo menos um solvente orgânico polar da referida primeira micela para obter a resina concentrada; h. remover o pelo menos um solvente orgânico polar do primeiro bagaço obtido na etapa “f”; i. dispersar o referido primeiro bagaço dessolventizado obtido na etapa “h” em um sistema de solvente apolar, compreendendo pelo menos um solvente orgânico apolar e um sistema estabilizador, para obter uma suspensão; j. submeter a referida suspensão obtida na etapa “i” à filtração/ prensagem para separar uma segunda micela compreendendo a referida borracha a partir de um segundo bagaço; k. remover o pelo menos um solvente orgânico apolar da referida segunda micela para obter borracha no estado sólido; l. remover o pelo menos um solvente orgânico apolar do segundo bagaço obtido na etapa “j”.

[040] De modo preferencial, as etapas do processo acima mencionado podem ser realizadas em sequência de “a” a “l”. Como descrito melhor abaixo, em algumas modalidades da invenção, algumas das etapas acima mencionadas podem ser realizadas na ordem inversa em relação à lista acima, sem alterar o princípio geral da invenção.

[041] Com relação aos processos da técnica anterior, o processo de acordo com a presente invenção prevê a extração separada da resina e da borracha das plantas de guayule, impedindo o contato entre os dois solventes orgânicos diferentes. Desta forma, é possível reciclar e reutilizar os próprios solventes orgânicos, após cada processo de extração, sem prever etapas complexas de separação da mistura de solventes.

[042] Além disso, a extração da borracha usando solventes orgânicos em vez de água tem a vantagem de não requerer o uso de grandes quantidades de água, para ser necessariamente submetida a um processo de purificação antes do descarte. Pelo contrário, a utilização de solventes orgânicos permite que os referidos solventes sejam reutilizados após cada etapa de extração em um sistema de reciclagem fechado.

[043] Sabe-se que o acúmulo de borracha nas diferentes partes das plantas do guayule depende de diferentes fatores, como a idade da planta, a intensidade da luz ambiental, a disponibilidade de água, a temperatura e a estação do ano. Por exemplo, em seus lugares de origem, a planta do guayule acumula borracha nos meses de inverno, enquanto no verão a produção de resina é favorecida (S. Macrae, M.G. Gilliland, J. Van Staden em “Rubber production in guayule: determination of rubber producing potential” (1986) Plant Physiol. vol. 81, pag. 1027-1032).

[044] De um modo preferencial, a colheita das plantas de guayule de acordo com a invenção é realizada no reinício do período vegetativo das referidas plantas. Normalmente este período compreende a primavera e o começo do verão.

[045] Em uma modalidade preferencial da presente invenção, todas as plantas do guayule são colhidas no campo cortando o pescoço do caule (se a novo crescimento estiver previsto), ou desenraizando (se a planta não tiver um desenvolvimento arbustivo ou a ou novo crescimento não é escolhido) (Figura 1, caixa 10).

[046] Durante a colheita, as plantas podem ser colhidas manualmente ou por colheita de maquinário, de modo preferencial, com um tamanho maior ou igual a 8 cm e menor ou igual a 20 cm, de modo a facilitar as operações subsequentes de armazenamento e conservação.

[047] De um modo preferencial, o tamanho pode estar compreendido entre 8 e 15 cm e, de um modo ainda mais preferencial, o tamanho está compreendido entre 10 e 12 cm.

[048] Para os propósitos da presente invenção, nas etapas subsequentes à colheita, e a menos que especificado de outra forma, “planta” significa tanto a planta inteira como os fragmentos de planta no tamanho da colheita.

[049] Após a colheita, as plantas podem ser parcialmente ou totalmente desfolhadas (20).

[050] A desfolhação pode ser realizada manualmente ou mecanicamente através de máquinas desfolhadoras em lâmina, rolo ou pneumáticas. Neste caso, a separação das folhas das hastes ocorre graças às vibrações e correntes de ar que exploram a menor densidade das folhas em relação aos ramos.

[051] De modo preferencial, pelo menos 50% das folhas são removidas das referidas plantas durante a etapa “b” do processo acima mencionado, de um modo mais preferencial, pelo menos, 90% das folhas são removidas das plantas.

[052] Depois disso, as plantas desfolhadas podem ser submetidas a um tratamento de preservação.

[053] O Requerente descobriu que, inesperadamente, submeter as plantas de guayule após a colheita e desfolhação, a um tratamento de preservação apropriado, e com a secagem parcial, em um ambiente com temperatura e umidade relativa controladas (30), é possível extrair altos rendimentos de uma borracha caracterizada por uma massa molecular média de peso elevado.

[054] Sem querer se referir a qualquer teoria em particular, o metabolismo da planta pode continuar por um curto período de tempo mesmo após o corte e em condições especiais de temperatura e umidade observa-se que a massa molecular média ponderada do elastômero contido na planta continua a aumentar, até que seja até três vezes o valor inicial. Além disso, a borracha extraída após a etapa de conservação de acordo com a invenção mostra um índice de polidispersão reduzido e uma distribuição das massas moleculares médias ponderadas do referido elastômero dentro de uma faixa muito estreita, uma característica que contribui para definir a qualidade global do polímero natural.

[055] Como é sabido, o índice de polidispersão, ou simplesmente “dispersividade”, é representado pela proporção entre massa molecular média ponderada e massa molecular média numérica (Recomendação IUPAC “Dispersity in polymer science” (2009), Pure Appl. Chem. vol. 81 pag. 351-353).

[056] Para os fins da presente invenção, um ambiente com uma temperatura e umidade relativa controladas significa um local onde a temperatura e a umidade relativa do ar são monitoradas e modificadas com base em requisitos específicos.

[057] A umidade relativa (UR) é representada pela proporção percentual entre a quantidade de vapor contida por um volume de ar e a quantidade máxima (isto é, a saturação) que o mesmo volume de ar pode conter sob as mesmas condições de temperatura e pressão.

[058] A umidade residual, em vez disso, significa o percentual de água contido em uma amostra de material. É calculado como uma diferença subtraindo de 100 a quantidade de substância seca determinada pela pesagem da amostra após a secagem a uma pressão e temperatura constantes de 90 °C durante pelo menos 24 horas.

[059] Em um aspecto preferencial da invenção, a etapa “c” do processo acima mencionado pode ser realizada em um ambiente em que a temperatura é mantida constantemente entre 15 e 40°C.

[060] Em um outro aspecto preferencial, a referida etapa “c” pode ser realizada em um ambiente em que a temperatura é mantida entre 20 e 30°C.

[061] Em um outro aspecto preferencial, a referida etapa “c” do processo de acordo com a invenção pode ser realizada em um ambiente em que a umidade relativa é mantida consistentemente entre 80% e 95%.

[062] Em um outro aspecto preferencial, a referida etapa “c” pode ser realizada em um ambiente em que a umidade relativa é mantida entre 80% e 90%.

[063] Em um aspecto preferencial da invenção, a etapa “c” do processo acima mencionada pode ser realizada durante um tempo compreendido entre 10 e 15 dias. Um técnico especialista no assunto é capaz de determinar, com base na umidade contida nas plantas que acabaram de ser cortadas, e com base nas condições de umidade relativa e temperatura do ambiente em que a preservação das plantas é realizada, a duração da etapa “c” dentro do escopo da faixa preferencial, de modo que a umidade residual das plantas permaneça dentro da faixa de 30% a 45%.

[064] Em um aspecto preferencial, no final da etapa “c” do processo acima mencionado, a umidade residual das plantas cortadas pode estar compreendida entre 35% e 40%.

[065] Em uma modalidade da invenção, representada na Figura 2, a etapa de conservação “c” pode preceder a etapa de desfolhação “b”. Neste caso, a preservação pode ser realizada em plantas de guayule não desfolhadas.

[066] A moagem das plantas (ou de partes das plantas) que ocorre na etapa “d” pode ser realizada com qualquer método e equipamento útil para o propósito (40). Por exemplo, podem ser utilizadas máquinas de moer tais como picadores, trituradores, granuladores, moinhos de lâminas, moinhos de martelos, moinhos de cilindros lisos ou corrugados, moinhos de pedra e moinhos de bolas. Preferencialmente, a referida etapa “d” pode ser realizada utilizando um ou mais moinhos de martelos. Em um aspecto preferencial da invenção, a referida etapa “d” pode ser realizada utilizando em sequência de um ou mais moinhos de martelos e de um ou mais moinhos de rolos corrugados.

[067] Em um aspecto preferencial, a referida etapa “d” pode ser realizada utilizando, em sequência, um ou mais moinhos de martelos e um ou mais moinhos de rolos lisos.

[068] Em um aspecto preferencial, os fragmentos de material vegetal obtidos através da etapa de moagem “d” podem ter um tamanho médio compreendido entre 0,5 e 7,5 mm. Em um outro aspecto preferencial, os referidos fragmentos têm um tamanho médio compreendido entre 1 e 2 mm.

[069] O material vegetal obtido através da etapa de moagem pode ser rapidamente imerso em um sistema de solvente polar (50) compreendendo pelo menos um solvente orgânico polar e um sistema estabilizador.

[070] Nesta etapa “e” a resina é extraída pelo sistema de solventes polares.

[071] O volume do solvente orgânico polar a ser utilizado é calculado com base no peso do material vegetal. Em um aspecto preferencial, a relação entre o volume do sistema de solvente polar e o peso do material vegetal pode estar compreendida entre 1 e 7 e está preferencialmente compreendida entre 2 e 5.

[072] De modo preferencial, o sistema de solventes polares utilizado na etapa “e” pode compreender pelo menos um solvente orgânico polar selecionado de um álcool com 1 a 8 átomos de carbono (por exemplo etanol, isopropanol), éteres ou ésteres com 2 a 8 átomos de carbono acetato), éteres cíclicos com 4 a 8 átomos de carbono, cetonas com 3 a 8 átomos de carbono (por exemplo, acetona, metil etil cetona), ou as misturas dos mesmos.

[073] Em um aspecto preferencial, o solvente orgânico polar pode ser selecionado de etanol e acetona.

[074] Em um aspecto preferencial, o referido solvente orgânico polar é etanol.

[075] O sistema estabilizador presente no sistema de solventes polares pode compreender pelo menos um antioxidante. Como antioxidantes, derivados de hidroquinona, compostos derivados de fenol substituídos com grupos estericamente volumosos ou p-fenilenodiamina com grupos estericamente impedidos ou as misturas dos mesmos podem ser usados vantajosamente. Em um aspecto preferencial, o sistema de solvente polar pode compreender um antioxidante selecionado a partir de misturas aquosas compreendendo 2,5-di[tert-amil]hidroquinona (Número CAS 79-743) e sal de sódio de ácido alquil naftaleno sulfônico polimerizado (Números CAS 908406-4/36290-04-7), misturas aquosas com produtos de reação de p-cresol, diciclopentadieno e isobutileno (Número CAS 68610-51-5) e sal de sódio de ácido alquil naftaleno sulfônico polimerizado (Números CAS 9084-06-4/36290-04-7), 4-[[4,6- Bis(octilthio)-1,3,5-triazin-2-il]-amino]-2,6-di-tert-butilfenol (Número CAS 991-84-4), N- 1,3-dimetilbutil-N'-fenil-p-fenilenodiamina (Número CAS 793-24-8), ou misturas de N- 1,3-dimetilbutil-N'-fenil-p-fenilenodiamina (Número CAS 793-24-8) e N-1,4- dimetilpentil-N'-fenil-p-fenilenodiamina (Número CAS 3081-01-4), ou misturas dos mesmos. De modo preferencial, o sistema de solventes polares compreende o antioxidante 4-[[4,6-bis(octiltio)-1,3,5-triazin-2-il]-amino]-2,6-di-terc-butilfenol.

[076] Em um aspecto preferencial, o sistema de solventes polares pode ser colocado em contato com o material vegetal em um ou mais estágios em contracorrente, com ou sem agitação, durante um tempo compreendido entre 0,1 e 5 horas, a uma temperatura entre 25 °C e ponto de ebulição do solvente orgânico polar utilizado.

[077] Em um aspecto preferencial, a referida etapa “e” é realizada durante um tempo compreendido entre 0,5 e 2,5 horas.

[078] Em um aspecto preferencial, a referida etapa “e” é realizada a uma temperatura compreendida entre 35 °C e 50 °C.

[079] Em um aspecto preferencial, o sistema de solventes polares e o material vegetal podem ser colocados em contato uns com os outros durante um período compreendido entre 0,5 e 2,5 horas, a uma temperatura compreendida entre 35 e 50°C.

[080] No final, a suspensão do referido material vegetal no sistema de solventes polares é sujeita a filtração / prensagem (etapa “f”, 60), com a finalidade de separar um do outro uma suspensão / emulsão líquida (a chamada “micela”) enriquecida em resina e uma porção sólida definida como “primeiro bagaço”.

[081] A etapa “f” do processo de acordo com o invento pode ser realizado com filtros de prensa, filtros de vácuo, prensas de parafuso, prensas rotativas, prensas helicoidais, prensas de membrana ou com qualquer outro sistema mecânico adequado para separar uma fase líquida de uma fase sólida.

[082] Em um aspecto preferencial, a filtração/ prensagem pode ser realizada a uma temperatura compreendida entre 25 °C e 50 °C para promover a separação da micela enriquecida em resina do bagaço que contém a borracha.

[083] É importante notar que parte da borracha presente no material vegetal (particularmente a chamada borracha de “baixo peso molecular”, ou seja, caracterizada por uma massa molecular média de peso inferior a 2 x 104 g/mol) tende a ser solubilizada pelo sistema de solvente polar real usado para extrair a resina.

[084] Em um aspecto preferencial, a referida filtração/prensagem da etapa “f” do processo pode ser realizada a uma temperatura compreendida entre 25 °C e 35 °C. Sob tais condições, a borracha de baixo peso molecular tende a precipitar e pode, portanto, ser separada por filtração juntamente com o bagaço. A micela obtida, portanto, contém apenas substancialmente resina.

[085] Em um aspecto preferencial, a referida filtração / prensagem pode ser realizada a uma temperatura compreendida entre 35 °C e 50 °C. Nestas condições, a borracha de baixo peso molecular tende a permanecer em solução e, por conseguinte, a micela obtida após a filtração/prensagem, podendo compreender a referida borracha de baixo peso molecular, de acordo com as utilizações, pode ser submetida ou não mais a outra etapa de separação da resina da borracha de baixo peso molecular acima mencionada.

[086] A micela enriquecida em resina é adequadamente tratada (etapa “g”, 70) de modo a remover o solvente orgânico polar, que pode ser reciclado na etapa “e” e recuperar a resina extraída da planta na forma concentrada.

[087] O referido tratamento pode ser realizado por evaporação através de calor indireto e / ou remoção com vapor direto e / ou remoção com ar à pressão atmosférica ou sob vácuo.

[088] É importante ressaltar que, juntamente com a resina extraída da planta na etapa “e”, pode haver uma certa quantidade de água presente na micela que, na etapa “g”, deve ser separada do solvente, através do tratamento descrito acima ou por destilação, antes de reciclar o próprio solvente na etapa de extração “e”.

[089] A resina de Guayule pode ser usada em muitos campos de aplicação como descrito, por exemplo, por F.S. Nakayama em “Guayule future development” (2005) Industrial Crops and Products, vol. 22, pag. 3-13.

[090] A resina é rica em metabólitos secundários, incluindo glicerídeos de ácidos graxos, ceras e isopreno constituintes da família dos terpenos, de potencial interesse para a indústria da essência e para a produção de feromônios de insetos que, em alguns casos, mostraram propriedades interessantes para o setor farmacológico e cosmético.

[091] Além disso, a fração de resina pode ser vantajosamente utilizada no tratamento de materiais de madeira utilizados na construção para aumentar a sua resistência aos agentes atmosféricos e aos ataques de parasitas tais como, por exemplo, fungos e térmitas.

[092] A partir do bagaço obtido pela etapa “f” de filtração / prensagem, livre de resina, mas ainda contendo borracha, o solvente orgânico polar residual é removido por evaporação através de calor indireto e / ou decapagem com vapor direto e / ou decapagem com ar em pressão atmosférica ou sob vácuo (etapa “h”, 80).

[093] Deste modo, evita-se a mistura entre o sistema de solvente polar e o sistema de solvente apolar que é utilizado na etapa de extração de borracha subsequente.

[094] O solvente orgânico polar recuperado da etapa de remoção “h” (80) é combinado com o mesmo solvente recuperado da etapa de remoção “g” (70) e reciclado na etapa “e” (50), possivelmente após a destilação para eliminar a teor de água residual.

[095] O bagaço, isento de resina e do solvente orgânico polar, é então submetido a uma segunda etapa de extração na etapa “i”, através de dispersão em um sistema de solvente apolar (90) compreendendo pelo menos um solvente orgânico apolar e um sistema estabilizador. Nesta etapa, a extração de borracha por meio do sistema de solvente apolar ocorre.

[096] O volume do referido sistema de solvente apolar a ser utilizado é calculado com base no peso do primeiro bagaço. Em um aspecto preferencial, a proporção entre o volume do sistema de solvente apolar e o peso do primeiro bagaço pode estar compreendida entre 1,5 e 7 e, de preferência, está compreendida entre 2 e 5.

[097] O sistema de solvente apolar usado na etapa “i” pode compreender pelo menos um solvente hidrocarboneto. De preferência, o referido pelo menos um solvente pode ser selecionado entre alcanos lineares ou ramificados com 4 a 9 átomos de carbono (por exemplo pentano, hexano, heptano), cicloalcanos e alquilcicloalcanos com 5 a 10 átomos de carbono (por exemplo ciclopentano, ciclohexano), hidrocarbonetos aromáticos tendo de 6 a 10 átomos de carbono (por exemplo, benzeno, tolueno, xileno), ou suas misturas.

[098] Em um aspecto preferencial, o solvente orgânico apolar é o hexano.

[099] Em um aspecto preferencial, o solvente orgânico apolar é o ciclohexano.

[0100] O sistema estabilizador presente no sistema de solventes apolares pode compreender pelo menos um antioxidante. Como antioxidantes, derivados de hidroquinona, compostos derivados de fenol substituídos com grupos estericamente volumosos ou p-fenilenodiamina com grupos estericamente impedidos ou as misturas dos mesmos podem ser usados vantajosamente. Em um aspecto preferencial, o sistema de solvente apolar pode compreender um antioxidante selecionado a partir de misturas aquosas compreendendo 2,5-di[tert-amil]hidroquinona (número CAS 7974-3) e sal de sódio de ácido alquil naftaleno sulfônico polimerizado (números CAS 9084-06-4/36290-04-7), misturas aquosas com produtos de reação de p-cresol, diciclopentadieno e isobutileno (números CAS 68610-51-5) e sal de sódio de ácido alquil naftaleno sulfônico polimerizado (números CAS 9084-06-4/36290-04-7), 4-[[4,6- Bis(octiltio)-1,3,5-triazin-2-il]-amino]-2,6-di-tert-butilfenol (número CAS 991-84-4), N- 1,3-dimetilbutil-N'-fenil-p-fenilenodiamina (número CAS 793-24-8), ou misturas de N- 1,3-dimetilbutil-N'-fenil-p-fenilenodiamina (número CAS 793-24-8) e N-1,4- dimetilpentil-N'-fenil-p-fenilenodiamina (número CAS 3081-01-4), ou misturas dos mesmos. De modo preferencial, o sistema de solventes polares compreende o antioxidante 4-[[4,6-bis(octiltio)-1,3,5-triazin-2-il]-amino]-2,6-di-terc-butilfenol.

[0101] Em um aspecto preferencial, o sistema de solvente apolar pode ser colocado em contato com o primeiro bagaço em um ou mais estágios em contracorrente, com ou sem agitação, por um tempo compreendido entre 0,1 e 5 horas, a uma temperatura entre 25 °C e ponto de ebulição do solvente orgânico apolar usado.

[0102] Em um aspecto preferencial, a referida etapa “i” é realizada durante um tempo compreendido entre 0,5 e 2,5 horas.

[0103] Em um aspecto preferencial, a referida etapa “i” é realizada a uma temperatura compreendida entre 35 °C e 60 °C.

[0104] Em um aspecto preferencial, o sistema de solvente apolar e o primeiro bagaço são colocados em contato um com o outro durante um tempo compreendido entre 0,5 e 2,5 horas, a uma temperatura compreendida entre 35°C e 60°C.

[0105] Ao final, a suspensão do bagaço em solvente orgânico apolar é submetida a filtração / prensagem (etapa “j”, 100), com o objetivo de separar entre si uma segunda micela enriquecida em borracha e um segundo bagaço substancialmente livre de resina e borracha natural.

[0106] A filtração/prensagem pode ser realizada conforme descrito anteriormente com relação à etapa “f”.

[0107] Na etapa subsequente “k”, a segunda micela compreendendo a borracha natural é enviada para a etapa de remoção do solvente apolar (110) por meio de decapagem e/ou evaporação para a recuperação da borracha extraída da planta.

[0108] Em um aspecto preferencial, a remoção acima mencionada do solvente orgânico polar pode ser realizada por remoção de vapor de água, na presença de um sistema de dispersão.

[0109] Para esse fim, a segunda micela compreendendo a borracha natural em solução, pode ser alimentada a um reator de decapagem, ou decapante, contendo água e incluindo um sistema de dispersão, no qual uma corrente de vapor de água é transportada. Parte do vapor de água introduzido no sistema se condensa, proporcionando assim o calor necessário para a evaporação do solvente. Desta forma, uma suspensão de pedaços de borracha natural na água é obtida.

[0110] O sistema de dispersão promove a estabilização da suspensão, de modo a promover a sua processabilidade (por exemplo, tornando-a bombeável) e reduz a coesão dos pedaços acima mencionados.

[0111] Em um aspecto preferencial da invenção, o sistema de dispersão pode compreender pelo menos um sal solúvel em água de um metal selecionado a partir de Al, Ca e Mg e pelo menos um surfactante solúvel em água pertencente à família de policarboxilatos. Em um aspecto preferencial da presente invenção, o referido surfactante pode ser o sal de sódio do copolímero de anidrido maleico e 2,4,4-trimetil- 1-penteno (CAS 37199-81-8). O referido surfactante, caracterizado por uma toxicidade extremamente limitada, é comercializado em forma líquida, miscível em água, com o nome de Sopropon® T 36 da Rhone-Poulenc, Geropon® T/36 da Rhodia ou Orotan® 731A ER da Rhom & Haas.

[0112] De modo preferencial, o sistema de dispersão compreende cloreto de cálcio e Orotan® 731A ER.

[0113] A eficiência de remoção do solvente orgânico polar por meio da remoção de vapor de água na presença de um sistema de dispersão, como descrito acima, particularmente elevada, uma vez que o processo para remover o solvente da borracha ocorre simultaneamente à formação dos pedaços acima mencionados.

[0114] A suspensão de pedaços de borracha em água obtida pode ser subsequentemente sujeita à remoção da fase líquida (por exemplo, através de filtração e / ou torção dos pedaços) e evaporação da água.

[0115] A torção dos pedaços e a evaporação final da água residual podem ser realizados em duas extrusoras separadas. A primeira extrusora comprime os pedaços de borracha, permitindo que a água escape na fase líquida, enquanto a segunda extrusora permite a evaporação da água já que, por dissipação de energia mecânica ou aplicação de calor, possivelmente sob condições de vácuo, aumenta a temperatura da fase sólida, permitindo, em zonas apropriadas de desgaseificação, a passagem de água diretamente para a forma de vapor.

[0116] No final do tratamento acima mencionado, é possível obter borracha com um teor de matéria volátil, principalmente água, inferior a 0,75% em peso, e de preferência um teor de matéria volátil compreendido entre 0,75% e 0,5% em peso.

[0117] O teor de matéria volátil pode ser determinado com o método analítico padrão ASTM D1278 - 91 (1977).

[0118] O teor residual de solventes orgânicos polares e apolares, utilizados no processo de acordo com a presente invenção, dentro dos pedaços, é globalmente inferior a 4000 ppm. Em um aspecto preferencial, o teor residual dos referidos solventes orgânicos na referida borracha pode ser inferior a 4000 ppm e superior ou igual a 50 ppm. Mais preferencialmente, o conteúdo dos referidos solventes orgânicos pode estar compreendido entre 2000 ppm e 75 ppm.

[0119] Em um outro aspecto preferencial, o conteúdo dos referidos solventes orgânicos pode estar compreendido entre 1000 ppm e 100 ppm.

[0120] O conteúdo residual de solventes orgânicos pode ser determinado através de cromatografia gasosa qualitativa e quantitativa em uma coluna de sílica fundida, usando hélio como gás de arraste e com um detector de ionização de chama (FID). Para realizar a análise, uma amostra de borracha, pesada com uma precisão de 0,1 mg, é dissolvida em dissulfeto de carbono contendo uma quantidade conhecida de n-octano como padrão interno. 1 μl da solução obtida é injetado no cromatógrafo a gás. O instrumento é calibrado por injeção de 1 μl de uma solução contendo uma quantidade conhecida do solvente orgânico a ser detectado (precisão de 0,01 mg) em n-octano contendo dissulfeto de carbono como padrão interno. A quantidade mínima detectável usando o método descrito é de 1 ppm.

[0121] Uma vantagem adicional do tratamento acima mencionado consiste no fato de que, após o solvente ter sido removido, a borracha mantém uma excelente processabilidade, por exemplo, nos processos de separação em peneiras vibratórias, de prensagem, extrusão, etc.

[0122] O rendimento da borracha extraída das plantas de guayule aplicando o processo de acordo com a invenção pode ser maior ou igual a 80% em relação à quantidade total de borracha presente nas plantas. A quantidade total de borracha acima mencionada é determinada por espectroscopia de RMN-13C no estado sólido, como descrito por M. Geppi, F. Ciardelli, C, A. Veracini, C. Forte, G. Cecchin, P. Ferrari, em “Dynamics and morphology of polyolefinic elastomers by means of 13C and 1H solid-state n.m.r.”(1997), Polymer, vol. 38, pag. 5713-5723.

[0123] Em um aspecto preferencial, o referido rendimento de extração de borracha pode estar compreendido entre 80 e 95%.

[0124] A borracha assim obtida é caracterizada por ter um peso molecular médio compreendido entre 1 x 106 e 2 x 106 g / mol.

[0125] O índice de polidispersão da borracha natural do guayule obtido com o processo de acordo com a invenção está preferencialmente compreendido entre 2 e 5, mais preferencialmente compreendido entre 2,5 e 3,5.

[0126] Por conseguinte, outro objetivo da presente invenção é a borracha de guayule obtida com o processo de acordo com a invenção, caracterizada por uma massa molecular média ponderada compreendida entre 1 x106 e 2 x 106 g / mol, um teor de matéria volátil menor do que 0,75% em peso e um conteúdo residual de solventes orgânicos de menos de 4000 ppm.

[0127] Em um aspecto preferencial, o teor residual dos referidos solventes orgânicos na referida borracha pode ser inferior a 4000 ppm e superior ou igual a 50 ppm. Mais preferencialmente, o conteúdo dos referidos solventes orgânicos pode estar compreendido entre 2000 ppm e 75 ppm.

[0128] Em um outro aspecto preferencial, o conteúdo dos referidos solventes orgânicos pode estar compreendido entre 1000 ppm e 100 ppm.

[0129] A borracha natural obtida através do processo de acordo com a presente invenção pode ser processada para uma variedade de diferentes usos comerciais. As propriedades da borracha natural guayule a tornam particularmente adequada para a produção de borracha natural com propriedades físicas semelhantes ou superiores às da borracha natural Hevea brasiliensis, particularmente indicada para aplicações no setor de artigos de puericultura, material esportivo e consumíveis para uso biomédico.

[0130] Também o segundo bagaço obtido na etapa “j”, livre de resina e de borracha, mas ainda contendo o solvente apolar residual, é submetido à remoção do referido solvente (120) na etapa “l” do processo de acordo com a invenção, através de calor e / ou decapagem com vapor direto e / ou remoção de ar em pressão atmosférica ou sob vácuo.

[0131] O bagaço coletado no final do processo pode estar sujeito aos processos de hidrólise e a fermentação o que permitem obter um produto útil como alimento para animais. Torna-se claro que um uso similar requer que o bagaço fique livre da borracha e da resina originalmente contidas.

[0132] Em outros casos, o bagaço pode ser reutilizado em processos secundários para obtenção, por exemplo, de bioadesivos ou biopesticidas, e como fonte de açúcares de segunda geração convertidos por fermentação em biocombustível e / ou bioetanol.

[0133] O material lenhoso derivado do bagaço pode ser posteriormente processado para obter material de construção, pellets de combustível e briquetes, ou usado na agricultura como folhas ou fertilizante.

[0134] O solvente orgânico recuperado da etapa de remoção “l” (120) é combinado com o mesmo solvente recuperado da etapa de remoção “k” (110) e reciclado na etapa de extração “i” (90).

[0135] Com a finalidade de colocar a presente invenção em prática e ilustrá-la mais claramente, abaixo estão alguns exemplos não limitativos.

[0136] No entanto, deve ser entendido que outras alterações e variações podem ser feitas ao processo descrito e ilustrado aqui, que não se afastam do escopo das reivindicações anexas.

Exemplo 1 (Teste para extrair a resina e a borracha de plantas de guayule com o processo de acordo com a invenção)

[0137] Aproximadamente 20 plantas guayule de campos experimentais executados pelo requerente no sul da Itália foram cortadas a cerca de 10 cm de altura acima do solo, obtendo cerca de 15 kg de biomassa.

[0138] As plantas foram desfolhadas e mantidas em paletes em ambiente coberto e ventilado, no qual a temperatura e a umidade relativa do ar foram constantemente monitoradas.

[0139] Após 15 dias de conservação em tal ambiente, 100 g de plantas desfolhadas (com umidade residual de 20%) foram moídas com um moinho de martelo até fragmentos menores que 2 mm serem obtidos.

[0140] O material vegetal foi transferido para um frasco de vidro de 1 L contendo 500 mL de etanol puro (95%), no qual 0,2 g de Irganox® 565 (4-((4,6- bis(octiltio)-1,3,5-triazina-2-il)amino)-2,6-di-terc-butilfenol) foram dissolvidos como um antioxidante.

[0141]A suspensão assim obtida foi mantida a 45 °C durante 1 hora sob agitação constante (com um misturador mecânico regulado para 150 rpm), depois foi submetida a filtração utilizando um filtro Gooch (porosidade 10-15 μm) para separar a micela enriquecida em resina (permeada) do bagaço contendo a borracha. No dispositivo de filtração, o bagaço supracitado também foi submetido a prensagem, de modo a promover a recuperação da fração de etanol contendo a resina.

[0142] A partir da micela, submetida a evaporação, obtiveram-se 5,5 g de resina, que representam um rendimento de produto extraído de 94% em relação à quantidade de resina contida na planta. A quantidade total de resina contida na planta desfolhada e parcialmente seca foi determinada usando espectroscopia FT-IR.

[0143] O bagaço, obtido conforme descrito acima, foi submetido à remoção do etanol residual por meio da decapagem sob vácuo. Subsequentemente, este foi pesado (75 g) e transferido para um frasco de vidro de 1 L contendo 300 mL de hexano puro (95%), no qual 0,2 g de Irganox® 565 (4-((4,6-bis(octiltio)-1,3,5-triazin-2- il)amino)-2,6-di-terc-butilfenol) foram dissolvidos como um antioxidante.

[0144]A suspensão assim obtida foi mantida a 55 °C durante 1 hora sob agitação constante (com um misturador mecânico regulado para 150 rpm), depois foi submetida a filtração através de uma almofada de celite (espessura 20 mm) para separar a micela enriquecida em resina (permeado) de um segundo bagaço livre de resina e borracha. No dispositivo de filtração, o bagaço acima mencionado foi também submetido a prensagem, de modo a promover a recuperação da fração líquida contendo a borracha em solução.

[0145] A micela enriquecida em borracha foi então submetida à evaporação do solvente através da decapagem para recuperar a borracha.

[0146] Obteve-se 4,2 g de borracha, com um rendimento de produto de 80% em relação à quantidade total de borracha contida na planta desfolhada e parcialmente seca determinada por espectroscopia de 13C RMN no estado sólido.

[0147] A borracha obtida, analisada por cromatografia de permeação em gel usando poliestireno como padrão, é caracterizada por uma massa molecular média ponderada de 1,6 x 106 g/ mol (Figura 3). A borracha é caracterizada por um índice de polidispersão de 2,9, atestando a alta qualidade da própria borracha.

Exemplo comparativo 2 (Teste para extrair a resina e a borracha a partir de plantas de guayule não submetidas à etapa de conservação, de acordo com um processo não de acordo com a invenção)

[0148] O processo foi realizado como no exemplo 1, com a diferença de que as plantas, após a desfolhação, foram imediatamente submetidas ao processo de extração, sem a etapa de preservação em um ambiente controlado de temperatura e umidade relativa. A borracha recuperada e analisada através de cromatografia de permeação em gel utilizando poliestireno como padrão, é caracterizada por uma massa molecular média ponderada de 0,48 x 106 g/ mol que é 70% inferior em relação à borracha obtida no exemplo 1 e uma polidispersão de 3,8.

Exemplo comparativo 3 (Teste de extração de borracha de plantas de guayule com um teor de umidade residual inferior a 10%, de acordo com um processo não conforme com a invenção)

[0149] O processo foi realizado como no exemplo 1, com a diferença de que as plantas foram mantidas em ambiente controlado de temperatura e umidade relativa até atingir umidade residual inferior a 10%.

[0150] O rendimento da resina extraída foi o mesmo que o rendimento obtido no teste do exemplo 1, enquanto o rendimento da borracha extraída passou de 80% para 90%. No entanto, a borracha extraída, analisada através de cromatografia de permeação em gel, é caracterizada por uma massa molecular média ponderada inferior em 30% em relação à borracha obtida no teste do exemplo 1.

Exemplo comparativo 4 (Teste para extração da resina e borracha de plantas de guayule moídas até um tamanho menor do que 1 cm)

[0151] O processo foi realizado como no exemplo 1, com a diferença de que, após a etapa de preservação, as plantas foram submetidas a moagem até atingirem um tamanho médio de 1 cm.

[0152] Neste caso, o rendimento da resina extraída foi comparável ao rendimento obtido no teste do exemplo 1, enquanto o rendimento da borracha extraída foi menor, declinando de 80% para 70%.

[0153] Finalmente, no entanto, deve ser entendido que outras alterações e variações podem ser feitas ao processo descrito e ilustrado aqui que não se afastam do escopo das reivindicações anexas.

Claims (24)

1. Processo para extrair resina e borracha de plantas de guayule CARACTERIZADO pelo fato de que compreende em sequência as etapas de: colher plantas de guayule; desfolhar as referidas plantas; antes ou depois da etapa de desfolhação “b”, preservar as plantas de guayule ou as plantas desfolhadas em ambientes com temperatura e umidade relativa controladas, por um período compreendido entre 7 e 21 dias, de modo que a umidade residual contida na planta seja mantida na faixa de 30 a 45%; moer as referidas plantas desfolhadas até obter um material vegetal compreendendo fragmentos de plantas com tamanhos médios entre 0,5 e 10 mm; dispersar o referido material vegetal em um sistema de solvente polar, compreendendo pelo menos um solvente orgânico polar e um sistema estabilizador, para obter uma suspensão; submeter a suspensão obtida a partir da etapa “e” à filtração/prensagem para separar uma primeira micela que compreende a referida resina de um primeiro bagaço; remover o pelo menos um solvente orgânico polar da referida primeira micela para obter a resina concentrada; remover o pelo menos um solvente orgânico polar do primeiro bagaço obtido na etapa “f”; dispersar o referido primeiro bagaço dessolventizado obtido na etapa “h” em um sistema de solvente apolar, compreendendo pelo menos um solvente orgânico apolar e um sistema estabilizador, para obter uma suspensão; submeter a referida suspensão obtida na etapa “i” à filtração/prensagem para separar uma segunda micela compreendendo a referida borracha de um segundo bagaço; remover o pelo menos um solvente orgânico apolar da referida segunda micela para obter borracha no estado sólido; remover o pelo menos um solvente orgânico apolar do segundo bagaço obtido na etapa “j”.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as etapas do referido processo são conduzidas em sequência de “a” para “l”.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a colheita de plantas de guayule é realizada no reinício do período vegetativo das referidas plantas.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que as plantas são colhidas com um tamanho maior do que ou igual a 8 cm e menor do que ou igual a 20 cm.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa “c” é realizada durante um período compreendido entre 10 e 15 dias, em um ambiente em que a temperatura é mantida constantemente entre 15 e 40 °C e/ou em que a umidade relativa é mantida consistentemente entre 80% e 95%.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 3 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de conservação “c” precede a etapa de desfolhação “b”.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de moagem “d” é realizada utilizando um ou mais moinhos de martelos.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida etapa “d” é realizada utilizando em sequência um ou mais moinhos de martelos e um ou mais moinhos de rolos corrugados ou um ou mais moinhos de rolos lisos.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que os fragmentos de material vegetal obtidos através da etapa de moagem "d" têm um tamanho médio compreendido entre 0,5 e 7,5 mm.

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que na etapa "e" do referido processo a proporção entre o volume do sistema de solvente polar e o peso do material vegetal está entre 1 e 7, e de preferência está compreendida entre 2 e 5.

11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de solvente polar utilizado na etapa "e" compreende pelo menos um solvente orgânico polar selecionado de um álcool tendo de 1 a 8 átomos de carbono, éteres e ésteres tendo de 2 a 8 átomos de carbono, éteres cíclicos tendo de 4 a 8 átomos de carbono, cetonas tendo de 3 a 8 átomos de carbono, ou misturas dos mesmos.

12. Processo, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido solvente orgânico polar é selecionado de etanol e acetona.

13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido sistema de solvente polar é colocado em contato com o material vegetal em um ou mais estágios em contracorrente, com ou sem agitação, durante um tempo compreendido entre 0,1 e 5 horas, a uma temperatura entre 25 °C e o ponto de ebulição do solvente orgânico polar utilizado.

14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida filtração/prensagem da etapa "f" é realizada a uma temperatura compreendida entre 25 °C e 50 °C.

15. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de que na etapa "i" do referido processo a proporção entre o volume do sistema de solvente apolar e o peso do primeiro bagaço está entre 1,5 e 7, e de preferência está compreendida entre 2 e 5.

16. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de solvente apolar utilizado na etapa "i" compreende pelo menos um solvente hidrocarboneto selecionado de alcanos lineares ou ramificados tendo de 4 a 9 átomos de carbono, cicloalcanos ou aquilcicloalcanos tendo 5 a 10 átomos de carbonos, hidrocarbonetos aromáticos tendo de 6 a 10 átomos de carbono, ou misturas dos mesmos.

17. Processo, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido solvente hidrocarboneto é selecionado de hexano e ciclo-hexano.

18. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido sistema de solvente apolar é colocado em contato com o primeiro bagaço em um ou mais estágios em contracorrente, com ou sem agitação, durante um tempo compreendido entre 0,1 e 5 horas, a uma temperatura entre 25 °C e o ponto de ebulição do solvente orgânico apolar utilizado.

19. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, CARACTERIZADO pelo fato de que a remoção do solvente orgânico apolar da etapa "k" da segunda mistura compreendendo a borracha natural é realizada por extração com vapor de água, na presença de um sistema de dispersão.

20. Processo, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido sistema de dispersão compreende pelo menos um sal solúvel em água de um metal selecionado de Al, Ca e Mg, e pelo menos um surfactante solúvel em água pertencente à família de policarboxilatos.

21. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o rendimento da borracha extraída das plantas de guayule é maior do que ou igual a 80% em relação à quantidade total de borracha presente nas plantas.

22. Borracha de guayule obtida pelo processo, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 21, CARACTERIZADA pelo fato de que tem uma massa molecular média em peso compreendida entre 1 x 106 e 2 x 106 g/mol, um teor de matéria volátil, determinado com o teste padrão ASTM D1278-91 (1997), menor do que 0,75% em peso e um teor residual de solventes orgânicos, determinado através de cromatografia gasosa qualitativa e quantitativa em uma coluna de sílica fundida, usando hélio como um gás de arraste e com um detector de ionização de chama (FID), menor do que 4000 ppm.

23. Borracha de guayule, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADA pelo fato de que o teor dos referidos solventes orgânicos é menor do que 4000 ppm e maior do que ou igual a 50 ppm.

24. Borracha de guayule, de acordo com a reivindicação 22 ou 23, CARACTERIZADA pelo fato de que o índice de polidispersão está compreendido entre 2 e 5 e, de preferência está compreendido entre 2,5 e 3,5.

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