BR122021015391B1 - Sistema e método de extração de borracha e subprodutos - Google Patents
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Abstract
são divulgados sistemas e métodos para extrair subprodutos úteis e borracha natural de plantas portadoras de borracha não hevea.
Description
[0001] Este Pedido reivindica o benefício do Pedido de Patente Provisório U.S. 62/542.504, depositado em 8 de agosto de 2017, e do Pedido de Patente Provisório U.S. 62/551.291, depositado em 29 de agosto de 2017, cujas descrições são aqui incorporadas por referência em sua totalidade.
[0002] Com a crescente demanda mundial e dificuldades com as monoculturas de plantações de borracha existentes, é urgente a necessidade mundial de fontes alternativas e menos trabalhosas de borracha natural, pois a borracha é um material estratégico que é insubstituível em uma variedade de aplicações, que variam de elásticos a pneus de veículos.
[0003] Por exemplo, muitos pneus fabricados hoje usam látex de borracha natural que é colhido à mão em pequenos copos de seringueiras brasileiras cuja casca foi deliberadamente ferida. Uma grande parte da borracha de látex que é colhida é solidificada em blocos sólidos de borracha a granel e vendida como borracha sólida para uso em inúmeras aplicações comerciais, como indicado acima. Este processo não mudou em mais de um século. Esse esforço laborioso é realizado quase exclusivamente no sudeste da Ásia, onde o desenvolvimento econômico e os custos ambientais estão cada vez mais tornando a disponibilidade e os custos de mão-de-obra mais caros, e o modelo de negócios menos viável.
[0004] A monocultura da árvore Hevea brasiliensis (ou seja, a seringueira) é suscetível a doenças e pragas devastadoras, que ocorreram principalmente em seu habitat nativo brasileiro. Além disso, o cultivo de Hevea levou a vários efeitos colaterais ambientalmente degradantes, incluindo a queima de madeira de borracha para necessidades de energia e a descarga não tratada de efluentes de processamento de borracha de látex.
[0005] Prevê-se que o consumo mundial de borracha natural a granel aumente quatro por cento anualmente, para mais de 30 milhões de toneladas em 2019, principalmente devido ao crescimento da produção asiática de veículos automotores. A China já é o principal consumidor mundial de borracha natural.
[0006] As plantas russas de dente-de-leão (Taraxacum kok-saghyz, ou TKS) e outras plantas portadoras de borracha não Hevea são uma fonte alternativa de borracha. Métodos para extração aquosa e separação de borracha natural e açúcar de carboidrato a partir de raízes de plantas de dente de leão portadoras borracha foram divulgados nas Patentes U.S. 9.611.363 e 9.346.924.
[0007] Em certas modalidades, sistemas de processamento para obter um líquido contendo carboidratos e sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos a partir de uma planta portadora de borracha compreendendo um sistema de extração compreendendo uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua dispostos em comunicação fluida entre si em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua flua para um próximo estágio de extração agitada contínua na série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua, pelo menos um dos estágios de extração de tanque agitado contínua em cada sistema de extração com uma entrada adaptada e configurada para receber um solvente líquido, em que o pelo menos um estágio de extração agitada contínua do sistema de extração é adaptado e configurado para receber biomassa e um solvente líquido compreendendo água, uma solução aquosa ou uma combinação dos mesmos a uma temperatura de pelo menos cerca de 50°C, em que a biomassa é proveniente de uma planta de borracha do gênero Taraxacum ou outra planta não Hevea, e em que o sistema de extração é adaptado e configurado para misturar a biomassa com o solvente líquido de maneira que o sistema de extração gera o líquido contendo carboidratos e os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos; e um separador sólido-líquido disposto em comunicação fluida com o último em série dos estágios de extração de tanque agitado contínua, em que o separador é adaptado e configurado para separar os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos do líquido contendo carboidratos são fornecidos.
[0008] Em certas modalidades, sistemas de processamento para obter uma fração de produtos orgânicos polares e sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares a partir de uma planta portadora de borracha compreendendo: um sistema de extração compreendendo uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua dispostos em comunicação fluida entre si em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua flua para um próximo estágio de extração agitada contínua na série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua, pelo menos um dos estágios de extração de tanque agitado contínua em cada sistema de extração com uma entrada adaptada e configurada para receber um solvente líquido, em que o pelo menos um estágio de extração agitada contínua do sistema de extração é adaptado e configurado para receber sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos e um líquido solvente polar orgânico, em que os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos é de uma planta portadora de borracha do gênero Taraxacum ou outra planta não Hevea, e em que o sistema de extração é adaptado e configurado para misturar os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos com o solvente polar orgânico de maneira que o sistema de extração gere a fração de produtos orgânicos polar líquida e os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; e um separador sólido-líquido disposto em comunicação fluida com o último em série dos estágios de extração de tanque agitado contínua, em que o separador é adaptado e configurado para separar os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares da fração de produtos orgânicos polares líquida são fornecidos.
[0009] Em certas modalidades, sistemas de processamento para obter uma fração de solvente não polar contendo borracha e sólidos de biomassa gastos de uma planta portadora de borracha compreendendo: um sistema de extração compreendendo uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua dispostos em comunicação fluida entre si em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua flua para um próximo estágio de extração agitada contínua na série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua, pelo menos um dos estágios de extração de tanque agitado contínua em cada sistema de extração com uma entrada adaptada e configurada para receber um solvente orgânico líquido, em que o pelo menos um estágio de extração com agitação contínua do sistema de extração é adaptado e configurado para receber sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares e um solvente orgânico não polar, em que os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares são de uma planta portadora de borracha do gênero Taraxacum ou outra planta não Hevea, e em que o sistema de extração é adaptado e configurado para misturar os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares com o solvente orgânico não polar de uma maneira que o sistema de extração gere a fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gastos; e um separador sólido - líquido disposto em comunicação fluida com o último em série dos estágios de extração de tanque agitado contínua, em que o separador é adaptado e configurado para separar os sólidos de biomassa gastos da fração de solvente não polar contendo borracha são fornecidos.
[0010] Em certas modalidades, sistemas de processamento para obter uma fração contendo borracha de uma planta portadora de borracha compreendendo: (a) um primeiro sistema de extração adaptado e configurado: para receber biomassa da planta ou partes das mesmas e um solvente líquido compreendendo água, uma solução aquosa, ou uma combinação dos mesmos; misturar a biomassa e o solvente líquido a uma temperatura de pelo menos cerca de 50°C de uma maneira que o primeiro sistema de extração gere um líquido contendo carboidratos e sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos; e separar os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos do líquido contendo carboidratos; em que a planta portadora de borracha é do gênero Taraxacum ou é outra planta não Hevea; (b) um segundo sistema de extração adaptado e configurado: para receber os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos do primeiro sistema de extração e um solvente polar orgânico; misturar os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos com o solvente polar orgânico de maneira que o segundo sistema de extração gere uma fração de produtos orgânicos polar líquida e sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; e separar a fração de produtos orgânicos polar líquida e os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; e (c) um terceiro sistema de extração adaptado e configurado para: receber os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares do segundo sistema de extração e um solvente orgânico não polar; misturar os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares com o solvente orgânico não polar de uma maneira que o terceiro sistema de extração gere uma fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gastos; e separar a fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gastos; em que pelo menos um do primeiro, segundo ou terceiro sistemas de extração compreende uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua dispostos em comunicação fluida entre si em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua flua para um próximo estágio de extração agitada contínua na série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua de cada sistema de extração, pelo menos um dos estágios de extração de tanque agitado contínua em cada sistema de extração tendo uma entrada adaptada e configurada para receber o solvente e uma entrada adaptada e configurada para receber a biomassa ou sólidos, e cada sistema de extração compreendendo ainda um separador sólido-líquido disposto em comunicação fluida com um último em série dos estágios de extração de tanque agitado contínua do respectivo sistema de extração, em que o separador sólido - líquido é adaptado e configurado para separar os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos, sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares ou sólidos de biomassa gastos do líquido contendo carboidratos, da fração de produtos orgânicos polar líquida ou da fração de solvente não polar contendo borracha são fornecidos. Em certas modalidades, um ou dois dos sistemas de extração no sistema de processamento acima mencionado compreendem um extrator Soxhlet, um extrator de imersão, um extrator de imersão em contracorrente ou um extrator de percolação.
[0011] Em certas modalidades, sistemas de processamento para obter uma fração contendo borracha de uma planta portadora de borracha compreendendo: (a) um primeiro sistema de extração adaptado e configurado: para receber biomassa da planta ou de partes das mesmas e um solvente polar orgânico; misturar a biomassa com o solvente polar orgânico de maneira que o segundo sistema de extração gere uma fração de produtos orgânicos polar líquida e sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; e separar a fração de produtos orgânicos polar líquida e os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; e (b) um segundo sistema de extração adaptado e configurado para: receber os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares do primeiro sistema de extração e um solvente orgânico não polar; misturar os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares com o solvente orgânico não polar de maneira que o segundo sistema de extração gere uma fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gastos; e separar a fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gastos; em que pelo menos um do primeiro ou do segundo sistemas de extração compreende uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua dispostos em comunicação fluida entre si em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua flua para um próximo estágio de extração agitada contínua da série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua de cada sistema de extração, pelo menos um dos estágios de extração de tanque agitado contínua em cada sistema de extração tendo uma entrada adaptada e configurada para receber o solvente e uma entrada adaptada e configurada para receber a biomassa ou os sólidos e cada sistema de extração compreendendo ainda um separador sólido-líquido disposto em comunicação fluida com um último em série dos estágios de extração de tanque agitado contínua do respectivo sistema de extração, em que o separador sólido-líquido é adaptado e configurado para separar os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares ou sólidos de biomassa gastos da fração de produtos orgânicos polar líquida ou a fração de solvente não polar contendo borracha são fornecidos. Em certas modalidades, um dos sistemas de extração no sistema de processamento mencionado acima compreende um extrator Soxhlet, um extrator de imersão, um extrator de imersão em contracorrente ou um extrator de percolação.
[0012] Em certas modalidades, métodos para extrair líquido contendo carboidratos de uma planta portadora de borracha compreendendo: introduzir um solvente líquido compreendendo água, uma solução aquosa ou uma combinação da mesma e biomassa da planta ou uma parte da mesma em pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua de uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua dispostos em comunicação fluida entre si em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua flua para um próximo estágio de extração agitada contínua na série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua, em que a planta portadora de borracha é do gênero Taraxacum ou é outra planta não Hevea; misturar o solvente líquido com a biomassa no pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua a uma temperatura de pelo menos cerca de 50°C para permitir que os carboidratos associados à biomassa sejam extraídos no solvente líquido; e introduzir um efluente a partir de pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua em um separador sólido-líquido são fornecidos.
[0013] Em certas modalidades, métodos para extrair uma fração de produtos orgânicos polares de sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos de uma planta portadora de borracha compreendendo: introduzir um solvente polar orgânico e sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos em pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínuo de uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua dispostos em comunicação fluida uns com os outros em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínuo flua para um próximo estágio de extração agitado contínua na série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua, em que a planta portadora de borracha é do gênero Taraxacum ou é outra planta não Hevea; misturar o solvente polar orgânico com os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos no pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua de uma maneira a permitir que a fração de produtos orgânicos polar associada ao sólido seja extraída no solvente polar orgânico; e introduzir um efluente a partir de pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua em um separador sólido-líquido para resultar em uma fração de produtos orgânicos separada de líquido e sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares são fornecidos.
[0014] Em certas modalidades, métodos para extrair uma fração de solvente não polar contendo borracha a partir de sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares de uma planta portadora de borracha compreendendo: introduzir um solvente orgânico não polar e os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares em pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua de uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua dispostos em comunicação fluida entre si em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua flua para um próximo estágio de extração agitada contínua na série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua, em que a planta portadora de borracha é do gênero Taraxacum ou é outra planta não Hevea; misturar o solvente orgânico não polar com os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares no pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua, de maneira a permitir que a fração de solvente não polar contendo borracha associada ao sólido seja extraída no solvente orgânico não polar; e introduzir um efluente a partir de pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua em um separador sólido-líquido para resultar em uma fração de solvente não polar contendo borracha e em sólidos de biomassa gastos são fornecidos.
[0015] Em certas modalidades, métodos para extrair uma fração de solvente não polar contendo borracha de uma planta portadora de borracha compreendendo (a) introduzir em um primeiro sistema de extração de biomassa da planta ou partes da mesma e um solvente líquido compreendendo água, uma solução aquosa ou uma combinação dos mesmos; misturar a biomassa e o solvente líquido a uma temperatura de pelo menos cerca de 50°C para gerar um líquido contendo carboidratos e sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos; e separar os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos do líquido contendo carboidratos; em que a planta portadora de borracha é do gênero Taraxacum ou é outra planta não Hevea; (b) introduzir em um segundo sistema de extração os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos a partir do primeiro sistema de extração e solvente polar orgânico; misturar os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos com o solvente polar orgânico para gerar uma fração de produto orgânicos polar líquida e sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares e separar a fração de produtos orgânicos polar líquida e os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; e (c) introduzir em um terceiro sistema de extração os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares do segundo sistema de extração e um solvente orgânico não polar; misturar os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares com o solvente orgânico não polar para gerar uma fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gastos; e separar a fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gastos; em que pelo menos um do primeiro, do segundo ou do terceiro sistemas de extração compreende uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua dispostos em comunicação fluida entre si em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua flua para um próximo estágio de extração agitada contínua na série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua de cada sistema de extração, pelo menos um dos estágios de extração de tanque agitado contínua em cada sistema de extração tendo uma entrada adaptada e configurada para receber o solvente e uma entrada adaptada e configurada para receber a biomassa ou sólidos, e cada sistema de extração compreendendo ainda um separador sólido-líquido disposto em comunicação fluida com um último em série dos estágios de extração de tanque agitado contínua do respectivo sistema de extração, em que o separador sólido - líquido é adaptado e configurado para separar os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos, sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares ou sólidos de biomassa gastos do líquido contendo carboidrato, da fração de produtos orgânicos polar líquida ou da fração de solvente não polar contendo borracha são fornecidos. Em certas modalidades dos métodos mencionados acima, um ou dois dos sistemas de extração compreendem um extrator Soxhlet, um extrator de imersão, um extrator de imersão em contracorrente ou um extrator de percolação.
[0016] Em certas modalidades, métodos para extrair uma fração de solvente não polar contendo borracha de uma planta portadora de borracha compreendendo (a) a introduzir um primeiro sistema de extração de biomassa da planta ou partes da mesma e um solvente polar orgânico; misturar a biomassa com o solvente polar orgânico para gerar uma fração de produtos orgânicos polar líquida e sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares e separar a fração de produtos orgânicos polar líquida e sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; em que a planta portadora de borracha é do gênero Taraxacum ou é outra planta não Hevea; (b) introduzir em um segundo sistema de extração os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares do primeiro sistema de extração e um solvente orgânico não polar; misturar os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares com o solvente orgânico não polar para gerar uma fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gastos; e separar a fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gastos; em que pelo menos um do primeiro ou do segundo sistemas de extração compreende uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua dispostos em comunicação fluida entre si em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua flua para um próximo estágio de extração agitada contínua da série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua de cada sistema de extração, pelo menos um dos estágios de extração de tanque agitado contínua em cada sistema de extração tendo uma entrada adaptada e configurada para receber o solvente e uma entrada adaptada e configurada para receber a biomassa ou os sólidos e cada sistema de extração compreendendo ainda um separador sólido-líquido disposto em comunicação fluida com um último em série dos estágios de extração de tanque agitado contínua do respectivo sistema de extração, em que o separador sólido-líquido é adaptado e configurado para separar os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares ou sólidos de biomassa gastos da fração de produtos orgânicos polar líquida ou a fração de solvente não polar contendo borracha são fornecidos.
[0017] A Figura 1 é um diagrama esquemático das etapas do processo para extrair estoque de alimentação de biomassa para obter sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos e um líquido contendo carboidratos.
[0018] A Figura 2 é um diagrama esquemático de um sistema CSTE exemplificativo para extrair estoque de alimentação de biomassa para obter sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos e um líquido contendo carboidratos.
[0019] A Figura 3 é um diagrama esquemático das etapas do processo para extrair sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos para obter sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares e uma fração de produtos orgânicos polar.
[0020] A Figura 4 é um diagrama esquemático de um sistema CSTE exemplificativo para extrair sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos para obter sólidos de biomassa desprovidos de compostos de polares e uma fração de produtos orgânicos polar.
[0021] A Figura 5 é um diagrama esquemático das etapas do processo para extrair estoque de alimentação de biomassa para obter sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares e uma fração de produtos orgânicos polar.
[0022] A Figura 6 é um diagrama esquemático de um sistema CSTE exemplificativo para extrair estoque de alimentação de biomassa para obter sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares e uma fração de produtos orgânicos polar.
[0023] A Figura 7 é um diagrama esquemático das etapas do processo para extrair sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares para obter sólidos de biomassa gastos e uma fração de solvente não polar borracha contendo borracha.
[0024] A Figura 8 é um diagrama esquemático de um sistema CSTE exemplificativo para extrair sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares para obter sólidos de biomassa gastos e uma fração de solvente não polar borracha contendo borracha.
[0025] A Figura 9 é um diagrama esquemático de um sistema CSTE exemplificativo compreendido de 1 a N estágios, um separador de líquido sólido, um secador de sólidos úmidos, recuperação de líquidos e solvente contendo produto(s) e recuperação de secagem de sólidos e solvente desprovida de produto(s).
[0026] A Figura 10 é um diagrama esquemático de um fluxo de processo para sistemas e métodos de processamento de extração de produtos com extração de carboidratos.
[0027] A Figura 11 é um diagrama esquemático de um fluxo de processo para o método de extração de produtos com extração de carboidratos, em que todos os sistemas de extração utilizados são sistemas CSTE.
[0028] A Figura 12 é um diagrama esquemático de um fluxo de processo para sistemas e métodos de processamento de extração de produtos sem extração de carboidratos.
[0029] A Figura 13 é um diagrama esquemático de um fluxo de processo para o método de extração de produtos sem extração de carboidratos, em que todos os sistemas de extração utilizados são sistemas CSTE.
[0030] Como utilizado neste documento, os termos "biomassa" ou "estoque de alimentação de biomassa" se referem a uma ou a todas as partes de uma planta não Hevea (por exemplo, uma planta do gênero Taraxacum), bem como a todas ou algumas partes de uma planta portadora de borracha não Hevea (por exemplo, uma planta do gênero Taraxacum) que tenham sido submetidas a qualquer redução de tamanho, condicionamento e/ou preparação. Essa biomassa ou estoque de alimentação de biomassa pode ser úmida ou seca.
[0031] Como utilizado neste documento, a frase "sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos" refere-se a material sólido seco ou úmido obtido submetendo biomassa de uma planta portadora de borracha não Hevea (por exemplo, uma planta do gênero Taraxacum) a um processo de extração em que os carboidratos são extraídos da biomassa. Exemplos de processos de extração para obter sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos incluem, mas não estão limitados a, extração com solvente líquido que compreende água, uma solução aquosa ou uma combinação dos mesmos a uma temperatura de pelo menos cerca de 50°C. Os sólidos de biomassa secos e desprovidos de carboidratos contêm cerca de 10% ou menos de água em peso.
[0032] Como utilizado neste documento, as frases "estágio de extração de tanque agitado contínua" ou "estágio de CSTE" refere-se a um único tanque ou recipiente de extração de tanque agitado contínua (CSTE).
[0033] Como utilizado neste documento, a frase "sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares" refere-se a material sólido úmido ou seco obtido submetendo a biomassa ou sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos de uma planta portadora de borracha não Hevea (por exemplo, uma planta do gênero Taraxacum) à extração com um solvente polar orgânico. Uma pluralidade de compostos polares é desprovida nos sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares por extração da biomassa ou dos sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos. Os sólidos de biomassa secos e desprovidos de compostos polares compreendem cerca de 10% ou menos de água em peso.
[0034] Como utilizado neste documento, o termo "Polidispersividade" ou o símbolo "P" refere-se à razão entre o peso molar médio ponderado (Mw) dividido pelo peso molar médio numérico (Mn). A polidispersividade (P) é assim igual a Mw/Mn. Em certas modalidades, os valores de Mw e Mn usados para obter Mw/Mn são determinados por Cromatografia de Permeação em Gel (GPC) em combinação com Detecção por Dispersão de Luz evaporativa (GPC- ELSD), GPC em combinação com dispersão de Luz de Múltiplos Ângulos (GPC-MALS) e GPC em combinação com Índice de Refração (GPC-RI). A frase e o acrônimo "Cromatografia de Permeação em Gel" ou "GPC" se referem à mesma técnica que as frases e acrônimos "Cromatografia de Exclusão de Tamanho", "SEC" ou "GPC/SEC". O termo "Polidispersividade" ou o símbolo "P" refere-se, portanto, à mesma razão referida pelos termos, frases e símbolos "Índice de Polidispersividade", "PDI", "Dispersidade", "D-stroke" ou "B" quando esses termos, frases e símbolos se referirem a um valor igual a Mw/Mn, onde Mw e Mn são determinados por qualquer uma ou qualquer combinação dos métodos analíticos mencionados.
[0035] Como utilizado neste documento, a frase "sólidos de biomassa gasta" refere-se a material sólido seco ou úmido obtido submetendo sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares de uma planta portadora de borracha não Hevea (por exemplo, uma planta do gênero Taraxacum) à extração com uma solvente orgânico não polar. Os sólidos de biomassa gastos secos compreendem cerca de 0,1% ou menos de solvente não polar em peso.
[0036] Como utilizado neste documento, a frase "fração de solvent não polar contendo borracha" refere-se à borracha natural dissolvida em líquido que compreende um solvente orgânico não polar.
[0037] À medida que qualquer uma das definições anteriores for inconsistente com as definições fornecidas em qualquer referência de patente ou não patente incorporada aqui por referência, qualquer referência de patente ou não patente citada aqui, ou em qualquer referência de patente ou não patente encontrada em outro lugar, entende-se que a definição anterior será usada aqui.
[0038] Sistemas e métodos de processamento para produção de borracha e subprodutos de plantas não Hevea são fornecidos aqui. Os benefícios de tais sistemas e métodos incluem melhorias no custo de capital e na lucratividade de operações de extração de borracha de planta não Hevea. Em certas modalidades, as características, a qualidade e/ou a pureza da borracha produzida pelos sistemas e métodos fornecidos também são aprimoradas, resultando em oportunidades adicionais de marketing de produto final em comparação com sistemas e métodos divulgados anteriormente. Essas plantas portadoras de borracha não Hevea que podem ser usadas incluem, mas não estão limitados a, plantas do gênero Taraxacum, plantas do gênero Crysothamnus (por exemplo, "Rabbit-Brush" ou Crysothamnus nauseousus), plantas do gênero Asclepias ("Milkweed" or Asclepias syriaca), e plantas do gênero Parthenium (por exemplo, "guayule" ou Parthenium argentatum). As plantas do gênero Taraxacum incluem, mas não se limitam a T. koksaghyz ou uma cultivar do mesmo, uma variedade que compreende germoplasma introgressado de uma ou mais espécies ou cultivares de Taraxacum, uma variedade que compreende germoplasma híbrido interespecífico, uma variedade que compreende germoplasma híbrido de duas ou mais cultivares, uma variedade resultante da mutagênese ou edição de genes de qualquer espécie, cultivar ou variedade de Taraxacum portadora de borracha, uma planta transgênica de Taraxacum ou qualquer combinação das mesmas. Uma variedade de Taraxacum pode, em certas modalidades, compreender germoplasma híbrido interespecífico de T. koksaghyz e T. officinale.
[0039] Em certas modalidades, os sistemas e métodos aqui fornecidos podem extrair os subprodutos e produtos do estoque de alimentação de biomassa de forma independente, sequencial ou simultânea. Os subprodutos extraídos incluem carboidratos (por exemplo, inulina, frutose, glicose e semelhantes) e frações orgânicas polares contendo um ou mais compostos úteis (por exemplo, lubrificantes, ingredientes cosméticos, feromônios de insetos, vedantes, adesivos, tensoativos e emulsificantes). Os produtos extraídos incluem borracha natural (isto é, poli-isopreno natural). Exemplos não limitativos de sistemas e métodos para extrair estoque de alimentação de biomassa de planta não Hevea para obter sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos usados na próxima extração como estoque de alimentação para extração de solvente polar orgânico e líquido contendo carboidratos são ilustrados nas Figuras 1 e 2. Exemplos não limitativos de sistemas e métodos para extrair estoque alimentação de sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos para obter sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares e uma fração de produtos orgânicos polar são ilustrados nas Figuras 3 e 4. Exemplos não limitativos de sistemas e métodos para extrair estoque de alimentação de biomassa para obter sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares e uma fração de produtos orgânicos polar são ilustrados nas Figuras 5 e 6. Exemplos não limitativos de sistemas e métodos para extrair sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares para obter sólidos de biomassa gastos e uma fração de solvente não polar contendo borracha são ilustrados nas Figuras 7 e 8. Exemplos não limitativos de sistemas e métodos para extrair estoque de alimentação de biomassa de plantas portadoras de borracha não Hevea para obter carboidratos, frações de produtos orgânicos polares, frações de solventes não polares contendo borracha e borracha natural, bem como a biomassa gasta para outros usos, são mostrados nas Figuras 9, 10 e 11. Exemplos não limitativos de sistemas e métodos para extrair estoque de alimentação de biomassa de plantas de borracha não Hevea para obter frações de produtos orgânicos polares, frações de solventes não polares contendo borracha e borracha natural, bem como borracha natural e biomassa gasta para outros usos são mostrados nas Figuras 9, 12 e 13.
[0040] Em certas modalidades, os sistemas e métodos de processamento de estoque de alimentação fornecem um fluxo contínuo de processo de estoque de alimentação e líquido ou solvente selecionado através de um ou mais estágios de extração de tanque agitado contínua (CSTE) conectados em série. Os estágios CSTE com a adição do separador de líquido-sólidos conectado em série formam um sistema CSTE. Exemplos de sistemas CSTE incluem, mas não estão limitados a, sistemas CSTE mostrados nas Figuras 2, 4, 6, 8 e 9. Um ou mais sistemas CSTE podem ser dispostos para formar o sistema de processamento de estoque de alimentação. Em certas modalidades, os sistemas e métodos podem compreender um sistema CSTE adaptado e configurado para receber estoque de alimentação úmido ou seco (por exemplo, biomassa, estoque de alimentação de sólidos de biomassa extraída de carboidrato ou estoque de alimentação de sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares). Em certas modalidades, os sistemas e métodos podem compreender um sistema CSTE adaptado e configurado para receber estoque de alimentação úmido ou seco (por exemplo, sólidos de biomassa extraídos de carboidratos ou estoque de alimentação de sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares) de outro sistema de extração ou para fornecer estoque de alimentação (por exemplo, sólidos de biomassa extraídos de carboidratos, sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares, biomassa gasta) para outro sistema de extração. Em certas modalidades, os sistemas e métodos podem compreender um sistema CSTE adaptado e configurado para receber estoque de alimentação úmido ou seco (por exemplo, biomassa, sólidos de biomassa extraídos de carboidratos, sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares) de um sistema de processamento e/ou condicionamento ou de um sistema de extração ou para fornecer estoque de alimentação (por exemplo, sólidos de biomassa extraídos de carboidratos, sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares, biomassa gasta) para outro sistema de extração. Em certas modalidades, um ou mais dos estágios CSTE no sistema CSTE podem compreender: (i) uma entrada adaptada e configurada para receber o líquido ou solvente selecionado (por exemplo, um solvente líquido aquoso, solvente polar orgânico ou solvente orgânico não polar); (ii) uma entrada adaptada e configurada para receber a biomassa, os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos ou os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; ou (iii) uma combinação de uma entrada de (i) e uma entrada de (ii). Em certas modalidades, um ou mais dos estágios CSTE no sistema CSTE podem compreender uma única entrada adaptada e configurada para receber o líquido ou solvente selecionado (por exemplo, um solvente líquido aquoso, solvente polar orgânico ou solvente orgânico não polar) e a biomassa, os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos ou os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares. Outros sistemas de extração que podem fornecer estoque de alimentação para um sistema CSTE ou que podem receber estoque de alimentação de um sistema CSTE podem compreender outro sistema de extração, outro sistema CSTE, um extrator Soxhlet, um extrator de imersão, um extrator de imersão em contracorrente (por exemplo, Crown Iron Works Model IV, Crown Iron Works Company, Roseville, MN, EUA;) e/ou um extrator de percolação (por exemplo, Crown Iron Works Modelo III ou V, Crown Iron Works Company, Roseville, MN, USA). Como utilizado neste documento, as frases "extrator de imersão", "extrator de imersão em contracorrente" e "extrator de percolação" são usadas genericamente para se referir a qualquer método ou sistema que emprega qualquer um ou mais dos métodos de imersão, contracorrente e/ou procedimentos baseados em percolação para extração de um sólido com um solvente. Como tal, dispositivos incluindo, entre outros, os dispositivos "REFLEX®", "LM™ Extractor" ou "LLL" (Desmet Ballestra, Paris, França), extrator de células deslizantes ou dispositivos "Lurgi" (Air Liquide Engineering and Construction, Paris, França) ou qualquer um dos dispositivos mencionados anteriormente da Crown Iron Works Company pode ser usado para fornecer procedimentos baseados em imersão, contracorrente e/ou percolação para a extração de um sólido com um solvente.
[0041] De um modo geral, os sistemas e métodos para extrair produtos-alvo úteis (por exemplo, subprodutos como carboidratos ou compostos orgânicos polares e produtos como borracha natural do estoque de alimentação de biomassa sólida, sólidos de biomassa extraídos de carboidratos, sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares, biomassa gasta) de acordo com os princípios da divulgação compreendem: (i) Condicionamento e Preparação de Sólidos - Para extrair o produto alvo na superfície dos sólidos do estoque de alimentação da biomassa e o produto contido nos sólidos do estoque de alimentação, o tamanho da partícula e/ou a forma da partícula do estoque de alimentação devem ser reduzidos e/ou alterados. Os sólidos compreendendo o estoque de alimentação podem ser picados, triturados, moídos, esmagados e/ou pulverizados para expandir a área da superfície e abrir os sólidos das partículas do estoque de alimentação para extração através da exposição e penetração do solvente líquido selecionado. Condicionamentos adicionais como imersão, maceração, amolecimento e/ou secagem do estoque de alimentação também podem melhorar a expansão da área superficial dos sólidos do estoque de alimentação para exposição aos solventes líquidos e subsequente aumento da transferência de massa para extração de produto(s) direcionado(s). O estoque de alimentação de biomassa, os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos e/ou os estoques de alimentação de sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares das plantas não Hevea podem ser reduzidos em tamanho antes da utilização nos métodos aqui fornecidos ou no curso dos métodos aqui fornecidos (por exemplo, simultaneamente com qualquer uma das etapas de extração). Em certas modalidades, o estoque de alimentação de biomassa é reduzido para um tamanho médio de partícula de cerca de 1-5 milímetros. Em certas modalidades, o estoque de alimentação de biomassa é reduzido para um tamanho médio de partícula de cerca de 2 milímetros ou menos. Em certas modalidades, a biomassa da planta não Hevea pode compreender caules, folhas, flores, coroas, raízes ou qualquer combinação dos mesmos. Em certas modalidades em que a planta não Hevea é uma planta de Taraxacum, o estoque de alimentação de biomassa para os métodos pode compreender coroas e raízes ou apenas raízes das plantas de Taraxacum. Tais coroas e raízes ou raízes podem ser reduzidas em tamanho e/ou alteradas na forma como descrito acima. O estoque de alimentação de biomassa pode ser submetido a condicionamento e preparação conforme colhido e/ou em uma forma parcial ou completamente seca. Em certas modalidades, a secagem pode ser realizada a uma temperatura entre uma mínima de cerca de 60 graus C. até uma máxima de 100 graus. C. até que o nível de umidade seja reduzido para menos que 10% em peso. Em certas modalidades, a biomassa seca pode ser armazenada em câmaras de baixa umidade à temperatura ambiente. Em certas modalidades, o estoque de alimentação de biomassa condicionado e preparado é alimentado ao primeiro sistema de extração através de um meio de transporte automático, por exemplo, transportador, alimentador rotativo, transporte pneumático. (ii) Temperatura de Extração - Ao aumentar a pressão e a temperatura do tanque agitado, as condições para a eficiência de extração do solvente extrair os produtos-alvo do estoque de alimentação condicionado e/ou preparado (por exemplo, biomassa, sólidos de biomassa extraídos de carboidratos, estoques de alimentação de sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares) aumenta substancialmente. A temperatura operacional mais alta aumenta a solubilidade do produto no solvente líquido e reduz a viscosidade do produto dissolvido no líquido e permite otimizar a transferência de massa do estoque de alimentação condicionado. Ao colocar vários estágios CSTE em série para formar o sistema CSTE, cada estágio CSTE pode operar a uma pressão e temperatura selecionadas para permitir a transferência de massa ideal e a extração ideal de produtos- alvo do estoque de alimentação. A título de exemplo, um ou mais estágios CSTE podem ser configurados para operar à pressão atmosférica usando um condensador de refluxo para minimizar as perdas de solvente. Outros estágios CSTE podem ser configurados para operar em temperaturas e pressões mais altas em um sistema fechado para obter o desempenho e a eficiência ideais de extração para uma extração seletiva de solvente de um dado estoque de alimentação. Em tais modalidades, as temperaturas e pressões podem ser ajustadas para minimizar a degradação dos subprodutos desejados (por exemplo, carboidratos, compostos orgânicos não polares) e produtos (borracha natural). Estágios CSTE configurados para operar em temperaturas e pressões mais altas podem ser parcialmente isolados de outros estágios CSTE da série. Estágios CSTE configurados para operar em temperaturas e pressões mais altas podem permitir a eliminação de bombas de transferência e perdas de vapor de solvente entre estágios CSTE. Isso, por sua vez, aumenta a razão de sólidos/solventes, reduzindo os volumes do estágio CSTE e permite uma opção econômica em potencial de usar solventes de menor custo adquirido. Juntamente com a mistura discutida abaixo, operar na temperatura mais alta permitida, dada a solubilidade do solvente e do produto a ser extraído do estoque de alimentação, resulta em um desempenho aprimorado da eficiência de extração e em custos operacionais e de capital mais baixos. (iii) Mistura, agitação e moagem a úmido - A mistura dentro de um estágio CSTE é realizada usando agitação mecânica interna e defletor mecânico interno adequadamente projetado. A mistura com agitação agressiva permite que as partículas sólidas condicionadas sejam suspensas uniformemente em uma solução homogênea e permite que o solvente líquido entre em contato e dissolva eficientemente o produto de superfície e melhore a transferência de massa do solvente líquido para penetração, transporte, dissolução do produto interno e transporte do solvente líquido carregado do produto dissolvido existente a partir das regiões internas da partícula sólida. A mistura com agitação agressiva também permite que o solvente em uma pasta de fase líquida atinja uma viscosidade uniforme, aumentando assim a transferência de massa para penetração no transporte e saída da partícula condicionada. Por sua vez, isso aumenta a razão de sólidos em relação ao solvente, juntamente com o aumento da temperatura e pressão de operação, conforme discutido acima. A mistura aprimorada na temperatura mais alta permitida, dada a solubilidade do solvente e do produto desejado a serem extraídos do estoque de alimentação, fornece os meios para melhorar a eficiência da extração. A mistura e a agitação melhoram a transferência de calor através da parede do estágio CSTE e a troca de calor com um trocador de calor formado integralmente com ele. Adicionalmente ou em alternativa, os elementos de transferência de calor podem ser projetados e instalados dentro do estágio CSTE agitado para manter a pressão e a temperatura ideais dentro do estágio CSTE. Um trocador de calor externo pode ser fornecido em um circuito de recirculação para controlar ainda mais a temperatura dos conteúdos do estágio CSTE quando a área de transferência de calor do estágio CSTE não for adequada para o controle de temperatura no estágio. A pasta líquida pode ser aquecida ou resfriada conforme necessário através do trocador de calor no circuito de recirculação, conforme necessário, dada a convecção térmica no estágio CSTE e a condução térmica através da parede do estágio CSTE. Além disso, a redução do tamanho de partícula adicional e/ou alteração da forma do estoque de alimentação pode ser fornecida com a modificação das lâminas de agitação interna para criar cisalhamento adicional e/ou com um moinho úmido disposto no circuito de recirculação. A redução adicional do tamanho das partículas e da forma do estoque de alimentação podem permitir maior eficiência de extração, maior razão de sólidos/solventes, resultando em volume de estágio reduzido, número reduzido de estágios e menor tempo de ciclo geral. (iv) Solvente de extração - Um solvente de extração pode ser escolhido com base na solubilidade do produto na temperatura e pressão de operação de um estágio CSTE, e deve ser quimicamente compatível com o estoque de alimentação sólido condicionado e o produto ou produtos finais selecionados ou alvo. Muitas opções de solventes aquosos e orgânicos podem ser usadas efetivamente com alta eficiência. Um solvente pode ser introduzido em qualquer estágio para permitir a extração do(s) produto(s) alvo à medida que o estoque de alimentação flui através dos estágios no sistema CSTE. Em alternativa, dois ou mais solventes podem ser introduzidos em qualquer estágio para permitir a extração de dois ou mais produtos alvo à medida que o estoque de alimentação flui através dos estágios no sistema CSTE. Os solventes podem ser miscíveis ou imiscíveis. Para sistemas solventes imiscíveis, a mistura/agitação pode ser fornecida para criar um estágio emulsificado homogêneo para melhorar a eficiência de extração para ambos os solventes. Em certas modalidades, a seleção em escala comercial de solvente(s) é baseada no estoque de alimentação, nos produtos-alvo a serem extraídos, no design do processo, no custo de instalação do capital e nas despesas operacionais projetadas. Esse método de extração permite a flexibilidade de escolher um custo mais baixo ou por qualquer motivo (ambiental, segurança e higiene, etc.) solventes líquidos mais desejáveis, com a oportunidade de obter alta eficiência na extração e rendimento do produto. (v) Tempo de Ciclo - O tempo de ciclo geral para cada estágio no sistema CSTE pode ser controlado pelo equilíbrio da taxa de fluxo de massa necessária para estabelecer os objetivos de capacidade, o volume de cada estágio CSTE e o número de estágios para realizar os objetivos de eficiência de extração. Cada estágio pode ser configurado para condições específicas para otimizar o desempenho e a eficiência da extração com o objetivo de reduzir o investimento de capital e reduzir as despesas operacionais do sistema CSTE e do sistema geral de processamento de estoque de alimentação.
[0042] As etapas são organizadas em série e são projetadas e controladas para otimizar e fornecer uma eficiência de extração de alto desempenho, qualidade e rendimento do produto. Cada estágio está em comunicação fluida com o próximo estágio em série. Por comunicação fluida, os estágios podem ser configurados para receber um líquido, um fluido compreendendo sólido e líquido (por exemplo, uma pasta), ou combinações dos mesmos, do estágio conectado ao mesmo. O efluente de uma etapa pode ser um produto dissolvido em um solvente líquido, um fluido compreendendo sólidos misturados suspensos em um solvente líquido (por exemplo, uma pasta), ou uma combinação dos mesmos. O número de estágios em série será projetado com base na capacidade operacional, taxas de fluxo de equilíbrio de massa, requisitos de rendimento e condições operacionais e tempos de ciclo otimizados. O sistema CSTE deve ser configurado para otimizar as condições de processamento, por exemplo, estoques de alimentação (por exemplo, biomassa, sólidos de biomassa extraídos de carboidratos ou estoques de alimentação de sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares) condicionamento e/ou preparação, pressão e temperatura, transferência de calor, mistura e agitação e moagem a úmido. O sistema de fabricação e processamento do estoque de alimentação (por exemplo, biomassa, sólidos de biomassa extraídos de carboidratos ou estoques de alimentação de sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares) pode ter qualquer número de sistemas CSTE compreendendo qualquer número de estágios, dependendo dos objetivos e requisitos do processamento. Em certas modalidades, o estoque de alimentação sólido condicionado e preparado (por exemplo, biomassa, sólidos de biomassa extraídos de carboidratos ou estoques de alimentação de sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares) pode ser medido ou mensurado no primeiro estágio e em qualquer estágio subsequente. Simultaneamente, o solvente líquido, que pode ser pré-aquecido à temperatura de operação, pode ser também mensurado no primeiro estágio ou em qualquer estágio subsequente para formar uma fase de suspensão onde os sólidos são completamente suspensos no solvente líquido, por exemplo, em uma mistura homogênea sem estratificação dentro do estágio. O agitador e as pás de agitação interna do estágio podem ser projetados para mistura e corte de alto, médio ou baixo cisalhamento. Em certas modalidades, um moinho úmido pode ser colocado em um circuito de recirculação com qualquer estágio para reduzir ainda mais o tamanho e a forma das partículas do estoque de alimentação. A biomassa suspensa no solvente líquido ou pasta pode ser controlada pela temperatura e transferida do último estágio para a etapa de separação contínua de sólidos.
[0043] De acordo com outra etapa dos métodos, o sólido desprovido (por exemplo, sólidos de biomassa extraídos de carboidratos, sólidos de biomassa desprovidos compostos polares, sólidos gastos e semelhantes) pode ser separado do solvente líquido. Em certas modalidades, os sólidos são misturados com o solvente, o que se assemelha a uma pasta homogênea. Como mencionado acima, na pasta homogênea, os sólidos são uniformemente dispersos no líquido sem estratificação. Os sólidos misturados com o solvente são então resfriados antes da etapa de separação e podem ser processados continuamente para separação por centrifugação, correia de filtro atmosférico ou de vácuo, prensa de correia, filtragem de pressão automatizada e não automatizada, filtro de pré-revestimento de vácuo rotativo, flotação de gás dissolvido, decantação ou qualquer outro processo contínuo de separação de líquidos ou equipamento. Em certas modalidades, os sólidos úmidos do solvente que saem do separador podem ser transferidos para outro sistema de extração para posterior extração com um solvente diferente. Por exemplo, sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos de um separador líquido-sólido podem ser transferidos para um sistema de extração distinto para extração com um solvente polar orgânico, e sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares de um separador líquido-sólido podem ser transferidos para um sistema de extração distinto para extração com um solvente orgânico não polar. Em certas modalidades, os sólidos úmidos do solvente que saem do separador são sólidos de biomassa gastos e podem ser transferidos para o processamento de biomassa gasta. O líquido com o(s) produto(s) dissolvido(s), que pode ser o produto alvo ou uma forma intermediária do produto alvo, pode ser bombeado através de um filtro de polimento, por exemplo, menos de 100 mícrons, para remover os sólidos finos suspensos. Os líquidos livres de sólidos com o(s) produto(s) dissolvido(s) podem então ser transferidos para purificação, recuperação do(s) produto(s) final(is) e recuperação do solvente. O(s) produto(s) acabado(s) ou alvo pode(m) ser embalado(s), inventariado(s) e enviado(s) como produto(s) embalado(s) ou inventariado(s) e enviado(s) a granel para vendas. Os solventes recuperados podem ser reciclados, reduzindo assim o uso do solvente e diminuindo as despesas operacionais de fabricação.
[0044] De acordo com outro aspecto do método, a biomassa gasta pode ser processada adicionalmente para reutilização. A biomassa sólida gasta de uma etapa de separação de sólidos é normalmente úmido com o solvente usado durante o processo de extração. Em certas modalidades, os sólidos gastos úmidos podem ser secos com equipamento de coleta de solvente e qualquer solvente coletado pode ser purificado e para reciclagem ou reutilização interna. A título de exemplo, a biomassa gasta seca pode ter um teor de BTU de aproximadamente 7.500 BTU por libra e pode ser usada como estoque de alimentação para uma caldeira para produzir vapor utilitário nas instalações. A caldeira pode estar equipada para usar gás natural, óleo combustível ou outro combustível local e economicamente viável para complementar os requisitos de energia da instalação. Quando a capacidade da instalação é grande e uma quantidade excessiva de energia pode ser produzida pela queima da biomassa gasta, pode ser produzido vapor de alta pressão para acionar turbinas para produzir eletricidade para a instalação e exportar para uma rede elétrica local. Portanto, o método fornece uma opção para usar toda a biomassa gasta para produzir energia térmica na forma de vapor e eletricidade de baixa, média e alta pressão para operar a instalação e vender o excesso para uma rede elétrica local. Quando a caldeira estiver queimando biomassa, ela poderá produzir cinzas que podem ser usadas como subproduto na construção de estradas, como aditivo de concreto, isolamento para fabricação de aço, materiais de construção e outros mercados aplicáveis. A biomassa gasta seca possui outros mercados em potencial, como suplemento para alimentação animal, isolamento de celulose, aditivo ou carga para aglomerados, melhoria do solo, materiais de construção e outras vendas diretas não mencionadas atualmente. A biomassa gasta seca também pode ser estoque de alimentação para decomposição supercrítica da água, digestão enzimática e fermentação para produzir biocombustíveis, como o etanol usado na gasolina ou outros produtos químicos atuais fornecidos pelo petróleo. Em resumo, a biomassa gasta seca do processo pode ser usada com base na viabilidade econômica e resulta em um processo contínuo sustentável e renovável em que todos os elementos da biomassa são usados para produzir inúmeros produtos sem criar resíduos que são uma carga ambiental e impacto no custo afetando a rentabilidade da operação. Em certas modalidades, este sistema é um modelo de um conceito de bio- refinaria. A título de exemplo, os sólidos secos podem ser utilizados para as seguintes aplicações: (a) Recarga ou recuperação de terrenos; (b) agregados para paisagismo, construção de estradas e materiais de construção; (c) um suplemento para ração animal, isolamento de celulose, aditivo ou carga para painéis de partículas, melhoria do solo e outras vendas diretas não mencionadas atualmente. A biomassa gasta também pode ser estoque de alimentação para digestão enzimática e fermentação para produzir biocombustíveis, como o etanol usado na gasolina ou outros produtos químicos atuais fornecidos pelo petróleo. A biomassa gasta também pode ser usada como estoque de alimentação para decomposição supercrítica da água e conversão em açúcares e ligninas de carboidratos, cujos produtos podem ser usados como estoque de alimentação renovável para vários outros produtos.
[0045] Em certas modalidades, os sistemas para as plantas não Hevea estarão localizados dentro de um raio economicamente viável de várias fazendas que podem crescer e colher mecanicamente as plantas. Nas modalidades em que as plantas não Hevea são plantas Taraxacum, as plantas são colhidas na fazenda e o solo solto e a sujeira são sacudidos das raízes antes de carregar o veículo de transporte. As plantas de Taraxacum colhidas têm um broto com folhas presas no topo de uma coroa de superfície, com as raízes do subsolo presas na parte inferior da coroa. Durante o tempo quente, as plantas colhidas podem ser pulverizadas com água e molhadas na superfície para impedir a secagem da planta durante o transporte para a instalação de processamento. A quantidade de colheita e o transporte para a instalação podem ser definidos pela capacidade de 24 horas da instalação de processamento.
[0046] Em certas modalidades, as plantas colhidas podem ser submetidas à lavagem. A lavagem pode incluir o uso de água fresca e/ou reciclada para remover o restante do solo e sujeira dos brotos, folhas, coroas e raízes. A água de lavagem é coletada, transferida para um sistema de sedimentação para remover o solo e a sujeira e, em seguida, transferida para um sistema de purificação de água para recuperar e reciclar essa água para qualquer uso, incluindo, mas não limitado a, reutilização para todo o processo de aplicações de água para as instalações de fabricação. Nas modalidades em que as plantas não Heveasão plantas Taraxacum, plantas Taraxacum lavadas podem ser transferidas para uma máquina de corte que remove o rebento, as flores e as folhas logo acima da coroa, deixando a coroa e as raízes ligadas e conectadas. Os brotos, flores e folhas saem da máquina e podem ser transferidos para uma área de embalagem, onde os brotos, flores e folhas podem ser embalados para venda de dente-de-leão. Os brotos, flores e folhas de Taraxacum podem ser usados como estoque de alimentação para outros produtos, como chá de dente-de-leão, vinho de dente-de-leão, café de dente-de-leão e outros produtos de dente-de- leão para uso medicinal e outros. Os métodos para obter vários produtos a partir de folhas, tisano e raízes de Taraxacum são divulgados na Patente U.S. 9.611.363, que é incorporada aqui por referência na sua totalidade.
[0047] Em certas modalidades, o estoque de alimentação usado em certos sistemas e métodos aqui fornecidos é a biomassa, e as saídas são sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos e produtos ou subprodutos líquidos contendo carboidratos. Exemplos não limitativos de tais sistemas e métodos são ilustrados nas Figuras 1, 2, 10 e 11. As coroas e raízes das plantas de Taraxacum contêm 10-40 por cento em peso de carboidratos solúveis em água, compostos principalmente de inulina que é um polímero de açúcares de frutose e glicose. Esses carboidratos são armazenados pela planta de Taraxacum como fonte de energia e podem ser recuperados, vendidos e/ou utilizados como subprodutos valiosos e/ou estoque de alimentação para inúmeras aplicações comercializáveis. Uma extração com solvente líquido de fase aquosa (por exemplo, água e/ou solução aquosa) de coroas e raízes de plantas de Taraxacum com remoção dos carboidratos solúveis em água reduz substancialmente a quantidade de biomassa e o capital e custo de instalação correspondentes para processamento a jusante. Exemplos não limitativos de sistemas e métodos para obter carboidratos e sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos são ilustrados nas Figuras 1, 2, 10 e 11. Em certas modalidades, os sistemas utilizados podem compreender uma máquina de condicionamento e preparação adaptada e configurada para reduzir o tamanho das partículas e/ou alterar a forma e condição da biomassa que compreende plantas ou parte(s) de plantas antes da introdução dessa biomassa em um sistema de extração (por exemplo, pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua (CSTE), um sistema CSTE, um extrator Soxhlet, um extrator de imersão, um extrator de imersão em contracorrente ou um extrator de percolação). Em certas modalidades, os métodos podem compreender uma etapa inicial de condicionamento e preparação para reduzir o tamanho e/ou alterar a forma da partícula de estoque de alimentação de biomassa que compreende plantas ou parte(s) de plantas antes da introdução dessa biomassa em um sistema de extração. Em certas modalidades, um primeiro estágio do extrator de tanque de agitação contínuo agitado de alto cisalhamento (CSTE) é preenchido com líquido aquoso pré-aquecido a uma temperatura de cerca de 50 a 100°C quando o estágio é operado à pressão atmosférica. Em outras modalidades, um estágio CSTE pode ser operado a temperaturas acima de 100°C quando o estágio é submetido a pressões acima da pressão atmosférica. Exemplos não limitativos de pressões adequadas usadas quando o estágio é operado acima da pressão atmosférica incluem 15, 150, 300, 600, 900 ou mais de 1000 PSIG (libras por polegada quadrada). Em certas modalidades, pelo menos um primeiro estágio CSTE tem lâminas adaptadas e configuradas para aumentar o cisalhamento para reduzir e/ou alterar o tamanho e a forma das partículas da biomassa. Em certas modalidades, as lâminas CSTE adaptadas e configuradas para aumentar o cisalhamento para reduzir e/ou alterar o tamanho e a forma das partículas da biomassa são lâminas de agitador interno. Uma bomba de pasta para o CSTE pode ter recirculação com um moinho úmido que reduz ainda mais o tamanho de partícula do estoque de alimentação de biomassa (por exemplo, caules, flores, folhas, coroas, raízes ou qualquer combinação dos mesmos). A seleção da bomba de pasta também pode proporcionar cisalhamento e reduzir e/ou alterar o tamanho das partículas. Em certas modalidades, a biomassa de uma planta não Hevea portadora de borracha é transferida pelo transportador para um cortador para cortar a biomassa em pedaços pequenos que são então diretamente carregados a uma taxa medida e/ou controlada na parte superior do primeiro estágio CSTE de alto cisalhamento para extrair os carboidratos solúveis em água das partículas de biomassa. Podem ser adicionados ao líquido aquoso produtos químicos solúveis em água adequados para impedir a hidrólise do açúcar polimerizado com inulina, melhorar as características de umedecimento da biomassa e reduzir a formação de espuma. Em certas modalidades, o PH da solução é controlado no lado da base em um PH acima de 7 e abaixo de 10 usando amônia, hidróxido de amônia, hidróxido de sódio, carbonato de sódio, hidróxido de potássio, quaisquer outros produtos químicos de base inorgânicos e qualquer combinação dos mesmos na forma hidratada ou anidra. A umectabilidade e/ou o controle da formação de espuma podem ser efetuados pela adição de um ou mais tensoativos à fase aquosa. O tempo total de permanência e o tempo de incubação para essa extração contínua em fase aquosa podem ser controlados pela taxa de fluxo do estoque de alimentação e da água, que é a razão água/biomassa, o volume de cada estágio CSTE no sistema e o número de estágios CSTE conectados juntos coatualmente em série. Em certas modalidades, o tempo total de permanência previsto para esse processo contínuo de extração de solvente líquido aquoso é de no mínimo 1 hora e no máximo 6 horas. Em certas modalidades, a extração de carboidratos pode resultar na remoção e rendimento de um mínimo de cerca de 60, 70, 80, 90 ou 99 por cento em peso de todos os carboidratos hidrossolúveis do estoque de alimentação de biomassa de entrada e/ou no condicionamento e/ou preparação do tamanho reduzido de partícula ou estoque de alimentação de biomassa de forma alterada para os métodos de extração a jusante de solvente para recuperar produtos químicos orgânicos naturais e borracha natural. Sem procurar estar limitado pela teoria, acredita-se que a remoção de carboidratos do estoque de alimentação de biomassa para produzir sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos pode fornecer extração eficiente de solvente para o processamento a jusante da biomassa em certas modalidades. Sem procurar estar limitado pela teoria, acredita-se também que a remoção de materiais orgânicos e inorgânicos solúveis em água melhora adicionalmente a qualidade e a pureza dos compostos orgânicos extraídos com solvente recuperado e borracha natural nos métodos a jusante em determinadas modalidades. A pasta aquosa de saída do último sistema de extração aquosa pode ser transferida continuamente com uma bomba de pasta para um separador sólido- líquido aquoso operado continuamente e os líquidos são transferidos para um tanque de armazenamento de solução de carboidratos solúveis em água para purificação e concentração em xarope de açúcar e/ou secos para formar um pó sólido ou sólido cristalino. Um separador de sólidos-líquido usado nos sistemas ou métodos pode ser uma prensa de correia contínua em que os sólidos são prensados hidraulicamente para remover a quantidade máxima de líquido. Centrífugas contínuas de vários tipos e configurações, bem como outros processos de filtração, sedimentação e/ou flutuação podem ser usadas em qualquer configuração ou combinação como equipamento para separar os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos do líquido contendo carboidratos. Os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos podem ser lavados com água fresca para remover carboidratos solúveis em água e outros materiais dos sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos existentes para melhorar o rendimento. Os carboidratos obtidos pelos sistemas e métodos acima mencionados podem ser utilizados como estoque de alimentação de carbono renovável para processos de fermentação para produzir biocombustíveis ou para outros processos químicos. A título de exemplo não limitativo, os polímeros de açúcar de inulina podem ser quimicamente convertidos por acidificação aquosa nos seus monômeros de frutose e glicose. Em outras modalidades, os polímeros de inulina podem ser quimicamente convertidos em hidroximetilfurfural (HMF; 5-(hidroximetil)furfural). O HMF está documentado na literatura e selecionado pelo Departamento de Energia dos EUA e outros como principal estoque de alimentação químico renovável para síntese química para produzir vários volumes de mercadorias e produtos químicos especiais atualmente fornecidos principalmente a partir de estoques de alimentação petroquímicos. Algumas das principais aplicações do mercado são para a conversão em ácido 2,5-furandicarboxílico (FDCA), que foi proposto como um substituto para o ácido tereftálico e ácidos isoftálicos que são utilizados na fabricação de poliamidas, poliésteres e poliuretanos. O FDCA também pode ser polimerizado para fabricar poli(ácido 2,5- furandicarboxílico) (PEF), que é um potencial substituto do poli(tereftalato de etileno) (PET). O HMF pode ser convertido em 2,5- dimetilfurano (DMF), um líquido que é um biocombustível em potencial com maior teor de energia que o bioetanol. A hidrogenação produz 2,5- bis(hidroximetil)furano. A hidrólise catalisada por ácido converte HMF em ácido levulínico (LA) e em gama-valerolactona (gVL), com perda de ácido fórmico para aplicações de mercado de combustíveis e derivados. Levulinato de etil (EL), 5-etoximetilfurfural (EMF), dimetilfurfural (DMF), 2,5-bis (hidroximetil)furano (BHMF), 2,5 diformilfurano (DDF) e várias outras mercadorias e produtos químicos especiais também podem ser sintetizados a partir de HMF. O estoque de alimentação biorrenovável de Taraxacum pode, assim, fornecer muitos novos produtos de valor agregado no futuro que são alternativas aos produtos existentes fornecidos pelo mercado de petróleo.
[0048] Em certos casos, o estoque de alimentação de biomassa usado em certos sistemas e métodos de processamento aqui fornecidos são sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos e as saídas são sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares e frações orgânicas polares ou subfrações orgânicas polares. Exemplos não limitativos de tais sistemas e métodos são ilustrados nas Figuras 3, 4, 10 e 11. Em certas modalidades, o estoque de alimentação de sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos para os sistemas e métodos pode ser obtida de qualquer dispositivo ou sistema de extração, incluindo, mas não se limitando a, um único estágio de extrator de tanque de agitação contínuo (CSTE), um sistema CSTE, um extrator Soxhlet, um extrator de imersão, um extrator de imersão em contracorrente ou um extrator de percolação que fornece a extração dos carboidratos da biomassa. Os solventes polares orgânicos que podem ser utilizados nos sistemas e métodos de processamento incluem, entre outros, um álcool com 1 a 8 átomos de carbono, uma cetona com 3 a 8 átomos de carbono, uma hidroxicetona com 3 a 8 átomos de carbono, um cetol, um éster com 3 a 8 átomos de carbono ou uma combinação dos mesmos. Em certas modalidades, o solvente polar orgânico compreende acetona ou acetona úmida em água. O tempo total de permanência, a incubação e/ou o tempo de ciclo para essa extração contínua de solvente polar orgânico podem ser controlados pela taxa de fluxo do estoque de alimentação e do solvente polar orgânico que é a razão de solvente polar orgânico para sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos, o volume de cada estágio CSTE no sistema e o número de estágios CSTE conectados simultaneamente em série. Em certas modalidades, o tempo total de permanência previsto para esse processo de extração contínua em um sistema CSTE é de no mínimo 1 hora e no máximo 8 horas. Em certas modalidades, os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos são extraídos com o solvente polar orgânico por cerca de 1 a cerca de 8 horas. Um separador de sólidos- líquido usado nos sistemas ou métodos pode ser uma prensa de correia contínua em que os sólidos são prensados hidraulicamente para remover a quantidade máxima de solvente polar orgânico. Centrífugas contínuas de vários tipos e configurações, bem como outros processos de filtração, sedimentação e/ou flutuação podem ser usadas em qualquer configuração ou combinação como equipamento para separar os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares da fração orgânica polar. Os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares podem ser lavados com solvente polar orgânico fresco para remover compostos orgânicos adicionais para melhorar o rendimento. Qualquer um dos métodos acima mencionados pode ainda compreender filtrar sólidos finos da fração de produtos orgânicos polar líquida. Em certas modalidades, uma ou mais subfrações de subprodutos enriquecidas para um lubrificante, um ingrediente cosmético, um feromônio para insetos, um vedante, um adesivo, um tensoativo ou um emulsificante também podem ser obtidas a partir de uma fração de produtos orgânicos polar. Em certas modalidades, a subfração será enriquecida por pelo menos um dos ácidos 18-oxo- nonadecanoico, éster etílico do ácido palmítico, ácido oleanólico, colecalciferol, ácido 17-hidroxi-9Z-octadecenoico, esfingosina, ácido 12- oxo-9-octadecinoico, cis-5-tetradecenoilcarnitina, ácido azelaico, mono- oleína, ácido beta-hidroxipalmítico, ácido dodecilbenzenossulfônico, ácido cis-9-hexadecenoico ou um isômero dos mesmos. Em certas modalidades, qualquer uma das subfrações de subprodutos mencionadas acima de uma fração orgânica polar pode ser obtida por métodos que incluem, entre outros, absorção, adsorção, cromatografia (por exemplo, cromatografia líquida ), cristalização, destilação, sublimação, e combinações dos mesmos. Em certas modalidades, os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares são esgotados para um composto orgânico polar que é um lubrificante, um ingrediente cosmético, um feromônio para insetos, um vedante, um adesivo, um tensoativo ou um emulsificante que estava presente no estoque de alimentação de sólidos desprovidos de carboidratos. Em certas modalidades, os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares são desprovidos para um composto orgânico polar que é pelo menos um de ácido 18-oxo-não-adecanoico, éster etílico do ácido palmítico, ácido oleanólico, colecalciferol, ácido 17-hidroxi-9Z- octadecenoico, esfingosina, ácido 12-oxo-9-octadecinoico, cis-5- tetradecenoilcarnitina, ácido azelaico, mono-oleína, ácido beta- hidroxipalmítico, ácido dodecilbenzenossulfônico, ácido cis-9- hexadecenoico ou um isômero do mesmo presente no estoque de alimentação de sólidos desprovidos de carboidratos.
[0049] Em certos casos, o estoque de alimentação de biomassa usado em certos sistemas e métodos de processamento aqui fornecidos é biomassa e as saídas são sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares e frações orgânicas polares ou subfrações orgânicas polares. Exemplos não limitativos de tais sistemas e métodos são ilustrados nas Figuras 5, 6, 12 e 13. Modalidades de sistemas e métodos em que a biomassa é submetida à extração com um solvente polar orgânico sem primeiro extrair carboidratos são aqui fornecidas. Em certas modalidades, o estoque de alimentação de biomassa para os sistemas e métodos pode ser obtida de qualquer dispositivo ou sistema de extração, incluindo, mas não se limitando a, um único estágio de extrator de tanque de agitação contínuo (CSTE), um sistema CSTE, um extrator Soxhlet, um extrator de imersão, um extrator de imersão em contracorrente ou um extrator de percolação que fornece a extração dos carboidratos da biomassa. Em certas modalidades, pelo menos um primeiro estágio CSTE tem lâminas adaptadas e configuradas para aumentar o cisalhamento para reduzir e/ou alterar o tamanho e a forma das partículas da biomassa. Em certas modalidades, as lâminas CSTE adaptadas e configuradas para aumentar o cisalhamento para reduzir e/ou alterar o tamanho e a forma das partículas da biomassa são lâminas de agitador interno. Uma bomba de pasta para o CSTE pode ter recirculação com um moinho úmido que reduz ainda mais o tamanho de partícula do estoque de alimentação de biomassa (por exemplo, coroas e raízes cortadas). Em certas modalidades, a biomassa de uma planta não Hevea portadora de borracha é transferida pelo transportador para um cortador para cortar a biomassa (por exemplo, caules, flores, folhas, coroas, raízes ou qualquer combinação dos mesmos) em pequenos pedaços que são carregados diretamente a uma taxa controlada na entrada superior do primeiro estágio CSTE de alto cisalhamento, onde a entrada é adaptada e configurada para receber os pequenos pedaços de biomassa. Os solventes polares orgânicos que podem ser utilizados nos sistemas e métodos de processamento incluem, entre outros, um álcool com 1 a 8 átomos de carbono, uma cetona com 3 a 8 átomos de carbono, uma hidroxicetona com 3 a 8 átomos de carbono, um cetol, um éster com 3 a 8 átomos de carbono ou uma combinação dos mesmos. Em certas modalidades, o solvente polar orgânico compreende acetona ou acetona úmida em água. O tempo total de permanência, a incubação e/ou o tempo de ciclo para essa extração contínua de solvente polar orgânico podem ser controlados pela taxa de fluxo do estoque de alimentação e do solvente polar orgânico que é a razão de solvente polar orgânico para biomassa, o volume de cada estágio CSTE no sistema e o número de estágios CSTE conectados simultaneamente em série. Em certas modalidades, a biomassa é extraída com o solvente polar orgânico por cerca de 1 a cerca de 8 horas. Um separador de sólidos-líquido usado nos sistemas ou métodos pode ser uma prensa de correia contínua em que os sólidos são prensados hidraulicamente para remover a quantidade máxima de solvente polar orgânico. Centrífugas contínuas de vários tipos e configurações, bem como outros processos de filtração, sedimentação e/ou flutuação podem ser usadas em qualquer configuração ou combinação como equipamento para separar os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares da fração orgânica polar. Em certas modalidades, os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares podem ser lavados com solvente polar orgânico fresco para remover compostos orgânicos adicionais para melhorar o rendimento. Qualquer um dos métodos acima mencionados pode ainda compreender filtrar sólidos finos da fração de produtos orgânicos polar líquida. Em certas modalidades, uma ou mais subfrações de subprodutos enriquecidas para um lubrificante, um ingrediente cosmético, um feromônio para insetos, um vedante, um adesivo, um tensoativo ou um emulsificante também podem ser obtidas a partir de uma fração de produtos orgânicos polar. Em certas modalidades, a subfração é enriquecida por pelo menos um dos ácidos 18-oxo- nonadecanoico, éster etílico do ácido palmítico, ácido oleanólico, colecalciferol, ácido 17-hidroxi-9Z-octadecenoico, esfingosina, ácido 12- oxo-9-octadecinoico, cis-5-tetradecenoilcarnitina, ácido azelaico, mono- oleína, ácido beta-hidroxipalmítico, ácido dodecilbenzenossulfônico, ácido cis-9-hexadecenoico ou um isômero dos mesmos. Em certas modalidades, qualquer uma das subfrações de subprodutos mencionadas acima de uma fração orgânica polar pode ser obtida por métodos que incluem, entre outros, absorção, adsorção, cromatografia (por exemplo, cromatografia líquida), cristalização, destilação, sublimação, e combinações dos mesmos. Em certas modalidades, os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares são esgotados para um composto orgânico polar que é um lubrificante, um ingrediente cosmético, um feromônio para insetos, um vedante, um adesivo, um tensoativo ou um emulsificante que estava presente no estoque de alimentação de biomassa. Em certas modalidades, os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares são desprovidos para um composto orgânico polar que é pelo menos um de ácido 18-oxo-não- adecanoico, éster etílico do ácido palmítico, ácido oleanólico, colecalciferol, ácido 17-hidróxi-9Z-octadecenoico, esfingosina, ácido 12- oxo-9-octadecinoico, cis-5-tetradecenoilcarnitina, ácido azelaico, mono- oleína, ácido beta-hidroxipalmítico, ácido dodecilbenzenossulfônico, ácido cis-9-hexadecenoico ou um isômero do mesmo presente no estoque de alimentação de biomassa.
[0050] Em certos casos, o estoque de alimentação de biomassa usado em certos sistemas e métodos de processamento aqui fornecidos são sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares e as saídas são os sólidos de biomassa gasta e solvente não polar contendo borracha. Exemplos não limitativos de tais sistemas e métodos são ilustrados nas Figuras 7, 8, 10, 11, 12 e 13. Em certas modalidades, o estoque de alimentação de sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares para os sistemas e métodos pode ser obtida de qualquer dispositivo ou sistema de extração, incluindo, mas não se limitando a, um único estágio de extrator de tanque de agitação contínuo (CSTE), um sistema CSTE, um extrator Soxhlet, um extrator de imersão, um extrator de imersão em contracorrente ou um extrator de percolação que fornece a extração dos carboidratos da biomassa. Os solventes orgânicos não polares que podem ser utilizados nos sistemas e métodos de processamento incluem, mas não estão limitados a, um ou mais hidrocarbonetos que possuem 1 a 12 átomos de carbono. Em certas modalidades, o(s) hidrocarboneto(s) é/são selecionados do grupo que consiste em alcanos com 4 a 9 átomos de carbono, cicloalcanos e tendo 5 a 10 átomos de carbono, cicloalcanos substituídos por alquil tendo 5 a 10 átomos de carbono, compostos aromáticos com 6 a 12 átomos de carbono e compostos aromáticos substituídos por alquil com 7 a 12 átomos de carbono. Os solventes orgânicos não polares utilizados nos sistemas e métodos podem compreender n-hexano, hexanos misturados, ciclo-hexano, n-pentano, pentanos misturados, 2- metilpentano, 3-metilpentano, 2,3-dimetilbutano, 2-2-dimetilbutano, metilciclopentano, tolueno, xileno, tetra-hidrafurano ou uma mistura dos mesmos. Em certas modalidades, o solvente orgânico compreende hexanos ou n-hexano misturados. O tempo total de permanência, a incubação e/ou o tempo de ciclo para essa extração contínua de solvente orgânico não polar podem ser controlados pela taxa de fluxo do estoque de alimentação e do solvente orgânico não polar que é a razão de solvente orgânico não polar para sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares, o volume de cada estágio CSTE no sistema e o número de estágios CSTE conectados simultaneamente em série. Em certas modalidades, o tempo total de permanência previsto para esse processo de extração contínua em um sistema CSTE é de no mínimo 1 hora e no máximo 8 horas. Em certas modalidades, os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares são extraídos com o solvente orgânico não polar por cerca de 1 a cerca de 8 horas. Em certas modalidades, os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares são extraídos com o solvente orgânico não polar à pressão atmosférica e a uma temperatura abaixo ou no ponto de ebulição do solvente orgânico não polar à pressão atmosférica. Em outras modalidades, os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares são extraídos com o solvente orgânico não polar a uma temperatura acima do ponto de ebulição do solvente orgânico não polar à pressão atmosférica e/ou a uma pressão que está acima da pressão atmosférica. Um separador de sólidos-líquido usado nos sistemas ou métodos pode ser uma prensa de correia contínua em que os sólidos de biomassa gasta são prensados hidraulicamente para remover a quantidade máxima de solvente orgânico não polar. Centrífugas contínuas de vários tipos e configurações, bem como outros processos de filtração, sedimentação e flutuação podem ser usadas em qualquer configuração ou combinação como equipamento para separar os sólidos de biomassa gasta da fração orgânica não polar. Os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares podem ser lavados com solvente orgânico não polar fresco para remover a borracha adicional dos sólidos para melhorar o rendimento. Em certas modalidades, a separação da fração de solvente não polar contendo borracha dos sólidos de biomassa gastos é efetuada por centrifugação, filtração, sedimentação e flotação ou uma combinação dos mesmos. Em certas modalidades, a biomassa gasta é seca. A biomassa gasta seca é usada como estoque de alimentação de uma caldeira para criar calor usado como uma instalação elétrica e/ou energia elétrica, estoque de alimentação para produção de biocombustível, suplemento de ração animal, isolamento de celulose, aditivo ou carga para painéis de partículas e laminados, melhoria do solo ou qualquer combinação dos mesmos. Em certas modalidades, pelo menos 80%, 85%, 90%, 95%, 97%, 98% ou 99% em peso seco da borracha natural contida em um estoque de alimentação de biomassa gasta para as extrações de solvente líquido inicial ou subsequente é extraída na fração de solvente não polar contendo borracha. Em certas modalidades de qualquer um dos métodos mencionados acima, os métodos podem ainda compreender pelo menos uma das seguintes etapas de: (a) filtrar sólidos finos da fração de solvente não polar contendo borracha; (b) remover por destilação ou evaporação, pelo menos metade do solvente não polar, mantendo a borracha em solução para obter uma solução concentrada de borracha; (c) adicionar um antioxidante a uma solução concentrada de borracha (por exemplo, com mistura, agitação, mexendo ou semelhante para distribuir o antioxidante na solução concentrada de borracha); (d) precipitar a borracha ou borracha tratada com antioxidante adicionando um volume suficiente de solvente polar orgânico limpo pré-resfriado (por exemplo, cerca de um volume igual de solvente polar orgânico limpo pré-resfriado); (e) resfriar ainda mais a mistura do solvente polar orgânico e solvente orgânico não polar e borracha precipitada para formar um precipitado de borracha gelatinosa e um solvente orgânico líquido misturado. (f) separar e remover o precipitado de borracha gelatinosa do solvente orgânico líquido misturado; (g) formar e/ou moldar o precipitado de borracha gelatinosa e/ou remover ainda uma porção do solvente orgânico líquido misturado; (h) secar o precipitado de borracha gelatinosa formado e/ou moldado para obter um produto de borracha sólida seca; ou i) qualquer combinação das etapas (a) - (h). Em certas modalidades, os sistemas de processamento podem ainda compreender subsistemas adaptados e configurados para: (a) filtrar sólidos finos da fração de solvente não polar contendo borracha; (b) remover por destilação ou evaporação, pelo menos metade do solvente não polar, mantendo a borracha em solução para obter uma solução concentrada de borracha; (c) adicionar um antioxidante a uma solução concentrada de borracha (por exemplo, com mistura, mexendo, agitação ou semelhante para distribuir o antioxidante na solução concentrada de borracha); (d) precipitar a borracha ou borracha tratada com antioxidante adicionando um volume suficiente de solvente polar orgânico limpo pré-resfriado (por exemplo, cerca de um volume igual de solvente polar orgânico limpo pré- resfriado); (e) resfriar ainda mais a mistura do solvente polar orgânico e solvente orgânico não polar e borracha precipitada para formar um precipitado de borracha gelatinosa e um solvente orgânico líquido misturado. (f) separar e remover o precipitado de borracha gelatinosa do solvente orgânico líquido misturado; (g) formar e/ou moldar o precipitado de borracha gelatinosa e/ou remover ainda uma porção do solvente orgânico líquido misturado; (h) secar o precipitado de borracha gelatinosa formado e/ou moldado para obter um produto de borracha sólida seca; ou (i) qualquer combinação das etapas (a) - (h). As amostras de borracha natural têm um caráter polidisperso pronunciado, que é a distribuição e homogeneidade de pesos moleculares e/ou massas moleculares de polímeros de poli-isopreno individuais na amostra. Em certas modalidades dos sistemas e métodos mencionados acima, em que a planta é do gênero Taraxacum ou é outra planta não Hevea portadora de borracha e o estoque de alimentação de biomassa é obtido de partes daquelas plantas compreendendo folhas, caules, flores, raízes, coroas ou uma combinação dos mesmos, uma fração de solvente não polar contendo borracha, precipitado de borracha gelatinosa ou borracha sólida seca compreendendo poli-isopreno com peso molecular médio de cerca de 1,0 x 106, 1,1 x 106, 1,2 x 106, 1,3 x 106, 1,4 x 106, 1,5 x 106, 1,6 x 106, 1,7 x 106, ou 1,8 x 106a 3,0 x 106, 4,0 x 106, 4,5 x 106, ou 5,0 x 106 gramas por mol (g/mol) e pode ter pelo menos um teor de cinzas inferior a 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2% ou 0,1% em peso, 0,1% a 0,5% em peso ou 0 % em peso e/ou teor de nitrogênio inferior a 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2% ou 0,1% em peso, 0,1% a 0,5% em peso ou 0% em peso. Em certas modalidades dos sistemas e métodos mencionados acima, em que a planta é do gêneroTaraxacum ou é outra planta nãoHevea portadora de borracha e o estoque de alimentação de biomassa é obtido de partes daquelas plantas compreendendo folhas, caules, flores, raízes, coroas ou uma combinação dos mesmos, uma fração de solvente não polar contendo borracha, precipitado de borracha gelatinosa ou borracha sólida seca compreendendo poli- isopreno com uma distribuição de peso molecular essencialmente unimodal com uma Polidispersividade, P, (Mw/Mn) de 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, ou 1,9 a 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, ou 4; ou com uma Polidispersividade, P, (Mw/Mn) de cerca de 1,1, 2, 3 ou 4 e um peso molecular médio ponderado de cerca de 1,0 x 106, 1,1 x 106, 1,2 x 106, 1,3 x 106, 1,4 x 106, 1,5 x 106, 1,6 x 106, 1,7 x 106, ou 1,8 x 106 a 3,0 x 106, 4,0 x 106, 4,5 x 106, ou 5,0 x 106 g/mol, onde a Polidispersividade e o peso médio da molécula são determinados por um método analítico selecionado do grupo que consiste em Cromatografia de Permeação em Gel (GPC) em combinação com a Detecção por Dispersão de Luz Evaporativa (GPC-ELSD), GPC em combinação com dispersão de luz em múltiplos ângulos (GPC -MALS) e GPC em combinação com Índice de Refração (GPC-RI). Em certas modalidades, qualquer uma das frações de solvente não polares acima mencionadas, precipitado de borracha gelatinosa ou borracha sólida seca compreende poli-isopreno com uma distribuição de peso molecular essencialmente unimodal com uma Polidispersividade, P, (Mw/Mn) de 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8 ou 1,9 a 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9 ou 4; ou com uma Polidispersividade, P, (Mw/Mn) de uma Polidispersividade, P, (Mw/Mn) de cerca de 1,1, 2, 3 ou 4, onde a Polidispersividade é determinada por um método analítico selecionado do grupo que consiste em GPC-ELSD, GPC- MALS e GPC-RI. Em certas modalidades, qualquer uma das frações de solvente não polares acima mencionadas, precipitado de borracha gelatinosa ou borracha sólida seca compreende poli-isopreno com pelo menos um teor de cinzas inferior a 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, ou 0,1% em peso, 0,1% a 0,5% em peso ou 0% em peso e/ou um teor de nitrogênio inferior a 0,5%. 0,4%, 0,3%, 0,2% ou 0,1% em peso, 0,1% a 0,5% em peso ou cerca de 0% em peso. Em certas modalidades dos sistemas e métodos mencionados acima, em que a planta é do gênero Taraxacum ou é outra planta não Hevea portadora de borracha e o estoque de alimentação de biomassa é obtida de partes dessas plantas que compreendem folhas, caules, flores, raízes, coroas ou combinação dos mesmos, a fração de solvente não polar contendo borracha, precipitado de borracha gelatinosa ou borracha sólida seca tem um teor de cinzas inferior a 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2% ou 0,1% em peso, 0,1% a 0,5 % em peso ou 0% em peso e um teor de nitrogênio inferior a 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2% ou 0,1% em peso, 0,1% a 0,5% em peso ou 0% em peso. Em certas modalidades dos sistemas e métodos mencionados acima, em que a planta é do gênero Taraxacum ou é outra planta não Hevea portadora de borracha e o estoque de alimentação de biomassa é obtida de partes dessas plantas que compreendem folhas, caules, flores, raízes, coroas ou combinação dos mesmos, a fração de solvente não polar contendo borracha, precipitado de borracha gelatinosa ou borracha sólida seca pode ter um teor de cinzas inferior a 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2% ou 0,1% em peso, 0,1% a 0,5% em peso, ou 0% em peso. Em certas modalidades dos sistemas e métodos mencionados acima, em que a planta é do gênero Taraxacum ou é outra planta não Hevea portadora de borracha e o estoque de alimentação de biomassa é obtida de partes dessas plantas que compreendem folhas, caules, flores, raízes, coroas ou combinação dos mesmos, a fração de solvente não polar contendo borracha, precipitado de borracha gelatinosa ou borracha sólida seca pode ter um teor de nitrogênio inferior a 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2% ou 0,1%, 0,1% a 0,5% em peso, ou 0% em peso. Em certas modalidades dos sistemas e métodos mencionados acima, em que a planta é do gênero Taraxacum ou é outra planta não Hevea portadora de borracha e o estoque de alimentação de biomassa é obtida de partes dessas plantas que compreendem folhas, caules, flores, raízes, coroas ou combinação dos mesmos, uma borracha contendo fração de solvente não polar, precipitado de borracha gelatinosa ou borracha sólida seca compreende poli-isopreno com um peso molecular médio ponderado de cerca de 1,0 x 106, 1,1 x 106, 1,2 x 106, 1,3 x 106, 1,4 x 106, 1,5 x 106, 1,6 x 106, 1,7 x 106, ou 1,8 x 106 a 3,0 x 106, 4,0 x 106, 4,5 x 106, ou 5,0 x 106 g/mol e pode ter pelo menos um teor de cinzas inferior a 0,5, 0,4, 0,3, 0,2% ou 0,1% em peso, 0,1% a 0,5% em peso ou 0% em peso e/ou um teor de nitrogênio inferior a 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2% ou 0,1% em peso, 0,1% a 0,5% em peso ou 0% em peso. Em certas modalidades dos sistemas e métodos mencionados acima, em que a planta é do gênero Taraxacum ou é outra planta não Hevea portadora de borracha e o estoque de alimentação de biomassa é obtida de partes dessas plantas que compreendem folhas, caules, flores, raízes, coroas ou combinação dos mesmos, uma fração de solvente não polar contendo borracha, precipitado de borracha gelatinosa ou borracha sólida seca compreende poli-isopreno com uma distribuição de peso molecular essencialmente unimodal com uma polidispersividade, P, (Mw/Mn) de 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8 ou 1,9 a 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9 ou 4; ou com uma Polidispersividade, P, (Mw/Mn) de cerca de 1,1, 2, 3 ou 4 e um peso molecular médio ponderado de cerca de 1,0 x 106, 1,1 x 106, 1,2 x 106, 1,3 x 106, 1,4 x 106, 1,5 x 106, 1,6 x 106, 1,7 x 106, ou 1,8 x 106a 3,0 x 106, 4,0 x 106, 4,5 x 106, ou 5,0 x 106 g/mol, onde a Polidispersividade e o pesomolecular médio ponderado são determinados por um método analítico selecionado do grupo que consiste em GPC-ELSD, GPC-MALS e GPC- RI. Em certas modalidades, qualquer uma das frações de solvente não polares acima mencionadas, precipitado de borracha gelatinosa ou borracha sólida seca compreende poli-isopreno com uma distribuição de peso molecular essencialmente unimodal com uma Polidispersividade, (Mw/Mn) de 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, ou 1,9 a 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, ou 4; onde Mw e Mn são determinados por um método analítico selecionado do grupo que consiste em GPC-ELSD, GPC-MALS e GPC-RI. Em certas modalidades, qualquer uma das frações de solvente não polares acima mencionadas, precipitado de borracha gelatinosa ou borracha sólida seca compreende poli-isopreno com um peso molecular médio ponderado de cerca de 1,0 x 106, 1,1 x 106, 1,2 x 106, 1,3 x 106, 1,4 x 106, 1,5 x 106, 1,6 x 106, 1,7 x 106, ou 1,8 x 106 a 3,0 x 106, 4,0 x 106, 4,5 x 106, ou 5,0 x 106 g/mol e pode ter pelo menos um teor de cinzas inferior a 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2% ou 0,1% em peso, 0,1% a 0,5% em peso ou 0% em peso e/ou um teor de nitrogênio inferior a 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1% ou 0% em peso. Em certas modalidades, qualquer uma das frações de solvente não polares acima mencionadas, precipitado de borracha gelatinosa ou borracha sólida seca compreende poli-isopreno com pelo menos um teor de cinzas inferior a 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, ou 0,1% em peso, 0,1% a 0,5% em peso ou 0% em peso e/ou um teor de nitrogênio inferior a 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2%, 0,1% ou 0% em peso. Em certas modalidades dos sistemas e métodos mencionados acima, em que a planta é do gênero Taraxacum ou é outra planta não Hevea portadora de borracha e o estoque de alimentação de biomassa é obtida de partes dessas plantas que compreendem raízes, coroas ou uma combinação das mesmas, uma fração de solvente não polar contendo borracha, precipitado de borracha gelatinosa ou borracha sólida seca que compreende poli- isopreno pode ter um peso molecular médio em peso de cerca de 1,0 x 106, 1,1 x 106, 1,2 x 106, 1,3 x 106, 1,4 x 106, 1,5 x 106, 1,6 x 106, 1,7 x 106, ou 1,8 x 106a 3,0 x 106, 4,0 x 106, 4,5 x 106, ou 5,0 x 106 g/mol. Em certas modalidades dos sistemas e métodos mencionados acima, em que a planta é do gênero Taraxacum ou é outra planta não Hevea portadora de borracha e o estoque de alimentação de biomassa é obtida de partes dessas plantas que compreendem raízes, coroas ou combinação dos mesmos, a fração de solvente não polar contendo borracha, precipitado de borracha gelatinosa ou borracha sólida seca pode ter um teor de nitrogênio inferior a 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2% ou 0,1% em peso, ou 0% em peso. A borracha natural sólida seca produzida pelos sistemas e métodos aqui fornecidos pode ser usada para fabricar uma variedade de produtos que incluem, mas não estão limitados a, pneus.
[0051] Em certas modalidades, os sistemas e métodos aqui fornecidos para a obtenção de um líquido contendo carboidratos, uma fração orgânica polar e/ou uma fração contendo borracha de uma planta que nãoHevea portadora de borracha, podem ser totalmente contínuos do começo ao fim. No entanto, certos subprocessos ou etapas dos métodos mencionados acima podem ser operados no modo de lote, tornando todo o processo semicontínuo. Em certas modalidades, os sistemas e métodos de processamento contínuo podem operar por 24 horas por dia e sete dias por semana para uma campanha de fabricação que está programada para várias semanas consecutivas. Em ainda outras modalidades, os sistemas e métodos de processamento aqui fornecidos são realizados no modo de lote. Ainda em outras modalidades, os sistemas e métodos de processamento podem operar independentemente um do outro.
[0052] Exemplo 1. Colheita de plantas de Taraxacum,condicionamento e/ou preparação de estoque de alimentação, extração de subprodutos e extração de produtos
[0053] A instalação de processamento da planta de Taraxacum estará localizada dentro de um raio economicamente viável de várias fazendas que crescerão e colherão mecanicamente as plantas de Taraxacum. As plantas maduras de Taraxacum são colhidas na fazenda e o solo solto e a sujeira são sacudidos das raízes antes do carregamento do veículo de transporte. As plantas colhidas de Taraxacum podem ter um broto, flores com folhas presas à superfície superior da coroa e raízes do subsolo presas na parte inferior da coroa. Durante o tempo quente, as plantas colhidas podem ser pulverizadas com água e molhadas na superfície para impedir a secagem da planta durante o transporte para a instalação de processamento. O tipo de veículo é um contêiner de mesa de topo aberto para carregar o contêiner com um carregador frontal e um elevador hidráulico para despejar o conteúdo do contêiner em uma área plana de descarga da instalação ou a biomassa colhida pode ser compactada usando um fiador de algodão ou máquina similar e os baldes são carregados no veículo para reduzir os custos de transporte para a instalação de processamento. Esses contêineres de veículos podem ser cobertos com uma lona para evitar derramamento e proteção contra as intempéries durante o transporte. A quantidade de colheita e o transporte para a instalação é definida pela capacidade de 24 horas da instalação de processamento. Armazenamento e preparação de estoque de alimentação para instalações de processamento
[0054] Os caminhões que entram na instalação de processamento segura serão pesados primeiro na balança do veículo da instalação e depois serão levados para a área de preparação da descarga. Os caminhões serão orientados a descarregar as plantas úmidas de Taraxacum na área de estagiamento e armazenamento e, em seguida, dirigir-se à balança para o peso vazio da tara. Os pesos líquidos e o estoque de alimentação de biomassa são usados pelas operações de fabricação para métricas de processo e programação de produção.
[0055] As plantas úmidas de Taraxacum são carregadas em um transportador transfere as plantas úmidas para um agitador que remove a sujeira solta das raízes da planta. Um detector de ímã e metal está localizado após o agitador para detectar e remover metais que podem estar presentes nas plantas colhidas. Esses metais devem ser removidos antes do processamento adicional para evitar danos e tempo de inatividade imprevisto no equipamento de processamento a jusante.
[0056] O transportador transfere as plantas úmidas de Taraxacum para uma área de lavagem onde são usadas água fresca e reciclada para remover o solo e a sujeira remanescentes dos brotos, flores, folhas, coroas e raízes. A água de lavagem é coletada, transferida para um sistema de sedimentação para remover o solo e a sujeira e, em seguida, transferida para um sistema de purificação de água para recuperar e depois reciclar essa água para reutilização em todas as aplicações de água de processo da instalação.
[0057] O transportador transfere as plantas lavadas de Taraxacum para uma máquina de corte que remove o broto, as flores e as folhas logo acima da coroa, deixando a coroa e as raízes ligadas e conectadas naturalmente. Os brotos, flores e folhas saem da máquina e são transferidos para uma área de embalagem, onde os brotos, flores e folhas são embalados para venda de dente-de-leão. Existe a opção de enviar os brotos, flores e folhas a granel para uma instalação de processamento como estoque de alimentação para outros produtos, como chá de dente-de-leão, vinho de dente-de-leão, café de dente-de- leão e outros produtos de dente-de-leão para uso medicinal e outros. Exemplos de métodos para obter vários produtos a partir de folhas de Taraxacum que podem ser usados são divulgados na Patente U.S. 9.611.363, que é incorporada aqui por referência na sua totalidade. As coroas e raízes podem ser condicionadas e preparadas para armazenamento e/ou extração subsequentes por secagem, corte, trituração, moagem, esmagamento e/ou pulverização.Condicionamentos adicionais como imersão, maceração e/ou amolecimento das coroas e raízes também podem ser realizados.
[0058] O primeiro estágio CSTE agitado de alto cisalhamento é preenchido com água quente pré-aquecida a uma temperatura de 50 a 100 °C. A bomba de pasta para o estágio CSTE de mistura tem uma recirculação com um moinho úmido que reduz ainda mais o tamanho de partícula das coroas e raízes cortadas. As coroas e raízes úmidas e lavadas de Taraxacum são transferidas pelo transportador para um triturador para cortar as coroas e raízes em pequenos pedaços que são então carregados diretamente a uma taxa medida e/ou controlada na entrada superior receptora de biomassa do primeiro estágio CSTE de alto cisalhamento para extrair os carboidratos solúveis em água da pasta de biomassa. São adicionados produtos químicos para impedir a hidrólise do açúcar polimerizado natural por inulina, melhorar as características de umedecimento da biomassa e reduzir a formação de espuma. O PH da solução é controlado no lado da base em um PH acima de 7 e abaixo de 10 usando amônia anidra, hidróxido de amônia, hidróxido de sódio, carbonato de sódio, hidróxido de potássio, quaisquer outros produtos químicos de base inorgânicos e qualquer combinação dos mesmos. O tempo total de permanência, incubação e/ou tempo de ciclo para essa extração contínua de fase aquosa é controlado pela taxa de fluxo do estoque de alimentação e da água que é a razão água/biomassa, o volume de cada estágio CSTE no sistema e o número de estágios CSTE bem mexidos e agitados, controlados a temperaturas operacionais entre 50C e 100C, conectados conjuntamente em série. O tempo total de permanência previsto para esse processo contínuo de extração aquosa é de no mínimo 1 hora e no máximo 6 horas. O objetivo geral desta etapa de processamento é a remoção e o rendimento de um mínimo de 90% em peso de todos os carboidratos solúveis em água e a preparação da biomassa de tamanho reduzido de partícula para os processos de extração de solvente a jusante para recuperar produtos químicos orgânicos naturais e borracha natural. Esse processo reduz a massa e abre as fibras nos sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos para permitir uma extração de solvente líquido extremamente eficiente para recuperação de produtos solúveis e subprodutos. A remoção aquosa de materiais orgânicos e inorgânicos solúveis em água melhora adicionalmente a qualidade dos subprodutos orgânicos naturais extraídos com solvente recuperado e do produto de borracha natural nos processos a jusante.
[0059] A pasta aquosa de saída do último estágio ou tanque de mistura extração aquosa pode ser transferida continuamente com uma bomba de pasta para um separador sólido-líquido aquoso operado continuamente e os líquidos são transferidos para um tanque de armazenamento de solução de carboidratos solúveis em água para purificação e concentração em xarope de açúcar e/ou secagem para formar um pó ou sólido cristalino. Os sólidos de biomassa úmidos com água desprovidos de carboidratos são transferidos pelo transportador para a etapa de secagem para o inventário seco ou para a segunda etapa do processo de extração por solvente. O separador sólido-líquido pode ser uma prensa de correia contínua, onde os sólidos desprovidos de carboidratos são prensados hidraulicamente para remover a quantidade máxima de líquido. Centrífugas contínuas de vários tipos e configurações, bem como outros processos de filtragem, sedimentação e flotação, podem ser usados em qualquer configuração ou combinação como equipamento para concluir esse processo. Os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos existentes podem ser lavados com água doce para remover carboidratos solúveis em água para melhorar o rendimento e outros materiais solúveis em água que podem causar contaminação de produtos a jusante e subprodutos do estoque de alimentação de sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos para os sistemas de extração a jusante.
[0060] O líquido existente no separador aquoso é continuamente transferido para um tanque de armazenamento de solução de carboidratos solúveis em água. Prevê-se que essencialmente toda ou qualquer borracha de látex de borracha natural se prenda à biomassa picada e moída e não estará presente no líquido deste tanque. Se a borracha de látex estiver presente no líquido, ela flutuará para o topo do tanque de armazenamento e será desnatada para coleta, purificação e venda da solução de borracha de látex ou transferida para um tanque de coagulação onde o ácido fórmico ou outro será usado para coagular e solidificar a borracha natural e, em seguida, será continuamente adicionada com o estoque de alimentação de biomassa úmida com água no sistema de extração de solvente para recuperação de orgânicos e borracha naturais.
[0061] A solução diluída de carboidratos solúveis em água é transferida para um tamanho de mícron de menos de 100 mícrons, filtro tipo de polimento para remover a maioria dos sólidos em suspensão finos principalmente materiais de plantas de partículas finas de Taraxacum. A solução filtrada de carboidratos solúveis em água diluída é continuamente transferida a uma taxa de fluxo controlada para um sistema de concentração que remove a maior parte da água e produz xarope de carboidratos misturados com viscosidade moderada. O sistema de concentração é preferido para ser um sistema de evaporação aquecida a vapor de múltiplos estágios, com ou sem a opção de fornecer vácuo para controlar a temperatura do líquido e a qualidade do xarope de carboidratos. Outras operações da unidade que envolvem destilação, evaporação por filme fino e qualquer outra tecnologia de separação podem ser usadas no local ou em combinação dos mesmos. A solução de xarope de carboidratos concentrados é transferida para um filtro de polimento final para remover sólidos em suspensão finos formados durante a etapa de concentração para um tamanho de mícron de menos que 100 mícrons e depois transferida para um tanque de armazenamento de xarope de carboidratos purificado e concentrado. O tanque de armazenamento é mantido com aquecimento revestido a uma temperatura para impedir a cristalização e controlar a viscosidade da transferência do produto para a embalagem, o transporte a granel por caminhão tanque ou vagão, ou a transferência para processamento interno a jusante, como secagem e/ou processamento usando os carboidratos como estoque de alimentação para outros processos químicos, incluindo processos de síntese e/ou fermentação para produzir biocombustíveis.
[0062] A água evaporada do sistema de concentração é condensada, coletada e reutilizada como água de reciclagem para todas as etapas de processamento da instalação de fabricação que exigem água como estoque de alimentação. As coroas e raízes da planta de Taraxacum colhidas contêm 75-85% em peso de água e reduzirão drasticamente o uso resultante de água doce, os requisitos de consumo e os custos de despesas para toda a instalação. O sistema de reciclagem e recuperação de água de processo reduzirá drasticamente os custos de volume e despesa com o descarte de águas residuais e seu correspondente impacto ambiental a partir desta instalação. Além disso, a instalação pode ser economicamente viável quando estiver localizada em áreas do mundo localizadas onde a água é escassa e disponível a preços mais altos do que os custos típicos nos Estados Unidos da América.
[0063] Os sólidos de biomassa úmidos com água e desprovidos de carboidratos do separador de sólido líquido do processo aquoso são transferidos continuamente para um tanque ou silo de retenção para armazenamento intermediário. Se a instalação desejar armazenar os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos no lugar do processamento, um secador de biomassa de qualquer tipo operando a uma temperatura máxima de 100°C, de modo que os produtos visados não sejam decompostos termicamente, pode ser instalado para remover mais de 90+% do peso do teor de água dos sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos e os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos secos podem ser compactados hidraulicamente e armazenados em um armazém ou área de armazenamento protegido contra intempéries para processamento posterior. Essa opção permite que a instalação processe todo a Taraxacum colhida para produção contínua de carboidratos solúveis em água e mantenha e armazene sólidos compactados de biomassa seca de alta densidade e desprovidos de carboidratos para processamento adicional em uma data posterior e opere o restante do produto solvente e extrações de subprodutos em campanhas contínuas longas e quando a biomassa recém-colhida não está disponível. Esse método oferece flexibilidade e utilização econômica do capital investido e mão de obra e despesas operacionais de fabricação.
[0064] O primeiro estágio CSTE de extração de solvente polar orgânico bem agitado pode ser revestido para aquecimento a vapor com um condensador de refluxo para minimizar as perdas de solvente. O solvente polar orgânico é escolhido com base na solubilidade para dissolver os compostos orgânicos naturais solúveis sem dissolver a borracha natural de alto peso molecular e sua capacidade de desidratar e remover a água remanescente nos sólidos de biomassa úmidos com água desprovidos de carboidratos. É mais desejável que o solvente polar orgânico seja de baixo custo e esteja prontamente disponível na área da instalação de processamento. Verificou-se que a acetona dissolve esses produtos químicos orgânicos encontrados na coroa e na biomassa da Taraxacum na faixa de 0,5 a 5 por cento em peso, com base no peso seco. A água é solúvel em acetona e, portanto, é um excelente solvente de baixo custo para a desidratação da biomassa pela água. Acetona úmida em água a aproximadamente 98% em peso com 2% em peso de água oferece uma economia econômica em comparação com a acetona seca para esse processo. Outros solventes polares orgânicos, como metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, álcool butílico terciário, metiletilcetona, metilisobutilcetona, álcool furfurílico, álcool tetra-hidrofurfurílico e quaisquer outros solventes polares orgânicos podem ser usados como solvente polar para este processo. Combinações de solventes polares também estão incluídas, mas aumentarão o custo de capital e as despesas operacionais para recuperação e reutilização de solventes e não são recomendadas sem requisitos e justificativas demonstrados. A temperatura da extração contínua de solvente polar orgânico pode ser operada no ponto de ebulição do solvente escolhido à pressão atmosférica com a adição de um condensador de refluxo. A temperatura operacional pode ser aumentada acima do ponto de ebulição com o uso dos estágios CSTE, compreendendo um recipiente de pressão ou tanque projetado de acordo com os códigos e requisitos apropriados do recipiente de pressão no local da instalação.
[0065] A biomassa úmida com água no armazenamento intermediário é transferida continuamente a uma taxa de fluxo medida e controlada para o primeiro estágio CSTE de solvente polar orgânico bem agitado. Simultaneamente, o solvente polar orgânico é continuamente transferido a uma taxa de fluxo medida e controlada para o primeiro estágio CSTE do solvente polar bem agitado. O objetivo do processo de extração de solvente polar orgânico é obter uma alta remoção e produzir um mínimo de 90% em peso, com base no peso seco, dos orgânicos naturais e da água contidos no estoque de alimentação de sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos. A extração da fase de pasta líquida de solvente polar orgânico pode ser realizada para atender aos objetivos utilizando estágios CSTE bem agitados de co-corrente em série. O tempo total de permanência, o tempo de incubação e/ou o ciclo para essa extração líquida contínua de solvente polar orgânico líquido é controlado pela taxa de fluxo do estoque de alimentação e pelo solvente polar orgânico que é a razão de biomassa para solvente, o volume de cada estágio CSTE no sistema e o número de estágios CSTE bem mexidos e agitados no sistema CSTE. O tempo total de permanência previsto para esse processo contínuo de extração da fase de pasta de solventes orgânicos polares é de no mínimo 1 hora e no máximo 8 horas. O conteúdo do último estágio de extração bem mexido e agitado é transferido para um separador de sólido líquido com a capacidade de lidar com solventes inflamáveis. Centrífugas contínuas de vários tipos e configurações, bem como outros processos de filtragem de pressão contínua, como Funda, Schenk ou sistemas de filtragem semelhantes, podem ser usados em qualquer configuração ou combinação como equipamento para concluir esse processo. Os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares podem ser lavados com solvente polar orgânico fresco reciclado ou limpo para remover compostos orgânicos polares residuais dos sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares existentes para melhorar o rendimento. A fração de produtos orgânicos polar líquida separada que contém compostos orgânicos polares úteis pode ser submetida a processamento adicional para recuperação e purificação do produto final.
[0066] A extração de líquidos com solvente polar orgânico também pode ser feita em um sistema de extração de líquidos em contracorrente contínua fabricado pela Crown Iron Works-EUA, Desmet Ballestra- Bélgica, Extrator de Células Deslizantes ou dispositivos "Lurgi" (Air Liquide Engineering and Construction, Paris, França), e qualquer outra máquina ou sistema contínuo de extração de solvente em fase sólida líquida, onde as variáveis do processo de extração são controladas. Ao usar o Crown Iron Works ou um sistema de extração semelhante, os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares saem do sistema sem a necessidade de uma centrífuga ou qualquer outro separador sólido-líquido.
[0067] A fração de produtos orgânicos polar é transferida continuamente do separador sólido líquido para o sistema de extração em fase de pasta contínua ou o Crown Iron Works ou sistema de extração contínua equivalente para um tanque de armazenamento de fração de produtos orgânicos polar. A fração de produtos orgânicos polar é continuamente transferida para um tamanho de mícron de menos que 100 mícrons, filtro tipo de polimento para remover a maioria dos sólidos em suspensão, principalmente materiais de plantas de partículas finas de Taraxacum . A fração de produtos orgânicos polar diluída filtrada contém produtos químicos orgânicos naturais de Taraxacum que podem ser sensíveis à temperatura e a solução é então separada por destilação e/ou evaporação termicamente controlada para remover a água e o solvente polar orgânico restante. Isso é feito no separador contínuo de fração de produtos orgânicos ou no sistema de evaporação e pode ser seguido por um evaporador de filme fino contínuo para remover o solvente polar restante em condições controladas termicamente. O produto acabado e/ou subprodutos da fração de produtos orgânicos polar concentrada a quente são transferidos para um tanque de armazenamento ou subproduto da fração de produtos orgânicos polar concentrada do produto acabado. A fração de produtos orgânicos polar concentrada pode ser processada posteriormente para recuperar e purificar produtos individuais. O produto ou produtos da fração de produtos orgânicos polar concentrada acabados são transferidos para uma área de embalagem ou uma área de carregamento a granel para vendas.
[0068] Os produtos acabados da fração de produtos orgânicos polar concentrada podem conter compostos orgânicos polares que são únicos em composição e quantidade para a planta de Taraxacum . Esses produtos químicos têm valor de mercado como lubrificantes, ingredientes cosméticos, feromônios para insetos, vedantes, adesivos, tensoativos ou emulsificantes.
[0069] O solvente polar orgânico e a água removida no separador são transferidos continuamente para um desidratador para remover a água, produzindo um solvente polar orgânico limpo que é armazenado para reutilização e reciclagem para o processo de extração de solvente polar orgânico. O desidratador é preferido para ser um sistema de adsorção de água usando peneiras moleculares como meio de adsorção. A desidratação também pode ser realizada usando a destilação especializada do tipo oscilação por pressão para quebrar quaisquer azeótropos formados com água quando é necessário solvente polar seco.
[0070] Os sólidos de biomassa úmidos ou, se desejado, secos e desprovidos de compostos polares do separador sólido líquido contínuo de extração de fase de pasta com solvente polar ou do sistema CSTE de solvente polar são continuamente transferidos para um primeiro estágio CSTE de solvente não polar bem agitado. O primeiro estágio CSTE de solvente não polar bem agitado pode ser revestido para aquecimento a vapor com um condensador de refluxo para minimizar as perdas de solvente quando operado à pressão atmosférica. O solvente orgânico não polar é escolhido com base na solubilidade para dissolver a borracha natural Taraxacum de alto peso molecular sem dissolver, ou com apenas dissolução minimizada, de outros orgânicos que podem contaminar a qualidade do produto de borracha natural. Em certos processos, o solvente polar remanescente nos sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares do estoque de alimentação é solúvel no solvente orgânico não polar e não interfere na extração da borracha natural no solvente não polar orgânico. É mais desejável que o solvente não polar orgânico seja de baixo custo e esteja prontamente disponível na área da instalação de processamento. Verificou-se que os hexanos misturados dissolvem a borracha natural na coroa de Taraxacum e na biomassa radicular na faixa de 0,5 a 25 por cento em peso, com base no peso seco. Outros solventes não polares orgânicos, tais como n- hexano, ciclo-hexano, pentano, tetra-hidrafurano, tolueno e quaisquer outros solventes orgânicos não polares, podem ser utilizados como solvente orgânico não polar para este processo. Combinações de solventes polares também estão incluídas, mas aumentarão o custo de capital e as despesas operacionais para recuperação e reutilização de solventes e não são recomendadas sem requisitos e justificativas demonstrados. A temperatura da extração contínua de solvente pode ser operada no ponto de ebulição do solvente escolhido à pressão atmosférica com a adição de um condensador de refluxo. A temperatura operacional pode ser aumentada acima do ponto de ebulição com o uso dos recipientes de pressão projetados de acordo com os códigos e requisitos apropriados do recipiente de pressão no local da instalação.
[0071] Os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares no armazenamento intermediário podem ser transferidos continuamente a uma taxa de fluxo controlada para o primeiro estágio CSTE de solvente orgânico não polar bem agitado. Simultaneamente, o solvente orgânico não polar é continuamente transferido a uma taxa de fluxo controlada para o primeiro estágio CSTE do solvente não polar bem agitado. Em certos casos, o objetivo do processo de extração de solvente orgânico não polar é obter uma remoção e produzir um mínimo de 90% em peso, com base no peso seco, da borracha natural contida no estoque de alimentação de biomassa. A extração da fase de pasta líquida com solvente polar orgânico pode ser realizada para atender aos objetivos utilizando estágios CSTE bem agitados de co-corrente em série. O tempo total de residência, ciclo e/ou incubação para essa extração contínua em fase de solvente líquido é controlado pela taxa de fluxo do estoque de alimentação e pelo solvente orgânico não polar que é a razão solvente/biomassa, o volume de cada estágio CSTE no sistema e o número de estágios CSTE bem mexidos e agitados no sistema. O tempo total de permanência previsto para esse processo contínuo de extração da fase de pasta de solventes não polares é de no mínimo 1 hora e no máximo 8 horas. O conteúdo do último estágio CSTE bem mexido e agitado é transferido para um separador de sólido líquido com a capacidade de lidar com solventes inflamáveis. Centrífugas contínuas de vários tipos e configurações, bem como outros processos de filtragem de pressão contínua, como Fundi, Schenk ou sistemas de filtragem semelhantes, podem ser usados em qualquer configuração ou combinação como equipamento para concluir esse processo. Os sólidos de biomassa gastos podem ser lavados com solvente não polar fresco para remover a borracha natural residual da biomassa existente para melhorar o rendimento.
[0072] A extração de solvente orgânico não polar também pode ser realizada em um sistema contínuo de extração de sólidos em contracorrente, fabricado pela Crown Iron Works-EUA, Desmet Ballestra-Bélgica, Extrator de Células Deslizantes ou dispositivos "Lurgi" (Air Liquide Engineering and Construction, Paris, França), e qualquer outra máquina ou sistema contínuo de extração de solvente em fase sólida líquida, onde as variáveis do processo de extração são controladas. Ao usar o Crown Iron Works ou um sistema de extração semelhante, a biomassa gasta úmida com solvente orgânico não polar sai do sistema sem a necessidade de uma centrífuga ou qualquer outro separador de sólido líquido. O líquido de fração de solvente não polar contendo borracha também é obtido no separador de sólido líquido.
[0073] A fração de solvente não polar contendo borracha é transferida continuamente do separador de sólido líquido para o sistema de extração de fase de pasta contínua ou o sistema Crown Iron Works ou CSTE para um tanque de armazenamento de fração de solvente não polar contendo borracha. A fração de solvente não polar contendo borracha é continuamente transferida para um tamanho de mícron de menos que 100 mícrons, filtro tipo de polimento para remover a maioria dos sólidos em suspensão, principalmente materiais de plantas de partículas finas de Taraxacum. A fração de solvente não polar contendo borracha diluída filtrada contém borracha de Taraxacum natural de alto peso molecular que pode ser sensível à temperatura e a solução é então reduzida em volume por destilação ou evaporação controlada termicamente e ou por vácuo para remover a maior parte do solvente orgânico não polar, mantendo a borracha natural em solução. Isso é feito no separador ou evaporador contínuo de fração de solvente não polar contendo borracha. A temperatura é controlada abaixo de 100 graus C. para evitar a decomposição térmica da borracha de alto peso molecular.
[0074] Depois que o solvente orgânico não polar é reduzido em volume para obter uma fração de solvente não polar contendo borracha concentrada, uma pequena quantidade de antioxidante de borracha é adicionada à solução de acordo com um misturador em linha e a solução é continuamente transferida para o tanque precipitador de borracha a uma taxa de fluxo medida e controlada. O antioxidante pode ser o Santoflex 134PD (Eastman Chemicals, Kingsport, TN, EUA); no entanto, outros antioxidantes de borracha e possíveis aditivos para melhoria do produto podem ser adicionados com base nos requisitos do cliente para o produto acabado. O tanque do precipitador de borracha é agitado para mistura e revestido para resfriamento e projetado para facilitar a remoção da borracha precipitada e da mistura de solvente orgânico líquido misturado. Um volume igual do solvente polar orgânico é pré- resfriado a uma temperatura entre 0 e 10 graus C e adicionado continuamente ao tanque do precipitador de borracha com a fração de solvente não polar contendo borracha concentrada com antioxidantes. Isso precipitará a borracha natural em um sólido gelatinoso que afunda no fundo do tanque devido à densidade ser superior à densidade da solução de solvente misturada e deixa as impurezas orgânicas deixadas em solução com a mistura de solvente orgânico polar e não polar (isto é, solventes orgânicos líquidos misturados), criando um produto de borracha natural antioxidado de alta pureza e alto peso molecular. A mistura líquida de solventes orgânicos polares e não polares orgânicos é transferida para um tanque de armazenamento de solvente orgânico líquido misturado para inventário, recuperação e reutilização dos solventes.
[0075] O produto de borracha natural precipitado pode ser removido continuamente do tanque de precipitação e transferido para o(s) sistema(s) que removem solventes orgânicos líquidos misturados e formam e/ou moldam a borracha precipitada gelatinosa em pedaços uniformes de borracha sólida e/ou borracha sólida seca. Os solventes orgânicos líquidos misturados podem ser transferidos para um tanque de armazenamento de solvente orgânico líquido misturado. As peças uniformes de borracha solidificada são dimensionadas adequadamente para otimizar a embalagem, o armazenamento e a remessa para vendas e uso do cliente. As peças uniformes de borracha solidificada podem ter a forma de folhas, blocos quadrados ou retangulares, cilíndricos ou qualquer forma ou combinação dos mesmos. As peças de borracha úmida de solvente orgânico líquido misturado são transferidas continuamente para o secador de borracha sólida com temperatura controlada, onde o equilíbrio do solvente misturado é removido para produzir um produto seco acabado de borracha natural Taraxacum. A mistura de solvente condensado do processo de secagem é transferida para o tanque de armazenamento de solvente orgânico líquido misturado. As peças de borracha seca podem ser transferidas continuamente para um sistema de embalagem que carrega as peças de borracha secas em um palete-padrão e todo o conteúdo é vedado para minimizar e impedir a oxidação da borracha natural e movido para o armazenamento e inventário para enviar e transportar a borracha sólida produto para vendas ao cliente. O produto sólido de borracha natural pode ser usado para fabricar uma variedade de produtos que incluem, mas não estão limitados a, pneus.
[0076] A mistura líquida de solvente orgânico polar e não polar orgânico removida no precipitador, pelos sistemas que removem o solvente orgânico líquido misturado e formam e/ou modelam a borracha precipitada gelatinosa e/ou pelo secador pode ser coletada e armazenada na fase líquida no tanque de armazenamento de solvente orgânico líquido misturado. O solvente orgânico líquido misturado é continuamente transferido para um sistema de separação de solvente misturado por destilação. O sistema de separação produz um solvente polar limpo que é armazenado para reutilização e reciclagem como estoque de alimentação para o processo de extração de solvente polar e um solvente não polar limpo que é armazenado para reutilização e reciclado como estoque de alimentação para o processo de extração de solvente orgânico não polar.
[0077] A biomassa gasta do separador contínuo de extração de fase de pasta de solvente não polar ou da Crown Iron Works ou sistema equivalente de extração contínua de solvente é continuamente transferida para o secador de biomassa gasta. O secador de biomassa gasta evapora e remove o solvente orgânico não polar da biomassa gasta e atinge um nível abaixo de 1000 PPM. O solvente evaporado é condensado e transferido para armazenamento para reutilização e reciclado como estoque de alimentação para o processo de extração de solvente orgânico não polar.
[0078] É necessária energia na forma de vapor de baixa pressão para muitos dos processos desta instalação. Portanto, é necessária uma caldeira a vapor para fornecer os requisitos de vapor para esse processo contínuo. A biomassa gasta seca possui um teor de BTU de aproximadamente 7.500 BTU por libra e pode ser usada como estoque de alimentação para a caldeira. A caldeira será equipada para usar gás natural, óleo combustível ou qualquer outro combustível prontamente disponível e de baixo custo para complementar os requisitos de energia da instalação.
[0079] A amplitude e o escopo da presente divulgação não devem ser limitados por nenhuma das modalidades exemplificativas descritas acima, mas devem ser definidos apenas de acordo com as reivindicações a seguir e seus equivalentes.
[0080] Modalidade 1. Um sistema de processamento para obter um líquido contendo carboidratos e sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos a partir de uma planta portadora de borracha compreendendo um sistema de extração compreendendo uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua dispostos em comunicação fluida entre si em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua flua para um próximo estágio de extração agitada contínua na série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua, pelo menos um dos estágios de extração de tanque agitado contínua em cada sistema de extração com uma entrada adaptada e configurada para receber um solvente líquido, em que o pelo menos um estágio de extração agitada contínua do sistema de extração é adaptado e configurado para receber biomassa e um solvente líquido compreendendo água, uma solução aquosa ou uma combinação dos mesmos a uma temperatura de pelo menos cerca de 50°C, em que a biomassa é proveniente de uma planta de borracha do gênero Taraxacum ou outra planta não Hevea, e em que o sistema de extração é adaptado e configurado para misturar a biomassa com o solvente líquido de maneira que o sistema de extração gera o líquido contendo carboidratos e os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos; e um separador sólido-líquido disposto em comunicação fluida com o último em série dos estágios de extração de tanque agitado contínua, em que o separador é adaptado e configurado para separar os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos do líquido contendo carboidratos.
[0081] Modalidade 2. Um sistema de processamento para obter uma fração de produtos orgânicos polares e sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares a partir de uma planta portadora de borracha compreendendo: um sistema de extração compreendendo uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua dispostos em comunicação fluida entre si em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua flua para um próximo estágio de extração agitada contínua na série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua, pelo menos um dos estágios de extração de tanque agitado contínua em cada sistema de extração com uma entrada adaptada e configurada para receber um solvente orgânico líquido, em que o pelo menos um estágio de extração agitada contínua do sistema de extração é adaptado e configurado para receber sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos e um líquido solvente polar orgânico, em que os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos são de uma planta portadora de borracha do gênero Taraxacum ou outra planta não Hevea, e em que o sistema de extração é adaptado e configurado para misturar os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos com o solvente polar orgânico de maneira que o sistema de extração gere a fração de produtos orgânicos polar líquida_e os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; e um separador sólido-líquido disposto em comunicação fluida com o último em série dos estágios de extração de tanque agitado contínua, em que o separador é adaptado e configurado para separar os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares da fração de produtos orgânicos polares líquida.
[0082] Modalidade 3. Um sistema de processamento para obter uma fração de solvente não polar contendo borracha e sólidos de biomassa gastos de uma planta portadora de borracha compreendendo: um sistema de extração compreendendo uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua dispostos em comunicação fluida entre si em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua flua para um próximo estágio de extração agitada contínua na série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua, pelo menos um dos estágios de extração de tanque agitado contínua em cada sistema de extração com uma entrada adaptada e configurada para receber um solvente líquido, em que o pelo menos um estágio de extração com agitação contínua do sistema de extração é adaptado e configurado para receber sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares e um solvente orgânico não polar, em que os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares são de uma planta portadora de borracha do gênero Taraxacum ou outra planta não Hevea, e em que o sistema de extração é adaptado e configurado para misturar os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares com o solvente orgânico não polar de uma maneira que o sistema de extração gere o líquido da fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gastos; e um separador sólido - líquido disposto em comunicação fluida com o último em série dos estágios de extração de tanque agitado contínua, em que o separador é adaptado e configurado para separar os sólidos de biomassa gastos do líquido da fração de solvente não polar contendo borracha.
[0083] Modalidade 4. Um sistema de processamento para obter uma fração contendo borracha de uma planta portadora de borracha compreendendo: (a) um primeiro sistema de extração adaptado e configurado: para receber biomassa da planta ou partes das mesmas e um solvente líquido compreendendo água, uma solução aquosa, ou uma combinação dos mesmos; misturar a biomassa e o solvente líquido a uma temperatura de pelo menos cerca de 50°C de uma maneira que o primeiro sistema de extração gere um líquido contendo carboidratos e sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos; e separar os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos do líquido contendo carboidratos; em que a planta portadora de borracha é do gênero Taraxacum ou é outra planta não Hevea ; (b) um segundo sistema de extração adaptado e configurado: para receber os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos do primeiro sistema de extração; misturar os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos com um solvente polar orgânico de maneira que o segundo sistema de extração gere uma fração de produtos orgânicos polar líquida e sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; e separar a fração de produtos orgânicos polar líquida e os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; e (c) um terceiro sistema de extração adaptado e configurado para: receber os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares do segundo sistema de extração e um solvente orgânico não polar; misturar os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares com o solvente orgânico não polar de uma maneira que o terceiro sistema de extração gere um líquido da fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gastos; e separar o líquido da fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gastos; em que pelo menos um do primeiro, segundo ou terceiro sistemas de extração compreende uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua dispostos em comunicação fluida entre si em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua flua para um próximo estágio de extração agitada contínua na série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua de cada sistema de extração, pelo menos um dos estágios de extração de tanque agitado contínua em cada sistema de extração tendo uma entrada adaptada e configurada para receber o solvente e uma entrada adaptada e configurada para receber a biomassa ou sólidos, e cada sistema de extração compreendendo ainda um separador sólido-líquido disposto em comunicação fluida com um último em série dos estágios de extração de tanque agitado contínua do respectivo sistema de extração, em que o separador sólido - líquido é adaptado e configurado para separar os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos, sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares ou sólidos de biomassa gastos do líquido contendo carboidratos, da fração de produtos orgânicos polar líquida ou do líquido da fração de solvente não polar contendo borracha.
[0084] Modalidade 5. O sistema de processamento da modalidade 4, em que um ou dois dos sistemas de extração compreendem um extrator Soxhlet, um extrator de imersão, um extrator de imersão em contracorrente ou um extrator de percolação.
[0085] Modalidade 6. Um sistema de processamento para obter uma fração contendo borracha de uma planta portadora de borracha compreendendo: (a) um primeiro sistema de extração adaptado e configurado: para receber biomassa da planta ou de partes das mesmas e um solvente polar orgânico; misturar a biomassa com um solvente polar orgânico de maneira que o segundo sistema de extração gere uma fração de produtos orgânicos polar líquida e sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; e separar a fração de produtos orgânicos polar líquida e os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; e (c) um segundo sistema de extração adaptado e configurado para: receber os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares do primeiro sistema de extração; misturar os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares com um solvente orgânico não polar de maneira que o segundo sistema de extração gere uma fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gastos; e separar a fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gastos; em que pelo menos um do primeiro ou do segundo sistemas de extração compreende uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua dispostos em comunicação fluida entre si em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua flua para um próximo estágio de extração agitada contínua da série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua de cada sistema de extração, pelo menos um dos estágios de extração de tanque agitado contínua em cada sistema de extração tendo uma entrada adaptada e configurada para receber o solvente e uma entrada adaptada e configurada para receber a biomassa ou os sólidos e cada sistema de extração compreendendo ainda um separador sólido-líquido disposto em comunicação fluida com um último em série dos estágios de extração de tanque agitado contínua do respectivo sistema de extração, em que o separador sólido-líquido é adaptado e configurado para separar os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares ou sólidos de biomassa gastos da fração de produtos orgânicos polar líquida ou a fração de solvente não polar contendo borracha.
[0086] Modalidade 7. O sistema de processamento da modalidade 6, em que um dos sistemas de extração compreendem um extrator Soxhlet, um extrator de imersão, um extrator de imersão em contracorrente ou um extrator de percolação.
[0087] Modalidade 8. O sistema de processamento de qualquer uma das modalidades 1 a 7, compreendendo ainda uma máquina(s) de condicionamento e preparação de sólidos adaptadas e configuradas para reduzir o tamanho das partículas e/ou alterar a forma e condição do material sólido antes da introdução do material sólido em pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua.
[0088] Modalidade 9. O sistema de processamento de qualquer uma das modalidades 1 a 7, compreendendo ainda um circuito de recirculação associado ao pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua.
[0089] Modalidade 10. O sistema de processamento da modalidade 9, em que o circuito de recirculação inclui um trocador de calor ou dispositivo de transferência de calor.
[0090] Modalidade 11. O sistema de processamento da modalidade 9, em que o circuito de recirculação inclui um dispositivo de redução de partículas e/ou alteração de forma.
[0091] Modalidade 12. O sistema de processamento, de acordo com qualquer uma das modalidades de 1 a 11, em que pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua possui lâminas adaptadas e configuradas para aumentar o cisalhamento para reduzir e/ou alterar o tamanho de partícula e a forma da biomassa, sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos, sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares ou sólidos de biomassa gastos.
[0092] Modalidade 13. O sistema de processamento de qualquer uma das modalidades 1, 4 ou 5, em que pelo menos um estágio CSTE é adaptado e configurado para receber e conter o solvente líquido a uma temperatura de cerca de 50°C a cerca de 100°C.
[0093] Modalidade 14. O sistema de processamento de qualquer uma das modalidades 1, 4 ou 5, em que pelo menos um estágio CSTE é adaptado e configurado para receber e conter o solvente líquido a uma temperatura acima de 100°C e a uma pressão superior à pressão atmosférica.
[0094] Modalidade 15. Um método para extrair líquido contendo carboidratos de uma planta portadora de borracha, o método compreendendo: introduzir um solvente líquido compreendendo água, uma solução aquosa ou uma combinação da mesma e biomassa da planta ou uma parte da mesma em pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua de uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua dispostos em comunicação fluida entre si em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua flua para um próximo estágio de extração agitada contínua na série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua, em que a planta portadora de borracha é do gênero Taraxacum ou é outra planta não Hevea; introduzir em pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua um solvente líquido que compreende água, uma solução aquosa ou uma combinação dos mesmos e a biomassa; misturar o solvente líquido com a biomassa no pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua a uma temperatura de pelo menos cerca de 50°C para permitir que os carboidratos associados à biomassa sejam extraídos no solvente líquido; e introduzir um efluente a partir de pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua em um separador sólido-líquido.
[0095] Modalidade 16. Um método para extrair uma fração de produtos orgânicos polares de sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos de uma planta portadora de borracha, o método compreendendo: introduzir um solvente polar orgânico e sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos em pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínuo de uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua dispostos em comunicação fluida uns com os outros em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínuo flua para um próximo estágio de extração agitado contínua na série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua, em que a planta portadora de borracha é do gênero Taraxacum ou é outra planta não Hevea; misturar o solvente polar orgânico com os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos no pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua de uma maneira a permitir que a fração de produtos orgânicos polar associada ao sólido seja extraída no solvente polar orgânico; e introduzir um efluente a partir de pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua em um separador sólido-líquido para resultar em uma fração de produtos orgânicos separada de líquido e sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares.
[0096] Modalidade 17. Um método para extrair uma fração de solvente não polar contendo borracha a partir de sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares de uma planta portadora de borracha compreendendo: introduzir um solvente orgânico não polar e sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares em pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua de uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua dispostos em comunicação fluida entre si em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua flua para um próximo estágio de extração agitada contínua na série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua, em que a planta portadora de borracha é do gênero Taraxacum ou é outra planta não Hevea; misturar o solvente orgânico não polar com os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares no pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua, de maneira a permitir que a borracha natural associada ao sólido seja extraída no solvente orgânico não polar; e introduzir um efluente a partir de pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua em um separador sólido-líquido para resultar em uma fração de solvente não polar contendo borracha e em sólidos de biomassa gastos.
[0097] Modalidade 18. Um método para extrair uma fração de solvente não polar contendo borracha de uma planta portadora de borracha, o método compreendendo (a) introduzir em um primeiro sistema de extração de biomassa da planta ou partes da mesma e um solvente líquido compreendendo água, uma solução aquosa ou uma combinação dos mesmos; misturar a biomassa e o solvente líquido a uma temperatura de pelo menos cerca de 50°C para gerar um líquido contendo carboidratos e sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos; e separar os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos do líquido contendo carboidratos; em que a planta portadora de borracha é do gênero Taraxacum ou é outra planta Hevea;(b) introduzir em um segundo sistema de extração os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos do primeiro sistema de extração um solvente polar orgânico; misturar os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos com o solvente polar orgânico para gerar uma fração de produto orgânicos polar líquida e sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares e separar a fração de produtos orgânicos polar líquida e os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; e (c) introduzir em um terceiro sistema de extração os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares do segundo sistema de extração e um solvente orgânico não polar; misturar os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares com o solvente orgânico não polar para gerar uma fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gastos; e separar a fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gastos; em que pelo menos um do primeiro, do segundo ou do terceiro sistemas de extração compreende uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua dispostos em comunicação fluida entre si em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua flua para um próximo estágio de extração agitada contínua na série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua de cada sistema de extração, pelo menos um dos estágios de extração de tanque agitado contínua em cada sistema de extração tendo uma entrada adaptada e configurada para receber o solvente e uma entrada adaptada e configurada para receber a biomassa ou sólidos, e cada sistema de extração compreendendo ainda um separador sólido-líquido disposto em comunicação fluida com um último em série dos estágios de extração de tanque agitado contínua do respectivo sistema de extração, em que o separador sólido - líquido é adaptado e configurado para separar os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos, sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares ou sólidos de biomassa gastos do líquido contendo carboidrato, da fração de produtos orgânicos polar líquida ou da fração de solvente não polar contendo borracha.
[0098] Modalidade 19. O método da modalidade 14, em que um ou dois dos sistemas de extração compreendem um extrator Soxhlet, um extrator de imersão, um extrator de imersão em contracorrente ou um extrator de percolação.
[0099] Modalidade 20. Um método para extrair uma fração de solvente não polar contendo borracha de uma planta portadora de borracha, o método compreendendo (a) a introduzir um primeiro sistema de extração de biomassa da planta ou partes da mesma e um solvente polar orgânico; misturar a biomassa com o solvente polar orgânico para gerar uma fração de produtos orgânicos polar líquida e sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares e separar a fração de produtos orgânicos polar líquida e sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; em que a planta portadora de borracha é do gênero Taraxacum ou é outra planta não Hevea; (b) introduzir em um segundo sistema de extração os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares do primeiro sistema de extração e um solvente orgânico não polar; misturar os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares com o solvente orgânico não polar para gerar uma fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gastos; e separar a fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gastos; em que pelo menos um do primeiro ou do segundo sistemas de extração compreende uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua dispostos em comunicação fluida entre si em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua flua para um próximo estágio de extração agitada contínua da série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua de cada sistema de extração, pelo menos um dos estágios de extração de tanque agitado contínua em cada sistema de extração tendo uma entrada adaptada e configurada para receber o solvente e uma entrada adaptada e configurada para receber a biomassa ou os sólidos e cada sistema de extração compreendendo ainda um separador sólido-líquido disposto em comunicação fluida com um último em série dos estágios de extração de tanque agitado contínua do respectivo sistema de extração, em que o separador sólido-líquido é adaptado e configurado para separar os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares ou sólidos de biomassa gastos da fração de produtos orgânicos polar líquida ou a fração de solvente não polar contendo borracha.
[0100] Modalidade 21. O método de qualquer uma das modalidades 15, 16, 17, 18, 19 ou 20, em que partes da planta compreendendo brotos, flores, folhas, raízes, coroas ou uma combinação dos mesmos são usadas como estoque de alimentação de biomassa.
[0101] Modalidade 22. O método da modalidade 21, em que a planta é do gênero Taraxacum e em que partes da planta compreendem raízes, coroas ou uma combinação dos mesmos.
[0102] Modalidade 23. O método da modalidade 22, em que a planta do gênero Taraxacum é T. koksaghyz ou uma cultivar do mesmo, uma variedade compreendendo germoplasma introgressado de uma ou mais espécies ou cultivares de Taraxacum uma variedade compreendendo germoplasma híbrido interespecífico, uma variedade compreendendo germoplasma híbrido de duas ou mais cultivares, uma variedade resultante da mutagênese ou edição de genes de qualquer espécie, cultivar ou variedade de Taraxacum portadora de borracha, uma planta Taraxacum transgênica, ou qualquer combinação dos mesmos.
[0103] Modalidade 24. O método da modalidade 23, em que a variedade compreende germoplasma híbrido interespecífico de T.koksaghyz e T. officinale.
[0104] Modalidade 25. O método da modalidade 24, em que a biomassa usada como estoque de alimentação no método é obtida de uma ou mais de uma das plantas, variedades ou cultivares.
[0105] Modalidade 26. O método da modalidade 15, 18 ou 19, em que o pH da água, solução aquosa ou combinação dos mesmos tem um valor superior a 7, mas menor ou igual a cerca de 10.
[0106] Modalidade 27. O método de qualquer uma das modalidades 15, 18 ou 19, em que o solvente líquido está a uma temperatura de cerca de 50°C a cerca de 100°C.
[0107] Modalidade 28. O método de qualquer uma das modalidades 15, 18 ou 19, em que o solvente líquido está a uma temperatura acima de 100°C e a uma pressão que é superior à pressão atmosférica.
[0108] Modalidade 29. O método de qualquer uma das modalidades 15, 18 ou 19, em que os carboidratos são utilizados como estoque de alimentação em um processo químico ou de fermentação.
[0109] Modalidade 30. O método de qualquer uma das modalidades 15, 18 ou 19, compreendendo ainda secar os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos ou uma porção dos mesmos.
[0110] Modalidade 31. O método da modalidade 16, 18, 19, 20 ou 21, em que o solvente polar orgânico compreende um álcool com 1 a 8 átomos de carbono, uma cetona com 3 a 8 átomos de carbono, uma hidroxicetona com 3 a 8 átomos de carbono, um cetol, um éster com 3 a 8 átomos de carbono ou uma combinação dos mesmos.
[0111] Modalidade 32. O método da modalidade 31, em que o solvente polar orgânico compreende acetona, metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, álcool butílico terciário, metil etil cetona, metil isobutil cetona, álcool furfurílico, tetra-hidrofurfuril álcool, uma forma úmida de água dos mesmos
[0112] Modalidade 33. O método de qualquer uma das modalidades 15-31 ou 32, compreendendo ainda recircular efluentes associados a pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua e reduzir um tamanho de partícula e/ou alterar a forma da partícula e/ou cisalhamento para expor as fibras do material sólido no efluente durante a recirculação do efluente.
[0113] Modalidade 34. O método da modalidade 33 compreendendo ainda recircular o efluente associado ao pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua e alterar a pressão e a temperatura do efluente para aumentar a solubilidade do(s) produto(s) no solvente.
[0114] Modalidade 35. O método de qualquer uma das modalidades 15-33, ou 34, em que a etapa de mistura da biomassa, sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos ou sólidos de biomassa com compostos polares com o solvente líquido-ou o solvente inclui a redução e/ou cisalhamento do tamanho e forma das partículas da biomassa, sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos ou sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares no pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua.
[0115] Modalidade 36. O método de qualquer uma das modalidades 16, 18, 19 ou 22-35, em que os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos são extraídos com o solvente polar orgânico por cerca de 1 a cerca de 8 horas.
[0116] Modalidade 37. O método de 16, 18, 19 ou 22-36 compreendendo ainda a etapa de filtrar a fração de produtos orgânicos polares para separar partículas sólidas finas após a separação sólido- líquido.
[0117] Modalidade 38. O método da modalidade 16, 18, 19 ou 22 37, compreendendo ainda a etapa de obter uma subfração orgânica polar enriquecida para um lubrificante, um ingrediente cosmético, um feromônio de inseto, um vedante, um adesivo, um tensoativo, ou um emulsificante da fração de produtos orgânicos polares.
[0118] Modalidade 39. O método da modalidade 38, em que a subfração orgânica polar é enriquecida por pelo menos um dos ácidos 18-oxo-nonadecanoico, éster etílico do ácido palmítico, ácido oleanólico, colecalciferol, ácido 17-hidroxi-9Z-octadecenoico, esfingosina, ácido 12-oxo-9-octadecinoico, cis-5-tetradecenoilcarnitina, ácido azelaico, mono-oleína, ácido beta-hidroxipalmítico, ácido dodecilbenzenossulfônico, ácido cis-9-hexadecenoico ou um isômero dos mesmos.
[0119] Modalidade 40. O método de qualquer uma das modalidades 17-38, em que o solvente orgânico não polar compreende um hidrocarboneto com 1 a 16 átomos de carbono.
[0120] Modalidade 41. O método da modalidade 40, em que o hidrocarboneto é selecionado do grupo que consiste em alcanos com 4 a 9 átomos de carbono, cicloalcanos e com 5 a 10 átomos de carbono, cicloalcanos substituídos por alquila com 5 a 10 átomos de carbono, compostos aromáticos com 6 a 12 átomos de carbono e compostos aromáticos substituídos por alquila com 7 a 12 átomos de carbono.
[0121] Modalidade 42. O método da modalidade 40, em que o solvente orgânico não polar compreende n-hexano, hexanos misturados, ciclo-hexano, n-pentano, pentanos misturados, 2- metilpentano, 3-metilpentano, 2,3-dimetilbutano, 2-2- dimetilbutano, metilciclopentano, tolueno, xileno, tetra-hidrafurano ou uma mistura dos mesmos.
[0122] Modalidade 43. O método de qualquer uma das modalidades 17-42, em que os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares são extraídos com o solvente orgânico não polar por cerca de 1 hora a cerca de 8 horas.
[0123] Modalidades 44. O método de qualquer uma das modalidades 17-43, em que os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares são extraídos com o solvente orgânico não polar à pressão atmosférica e a uma temperatura abaixo ou no ponto de ebulição do solvente orgânico não polar à pressão atmosférica.
[0124] Modalidade 45. O método de qualquer uma das modalidades 17-43, em que os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares são extraídos com o solvente não polar orgânico a uma temperatura acima do ponto de ebulição do solvente orgânico não polar à pressão atmosférica e a uma pressão acima da pressão atmosférica.
[0125] Modalidade 46. O método de qualquer uma das modalidades 17-45, em que a separação da fração de solvente não polar contendo borracha dos sólidos de biomassa gastos é realizada por centrifugação, filtração, sedimentação, flotação de gás dissolvido ou uma combinação dos mesmos.
[0126] Modalidade 47. O método de qualquer uma das modalidades 17-45, em que pelo menos 80%, 90%, 95%, 98% ou 99% em peso seco da borracha natural contida em um estoque de alimentação de biomassa ou de sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares é extraída na fração de solvente não polar.
[0127] Modalidade 48. O método da modalidade 17-46 ou 47, compreendendo ainda pelo menos uma das seguintes etapas de: (a) filtrar a fração de solvente não polar contendo borracha; (b) destilar ou evaporar pelo menos metade do solvente orgânico não polar, mantendo a borracha em solução para obter uma solução concentrada de borracha; (c) adicionar um antioxidante a uma solução concentrada de borracha; (d) adicionar um solvente polar orgânico resfriado à solução de borracha concentrada de (b) ou (c) para precipitar a borracha natural;(e) resfriar ainda mais a mistura do solvente polar orgânico e solvente orgânico não polar e borracha precipitada para formar um precipitado de borracha gelatinosa e um solvente orgânico líquido misturado. (f) separar e remover o precipitado de borracha gelatinosa do solvente orgânico líquido misturado; (g) formar e/ou moldar o precipitado de borracha gelatinosa e/ou remover ainda uma porção do solvente orgânico líquido misturado; (h) secar precipitado de borracha gelatinosa formado e/ou moldado para obter um produto de borracha sólida seca; (i) qualquer combinação das etapas (a) - (h).
[0128] Modalidade 49. O método da modalidade 48, em que a planta é do gênero Taraxacum, em que a biomassa é obtida de partes da planta Taraxacum compreendendo folhas, caules, flores, raízes, coroas ou uma combinação dos mesmos, e em que a borracha contendo fração de solvente não polar, precipitado de borracha gelatinosa ou borracha sólida seca compreende poli-isopreno com pelo menos um de: (i) uma distribuição de peso molecular unimodal com uma Polidispersividade (P) de 1,1 a 4 e um peso molecular médio ponderado de cerca de 1,0 x 106 a 5,0 x 106gramas por mol, em que a Polidispersividade e o peso molecular médio ponderado são determinados por um método analítico selecionado do grupo que consiste em Cromatografia de Permeação em Gel (GPC) em combinação com Detecção por Dispersão de Luz Evaporativa (GPC- ELSD), GPC em combinação com dispersão de luz de múltiplos ângulos (GPC-MALS) e GPC em combinação com Índice de Refração (GPC-RI); (ii) um teor de cinzas inferior a 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2% ou 0,1%, em peso; e/ou (iii) um teor de nitrogênio inferior a 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2% ou 0,1% em peso.
[0129] Modalidade 50. O método da modalidade 48, em que a planta é do gênero Taraxacum, em que a biomassa é obtida de partes da planta Taraxacum compreendendo folhas, caules, flores, raízes, coroas ou uma combinação dos mesmos, e em que a borracha contendo a fração de solvente não polar, o precipitado de borracha gelatinosa ou a borracha sólida seca têm um teor de cinzas inferior a 0,5%, 0,4, 0,3, 0,2% ou 0,1% em peso e um teor de nitrogênio inferior a 0,5, 0,4%, 0,3%, 0,2% ou 0,1% em peso.
[0130] Modalidade 51. O método da modalidade 48, em que a planta é do gênero Taraxacum, em que a biomassa é obtida de partes da planta de Taraxacum compreendendo raízes, coroas ou uma combinação das mesmas e em que poli-isopreno na fração contendo borracha, precipitado de borracha gelatinosa ou borracha sólida seca tem uma distribuição de peso molecular essencialmente unimodal com uma Polidispersividade (P) de 1 a 4 e um peso molecular médio ponderado de cerca de 1,0 x 106 a 5,0 x 106 gramas por mol, em que a Polidispersividade e o peso molecular médio ponderado são determinados por um método analítico selecionado do grupo que consiste em (GPC) em combinação com a Detecção por Dispersão por luz Evaporativa (GPC-ELSD), GPC em combinação com dispersão de Luz de Múltiplos Ângulos (GPC- MALS) e GPC em combinação com Índice de Refração (GPC-RI).
[0131] Modalidade 52. O método da modalidade 48, em que a fração de solvente não polar contendo borracha, precipitado de borracha gelatinosa ou borracha sólida seca tem um teor de cinzas inferior a 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2% ou 0,1% em peso.
[0132] Modalidade 53. O método da modalidade 48, em que a planta é do gênero Taraxacum, em que a biomassa é obtida de partes da planta Taraxacum compreendendo folhas, caules, flores, raízes, coroas ou uma combinação dos mesmos, e em que a borracha contendo a fração de solvente não polar, o precipitado de borracha gelatinosa ou a borracha sólida seca têm um teor de nitrogênio inferior a 0,5% em peso.
[0133] Modalidade 54. O método de qualquer uma das modalidades 15-53 ou 54, em que o método é contínuo.
[0134] Modalidade 55. O método de qualquer uma das modalidades 15-53 ou 54, em que o método é semicontínuo ou em lote.
[0135] Modalidade 56. O método de qualquer uma das modalidades 17-54 ou 55, em que a biomassa gasta é seca com um teor líquido em ou abaixo de 0,1 por cento em peso.
[0136] Modalidade 57. O método da modalidade 56, em que a biomassa seca gasta é usada como estoque de alimentação para uma caldeira, estoque de alimentação para produção de biocombustível, suplemento de ração animal, isolamento de celulose, aditivo ou carga para painéis de partículas, melhoria do solo, suprimentos de construção ou qualquer combinação dos mesmos.
[0137] Modalidade 58. O sistema de processamento de qualquer uma das modalidades 1-14, em que pelo menos um primeiro e qualquer estágio CSTE subsequente dos estágios CSTE em pelo menos um sistema de extração têm: (i) uma entrada adaptada e configurada para receber o solvente líquido; (ii) uma entrada adaptada e configurada para receber a biomassa, os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos ou os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; ou (iii) uma combinação de uma entrada de (i) e uma entrada de (ii).
[0138] Modalidade 59. O sistema de processamento da modalidade 58, em que cada estágio CSTE dos estágios CSTE em pelo menos um sistema de extração tem: (i) uma entrada adaptada e configurada para receber o solvente líquido; (ii) uma entrada adaptada e configurada para receber a biomassa, os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos ou os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; ou (iii) uma combinação de uma entrada de (i) e uma entrada de (ii).
[0139] Modalidade 60. O método de qualquer uma das modalidades 15-56, ou 57, em que pelo menos um primeiro e qualquer estágio CSTE subsequente dos estágios CSTE em pelo menos um sistema de extração têm: (i) entrada adaptada e configurada para receber o solvente líquido; (ii) uma entrada adaptada e configurada para receber a biomassa, os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos ou os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; ou (iii) uma combinação de uma entrada de (i) e uma entrada de (ii).
[0140] Modalidade 61. O método da modalidade 60, em que cada estágio CSTE dos estágios CSTE em pelo menos um sistema de extração tem: (i) entrada adaptada e configurada para receber o solvente líquido; (ii) uma entrada adaptada e configurada para receber a biomassa, os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos ou os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; ou (iii) uma combinação de uma entrada de (i) e uma entrada de (ii).
Claims (7)
1. Sistema de processamento para obter uma fração de produtos orgânicos polares e sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares de uma planta portadora de borracha compreendendo: um sistema de extração, o sistema de extração caracterizado por uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) dispostos em comunicação fluida entre si em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) flua para um próximo estágio de extração agitada contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) na série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N), pelo menos um dos estágios de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) em cada sistema de extração possuindo uma entrada adaptada e configurada para receber um solvente orgânico líquido e uma entrada adaptada e configurada para receber sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos, em que o pelo menos um estágio de extração agitada contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) do sistema de extração é adaptado e configurado para receber sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) e um líquido solvente polar orgânico (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N), em que os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos são de uma planta portadora de borracha do gênero Taraxacum ou outra planta não Hevea, e em que o sistema de extração é adaptado e configurado para misturar os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos com o solvente polar orgânico de maneira que o sistema de extração gere a fração orgânica polar líquida e os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; e um separador sólido-líquido disposto em comunicação fluida com o último em série dos estágios de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N), em que o separador é adaptado e configurado para separar os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares da fração orgânica polar líquida; e compreendendo ainda um circuito de recirculação associado ao pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínuo, o circuito de recirculação tendo um dispositivo de redução de partículas e/ou alteração de forma.
2. Sistema de processamento para obter uma fração de solvente não polar contendo borracha e sólidos de biomassa gasta de uma planta portadora de borracha compreendendo: um sistema de extração, o sistema de extração caracterizado por uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) dispostos em comunicação fluida entre si em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) flua para um próximo estágio de extração agitada contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) na série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N), pelo menos um dos estágios de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) em cada sistema de extração possuindo uma entrada adaptada e configurada para receber um solvente líquido e uma entrada adaptada e configurada para receber sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares, em que o pelo menos um estágio da extração agitada contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) do sistema de extração é adaptado e configurado para receber os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares e um solvente orgânico não polar, em que os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares são de uma planta portadora de borracha do gênero Taraxacum ou outra planta não Hevea, e em que o sistema de extração é adaptado e configurado para misturar sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares com o solvente orgânico não polar de uma maneira que o sistema de extração gere a fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gasta; e um separador sólido-líquido disposto em comunicação fluida com um último em série dos estágios de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N), em que o separador é adaptado e configurado para separar os sólidos de biomassa gasta da fração de solvente não polar contendo borracha; e compreendendo ainda um circuito de recirculação associado ao pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínuo, o circuito de recirculação tendo um dispositivo de redução de partículas e/ou alteração de forma.
3. Sistema de processamento para obter uma fração contendo borracha de uma planta portadora de borracha, o sistema de processamento caracterizado pelo fato de que compreende: (a) um primeiro sistema de extração adaptado e configurado para: receber biomassa da planta ou partes da mesma e um solvente líquido compreendendo água, uma solução aquosa ou uma combinação dos mesmos; misturar a biomassa e o solvente líquido a uma temperatura de pelo menos de 50°C de uma maneira que o primeiro sistema de extração gere um líquido contendo carboidratos e sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos; e separar os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos do líquido contendo carboidratos; em que a planta portadora de borracha é do gênero Taraxacum ou é outra planta não Hevea; (b) um segundo sistema de extração adaptado e configurado para: receber os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos do primeiro sistema de extração e um solvente polar orgânico; misturar os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos com o solvente polar orgânico de maneira que o segundo sistema de extração gere uma fração orgânica polar líquida e sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; e separar a fração orgânica polar líquida e os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; e (c) um terceiro sistema de extração adaptado e configurado para: receber os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares do segundo sistema de extração e um solvente orgânico não polar; misturar os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares com o solvente orgânico não polar de uma maneira que o terceiro sistema de extração gere uma fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gastos; e separar a fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gasta; em que pelo menos um do primeiro, segundo ou terceiro sistemas de extração compreende uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua dispostos (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) em comunicação fluida entre si em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) flua para um próximo estágio de extração agitada contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) na série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N)de cada sistema de extração, pelo menos um dos estágios de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) em cada sistema de extração possuindo uma entrada adaptada e configurada para receber o solvente e uma entrada adaptada e configurada para receber a biomassa ou os sólidos, e cada sistema de extração compreendendo ainda um separador sólido-líquido disposto em comunicação fluida com um último em série dos estágios de extração de tanque agitado contínua (CSTE N) do respectivo sistema de extração, em que o separador sólido-líquido é adaptado e configurado para separar os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos, os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares ou os sólidos de biomassa gasta do líquido contendo carboidratos, da fração orgânica polar líquida ou da fração solvente não polar contendo borracha; e em que pelo menos um estágio CSTE está adaptado e configurado para receber e conter o solvente líquido a uma temperatura acima de 100°C e a uma pressão que é maior que a pressão atmosférica.
4. Sistema de processamento para obter uma fração contendo borracha de uma planta portadora de borracha, o sistema de processamento caracterizado pelo fato de que compreende: (a) um primeiro sistema de extração adaptado e configurado para: receber biomassa da planta ou partes da mesma e um solvente polar orgânico; misturar a biomassa com um solvente polar orgânico de maneira que um segundo sistema de extração gere uma fração orgânica polar líquida e sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; e separar a fração orgânica polar líquida e os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; e (b) o segundo sistema de extração adaptado e configurado para: receber os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares do primeiro sistema de extração e um solvente orgânico não polar; misturar os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares com o solvente orgânico não polar de uma maneira que o segundo sistema de extração gere uma fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gastos; e separar a fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gasta; em que pelo menos um do primeiro ou segundo sistemas de extração compreende uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) dispostos em comunicação fluida entre si em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) flua para um próximo estágio de extração de tanque agitada contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) na série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) de cada sistema de extração, pelo menos um dos estágios de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) em cada sistema de extração possuindo uma entrada adaptada e configurada para receber o solvente e uma entrada adaptada e configurada para receber a biomassa ou os sólidos, e cada sistema de extração compreendendo ainda um separador sólido-líquido disposto em comunicação fluida com um último em série dos estágios de extração de tanque agitado contínua (CSTE N) do respectivo sistema de extração, em que o separador sólido-líquido é adaptado e configurado para separar os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares ou os sólidos de biomassa gasta da fração orgânica polar líquida ou da fração de solvente não polar contendo borracha; e em que pelo menos um estágio CSTE é adaptado e configurado para receber e conter o solvente líquido a uma temperatura acima de 100°C e a uma pressão que é maior que a pressão atmosférica.
5. Método para extrair uma fração orgânica polar a partir de sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos de uma planta portadora de borracha, o método caracterizado por: introduzir um solvente polar orgânico e os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos em pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) de uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) dispostos em comunicação fluida entre si em série de tal modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) flua para um próximo estágio de extração agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) na série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N), em que a planta portadora de borracha é do gênero Taraxacum ou é outra planta não Hevea; misturar o solvente polar orgânico com os sólidos de biomassa desprovidos de carboidratos no pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N), de maneira a permitir que a fração orgânica polar associada ao sólido seja extraída no solvente polar orgânico; e introduzir um efluente a partir de pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) em um separador sólido-líquido para resultar em uma fração orgânica polar líquida e sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares separados; em que o solvente polar orgânico compreende um álcool com 1 a 8 átomos de carbono, uma cetona com 3 a 8 átomos de carbono, uma hidroxicetona com 3 a 8 átomos de carbono, um cetol, um éster com 3 a 8 átomos de carbono ou uma combinação deles.
6. Método para extrair uma fração de solvente não polar contendo borracha de sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares de uma planta portadora de borracha, o método caracterizado por: introduzir um solvente orgânico não polar e sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares em pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) de uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) dispostos em comunicação fluida entre si em série de tal modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) flua para um próximo estágio de extração agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) na série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N), em que a planta portadora de borracha é do gênero Taraxacum ou é outra planta não Hevea; misturar o solvente orgânico não polar com os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares no pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) de maneira a permitir que a borracha natural associada ao sólido seja extraída no solvente orgânico não polar; e introduzir um efluente a partir de pelo menos um estágio de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) em um separador sólido-líquido, resultando em uma fração de solvente não polar contendo borracha e sólidos de biomassa gasta separados; e em que o solvente orgânico não polar compreende um hidrocarboneto com 1 a 16 átomos de carbono.
7. Método para extrair uma fração de solvente não polar contendo borracha de uma planta portadora de borracha, o método caracterizado por: (a) introduzir em um primeiro sistema de extração biomassa da planta ou partes da mesma e um solvente polar orgânico; misturar a biomassa com o solvente polar orgânico para gerar uma fração orgânica polar líquida e sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares e separar a fração orgânica polar líquida e sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares; em que a planta portadora de borracha é do gênero Taraxacum ou é outra planta não Hevea; (b) introduzir em um segundo sistema de extração os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares do primeiro sistema de extração e um solvente orgânico não polar; misturar os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares com o solvente orgânico não polar para gerar uma fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gastos; e separar a fração de solvente não polar contendo borracha e os sólidos de biomassa gasta; em que pelo menos um do primeiro ou segundo sistemas de extração compreende uma pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) dispostos em comunicação fluida entre si em série, de modo que o efluente de um estágio de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) flua para um próximo estágio de extração agitada contínua na série da pluralidade de estágios de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) de cada sistema de extração, pelo menos um dos estágios de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) em cada sistema de extração possuindo uma entrada adaptada e configurada para receber o solvente e uma entrada adaptada e configurada para receber a biomassa ou sólidos, e cada sistema de extração compreendendo ainda um separador sólido-líquido disposto em comunicação fluida com um último em série dos estágios de extração de tanque agitado contínua (CSTE 1, CSTE 2, CSTE N) do respectivo sistema de extração, em que o separador sólido-líquido é adaptado e configurado para separar os sólidos de biomassa desprovidos de compostos polares ou os sólidos de biomassa gasta da fração orgânica polar líquida ou da fração de solvente não polar contendo borracha; e em que o método é contínuo.
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