BRPI1007372B1 - Aparelho para processar meios, sistema para produzir bioprodutos, sistema para produzirbioetanol e método para misturação rápida de meios - Google Patents

Abstract

"aparelho para processar meios, sistema para produzir bioprodutos, sistema para produzir bioetanol e método para misturação rápida de meios". a presente invenção refere-se a um aparelho, que pode ser parte de um sistema de pré-tratamento em uma usina para a produção de combustíveis, por exemplo, bioetanol, derivados de biomassa vegetal, por exemplo, colheitas de primeira geração, tais como, grão, cana de açúcar e milho ou colheitas de segunda geração, tal como, biomassa lignocelulósica. a invenção se refere a um aparelho para processar, tal como, amaciamento e misturação, pelo menos dois meios, tal como, um sólido, por exemplo, biomassa, e um fluido, por exemplo, vapor, a fim de render o primeiro meio suscetível à recepção eficiente de energia e/ou massa que é proporcionado através da liberação localizada do segundo meio. embora a descrição da presente invenção focalize na biomassa, se imagina que a invenção é geralmente aplicável para controlar a misturação de pelo menos dois meios ao cruzar sua corrente enquanto dispersa pelo menos um deles.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para APARELHO PARA PROCESSAR MEIOS, SISTEMA PARA PRODUZIR BIOPRODUTOS, SISTEMA PARA PRODUZIR BIOETANOL E MÉTODO PARA MISTURAÇÃO RÁPIDA DE MEIOS.

CAMPO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção refere-se a um processo e aparelho para processar, tal como, amaciamento e misturação, pelo menos dois meios, tal como, um sólido, por exemplo, biomassa, e um fluido, por exemplo, vapor, a fim de render o primeiro meio suscetível à recepção eficiente de energia e/ou massa que é proporcionado através da liberação localizada do segundo meio.

[002] Embora a descrição da presente invenção focalize na biomassa, se considera que a invenção é geralmente aplicável para controlar a misturação de pelo menos dois meios ao cruzar sua corrente enquanto dispersa pelo menos um deles.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [003] Entre os combustíveis derivados de biomassa vegetal, etanol recebeu atenção particular como uma substituição potencial ou suplemento para os produtos derivados de óleo.

[004] A produção de etanol a partir de biomassa é geralmente obtida através do processo de fermentação de matéria-prima biológica rica em açúcar ou amido, tal como grão, cana de açúcar ou milho, também referido como bioetanol de primeira geração.

[005] Para minimizar o custo de produção e aumentar o potencial do bioetanol produzido a partir da biomassa, é crucial o uso de biomassa lignocelulósica sob a forma de subprodutos de baixo custo a partir de horticultura, agricultura, silvicultura, madeireira, e similares; deste modo, por exemplo, materiais, tais como, palha, espigas de milho, resíduo florestal, serragem e aparas de madeira. O etanol produzido a partir deste tipo de biomassa também é referido como bioetanol de segunda

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 5/38

2/26 geração.

[006] A biomassa lignocelulósica contém polímeros de açúcar sob a forma de hemiceluloses e celulose. Antes que estes açúcares possam ser fermentados em etanol os polímeros de açúcar precisam ser quebrados em seus monômeros de açúcar. Um meio comum de quebrar os polímeros consiste em usar a hidrolise enzimática. Para aumentar a disponibilidade da biomassa para as enzimas, a biomassa lignocelulósica muitas vezes é submetida a um pré-tratamento termo/químico. Seguindo uma abordagem termoquímica, tal processo muitas vezes requer que a temperatura da matéria biológica seja aumentada até uma temperatura acima da temperatura de ebulição do líquido no qual a matéria biológica é contida. Portanto, alguém muitas vezes se depara com o problema de pressurizar uma pasta fluida ou uma polpa contendo a matéria biológica, de modo que a temperatura possa ser aumentada para temperaturas acima da temperatura de ebulição do líquido, enquanto mantém o fluido em um estado líquido. Quando se considera este problema na preparação de biomassa para fermentação, a temperatura da pasta fluida ou polpa contendo a matéria biológica precisa ser em torno de 140-200° a fim de que o processo de preparação seja realizado e esta é a questão da produção de energia de ativação suficiente no material.

[007] Outro problema, que é particularmente relevante na biomassa, é a taxa de alteração da temperatura da pasta fluida ou polpa contendo a matéria biológica. Descobriu-se que a taxa de alteração da temperatura deve ser tão alta quanto possível para reduzir o tempo em temperatura elevada para reduzir a quantidade de reações químicas colaterais indesejadas. De maneira ótima, o tempo em temperatura elevada deve ser reduzido a apenas o tempo que levar para as reações desejadas ocorrerem na temperatura desejada.

[008] Um problema relevante particular a ser solucionado consiste

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 6/38

3/26 em evitar o superaquecimento da pasta fluida ou polpa contendo a matéria biológica. Tal superaquecimento significa que a pasta fluida ou polpa é aquecida a uma temperatura acima da temperatura desejada intencionada. Tal superaquecimento resulta no fato de que reações colaterais indesejadas podem ocorrer tornando a qualidade da pasta fluida ou polpa preparada inferior. Muitas vezes o superaquecimento é o resultado da aplicação local de calor na pasta fluida ou polpa, por exemplo, através de uma superfície de aquecimento que é aquecida a uma temperatura acima da temperatura de reação desejada a fim de produzir a condução térmica através da pasta fluida ou polpa com base em um gradiente de temperatura. Em outra situação que tende a limitar o problema de superaquecimento, o vapor muitas vezes é usado para aquecer a pasta fluida ou polpa e é introduzido como vapor em um reator e a condensação do vapor tende a limitar a transferência de calor e o superaquecimento.

[009] Entretanto, tal introdução de vapor requer longo tempo de aquecimento, à medida que muitas vezes as partículas a serem aquecidas tendem a se aglomerar e, portanto, se tal aglomeração ocorre, o volume total das partículas aglomeradas aumenta menos que a superfície total das partículas aglomeradas, isto é, a razão entre volume e superfície é reduzida através da aglomeração. Além disso, o transporte do calor para dentro das partículas é governado pelo gradiente de temperatura na superfície das partículas e, portanto, um objetivo é tornar este gradiente tão íngreme quanto possível.

[0010] À medida que a difusão de massa, em princípio, é governada pelas mesmas medidas, as considerações acima também são relevantes para a difusão de massa em partículas.

[0011] Outro problema, particularmente relevante é que em muitos destes processos conhecidos, fragmentação/redução em partículas da matéria-prima é efetuada por um processo em que a energia consumida

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 7/38

4/26 se dissipa a partir da matéria-prima para os arredores. Isto ocorre devido ao fato de que geralmente fragmentação/redução em partículas da matéria-prima é realizada a montante do processo de aquecimento que causa uma perda relevante da energia de processamento.

[0012] A US 5 590 961 descreve um método para injetar um primeiro fluido em um segundo fluido para proporcionar um aumento de temperatura rápido do segundo fluido que evita a destruição das propriedades funcionais do segundo fluido.

[0013] A US 4303470 descreve um processo e aparelho para misturar substâncias químicas com uma polpa de madeira. Em um exemplo, a substância química é oxigênio que é transportado para os rotores de um misturador através de tubos. Por sua vez, as passagens radiais transportam o oxigênio até a tubulação externa e até a polpa através de uma passagem central do corpo de rotor. O uso do aparelho se limita a misturar a substância química e polpa de madeira à medida que nenhum elemento de corte, moagem e trituração se encontra presente.

[0014] O documento US 2006/120212 A1 descreve um dispositivo de agitação e misturação que tem um tubo de introdução que compreende uma porta de introdução de pó, pelo menos uma porta de introdução de líquido que é disposta abaixo dos arredores da porta de introdução de pó, um alimentador que transporta pó e uma mistura de pó e líquido, uma fonte de acionamento de rotação oscilatória que gira o alimentador de uma maneira oscilatória.

[0015] O documento EP 0 370 181 A1 descreve um misturador anular para a molhagem de matéria sólida, em particular para a molhagem de material fibroso com um agente de ligação, uma pluralidade de dispositivos de corte é proporcionada a jusante de uma zona de molhagem e uma zona de misturação secundária subsequente e a montante de uma saída, em um plano radial relativo ao eixo, para a

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 8/38

5/26 separação confiável de agrupamentos.

[0016] O documento EP 1 847 621 A1 descreve um processo para a produção de açucares simples que começam a partir de material de celulose que compreende as etapas de alimentar um fluxo contínuo do material de celulose ou uma mistura composta do material de celulose e água em um turbo-reator que compreende um corpo tubular cilíndrico de eixo geométrico horizontal, dotado de pelo menos uma abertura para introduzir o material de celulose ou a mistura e reagentes, pelo menos uma abertura de descarga do material tratado e um rotor com lâmina, suportado de maneira giratória no corpo tubular cilíndrico onde é colocado em rotação, a fim de dispersar o dito fluxo contínuo de material de celulose ou sua mistura em um fluxo de partículas de material de celulose.

[0017] O documento WO 2008/080366 A1 descreve um aparelho de processamento de material que inclui um primeiro elemento e um segundo elemento giratório em relação ao primeiro elemento e pelo menos parcialmente recebido dentro do primeiro elemento. Os primeiro e segundo elementos formam uma passagem de processamento anular entre estes.

[0018] De acordo com o que foi dito, um problema total a ser solucionado consiste em reduzir uma estrutura coerente de matériaprima em partículas separadas enquanto produz ao mesmo tempo e o contato íntimo entre as partículas e um meio a fim de trocar de maneira eficiente a energia e/ou massa.

[0019] Muitas vezes a temperatura almejada se encontra acima da temperatura de ebulição do meio introduzido na pressão atmosférica e, portanto, a pressão precisa ser elevada acima da pressão atmosférica. Consequentemente, um problema total a ser solucionado consiste em produzir um tamanho de partícula uniforme a partir de um material não homogêneo em um aparelho sob pressão enquanto produz ao mesmo

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 9/38

6/26 tempo um contato íntimo entre as partículas produzidas e o meio para permitir uma reação química, um aumento de temperatura ou uma combinação destes. Deste modo, até agora o problema de misturar de maneira eficiente dois meios reduzindo uma estrutura coerente de um primeiro meio em partículas separadas, enquanto produz ao mesmo tempo e o contato íntimo entre as partículas e um segundo meio a fim de trocar de maneira eficiente energia e/ou massa ainda não foi superado de maneira efetiva e a presente invenção busca pelo menos mitigar alguns dos problemas relacionados a isto.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0020] Consequentemente, a invenção busca preferencialmente mitigar, aliviar ou eliminar uma ou mais das desvantagens acima de maneira única ou em qualquer combinação. Em particular, pode-se observar como um objetivo da presente invenção proporcionar um aparelho para processar, tal como, amaciamento e misturação, pelo menos dois meios que têm simultaneamente a função de i) render o primeiro meio suscetível à recepção eficiente de energia e/ou massa e ii) proporcionar tal energia ou massa através da liberação localizada de um segundo meio no primeiro meio. Um objetivo adicional da presente invenção consiste em proporcionar uma alternativa vantajosa para a técnica anterior ao proporcionar um aparelho de processamento em que o amaciamento e misturação são realizados em uma pressão mais alta que a pressão atmosférica.

[0021] O aparelho descrito pode ser parte de um sistema de prétratamento em uma usina para a produção de bioetanol. O aparelho pode receber a biomassa previamente reduzida em polpa ou pasta fluida através de um sistema de pré-processamento que inclui meios para fragmentar, imergir biomassa, isto é, produzir uma polpa. A fragmentação é usada no presente documento para denotar o processo de redução em pequenos pedaços ou partículas. Antes de ser

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 10/38

7/26 alimentada no aparelho a dita biomassa pode ser desidratada para reduzir seu teor de água e, portanto, obter um processamento mais eficiente. Este processo de desidratação pode realizado em uma pressão mais alta ou igual à pressão dentro do aparelho, a fim de criar uma condição de fluxo pistonado e evitar o problema instantâneo posterior, isto é, material forçado como vapor muito quente, amônia ou, em geral, substâncias químicas e outras misturas gasosas fora do aparelho a montante na usina de bioetanol. O aparelho, portanto, pode receber uma alimentação contínua de biomassa em uma pressão que é mais alta ou igual à pressão dentro do aparelho. Embora a descrição da presente invenção focalize na biomassa, se considera que a invenção geralmente é aplicável para controlar o processamento de pelo menos dois meios ao atravessar suas correntes enquanto dispersa pelo menos um deles.

[0022] Este objetivo e diversos outros são atingidos ao proporcionar, em um primeiro aspecto da invenção um aparelho para processar pelo menos dois meios, o processamento que compreende amaciamento e misturação, o aparelho que compreende: i) um compartimento que tem pelo menos uma entrada para um primeiro meio, ii) meios de rotação dentro do compartimento, os ditos meios de rotação que compreendem protuberâncias e que geram zonas de misturação enquanto são girados, iii) pelo menos uma entrada para alimentar um segundo meio nas ditas zonas de misturação, iv) pelo menos uma saída para o dito primeiro meio após ser misturado com o dito segundo meio; em que a dita entrada para o dito primeiro meio é adaptada para avançar o primeiro meio em direção aos meios de rotação em uma direção que é paralela ou substancialmente paralela a um raio dos meios de rotação.

[0023] A zona de misturação é definida no presente documento como a área entre os meios de rotação e a parede interna do

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 11/38

8/26 compartimento.

[0024] O avanço do primeiro meio em direção aos meios de rotação na direção que é paralela ou substancialmente paralela a seu raio proporciona um efeito de fragmentação que é vantajoso à medida que este leva a uma fragmentação, amaciamento e dispersão melhor e mais eficiente do meio.

[0025] O avanço do primeiro meio em direção aos meios de rotação é realizado na condição à prova de fluidos que fornece também a vantagem adicional de proporcionar um isolamento térmico a jusante e mais eficiente do reator. Os exemplos de meios de rotação são rotores, discos rotativos, cilindros rotativos com protuberâncias tipo lâminas de corte.

[0026] Conforme indicado, mais de dois meios podem ser introduzidos. Por exemplo, três meios como biomassa, gás quente, tal como, vapor e um agente oxidante, tal como, gás oxigênio ou ozônio podem ser introduzidos no aparelho. Neste caso, os meios podem ser introduzidos combinados de maneira singular, simultânea ou sequencial.

[0027] Em uma modalidade, a introdução de oxigênio é separada da introdução de vapor, por exemplo, a oxidação é realizada a jusante em uma câmara separada, que é isolada por uma tampa da câmara em que a corrente é introduzida. Esta modalidade pode ter a vantagem de permitir a transferência de calor entre o vapor e a biomassa evitando qualquer influência devido ao seguinte processo de oxidação. A tampa tem a função de permitir a alimentação entre as câmaras evitando a interferência entre os dois processos de transferência de calor e oxidação. Em uma modalidade, o aparelho de acordo com o primeiro aspecto da invenção é adaptado para operar com um material com um teor de sólido seco entre 0 e 100 por cento como o primeiro meio.

[0028] A biomassa recebida pelo aparelho pode ter a consistência

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 12/38

9/26 de uma polpa, lama, pasta fluida ou sólido desidratado, tal como, biomassa desidratada. A polpa não presente documento é usada para denotar uma mistura de biomassa em um meio líquido, geralmente, água. A pasta fluida é usada para denotar uma suspensão de partículas de biomassa insolúveis, geralmente, em água. O teor de sólido seco depende da eficiência do processo de desidratação anterior e da natureza, fragmentação, teor, tamanho de partícula e distribuição da biomassa introduzida.

[0029] Em uma modalidade adicional, o aparelho, de acordo com a invenção compreende adicionalmente meios de pressurização para pressurizar o dito primeiro meio, de modo que o dito primeiro meio quando dentro da dita entrada para o dito primeiro meio seja pressurizado. O aparelho, portanto, pode receber uma alimentação de biomassa pressurizada que proporciona uma vedação à prova de fluidos do aparelho.

[0030] Em outra modalidade, no aparelho, de acordo com a invenção, os meios de pressurização proporcionam uma pressão dentro da entrada para o dito primeiro meio mais alto ou pelo menos igual à pressão dentro do compartimento. A alimentação dentro do aparelho de uma biomassa pressurizada em pressão que é mais alta ou igual à pressão dentro do aparelho fornece diversas vantagens. Em particular, a mesma proporciona segurança contra danos ao sistema causados pelo problema instantâneo posterior, isto é, material forçado como vapor muito quente, amônia ou, em geral, substâncias químicas e outras misturas gasosas fora do aparelho e a montante no sistema.

[0031] Em outra modalidade, no aparelho, de acordo com a invenção, os meios de pressurização são ou compreendem uma prensa de parafuso.

[0032] Neste caso, o transporte, desidratação e compactação da biomassa são realizados ao mesmo tempo antes da introdução no

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 13/38

10/26 aparelho, por exemplo, através de uma prensa de parafuso. A alimentação de parafuso é construída, de modo que a biomassa sob a forma de polpa é desidratada e compactada durante seu transporte em direção à entrada do primeiro meio com o objetivo de produzir um tampão que é destinado a obter uma vedação à prova de fluidos do aparelho. Portanto, o primeiro meio entra no aparelho sob a forma de uma polpa compactada. A compactação e desidratação do material também são vantajosas à medida que a eficiência de troca de calor no material é altamente dependente de seu teor de água.

[0033] Em uma modalidade preferida, o aparelho, de acordo com a invenção, compreende adicionalmente meios de pressurização para proporcionar uma pressão dentro do compartimento acima da pressão atmosférica.

[0034] A pressão dentro do compartimento pode ser proporcionada por uma ou mais bombas. Por exemplo, a pressão pode ser proporcionada por uma bomba, tal como, compressor de ar que mantém a pressão dentro do compartimento em um valor desejado, a fim de realizar o processamento da biomassa, o valor que geralmente se encontra acima da pressão atmosférica.

[0035] Em uma modalidade adicional, o aparelho, de acordo com a invenção, é adaptado para operar com gás aquecido, tal como, vapor como o segundo meio.

[0036] O vapor é usado para denotar o vapor d'água como a fase de gás da água.

[0037] A condensação imediata do vapor quando em contato com a biomassa fragmentada, amaciada e dispersa promove a troca de calor eficiente e rápida entre o vapor e a biomassa.

[0038] O aquecimento rápido é particularmente vantajoso para reduzir a quantidade de reações químicas colaterais indesejadas. A taxa de alteração da temperatura entre a temperatura ambiente e a

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 14/38

11/26 temperatura desejada de uma pasta fluida ou polpa contendo matéria biológica precisa ser tão alta quanto possível para reduzir o time em temperatura elevada. De maneira ótima, o tempo em temperatura elevada deve ser reduzido a apenas o tempo que levar para as reações desejadas ocorrem na temperatura desejada.

[0039] A temperatura elevada é usada para denotar uma temperatura acima de uma determinada temperatura de linha de base em que a matéria biológica não é ativa, isto é, não é submetida a processos químicos/físicos, tais como, os processos considerados como processos de degradação em usina de produção de bioetanol.

[0040] O uso de vapor também soluciona o problema relacionado a uma troca de calor eficiente entre o material e o meio. O transporte de calor é altamente dependente do teor de água do material, que significa que o teor de água alto tende a favorecer uma condução rápida de calor internamente no material considerando que o teor de água baixo tende a limitar a condução de calor internamente no material. Por outro lado, o teor de água alto irá produzir uma transferência de calor ineficiente à medida que a maior parte do calor será usada para aumentar a temperatura da água contida no material. Ao usar vapor sobre o material particulado com um baixo teor de água uma transferência de calor eficiente pode ser obtida.

[0041] Em uma modalidade, o aparelho de acordo com o primeiro aspecto da invenção, é adaptado para operar com um agente químico como o segundo meio. Um agente químico pode ser, por exemplo, amônia ou ácido sob a forma de líquido ou vapor, que pode ser introduzido para induzir uma reação nas superfícies recentemente ativadas do primeiro meio, tal como, material de biomassa.

[0042] O aparelho, portanto, pode operar como um reator químico onde as superfícies recentemente ativadas de um a primeiro meio são produzidas, isto é, através de amaciamento, fragmentação e dispersão

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 15/38

12/26 e um segundo meio, por exemplo, um reagente químico, é introduzido mudando o processamento de meio para um processo de reação altamente eficiente.

[0043] Em outra modalidade, o aparelho, de acordo com o primeiro aspecto da invenção, é adaptado para operar com um agente oxidante como o segundo meio. Um agente oxidante pode ser gás oxigênio que introduzido no aparelho, produz a oxidação do primeiro meio, tal como, material de biomassa. O segundo meio mencionado acima também pode ser introduzido de maneira singular, simultânea ou sequencialmente combinada a fim de ser misturado com o primeiro meio.

[0044] Em outra modalidade, o aparelho, de acordo com o primeiro aspecto da invenção, compreende adicionalmente meios de dosagem para dosar o dito segundo meio nas ditas zonas de misturação.

[0045] A liberação do segundo meio pode ser controlada por meios de dosagem, tal como, uma bomba para otimizar o teor e o tempo correto de liberação do segundo meio.

[0046] Em uma modalidade, o aparelho de acordo com o primeiro aspecto da invenção, compreende adicionalmente canais situados nos meios de rotação para dosar/injetar o dito segundo meio nas ditas zonas de misturação. O aparelho tem a vantagem de produzir superfícies recentemente ativadas de um primeiro meio através de amaciamento, fragmentação e dispersão e, portanto, a introdução de um segundo meio através destes canais situados nos meios de rotação no tempo e ponto de ativação das superfícies tem a vantagem de aprimorar a eficiência de processamento. Estes canais podem ter diferentes formatos e tamanhos e podem ser ou compreender inúmeros canais tubulares em posição mutuamente equidistante de maneira substancial.

[0047] Quando o gás aquecido, tal como, vapor é usado como o segundo meio, a injeção na zona de misturação em contato íntimo com

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 16/38

13/26 o primeiro meio pode ser vantajosa para solucionar o problema de superaquecimento do primeiro meio. Muitas vezes o superaquecimento é o resultado do aquecimento local da superfície do primeiro meio em uma temperatura acima da temperatura desejada para compensar o gradiente de temperatura que irá se desenvolver ao longo do primeiro meio. O aquecimento do primeiro meio particulado, que contém partículas com alta superfície e baixo volume, através da condensação localizada de vapor proporciona um aquecimento homogêneo do meio evitando o superaquecimento das superfícies.

[0048] Em algumas modalidades, os meios de rotação compreendem elementos adaptados para proporcionar uma queda de pressão do segundo meio introduzido nas zonas de misturação, tal como, proporcionar condições de vapor de flash. O 'vapor de flash' é liberado quando, seguindo a condensação ao redor dos elementos de processamento tais como, elementos de corte, moagem e trituração, uma queda de pressão ocorre.

[0049] Em outras modalidades, os canais do aparelho, de acordo com uma modalidade, são adaptados para dosar/injetar o dito segundo meio na extremidade das ditas protuberâncias mais próximas ao centro dos ditos meios de rotação.

[0050] Os meios de rotação podem ser ou compreender elementos em formato de disco.

[0051] Os elementos em formato de disco podem ser empilhados a fim de proporcionar um cilindro rotativo como meios de rotação.

[0052] Em outra modalidade do aparelho, de acordo com o primeiro aspecto da invenção, os ditos meios de rotação são ou compreendem um cilindro rotativo.

[0053] Através do controle da velocidade de rotação e do número de protuberâncias dos meios de rotação e a velocidade de avanço do primeiro meio em direção aos meios de rotação a profundidade de corte

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 17/38

14/26 do primeiro meio pode ser definida e, portanto, as aparas e tamanho de partículas do primeiro meio podem ser ajustados e um valor desejado. Em uma modalidade, em um aparelho, de acordo com o primeiro aspecto da invenção, os ditos meios de rotação são ou compreendem uma série de discos e espaçadores empilhados. Em algumas outras modalidades, de acordo com esta modalidade anterior, os ditos discos e espaçadores compreendem adicionalmente canais radiais embutidos. [0054] Em uma modalidade adicional do aparelho, de acordo com o primeiro aspecto da invenção, os ditos meios de rotação compreendem uma pluralidade de protuberâncias que geram distribuição de velocidade de flutuação, tal como, o fluxo dominado por vórtice do meio. [0055] O fluxo turbulento gerado ao girar as protuberâncias de disco apropriadamente projetadas, pode aprimorar a eficiência de processamento do meio ao aumentar a misturação entre o primeiro meio, tal como, polpa e o segundo meio, tal como, um agente líquido. O vórtice é usado no presente documento para denotar um fluxo de giro, turbulento de fluido/gás. Geralmente, o movimento do fluido gira rapidamente ao redor de um centro. A velocidade e taxa de rotação do fluido são maiores no centro, e diminuem progressivamente distantes do centro.

[0056] Em outras modalidades, as protuberâncias dos elementos de rotação compreendem elementos de processamento, tais como, elementos de corte, moagem e trituração.

[0057] Em uma modalidade, o aparelho, de acordo com a invenção, é adaptado para proporcionar um avanço do dito primeiro meio na dita entrada entre 10 nm e 30 mm por revolução dos meios de rotação. [0058] O avanço do primeiro meio, também referido como radial na alimentação pode ser realizado em uma taxa determinada a fim de otimizar a velocidade total do processo.

[0059] Em outra modalidade do aparelho, de acordo com o primeiro

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 18/38

15/26 aspecto da invenção, os ditos meios de rotação são ou compreendem meios de transporte. Os meios de rotação também podem proporcionar o transporte do primeiro meio ou da mistura dos primeiro e segundo meios através do aparelho a partir da entrada do primeiro meio até a saída do material processado. Pretende-se que o objetivo da invenção e diversos outros objetivos sejam obtidos em um segundo aspecto da invenção ao proporcionar um sistema para produzir a partir de biomassa, o sistema que compreende: i) um subsistema de préprocessamento para coletar, transportar, reduzir à polpa, fragmentação e distribuição do material para um aparelho de processamento, ii) um aparelho de processamento, de acordo com o primeiro aspecto da invenção, iii) uma câmara de reator para alterar a estrutura química e/ou física, do dito material.

[0060] Em uma modalidade, pretende-se que o objetivo da invenção e diversos outros objetivos sejam obtidos ao proporcionar um sistema para produzir bioetanol, de acordo com o segundo aspecto da invenção. [0061] A invenção se refere em um terceiro aspecto a um método que é adaptado para permitir o processamento de pelo menos dois meios que utilizam um aparelho de processamento, de acordo com o primeiro e o segundo aspecto da invenção. A invenção se refere adicionalmente a um método para processar pelo menos dois meios que utilizam um aparelho de processamento, de acordo com o primeiro e o segundo aspecto da invenção, em que a operação do dito aparelho compreende a injeção/dosagem do dito segundo meio na dita zona de misturação enquanto o dito primeiro meio está sendo fragmentado.

[0062] A invenção se refere adicionalmente a um método que utiliza um aparelho de processamento, de acordo com o primeiro aspecto da invenção em que, quando o dito aparelho para processamento for adaptado para operar com gás aquecido, tal como, o vapor como o segundo meio, a operação do dito aparelho produz a transferência de

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 19/38

16/26 calor entre o dito gás aquecido e o dito primeiro meio. A difusão de calor entre o vapor e o primeiro meio, tal como, polpa de biomassa produz um aumento de temperatura rápido no primeiro meio.

[0063] A invenção também se refere a um método para misturar pelo menos dois meios através de meios de injeção localizada de pelo menos um meio em um segundo meio, enquanto o dito segundo meio está sendo processado para obter um contato íntimo entre os meios. Uma vantagem deste método pode ser a possibilidade de evitar a perda de energia à medida que a injeção de um segundo meio, tal como, vapor ocorre enquanto o processamento mecânico do primeiro meio, tal como, biomassa, está ocorrendo. Deste modo, a energia mecânica adicionada é preservada e incluída no processamento sem perdas de calor e um segundo aquecimento potencial pode ser reduzido. Em algumas modalidades, tal segundo aquecimento não é necessário e uma etapa de resfriamento da biomassa pode ser introduzida.

[0064] A invenção também se refere a um método para abrir estruturas de materiais orgânicos, tais como, materiais à base de lignocelulose.

[0065] Os primeiro e segundo aspectos da presente invenção podem ser combinados com quaisquer outros aspectos. Estes e outros aspectos da invenção serão aparentes e elucidados com referência às modalidades posteriormente descritas no presente documento.

[0066] No presente contexto inúmeros termos são usados de uma maneira usual para uma pessoa versada na técnica. Entretanto, a fim de especificar os recursos compreendidos em alguns dos termos uma definição geral sobre alguns dos termos é apresentada abaixo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0067] O aparelho, de acordo com a invenção, será descrito agora em mais detalhes em relação às ffiguras em anexo. As ffiguras mostram um modo de implementação da presente invenção e não deve ser

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 20/38

17/26 construída como limitativa de outras possíveis modalidades que se encontram dentro do escopo da reivindicação em anexo.

[0068] A figura 1 mostra uma representação esquemática de uma vista em corte transversal axial de um dispositivo que compreende o aparelho, de acordo com a invenção, que inclui o motor, engrenagem e mancal situados fora do aparelho.

[0069] A figura 2 mostra uma vista em corte transversal parcial ampliada da modalidade preferida do aparelho, de acordo com a invenção, onde 4 zonas são identificadas com base no processo de transporte dominante, que inclui uma zona dominada por fluxo regular, uma zona dominada por fluxo turbulento, uma zona dominada por vórtice, uma zona dominada por gravidade.

[0070] A figura 3 mostra uma vista em corte transversal axial da modalidade preferida da invenção ao longo da linha I-I na figura 2. A figura 4 mostra uma vista em corte transversal parcial ampliada da modalidade preferida ao longo da linha I-I na figura 2.

[0071] A figura 5 mostra uma representação esquemática de uma vista frontal de um disco e um elemento espaçador (figura 5a) e uma vista em perspectiva (figura 5b) das pilhas de discos giratórios e elementos espaçadores em uma modalidade específica da invenção.

[0072] A figura 6 mostra uma vista em corte transversal parcial ampliada de um disco, de acordo com uma modalidade da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE UMA MODALIDADE [0073] Embora a presente invenção tenha sido descrita em conexão com as modalidades especificadas, a mesma não deve ser construída sendo limitada de nenhum modo aos exemplos apresentados. O escopo da presente invenção é especificado através do conjunto de reivindicações em anexo. No contexto das reivindicações, os termos que compreende ou compreende não excluem outros possíveis elementos ou etapas. Também, a menção de referências, tais como,

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 21/38

18/26 um ou uma etc., não deve ser construída para excluir uma pluralidade. O uso de referências numéricas nas reivindicações em relação aos elementos indicados nas figuras também não deve ser construído para limitar o escopo da invenção. Além disso, os recursos individuais mencionados nas reivindicações diferentes podem ser possivelmente combinados de maneira vantajosa, e a menção destes recursos em reivindicações diferentes não exclui que uma combinação de recursos não é possível e vantajosa.

[0074] A figura 1 mostra uma representação esquemática de uma vista em corte transversal axial de um dispositivo 100 para processar dois meios, por exemplo, um sólido, tal como, polpa e um líquido, tal como, água ou um gás, tal como, vapor. O dispositivo compreende um alojamento 101, tal como, um recipiente cilíndrico que compreende o aparelho, de acordo com a invenção, aqui referido como a primeira câmara de reação 102 e uma segunda câmara de reação 103. As duas câmaras são conectadas por meio de uma tampa 104. A orientação do dispositivo 100 é mostrada na figura 1 perpendicular à ação da gravidade. Em outra modalidade, o dispositivo pode ser orientado paralelo à ação da gravidade. Neste último caso, a influência da ação da gravidade no movimento do meio é adicionalmente aumentada.

[0075] O dispositivo pode ficar sob pressão com a vantagem de permitir o uso de vapor. Entretanto, outros gases ou fluidos podem ser usados no dispositivo sob pressão. O dispositivo também pode operar de maneira vantajosa usando vapor superaquecido.

[0076] O vapor superaquecido é definido no presente documento como vapor em uma temperatura mais alta que sua temperatura, isto é, ponto de ebulição. A temperatura de saturação é a temperatura para uma pressão de saturação correspondente em que um líquido ferve em sua fase de vapor. Para aumentar a temperatura do vapor mais alta que sua temperatura saturada em pressão atmosférica, a pressão no

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 22/38

19/26 dispositivo é elevada a valores mais altos que a pressão atmosférica. O vapor, então, é descrito como superaquecido pelo número de graus de temperatura que este foi aquecido acima da temperatura de saturação. [0077] Um motor de velocidade variável externa 105 que inclui a engrenagem 106 e os mancais 107 e meios de rotação 111 também é mostrado na figura.

[0078] A primeira câmara de reação 102 compreende um compartimento 108, uma entrada para o material a ser processado 109, uma série de elementos de rotação 110 e uma tampa 104. A primeira câmara de reação compartimento 108 tem um formato cônico com o ápice em direção ao motor e a base em direção à segunda câmara 103. O formato cônico facilita o fluxo dos materiais processados, tal como, polpa, em direção à segunda câmara de reação 103 por meio de gravidade. A base do compartimento cônico é a tampa 104 da primeira câmara de reação 102 que permite que os materiais fluam entre a primeira e a segunda câmara de reação 103. A tampa permite a alimentação contínua na segunda câmara de reação 103 e proporciona uma barreira para a corrente posterior de reagentes presentes na segunda câmara de reação 103. A tampa 104, portanto, delimita a área da primeira câmara de reação 102 e evita a mistura entre o ambiente da primeira câmara de reação e a emissão dos seguintes processos de reação que podem ocorrer na segunda câmara de reação 103.

[0079] Os elementos de rotação 110, que são conectados através de um meio de rotação 111 ao motor de velocidade variável 105 têm as função de i) proporcionar fragmentação, dispersão e amaciamento do material introduzido através da entrada 109 e ii) expor o dito material a uma meio para permitir a interação rápida, tal como, misturação/reação, entre o material e o meio. Tal exposição pode ser realizada no momento da fragmentação, dispersão e amaciamento ou subsequentemente à interação mecânica entre o material introduzido e os elementos de

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 23/38

20/26 rotação. O material durante ou após a interação mecânica com os elementos de rotação pode ser exposto a um ou mais meios de maneira simultânea ou sequencial.

[0080] A segunda câmara de reação permite 103 o tratamento químico ou físico adicional do material, tal como, polpa, por exemplo, a oxidação induzida por um ambiente oxidante, por exemplo, através da presença de gás oxigênio.

[0081] A vista em corte transversal na figura 2 mostra o aparelho, de acordo com a invenção, isto é, a câmara de reação 102, que corresponde à primeira câmara de reação 102 da figura 1, que compreende um compartimento 108, uma entrada (não mostrada) para o material a ser processado paralela ou substancialmente paralela a um raio dos meios de rotação 111, uma série de elementos de rotação 110 e uma tampa 104. A câmara de reação compartimento 108 tem um formato cônico com o ápice voltado em direção ao motor (não mostrado) e a base formada pela tampa 104. O formato cônico facilita o fluxo dos materiais, que nesta modalidade será referido como polpa, em direção à tampa 104 por meio da gravidade. A tampa 104 permite o fluxo de polpa para fora da câmara de reator através da abertura mecânica 201. [0082] Na modalidade mostrada, os elementos de rotação 110 são discos giratórios fixados sobre um meio de rotação, tal como, um eixo de acionamento e conectados a um motor (não mostrado) situado fora do compartimento 108.

[0083] Os discos giratórios são projetados a fim de proporcionar fragmentação, dispersão e amaciamento da polpa introduzida e a exposição do dito material a um meio, isto é, gás ou líquido, para produzir uma interação rápida. Os discos giratórios são projetados a fim de otimizar a liberação do meio no momento da fragmentação, dispersão e amaciamento.

[0084] O meio entra na câmara de reação 102 através da entrada

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 24/38

21/26

202 e através do conduto 203 é injetado através da saída 204 na câmara de reação.

[0085] Na extremidade 207 dos meios de rotação 111 elementos funcionais podem ser adicionados proporcionando funcionalidade adicional. Na modalidade mostrada, os elementos 205 e 206 geram uma mistura induzida por vórtice e o transporte da polpa em direção à tampa 104. De maneira alternativa, um transportador helicoidal pode ser usado e situado na extremidade 207 dos meios de rotação.

[0086] Próximo à base da câmara de reação 102 um transmissor de temperatura 208 permite o controle da temperatura da polpa na saída 209. De maneira opcional, uma saída de gás pode ser situada ao longo das paredes laterais da câmara de reação.

[0087] Na câmara de reação 102 quatro zonas podem ser identificadas com base nos diferentes processos de transporte dominantes do material introduzido: uma zona dominada por fluxo regular 1, uma zona dominada por fluxo turbulento 2, uma zona dominada por vórtice 3, uma zona dominada por gravidade 4. Na zona 1, a polpa é exposta a um tratamento mecânico, tal como, fragmentação, dispersão e amaciamento proporcionado pelos discos giratórios 110.

[0088] Nesta zona 1, o transporte da polpa é induzido pelo tratamento mecânico ao qual a polpa é exposta.

[0089] A injeção do meio através do conduto 204 situado nos discos giratórios 110 é vantajosa nesta zona à medida que a injeção é proporcionada em uma zona onde o contato íntimo entre a polpa recentemente fragmentada, dispersa e amaciada e o meio é produzido. [0090] Na zona 2, a polpa pelo menos parcialmente fragmentada, dispersa e amaciada é adicionalmente exposta ao contato com o meio liberado através dos discos giratórios 110 que levam à interação adicional entre o meio e a polpa e o transporte da polpa misturada ao

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 25/38

22/26 meio é dominado pelo regime de fluxo de turbulência. Na zona 2, um meio diferente daquele previamente introduzido na zona 1 pode ser adicionalmente injetado. Isto permite o tratamento sequencial da polpa, por exemplo, a polpa pode ser tratada com vapor na zona 1 e com uma substância química, tal como, peróxido de oxigênio, na zona 2 que leva à oxidação ótima.

[0091] Nesta modalidade específica, o conduto extra situado ao longo da parede do compartimento (não mostrado) é presente para permitir a liberação localizada de um meio. O tratamento sequencial da polpa também pode ser obtido através da liberação de meios diferentes entre a parte inicial dos discos giratórios 110 e a parte terminal dos discos giratórios 110. A parte inicial dos discos giratórios 110 é definida como a parte que é mais próxima à entrada para o material a ser processado, enquanto a parte terminal é definida como a mais próxima à saída 209 do material processado.

[0092] Na zona dominada por vórtice 3, a polpa introduzida experimente um movimento de giro turbulento que gira rapidamente ao redor da direção axial dos discos giratórios. A velocidade e a taxa de rotação são maiores no centro, e diminuem progressivamente distante do centro transportando o material em direção à tampa 104. Nesta zona, a razão entre a polpa e o meio é na ordem de 1:9.

[0093] Na zona dominada por gravidade 4, a influência de vórtice no movimento da polpa diminui lentamente e a polpa se move por meio da gravidade em direção à tampa 104 e à abertura de câmara de reator 209. Aqui, a cabeça da ponta de prova de temperatura 208 fica em contato com a superfície da polpa que cai sobre esta à medida que a influência do movimento de vórtice diminui. A ponta de prova de temperatura 208 proporciona informações sobre o aumento de temperaturas de polpa através da câmara de reação.

[0094] A figura 3 mostra uma vista em corte transversal axial da

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 26/38

23/26 modalidade preferida da invenção ao longo da linha I-I na figura 2. Na figura 3, a conexão entre os discos giratórios 110 e o eixo de acionamento 111 é mostrada incluindo uma estrutura giratória 301, mancais 302 e uma estrutura de suporte estática 303. Os discos giratórios 110 são conectados entre si através de parafusos situados nos orifícios de parafuso 304.

[0095] A velocidade giratória para o disco giratório pode variar dependendo da consistência, conteúdo de matéria seca, tipo, fragmentação, quantidade, tamanho de partícula e distribuição da polpa e no meio injetado.

[0096] A polpa é introduzida através do conduto 109, enquanto o meio é introduzido nos discos giratórios através da entrada axial 305 e acionado pela rotação dos discos 110 injetados na câmara de reação através do conduto tubular 306 presente na estrutura de disco.

[0097] Como um resultado da geometria do rotor os discos giratórios, enquanto giram e, portanto, proporcionam fragmentação, dispersão e amaciamento da polpa em pequenas fibras, permitem a injeção do meio na polpa.

[0098] Devido ao efeito de deslocamento radial, a fragmentação e o efeito de dispersão dos discos giratórios uma inclusão instantânea do meio injetado na polpa é obtida.

[0099] Em uma modalidade preferida, o meio é vapor, de modo que a injeção através dos condutos tubulares 306 nos discos giratórios 110 e o contato com a polpa leve a uma transferência de calor quase instantânea e eficaz induzida pela condensação de vapor. Isto permite um aumento de temperatura instantâneo da polpa evitando a desnaturação ou combustão. Este aumento de temperatura rápido é obtido principalmente combinando o efeito de dispersão devido ao disco giratório e a liberação de vapor localizada e imediata através dos condutos tubulares presentes nos discos. Em outra modalidade, o meio

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 27/38

24/26 é um reagente químico que é injetado através dos condutos tubulares 306, enquanto a polpa é fragmentada, dispersa e amaciada pelos discos giratórios. Isto permite o contato localizado e imediato entre a polpa recentemente dispersa e fragmentada e o reagente químico causando uma reação rápida e eficiente entre os dois. O tempo de reação, portanto, é reduzido uma vez que o reagente químico é colocado em contato íntimo com a polpa minimizando o tempo de difusão através da polpa.

[00100] A figura 4 mostra em detalhes a estrutura dos discos giratórios que incluem a entrada de gás axial 305, o conduto de gás tubular 306 e as protuberâncias de disco 401 dos discos giratórios.

[00101] A misturação eficiente entre o meio e a polpa também pode ser obtida graças ao fluxo turbulento. As protuberâncias de discos 401 podem ser projetadas a fim de proporcionar turbulência para aumentar a reatividade entre a polpa e o meio. Um espaço, referido no presente documento como uma zona de turbulência é formado entre a periferia do disco e as protuberâncias 401. Este é onde a atividade de turbulência mais intensa ocorre. Entretanto, deve-se entender que a turbulência pode ocorrer, com menos intensidade em regiões diferentes deste espaço tais como, por exemplo, nas regiões 402 entre a periferia de disco e as paredes laterais do reator. Deste modo, a zona de turbulência é usada no presente documento para se referir à região em que a turbulência mais intensa ocorre, e não se deve interpretar que a turbulência não pode ocorrer em algum nível na outras regiões do reator.

[00102] A figura 5 mostra uma representação esquemática de uma vista frontal de um disco e um elemento espaçador (figura 5a) e uma vista em perspectiva (figura 5b) das pilhas de discos giratórios e elementos espaçadores em uma modalidade específica da invenção. A figura 5a mostra um espaçador 501 que compreende inúmeros cortes

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 28/38

25/26 que se estendem radialmente 502. Os cortes 502 do espaçador 501 iniciam a partir do aro interno 503, porém, não em direção ao aro externo 504. De maneira similar, os discos 505 que compreendem um número igual de cortes que se estendem radialmente 506 iniciando a partir de uma posição radial 507 longe do aro interno 508 e do aro externo 509 dos discos 505.

[00103] Na figura 5b, os espaçadores, tais como, 501 e os discos, tais como, 505 são empilhados de maneira alternada em um espaçador, um disco, e assim por diante. Além disso, os espaçadores 501 e os discos 505 são empilhados, de modo que as extremidades dos cortes 502 do espaçador 501 se situem abaixo do início dos cortes 506 dos discos 505. Deste modo, os canais que são formados se estendem a partir do aro interno 503 do espaçador 501 até o aro externo 509 dos discos 505. Estes canais são usados para introduzir um ou mais meios no sentido descrito acima.

[00104] Na figura 5b, os elementos de alinhamento 510 também são mostrados. Em algumas modalidades, o número de parafusos que ligam o espaçador empilhado e os discos pode ser um número primo.

[00105] A figura 6 mostra uma vista em corte transversal parcial ampliada de um disco, de acordo com uma modalidade da invenção. O disco 601 compreende inúmeros cortes que se estendem radialmente 602 iniciando a partir de uma posição radial 603 longe do aro interno 604 e do aro externo 605 dos discos 601. Quando montados para uso, os discos, tais como, 601 e o espaçador, tal como, 501 na figura 5a são empilhados de maneira alternada a um espaçador, um disco, e assim por diante, de maneira similar à figura 5b.

[00106] Mediante a rotação da montagem de espaçador/disco empilhado, seguindo a seta 606, um ou mais meios, conforme descrito acima, que são introduzidos através dos canais mostrados na figura 4 atingem a posição 603. A partir de 603 os meios são injetados seguindo

Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 29/38

26/26 a seta 607 no aparelho, enquanto a polpa é fragmentada, dispersa e amaciada pelos discos giratórios 601. Isto permite o contato localizado e imediato entre a polpa recentemente fragmentada e o meio causando uma reação rápida e eficiente entre a polpa e o meio. Nesta modalidade, o disco 601 é projetado a fim de proporcionar um efeito de microjato a partir da posição radial 603 até o aro externo 605. Além disso, a presença de uma borda de corte 608 permite uma fragmentação mais eficiente da polpa, de modo que a exposição da polpa ao meio ocorra em uma superfície recentemente cortada proporcionando um contato íntimo rápido e eficiente entre o meio e a polpa. Portanto, o tempo de reação é reduzido, uma vez que o meio é colocado em contato íntimo com a polpa minimizando o tempo de difusão através da polpa.

Claims (13)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Aparelho para processar pelo menos dois meios, o processamento que compreende amaciamento e misturação, o aparelho que compreende:

   um compartimento (108) que tem pelo menos uma entrada (109) para um primeiro meio, meios de rotação (111) dentro do compartimento (108), os ditos meios de rotação que compreendem protuberâncias (401), em que as ditas protuberâncias compreendem os elementos de processamento e os ditos meios de rotação (111) que geram zonas de misturação enquanto são girados, pelo menos uma entrada (202) para alimentar um segundo meio nas ditas zonas de misturação, canais (306) que são localizados nos ditos meios de rotação (111) para dosar/injetar o dito segundo meio nas ditas zonas de misturação.

   pelo menos uma saída (209) para o dito primeiro meio após ser misturado com o dito segundo meio, em que a dita entrada (109) para o dito primeiro meio é adaptada para avançar o primeiro meio em direção aos meios de rotação (109) em uma direção que é paralela ou substancialmente paralela a um raio dos meios de rotação (111), caracterizado pelo fato de que o dito meio de rotação (111) compreende uma série de discos empilhados de maneira alternada (505) e espaçadores (501), em que cada espaçador (501) compreende inúmeros cortes que se estendem radialmente (502) que começam em um aro interno (503), porém, que não se estendem em direção a um aro externo (504), em que cada disco (505) compreende inúmeros cortes que se estendem radialmente (506), sendo que o dito número é igual ao

   Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 31/38
2. 2/4 número de cortes que se estendem radialmente (502) de cada espaçador (501), que começa em uma posição radial (507) e que se estende para fora do aro interno (508) e até o aro externo (509) dos discos (505), e pelo fato de que os espaçadores (501) e os discos (505) são empilhados, de modo que a extremidade dos cortes (502) dos espaçadores (501) se situe abaixo do começo dos cortes (506) dos discos (505), de modo que os canais (306) sejam formados se estendendo a partir do aro interno (503) dos espaçadores (501) até o aro externo (509) dos discos (505).

   2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios de pressurização para pressurizar o dito primeiro meio, de modo que o dito primeiro meio quando dentro da dita entrada (109) para o dito primeiro meio seja pressurizado.
3. 3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os ditos meios de pressurização proporcionam uma pressão dentro da entrada (109) para o dito primeiro meio mais alta ou pelo menos igual à pressão dentro do compartimento (108).
4. 4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que os ditos meios de pressurização são ou compreendem uma prensa de parafuso.
5. 5. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios de pressurização para proporcionar uma pressão dentro do compartimento acima da pressão atmosférica.
6. 6. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios de dosagem para dosar o dito segundo meio nas

   Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 32/38

   3/4 ditas zonas de misturação.
7. 7. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os ditos canais (306) são ou compreendem inúmeros canais tubulares em posição equidistante de maneira substancialmente mútua.
8. 8. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os ditos canais (306) são adaptados para dosar/injetar o dito segundo meio na extremidade das ditas protuberâncias mais próximas ao centro dos ditos meios de rotação.
9. 9. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que adaptado para proporcionar um avanço do dito primeiro material na dita entrada (109) entre 10 nm e 300 mm por revolução dos meios de rotação.
10. 10. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os ditos meios de rotação são ou compreendem meios de transporte.
11. 11. Sistema para produzir bioprodutos a partir de biomassa, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende

    i) um subsistema de pré-processamento para coletar, transportar, reduzir à polpa, fragmentar e distribuir o material para um aparelho de processamento ii) um aparelho de processamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes iii) uma câmara de reator para alterar a estrutura química e/ou física, do dito material.
12. 12. Sistema para produzir bioetanol caracterizado pelo fato de que usa o sistema como definido na reivindicação 11.
13. 13. Método caracterizado pelo fato de que o método é usado para processar pelo menos dois meios que utilizam um aparelho

    Petição 870190020509, de 28/02/2019, pág. 33/38

    4/4 de processamento, como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes.