EA021607B1

EA021607B1 - Система реактора для электропорации

Info

Publication number: EA021607B1
Application number: EA201290545A
Authority: EA
Inventors: Йохен Арнольд; Мартин Зак; Герхард Шмидт; Дирк Эпперляйн
Original assignee: Зюдцукер Акциенгезелльшафт Маннхайм/Окзенфурт
Priority date: 2009-12-23
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2015-07-30
Also published as: US20120264187A1; EP2515686A1; WO2011076393A1; PL2515686T3; EP2515686B1; CN102665453A; JP6418649B2; US9340842B2; JP2013515464A; JP2016063828A; EP2338356A1; CA2785486A1; EA201290545A1; UA110468C2; CN102665453B

Abstract

Изобретение относится к системе реактора, содержащей камеру реактора, имеющую длину и ширину, где камера реактора содержит центральную секцию вдоль своей длины; первый импульсный генератор, к которому присоединены два электрода А1 и А2, где электроды А1 и А2 расположены в камере реактора в центральной секции таким образом, что при измерении в продольном направлении их разделяет расстояние, равное, по меньшей мере, половине ширины камеры реактора; второй импульсный генератор, к которому присоединены два электрода В1 и В2, где электроды В1 и В2 расположены в камере реактора в центральной секции таким образом, что при измерении в продольном направлении их разделяет расстояние, равное, по меньшей мере, половине ширины камеры реактора.

Description

Изобретение относится к системе реактора, подходящей для электропорации клеток, таких как растительные клетки.

Такая система реактора известна из патентной публикации ΌΕ-Ά-10 2004 025 046; в данной публикации описан реактор, где электроды одного или более высоковольтных импульсных генераторов расположены в камере реактора, создавая электрическое поле по всей ширине указанной камеры реактора.

Известная система реактора является подходящей для обработки большого количества материала за счет использования более чем одного генератора Маркса (Магх), но его недостаток заключается в том, что значительный импульсный ток может вытекать из камеры реактора в направлении потока материала, например, в случае приложения напряжения асимметрично заземлению. Следовательно, требуются дополнительные заземляющие электроды по соображениям безопасности. Кроме того, эффективность систем уменьшается вследствие областей, в которых электрическое поле значительно ниже порога, необходимого для электропорации клеточного материала.

Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы уменьшить или даже устранить указанный недостаток.

Данная цель достигается тем, что система реактора включает камеру реактора, имеющую длину и ширину, где камера реактора содержит центральную секцию вдоль своей длины;

первый импульсный генератор, к которому присоединены два электрода А1 и А2, где электроды А1 и А2 расположены в камере реактора в центральной секции таким образом, что при измерении в продольном направлении их разделяет расстояние, равное, по меньшей мере, половине ширины камеры реактора;

второй импульсный генератор, к которому присоединены два электрода В1 и В2, где электроды В1 и В2 расположены в камере реактора в центральной секции таким образом, что при измерении в продольном направлении их разделяет расстояние, равное, по меньшей мере, половине ширины камеры реактора.

Преимущество системы реактора согласно настоящему изобретению заключается в том, что при сочетании способа разделения электродов с ориентацией электрического поля в направлении потока материала можно не использовать дополнительные заземляющие электроды.

Следующее преимущество системы реактора согласно настоящему изобретению заключается в том, что можно сократить области, особенно в центральной секции, где электрическое поле не является достаточно сильным, чтобы быть подходящим для электропорации.

Еще одно преимущество системы реактора согласно настоящему изобретению заключается в том, что она также является подходящей для крупномасштабных реакторов, не требуя установки одного чрезвычайно мощного импульсного генератора.

Еще одно преимущество системы реактора согласно настоящему изобретению заключается в том, что ее можно сделать подходящей для обработки больших потоков массы путем увеличения ширины камеры реактора, в результате чего значительно уменьшается или даже полностью устраняется необходимость в увеличении скорости материала, проводимого через систему реактора. Как известно, увеличение скорости может легко приводить к таким проблемам, как абразивный износ системы реактора, потери давления или нежелательные нагрузки на материал, проводимый через систему реактора.

^О-А-98 4074 описывает технологическое устройство с импульсным электрическим полем для стерилизации и сохранения перекачиваемых продуктов питания, содержащее по меньшей мере два электрода и изолятор. Каждый электрод включает электродную проточную камеру. Изолятор расположен между электродами. Высоковольтный импульсный генератор прилагает к электродам высоковольтный импульс, имеющий переменное напряжение, частоту и продолжительность.

И8-А-2008 279995 описывает способ извлечения полезных веществ из винных сортов винограда путем электропорации свежеотжатого сусла, полученного из красного и/или белого винограда. Свежеотжатое сусло перекачивается или циркулирует перед отжимом, применяемым для производства свежеотжатого сусла, через установку или часть установки, и к нему прилагаются импульсные электрические поля для необратимого разрушения стенок биологических клеток кожуры винограда. Устройство для осуществления электропорации свежеотжатого сусла включает электроизоляционную трубу, канал для потока свежеотжатого сусла, в стенке которого установлены два пространственно раздельных электрода для создания импульсного электрического поля между электродами. Данное устройство создает сильно неоднородное распределение поля в объеме потока.

Настоящее изобретение относится к системе реактора, подходящей для электропорации клеток, таких как растительные клетки. Термин система реактора при использовании в настоящем документе означает не только камеру реактора для осуществления процесса электропорации, но также все оборудование, такое как импульсный генератор, которое необходимо для осуществления указанного процесса электропорации в камере реактора.

Как подразумевается в настоящем документе, цель электропорации, которая осуществляется в реакторе, заключается в том, чтобы необратимо разрушать клетки, которые присутствуют в камере реактора. Таким образом, мощность электропорации должна быть больше по сравнению с известными способами

- 1 021607 электропорации, которые предназначены просто для временного увеличения проницаемости клеточных мембран без необратимого разрушения клеток; этот способ также называется электропермеабилизация.

Как известно, при электропорации напряжение прилагают к двум электродам, в результате чего образуется электрическое поле между этими электродами, где продукт, т.е. продукт, который подвергают электропорации, помещают между электродами. Приложенное электрическое поле индуцирует электрический потенциал на клеточной мембране; это приводит к образованию пор в мембранах, или, в случае достаточно сильного электрического поля, к разрушению клеточных мембран. В процессах, которые можно осуществлять в системе реактора согласно настоящему изобретению, этот разрушительный эффект является желательным, поскольку он может приводить к выделению ценных соединений из клеток; один пример этого представляет собой выделение сахарозы (сахара) из клеток сахарной свеклы.

Система реактора согласно настоящему изобретению включает камеру реактора; эта камера предназначена для осуществления процесса электропорации. Как обычно для камер реакторов, камера реактора в системе реактора согласно настоящему изобретению имеет длину и ширину в качестве важных размеров, причем как длина, так и ширина в настоящем документе предназначены для обозначения внутренних размеров, т.е. без включения размеров материала, из которого изготовлена камера.

Термины длина и ширина при использовании в настоящем документе имеют значения, которые обычно связывает с ними специалист в данной области техники. Например, в случае камеры реактора в форме, которая точно или приблизительно представляет собой цилиндр, длину понимают как внутреннее расстояние между основаниями, которые ограничивают цилиндр, при измерении вдоль центральной оси цилиндра, и ширину понимают как диаметр внутреннего круглого поперечного сечения цилиндра. В другом примере, если камера реактора имеет точно или приблизительно форму прямоугольного канала, длину понимают как внутреннее расстояние между краями канала, ширину понимают как меньший из двух внутренних размеров, определяемых сторонами прямоугольного поперечного сечения канала. Термин поперечное сечение в настоящем документе имеет свое обычное значение пересечения или среза предмета в трехмерном пространстве плоскостью.

Камера реактора предпочтительно должна быть изготовлена из материала, который является, в основном, электроизоляционным. Преимущество этого заключается в том, что электроды, которые будут описаны ниже более подробно, могут быть расположены и закреплены в камере реактора без необходимости дополнительных мер по изоляции.

Преимущество системы реактора согласно настоящему изобретению заключается в том, что ее можно реализовать в коммерческом промышленном масштабе, где можно подвергать электропорации достаточно большие объемы продукта. В частности, система реактора согласно настоящему изобретению позволяет сооружать камеры реакторов, которые имеют большую ширину. Указанная средняя ширина может в варианте осуществления настоящего изобретения составлять от 0,05 до 2,00 м. Предпочтительно средняя ширина камеры реактора составляет по меньшей мере 0,10, 0,15, 0,20, 0,25 или 0,30 м; средняя ширина камеры реактора предпочтительно составляет не более чем 2,00, 1,50, 1,40, 1,30, 1,20, 1,10, 1,00, 0,90, 0,80 или 0,75 м.

Длина камеры реактора может изменяться в широком интервале; в одном варианте осуществления длина составляет от 0,75 до 5,0 м, предпочтительнее от 0,80, 0,90, 1,00, 1,10, 1,20, 1,30, 1,40, 1,50 или 2,00 м до 4,5, 4,0, 3,5 или 3,0 м. Длина камеры реактора предпочтительно, по меньшей мере, равна ширине камеры реактора; предпочтительнее длина камеры реактора по меньшей мере в 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5, 5,0, 5,5, 6,0, 6,5, 7,0, 7,5, 8,0, 8,5, 9,0, 9,5 или даже по меньшей мере в 10 раз превышает ширину камеры реактора. При увеличении отношения длины к ширине значительно легче становится обеспечение практически однородного электрического поля.

Хотя преимущество настоящего изобретения заключается в том, что не один импульсный генератор должен нести всю нагрузку, тем не менее, прогнозируется, что в определенных основных предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения для крупного масштаба каждый из импульсных генераторов должен отдельно иметь возможность обеспечивать, по меньшей мере, среднюю мощность на уровне 10, 20, 50, 100 или 200 кВт, чтобы достигать желательных эффектов электропорации. Согласно оценкам, например, для электропорации суммарного объема, составляющего 15000 т свеклы в сутки, на сахарном заводе может потребоваться установленная мощность, составляющая приблизительно от 400 до 700 кВт или более. Учитывая технические и экономические ограничения размера и мощности импульсных генераторов, систему реактора настоящего изобретения можно благоприятно осуществлять на заводе такого типа, где используют предпочтительно два, четыре или даже шесть или восемь импульсных генераторов.

Камера реактора в системе реактора согласно настоящему изобретению содержит центральную секцию вдоль своей длины. При упоминании в настоящем документе центральная секция означает часть камеры реактора, которая имеет поперечное сечение и, по меньшей мере, часть длины камеры реактора в качестве определяющих размеров. В одном предпочтительном варианте осуществления центральная секция составляет всю камеру реактора и, таким образом, идентична ей. В другом предпочтительном варианте осуществления, однако, центральная секция не составляет всей камеры реактора; в данном варианте осуществления секция на одном краю или на обоих краях камеры реактора, как видно по продольному

- 2 021607 размеру, не является частью центральной секции. Объем центральной секции составляет предпочтительно от 30, 40 или 50 до 95, 90, 80 или 70 об.% по отношению к объему камеры реактора в целом. Средняя ширина центральной секции должна находиться в приведенных выше интервалах для средней ширины камеры реактора.

Система реактора согласно настоящему изобретению включает два импульсных генератора: первый импульсный генератор и второй импульсный генератор. Импульсный генератор в настоящем документе означает устройство, способное производить электрические высоковольтные импульсы на электродах, которые присоединены к импульсному генератору. Такие устройства представляют собой известные устройства. Один пример такого устройства представляет собой генератор Маркса. Система реактора может включать третий импульсный генератор, или даже один или более дополнительных импульсных генераторов. Предпочтительно использовать четное число импульсных генераторов; в одном предпочтительном варианте осуществления используют четыре импульсных генератора, предпочтительно это генераторы Маркса.

Если два или более импульсных генераторов присоединены к одной единственной паре электродов, образуя в результате параллельную конфигурацию генераторов, могут возникать осцилляции между импульсными генераторами в случае кратковременной задержки одного генератора по отношению к другим, так называемое дрожание. Эти осцилляции можно демпфировать преимущественно путем разделения одного электрода и присоединения выхода каждого генератора только к одной части раздельного электрода. Следовательно, сопротивление между отдельными частями электрода может служить в качестве демпфирующего элемента. Этот способ, в принципе, известен из литературы; см., например, ΌΕ 10 2004 025 046 А1. Обычно сопротивление между двумя частями одного электрода (например, А1 и В1) имеет порядок от нескольких Ом до нескольких десятков Ом. Для конструкции реактора электропорации важно соотношение сопротивлений между электродами двух групп А1 и В1 и парами электродов А1 и А2. Следовательно, конструкционные правила могут быть основаны только на геометрии.

К первому импульсному генератору присоединены два электрода, называемые в настоящем документе А1 и А2. Согласно настоящему изобретению, электроды А1 и А2 расположены, по меньшей мере, частично и предпочтительно практически полностью в центральной секции камеры реактора. Расположение электродов А1 и А2 должно быть таким, что линии электрического поля, которое создается импульсом, подаваемым на А1 и А2 первым импульсным генератором, могут проходить, в основном, в продольном направлении центральной секции. Электроды А1 и А2 должны, таким образом, находиться на расстоянии друг от друга при измерении в продольном направлении центральной секции. Это расстояние должно быть, по меньшей мере, равным половине ширины камеры реактора; предпочтительно расстояние составляет более чем 50, 60, 70, 80, 90 или даже более чем 95% длины центральной секции. В одном предпочтительном варианте осуществления, электроды А1 и А2 расположены практически на противоположных краях длины центральной секции.

Фактическая форма электродов А1 и А2 может значительно изменяться. Предпочтительно, однако, они имеют такую форму, которая не влияет отрицательно на осуществление процесса электропорации или даже влияет на него положительно, способствуя обеспечению насколько однородной, насколько это возможно, напряженности электрического поля в центральной секции. Один или оба из электродов А1 и А2 могут находиться в раздельной форме. В одном варианте осуществления электрод А1 разделен на раздельные электроды Α1-ί и Α1-ίί, которые расположены таким образом, что А2 находится между Α1-ί и А1-и при рассмотрении в продольном направлении. В другом варианте осуществления электрод Α1 (Α2) разделен на раздельные электроды Α1-ί и Α1-ίί (Α2-ί и Α2-ίί), которые расположены таким образом, что Α1-ί и Α1-ΤΤ (Α2-ί и Α2-ττ) занимают одинаковое положение при рассмотрении в продольном направлении.

Ко второму импульсному генератору присоединены два электрода, называемые в настоящем документе В1 и В2. Согласно настоящему изобретению, электроды В1 и В2 расположены, по меньшей мере, частично в центральной секции камеры реактора. Расположение электродов В1 и В2 должно быть таким, чтобы линии электрического поля, которое создается импульсом, подаваемым на В1 и В2 первым импульсным генератором, могли проходить, в основном, в продольном направлении центральной секции. Электроды В1 и В2 должны, таким образом, находиться на расстоянии друг от друга при измерении в продольном направлении центральной секции. Это расстояние должно быть, по меньшей мере, равно половине ширины камеры реактора; предпочтительно расстояние составляет более чем 50, 60, 70, 80, 90 или даже более чем 95% длины центральной секции. В одном предпочтительном варианте осуществления электроды В1 и В2 расположены практически на противоположных краях длины центральной секции.

Фактическая форма электродов В1 и В2 может значительно изменяться. Предпочтительно, однако, они имеют такую форму, которая не влияет отрицательно на осуществление процесса электропорации или даже влияет на него положительно, способствуя обеспечению насколько однородной, насколько это возможно, напряженности электрического поля в центральной секции. Один или оба из электродов В1 и В2 могут находиться в раздельной форме. В одном варианте осуществления электрод В1 разделен на раздельные электроды Β1-ί и Β1-ίί, которые расположены таким образом, что В2 находится между Β1-ί и

- 3 021607

Β1-ίί при рассмотрении в продольном направлении. В другом варианте осуществления электрод Β1 (В2) разделен на раздельные электроды В1-т и В1-тт (В2-т и Β2-ίί), которые расположены таким образом, что Β1-ί и Β1-ΪΤ (Β2-ί и В2-тт) занимают одинаковое положение при рассмотрении в продольном направлении.

В настоящем изобретении полезно, чтобы формы импульсов, прилагаемых к каждой паре электродов, были практически одинаковыми. Это может быть достигнуто такими известными способами, как совпадение импедансов пар электродов, импедансов импульсных генераторов и соединительных схем или полных импедансов схем. В простой конструкции это может быть достигнуто при одинаковой конструкции всех электродов и их установке в камере реактора по кругу вдоль внутреннего периметра, где термин периметр имеет свое обычно значение линии, которая окружает область, на равном расстояние друг от друга, используя импульсные генераторы с одинаковым внутренним импедансом и применяя соединительные схемы с одинаковым геометрическим расположением.

В одном основном варианте осуществления электроды А1 и В1 расположены таким образом, что они электрически изолированы друг от друга в случае пустой камеры реактора; аналогичным образом, электроды А2 и В2 также изолированы друг от друга. В другом основном варианте осуществления, однако, или электроды А1 и В1, или электроды А2 и В2 объединены в один объединенный электрод.

В другом варианте осуществления электроды А1 и Β1 (А2 и В2) разделены на раздельные электроды, и раздельные электроды А1-1, ... А1-т^п, В1-т, ... Β1-ί^η (Α2-ί, ... Α2-ί^η, Β2-ί, ... Β2-ί^η) чередуются, причем упомянутые электроды расположены в камере реактора в центральной секции таким образом, что при измерении в продольном направлении их разделяет расстояние, которое меньше половины ширины камеры реактора. Пример такой конфигурации представлен на фиг. 2.

Предпочтительно, чтобы линии электрического поля были распределены настолько однородно, насколько это возможно, в центральной секции, и чтобы они проходили, в основном, в продольном направлении. Предпочтительно, чтобы электроды А1 и В1 были расположены на коротком расстоянии друг от друга при наблюдении в продольном направлении центральной секции. Предпочтительно, чтобы расстояние между А1 и В1 составляло менее чем 20% или 10% ширины вдоль длины центральной секции; предпочтительнее электрод А1 первого импульсного генератора занимает практически такое же место, как электрод В1 второго импульсного генератора, при измерении в продольном направлении. Аналогичным образом, предпочтительно, чтобы электроды А2 и В2 были расположены на коротком расстоянии друг от друга при наблюдении вдоль длины центральной секции. Предпочтительно расстояние между А2 и В2 составляет менее чем 20% или 10% ширины вдоль длины центральной секции; предпочтительнее электрод А2 первого импульсного генератора занимает практически такое же место, как электрод В2 второго импульсного генератора, при измерении в продольном направлении.

Уже потому, что они имеют размер, обусловленный их функцией, электроды занимают часть внутреннего периметра центральной секции в камере реактора. Тем не менее, в том случае, где электроды не объединены, между ними должен быть промежуток, составляющий по меньшей мере 0,5 см, вдоль внутреннего периметра, чтобы обеспечить электрическую изоляцию. Предпочтительно указанный промежуток составляет, по меньшей мере, 1, 2, 3, 4 или даже по меньшей мере 5 см. Предпочтительно, чтобы электроды имели такую форму, что электрод занимает/покрывает не более чем 50% периметра центральной секции при измерении по поперечному сечению (т. е. не в продольном направлении). Предпочтительнее электрод покрывает не более чем 49, 24, 11,5 или даже не более чем 5,25% периметра.

Предпочтительно, чтобы электроды покрывали часть внутреннего периметра центральной секции таким образом, чтобы можно было сделать линии электрического поля проходящими практически равномерно в продольном направлении центральной секции, и/или чтобы распределение линий электрического поля могло быть практически однородным. В то же время, предпочтительно, в частности, в случае намерения пропускать поток продукта через камеру реактора, чтобы электроды были сдвинуты на минимально возможное расстояние от периметра к центру поперечного сечения; преимущество этого заключается в том, что любой поток продукта будет задерживаться в минимально возможной степени. Электрод должен занимать предпочтительно менее чем 30% площади поверхности поперечного сечения; предпочтительнее электрод занимает менее чем 25, 20, 15, 10 или даже менее чем 5% площади поверхности поперечного сечения.

Кроме того, предпочтительно, чтобы расположение электродов А1 и А2 друг относительно друга при рассмотрении в продольном направлении не было скручено в значительной степени. Расположение электродов А1 и А2 друг относительно друга вдоль внутреннего периметра отличается предпочтительно менее чем на 30%, предпочтительнее менее чем на 20% или даже на 10% от внутреннего периметра; наиболее предпочтительно указанное расположение является практически одинаковым.

Аналогичным образом, предпочтительно, чтобы расположение электродов В1 и В2 друг относительно друга при рассмотрении в продольном направлении не было скручено в значительной степени. Расположение электродов А1 и А2 друг относительно друга вдоль внутреннего периметра отличается предпочтительно менее чем на 30%, предпочтительнее менее чем на 20% или даже на 10% от внутреннего периметра; наиболее предпочтительно указанное расположение является практически одинаковым.

Когда расположение электродов А и электродов В вдоль периметра является существенно или практически одинаковым, каждая пара электродов приводит в действие отдельный сегмент центральной

- 4 021607 секции при наблюдении вдоль длины центральной секции.

В основном варианте осуществления настоящего изобретения как первый, так и второй импульсный генератор представляет собой высоковольтный генератор Маркса. Кроме того, предпочтительно, чтобы генераторы Маркса имели приспособления для включения; эти приспособления относятся к известным типам, которые описаны, например, в ΌΕ-Ά-10 2004 025 046. Приспособления для включения являются предпочтительно такими, что генераторы Маркса включаются синхронно с временной неопределенностью, составляющей не более чем 30, 20, 10 или даже 5% длительности импульса. Это имеет преимущество в том, что можно обеспечивать более устойчивую работу.

Предпочтительно, чтобы форма импульсов каждой пары электродов была практически одинаковой.

В другом варианте осуществления высоковольтные генераторы Маркса являются биполярными, т.е. симметричными к заземлению. Это создает преимущество меньшего напряжения по отношению к заземлению и, следовательно, требуются меньшие средства изоляции от заземления. Тогда требуются дополнительные заземляющие электроды на входе и выходе и укороченные изолирующие элементы между этими электродами и высоковольтными электродами, или дополнительные потери вследствие областей с низкой напряженностью поля уменьшают эффективность. В качестве альтернативы, однако, было обнаружено, что может получить преимущество, если высоковольтные генераторы Маркса являются униполярными. Основное преимущество этого решения заключается в том, что, помимо указанных потерь, не требуются никакие дополнительные заземляющие электроды на входе и выходе реактора. В результате можно изготавливать реактор электропорации с изолирующими элементами только одного типа. Это решение сокращает расходы. Кроме того, униполярные генераторы Маркса обычно имеются на рынке.

ΌΕ 10 2004 025 046 А1 описывает камеру электропорации с прямоугольным или квадратным поперечным сечением. При соединении такой камеры с трубчатой системой, которая обычно имеет поперечное сечение круглой формы, требуются переходные элементы для соединения деталей круглой формы и прямоугольной или квадратной формы с одинаковой площадью поперечного сечения. Чтобы предотвратить закупоривание, требуется плавный переход с постоянной площадью поперечного сечения. Использование реактора электропорации в форме трубы с круглым поперечным сечением устраняет потребность в таких переходных элементах.

Система реактора согласно настоящему изобретению должна быть подходящей для осуществления процесса электропорации продукта, где продукт предпочтительно содержит растительные клетки. Таким образом, настоящее изобретение также относится к способу электропорации клеток, предпочтительно растительных клеток, где электропорация осуществляется в системе реактора согласно настоящему изобретению. Способ электропорации согласно настоящему изобретению можно осуществлять в периодическом или непрерывном режиме. Форма, вид и расположение устройств входа и выхода, прикрепленных к камере реактора, может различаться в значительной степени в зависимости от способа осуществления процесса электропорации. Как известно, в периодическом процессе, например, устройство для входа подлежащих электропорации продуктов может также функционировать для их выхода. В одном предпочтительном варианте осуществления, система реактора является подходящей для реализации процесса электропорации в непрерывном режиме. В данном варианте осуществления камера реактора имеет вход и выход. Центральная секция расположена между входом и выходом, таким образом, что поток продукта можно пропускать через центральную секцию на его пути от входа к выходу. Примерами продуктов, которые можно подвергать электропорации в таком режиме, являются: сахарная свекла, водная дисперсия сахарной свеклы, водная дисперсия нарезанной сахарной свеклы, корень цикория, водная дисперсия корня цикория и водная дисперсия нарезанного корня цикория.

В одном основном варианте осуществления способа электропорации растительных клеток согласно настоящему изобретению поток продукта, состоящего, в основном, из водной дисперсии нарезанной сахарной свеклы, пропускают через камеру реактора в системе реактора согласно настоящему изобретению. При входе в камеру реактора электропроводность водной дисперсии нарезанной сахарной свеклы составляет или устанавливается предпочтительно от 0,2 до 10 мСм/см, предпочтительнее от 2 до 6 мСм/см; рН водной дисперсии нарезанной сахарной свеклы составляет или устанавливается от 7 до 14, предпочтительнее от 9 до 11. Напряженность поля, прилагаемого к продукту в центральной секции, составляет предпочтительно от 0,1 до 20 кВ/см, предпочтительнее от 3 до 6 кВ/см. Электропорацию осуществляют при температуре, которая предпочтительно составляет от 0 до 65°С. Предпочтительнее указанная температура составляет от 10 до 40°С; преимущество этого заключается в том, что определенные последующие полезные операции, такие как, например, операция экстракции, как описано в \¥О-Л2006/108481, можно осуществлять без необходимости значительных промежуточных изменений температуры.

На чертежах фиг. 1 представляет камеру реактора (КС) согласно настоящему изобретению;

фиг. 2 представляет поперечное сечение центральной секции (С8) согласно настоящему изобретению;

фиг. 3 представляет еще одно поперечное сечение центральной секции (С8) согласно настоящему изобретению.

- 5 021607

Фиг. 1 представляет поперечное сечение камеры реактора КС. Как показано на чертеже, КС может иметь круглое поперечное сечение или иметь форму прямоугольного канала. У КС имеется длина 1 и ширина В КС содержится центральная секция (С8); в С8 по периметру расположены электроды А1 и А2, а также электроды В1 и В2. Электроды А1 и А2 присоединены к первому импульсному генератору (не показан); аналогичным образом, В1 и В2 присоединены ко второму импульсному генератору (не показан). КС на фиг. 1 является подходящей для непрерывной работы; поток продуктов, таких как, например, водная дисперсия нарезанной сахарной свеклы, осуществляется через вход ΕΝ в КС, затем поток проходит через С8 и выходит из КС через выход ΕΧ. При прохождении через С8 на продукт воздействуют импульсы электрического поля, которое создается между электродами А1 и А2 и между В1 и В2. В результате продукт подвергается электропорации. После выхода из КС через выход ЕХ подвергнутую электропорации нарезанную сахарную свеклу можно направлять на процесс экстракции для выделения из нее сахара.

Фиг. 2 представляет поперечное сечение центральной секции (С8) согласно варианту осуществления настоящего изобретения в том месте по длине, где расположены электроды А1 и В1. В данном варианте осуществления электроды А1 и В1 присутствуют в раздельной форме; кроме того, раздельные электроды расположены вдоль периметра поперечного сечения таким образом, чтобы препятствовать потоку продукту в минимально возможной степени. На фиг. 2 также показана ширина камеры КС, и, следовательно, С8.

В данном варианте осуществления раздельные электроды расположены рядом друг с другом; однако также возможно удаленное расположение раздельных электродов друг от друга, например, в продольном направлении, когда между ними расположен другой электрод (А2 или В2).

Фиг. 3 представляет поперечное сечение центральной секции (С8) согласно следующему варианту осуществления настоящего изобретения в том месте по длине, где расположены электроды А1 и В1. В данном варианте осуществления электроды имеют такую форму, что они почти полностью покрывают внутренний периметр С8 и пространство между ними является достаточным только для обеспечения электрической изоляции.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Система реактора, содержащая камеру реактора, имеющую длину и ширину, при этом камера реактора содержит центральную секцию вдоль своей длины, и причем длина камеры генератора по меньшей мере в 1,5 раза больше, чем ширина камеры генератора;

первый импульсный генератор, к которому присоединены два электрода А1 и А2, где электроды А1 и А2 расположены в камере реактора в центральной секции таким образом, что при измерении в продольном направлении их разделяет расстояние, равное, по меньшей мере, половине ширины камеры реактора;

второй импульсный генератор, к которому присоединены два электрода В1 и В2, где электроды В1 и В2 расположены в камере реактора в центральной секции таким образом, что при измерении в продольном направлении их разделяет расстояние, равное, по меньшей мере, половине ширины камеры реактора.
2. Система реактора по п.1, содержащая по меньшей мере один дополнительный импульсный генератор, где два электрода присоединены к любому дополнительному импульсному генератору, указанные электроды расположены в камере реактора в центральной секции таким образом, что два электрода дополнительного импульсного генератора при измерении в продольном направлении разделяет расстояние, равное, по меньшей мере, половине ширины камеры реактора.
3. Система реактора по п.1 или 2, в которой по меньшей мере один электрод первого импульсного генератора занимает такое же место, как электрод второго импульсного генератора и/или дополнительного импульсного генератора при измерении в продольном направлении.
4. Система реактора по любому из пп.1-3, в которой для каждого импульсного генератора присоединенные к нему электроды расположены в камере реактора в центральной секции таким образом, что при измерении в продольном направлении их разделяет расстояние, равное по меньшей мере 50% длины центральной секции.
5. Система реактора по любому из пп.1-4, имеющая вход и выход, где центральная секция расположена между входом и выходом таким образом, что поток продукта может протекать от входа к выходу.
6. Система реактора по любому из пп.1-5, в которой электроды имеют такую форму и расположение, что электрическое поле, по меньшей мере, в центральной секции является практически однородным, где линии поля проходят, главным образом, в продольном направлении.
7. Система реактора по любому из пп.1-6, в которой каждая пара электродов приводит в действие отдельный сегмент по длине центральной секции.
8. Система реактора по любому из пп.1-7, в которой по меньшей мере один электрод разделен на два или более раздельных электродов.

- 6 021607
9. Система реактора по любому из пп.1-8, в которой все импульсные генераторы представляют собой биполярные импульсные генераторы.
10. Система реактора по любому из пп. 1 -8, в которой все импульсные генераторы представляют собой униполярные импульсные генераторы.
11. Система реактора по п.9 или 10, в которой все импульсные генераторы представляют собой генераторы Маркса.
12. Система реактора по пп.9-11, в которой все импульсные генераторы имеют приспособления для включения таким образом, что импульсные генераторы включаются синхронно с временной неопределенностью, составляющей не более чем 30% длительности импульса.
13. Система реактора по любому из пп.1-12, в которой форма импульсов каждой пары электродов является практически одинаковой.
14. Способ электропорации клеток, отличающийся тем, что электропорация осуществляется в системе реактора по любому из пп.1-13.
15. Способ по п.14, в котором клетки включают в себя клетки сахарной свеклы.