MX2015005704A

MX2015005704A - Mezclador reactor de enzimas de alto contenido de solidos con paleta vertical y metodo.

Info

Publication number: MX2015005704A
Application number: MX2015005704A
Authority: MX
Inventors: Rodolfo Romero; Edwin William Bolz
Original assignee: Andritz Inc
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2015-08-14
Also published as: RU2015121730A; KR20150080566A; BR112015010347A2; AU2013341212B2; AU2013341212A1; CL2015001189A1; US9169505B2; US20140127756A1; EP2917332A1; CN104903437A; JP2015534823A; CA2890446A1; WO2014074687A1

Abstract

Un recipiente de reactor incluyendo: una cámara de mezclado que tiene una longitud vertical, una entrada superior, y una salida inferior; y una paleta orientada verticalmente dentro de la cámara de mezclado y teniendo una forma de sección transversal de un hidroplano, en donde la paleta se mueve con respecto a la cámara de mezclado.

Description

MEZCLADOR REACTOR DE ENZIMAS DE ALTO CONTENIDO DE SÓLIDOS CON PALETA VERTICAL Y MÉTODO SOLICITUD RELACIONADA Esta solicitud reclama prioridad a la Solicitud de Patente de E.U.A. No. 14/063,156 presentada el 25 de Octubre de 2013 y la Solicitud de Patente Provisional de E.U.A. No. 61/723,538 presentada el 7 de Noviembre de 2012, respectivamente, la totalidad de las cuales se incorpora aquí para referencia.

CAMPO TÉCNICO Modalidades ejemplares de la invención se relacionan en general al campo de conversión enzimática de biomasa a azúcares monoméricos y particularmente al mezclado de la biomasa con enzimas para promover hidrólisis.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Materia prima de biomasa puede ser solamente material lignocelulósico o una mezcla de material lignocelulósico y otros. Biomasa de polisacáridos es comúnmente una mezcla de almidón y material lignocelulósico. El almidón puede estar contenido en granos de un almidón refinado añadido como materia prima para formar la biomasa. La materia prima de biomasa también puede incluir polímeros y otros materiales.

Enzimas son mezcladas con la biomasa para promover hidrólisis. El mezclado asegura que las enzimas se muevan continuamente y repetidamente en contacto con sitios de reacción química en la biomasa para promover hidrólisis u otra degradación de la biomasa. Además, o en lugar de enzimas, otros organismos degradantes de celulosa y biocatalizadores pueden ser añadidos a la biomasa para promover hidrólisis u otra degradación de la biomasa.

La materia prima de material lignocelulósico y enzimas u otros materiales degradantes son mezclados juntos para formar la mezcla de biomasa. Esta mezcla de biomasa puede tener características similares a un polvo de alto contenido de materia. También se puede añadir líquido a la mezcla de biomasa para formar un lodo líquido de alta viscosidad. Se puede añadir líquido para licuar los sólidos de biomasa y generar una emulsión de biomasa uniforme formada de materia prima y líquidos, los cuales tienen diferencias significativas en sus características.

Mezcladores, reactores de mezclado continuo, y otros dispositivos de mezclado o agitado similares pueden ser utilizados para mezclar y licuar la materia prima y enzimas para formar la mezcla de biomasa. Estos dispositivos convencionalmente son recipientes cilindricos arreglados verticalmente y tienen dispositivos mecánicos de mezclado, tales como agitadores que tienen brazos y aspas radiales. Estos dispositivos de mezclado generalmente giran alrededor de una flecha vertical y se mueven a través de la biomasa, con el mezclado ocurriendo por un periodo de tiempo dependiendo de la materia prima utilizada.

La licuefacción enzimática de materia prima lignocelulósica a biomasa puede requerir varias horas de mezclado. Un resultado del mezclado es la reducción de la viscosidad de la biomasa. Las enzimas convierten la composición de biomasa generalmente sólida en lodo licuado. Biomasa pre-tratada para conversión enzimática a azúcares monoméricos típicamente comienza el proceso de mezclado teniendo una consistencia fibrosa o similar al barro. Las enzimas añadidas a la biomasa típicamente tienen una concentración relativamente baja con respecto a la biomasa. La mezcla de biomasa y enzima tiende a ser altamente viscosa conforme ésta entra al mezclador y al sistema reactor de hidrólisis de tratamiento previo. Podría haber uno o más recipientes de reactor de hidrólisis en el sistema.

Debido a la alta viscosidad de la biomasa que entra al recipiente de reactor de hidrólisis, se necesita una gran fuerza (torque) para girar los dispositivos mezcladores y mezclar apropiadamente las enzimas con la biomasa. La fuerza de mezclado tradicionalmente limita el tamaño de los recipientes de mezclado. Muchos de los recipientes convencionales donde ocurre el mezclado tienden a ser recipientes de diámetro pequeño ya que el torque necesario para girar los brazos de mezclado incrementa exponencialmente con la longitud radial de los brazos. Debido a la alta viscosidad de la biomasa, la longitud radial de los brazos es tradicionalmente corta de manera que éstos puedan moverse a través de la biomasa. Motores utilizados para girar los brazos de mezclado tienen una limitación de potencia máxima, contribuyendo a la restricción de la longitud máxima de los brazos de mezclado. Como resultado de las restricciones del motor y resistencia mecánica de los componentes de mezclado, los recipientes utilizados para mezclar la biomasa previamente tratada de alta viscosidad convencionalmente han sido pequeños y estrechos.

Por estas razones, y otras, los recipientes de mezclado para licuefacción enzimática de biomasa lignocelulósica convencionalmente han sido operados en lotes más que en modo continuo y frecuentemente requieren la operación simultánea de recipientes de mezclado de lotes múltiples para suministrar un recipiente corriente abajo más grande.

Un recipiente de mezclado grande de modo continuo capaz de mezclar la biomasa altamente viscosa y enzimas ha sido desarrollado recientemente como se describe en la publicación de la Solicitud de Patente de E.U.A. 2012-125549 (la “Solicitud‘549”). En este sistema la hidrólisis enzimática y el proceso de mezclado recae en fuerzas físicas, tales como fuerza de gravedad y centrífuga, para asegurar que las biomasas sean sometidas a las fuerzas mecánicas deseadas.

En el dispositivo reactor y de mezclado continuo, una primera cámara de mezclado interna tiene un área de sección transversal que se expande desde la entrada de biomasa hasta el área interna de una segunda cámara con un área de sección transversal interna uniforme a lo largo de la segunda cámara. En este sistema, el reactor de biomasa contiene el dispositivo de mezclado giratorio y es coaxial con el recipiente de reactor. Esta cámara de mezclado puede estar comprendida de múltiples zonas a diferentes elevaciones en el recipiente. El mezclado es provocado por paletas o bandejas horizontales y también permite el movimiento del material verticalmente hacia abajo del recipiente. El lodo licuado fluye desde las zonas inferiores del recipiente de mezclado, con una porción del lodo bombeado o circulado a las zonas superiores del recipiente para ajustar la viscosidad lentamente cambiante de la materia prima en las elevaciones superiores del recipiente.

Mientras que el uso del sistema y el método descritos en la Solicitud ‘549 ha permitido una operación continua de un recipiente de mezclado y reactor, se ha encontrado que el mezclado vertical que resulta del método de la Solicitud‘549 reduce el flujo de pistón deseable necesario para un buen control de reducción de viscosidad conforme el material se mueve a través del recipiente de reactor. Un “flujo de pistón” se refiere a un flujo con una velocidad sustancialmente constante a través de un área dada. El flujo de pistón deseado promueve un tiempo de retención consistente en el recipiente de reactor y evita regiones en el recipiente de biomasa estanca.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El material de biomasa y enzima tiende a girar a una menor velocidad que las paletas debido al arrastre del material de biomasa y enzima. Conforme el material de biomasa y enzima desciende lentamente a la cámara de mezclado del recipiente de reactor, las enzimas reaccionan con la biomasa y la viscosidad del material de biomasa y enzimas cambia. Desafortunadamente, conforme la viscosidad del material de biomasa y enzimas cambia, también cambia el arrastre y la velocidad de rotación del material de biomasa y enzima, lo cual provoca deltas de rotación a lo largo de la longitud de la cámara de mezclado. Los inventores han reconocido que paletas verticales teniendo una sección transversal de hidroplano o ángulo de ataque variante pueden ser utilizados para mantener la rotación del material de biomasa y enzima sustancialmente constante sobre la longitud total de la cámara de mezclado. Este diseño puede promover el flujo de pistón y reducir deltas de rotación.

Para promover el flujo de pistón, mejorar el mezclado, y reducir regiones estancas en la cámara de mezclado del recipiente de reactor, una nueva paleta orientada verticalmente con una forma de hidroplano ha sido concebida para mezclar material de biomasa y enzima. En modalidades ejemplares, el “ángulo de ataque” (es decir, el ángulo al cual la paleta se acopla con el material de biomasa y enzima) puede variar a lo largo de la longitud de la paleta. En otras modalidades, el área de sección transversal de la paleta a lo largo de un plano horizontal puede variar a lo largo de la longitud de la paleta.

Es deseable tener un flujo de pistón lento y uniforme de material verticalmente hacia abajo de la cámara de mezclado del recipiente de reactor. Un movimiento de flujo de pistón constante, lento, puede ser deseable para asegurar un mezclado menos agresivo que en los recipientes del arte previo donde el mezclado ocurrido resultó en que el material de una menor elevación en la cámara de mezclado sea empujado hacia arriba de la cámara de mezclado, interrumpiendo así el flujo de pistón. En lugar de mover el material de biomasa y enzima hacia arriba en la cámara de mezclado de un recipiente de reactor, una mezcla horizontal del material de biomasa y enzima en todas las posiciones verticales dentro de la cámara de mezclado puede reducir áreas de material estanco.

Dentro de la cámara de mezclado del recipiente de reactor, el movimiento del material de biomasa y enzima es de manera deseable uniforme y lento para evitar regiones estancas de material de biomasa y enzima y para permitir suficiente tiempo para que ocurran las reacciones a la biomasa. El movimiento de mezcla horizontal del material de biomasa y enzima dentro de la cámara de mezclado puede ayudar a establecer y mantener el ambiente de reacción deseado. Un ambiente de reacción deseable puede incluir intervalos de temperatura óptimos para las enzimas. Una mezcla horizontal lenta puede generar flujo de pistón, y el flujo de pistón es generalmente deseable para un patrón de reacción más controlable.

Para proporcionar el desplazamiento o movimiento de mezcla horizontal deseado, una o más paletas verticales con una forma de hidroplano pueden ser utilizadas en la cámara de mezclado del recipiente de reactor. Más de una paleta vertical puede ser arreglada en una formación alrededor de una flecha central. La longitud de las paletas verticales puede ser sustancialmente, como en 80% o más, la longitud vertical de la cámara de mezclado del recipiente de reactor. Si se desea, la longitud de las paletas puede ser una longitud reducida, tal como por lo menos 75% de la altura del cuerpo del recipiente.

Las paletas verticales pueden ser unidas en cada extremo a una barra de soporte superior y una barra de soporte inferior. Cada barra de soporte a su vez puede ser unida horizontalmente a una flecha central que se extiende la longitud vertical de la cámara de mezclado. La flecha central está unida a un motor capaz de mover las barras de soporte y por lo tanto las paletas, verticalmente, al unísono, en una sola dirección, en un movimiento circular lento alrededor de la flecha central de la cámara de mezclado. El diseño de hidroplano puede permitir que las paletas tengan una compensación del ángulo vertical en un intervalo de 25 grados negativos a 25 grados positivos dependiendo de la viscosidad del material de biomasa y enzima. En otras modalidades ejemplares, un intervalo de 15 grados positivos a 15 grados negativos puede ser deseable para mezclar biomaterial y enzimas en donde el biomaterial puede ser derivado de pulpa de madera, bagazo, u otro residuo agrícola. En ciertas modalidades, la compensación del ángulo vertical puede variar a lo largo de la longitud vertical de la paleta. Por ejemplo, la paleta puede tener un ángulo de compensación vertical de 2 grados en el primer extremo de la paleta vertical y un ángulo de compensación vertical de 15 grados en un segundo extremo de la paleta vertical. Esta compensación de la vertical puede proporcionar un movimiento uniforme suave del material de biomasa y enzima dentro de la cámara de mezclado del recipiente de reactor en muchos puntos verticales en la cámara de mezclado.

Un recipiente de reactor ha sido concebido comprendiendo: una cámara de mezclado que tiene una longitud vertical, una entrada superior, y una salida inferior; y por lo menos una paleta que tiene una orientación vertical dentro de la cámara de mezclado y la por lo menos una paleta teniendo una forma de sección transversal de un hidroplano, en donde la por lo menos una paleta se mueve con respecto a la cámara de mezclado mientras mantiene la orientación vertical.

En otras modalidades, las paletas verticales pueden estar unidas en cada extremo a una barra de soporte superior y una barra de soporte inferior. Cada barra de soporte a su vez puede ser unida a una flecha central que no se extiende en la cámara de mezclado más allá de las barras de soporte superior e inferior que acoplan las paletas verticales. Uno o ambos extremos de la flecha pueden ser unidos a un motor capaz de mover las barras de soporte y por lo tanto las paletas, verticalmente, al unísono, en una sola dirección, en un movimiento circular lento alrededor del eje vertical central de la cámara de mezclado.

En otras modalidades, el área de sección transversal de la paleta vertical, medida a lo largo de un plano horizontal, puede variar a lo largo de la longitud de la paleta vertical. Por ejemplo, el ancho de la paleta vertical puede ser más grueso en un extremo de la paleta vertical de lo que sería el ancho en otro extremo de la paleta vertical. Esta variación en área de sección transversal también puede proporcionar un movimiento uniforme suave del material de biomasa y enzima dentro de la cámara de mezclado en muchos puntos verticales en la cámara de mezclado.

Aún en otras modalidades, un recipiente de reactor ha sido concebido comprendiendo: una cámara de mezclado cilindrica interna, una flecha central extendiéndose la longitud de la cámara de mezclado cilindrica interna, un motor acoplado de manera accionable a la flecha central, una barra de soporte superior dentro de la cámara de mezclado cilindrica interna y extendiéndose hacia fuera desde una sección superior de la flecha central, una barra de soporte inferior dentro de la cámara de mezclado cilindrica interna y extendiéndose hacia fuera desde una sección inferior de la flecha central; y por lo menos una paleta vertical soportada por y unida a la barra de soporte superior y la barra de soporte inferior, en donde la por lo menos una paleta vertical se mueve alrededor de la flecha central.

Este movimiento del material de biomasa y enzima en la cámara de mezclado en un flujo generalmente vertical, uniforme, continuo y lento puede asegurar un flujo de pistón deseado del material de biomasa y enzima desde la entrada de cámara de mezclado hasta la salida de cámara de mezclado. El material de biomasa y enzima en la cámara de mezclado puede estar a una temperatura de entre 20°C y 60°C, tal como 40°C a 50°C para enzimas termofílicas tales como celulasas. Un intervalo de 25°C a 30°C puede ser deseable para enzimas mesofílicas, y un intervalo de 20°C a 25°C puede ser deseable para enzimas utilizadas en sacarificación y fermentación simultánea (“SSF” por sus siglas en inglés). El proceso de SSF involucra mezclar enzimas tales como enzimas de celulasa con levadura. El tiempo que el material de biomasa y enzima pasa dentro de la cámara de mezclado puede ser entre 1 a 5 horas. El intervalo puede variar dependiendo del tipo de enzima utilizada. Un intervalo de aproximadamente 2.5 a 3.5 horas puede ser deseable para enzimas de celulasa, y un intervalo de aproximadamente 3 horas puede ser deseable para enzimas de celulasa que reaccionan con biomaterial tal como virutas de madera, bagazo, y residuos agrícolas. El periodo de retención del material de biomasa y enzima en la cámara de mezclado debería ser suficiente para afectar la viscosidad del material de biomasa y enzima desde una viscosidad de entrada sobre 15,000 centipoise “cP” en la parte superior de la cámara de mezclado hasta un material de biomasa y enzima que tiene una viscosidad de menos de 1 ,000 cP en un extremo de descarga inferior de la cámara de mezclado.

Cuando se utiliza el diseño de paleta vertical puede no ser necesario utilizar cualesquier brazos de mezclado horizontales encima o debajo de las paletas verticales.

Para mejorar adicionalmente el uso de las paletas verticales dentro de la cámara de mezclado, un “cono de flujo” puede ser unido a la flecha central, tal como cerca de la barra de soporte superior que sujeta las paletas o deflectores. El cono de flujo puede ser hueco. Adicionalmente, el cono de flujo puede tener secciones de recorte a lo largo de los lados, de manera que los lados del cono de flujo pueden no ser uniformes en longitud desde la parte superior a la parte inferior del cono de flujo. Las secciones de recorte proporcionan por lo menos una parte del lado del cono de flujo para ser abiertas mientras que otra sección del lado del cono de flujo puede extenderse a la parte inferior del cono de flujo. Debido a las secciones de recorte del cono de flujo, la barra de soporte a la cual la paleta o paletas están unidas en el extremo superior de las paletas puede ser por lo menos parcialmente cubierta por el cono de flujo en un extremo, mientras que el extremo opuesto de la barra de soporte puede ser descubierto.

Se divulga un sistema, en donde un material lodoso de biomasa es suministrado a un recipiente de reactor comprendiendo: por lo menos un deflector o paleta en forma de hidroplano orientado verticalmente conectado en cada extremo a una barra de soporte, en donde la barra de soporte está conectada a una flecha central posicionada en o cerca del eje vertical central de la cámara de mezclado, con la flecha central unida a un motor para proporcionar movimiento a la flecha central moviendo así los deflectores al unísono, en una forma unidireccional, a lo largo de sustancialmente la longitud entera de la cámara de mezclado.

Otra modalidad puede incluir el uso de un cono de flujo unido a la flecha central cerca de la barra de soporte superior sujetando las paletas en forma de hidroplano. El cono de flujo es un cono hueco con secciones laterales removidas para permitir un movimiento suave del material lodoso que entra en la cámara de mezclado para ser distribuido de manera sustancialmente uniforme sobre el área circular de la cámara de mezclado.

Se divulga aquí un metodo en el cual un material lodoso de material de biomasa y enzima en la cámara de mezclado puede estar a una temperatura de entre 20°C y 60°C. Por ejemplo, un intervalo de 40°C a 50°C puede ser deseable para enzimas termofílicas. Un intervalo de 25°C a 30°C puede ser deseable para enzimas mesofílicas, y un intervalo de 20°C a 25°C puede ser deseable para enzimas utilizadas en SSF. El tiempo que el material de biomasa y enzima pasa dentro de la cámara de mezclado puede ser entre 1 a 5 horas. El intervalo puede variar dependiendo del tipo de enzima utilizada. Un intervalo de aproximadamente 2.5 a 3.5 horas puede ser deseable para enzimas de celulasa, y un intervalo de aproximadamente 3 horas puede ser deseable para enzimas de celulasa que reaccionan con biomaterial tal como virutas de madera, bagazo, y residuo agrícola. La temperatura, mezclado, y duración de tiempo que el biomaterial y enzimas pasan en la cámara de mezclado permite un cambio en la viscosidad del material lodoso de biomasa y enzimas desde su viscosidad de entrada sobre 15,000 cP en la parte superior del recipiente de reactor a un material lodoso de biomasa y enzimas que tiene una viscosidad de menos de 1 ,000 cP; mezclar el material lodoso de biomasa y enzimas utilizando un deflector o paleta en forma de hidroplano orientado verticalmente en una forma unidireccional, sustancialmente la longitud total de la cámara de mezclado; descargar el material lodoso de baja viscosidad de biomasa y enzimas de la cámara de mezclado.

En otra modalidad, las paletas o paletas en forma de hidroplano orientadas verticalmente pueden girar a diferentes velocidades. Aún en otras modalidades, las paletas o paletas en forma de hidroplano orientadas verticalmente pueden girar en direcciones opuestas. En otras modalidades, las paletas o paletas en forma de hidroplano orientadas verticalmente pueden moverse de manera no uniforme a través de la cámara de mezclado. En otra modalidad, paletas o paletas concéntricas pueden girar en direcciones opuestas de manera que un juego de paletas, comprendiendo por lo menos una paleta puede moverse alrededor de un eje central en una dirección en sentido del reloj mientras que otro juego de paletas, comprendiendo por lo menos una paleta puede moverse alrededor del eje central en una dirección en sentido contrario al reloj. Los ángulos de ataque de las paletas o paletas en forma de hidroplano puede ser ajustado para reducir incidencias de agitación vertical del material de biomasa y enzima. Ajustar el ángulo de ataque de las paletas o paletas en forma de hidroplano puede por lo tanto promover flujo de pistón.

En aún otra modalidad, paletas pueden ocupar cuadrantes de la cámara de mezclado, de manera que las paletas se extienden a una mitad de la longitud de la cámara de mezclado desde la parte superior e parte inferior de la cámara de mezclado. Paletas que ocupan un cuadrante pueden moverse en una dirección diferente de paletas que ocupan otros cuadrantes. Adicionalmente, por lo menos una paleta dentro de un cuadrante puede moverse en por lo menos una dirección, mientras que por lo menos una segunda paleta en el cuadrante se mueve en una segunda dirección.

Se divulga otro método de mezclado de biomasa y una enzima en un recipiente de reactor utilizando una cámara de mezclado orientada verticalmente y por lo menos un aspa de paleta extendiéndose verticalmente a través de la cámara de mezclado: suministrar una mezcla de biomasa y enzima continuamente en una entrada superior del recipiente de reactor y agregar la mezcla de biomasa y enzima en la cámara de mezclado; mover la por lo menos una aspa de paleta a través de la mezcla de biomasa y enzima en la cámara de mezclado mientras se mantiene la por lo menos una aspa de paleta en una orientación vertical; mezclar la mezcla biomasa y enzima mediante el movimiento de la por lo menos una aspa de paleta conforme la mezcla de biomasa y enzima se mueve hacia abajo a través de la cámara de mezclado; y descargar la mezcla de biomasa y enzima de una salida inferior del recipiente de reactor.

Se divulga aquí otro método en el cual un material lodoso de biomasa y enzimas es suministrado a un recipiente de reactor comprendiendo: conforme el lodo de material de biomasa y enzima a una temperatura de entre aproximadamente 20°C y 60°C. Por ejemplo, un intervalo de 40°C a 50°C puede ser deseable para enzimas termofílicas. Un intervalo de 25°C a 30°C puede ser deseable para enzimas mesofílicas, y un intervalo de 20 C a 25°C puede ser deseable para enzimas utilizadas en SSF. El tiempo que el material de biomasa y enzima pasa dentro de la cámara de mezclado puede ser entre 1 a 5 horas. El intervalo puede variar dependiendo del tipo de enzima utilizada. Un intervalo de aproximadamente 2.5 a 3.5 horas puede ser deseable para enzimas de celulasa, y un intervalo de aproximadamente 3 horas puede ser deseable para enzimas de celulasa que reaccionan con biomaterial tal como virutas de madera, bagazo, y residuo agrícola. La temperatura, mezclado, y duración de tiempo que el biomaterial y enzimas pasa en la cámara de mezclado permiten un cambio en la viscosidad del lodo de material de biomasa y enzima desde su viscosidad de entrada de más de 15,000 cP en la parte superior del recipiente de reactor a un lodo de material de biomasa y enzima que tiene una viscosidad de menos de 1 ,000 cP en la parte inferior del recipiente de reactor. El lodo de material de biomasa y enzima hace contacto con un cono de flujo unido a la flecha central cerca de la barra de soporte superior que sujeta las paletas en forma de hidroplano proporcionando un movimiento suave del lodo de material de biomasa y enzima que entra en la cámara de mezclado del recipiente de reactor para ser distribuido de manera sustancialmente uniforme sobre el área circular de la cámara de mezclado. El lodo de material de biomasa y enzima es mezclado utilizando un deflector o paleta en forma de hidroplano orientado verticalmente en una forma unidireccional, sustancialmente la longitud total de la cámara de mezclado. El material de viscosidad menor es descargado de la cámara de mezclado.

En otra modalidad, un recipiente de reactor ha sido concebido comprendiendo: una cámara de mezclado cilindrica que tiene un eje vertical; por lo menos una paleta vertical soportada por una barra de soporte superior y una barra de soporte inferior; una flecha central extendiendose a lo largo del eje vertical de la cámara de mezclado cilindrica, en donde las barras de soporte superior e inferior están unidas a y se extienden radialmente hacia afuera de la flecha central; una máquma o motor externo al recipiente de reactor y acoplado de manera accionable a la flecha central para girar la flecha central, una barra de soporte superior y una barra de soporte inferior y la por lo menos una paleta vertical; un deflector cónico que tiene un pico alineado con el eje vertical y posicionado sobre la por lo menos una paleta.

Caracteres de referencia correspondientes indican partes correspondientes a lo largo de las múltiples vistas. Aunque los dibujos representan modalidades de varias características y componentes de acuerdo a la presente divulgación, los dibujos no están necesariamente a escala y ciertas características pueden ser exageradas con el fin de ilustrar mejor las modalidades de la presente divulgación, y tales ejemplificaciones no deben interpretarse como limitantes del alcance de la presente divulgación en cualquier forma.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LOS DIBUJOS Fig. 1 muestra una vista lateral de una modalidad ejemplar de un recipiente de reactor cilindrico vertical con paletas verticales.

Fig. 2 muestra una vista lateral de una modalidad ejemplar de un recipiente de reactor cilindrico vertical con paletas verticales y un cono de flujo.

Fig. 3 muestra una vista lateral de una modalidad ejemplar de una paleta vertical.

Fig. 4 es una vista superior de de una modalidad ejemplar de la forma de hidroplano de la paleta vertical.

Fig. 5 muestra una vista lateral de un cono de flujo ejemplar. Figs. 6A, 6B y 6C representan una paleta vertical ejemplar con un ángulo de compensación de eje vertical no uniforme.

Fig. 7A representa una modalidad ejemplar del recipiente de reactor cilindrico vertical con paletas verticales y un cono de flujo y una flecha central que no se extiende de manera significativa en la cámara de mezclado.

Fig. 7B representa una trayectoria helicoidal tomada de manera óptima por una partícula en el material de biomasa y enzima conforme éste fluye hacia abajo de la cámara de mezclado.

Fig. 8A representa una modalidad ejemplar del recipiente de reactor cilindrico vertical con paletas verticales extendiéndose sustancialmente la longitud total de la altura cilindrica de la cámara de mezclado.

Fig. 8B representa una vista en perspectiva de arriba hacia abajo del recipiente de reactor cilindrico vertical. Esta modalidad ejemplar muestra dos juegos de barras de soporte que pueden girar en direcciones opuestas.

Fig. 8C es un acercamiento de la barra de soporte exterior de la Fig. 8b. Esta barra de soporte tiene un deflector raspador que puede desprender acumulaciones de material de biomasa y enzima de la pared interior de la cámara de mezclado.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El cono de flujo puede ser unido a la flecha central y puede ser posicionado para permitir que la barra de soporte en el extremo superior de las paletas se ajuste en la parte inferior del cono de flujo o justo dentro del cono de flujo. Ya que el cono de flujo está unido a la flecha central, éste se mueve en el mismo movimiento de la flecha central. Conforme el material lodoso de biomasa y enzimas entra en la cámara de mezclado, el material lodoso de biomasa y enzima hace contacto con el cono de flujo y se mueve a lo largo de la superficie exterior del cono de flujo. El cono de flujo puede dirigir el flujo del material lodoso de biomasa y enzimas que entra al recipiente a todas partes del cuerpo de la cámara de mezclado. El cono de flujo también puede distribuir el flujo de material lodoso y biomasa a lo largo del área circunferencial de la cámara de mezclado sin preferencia a cualquier área de la cámara de mezclado. Como resultado, el cono de flujo puede formar una capa similar a acolchado grueso a lo largo de la superficie de la cámara de mezclado para evitar que líquido menos completamente incorporado en el lodo se junte a lo largo del núcleo interior de la cámara de mezclado. Las secciones de recorte del cono de flujo permiten que algo del material lodoso de biomasa y enzima caiga en el área de las paletas, mientras que otro material lodoso de biomasa y enzimas puede ser dirigido hacia las paredes de la cámara de mezclado. Las secciones más cortas del cono de flujo proporcionan una abertura a la región de paleta, mientras que las secciones más largas del cono de flujo mueven el material lodoso de biomasa y enzimas hacia las paredes de la cámara de mezclado.

El uso del cono de flujo puede promover una distribución uniforme del material lodoso de biomasa y enzimas a través de una sección transversal circular de la cámara de mezclado. El cono de flujo puede por lo tanto mejorar la capacidad de las enzimas dentro del material lodoso de biomasa y enzimas para reaccionar y promover el cambio de viscosidad deseado en una forma de flujo de pistón. De esta manera, el cono de flujo puede promover el flujo de pistón deseado y licuefacción de la biomasa.

Características del recipiente de reactor divulgado aquí comprenden: paletas orientadas verticalmente en una cámara de mezclado del recipiente, las paletas soportadas por y unidas a barras de soporte en los extremos superior e inferior de la paleta y unidas a una flecha central giratoria de la cámara de mezclado. Las paletas pueden tener una forma de sección transversal de un hidroplano y pueden tener una forma de sección transversal no uniforme a lo largo de su longitud para minimizar la tendencia de las paletas a provocar que el material de biomasa y enzima cambie de elevación en la cámara de mezclado. La sección transversal de hidroplano es una forma diseñada para moverse a través del material de biomasa y enzima e incluye formas de sección transversal tales como para alerones, alas o aletas, y puede tener secciones transversales conformadas como una gota, diamante, medialuna o elipse. Las paletas pueden girar en una forma lenta, constante, unidireccional, por ejemplo, menos de 10 revoluciones por minuto, para mezclado rápido de material de biomasa y enzima en la misma elevación. El movimiento lento, constante, unidireccional de la paleta reduce la tendencia de la acción de mezclado a cambiar la elevación del material de biomasa y enzima. Este movimiento también puede permitir que el material de biomasa y enzima se mueva hacia abajo en una forma uniforme, lenta y continua mientras que el material de biomasa y enzima está siendo mezclado.

En algunas modalidades, el recipiente de reactor puede comprender adicionalmente un deflector raspador soportado por una barra de soporte de raspador extendiéndose radialmente desde la flecha central en donde el deflector raspador se acopla con una pared interior de la cámara de mezclado.

Un deflector, tal como un deflector cónico o cono de flujo, en la región superior de la cámara de mezclado e inmediatamente debajo de la entrada de biomasa y enzima a la cámara de mezclado puede distribuir el material de biomasa y enzima de manera uniforme en la región superior de la cámara de mezclado. El deflector puede estar montado a las barras de soporte superior extendiendose radialmente desde la flecha central hasta el extremo superior de las paletas. El deflector puede tener un pico coaxial con la flecha central, alineado verticalmente con la entrada de biomasa y enzima al recipiente de reactor o ambos. El deflector puede tener un perímetro irregular y recortes para promover una distribución uniforme del material de biomasa y enzima en la cámara de mezclado. El deflector puede ser un cono de flujo que tiene una superficie cónica, es hueco, tiene recortes en la superficie cónica, y tiene un perímetro inferior con secciones a diferentes radios del eje central y escalonado en pisos.

El cono de flujo asiste en distribuir de manera uniforme el material lodoso de biomasa y enzima a través del interior de la cámara de mezclado. La distribución uniforme del material de biomasa y enzima promueve la distribución uniforme de las enzimas en la biomasa y reacciones uniformes entre las enzimas y la biomasa. El cono de flujo evita la formación de material hacia el centro de la cámara de mezclado, que de otra manera crearía una columna de material de biomasa y enzima más viscoso en el centro de la cámara de mezclado. Este material de biomasa y enzima más viscoso empujaría hacia arriba un material de biomasa y enzima menos viscoso ubicado en la parte inferior de la cámara de mezclado.

El deflector puede provocar que una porción del material de biomasa y enzima forme un acolchado anular grueso adyacente a la pared de la cámara de mezclado. El acolchado evita que líquido menos completamente incorporado en el lodo de material de biomasa y enzima se junte a lo largo de la pared de la cámara de mezclado y fluya en canales hacia abajo a través de la cámara de mezclado, creando así deltas de rotación problemáticas.

La Fig. 1 muestra un recipiente de reactor 10 para mezclar y retener un material de biomasa y enzimas lodoso suministrado de alta viscosidad 1. El material lodoso de biomasa y enzimas 1 puede entrar a la cámara de mezclado 2 a una viscosidad de más de 15,000 cP y reaccionar con las enzimas en la cámara de mezclado 2. En algunas modalidades, la cámara de mezclado 2 puede tener una longitud vertical de por lo memos 30.48 metros (cien pies) y un diámetro de por lo menos 9.14 metros (30 pies). El lodo de biomasa reaccionada 7 puede tener una viscosidad relativamente baja de aproximadamente 1,000 cP en la descarga de la cámara de mezclado.

La cámara de mezclado 2 puede estar equipada con por lo menos una paleta 3 unida en cada extremo de la paleta a una barra de soporte 4. La paleta 3 puede estar orientada verticalmente y puede estar recubierta para prevenir la adhesión de material de biomasa y enzima. Este recubrimiento puede ser un material de politetrafluoroetileno tal como TEFLON marca DuPont u otro material de recubrimiento adecuado. Tales materiales adecuados pueden incluir materiales que proporcionan una superficie no pegajosa. En algunas modalidades, puede ser deseable para el material de recubrimiento soportar ambientes cáusticos. En otras modalidades, puede ser posible tener un material de recubrimiento capaz de soportar un ambiente básico o un ambiente de pH neutro. La cámara de mezclado 2 también puede estar recubierta para evitar la adhesión del material de biomasa y enzima. Este recubrimiento puede ser un material de politetrafluoroetileno tal como TEFLON marca DuPont u otro material de recubrimiento adecuado. La cámara de mezclado 2 también puede ser interna al recipiente de reactor 10. Al estar unida a la barra de soporte 4 en cada extremo, la paleta 3 permanece rígida. La barra de soporte 4 está unida a la flecha central 5 posicionada sustancialmente a lo largo del eje central de la cámara de mezclado 2. La flecha central 5 puede estar unida a un motor 6. La flecha central 5, mediante el motor 6, se mueve en un movimiento circular para permitir que todas las paletas 3 se muevan simultáneamente en una forma lenta, constante, unidireccional dentro de la cámara de mezclado 2.

Conforme el material lodoso de biomasa y enzimas 1 se mueve hacia abajo a través de la cámara de mezclado 2, las enzimas reaccionan con la biomasa en el material lodoso de biomasa y enzimas 1 para reducir la viscosidad del material de biomasa y enzima desde aproximadamente 15,000 cP hasta aproximadamente 1,000 cP, en la parte inferior de la cámara de mezclado 2. El lodo de biomasa reaccionada 7 puede ser enviado fuera de la cámara de mezclado 2 para procesamiento adicional.

La paleta 3 puede ser unida a la barra de soporte 4 de manera que el ángulo de la paleta 3 con respecto al eje vertical de la paleta 3 está en un intervalo de 25 grados negativos a 25 grados positivos dependiendo de la viscosidad del material de biomasa y enzima. En otras modalidades ejemplares, un intervalo de 15 grados positivos a 15 grados negativos puede ser deseable para mezclar biomaterial y enzimas en donde el biomaterial es derivado de pulpa de madera, bagazo, o residuo agrícola.

Si se desea, la compensación de ángulo del eje vertical de la paleta 3 puede variar a lo largo de la longitud vertical de la paleta 3. Esta modalidad es descrita en mayor detalle en las Figs. 6A, 6B, 6C.

En otras modalidades, el área de sección transversal de la paleta 3, medida a lo largo de un plano horizontal, puede variar a lo largo de la longitud de la paleta vertical 3 de manera que el ancho de la paleta 3 puede ser mayor en una ubicación a lo largo de la paleta que en otra ubicación a lo largo de la paleta 3. Esta modalidad es descrita en mayor detalle en las Figs. 6A, 6B, 6C.

La Fig. 2 muestra un recipiente de reactor cilindrico vertical 20, con la adición de un cono de flujo 28. El cono de flujo 28 puede ser unido a la flecha central 25 en la parte superior de la cámara de mezclado 22 justo arriba de la barra de soporte 24. La barra de soporte 24 en la parte superior de la cámara de mezclado 22 puede acoplarse con las paletas verticales 23. Un motor 26 también puede acoplarse con y girar la flecha central 25. El cono de flujo 28 es mostrado en mayor detalle en la Fig. 5.

La Fig. 3 muestra una sección de una paleta 33 utilizada en los recipientes de reactor de las Figs. 1, 2 y 7A-7B. La paleta 33 puede ser sustancialmente entre 90% u 80% de la longitud de la cámara de mezclado 2 de la Fig. 1 , o ésta puede ser menos de la longitud total, tal como mayor de 50% de la longitud de la cámara de mezclado 2. Una longitud de las paletas mayor que 50% de la cámara de mezclado 2 puede ser deseable para promover flujo de pistón de biomaterial tal como virutas de madera, bagazo, y residuo agrícola.

La Fig. 4 muestra un diseño ejemplar para la paleta. La paleta tiene un diseño de hidroplano 43 el cual permite un movimiento suave del material de biomasa y enzima 1 conforme éste se mueve helicoidalmente en una forma de flujo de pistón hacia abajo de la longitud de la cámara de mezclado 2 de la Fig. 1.

La Fig. 5 muestra las áreas recortadas del cono de flujo 28.

Lados del cono son de diferentes longitudes, por ejemplo un lado 58, puede ser más corto que el lado opuesto 57. El cono de flujo 28 puede ser hueco, y puede ajustarse sobre la barra de soporte 24 de la Fig. 2. El cono de flujo 28 puede estar recubierto para evitar la adhesión del material de biomasa y enzima. Este recubrimiento puede ser un material de politetrafluoroetileno tal como TEFLON marca DuPont u otro material adecuado. El cono de flujo 28 distribuye el material lodoso de biomasa y enzimas 21 que entra al recipiente de reactor 20 de manera uniforme sobre un área circular del recipiente de reactor 20 y puede formar una capa similar a acolchado grueso de material de biomasa y enzima a lo largo de la superficie interior de la cámara de mezclado 22. La capa de acolchado evita que líquido no completamente incorporado en el lodo de material de biomasa y enzima se junte y forme un núcleo interior de material más pesado, más viscoso. Un núcleo tal puede viajar hacia abajo de la cámara de mezclado 22 y empujar hacia arriba material menos viscoso ubicado en la parte inferior de la cámara de mezclado 22 interrumpiendo así el flujo de pistón.

La Fig. 6A muestra una vista superior de una paleta 63 ejemplar. La paleta 63 tiene una forma de hidroplano y un ángulo de compensación no uniforme desde el eje vertical conocido como el ángulo de ataque. La parte superior 631 de la paleta 63 puede definir un primer rayo 633. La parte inferior 632 de la paleta 63 puede definir un segundo rayo 634. El cuerpo 635 de la paleta 63 abarca el ángulo creado por el primer rayo y el segundo rayo para crear un ángulo de ataque no uniforme a lo largo de la longitud de la paleta 63.

La Fig. 6B muestra una vista lateral de la paleta 63 por la cual el cuerpo 635 de la paleta tiene un ángulo de ataque no uniforme definido por la parte superior 631 y la parte inferior 632 de la paleta 63.

La Fig. 6C es otra vista superior de la paleta 63. La paleta 63 puede ser plana y el área de sección transversal de la parte inferior 632 de la paleta 63 puede ser mayor que el área de sección transversal de la parte superior 631 de la paleta 63 para formar un cuerpo 635 de la paleta 63 con un área de sección transversal no uniforme. Esta modalidad también muestra cómo el área de sección transversal no uniforme puede ser utilizada para formar un ángulo de ataque no uniforme.

La Fig. 7 A muestra una modalidad ejemplar de un recipiente de reactor cilindrico vertical 70, con la adición de un cono de flujo 78. El cono de flujo 78 puede ser unido a la flecha central 75. La flecha central puede no extenderse pasando las barras de soporte 74 en la parte superior o parte inferior de la cámara de mezclado 72. Un motor 76 puede acoplarse con y girar la flecha central 75. Lodo de biomasa reaccionada 77 puede ser enviado fuera de la cámara de mezclado 72 para procesamiento adicional.

La Fig. 7B representa la trayectoria de flujo de pistón ideal de una partícula dentro del material de biomasa y enzima. En una modalidad donde las paletas verticales 73 se mueven sustancialmente en la misma dirección, una partícula dentro del material de biomasa y enzima tiende a moverse hacia abajo a través de la cámara de mezclado 72 en una trayectoria helicoidal 721.

La Fig. 8 A muestra una modalidad ejemplar de un recipiente de reactor cilindrico vertical 80, con la adición de un cono de flujo 88. El recipiente de reactor cilindrico vertical 80 puede ser soportado por una plataforma de soporte de recipiente 803. El cono de flujo 88 puede ser unido a la flecha central 85. Un motor 86 puede acoplarse con y girar la flecha central 85. La flecha central puede no extenderse pasando las barras de soporte 84 en la parte superior o parte inferior de la cámara de mezclado 82. En esta modalidad ejemplar, las barras de soporte pueden doblarse con o adoptar los contornos de la parte inferior o parte inferior de la cámara de mezclado 82. Las paletas 83 pueden moverse en una forma lenta dentro de la cámara de mezclado 82. Esta modalidad representa las paletas 83 abarcando sustancialmente la longitud total de la cámara de mezclado 82. En esta modalidad ejemplar, una paleta raspadora 805 puede ser utilizada para desplazar material de biomasa y enzima de la pared interior de la cámara de mezclado 820. Esto se explica más detalladamente en las Figs. 8B y 8C. El movimiento de las paletas 83 y la paleta raspadora 805 puede asegurar el flujo de pistón deseado del material de biomasa y enzima 81 desde la entrada de la cámara de mezclado 801 a la salida de la cámara de mezclado 802. La entrada de la cámara de mezclado 801 puede estar sustancialmente centrada en el eje central en la parte superior de la cámara de mezclado 82 o la entrada de la cámara de mezclado 801 puede estar descentrada del eje central de la cámara de mezclado 82. Asimismo, la salida de la cámara de mezclado 802 puede estar sustancialmente centrada en el eje central de la parte inferior de la cámara de mezclado 82 o la salida de la cámara de mezclado 802 puede estar descentrada del eje central de la cámara de mezclado 82. Lodo de biomasa reaccionada 87 puede ser enviado fuera de la cámara de mezclado 82 para procesamiento adicional.

La Fig. 8B es una vista en perspectiva de arriba hacia abajo del recipiente de reactor cilindrico vertical 80 a lo largo de la línea A-A de la Fig. 8A. Una plataforma de soporte de recipiente 803 soporta el recipiente de reactor cilindrico vertical 80. En esta modalidad ejemplar, existen dos juegos de barras de soporte que soportan dos juegos de paletas 83 moviéndose en direcciones opuestas. La barra de soporte de raspador 841 soporta una paleta raspadora 805 en un extremo y una paleta opuesta 806 en el extremo opuesto. En esta modalidad ejemplar, la barra de soporte de paleta raspadora se mueve en una dirección de sentido contrario al reloj. La paleta opuesta 806 no hace contacto con la pared interior de la cámara de mezclado 820 (como se muestra en la Fig. 8C), sino más bien dirige una porción del material de biomasa y enzima en la cámara de mezclado hacia la pared interior de la cámara de mezclado 820 (como se muestra en la Fig. 8C).

La barra de soporte de paleta 842 puede soportar una o más paletas 807. En esta modalidad ejemplar, la barra de soporte de paleta gira en una dirección en sentido del reloj.

La Fig. 8C es un área detallada de la Fig. 8B mostrando la paleta raspadora 805 acoplándose con la pared interior de la cámara de mezclado 820. El raspador puede desprender acumulaciones de material de biomasa y enzima en la pared interior de la cámara de mezclado 820. La paleta raspadora 805 puede ser una paleta modificada configurada de acuerdo con cualquier modalidad de paleta previamente mencionada. Por ejemplo, el ángulo de ataque y el área de sección transversal de la paleta raspadora 805 pueden variar a lo largo de la longitud vertical de la paleta raspadora 805.

La invención ha sido descrita en detalle para propósitos de claridad y entendimiento. Sin embargo, se apreciará que ciertos cambios y modificaciones a las modalidades divulgadas de la invención pueden ser practicados dentro del alcance de las reivindicaciones de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un recipiente de reactor caracterizado porque comprende: una cámara de mezclado que tiene una longitud vertical, una entrada superior, y una salida inferior; y por lo menos una paleta que tiene una orientación vertical dentro de la cámara de mezclado y la por lo menos una paleta teniendo una forma de sección transversal de un hidroplano, en donde la por lo menos una paleta se mueve con respecto a la cámara de mezclado mientras mantiene la orientación vertical.

2. El recipiente de reactor de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque la por lo menos una paleta se extiende al menos 50 por ciento de la longitud vertical de la cámara de mezclado.

3. El recipiente de reactor de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado además porque el por lo menos un deflector se extiende sustancialmente la altura total de una altura cilindrica de la cámara de mezclado.

4. El recipiente de reactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado además porque la longitud vertical de la cámara de mezclado es por lo menos 30.48 m (100 pies) y un diámetro de la cámara de mezclado es por lo menos 9.14 m (30 pies).

5. El recipiente de reactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado además porque comprende adicionalmente una flecha central acoplada con la por lo menos una paleta.

6. El recipiente de reactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado además porque la por lo menos una paleta está en una formación de hidroplanos y la formación de hidroplanos está arreglada simetricamente alrededor de un eje vertical de la cámara de mezclado.

7. El recipiente de reactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado además porque comprende adicionalmente una barra de soporte superior y una barra de soporte inferior acopladas, respectivamente, a regiones de extremo opuestas de la por lo menos una paleta.

8. El recipiente de reactor de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque comprende adicionalmente una flecha central coaxial con un eje central de la cámara de mezclado, y la barra de soporte superior conectada a una sección superior de la flecha central y la barra de inferior conectada a una sección inferior de la flecha central.

9. El recipiente de reactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado además porque la por lo menos una paleta tiene una forma de sección transversal no uniforme a lo largo de la longitud de la paleta.

10. El recipiente de reactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado además porque la por lo menos una paleta tiene un ángulo de compensación desde un eje vertical que es no uniforme a lo largo de la longitud de la por lo menos una paleta.

11. El recipiente de reactor de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque el ángulo de compensación desde el eje vertical está en un intervalo entre 25 grados negativos y 25 grados positivos.

12. Un recipiente de reactor caracterizado porque comprende: una cámara de mezclado cilindrica interna, una flecha central extendiéndose la longitud de la cámara de mezclado cilindrica interna, un motor acoplado de manera accionable a la flecha central, una barra de soporte superior dentro de la cámara de mezclado cilindrica interna y extendiéndose hacia fuera de una sección superior de la flecha central, una barra de soporte inferior dentro de la cámara de mezclado cilindrica interna y extendiéndose hacia fuera desde una sección inferior de la flecha central; y por lo menos una paleta vertical soportada por y unida a la barra de soporte superior y la barra de soporte inferior, en donde la por lo menos una paleta vertical se mueve alrededor de la flecha central.

13. El recipiente de reactor de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque comprende adicionalmente una entrada superior a la cámara de mezclado configurada para recibir un material de biomasa y enzima y una salida inferior configurada para descargar el material de biomasa reaccionada de la cámara de mezclado cilindrica interna.

14. El recipiente de reactor de conformidad con la reivindicación 12 o 13, caracterizado además porque un movimiento de la paleta vertical promueve un movimiento horizontal de un lodo de material de biomasa y enzima en la cámara de mezclado cilindrica interna.

15. El recipiente de reactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado además porque la por lo menos una paleta vertical tiene una forma de sección transversal de un hidroplano.

16. El recipiente de reactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado además porque comprende adicionalmente un deflector raspador soportado por una barra de soporte de raspador extendiéndose radialmente desde la flecha central en donde el deflector raspador se acopla con una pared interior de la cámara de mezclado.

17. El recipiente de reactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizado además porque la por lo menos una paleta vertical tiene un ángulo de compensación desde un eje vertical que es no uniforme a lo largo de la longitud de la por lo menos una paleta vertical.

18. El recipiente de reactor de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado además porque el ángulo de compensación desde el eje vertical está en un intervalo entre 25 grados negativos y 25 grados positivos.

19. El recipiente de reactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 18, caracterizado además porque la flecha central no se extiende en la cámara de mezclado más allá de las barras de soporte superior e inferior que acoplan las paletas verticales.

20. Un método para mezclar biomasa y una enzima en un recipiente de reactor comprendiendo una cámara de mezclado orientada verticalmente y por lo menos una aspa de paleta extendiéndose verticalmente a través de la cámara de mezclado, el método está caracterizado porque comprende: suministrar una mezcla de biomasa y enzima continuamente a una entrada superior del recipiente de reactor y agregar la mezcla de biomasa y enzima en la cámara de mezclado; mover la por lo menos una aspa de paleta a través de la mezcla de biomasa y enzima en la cámara de mezclado mientras se mantiene la por lo menos una aspa de paleta en una orientación vertical; mezclar la mezcla de biomasa y enzima mediante el movimiento de la por lo menos una aspa de paleta conforme la mezcla de biomasa y enzima se mueve hacia abajo a través de la cámara de mezclado; y descargar la mezcla de biomasa y enzima de una salida inferior del recipiente de reactor.

21. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado además porque el movimiento de la por lo menos una aspa de paleta es un movimiento circular alrededor de un eje de la cámara de mezclado.

22. El método de conformidad con la reivindicación 20 o 21, caracterizado además porque la por lo menos una paleta está en una formación de paletas y el movimiento de la formación de paletas es no uniforme a través de la cámara de mezclado.

23. El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque un juego de paletas, comprendiendo por lo menos una paleta, gira alrededor de un eje central en una dirección en sentido del reloj mientras que otro juego de paletas, comprendiendo por lo menos una paleta, gira alrededor del eje central en una dirección en sentido contrario al reloj.

24. Un recipiente de reactor caracterizado porque comprende: una cámara de mezclado cilindrica que tiene un eje vertical; por lo menos una paleta vertical soportada por una barra de soporte superior y una barra de soporte inferior; una flecha central extendiéndose a lo largo del eje vertical de la cámara de mezclado cilindrica, en donde las barras de soporte superior e inferior están unidas a y se extienden radialmente hacia fuera de la flecha central; una máquina o motor externa al recipiente de reactor y acoplado de manera accionable a la flecha central para girar la flecha central, una barra de soporte superior y una barra de soporte inferior y la por lo menos una paleta vertical; un deflector cónico que tiene un pico alineado con el eje vertical y posicionado sobre la por lo menos una paleta vertical.

25. El recipiente de reactor de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado además porque el deflector cónico tiene un borde inferior que tiene un perímetro el cual está a varias longitudes radiales del eje vertical.

26. El recipiente de reactor de conformidad con la reivindicación 24 o 25, caracterizado además porque el borde inferior es escalonado, de manera que el borde inferior está a varias distancias radiales del eje vertical.

27. El recipiente de reactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 24 a 26, caracterizado además porque el deflector cónico tiene recortes y un borde inferior irregular para distribuir un material de biomasa y enzima en la cámara de mezclado cilindrica.

28. El recipiente de reactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 24 a 27, caracterizado además porque el deflector cónico distribuye un material lodoso de biomasa y enzima a través de la cámara de mezclado cilindrica.

29. El recipiente de reactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 24 a 28, caracterizado además porque comprende adicionalmente un deflector raspador soportado por una barra de soporte de raspador extendiéndose radialmente desde la flecha central en donde el deflector raspador se acopla con una pared interior de la cámara de mezclado.