PT1687436E - Processo para recuperar poli-hidroxialcanoatos ( phas ) a partir de biomassa celular - Google Patents

Description

ΡΕ1687436 1 DESCRIÇÃO "PROCESSO PARA RECUPERAR POLI-HIDROXIALCANOATOS ("PHAS") A PARTIR DE BIOMASSA CELULAR"

Campo do invento 0 presente invento refere-se a um processo já comprovado como sendo industrialmente exequível para a extracção e recuperação de poli-hidroxialcanoatos (PHAs) a partir de biomassa bacteriana húmida, utilizando solventes não halogenados que não são agressivos para o ambiente, em que o processo permite a obtenção de poli-hidroxialcanoatos (PHAs) de elevada pureza e elevado peso molecular usando matéria prima renovável e fontes de energia, originárias geralmente da indústria do açúcar e álcool usando cana de açúcar.

Antecedentes do invento A necessidade de produzir materiais biodegradáveis e biocompatíveis usando matéria prima renovável e fontes de energia através de processos que não sejam agressivos para o ambiente é presentemente conhecida na indústria mundial.

Na sociedade moderna, embora o uso de materiais 2 ΡΕ1687436 plásticos em grande escala tenha representado um marco na história do desenvolvimento tecnológico, a utilização crescente destes materiais está a conduzir a uma diversidade de problemas ambientais sérios. No caso da indústria de resinas plásticas derivadas do petróleo, as quantidades anuais produzidas são de cerca de 200 milhões de toneladas. Estes materiais, que são muito resistentes à degradação natural, acumulam-se rapidamente nas áreas de despejo principalmente nas redondezas dos grandes centros urbanos. Devido a estes problemas, o desenvolvimento de resinas plásticas biodegradáveis tem recebido atenção mundial, principalmente aquelas produzidas por meio de tecnologia limpa usando fontes renováveis. Considerando a relevância destes factos, o mercado potencial para usar estes novos materiais é enorme.

As aplicações destes biopolimeros degradáveis com maiores hipóteses de sucesso no mercado envolvem produtos, tais como materiais descartáveis, por exemplo, embalagens, recipientes para cosméticos e agroquimicos tóxicos, artigos médicos ou farmacêuticos, etc.

Uma família importante dos biopolimeros biodegradáveis é a dos poli-hidroxialcanoatos (PHAs), que são poliésteres sintetizados naturalmente por um grande número de seres vivos. Com mais do que 170 representantes descritos na literatura, o interesse comercial nos PHAs está directamente relacionado não apenas com a biodegradabi-lidade mas também com as suas propriedades termo-mecânicas e custos de produção. Assim, apenas alguns dos PHAs tiveram 3 ΡΕ1687436 aplicação industrial, sendo os mais representativos o PHB (poli-3-hidroxibutirato), PHB-V (poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato)), P4HB (poli(4-hidroxibutirato)), P3HB4HB (poli(3-hidroxibutirato-co-4-hidroxibutirato)) e alguns PHAmcl (poli-hidroxialcanoatos de cadeia média), sendo o representante típico desta última família o PHHx (poli-hidroxihexanoato). A estrutura química dos PHAs pode ser descrita como uma cadeia polimérica formada por repetições da unidade seguinte:

em que R é um grupo alquilo ou alquenilo de comprimento variável e m e n são inteiros; nos polímeros mencionados acima R e m assumem os valores seguintes: PHB: R=CH3, m=l PHB-V: R=CH3 ou CH3-CH2-, m=l P4HB: R=H, m=2 P3HB-4HB: R=H ou CH3, m=l ou 2 PHHx: R=CH3-CH2-CH2, m=l 4 ΡΕ1687436 A maior parte dos PHAs pode ser processada em equipamentos convencionais de extrusão e injecção, sem requererem modificações significativas para um bom processamento. É também possível processar estes polímeros para moldes e filmes para revestimento para serem usados como material de embalagem na indústria alimentar, por exemplo.

Em função do estádio de desenvolvimento destes polímeros, é possível usá-los para produzir embalagens para produtos higiene pessoal de curta duração e com pouca gramagem. Podem também ser usados na manufactura de contentores e embalagens para agroquímicos, óleo de motores, fraldas descartáveis, e semelhantes.

Além disso, onde é necessária a propriedade intrínseca de biodegradabilidade, os PHAs são aplicáveis de acordo com aspectos técnicos e comerciais bem definidos, tais como: sacos do lixo, suporte de bolas de golfe, artigos de pesca e outros produtos directamente relacionados com o manuseamento de materiais plásticos ao ar livre.

Na agro-indústria, os PHAs podem ser aplicados a vasos de plantas, tubos de reflorestação, estufas e películas de cobertura e principalmente a sistemas de libertação controlada de nutrientes, fertilizantes, herbicidas e insecticidas. 5 ΡΕ1687436

Para aplicações biomédicas, os PHAs podem ser usados para microencapsular fármacos de libertação controlada, suturas médicas e pinos de fixação para fracturas ósseas, devido à sua biocompatibilidade total e à pequena reacção do organismo receptor à presença de um corpo estranho. Além disso, com uma taxa de biodegradação in vivo que é muito lenta mas continua e completa, os PHAs apresentam um potencial excelente para ser aplicado como uma estrutura básica para próteses re-absorviveis. 0 grande desenvolvimento das ciências naturais nas últimas duas décadas, particularmente a biotecnologia, permitiu o uso de organismos naturais ou geneticamente modificados muito diferentes na produção comercial de PHAs. Particularmente relevante para o presente invento é o uso de determinadas estirpes bacterianas que são capazes de produzir e acumular quantidades expressivas destes polímeros no seu interior. Cultivadas em condições específicas, que permitam atingir uma densidade celular elevada, teor elevado de polímero intracelular, e rendimentos compatíveis com o processo industrial, estas estirpes bacterianas podem usar diferentes matérias primas renováveis, tais como açúcar de cana, melaços ou extractos de celulose hidrolisados.

Embora tenham sido feitas tentativas para aplicar naturalmente as células bacterianas (sem usar agentes de solubilização de PHA) como material moldável, tal como revelado na Patente EUA 3107172, as aplicações comerciais 6 ΡΕ1687436 de PHAs requererem na maior parte dos casos uma pureza suficientemente elevada para atingir as propriedades plásticas desejadas. De modo a atingir os níveis adequados de pureza para processar o biopolímero, especialmente os PHAs, requerem-se normalmente passos nos quais a utilização de solventes para extracção e recuperação dos PHAs a partir da biomassa residual é indispensável.

Na Patente EPA-01455233 A2, são descritas várias possibilidades para realizar a digestão de uma suspensão aquosa de células contendo PHA, usando enzimas e/ou tensioactivos para solubilizar o material celular não-PHA. Esta patente menciona como uma restrição possível aos processos que usam solventes o facto de requererem grandes quantidades de solventes e teremm portanto custos de produção elevados. Contudo, menciona que o passo do solvente não é eliminado, se for desejado um produto de pureza elevada. Além disso, embora as enzimas usados neste processo sejam adicionados em quantidades relativamente baixas (1% relativamente ao material celular seco) são bastante caras e não podem ser recuperadas no processo, contrariamente ao que ocorre quando é usado um solvente. É também necessária uma diluição elevada do material celular, o que conduz a um volume elevado de efluentes gerado no processo.

Os processos de extracção usualmente propostos consistem basicamente na exposição da biomassa celular húmida ou seca contendo o biopolímero num contacto vigoroso 7 ΡΕ1687436 com um solvente que a solubilize, seguido de um passo onde o resíduo celular é separado. A solução contendo o biopolí-mero recebe então a adição de um agente de insolubilização, que induz a sua precipitação no solvente (ver, por exemplo, a Patente Brasileira PI 9103116-8 aceite em 16 de Julho de 1991 e publicada em 24 de Fevereiro de 1993.

Nos processos de extracção através de solventes orgânicos frequentemente citados na literatura para extracção e recuperação de PHA a partir de biomassa bacteriana, os solventes utilizados são hidrocarbonetos parcialmente halogenados, tais como clorofórmio (Patente EUA - 3044942), cloreto de metileno-etanol (EUA-3044942), cloroetanos e cloropropanos com pontos de ebulição no intervalo de 65 a 170°C, 1,2-dicloroetano e 1,2,3-tricloropropano (Patentes EP-0014490 B 1 e EP 2446859).

Outros compostos halogenados, tais como dicloro-metano, dicloroetano e dicloropropano são citados nas Patentes EUA 4 562 245 (1985), 4 310 684 (1982), 4 705 604 (1987) e na Patente Europeia 036 699 (1981) e Patente Alemã 239 609 (1986) .

Os processos de extracção e purificação de biopolímeros a partir de biomassa que utilizam solventes halogenados são hoje em dia totalmente proibitivos, visto que são altamente agressivos para o ambiente e saúde pública. Portanto, um solvente para ser usado como um extractor potencial de um biopolímero de uma biomassa 8 ΡΕ1687436 celular deve primeiro satisfazer a condição de não ser agressivo para o ambiente.

Neste sentido, a Patente Braileira PI 9302312-0 (aceite em 1993 e concedida em 30 de Abril de 2002) apresenta um processo de extracção do biopolimero a partir de biomassa bacteriana que utiliza como solventes álcoois de cadeia longa com 3 carbonos ou os acetatos derivados destes. Esta patente prefere o álcool isoamilico (3-metil-1-butanol), acetato de amilo (ou éster amilo-acético) e fuel, uma mistura de álcoois altos obtidos como produto secundário da fermentação alcoólica e que tem como componente principal o álcool isoamilico. Esta patente também se caracteriza por usar um solvente único como extractor e purificador, não requerendo a utilização de um agente de insolubilização ou contra-solvente e/ou não solvente marginal. A precipitação do soluto (biopolimero) da solução de PHA é levada a cabo através do arrefecimento da solução.

As Patentes EUA 6 043 063 (aceite em 14 de Abril de 1998 e concedida em 28 de Março de 2000), EUA 6 087 471 (aceite em 14 de Abril de 1998 e concedida em 11 de Junho de 2000) e o pedido de patente internacional WO-98/46783 (aceite em 15 de Abril de 1997) revela uma lista extensa de solventes não halogenados que podem potencialmente ser usados como solventes para extrair o biopolimero da biomassa, mas muitos deles apresentam caracteristicas tais como dificuldade de manipulação industrial, toxicidade, 9 ΡΕ1687436 além de custo elevado. Na dita lista extensiva, que também inclui os solventes citados na Patente Brasileira PI 9302312-0 apenas um pequeno número de solventes tem potencial para ser usado industrialmente para a extracção do biopolimero a partir da biomassa vegetal ou bacteriana, quer devido a problemas relacionados com incompatibilidade com o biopolimero, ou devido à sua toxicidade, perigo de explosão, e também custo elevado.

Além disso, a WO 97/07229 é ainda mais selectiva, visto que inclui compostos que são altamente nocivos para a saúde humana, além dos óleos minerais e vegetais, gás carbónico (de tecnologia de extracção supercritica e cara) de entre outros, como solventes prováveis úteis para extrair o biopolimero a partir de biomassa vegetal ou bacteriana. Ao mesmo tempo, esta patente contempla a necessidade de evitar solventes que são potencialmente nocivos para a saúde e o ambiente.

Visto que os biopolimeros são sensíveis ao calor, í.e. quando submetidos a temperaturas acima de um determinado valor, degradam-se irreversivelmente, perdendo peso molecular, o que pode definitivamente afectar as propriedades que os caracterizam como termoplásticos, é fundamental ter presente que a lista de solventes com potencial para serem industrialmente usados se torna ainda mais restrita. O potencial para utilização industrial do solven 10 ΡΕ1687436 te seleccionado para promover a extracção do biopolímero será aumentado se estiver associado com um processo adequado que permita a extracção do biopolímero sem causar alterações significativas no seu peso molecular. Notavelmente, no caso do solvente que necessita de ser aquecido acima de 70°C para solubilizar o biopolímero, quanto mais tempo ele estiver exposto a esta temperatura durante o processamento, mais se degradará, o que pode irremediavelmente comprometer as suas propriedades termoplásticas. Quanto menor for a alteração que o PHA sofra durante o processo de extracção, mais vasta será a gama das suas possíveis aplicações comerciais.

Como ensina a literatura, a cinética de degradação do biopolímero, especialmente do PHA, segue uma lei de ordem zero (ver por exemplo a tese de mestrado: Berger, E., "Elaboration des techniques de separation pour des biopolymers d'origine bacterienne: les acides poly-β-hydroxialcanoiques" Departement de Genie Chimique- Ecole Polytechnique-Universite de Montreal, Canada, 1990, páginas 72-75). Considerando a proporção de degradação do seu peso molecular para o tempo a que está exposto a uma temperatura T como dPM/dt, a equação que define a degradação é: (dPM/dt)T=k (1) onde: k: é uma constante para um dado solvente a uma dada temperatura T. 11 ΡΕ1687436 assim, se a equação (1) for integrada durante um intervalo de tempo 0-t, temos: PMT=kt+PMo (2) onde: PMT: é o peso molecular do biopolimero após ter decorrido o tempo de extracção t, para uma dada temperatura T, num solvente S; PMo: é o peso molecular do biopolimero contido na biomassa, ao tempo t=0, antes de ser submetido à extracção; k: é uma constante de proporcionalidade para uma dada temperatura T e solvente S.

Como exemplo, 20 g de biomassa de Alcaligenes eutrophus seca, contendo 70% de PHB numa base seca são misturadas com 1500 g de álcool isoamilico ("technical grade") a 110°C, submetendo a mistura a tempos diferentes de extracção e filtração para remover partículas insolúveis da biomassa. A solução de PHB obtida é então rapidamente arrefecida a 30°C para garantir a precipitação do PHB, que é subsequentemente filtrado e seco numa corrente de ar à temperatura ambiente até à depleção completa do solvente. Então, o PHB é submetido a uma avaliação do peso molecular pela técnica de GPC (cromatograf ia de permeação em gel) para obter, após um ajuste matemático através da regressão linear, da equação de degradação seguinte: 12 ΡΕ1687436 ΡΜΤ=-9753,81 t + 1 000 000, R2=0,98 (3) onde: PMT: é o peso molecular do poli-hidroxibutirato após extracção em álcool isoamílico a 110°C, em Daltons; t: é o tempo, em minutos, de exposição do poli-hidroxialcanoato a uma temperatura de extracção de 110°C em álcool isoamílico; R: é o coeficiente de correlação dos pontos experimentais com a equação de ajuste.

Assim, a partir da equação (3) temos que o poli-hidroxialcanoato, tendo originalmente um peso molecular de 1 000 000 Da e submetido a uma extracção com álcool isoamílico a 110°C dará, para um tempo de 5 minutos, um peso molecular de 951 230 Da; para 15 minutos de exposição, 707 410 Da; para 60 minutos, 414 771 Da; e para 90 minutos, 122 230 Da.

Considerando que além da extracção são necessárias outras operações tais como evaporação e secagem do solvente para obter um produto puro com boas propriedades mecânicas, e que estas operações muitas vezes expõem o biopolímero a situações críticas no que se refere ao material, não é difícil imaginar as dificuldade inerentes ao processamento deste tipo de material. Além do 13 ΡΕ1687436 solvente, é desejável ter um processo adequado que não degrade termicamente o produto.

Assim, com o propósito de exemplificação, os solventes mencionados na Patente EUA 6 043 063 e respectivas temperaturas de extracção de PHA, em graus Celsius entre parêntesis, são apresentados na lista abaixo: butirato de etilo (12 0°C), propionato de propilo (118 °C) , acetato de etilo (12 0°C), propionato de butilo (123 °C) , acetato de tetrahidrofurfurilo (121 °C), propionato de metilo (75°C), valerato de metilo (115°C), 1-butanol (116°C) , 2-metil-l-butanol (117°C), 3-metil-l-butanol (125°C e 126°C), 1-pentanol (125°C e 126°C), 3-pentanol (115°C), álcool amilico (128°C), 1-hexanol (134°C), diacetato de etilenoglicol (137°C), álcool tetrahidrofurfurilico (117°C), metil-amil-cetona (120°C), metil-isobutil-cetona (115°C), acetofenona (110°C), 1,2-diaminopropano (115°C), alfa-metilestireno (126°C), dimetilsulfóxido (117°C), propilenocarbonato (110°C), 1,2,3-trimetilbenzeno (121°C), dimetilacetamina (90°C) e dimetilformamida (90°C). Estes solventes terão potencial para serem usados industrialmente apenas se forem associados com processos eficazes nos quais ocorra uma pequena exposição do biopolimero à degradação térmica. Contudo, não é feita menção às propriedades dos materiais obtidos, especialmente as referentes ao peso molecular do produto.

Outro facto relevante relacionado com a viabilidade industrial deste modo de extracção de PHA é 14 ΡΕ1687436 que, visto que é um processo de elevado consumo de energia, dever ter-se presente que a viabilidade do produto está também intimamente relacionada com a disponibilidade de uma fonte de energia renovável de baixo custo.

Considerando todos os factores mencionados acima, embora as propriedades de biodegradabilidade e sustentabilidade dos PHAs, possam justificar preços mais elevados do que os dos polímeros tradicionais da indústria petroquímica, a possibilidade do mercado assimilar estes preços é muito limitada (Braunegg G, Lefebvre G, Genser FK (1998) Polyhydroxyalkanoates, biopolyesters from renewable ressources: Physiological and engineering aspects. J. Biotech. 65: 127-161).

Assim, os processos industriais para produzir PHAs devem contemplar: estirpes de micro-organismos que apresentem uma eficiência elevada na conversão da matéria prima em polímero, com um protocolo de produção simples e eficiente; matérias primas de baixo custo e rendimento elevado; um procedimento de extracção e purificação do polímero que permita a obtenção de um produto de pureza elevada, conservando ao máximo as características originais do biopolímero, com rendimento e eficiência elevados e através de processos que não sejam agressivos para o ambiente.

Além destes aspectos económicos, visto que é um produto amigo do ambiente, todo o processo deve ser 15 ΡΕ1687436 portanto compatível. Assim, o uso de produtos nocivos para o ambiente em qualquer passo de produção deve ser evitado. Além do mais, a fonte de energia usada para realizar o processo de produção deve provir de uma fonte renovável. Não faria sentido produzir um plástico de baixo impacto ambiental se fossem apenas utilizadas fontes de energia não renovável. Uma abordagem relativamente interessante a este problema é ter toda a cadeia de produção do bioplástico incorporada na agro-indústria, em particular na indústria do açúcar e do álcool Nonato, R.V., Mantelatto, P.E., Rossell, C.E.V., "Integrated Production of Biodegradable Plastic (PHB), Sugar and Ethanol", Appl. Microbiol. Biotechnol. 57:1-5, 2001 e Rossell, C.E.V., e al., "Production of Biodegradable Plastifc (PHB), sugar amnd ethanol in a sugar mill", International Sugar Journal, 104, 1243:321-323, 2002, revelam um processo de extracção de PHB a partir de biomassa celular, focando as vantagens da produção integrada de açúcar, etanol e PHBs, e fornecendo PHB com um peso molecular de 250 000-400 000 e uma pureza >98%.

Um dos maiores sucessos a nível mundial na produção de fuels alternativos é a indústria do açúcar e álcool no Brasil, a qual é responsável por cerca de 25% da quantidade total de álcool e açúcar produzidos no planeta. Enquanto apresentou uma imagem negativa do ponto de vista ambiental no início do programa brasileiro PR0ALC00L, este tipo de indústria é presentemente um exemplo de tecnologia sustentável. Toda a energia necessária para realizar o 16 ΡΕ1687436 processo de produção é gerada in loco, queimando os bagaços da cana de açúcar em caldeiras para produzir energia térmica e eléctrica. Além disso, há um excesso de energia que pode ser usado noutros processos industriais incorporados .

Uma energia renovável e barata aliada à disponibilidade de matéria prima barata, tal como açúcar e melaços e solventes naturais obtidos como produtos secundários da fermentação alcoólica torna a indústria do açúcar e do álcool como o berço ideal para a produção de bioplásticos.

Portanto, o presente invento engloba todas as características citadas acima que são necessárias para tornar viável um processo industrial para recuperar poli-hidroxialcanoatos (PHAs), de preferência a partir de bio-massa bacteriana húmida, usando solventes não halogenados que não são agressivos para o ambiente, gerando um produto de pureza elevada e peso molecular elevado, utilizando matéria prima e fontes de energia renováveis a partir da indústria do açúcar e álcool usando cana de açúcar.

Sumário do Invento 0 presente invento providencia um processo para recuperar poli-hidroxialcanoatos (PHAs) a partir de biomassa celular de bactérias, sendo a dita biomassa obtida por fermentação e na forma de uma suspensão de biomassa celular em água e com um teor celular seco não inferior a 17 ΡΕ1687436 cerca de 18% por peso, caracterizado pelo facto de compreender os passos de: i) submeter a suspensão de biomassa celular concentrada a operações concomitantes de injecção de solvente, capaz de dissolver PHAs, de agitação vigorosa e de aquecimento rápido no interior de um reactor, de modo a provocar a rotura das paredes da biomassa celular e a dissolução do PHA contido nesta última, em que os passos de aquecimento da biomassa celular fermentada, da rotura das paredes das células da dita biomassa celular, e da dissolução do PHA contido nesta última são realizados num tempo total que é suficientemente curto para permitir a obtenção de PHA com um peso molecular no mínimo de 850 000 Da, a partir da biomassa contendo PHA com um peso molecular no mínimo de 1 000 000 Da, e para formar uma suspensão compreendendo solvente, capaz de dissolver PHAs, enriquecido com PHA dissolvido, água restante da suspensão de biomassa celular e resíduos insolúveis da biomassa celular concentrada; ii) submeter a suspensão formada no reactor a um passo de separação, para recuperação do solvente, enriquecido com o PHA dissolvido, a partir dos resíduos insolúveis da biomassa celular restante; iii) arrefecer a solução do solvente capaz de dissolver os PHAs, enriquecido com PHA, nalguns segundos, por expansão, através de troca de calor com outra corrente 18 ΡΕ1687436 fria e/ou arrefecendo por meio de permutadores de calor, a uma temperatura que é suficiente para precipitar substancialmente todo o PHA dissolvido; iv) micro-filtrar a 45°C ou menos a suspensão de PHA precipitado no solvente, capaz de dissolver PHAs, contendo água e impurezas dissolvidas, de modo a separar uma pasta concentrada de PHA precipitado; v) submeter a pasta concentrada com PHA a operações simultâneas de lavagem com água, aquecimento e agitação, de modo a promover a evaporação de uma certa quantidade de solvente que seja adequada para obter uma suspensão contendo grânulos de PHA de porosidade elevada e que são quebradiços e facilmente fragmentados, o solvente restante e água; vi) submeter os grânulos de PHA lavados e aquecidos a agitação e fragmentação, de modo a quebrá-los rapidamente, enquanto se processa a extracção do solvente residual injectando vapor de água na suspensão contendo o solvente restante e água, de modo a obter partículas de PHA purificado na suspensão; e vii) separar as partículas de PHA purificado da suspensão.

Modelos de realização preferidos do processo do invento são dados nas reivindicações 2-29. 19 ΡΕ1687436

Numa forma possível de levar a cabo o invento, a biomassa celular concentrada é obtida submetendo a biomassa celular, em suspensão no meio de cultura fermentado, a operações de floculação e concentração das células de biomassa. A partir dos PHAs encontrados, aqueles com aplicabilidade industrial e usados no presente invento são: poli-3-hidroxibutirato (PHB), poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) (PHBV), e misturas destes polímeros e co-polímeros.

Breve Descrição dos Desenhos

Este invento será descrito abaixo, com referência ao desenho incluído, dado como exemplo de um modo possível de realizar o invento, em que a figura 1 única é um diagrama de fluxo simplificado do dito processo.

Descrição Detalhada do Invento

Uma lista das definições de termos usados na descrição do presente invento está descrita abaixo: - "alquenilo" significa uma cadeia de carbono insaturada, de Cl a Cn, em que n varia desde 2 até 20, em que a dita cadeia de carbono pode ser linear, ramificada ou cíclica e a insaturação pode ser mono-insaturada, i.e., com 20 ΡΕ1687436 uma ligação dupla ou tripla na cadeia de carbono; ou poli-insaturada, i.e., com duas ou mais ligações duplas, ou com duas ou mais ligações triplas, ou ainda com uma ou mais ligações duplas e uma ou mais ligações triplas na cadeia de carbono. -"alquilo" significa uma cadeia de carbono saturada, desde Cl a Cn, em que n varia de 2 até cerca de 20, em que a cadeia de carbono pode ser linear, ramificada ou cíclica; -"biomassa celular" significa uma biomassa que provém de qualquer micro-organismo ou planta, que é capaz de produzir PHA naturalmente ou por modificação genética, de modo a torná-los produtores de PHA ou um alto produtor de PHA. "compreende" ou "compreender" significa que outros passos, ou outros estádios, ou outros compostos, ou outros ingredientes, que não afectam o resultado final, podem ser adicionados ou estar presentes. Este termo pode também ser substituído por, ou substituir os termos: "constituído de", "constituído por", constituído essencialmente de" e "constituído essencialmente por". -"Da" significa Dalton, a unidade de medição de peso molecular de polímeros. extrair poli-hidroxialcanoatos a partir da 21 ΡΕ1687436 biomassa" ou "extracção de poli-hidroxialcanoatos a partir da biomassa" significa extrair ou a extracção de um determinado PHA produzido por uma biomassa que produz um tipo único de PHA, e adicionalmente pode também significar extrair ou a extracção de mais do que um tipo de PHA produzido por uma biomassa, em situações nas quais a biomassa produtora de PHA produz mais do que um tipo de PHA. -"extracto grosseiro" significa a suspensão constituída pelo solvente do PHA enriquecido com o PHA extraído da massa celular de PHA contendo, nele dissolvido, água e impurezas extraídas a partir da massa celular, e pelos sólidos insolúveis, que são o resíduo da biomassa celular a partir da qual foi extraído o PHA. -"poli-hidroxialcanoatos" e "PHA" significa um polímero que engloba a seguinte unidade repetitiva:

-J n

CH em que R é preferencialmente o H ou o radical alquilo ou o radical alquenilo e m varia de 1 a 4. -"pressão substancialmente atmosférica" significa uma pressão muito próxima da atmosférica, i.e, igual ou ligeiramente superior ou inferior à pressão atmosférica. 22 ΡΕ1687436 - "reactor de extracção" significa o equipamento no qual a operação de extracção de PHA a partir da biomassa celular produtora de PHA é processada. -corrente de "arrefecimento rápido" (solução ou suspensão) significa: arrefecer esta corrente (solução ou suspensão) nalguns segundos, por expansão, através de troca de calor com outra corrente mais fria e/ou arrefecimento por meio de permutadores de calor. -"solvente" significa uma substância capaz de dissolver outra substância denominada soluto, de modo a formar uma mistura denominada solução, de um soluto uniformemente distribuído no solvente, independentemente do tamanho molecular ou tamanho iónico. -"solvente de PHA" significa uma substância capaz de dissolver poli-hidroxialcanoatos. -"solvente enriquecido em PHA" ou solução de solvente enriquecido em PHA" significa uma solução de solvente de PHA contendo o PHA extraído a partir da biomassa celular produtora de PHA. -"virtualmente livre" ou "praticamente livre de " significa "ter uma quantidade muito pequena de" ou "ter a presença de vestígios de" ou ter uma "quantidade não significativa de" ou "ter uma quantidade quase imperceptível de" . 23 ΡΕ1687436 0 presente invento está relacionado com um processo, já provado como sendo industrialmente exequível, para extracção e recuperação de poli-hidroxialcanoatos (PHAs), de preferência a partir de biomassa húmida (diluída em água) de micro-organismos, usando solventes não haloge-nados que não são agressivos para o ambiente, permitindo a obtenção de poli-hidroxialcanoatos (PHAs) de elevada pureza e peso molecular elevado, utilizando matérias primas renováveis e fontes de energia originárias da indústria do açúcar e do álcool usando cana de açúcar.

Existe um número relativamente grande de publicações que descrevem a extracção de PHA por meio de solventes não halogenados a partir de micro-organismos ou biomassa vegetal. Contudo, quando é desejável aplicar os ensinamentos descritos a uma escala comercial, existe uma grande dificuldade em obter um produto no qual as propriedades originais do biopolímero intracelular sejam conservadas, características essas que são na maior parte dos casos fundamentais para elaborar produtos comerciais. Observou-se que na maior parte das ditas publicações, se dá pouca atenção à termo-sensiblidade do produto a temperaturas elevadas. A maior parte dos solventes não halogenados considerados como candidatos a serem usados na extracção de PHA apresentam uma solubilidade baixa para este soluto e requerem temperaturas elevadas, normalmente acima dos 70°C, para extracção e recuperação de PHA. Quando é desejável processar a extracção de PHA com tais solventes 24 ΡΕ1687436 numa escala comercial, os tempos necessários para a recuperação de PHA são usualmente muito longos, degradando-o termicamente de forma irreversível. 0 produto assim obtido, dependendo do tempo de exposição a temperatura elevada, fica restrito a um número muito limitado de aplicações na indústria, ou em qualquer outro tipo de aplicação. 0 presente invento proporciona um processo para ser realizado numa escala industrial, em que os passos do processo são combinados de modo a permitir: a) minimizar o tempo de exposição da maior parte do PHA extraído da biomassa celular a temperaturas elevadas, usando solventes não halogenados, permitindo minimizar a sua degradação, de modo a conservar ao máximo as suas propriedades originais, especialmente o seu peso molecular; b) obter um produto de pureza elevada, normalmente superior a 99%, conservando a cor natural do biopolímero e com a ausência virtual de solvente residual, sem necessidade de incluir no processo passos adicionais de descoloração e purificação do PHA produzido; c) obter um alto nível de recuperação de PHA a partir da biomassa, normalmente superior a 90%; d) usar, de forma integrada, matérias primas 25 ΡΕ1687436 renováveis e fontes de energia originárias da indústria do açúcar e do álcool, aumentando assim os lucros dos grupos industriais que produzem açúcar e álcool.

Os métodos do presente invento podem ser aplicados a PHAs produzidos por micro-organismos ou plantas naturais ou geneticamente modificados, ou a PHAs produzidos de forma sintética. 0 PHA é um polímero constituído por repetições da unidade seguinte:

em que R é um grupo alquilo ou alquenilo de comprimento variável e m e n são inteiros, nos polímeros mencionados acima R e m assumem os valores seguintes: PHB: R=CH3, m=l PHB-V: R=CH3 ou CH3-CH2-, m=l P4HB: R=H, m=2 P3HB-4HB: R=H ou CH3, m=l ou 2 PHHx: R=CH3-CH2-CH2, m=l

Este invento é aplicado a PHAs recuperados a 26 ΡΕ1687436 partir de biomassa de micro-organismos, de preferência a PHB (poli-3-hidroxibutirato), PHB-V (poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato)), P4HB (poli(4-hidroxibutirato)), P3HB4HB (poli(3-hidroxibutirato-co-4-hidroxibutirato)) e alguns PHAmcl (poli-hidroxialcanoatos de cadeia média), sendo o representante típico desta última família o PHHx (poli-hidroxihexanoato).

Processo para extrair os PHAs usando solventes não halogenados, com tempo curto de exposição do biopolí-mero ao estado de degradação térmica. 0 presente invento refere-se a um processo, ilustrado na figura 1, que usa um material fermentado de biomassa celular bacteriana, obtido por fermentação e na forma de uma suspensão de biomassa em água e tendo um teor celular seco não inferior a cerca de 18% por peso.

De acordo com o presente invento, a suspensão concentrada formada a partir de biomassa celular pode ser obtida directamente a partir de uma fermentação que possa atingir a concentração mínima necessária de material seco, ou submetendo a biomassa celular em suspensão no meio de cultura fermentado a operações de floculação e concentração das células da biomassa.

Numa forma preferida do invento, a biomassa celular em suspensão aquosa a ser fornecida ao processo pode ser ainda diluída em água, de modo a apresentar uma 27 ΡΕ1687436 razão em massa de água/material fermentado de, no máximo, 3,0:1,0.

Num outro modo de realizar o invento, a biomassa celular bacteriana a ser processada, obtida através da fermentação pode previamente ser desactivada termicamente.

Num outro modelo preferido de levar a cabo o invento, a operação de floculação compreende um passo de coagular a biomassa celular efectuando uma acidificação da biomassa celular diluída a um pH desde cerca de 1,5 a cerca de 5,5, bem como adicionando um agente alcalino até se atingir um pH de cerca de 7 até cerca de 12, sendo a operação de floculação das células da biomassa contendo PHA acumulado realizada pela adição de um agente floculante. A acidificação da biomassa celular diluída em água pode ser obtida adicionando um ácido definido como pelo menos um dos ácidos sulfúrico ou fosfórico. O agente alcalino pode compreender hidróxido de cálcio.

Num outro modo preferido de levar a cabo o invento, a acidificação da biomassa celular diluída é efectuada de modo a obter um pH de cerca de 2,0 até cerca de 3,0 e a adição do agente alcalino é feita de modo a ajustar o pH da suspensão da biomassa celular diluída num intervalo de cerca de 7 até cerca de 12. A adição sequencial dos ditos elementos no passo de floculação permite a formação de fosfatos de cálcio, que 28 ΡΕ1687436 formam pontes com as paredes celulares do micro-organismo contendo o PHA, com uma carga positiva resultante e que são agregados num floco através do agente de floculação, conduzindo à formação de um floco estável apresentando uma densidade mais elevada do que a do liquido que o envolve.

Deve ser compreendido que o passo de coagulação da biomassa celular bacteriana em suspensão no meio de cultura fermentado pode também ser levado a cabo adicionando apenas o agente alcalino, até se atingir um pH desde 7 até cerca de 12, sendo a floculação da biomassa celular contendo PHA acumulado realizada pela adição de um agente floculante, como mencionado acima.

Os flocos formados contendo as células com PHA acumulado são então facilmente separados a partir do meio de cultura liquido fermentado circundante contendo as impurezas originadas pela fermentação, por acção da força da gravidade, usando por exemplo decantadores estáticos ou força centrífuga, utilizando por exemplo neste caso centrífugas ou decantadores.

Quando a opção é a de usar centrífugas ou decantadores, o efluente clarificado pode ser tratado novamente com ácido e base, floculado, submetido a decantação e com a suspensão concentrada obtida a ser enviada para o passo subsequente juntamente com a outra parte obtida nas centrífugas ou decantadores. 29 ΡΕ1687436

Assim, o processo permite, nas formas preferidas do invento nas quais a floculação da biomassa ocorre, promover a remoção parcial das impurezas extra-celulares dissolvidas no meio de cultura fermentado, separando os flocos dai, removendo principalmente os elementos corados e outros sais solúveis que são prejudiciais aos passos subsequentes do processamento. 0 processo permite ainda a formação de uma suspensão de biomassa concentrada contendo flocos estáveis e com uma densidade que está aumentada relativamente à do liquido que os envolve.

Numa outra forma preferida do invento, a biomassa celular concentrada é submetida a um processo de concentração e lavagem, resultando numa suspensão de biomassa concentrada no intervalo de 18-45% (peso/peso), com mais preferência 25-45%. A biomassa húmida concentrada é então submetida a extracção do PHA intracelular injectando solvente de PHA de preferência na forma líquida aquecida e na forma de vapor, com agitação vigorosa num reactor, de modo a provocar rapidamente o aquecimento da biomassa celular a uma temperatura entre cerca de 90°C e a temperatura de ebulição do solvente (a uma pressão substancialmente atmosférica), para formar: uma fase líquida compreendendo o solvente de PHA enriquecido em PHA e a água restante da suspensão de biomassa celular; uma fase sólida definida pelos resíduos 30 ΡΕ1687436 insolúveis da biomassa celular residual; e uma fase de vapor contendo vapores de água e de solventes de PHA. A água e os vapores de solvente de PHA são condensados e separados em duas fases líquidas: uma fase rica no solvente, que retorna ao processo na fase de extracção e recuperação do PHA; e uma fase pobre em solvente, que é re-circulada na processo para permitir a recuperação do solvente de PHA contido nela.

Este procedimento, além de aquecer a biomassa celular, também promove o efeito de remover a maior parte da água fornecida à suspensão na forma de um vapor, que é uma mistura binária constituída por solvente de PHA e água. Então, a fase de vapor pode ser extraída a partir do reactor para ser condensada mais tarde, deixando para trás uma suspensão consistindo de uma solução de solvente de PHA enriquecido com PHA e uma pequena fracção de água dissolvida no solvente, além de resíduos insolúveis da biomassa celular extraída.

Assim, a título de exemplo, os solventes de PHA usados podem ser seleccionados a partir do grupo consistindo de: acetato de butilo, acetato de isobutilo, aetato de amilo, acetato de isoamilo, álcool isobutílico, 1-butanol, 1-pentanol (álcool metílico), 2-metil-l-butanol, 3-metil-l-butanol (álcool isoamílico), 3-pentanol, 1-hexanol, ciclohexanol, propionato de propilo, propionato de butilo, propionato de isobutilo, butirato de etilo, isobu- 31 ΡΕ1687436 tirato de isobutilo, e misturas destes. De preferência, o solvente pode ser álcool isoamilico, ou misturas isoméricas de álcool isoamilico, e com maior preferência o álcool isoamilico pode ser obtido a partir da fraccionação do fuel como um produto secundário da fermentação do etanol, consistindo primariamente o fuel de álcool isoamilico e isómeros deste, além de impurezas, tais como: etanol, n-propanol, isobutanol, n-butanol e água. 0 contacto entre o solvente de extracção e a biomassa celular de PHA é promovido em condições controladas e por um sistema de agitação que é dimensionado de modo a permitir um contacto vigoroso entre as partes, e a garantir um resíduo de biomassa insolúvel com tamanho de partícula uniforme, que facilita as operações subsequentes.

Como ilustrado na figura 1, a corrente obtida, aqui denominada corrente F e consistindo da suspensão contendo PHA e água dissolvida no solvente e pelos resíduos insolúveis da biomassa, numa forma preferida do invento, é então deitada num elemento de separação centrífugo, por exemplo um hidrociclone, no qual a aplicação de uma força centrífuga de baixa intensidade, (algumas vezes a força da gravidade) conduz à formação de duas correntes: uma corrente consistindo de uma suspensão com concentração baixa de sólidos residuais insolúveis da biomassa numa solução contendo PHA e uma pequena fracção de água dissolvida no solvente PHA, aqui designada corrente 0, e a outra corrente contendo uma suspensão com resíduos 32 ΡΕ1687436 insolúveis da biomassa concentrada numa solução contendo PHA e uma pequena fracção de água dissolvida, aqui denominada corrente U. A separação das duas correntes fluindo do elemento de separação centrífugo é feita de modo a que a corrente U seja cerca de 15-35% (peso/peso) da corrente F e contenha cerca de 55-75% (peso/peso) dos sólidos originalmente presentes na corrente F e contenha ainda a fracção de PHA intracelular a ser recuperado. A separação destas duas correntes como descrito aqui é levada a cabo sob o efeito de uma força centrífuga de baixa intensidade em equipamentos estáticos, fortes e de baixo custo, o que dispensa o uso de centrífugas mecânicas de custo elevado que requereriam o uso de atmosfera de gás inerte, em função dos limites de explosividade e inflamabilidade dos solventes do PHA.

Tal separação é assegurada aqui pela densidade mais elevada das partículas de sólidos residuais insolúveis relativamente ao solvente que as envolve, e que é transmitida pela coagulação inicial na qual partículas pesadas, tais como aquelas do fosfato de cálcio, estão ligadas às células contendo PHA intracelular e constituintes da biomassa celular. Outro efeito importante é a capacidade do sistema de extracção de produzir partículas com uma distribuição granulométrica uniforme durante a extracção, o que assegura eficiência elevada de separação e concentração dos sólidos contendo PHA intracelular não extraído, pela utilização de um elemento de separação centrífugo de baixa intensidade. 33 ΡΕ1687436

Opcionalmente, a corrente 0 pode ser submetida a um processo de micro-filtração por membrana ou de filtração em filtros pré-revestidos, nos quais são geradas duas correntes: uma corrente P, que é permeada através da membrana, e uma corrente C de concentrado de membrana. A corrente P que é cerca de 50-90% (peso/peso) da corrente O está livre de sólidos insolúveis e contém PHA, água e pequenas fracções de cinzas e compostos corados dissolvidos no solvente de PHA, sendo imediatamente arrefecida a uma temperatura de cerca de 45°C ou inferior. A corrente C que é cerca de 10-50% da corrente O, é concentrada relativamente à concentração de sólidos residuais da biomassa extraída cerca de 2-10 vezes o teor original destes sólidos na corrente 0, e contém uma fracção de PHA, água, cinzas e compostos corados dissolvidos no solvente de PHA.

Opcionalmente, a corrente U e a corrente C, que estão concentradas em resíduos insolúveis da biomassa extraída e pobres em PHA, podem ser juntas e enviadas para um processo de recuperação do PHA restante dissolvido no solvente de PHA, por meio de um processo de separação, por exemplo por filtração, no qual é gerada uma corrente filtrada (denominada Fl) contendo PHA, água, cinzas, compostos corados dissolvidos no solvente do PHA e uma farinha, aqui denominada T, contendo os sólidos residuais insolúveis da biomassa extraída.

Opcionalmente, a corrente U, a corrente C e uma 34 ΡΕ1687436 nova quantidade de solvente de PHA na forma de líquido e de vapor podem ser novamente misturadas em condições de agitação adequada, formando assim uma nova corrente que será novamente submetida ao processo descrito previamente.

Assim, o efluente final resultante, concentrado nos resíduos insolúveis de biomassa celular extraída e pobre em PHA, é finalmente submetido a um processo de recuperação do PHA restante, dissolvido no solvente de PHA, por um processo de separação, por exemplo por filtração. 0 processo de extracção descrito compreende um número de passos de modo a permitir a recuperação de quantidades mais elevadas do que cerca de 95% (peso/peso) do PHA originalmente contido na biomassa, com tempos de retenção mais curtos do que cerca de 10-20 minutos, de modo a obter um PHA apresentado um peso molecular de um mínimo de cerca de 850 000 Da a partir da suspensão de biomassa contendo PHA com um peso molecular de um mínimo de cerca de 850 000 Da.

Ainda opcionalmente, a corrente O que contém os sólidos insolúveis que restam do processo efectuado no elemento de separação centrífugo (por exemplo, um hidrociclone), pode ser posta num processo para separar os sólidos insolúveis, sem ser submetida a um processo de micro-filtração por membrana, obtendo assim uma corrente de filtrado contendo PHA dissolvido no solvente e livre de quaisquer sólidos insolúveis da biomassa e deixando para trás uma fainha contendo as ditas impurezas insolúveis. O 35 ΡΕ1687436 PHA assim recuperado tem um peso molecular ligeiramente mais baixo do que aquele obtido por micro-filtração por membrana.

Na forma preferida do invento, a corrente do extracto grosseiro F contendo os resíduos insolúveis da biomassa extraída pode também ser enviado directamente para o processo de recuperação do PHA dissolvido no solvente de PHA, sem passar através do elemento de separação centrífugo e da micro-filtração por membrana; neste caso, relativamente à opção prévia, o PHA apresenta uma qualidade similar, mas um peso molecular que é ligeiramente reduzido devido ao maior tempo de retenção do polímero resultante do processo de separação dos sólidos insolúveis. A corrente P e a corrente FI descritas acima, livres de resíduos insolúveis de biomassa celular e contendo PHA, água, cinzas e alguns compostos corados dissolvidos no solvente de PHA, ao serem rapidamente arrefecidas a temperaturas à volta de 45°C ou inferiores, causam precipitação de PHA, formando uma suspensão cujo peso molecular é no mínimo de cerca de 750 000 Da, começando com uma suspensão de biomassa contendo PHA com um peso molecular no mínimo de cerca de 1 000 000 Da. Esta precipitação pode ser ainda ajudada pela introdução de um gérmen de cristalização. A suspensão de PHA num solvente de PHA obtido através de precipitação por arrefecimento, contendo água 36 ΡΕ1687436 dissolvida, cinzas e compostos corados dissolvidos, é então submetida a um processo de separação, de preferência por membranas poliméricas micro-porosas. Este processo permite obter uma corrente de permeato PE, que é cerca de 60-90% do fluxo de massa colocado na membrana, compreendendo o solvente de PHA, água, cinzas solúveis e compostos corados dissolvidos no solvente de PHA e virtualmente livre de PHA; e outra corrente de cerca de 40-10% da corrente de alimentação, que consiste de uma suspensão de PHA concentrada e uma fracção de cinzas e compostos corados dissolvidos no solvente de PHA. Este passo, tal como descrito neste invento, além de permitir concentrar a suspensão de PHA para uma concentração até cerca de 3,5-8% (peso/peso) em condições que são altamente favoráveis à conservação do peso molecular do PHA e num processo utilizando uma temperatura que está próxima da temperatura ambiente e através de meios físicos (membranas), conduz ainda à eliminação simultânea, por meio do permeato, de cerca de 70-90% das impurezas dissolvidas, as quais eram constituintes da suspensão de PHA. A suspensão previamente concentrada com PHA, com uma concentração de PHA variando desde 3,5%-810% (peso/peso) (e definida pelo fluxo S na figura 1, é então submetida a um passo de concentração por meio de evaporação, à pressão atmosférica, e preferencialmente em múltiplos processos de vácuo, nos quais são simultaneamente deitados, a suspensão de PHA e uma corrente fraca de água AF, recuperada no processo e contendo solvente de PHA ai 37 ΡΕ1687436 dissolvido. Esta água é deitada nos evaporadores numa proporção tal que permita a obtenção de uma suspensão contendo basicamente PHA, solvente de PHA e água, formando aglomerados de grânulos de PHA apresentado porosidade elevada, numa aglomeração quebradiça e que pode ser facilmente fragmentada. Esta suspensão é então, simultaneamente com a evaporação, submetida a um processo de fragmentação num elemento mecânico de cisalhamento, por exemplo uma bomba centrífuga de circulação, na qual os aglomerados de grânulos de PHA, com porosidade elevada e quebradiços, são quebrados rápida e adequadamente, de modo a obter uma suspensão de partículas de PHA mais finas, as quais podem ser abundantemente lavadas durante o processo de evaporação do solvente de PHA. Esta suspensão, à qual é adicionado uma corrente suave de água (AF1), é então submetida a evaporação do solvente residual ("stripping"), até ser completamente extraída do líquido restante (água mãe), por injecção de vapor simultaneamente com a re-circulação da suspensão obtida no passo anterior. Repetindo o processo de cisalhamento durante a evaporação, é possível obter uma fragmentação controlada do PHA até se tornar um pó em suspensão no líquido restante livre de solvente. Assim, no final do processo, é obtida uma suspensão de partículas de PHA, finamente dispersas no líquido restante (água mãe), o qual por seu lado contém dissolvido as impurezas removidas do PHA. Esta suspensão é então rapidamente arrefecida a cerca de 45°C ou menos e submetida a um processo de separação dos sólidos dos líquidos, por exemplo por filtração, e lavagem do bloco filtrado com água, contendo as partículas de PHA. 38 ΡΕ1687436

Assim, estes passos finais de evaporação, "stripping", arrefecimento e filtração permitem, ao mesmo tempo que é realizada a evaporação, efectuar a depleção do solvente de PHA do meio e a purificação final das partículas de PHA sem danos para o peso molecular do PHA. Além disso, permite a obtenção de partículas com uma distribuição granulométrica, que é adequada ao processo de secagem, no intervalo de 40-400 μπι, e de preferência cerca de 100-200 nm, de modo a permitir o uso de condições de secagem suaves, i.e., o PHA submetido a temperaturas moderadas e tempos de retenção curtos. O biopolímero PHA obtido após o passo de secagem apresenta um nível elevado de pureza, níveis extremamente baixos de solvente residual, cor, cinzas e impurezas, e um rendimento global elevado, i.e., uma quantidade de PHA recuperado relativamente ao PHA contido na biomassa original superior a cerca de 90 (peso/peso).

EXEMPLOS

EXEMPLO 1.1: INACTIVAÇAO DA BIOMASSA FERMENTADA 10 m3 de uma suspensão de biomassa fermentada de Alacaligenes eutrophus, contendo 150g/l de material total seco, formado por células bacterianas contendo cerca de 60-75% de PHB por peso, são passados através de um permutador de calor regenerativo TCR1 a um caudal de 4 m3/h, recebendo subsequentemente injecção de vapor, de modo a aumentar a temperatura até 85°C. Esta suspensão é conduzida para um 39 ΡΕ1687436 recipiente de retenção com um volume útil de lm3 e bombeada de volta ao permutador TCR-1, onde é arrefecida pela suspensão de biomassa, que entra no processo e é por sua vez aquecida. A suspensão de biomassa, que sai do processo a cerca de 45°C, mantém praticamente inalteradas as concentrações de material seco e PHB. Contudo, as células bacterianas têm agora o seu sistema enzimático inactivado, e são portanto incapazes de degradar o PHB acumulado. Esta suspensão é então conduzida para o processo de coagulação e decantação.

EXEMPLO 1.2: LAVAGEM E CONCENTRAÇÃO DA BIOMASSA FERMENTADA A 5m3 de biomassa de Alacaligenes eutrophus e PHB fermentada, previamente inactivada, são adicionados 5 m3 de água com agitação suave, e depois ácido fosfórico, até se atingir o pH de 2,8-3,5, e leite de cal até se atingir o pH 7,0-8,0. A suspensão de biomassa coagulada recebe então a adição de 10-20 ppm de um polielectrólito aniónico, sendo agitada lentamente e depois mantida em repouso para decantar. O sobrenadante é então removido, deixando uma suspensão de biomassa com cerca de 10-12% de material seco. A suspensão obtida é então deitada num decantador centrífugo a um caudal de cerca de 1 200 kg/h e recebe ainda a adição de polielectrólito, numa quantidade suficiente para flocu-lar, e água numa proporção de cerca de 20% (peso/peso) do caudal da suspensão deitada. O material clarificado é então removido, gerando cerca de 2 400 kG de suspensão com cerca de 20-25% de sólidos dos quais 70-75% correspondem a PHB. 40 ΡΕ1687436

EXEMPLO 1.3.1: EXTRACÇÃO E RECUPERAÇÃO DE PHB USANDO ÁLCOOL ISOAMÍLICO COMO SOLVENTE NUMA EXTRACÇÃO DE ESTÁDIO ÚNICO A biomassa concentrada de Alacaligenes eutrophus com 25% de material seco e contendo cerca de 60-75% de PHB com peso molecular de 1 000 000 Da é deitada num reactor agitado mecanicamente, mantido a cerca de 105°C, a um caudal de 350-450 kg/h, no qual recebe a adição de álcool isoamilico a 7290 kg/h aquecido a cerca de 105°C e vapor de álcool isoamilico a 135°C, numa quantidade suficiente para evaporar o excesso de água contida na suspensão, gerando uma corrente de cerca de 1250 kg/h de vapor composto de cerca de 15% de água e 85% de álcool isoamilico, e outra corrente denominada extracto grosseiro de cerca de 8000 kg/h de uma suspensão contendo PHB (peso molecular de cerca de 900 000 Da) e água dissolvida no álcool isoamilico, e resíduos insolúveis de biomassa extraída. O extracto grosseiro é então deitado continuamente num hidrociclone, em que a corrente é separado em duas correntes: uma corrente de cerca de 75% do caudal de alimentação na parte superior e contendo cerca de 65% dos sólidos insolúveis contidos originalmente no extracto grosseiro deitado; e outra corrente na parte inferior de cerca de 25% do caudal de alimentação e contendo 75% dos sólidos insolúveis originalmente aí contidos. A corrente superior do hidrociclone, pobre em sólidos insolúveis, é então deitada numa unidade de micro-filtração de membrana a um caudal de 6000 kg/h, gerando uma corrente de cerca de 1500 kg/h (1/4) 41 ΡΕ1687436 concentrada nos sólidos residuais insolúveis da biomassa extraída, e uma corrente de permeato de 4500 kg/h (3/4) livre de sólidos residuais insolúveis da biomassa extraída e enriquecida com PHB com peso molecular dentro do intervalo de 800 000-880 000 Da. O tempo de retenção no processo é de cerca de 3-10 minutos. A corrente do hidrociclone rica em sólidos insolúveis (fase inferior) e a da membrana são então misturadas e enviadas para um passo de filtração por exemplo num filtro de prato, a um caudal de 2000 kg/h, gerando uma corrente de cerca de 1800 kg/h, que é uma solução de PHB livre de sólidos insolúveis em suspensão enriquecida com PHB com um peso molecular entre 580 000 e 780 000 Da, e uma farinha contendo os sólidos insolúveis da biomassa extraída de cerca de 200 kg/h. A recuperação de PHB do processo é superior a 95% (peso/peso) relativamente ao Ao PHB da biomassa deitada, i.e., 50-80 kg de PHB/h, dependendo do fluxo e pureza da biomassa. Ambos os filtrados obtidos no processo de extracção por filtração e membrana são rapidamente arrefecidos a uma temperatura igual ou inferior a cerca de 45°C, de modo a garantir a precipitação de PHB no solvente. O PHB precipitado em álcool iso-amílico que vem da membrana de filtração tem peso molecular no intervalo de 800 000 a 870 000 Da e o da filtração convencional no intervalo de 580 000 a 780 000 Da.

Opcionalmente, o fluxo de extracto grosseiro de cerca de 8000 kg/h de uma suspensão contendo PHB (peso molecular de cerca de 900 000 Da) e de água dissolvida no álcool isoamílico e resíduos insolúveis da biomassa 42 ΡΕ1687436 extraída é directamente enviado para o passo de filtração, por exemplo em filtros de pratos, nos quais são obtidas duas correntes: uma corrente de filtrado de cerca de 7800 kg/h que é uma solução de PHB livre de sólidos insolúveis em suspensão enriquecida em PHB com um peso molecular entre 580 000 e 780 000 Da; e uma farinha contendo os sólidos insolúveis da biomassa extraída de cerca de 200 kg/h. 0 filtrado obtido no processo é então arrefecido rapidamente a uma temperatura igual ou inferior a cerca de 45°C, de modo a garantir a precipitação de PHB no solvente. O PHB precipitado em álcool isoamílico tem um peso molecular no intervalo de 80 000-780 000 Da. A recuperação de PHB no processo é superior a 95% (peso/peso) relativamente ao PHB da biomassa deitado, i.e., 50-80 kg/h de PHB/h, dependendo do fluxo e pureza de biomassa.

EXEMPLO 1.3.2: EXTRACÇÃO E RECUPERAÇÃO DE PHB USANDO ÁLCOOL ISOAMÍLICO COM SOLVENTE NUMA EXTRACÇÃO EM TRÊS ESTÁDIOS

Numa montagem de três reactores em série, a biomassa de Alcaligenes eutrophus concentrada até 25% de material seco e contendo cerca de 60-75% de PHB com um peso molecular de cerca de 1 000 000 Da, é deitada no primeiro reactor agitado mecanicamente, mantido a cerca de 105°C e com um caudal de 350-450 kg/h. No terceiro reactor é deitado álcool isoamílico a um caudal de 7290 kg/h aquecido a cerca de 105°C. Vapor de álcool isoamílico a 135°C é 43 ΡΕ1687436 deitado nos três estádios de extracção numa quantidade suficiente para garantir a evaporação do excesso de água contida na suspensão. Este procedimento conduz à formação de uma corrente total de vapor de água e álcool isoamilico de cerca de 1250kg/h, compreendendo respectivamente 15% de água e 85% de álcool isoamilico, e outra corrente, fluindo do primeiro estádio de extracção e denominada extracto grosseiro, de cerca de 8000 kg/h de uma suspensão contendo PHB e água dissolvida no álcool isoamilico e resíduos insolúveis de biomassa extraída. O extracto grosseiro que vem do primeiro estádio é então deitado continuamente no hidrociclone 1, onde o fluxo é separado em duas correntes: uma corrente superior, compreendendo cerca de 75% do fluxo de alimentação e contendo cerca de 40-45% dos sólidos insolúveis contidos originariamente no extracto grosseiro de alimentação: e uma corrente inferior (na parte inferior) de cerca de 25% do fluxo de alimentação e contendo cerca de 55-60% dos sólido insolúveis contido originariamente naquele e que é conduzida para o próximo estádio (2). A corrente superior do hidrociclone 1 pobre em sólidos insolúveis é então deitada numa unidade de micro-filtração por membrana a um caudal de 6000 kg/h, gerando uma corrente de cerca de 2000 kg/h (1/3) concentrada em sólidos residuais insolúveis da biomassa extraída, e uma corrente de permeato de 4000 kg/h (2/3) livre de sólidos residuais insolúveis da biomassa extraída. A corrente inferior do hidrociclone 1 é conduzida para o segundo estádio de extracção onde recebe a corrente superior do hidrociclone 3 e a corrente concentrada em sólidos insolúveis gerada na 44 ΡΕ1687436 micro-filtração por membrana. A corrente inferior do hidrociclone 3 contende cerca de 55-65% de sólidos insolúveis da biomassa extraida é então enviada para um passo de filtração, por exemplo em filtros de pratos a um caudal de 2000 kg/h, gerando uma corrente de cerca de 1800 kg/h que é uma solução de PHB livre de sólidos insolúveis em suspensão, e uma farinha contendo os sólidos insolúveis da biomassa extraida de cerca de 200 kg/h. A recuperação de PHB do processo é superior a 98% (peso/peso) relativamente ao PHB da biomassa deitada, i.e., 51-82 kg de PHB/h. Ambos os filtrados obtidos no processo de extracção por filtro e membrana são rapidamente arrefecidos a uma temperatura que é igual ou inferior a cerca de 45°C, de modo a garantir a precipitação do PHB no solvente, álcool isoamílico.

Opcionalmente, a corrente superior do hidrociclone 1 de cerca de 6000 kg/h pobre em sólidos insolúveis é então enviada directamente para o passo de filtração, por exemplo em filtros de pratos, onde são obtidas duas correntes: uma corrente de filtrado de cerca de 5800 kg/h, que é uma solução de PHB livre de sólidos insolúveis numa suspensão enriquecida em PHB com um peso molecular dentro do intervalo de 650 000-780 000 Da; e uma farinha contendo os sólidos insolúveis da biomassa extraida de cerca de 200 kg/h. O filtrado obtido no processo é então rapidamente arrefecido a uma temperatura igual ou menor do que cerca de 45°C, de modo a garantir a precipitação do PHB do solvente. O PHB precipitado em álcool isoamílico tem um peso molecular no intervalo de 650 000-780 000 Da. 45 ΡΕ1687436 A recuperação de PHB do processo é superior a 95% (peso/peso) relativamente ao PHB da biomassa deitada, i.e., 50-80 kg de PHB/h, dependendo do fluxo e pureza de biomassa .

EXEMPLO 1.3.3: EXTRACÇÃO E RECUPERAÇÃO DE PHB USANDO ACETATO DE ISOAMILO COMO SOLVENTE

Teste da solubilidade de PHB em acetato de isoamilo: A um balão de destilação de fundo redondo de 500 ml foram adicionados 31 g de biomassa concentrada de Alcaligenes eutrophus, contendo 28,11% de material seco e 16,09% de PHB com um peso molecular de 1 000 000 Da e 250 g de acetato de isoamilo. A suspensão foi então submetida, sob agitação, a evaporação do solvente e água, usando um cobertor de aquecimento acoplado ao balão de destilação. O vapor binário assim gerado foi conduzido para um condensador de tubo direito (tipo Liebig) para condensação e o condensado resultante foi recolhido num erlenmeyer. A suspensão foi mantida num processo de evaporação sob agitação até atingir a temperatura de extracção. A temperatura foi lida num termómetro de mercúrio fixado numa das tubuladuras do balão e mantido em contacto com a fase de vapor dentro do balão. A temperatura de extracção foi atingida após ter passado um tempo de evaporação de cerca de 14 minutos; a temperatura de ebulição da mistura passou 46 ΡΕ1687436 de 104°C (temperatura inicial) para cerca de 123°C (temperatura de extracção), sendo gerado neste período de tempo cerca de 34 ml de condensado consistindo de cerca de 70% (v/v) de acetato de isoamilo sendo o volume restante água que provém da biomassa concentrada. A suspensão foi então mantida num regime de condensação em refluxo sob agitação durante cerca de 10 minutos a uma temperatura de 123°C (temperatura de extracção) e sendo ainda a quente filtrada num papel de filtro para separar a parte insolúvel da parte dissolvida no solvente filtrado. 0 material quente filtrado contendo desde cerca de 0,90% (p/p) de PHB solubilizado foi então arrefecido para precipitação de PHB, foi concentrado através da filtração, submetido a evaporação do solvente e secado a seguir. O PHB obtido apresentou um peso molecular de cerca de 495 000 Da. A quantidade de biomassa concentrada usada nos testes foi cerca de 2,0-3,5 vezes maior do que a quantidade necessária para atingir a concentração da saturação de PHB no solvente à temperatura de extracção utilizada. Assim, a concentração de saturação do soluto (PHB) no solvente (acetato de isoamilo) para a temperatura de extracção utilizada pode ser determinada.

Teste de extracção de PHB em acetato de isoamilo A um balão de destilação de fundo redondo de 500 ml, foram adicionados 10 g de biomassa concentrada de Alcaligenes eutrophus contendo 28,11% de material seco e 16,09% de PHB com um peso molecular de 1 000 000 Da e 200 g de acetato de isoamilo. A suspensão foi então submetida a evaporação do solvente e água, usando um cobertor de aque- 47 ΡΕ1687436 cimento acoplado ao balão de destilação. 0 vapor binário assim gerado foi conduzido para um condensador de tubo direito (tipo Liebig) para condensação e o condensado resultante foi recolhido num erlenmeyer. A suspensão foi mantida num processo de evaporação sob agitação até atingir a temperatura de extracção. A temperatura foi lida num termómetro de mercúrio fixado numa das tubuladuras do balão e mantido em contacto com a fase de vapor dentro do balão. A suspensão foi então mantida num regime de condensação em refluxo sob agitação durante cerca de 10 minutos a uma temperatura de 123°C (temperatura de extracção). O material assim obtido foi então submetido a um processo de decantação a quente e o resíduo sólido insolúvel resultante da extracção pôde ser separado do PHB solubilizado no solvente. A solução contendo PHB dissolvido foi arrefecida para precipitação de PHB e foi medida a massa de PHB extraída neste estádio. 0 resíduo sólido obtido no primeiro estádio recebeu uma nova adição de 200 g de acetato de isoamilo e foi novamente submetido a extracção durante 10 minutos. Os outros procedimentos foram repetidos até totalizarem três estádios de extracção. Cerca de 41% do PHB originariamente contido na biomassa celular foi extraído no primeiro estádio, 13% no segundo estádio e 8% no terceiro estádio. O PHB assim obtido permaneceu no intervalo de 730 000-750 000 Da.

EXEMPLOS DE EXTRAPOLAÇÃO PARA A ESCALA INDUSTRIAL A biomassa concentrada de Alacaligenes eutrophus com 28,11% de material seco e contendo cerca de 16,09% de PHB com peso molecular de 1 000 000 Da é deitada num 48 ΡΕ1687436 reactor agitado mecanicamente, mantido a cerca de 123°C, a um caudal de 500 kg/h, no qual recebe a adição de acetato de isoamilo a 9521 kg/h aquecido a cerca de 123°C na forma liquida e de vapor, numa quantidade suficiente para evaporar o excesso de água contida na suspensão, gerando uma corrente de cerca de 833 kg/h de vapor composto de cerca de 30% (v/v) de água e 70% (v/v) de acetato de isoamilo, e outra corrente denominada extracto grosseiro de cerca de 8969kg/h de uma suspensão contendo PHB e água dissolvida no acetato de amilo e resíduos insolúveis de biomassa extraída. O extracto grosseiro é então deitado continuamente num hidrociclone, em que o fluxo é separado em duas correntes: uma corrente de cerca de 75% do caudal de alimentação na parte superior e contendo cerca de 35% dos sólidos insolúveis contidos originalmente no extracto grosseiro deitado; e outra corrente na parte inferior de cerca de 25% do fluxo de alimentação e contendo 65% dos sólidos insolúveis originalmente aí contidos. A corrente superior do hidrociclone, pobre em sólidos insolúveis, é então deitada numa unidade de micro-filtração de membrana a um caudal de 6891 kg/h, gerando uma corrente de cerca de 1149 kg/h (1/6) concentrada nos sólidos residuais insolúveis da biomassa extraída, e uma corrente de permeato de 5743 kg/h (5/6) livre de sólidos residuais insolúveis da biomassa extraída. O tempo de retenção no processo é de cerca de 10 minutos. A corrente do hidrociclone rica em sólidos insolúveis (fase inferior) e a da membrana são então misturadas e enviadas para um passo de filtração por exemplo num filtro de pratos, a um caudal de 3446 kg/h, 49 ΡΕ1687436 gerando uma corrente de cerca de 3249 kg/h, que é uma solução de PHB livre de sólidos insolúveis em suspensão e uma farinha contendo os sólidos insolúveis da biomassa extraída de cerca de 151,5 kg/h. A recuperação de PHB do processo é superior a 95% (peso/peso) relativamente ao Ao PHB da biomassa deitada, i.e., 70-80 kg de PHB/h, depen dendo do fluxo e pureza da biomassa. Ambos os filtrados obtidos no processo de extracção por filtração e membrana são rapidamente arrefecidos a uma temperatura igual ou inferior a cerca de 45°C, de modo a garantir a precipitação de PHB no solvente.

EXEMPLO 1.3.4: EXTRACÇÃO E RECUPERAÇÃO DE PHB USANDO ACETATO DE BUTILO COMO SOLVENTE

Teste da solubilidade de PHB em acetato de butilo: 31 g de biomassa concentrada de Alcaligenes eutrophus, contendo 28,11% de material seco e 16,09% de PHB com um peso molecular de 1 000 000 Da e 250 g de acetato de butilo foram adicionados a um balão de destilação de fundo redondo de 500 ml. A suspensão foi então submetida, sob agitação vigorosa, a evaporação do solvente e água, usando um cobertor de aquecimento acoplado ao balão de destilação. 0 vapor binário assim gerado foi conduzido para um condensador de tubo direito (tipo Liebig) para condensação e o condensado resultante foi recolhido num erlenmeyer. A suspensão foi mantida num processo de evaporação sob agita- 50 ΡΕ1687436 ção até atingir a temperatura de extracção. A temperatura foi lida num termómetro de mercúrio fixado numa das tubuladuras do balão e mantido em contacto com a fase de vapor dentro do balão. A temperatura de extracção foi atingida após ter passado um tempo de evaporação de cerca de 28 minutos; a temperatura de ebulição da mistura passou de 91,5°C (temperatura inicial) para cerca de 121,5°C (temperatura de extracção), sendo gerado neste período cerca de 131 ml de condensado consistindo de cerca de 83% (v/v) de acetato de isoamilo sendo o volume restante água que provém da biomassa concentrada. A suspensão foi então mantida num regime de condensação em refluxo sob agitação durante cerca de 10 minutos a uma temperatura de 121,5°C (temperatura de extracção) e sendo, ainda a quente, filtrada num papel de filtro, para separar a parte insolúvel da parte dissolvida no solvente filtrado. 0 material quente filtrado contendo cerca de 0,98% (p/p) de PHB solubilizado, foi então arrefecido para precipitação de PHB, concentrado através da filtração, submetido a evaporação do solvente e secado a seguir. O PHB obtido apresentou um peso molecular de cerca de 502 000 Da. A quantidade de biomassa concentrada usada nos testes foi cerca de 2,0-3,5 vezes maior do que a quantidade necessária para atingir a concentração da saturação de PHB no solvente à temperatura de extracção utilizada. Assim, a concentração de saturação do soluto (PHB) no solvente (acetato de isoamilo) para a temperatura de extracção utilizada pôde ser determinada.

Teste de extracção de PHB em acetato de butilo 51 ΡΕ1687436 10 g de biomassa concentrada de Alcaligenes eutrophus contendo 28,11% de material seco e 16,09% de PHB com um peso molecular de 1 000 000 Da e 200 g de acetato de butilo foram adicionados a um balão de destilação de fundo redondo de 500 ml. A suspensão foi então submetida a evaporação do solvente e água, usando um cobertor de aquecimento acoplado ao balão de destilação. O vapor binário assim gerado foi conduzido para um condensador de tubo direito (tipo Liebig) para condensação e o condensado resultante foi recolhido num erlenmeyer. A suspensão foi mantida num processo de evaporação sob agitação até atingir a temperatura de extracção. A temperatura foi lida num termómetro de mercúrio fixado numa das tubuladuras do balão e mantido em contacto com a fase de vapor dentro do balão. A suspensão foi então mantida num regime de condensação em refluxo sob agitação durante cerca de 10 minutos a uma temperatura de 121,5°C (temperatura de extracção). O material assim obtido foi então submetido a um processo de decantação a quente e o resíduo sólido insolúvel resultante da extracção pôde ser separado do PHB solubilizado no solvente. A solução contendo PHB dissolvido foi arrefecida para precipitação de PHB e foi medida a massa de PHB extraída neste estádio. O resíduo sólido obtido no primeiro estádio recebeu uma nova adição de 200 g de acetato de butilo e foi novamente submetido a extracção durante 10 minutos. Os outros procedimentos foram repetidos até totalizarem três estádios de extracção. Cerca de 62,5% do PHB originariamente contido na biomassa celular foi 52 ΡΕ1687436 extraído no primeiro estádio, 18,5% no segundo estádio e 7,0% no terceiro estádio. O peso molecular do PHB assim obtido permaneceu no intervalo de 740 000-780 000 Da.

EXEMPLO DE EXTRAPOLAÇÃO PARA A ESCALA INDUSTRIAL A biomassa concentrada de Alacaligenes eutrophus com 28,11% de material seco e contendo cerca de 16,09% de PHB com peso molecular de 1 000 000 Da é deitada num reactor agitado mecanicamente, mantido a cerca de 121,5°C, a um caudal de 500 kg/h, no qual recebe a adição de acetato de butilo a 9577 kg/h aquecido a cerca de 121,5°C na forma líquida e de vapor, numa quantidade suficiente para evaporar o excesso de água contida na suspensão, gerando uma corrente de cerca de 1732 kg/h de vapor composto de cerca de 17% (v/v) de água e 83% (v/v) de acetato de butilo, e outra corrente denominada extracto grosseiro de cerca de 8175kg/h de uma suspensão contendo PHB e água dissolvida no acetato de butilo e resíduos insolúveis de biomassa extraída. O extracto grosseiro é então deitado continuamente num hidrociclone, em que o fluxo é separado em duas correntes: uma corrente de cerca de 75% do caudal de alimentação na parte superior e contendo cerca de 35% dos sólidos insolúveis contidos originalmente no extracto grosseiro deitado; e outra corrente na parte inferior de cerca de 25% do caudal de alimentação e contendo 65% dos sólidos insolúveis originalmente aí contidos. A corrente superior do hidrociclone, pobre em sólidos insolúveis, é então deitada numa unidade de micro-filtração de membrana a 53 ΡΕ1687436 um caudal de 6258 kg/h, gerando uma corrente de cerca de 1043 kg/h (1/6) concentrada nos sólidos residuais insolúveis da biomassa extraída, e uma corrente de permeato de 5215 kg/h (5/6) livre de sólidos residuais insolúveis da biomassa extraída. O tempo de retenção no processo é de cerca de 10 minutos. A corrente do hidrociclone rica em sólidos insolúveis (fase inferior) e a da membrana são então misturadas e enviadas para um passo de filtração por exemplo num filtro de pratos, a um caudal de 3192 kg/h, gerando uma corrente de cerca de 2978 kg/h, que é uma solução de PHB livre de sólidos insolúveis em suspensão e uma farinha contendo os sólidos insolúveis da biomassa extraída de cerca de 151,5 kg/h. A recuperação de PHB do processo é superior a 95% (peso/peso) relativamente ao Ao PHB da biomassa deitada, i.e., 70-80 kg de PHBV/h, depen dendo do fluxo e pureza da biomassa. Ambos os filtrados obtidos no processo de extracção por filtração e membrana são rapidamente arrefecidos a uma temperatura igual ou inferior a cerca de 45°C, de modo a garantir a precipitação de PHB no solvente.

EXEMPLO 1.3.5: EXTRACÇÃO E RECUPERAÇÃO DE PHB USANDO PR0PI0NAT0 DE PROPILO COMO SOLVENTE

Teste da solubilidade de PHB em propionato de propilo: A um balão de destilação de fundo redondo de 500 ml foram adicionados 31 g de biomassa concentrada de 54 ΡΕ1687436

Alcaligenes eutrophus, contendo 28,11% de material seco e 16,09% de PHB com um peso molecular de 1 000 000 Da e 250 g de propionato de propilo. A suspensão foi então submetida, sob agitação vigorosa, a evaporação do solvente e água, usando um cobertor de aquecimento acoplado ao balão de destilação. O vapor binário assim gerado foi conduzido para um condensador de tubo direito (tipo Liebig) para condensação e o condensado resultante foi recolhido num erlenmeyer. A suspensão foi mantida num processo de evaporação sob agitação até atingir a temperatura de extracção. A temperatura foi lida num termómetro de mercúrio fixado numa das tubuladuras do balão e mantido em contacto com a fase de vapor dentro do balão. A temperatura de extracção foi atingida após ter passado um tempo de evaporação de cerca de 15 minutos; a temperatura de ebulição da mistura passou de 92°C (temperatura inicial) para cerca de 113°C (temperatura de extracção), sendo gerado neste período cerca de lOOml de condensado consistindo de cerca de 80% (v/v) de propionato de propilo sendo o volume restante água que provém da biomassa concentrada. A suspensão foi então mantida num regime de condensação em refluxo sob agitação vigorosa durante cerca de 10 minutos a uma temperatura de 113°C (temperatura de extracção) e sendo, ainda a quente, filtrada num papel de filtro, para separar a parte insolúvel da parte dissolvida no solvente filtrado. O material quente filtrado contendo cerca de 1,24% (p/p) de PHB solubilizado foi então arrefecido para precipitação de PHB, foi concentrado através da filtração, submetido a evaporação do solvente e 55 ΡΕ1687436 secado a seguir. 0 PHB obtido apresentou um peso molecular de cerca de 430 000 Da. A quantidade de biomassa concentrada usada nos testes foi cerca de 2,0-3,5 vezes maior do que a quantidade necessária para atingir a concentração da saturação de PHB no solvente à temperatura de extracção utilizada. Assim, a concentração de saturação do soluto (PHB) no solvente (propionato de propilo) para a temperatura de extracção utilizada pôde ser determinada.

Teste de extracção de PHB em propionato de propilo A um balão de destilação de fundo redondo de 500 ml, foram adicionados 10 g de biomassa concentrada de Alcaligenes eutrophus contendo 28,11% de material seco e 16,09% de PHB com um peso molecular de 1 000 000 Da e 200 g de propionato de propilo. A suspensão foi então submetida a evaporação do solvente e água, usando um cobertor de aquecimento acoplado ao balão de destilação. 0 vapor binário assim gerado foi conduzido para um condensador de tubo direito (tipo Liebig) para condensação e o condensado resultante foi recolhido num erlenmeyer. A suspensão foi mantida num processo de evaporação sob agitação até atingir a temperatura de extracção. A temperatura foi lida num termómetro de mercúrio fixado numa das tubuladuras do balão e mantido em contacto com a fase de vapor dentro do balão. A suspensão foi então mantida num regime de condensação em refluxo sob agitação durante cerca de 10 minutos a uma temperatura de 113°C (temperatura de extracção). 0 material 56 ΡΕ1687436 assim obtido foi então submetido a um processo de decantação a quente e o resíduo sólido insolúvel resultante da extracção for separado do PHB solubilizado no solvente. A solução contendo PHB dissolvido foi arrefecida para precipitação de PHB e foi medida a massa de PHB extraída neste estádio. 0 resíduo sólido obtido no primeiro estádio recebeu uma nova adição de 200 g de propionato de propilo e foi novamente submetido a extracção durante 10 minutos. Os outros procedimentos foram repetidos até totalizarem três estádios de extracção. Cerca de 62,0% do PHB originaria-mente contido na biomassa celular foi extraído no primeiro estádio, 18,5% no segundo estádio e 6,0% no terceiro estádio. O peso molecular do PHB assim obtido permaneceu no intervalo de 730 000 Da.

EXEMPLO DE EXTRAPOLAÇÃO PARA A ESCALA INDUSTRIAL A biomassa concentrada de Alacaligenes eutrophus com 28,11% de material seco e contendo cerca de 16,09% de PHB com peso molecular de 1 000 000 Da é deitada num reactor agitado mecanicamente, mantido a cerca de 113°C, a um caudal de 500 kg/h, no qual recebe a adição de acetato de butilo a 7406 kg/h aquecido a cerca de 113°C na forma líquida e de vapor, numa quantidade suficiente para evaporar o excesso de água contida na suspensão, gerando uma corrente de cerca de 1156 kg/h de vapor composto de cerca de 20% (v/v) de água e 80% (v/v) de propionato de propilo, e outra corrente denominada extracto grosseiro de cerca de 7406kg/h de uma suspensão contendo PHB e água 57 ΡΕ1687436 dissolvida no acetato de butilo e resíduos insolúveis de biomassa extraída. 0 extracto grosseiro é então deitado continuamente num hidrociclone, em que o fluxo é separado em duas correntes: uma corrente de cerca de 75% do caudal de alimentação na parte superior e contendo cerca de 35% dos sólidos insolúveis contidos originalmente no extracto grosseiro deitado; e outra corrente na parte inferior de cerca de 25% do caudal de alimentação e contendo 65% dos sólidos insolúveis originalmente aí contidos. A corrente superior do hidrociclone, pobre em sólidos insolúveis, é então deitada numa unidade de micro-filtração de membrana a um caudal de 5063 kg/h, gerando uma corrente de cerca de 844 kg/h (1/6) concentrada nos sólidos residuais insolúveis da biomassa extraída, e uma corrente de permeato de 4219 kg/h (5/6) livre de sólidos residuais insolúveis da biomassa extraída. O tempo de retenção no processo é de cerca de 10 minutos. A corrente do hidrociclone rica em sólidos insolúveis (fase inferior) e a da membrana são então misturadas e enviadas para um passo de filtração por exemplo num filtro de pratos, a um caudal de 2531 kg/h, gerando uma corrente de cerca de 2380 kg/h, que é uma solução de PHB livre de sólidos insolúveis em suspensão e uma farinha contendo os sólidos insolúveis da biomassa extraída de cerca de 151,5 kg/h. A recuperação de PHB do processo é superior a 95% (peso/peso) relativamente ao PHBV da biomassa deitada, i.e., 70-80 kg de PHB/h, dependendo do fluxo e pureza da biomassa. Ambos os filtrados obtidos no processo de extracção por filtração e membrana são rapidamente arrefecidos a uma temperatura igual ou inferior 58 ΡΕ1687436 a cerca de 45°C, de modo a garantir a precipitação de PHB no solvente. A biomassa concentrada de Alacaligenes eutrophus com 25% de material seco e contendo cerca de 60-75% de PHB com peso molecular de 1 000 000 Da é deitada num reactor agitado mecanicamente, mantido a cerca de 95-105°C, a um caudal de 500 kg/h, no qual recebe a adição de propionato de propilo a 8000 kg/h aquecido a cerca de 130°C e vapor de propionato de propilo a 130°C numa quantidade suficiente para evaporar o excesso de água contida na suspensão, gerando uma corrente de cerca de 1230 kg/h de vapor composto de cerca de 24% (v/v) de água e 76% (v/v) de propionato de propilo, e outra corrente denominada extracto grosseiro de cerca de 8268kg/h de uma suspensão contendo PHB e água dissolvida no propionato de propilo e resíduos insolúveis de biomassa extraída. O extracto grosseiro é então deitado continuamente num hidrociclone, em que o fluxo é separado em duas correntes: uma corrente de cerca de 75% do caudal de alimentação na parte superior e contendo cerca de 35% dos sólidos insolúveis contidos originalmente no extracto grosseiro deitado; e outra corrente na parte inferior de cerca de 25% do caudal de alimentação e contendo 65% dos sólidos insolúveis originalmente contidos. A corrente superior do hidrociclone, pobre em sólidos insolúveis, é então deitada numa unidade de micro-filtração de membrana a um caudal de 6201 kg/h, gerando uma corrente de cerca de 1034 kg/h (1/6) concentrada nos sólidos residuais insolúveis da biomassa 59 ΡΕ1687436 extraída, e uma corrente de permeato de 5167 kg/h (5/6) livre de sólidos residuais insolúveis da biomassa extraída. 0 tempo de retenção no processo é de cerca de 3-10 minutos. A corrente do hidrociclone rica em sólidos insolúveis (fase inferior) e a da membrana são então misturadas e enviadas para um passo de filtração por exemplo num filtro de pratos, a um caudal de 3100 kg/h, gerando uma corrente de cerca de 2850 kg/h, que é uma solução de PHB livre de sólidos insolúveis em suspensão e uma farinha contendo os sólidos insolúveis da biomassa extraída de cerca de 250 kg/h. A recuperação de PHB do processo é superior a 95% (peso/peso) relativamente ao PHB da biomassa deitada, i.e., 70-90 kg de PHB/h, dependendo do fluxo e pureza da biomassa. Ambos os filtrados obtidos no processo de extracção por filtração e membrana são rapidamente arrefecidos a uma temperatura igual ou inferior a cerca de 45°C, de modo a garantir a precipitação de PHB no solvente. EXEMPLO 1.3.6: EXTRACÇÃO E RECUPERAÇÃO DE PHB USANDO 1-HEXANOL COMO SOLVENTE NUMA EXTRACÇÃO DE ESTÁDIO único

Teste da solubilidade de PHB em hexanol: A um balão de destilação de fundo redondo de 500 ml foram adicionados 31 g de biomassa concentrada de Alcaligenes eutrophus, contendo 28,11% de material seco e 16,09% de PHB com um peso molecular de 1 000 000 Da e 250 g de hexanol. A suspensão foi então submetida, sob agitação, a evaporação do solvente e água, usando um cobertor de 60 ΡΕ1687436 aquecimento acoplado ao balão de destilação. O vapor binário assim gerado foi conduzido para um condensador de tubo direito (tipo Liebig) para condensação e o condensado resultante foi recolhido num erlenmeyer. A suspensão foi mantida num processo de evaporação sob agitação vigorosa até atingir a temperatura de extracção. A temperatura foi lida num termómetro de mercúrio fixado numa das tubuladuras do balão e mantido em contacto com a fase de vapor dentro do balão. A temperatura de extracção foi atingida após ter passado um tempo de evaporação de cerca de 15 minutos; a temperatura de ebulição da mistura passou de 104°C (temperatura inicial) para cerca de 133°C (temperatura de extracção), sendo gerado neste período cerca de 34 ml de condensado consistindo de cerca de 44% (v/v) de hexanol sendo o volume restante água que provém da biomassa concentrada. A suspensão foi então mantida num regime de condensação em refluxo sob agitação vigorosa durante cerca de 10 minutos a uma temperatura de 133°C (temperatura de extracção) e sendo, ainda a quente, filtrada num papel de filtro, para separar a parte insolúvel da parte dissolvida no solvente filtrado. O material quente filtrado contendo cerca de 0,83% (p/p) de PHB solubilizado foi então arrefecido para precipitação de PHB, foi concentrado através da filtração, submetido a evaporação do solvente e secado a seguir. O PHB obtido apresentou um peso molecular de cerca de 430 000 Da. A quantidade de biomassa concentrada usada nos testes foi cerca de 2,0-3,5 vezes maior do que a quantidade necessária para atingir a concentração da saturação de PHB no solvente à temperatura 61 ΡΕ1687436 de extracção utilizada. Assim, a concentração de saturação do soluto (PHB) no solvente (hexanol) para a temperatura de extracção utilizada pôde ser determinada.

Teste de extracção de PHB em hexanol A um balão de destilação de fundo redondo de 500 ml, foram adicionados 10 g de biomassa concentrada de Alcaligenes eutrophus contendo 28,11% de material seco e 16,09% de PHB com um peso molecular de 1 000 000 Da e 200 g de hexanol. A suspensão foi então submetida a evaporação do solvente e água, usando um cobertor de aquecimento acoplado ao balão de destilação. O vapor binário assim gerado foi conduzido para um condensador de tubo direito (tipo Liebig) para condensação e o condensado resultante foi recolhido num erlenmeyer. A suspensão foi mantida num processo de evaporação sob agitação até atingir a temperatura de extracção. A temperatura foi lida num termómetro de mercúrio fixado numa das tubuladuras do balão e mantido em contacto com a fase de vapor dentro do balão. A suspensão foi então mantida num regime de condensação em refluxo sob agitação durante cerca de 10 minutos a uma temperatura de 133°C (temperatura de extracção). O material assim obtido foi então submetido a um processo de decantação a quente e o resíduo sólido insolúvel resultante da extracção foi separado do PHB solubilizado no solvente. A solução contendo PHB dissolvido foi arrefecida para precipitação de PHB e foi medida a massa de PHB extraída neste estádio. 0 resíduo sólido obtido no primeiro estádio recebeu uma nova adição de 200 g de hexanol e foi novamente submetido a 62 ΡΕ1687436 extracção durante 10 minutos. Os outros procedimentos foram repetidos até totalizarem três estádios de extracção. Cerca de 64,5% do PHB originariamente contido na biomassa celular foi extraído no primeiro estádio, 19,0% no segundo estádio e 8,0% no terceiro estádio. O peso molecular do PHB assim obtido permaneceu no intervalo de 530 000 a 680 000 Da.

EXEMPLOS DE EXTRAPOLAÇÃO PARA A ESCALA INDUSTRIAL A biomassa concentrada de Alacaligenes eutrophus com 28,11% de material seco e contendo cerca de 16,09% de PHB com peso molecular de 1 000 000 Da é deitada num reactor agitado mecanicamente, mantido a cerca de 113°C, a um caudal de 500 kg/h, no qual recebe a adição de hexanol a 10 019 kg/h aquecido a cerca de 133°C na forma líquida e de vapor, numa quantidade suficiente para evaporar o excesso de água contida na suspensão, gerando uma corrente de cerca de 542,6 kg/h de vapor composto de cerca de 20% (v/v) de água e 60% (v/v) de hexanol, e outra corrente denominada extracto grosseiro de cerca de 9997 kg/h de uma suspensão contendo PHB e água dissolvida no hexanol e resíduos insolúveis de biomassa extraída. O extracto grosseiro é então deitado continuamente num hidrociclone, em que o fluxo é separado em duas correntes: uma corrente de cerca de 75% do caudal de alimentação na parte superior e contendo cerca de 35% dos sólidos insolúveis contidos originalmente no extracto grosseiro deitado; e outra corrente na parte inferior de cerca de 25% do caudal de alimentação e contendo 65% dos sólidos insolúveis originalmente aí contidos. A corrente superior do 63 ΡΕ1687436 hidrociclone, pobre em sólidos insolúveis, é então deitada numa unidade de micro-filtração de membrana a um caudal de 7482 kg/h, gerando uma corrente de cerca de 1247 kg/h (1/6) concentrada nos sólidos residuais insolúveis da biomassa extraída, e uma corrente de permeato de 6235 kg/h (5/6) livre de sólidos residuais insolúveis da biomassa extraída. 0 tempo de retenção no processo é de cerca de 10 minutos. A corrente do hidrociclone rica em sólidos insolúveis (fase inferior) e a da membrana são então misturadas e enviadas para um passo de filtração por exemplo num filtro de pratos, a um caudal de 3741 kg/h, gerando uma corrente de cerca de 3,90 kg/h, que é uma solução de PHB livre de sólidos insolúveis em suspensão e uma farinha contendo os sólidos insolúveis da biomassa extraída de cerca de 151,5 kg/h. A recuperação de PHBV do processo é superior a 95% (peso/peso) relativamente ao PHBV da biomassa deitada, i.e.f 70-80 kg de PHB/h, dependendo do fluxo e pureza da biomassa. Ambos os filtrados obtidos no processo de extracção por filtração e membrana são rapidamente arrefecidos a uma temperatura igual ou inferior a cerca de 45°C, de modo a garantir a precipitação de PHB no solvente.

EXEMPLO 1.5: EVAPORAÇÃO PARCIAL DO SOLVENTE E LAVAGEM DA SUSPENSÃO DO PHB EM ÁLCOOL ISOAMÍLICO PARA OBTER AGLOMERADOS DE GRÂNULOS DE POROSIDADE ELEVADA, QUE SÃO QUEBRADIÇOS E FACILMENTE FRAGMENTADOS A suspensão de PHB numa solução de álcool isoamí-lico e água contendo 4-10% de PHB é deitada num evaporador a vácuo a um caudal de 1000 kg/h, juntamente com uma 64 ΡΕ1687436 corrente de água contendo álcool isoamílico dissolvido a um caudal de 500-1000 kg/h e recuperado do processo de extrac-ção e purificação. A mistura é então continuamente submetida a evaporação através de injecção directa de vapor de modo a, simultaneamente com a remoção do solvente por evaporação, obter uma suspensão contendo solvente, água e aglomerados de grânulos de PHB, que são continuamente fragmentados através de um dispositivo mecânico instalado na bomba de circulação do sistema. O material resultante deste processo é uma suspensão de partículas de PHB, finamente divididas, em água e álcool isoamílico dissolvido, que é continuamente removida do sistema com uma concentração de partículas de PHB em suspensão de 4-20% (peso/peso) e enviado para o próximo estádio de extracção de solvente.

EXEMPLO 1.6: EXTRACÇÃO DO ÁLCOOL ISOAMÍLICO (SOLVENTE) DA SUSPENSÃO DE PARTÍCULAS DE PHB FINAMENTE DIVIDIDAS COM LAVAGEM E PULVERIZAÇÃO SIMULTÂNEA DO PRODUTO

Uma suspensão de partículas de PHB finamente divididas, obtida como exemplificado no Exemplo 1.5, contendo desde 2 a 20% de sólidos, é deitada num reactor agitado de extracção de solvente ("stripping") a um caudal de 1000 kg/h, no qual o vapor é admitido por contacto directo, bem como água, até remover o álcool isoamílico dissolvido na água, juntamente com alguma água, a qual formará a fase de vapor efluente do sistema. Simultaneamente com a evaporação do álcool isoamílico residual e continuamente, a suspensão de partículas de PHB em água é 65 ΡΕ1687436 submetida a um processo de fragmentação adicional através de um dispositivo similar àquele descrito no exemplo 1.5. Após completar o processo de extracção de solvente, obtém-se uma suspensão de PHB em água, finamente dividida, substancialmente pura e livre de solvente, numa concentração de 5-20% de sólidos em suspensão. Esta suspensão é então arrefecida e conduzida a um passo de filtração, no qual é obtida uma farinha de PHB com cerca de 50-80% de humidade que é subsequentemente seca.

Lisboa, 25 de Fevereiro de 2009

Claims (9)

1. ΡΕ1687436 1 REIVINDICAÇÕES 1. Um processo para recuperar poli-hidroxialca-noatos (PHAs) a partir de biomassa celular de bactérias, sendo a dita biomassa obtida por fermentação e na forma de uma suspensão de biomassa celular em água e com um teor celular seco não inferior a cerca de 18% por peso, caracterizado pelo facto de compreender os passos de: i) submeter a suspensão de biomassa celular concentrada a operações concomitantes de injecção de solvente, capazes de dissolver PHAs, de agitação vigorosa e de aquecimento rápido no interior de um reactor, de modo a provocar a rotura das paredes da biomassa celular e a dissolução do PHA contido nesta última, em que os passos de aquecimento da biomassa celular fermentada, da rotura das paredes das células da dita biomassa celular, e da dissolução do PHA contido nesta última são realizados num tempo total que é suficientemente curto para permitir a obtenção de PHA com um peso molecular no mínimo de 850 000 Da, a partir da biomassa contendo PHA com um peso molecular no mínimo de 1 000 000 Da, e para formar uma suspensão compreendendo solvente, capaz de dissolver PHAs, enriquecido com PHA dissolvido, água restante da suspensão de biomassa celular e resíduos insolúveis da biomassa celular concentrada; ii) submeter a suspensão formada no reactor a um passo de separação, para recuperação do solvente, enrique- 2 ΡΕ1687436 eido com o PHA dissolvido, dos resíduos insolúveis da biomassa celular restante; iii) arrefecer a solução do solvente capaz de dissolver os PHAs, enriquecido com PHA, nalguns segundos, por expansão, através de troca de calor com outra corrente fria e/ou arrefecendo por meio de permutadores de calor, a uma temperatura que é suficiente para precipitar subtan-cialmente todo o PHA dissolvido; iv) micro-filtrar a 45°C ou menos a suspensão de PHA precipitado no solvente, capaz de dissolver PHAs, contendo água e impurezas dissolvidas, de modo a separar uma pasta concentrada de PHA precipitado; v) submeter a pasta concentrada com PHA a operações simultâneas de lavagem com água, aquecimento e agitação, de modo a promover a evaporação de uma certa quantidade de solvente que seja adequada para obter uma suspensão contendo grânulos de PHA de porosidade elevada e que são quebradiços e facilmente fragmentar, o solvente restante e água; vi) submeter os grânulos de PHA lavados e aquecidos a agitação e fragmentação, de modo a quebrá-los rapidamente, enquanto se processa a extraeção do solvente residual injectando vapor de água na suspensão contendo o solvente restante e água, de modo a obter partículas de PHA purificado na suspensão; e 3 ΡΕ1687436 vii) separar as partículas de PHA purificado a partir da suspensão. 2. 0 processo como exposto na reivindicação 1, caracterizado pelo facto do solvente capaz de dissolver os PHAs ser seleccionado a partir do grupo de solventes consistindo de: acetato de butilo, acetato de isobutilo, aetato de amilo, acetato de isoamilo, álcool isobutílico, 1-butanol, 1-pentanol (álcool amílico), 2-metil-l-butanol, 3-metil-l-butanol (álcool isoamílico), 3-pentanol, 1-hexanol, ciclohexanol, propionato de propilo, propionato de butilo, propionato de isobutilo, butirato de etilo, isobutirato de isobutilo, e misturas destes. 3. 0 processo como exposto na reivindicação 2, caracterizado pelo solvente usado ser o álcool isoamílico, ou misturas isoméricas de álcool isoamílico. 4. 0 processo como exposto na reivindicação 3, caracterizado pelo álcool isoamílico ser obtido por fraccionamento do fuel como produto secundário da fermentação de etanol, sendo o fuel composto primariamente de álcool isoamílico e isómeros deste, além de impurezas, tais como etanol, n-propanol, isobutanol, n-butanol, e água. 5. 0 processo como exposto na reivindicação 1 ou reivindicação 4, caracterizado pelo PHA ser seleccionado a partir do grupo consistindo de poli-3-hidroxibutirato 4 ΡΕ1687436 (ΡΗΒ), poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) (PHBV), e misturas destes polímeros e co-polímeros. 6. 0 processo como exposto na reivindicação 5, caracterizado pelo PHA ser produzido por fermentação bacteriana, usando micro-organismos que sejam capazes de biosintetizar PHA usando, como matéria prima principal, açúcares extraídos da cana de açúcar, e pelo facto da principal fonte energética usada para gerar a energia térmica e a energia eléctrica necessárias para o processo ser o bagaço da cana de açúcar. 7. 0 processo como exposto na reivindicação 1, caracterizado pela biomassa celular bacteriana obtida através de fermentação e que vai ser processada ser previamente inactivada. 8. 0 processo como exposto na reivindicação 1, caracterizado pelo passo de injecção de solvente na suspensão de biomassa celular concentrada compreender operações de injecção de solvente líquido, capaz de dissolver os PHAs, e solvente, capaz de dissolver PHAs, na forma de vapor, de modo a provocar o aquecimento da biomassa celular a uma temperatura entre cerca de 90°C e a temperatura de ebulição do solvente a uma pressão substancialmente atmosférica, e para formar: uma fase líquida compreendendo solvente, capaz de dissolver PHAs, enriquecida em PHA e água que ficou da suspensão da biomassa celular; uma fase sólida definida pelos resíduos insolúveis da biomassa 5 ΡΕ1687436 celular residual; e uma fase de vapor contendo vapores de água e de solvente, capaz de dissolver PHAs. 9. 0 processo como exposto na reivindicação 8, caracterizado por compreender o passo adicional de extrair a fase de vapor do interior do reactor, de preferência caracterizado pela pasta de PHA ser lavada com uma corrente de água que provém da condensação da fase de vapor extraída do reactor durante o passo de rotura celular e dissolução de PHA.
2. 10. O processo como exposto na reivindicação 1, caracterizado pela suspensão concentrada de biomassa celular ser obtida submetendo a biomassa celular em suspensão no meio de cultura fermentada a operações de floculação e concentração da biomassa celular. 11. 0 processo como exposto na reivindicação 10, caracterizado pela biomassa celular em suspensão no meio de cultura fermentado a ser fornecido ao processo ser ainda diluída em água, de modo a apresentar uma proporção material fermentado:massa de água até cerca de 3,0:1,0.
3. 12. O processo como exposto na reivindicação 11, caracterizado pela operação de floculação compreender um passo de coagulação da biomassa celular efectuado pela acidificação da biomassa celular diluída a um pH desde cerca de 1,5 a cerca de 5,5, e através da adição de um agente alcalino até se atingir um pH de cerca de 7 até 6 ΡΕ1687436 cerca de 12, sendo a operação de floculação da biomassa de células contendo PHA acumulado realizada pela adição de um agente floculante. 13. 0 processo como exposto na reivindicação 12, caracterizado por a acidificação da biomassa celular diluída em água poder ser obtida adicionando um ácido definido como pelo menos um dos ácidos sulfúrico ou fosfórico e/ou caracterizado pelo agente alcalino compreender hidróxido de cálcio. 14. 0 processo como exposto na reivindicação 12, caracterizado pela acidificação ser realizada de modo a obter um pH de cerca de 2,0 até cerca de 3,0, sendo a adição do agente alcalino feita de modo a ajustar o pH da suspensão da biomassa celular diluída a um intervalo de cerca de 7 até cerca de 12.
4. 15. O processo como exposto na reivindicação 11, caracterizado pela operação de floculação da biomassa celular compreender um passo de coagular a biomassa celular adicionando um agente alcalino até se atingir um pH desde 7 até cerca de 12, sendo a floculação da biomassa celular contendo PHA acumulado atingida pela adição de um agente floculante 16. 0 processo como exposto na reivindicação 15, caracterizado pelo agente alcalino compreender hidróxido de cálcio. 7 ΡΕ1687436 17. 0 processo como exposto na reivindicação 10, caracterizado pela concentração das células de biomassa floculada ser atingida por pelo menos uma das operações de decantação e centrifugação, e/ou caracterizado pela suspensão de biomassa celular no meio de cultura fermentado floculado ser sujeito a lavagem com água até uma concentração de suspensão de biomassa celular no intervalo de 18-45% p/p, de preferência cerca de 25-45% p/p de biomassa celular seca.
5. 18. O processo como exposto na reivindicação 17, caracterizado pelo passo de lavagem e concentração da suspensão de biomassa celular ser conseguido submetendo simultaneamente esta última a uma fluxo de água e aos efeitos da força centrífuga.
6. 19. O processo como exposto na reivindicação 1, caracterizado pelo solvente líquido, capaz de dissolver PHAs, que é injectado na suspensão de biomassa celular ser aquecido.
7. 20. O processo como exposto na reivindicação 1, caracterizado pelo passo de separação do solvente, capaz de dissolver PHAs, enriquecido com PHA nele dissolvido, dos resíduos sólidos insolúveis da biomassa restante que estão contidos na suspensão formada dentro do reactor, compreender pelo menos uma das operações de micro-filtração por membrana e de filtração em filtros pré-revestidos. ΡΕ1687436 21. 0 processo como exposto na reivindicação 1, caracterizado pelo passo de separação do solvente, capaz de dissolver PHAs, enriquecido com PHA nele dissolvido, dos resíduos sólidos insolúveis da biomassa restante que estão contidos na suspensão formada dentro do reactor, compreender um passo de submeter a dita suspensão a uma separação pelo efeito de força centrífuga de baixa intensidade. 22. 0 processo como exposto na reivindicação 21, caracterizado pela força centrífuga de baixa intensidade, que é usada no passo de separação da solução de PHA enriquecida com PHA nela dissolvido dos resíduos insolúveis da biomassa restante que está contida na suspensão formada dentro do reactor, ser obtido por meio de hidrociclones, produzindo uma suspensão com baixa concentração dos ditos resíduos e outra suspensão concentrada com os ditos resíduos. 23. 0 processo como exposto na reivindicação 22, caracterizado pela suspensão de biomassa de baixa concentração em resíduos insolúveis que deixa os hidrociclones ser rapidamente submetida a um passo de separação adicional para remover completamente os resíduos antes de ser submetida ao passo de arrefecimento. 24. 0 processo como exposto na reivindicação 23, caracterizado pelo passo de separação adicional ser efectuado por micro-filtração em membrana, de modo a produzir uma solução de PHA dissolvido no solvente capaz de dissolver PHAs, livre de resíduos insolúveis, e uma 9 ΡΕ1687436 suspensão concentrada em resíduos insolúveis da biomassa e contendo uma fracção de PHA dissolvido no solvente, capaz de dissolver PHAs, água, cinzas, e compostos corados dissolvidos no solvente capaz de dissolver PHAs. 25. 0 processo como exposto na reivindicação 24, caracterizado pela suspensão concentrada em resíduos insolúveis de biomassa celular ser sujeita a um passo de filtração, de modo a produzir uma farinha contendo os resíduos insolúveis de biomassa e uma solução filtrada de PHA dissolvido no solvente, livre de resíduos insolúveis e a qual será rapidamente submetida ao passo de arrefecimento, e/ou caracterizado pela solução de PHA dissolvido no solvente, capaz de dissolver PHAs, e livre de resíduos insolúveis representar 60-90% (p/p) da suspensão em micro-filtração, representando a suspensão concentrada em resíduos de biomassa celular cerca de 10-50% p/p da dita suspensão em micro-filtração. 26. 0 processo como exposto na reivindicação 22, caracterizado pela suspensão concentrada com resíduos insolúveis de biomassa que deixa os hidrociclones ser submetida a um passo de filtração para separar os resíduos insolúveis de biomassa antes de ser submetida a um passo de arrefecimento. 27. 0 processo como exposto na reivindicação 1, caracterizado pelo passo de micro-filtrar a frio a suspensão de PHA precipitado no solvente, capaz de dissolver PHAs, ser realizado de modo a produzir uma pasta de PHA com 10 ΡΕ1687436 uma concentração de PHA desde cerca de 3,5% a 8,0% p/p, e/ou caracterizado por compreender ainda o passo final de secagem das partículas de PHA separadas do meio aquoso a partir do qual o solvente foi reduzido, e/ou caracterizado pela água e os vapores do solvente, capaz de dissolver PHAs, que são gerados nos vários estádios do processo, serem condensados e separados em duas fases líquidas: uma fase líquida rica em solvente que retorna ao processo no passo de extracção e recuperação de PHA; e outra fase líquida pobre em solvente, que é posta a re-circular no processo para permitir a recuperação do solvente, capaz de dissolver PHAs, aí contido.
8. 28. O processo como exposto na reivindicação 1, caracterizado pelos passos de separação e arrefecimento serem efectuados num tempo que é suficientemente curto para permitir obter um PHA com um peso molecular de, no mínimo 750 000 Da.
9. 29. O processo como exposto na reivindicação 1, caracterizado pelos grânulos de PHA obtidos no passo (vi), após secagem, terem um tamanho médio de partícula no intervalo de 40 a 400 μπι e de preferência no intervalo de 100 a 200 μπι. Lisboa, 25 de Fevereiro de 2009