PT2315825E - Lise celular de matérias-primas vegetais ou animais através de uma combinação de pulverização e descompressão para a extracção e isolamento selectiva de materiais intracelulares valiosos - Google Patents

Description

ΡΕ2315825 1 DESCRIÇÃO "LISE CELULAR DE MATÉRIAS-PRIMAS VEGETAIS OU ANIMAIS ATRAVÉS DE UMA COMBINAÇÃO DE PULVERIZAÇÃO E DESCOMPRESSÃO PARA A EXTRACÇÃO E ISOLAMENTO SELECTIVA DE MATERIAIS INTRACELULARES VALIOSOS" A invenção refere-se a um método para lise celular de matérias-primas vegetais ou animais através de pulverização combinado com a descompressão das células para subsequente selectiva extracção e isolamento das substâncias nelas contidas.

Neste contexto métodos mecânicos de lise celular conhecidos são por um lado a homogeneização de lâminas rotativos, que na maioria são realizados sob alta pressão, a lise num moinho de bolas, a prensagem de uma amostra sob alta pressão através de uma abertura estreita ou também o método através de um homogeneizador por ultrassons.

Desvantagem dos métodos mecânicos mencionados são as tensões de corte que actuam sobre as células devido ao atrito, cuja superação a altas velocidades leva à produção de calor e consequentemente produz uma elevada temperatura. Isto pode ter uma influência prejudicial sobre as substâncias contidas nos extractos celulares produzidos. 2 ΡΕ2315825

Um método mais cuidadoso representa a descompressão física das células. Neste caso é acumulado de acordo com a lei de Henry um gás de suspensão nas células a pressões de gás mais elevadas e as membranas celulares são levadas a rebentar através da redução da pressão repentina. Isto acontece por o gás dissolvido não poder escapar suficientemente depressa o que provoca no interior das células a formação de bolhas de gás cada vez maiores. Assim a tensão mecânica que actua sobre a célula vai aumentando até que a célula rebenta e o conteúdo celular é libertado.

Desvantagem do método de descompressão é principalmente que só podem ser lisadas efectivamente células relativamente fáceis de romper, o que torna necessário uma utilização adicional de métodos de lise não mecânicos, como a utilização de enzimas. Isto por sua vez torna um método de lise em larga escala pouco lucrativo.

Segundo o estado da técnica a extracção ocorre mediante fluídos supercríticos. Aqui são entendidos gases ou líquidos que se encontram acima da sua temperatura crítica e a sua pressão crítica, que são definidos no respectivo diagrama de fases da substância pura. A vantagem é uma solubilidade aumentada para materiais dificilmente solúveis no domínio supercrítico. Para além disso a solubilidade também ainda pode ser controlada através de alterações de pressão ou temperatura. Um exemplo é a desca-feinização de uma planta de chá mediante CO2 supercrítico, como é descrito na WO 2008/05537 AI. Mas entretanto também 3 ΡΕ2315825 se estabeleceram outras utilizações na indústria química e na indústria alimentar, como por exemplo a extração de óleos, gengibre, pimenta preta ou chili em pó mediante CO2 supercrítico ou propano supercrítico. A publicação WO 2008/061716 AI descreve ainda um aperfeiçoamento adicional do método de extracção no qual é prescindido de arrastantes que normalmente são utilizados para garantir um aumento adicional da solubilidade sem aumentar mais a pressão.

Na EP 0 941 140 BI é descrito a extracção de diferentes produtos de um meio de fermentação mediante dióxido de carbono, que se encontra no estado supercrítico ou próximo do estado crítico. A extracção, que é descrita nesta patente, parte de uma suspensão à base de água. Não existe nenhum indício para uma lise celular e a extracção das substâncias simultânea. Uma vez que o dióxido de carbono que se encontrava na solução era supercrítico ou próximo do estado crítico, o qual tem uma solubilidade relativamente boa em água, é de esperar que são obtidos extractos com um elevado conteúdo de água. As temperaturas de extracção escolhidas são além disso relativamente elevadas, pelo que podem ocorrer as mais diferentes reacções hidrolíticas das substâncias extraídas com água. A US 5.306.637 descreve um método para lise celular, em que uma lise enzimática é associada a uma diminuição súbita subsequente, pelo que as células rebentam 4 ΡΕ2315825 e os materiais valiosos no interior delas são libertados eficazmente. Efectivamente as pressões utilizadas são baixas, de forma que é de contar com um longo tempo de saturação. Esta invenção utiliza dióxido de carbono que se encontra do estado supercritico ou próximo do estado supercritico ao qual é adicionado opcionalmente arrastantes como óxido de enxofre, monóxido de azoto, peróxido de hidrogénio, etanol ou misturas destes arrastantes, para a lise de células microbianas assim como a extracção de componentes intracelulares, como proteínas ou ácidos nucleicos. 0 isolamento de proteínas ou ácidos nucleicos baseiam-se não na solubilidade destas substâncias nos gases utilizados, mas sim assentam na precipitação destas substâncias da suspensão. A recuperação das misturas de gás é neste caso extremamente problemática e o processo aqui descrito não tem por isso utilização em escala industrial.

Na WO91/01367 é escolhido primeiro um solvente que se encontra na forma gasosa e tem uma temperatura crítica que se encontra entre 0 e 100°C. Este solvente é levado a uma pressão que se encontra próxima da pressão crítica do respectivo solvente ou então mais elevada, e a uma temperatura que se encontra próxima da temperatura crítica do respectivo solvente. 0 solvente é de seguida juntado a uma suspensão de material celular para saturar as células com o solvente nas condições descritas. No passo seguinte a pressão é reduzida, o que leva a uma destruição parcial da membrana celular e a libertação de componentes celulares. De seguida o material celular lisado é colocado 5 ΡΕ2315825 numa segunda caldeira. Como é no entanto conhecido do estado da técnica, é de contar que as proteínas e ácidos nucleicos libertados, que desta forma devem ser levados na solução, apresentem em solventes, que se encontram no estado supercrítico ou próximo do estado crítico, uma solubilidade extremamente reduzida.

Daqui resulta, que apesar do aperfeiçoamento permanente dos métodos que existem no estado da técnica para a lise celular, ainda permanecem consideráveis resíduos da substância a isolar no extracto celular.

Assim existe como dantes a necessidade de alcançar, através de aperfeiçoamentos dos processos existentes, o maior rendimento e pureza possível dos materiais valiosos intracelulares pretendidos, dificilmente solúveis, a partir do extracto celular num solvente supercrítico ou um solvente que se encontra próximo do estado crítico, o que é o objectivo da invenção aqui a ser descrita.

Este objectivo é atingido mediante o método segundo a invenção para a lise celular de matérias-primas biogénicas, suspensas, mediante a combinação de pressu-rização, pulverização e descompressão com subsequente selectiva extracção e isolamento de materiais valiosos celulares, em que pelo menos é utilizado um reservatório que serve como recipiente para uma suspensão de matérias-primas biogénicas e pelo menos um reservatório adicional como recipiente para um solvente, numa unidade para a lise 6 ΡΕ2315825 celular é produzido um extracto celular, de seguida é atravessado num passo de extracção o extracto celular por gás e o gás carregado com materiais valiosos celulares é separado dos materiais valiosos celulares num passo de isolamento sob diminuição da pressão. A suspensão de matérias-primas biogénicas é levada, mediante um dispositivo para aumento da pressão, a uma pressão de 100 - 2500 bar, o solvente é também levado mediante um dispositivo para aumento da pressão, a uma pressão de 100 - 2500 bar, depois o solvente e a suspensão é juntada num circuito sob uma pressão de 100 - 2500 bar e é misturado para uma mistura da solução, e de seguida a mistura da solução é pulverizada mediante um injector sob uma pressão de 100 - 2500 bar e uma temperatura de 10 - 90°C num recipiente, que tem uma pressão menor. Através deste método é conseguido que a lise celular das matérias-primas biogénicas, suspensas, e a solução dos materiais valiosos celulares ocorram simultaneamente .

Em geral é válido, que se melhora a lise celular quanto mais elevada for escolhida a pressão da mistura da solução de material celular biogénico, suspenso, e o solvente. Tendo em consideração custos de equipamento e motivos técnicos do processo é assim o mais vantajoso, trabalhar num intervalo de pressões entre 1300 e 1600 bar.

Numa forma de execução do método o solvente, com o qual é misturado a suspensão de matéria-prima biogénica, é escolhido de um grupo que contém etano, etileno, propano, 7 ΡΕ2315825 propileno, butano, butileno, outros hidratos de carbono saturados ou insaturados, dióxido de carbono, óxido nitroso, éter dimetílico, hexafloureto de enxofre, freon R 134a, R125, R32, R141b e misturas destes. Opcional é o solvente com o qual é misturado a suspensão de matéria-prima biogénica, um fluido supercritico, o qual não é nenhum hidrato de carbono. 0 solvente, que se encontra no estado supercritico ou próximo do estado critico, carac-teriza-se por a água não ser practicamente solúvel nele.

Opcionalmente a suspensão de matéria-prima biogénica pode ser saturada ou sobressaturada antes da pulverização com o solvente.

Numa outra forma de execução vantajosa do método a matéria-prima biogénica é pré-tratada antes da formação da suspensão através de lavagem, filtração, trituração, moagem ou crivagem.

Outras possibilidades de forma de execução do método segundo a invenção para a lise celular de matéria-prima biogénica suspensa, mediante pressurização, pulverização e descompressão referem-se à associação com outros métodos de lise. Estes métodos de lise são escolhidos ou de um grupo de métodos mecânicos que leva à lise celular mediante homogeneizador de alta pressão, moinho de bolas, homogeneizador por ultrassons, French Press e aparelhos de "Prallstrahl". Alternativamente estes métodos de lise são escolhidos de um grupo de métodos químicos que levam à lise ΡΕ2315825 celular mediante antibióticos, formadores de quelatos, "Chaotrope", agentes, detergentes e tratamento alcalino. As paredes celulares são ou permeabilizadas ou saponifiçadas. Além disso existe a possibilidade de associar o método segundo a invenção a um método de lise, que é escolhido de um grupo de métodos biológicos, que levam à lise celular mediante enzimas, fagos ou autólise. Opcionalmente este método pode ser escolhido também de um grupo de métodos físicos que contém a lise celular através de congelamento e descongelamento, termólise ou descompressão.

Opcionalmente a matéria-prima biogénica, suspensa, utilizada é constituída por algas.

Outras possibilidades de forma de execução do método referem-se aos materiais valiosos celulares a extrair. Estes são por um lado materiais valiosos celulares da classe dos carotenóides como caroteno ou xantofilas. Alternativamente trata-se do material valioso celular astaxantina que deve ser extraído. Além disso interessam a extracção de materiais valiosos celulares da classe das gorduras e óleos, que estão contidos na matéria-prima biogénica, suspensa.

Um exemplo de execução da invenção é representado na figura 1 e é descrita mais detalhadamente de seguida. Mostra:

Fig. 1: um esquema do método segundo a invenção 9 ΡΕ2315825 para lise celular de matérias-primas biogénicas, suspensas, mediante uma combinação de pressurização, pulverização e descompressão com subsequente selectiva extracção e isolamento de materiais valiosos celulares. A fig. 1 mostra um reservatório 1 para inserção da matéria-prima biogénica, suspensa, assim como um reservatório adicional 4 para inserção do solvente. A matéria-prima biogénica, suspensa 2 é levada através de um bomba 3 a uma pressão entre 100 e 2500 bar. O solvente 5 é levado através de uma bomba 6 também a uma pressão entre 100 e 2500 bar. A matéria-prima biogénica suspensa 2 e o solvente 5 são levados à mesma pressão ou alternativamente as pressões podem ser diferentes. De seguida a matéria-prima biogénica 7 sob pressão é juntada ao solvente 8 sob pressão num circuito para uma mistura da solução 9, que também está sob uma pressão entre 100 e 2500 bar. Esta pressão do circuito é controlada por um transductor de pressão 10. A mistura da solução 9 é depois introduzida num recipiente 12, que apresenta uma pressão menor do que a da mistura da solução, em que a introdução da mistura da solução ocorre através de injectores 11, que pulverizam a mistura da solução 9 no recipiente 12. Assim a redução da pressão e o processo de pulverização da mistura da solução 9 ocorrem então simultaneamente. Ao recipiente 12 é adicionado um solvente para a extracção 16, que é adicionado em contracorrente à mistura da solução 9. O solvente para extracção 16 tem origem no reservatório 4 e corresponde assim àquele que também é utilizado para a lise 10 ΡΕ2315825 celular através da combinação da pulverização e descompressão. A própria extracção é realizada segundo as condições padrão do estado da técnica. As substâncias extraídas são transportadas incluídas no solvente na corrente 13 para o recipiente 14, que actua como isolador, no qual as substâncias extraídas são separadas do solvente após a redução da pressão. O solvente recuperado é transportado através de um reencaminhamento 15 outra vez para o reservatório 4 para inserção do solvente e as substâncias extraídas são retiradas do recipiente 14 como corrente 18.

Alternativamente o solvente 17 é conduzido para a extracção para o recipiente 14, que actua neste caso como recipiente de extracção, em que o solvente é levado em contracorrente para a corrente 13, que neste caso representa o material da lise celular do recipiente 12. A extração é realizada segundo as condições padrão do estado da técnica. A pressão é mantida na extracção em comparação com a pressão que existe no recipiente 12. Nesta variante do método é então necessário um recipiente adicional, que actua como isolador (não é mostrado na fig. 1).

Os parâmetros do método a manter são na utilização de C02 como solvente 5 num intervalo de pressão entre 300 e 2500 bar, num intervalo de temperatura de 10°C e 90°C e numa proporção de solvente 5 para a matéria-prima biogénica, suspensa 2 idealmente de 5 a 90 kg/kg. Se o método for realizado com a utilização de C2-C4 hidratos de carbono, o intervalo de pressão pode ser determinado entre 11 ΡΕ2315825 100 e 2500 bar, em que a proporção de solvente 5 para a matéria-prima biogénica, suspensa 2 é de limitar para 1 a 60 kg/kg. 0 método pode funcionar tanto em funcionamento em batch como também em processo continuo.

Através das condições do processo assim definidas, que se caracterizam por uma pressão muito elevada, temperaturas baixas e um possível procedimento do processo contínuo, podem ser obtidos os materiais valiosos celulares pretendidos em alta concentração e grande pureza.

Seguidamente o método segundo a invenção é delimitado daqueles do estado da técnica como é por exemplo descrito na WO91/01367A1 através de dois exemplos.

Exemplo 1: A. Método segundo a invenção: 1 kg de suspensão aquosa da alga Hematococcus pluvialis, que apresenta uma concentração sólida de 181,1 g/kg e um teor de óleo de aproximadamente 13,7 wt% (relativamente ao peso seco), é levado a uma pressão de 1500 bar com uma bomba e de seguida misturado com o solvente C02 sob pressão. A mistura da solução assim obtida é pulverizada através de um injector para um recipiente sob pressão com uma pressão mais baixa de 300 bar. Através da descompressão combinada com o processo de pulverização, as 12 ΡΕ2315825 algas são lisadas na mistura da solução e a mistura da solução é finamente pulverizada no recipiente sob pressão. A mistura da solução pulverizada com as algas lisadas é de seguida extraída em contracorrente com o solvente CO2 no recipiente sob pressão sem alteração da pressão a 300 bar. As substâncias extraídas são transportadas com o solvente CO2 para um isolador, no qual as substâncias extraídas são separadas do solvente após a redução da pressão. Neste exemplo a proporção CO2 para a matéria-prima biogénica, suspensa, compreende 90 kg/kg. 0 produto obtido neste caso compreende aproxima-damente 0,27 kg e é constituído por uma emulsão de óleo e água, em que a fase que contém óleo é separada por sedimentação. Daí resulta então uma quantidade total de óleo obtida de 20,1 g/kg da suspensão de algas. Método segundo o estado da técnica: 1 kg de suspensão da alga Hematococcus pluvialis, que apresenta uma concentração sólida de 181,1 g/kg e um teor de óleo de aproximadamente 13,7 wt% (relativamente ao peso seco), é levado a uma pressão de 1500 bar com a ajuda de uma bomba e de seguida misturado com o solvente CO2 sob pressão. A mistura da solução assim obtida é atenuada através de um injector para um recipiente a pressão atmosférica, mas não finamente pulverizado. Através da descompressão as algas são lisadas na mistura da solução. De seguida a suspensão de algas lisadas é transportada para um recipiente sob pressão com uma pressão de 300 bar e aí 13 ΡΕ2315825 pulverizada. A mistura da solução pulverizada com as algas lisadas é extraída em contracorrente com a mistura da solução. Neste método a descompressão e a pulverização ocorrem assim em dois passos do procedimento consecutivos e não simultaneamente. As substâncias extraídas são de seguida transportadas com o solvente para um isolador, no qual as substâncias extraídas são isoladas do solvente após a diminuição da pressão. Neste exemplo a proporção do solvente CO2 para a matéria-prima biogénica, suspensa, compreende 110 kg/kg. 0 produto obtido neste caso compreende aproxima-damente 0,20 kg e é constituído por uma emulsão de óleo e água, em que a fase que contém óleo é separada por sedimentação. Daí resulta então uma quantidade total de óleo obtida de 15,8 g/kg da suspensão de algas.

Os resultados obtidos de acordo com o exemplo 1 podem ser interpretados, em que pôde ser alcançado um aumento do rendimento do produto em 21,4% através do método segundo a invenção.

Exemplo 2: A. Método segundo a invenção: 1 kg de suspensão aquosa da alga Hematococcus pluvialis, que apresenta uma concentração sólida de 181,1 g/kg e um teor de óleo de aproximadamente 13,7 wt% (relativamente ao peso seco), é levado a uma pressão de 1000 bar 14 ΡΕ2315825 com uma bomba e de seguida misturado com o solvente propano sob pressão. A mistura de solução assim obtida é pulverizada através de um injector para um recipiente sob pressão com uma pressão mais baixa de 50 bar. Através da descompressão combinada com o processo de pulverização, as algas são lisadas na mistura da solução e a mistura da solução é finamente pulverizada no recipiente sob pressão. A mistura da solução pulverizada com as algas lisadas é de seguida extraída em contracorrente com o solvente propano no recipiente sob pressão sem alteração da pressão a 50 bar. As substâncias extraídas são transportadas com o solvente para um isolador, no qual as substâncias extraídas são separadas do solvente após a redução da pressão. Neste exemplo a proporção do solvente propano para a matéria-prima biogénica, suspensa, compreende 8 kg/kg. 0 produto obtido neste caso é constituído prati-camente de óleo puro. A quantidade total de óleo obtido compreende 22,1 g/kg da suspensão de algas. A. Método segundo o estado da técnica: 1 kg de suspensão aquosa de algas da alga Hematococcus pluvialis, que apresenta uma concentração sólida de 181,1 g/kg e um teor de óleo de aproximadamente 13,7 wt% (relativamente ao peso seco), é levado a uma pressão de 1000 bar com a ajuda de uma bomba e de seguida misturado com o solvente propano sob pressão. A mistura de solução assim obtida é atenuada através de um injector para um recipiente a pressão atmosférica, mas não finamente 15 ΡΕ2315825 pulverizado. Através da descompressão as algas são lisadas na mistura da solução. De seguida a suspensão de algas lisadas é transportada para um recipiente sob pressão com uma pressão de 50 bar e ai pulverizada. A mistura da solução pulverizada com as algas lisadas é extraida em contracorrente com a mistura da solução. Neste método a descompressão e a pulverização ocorrem assim em dois passos do procedimento consecutivos e não simultaneamente. As substâncias extraídas são de seguida transportadas com o solvente para um isolador, no qual as substâncias extraídas são isoladas do solvente após a diminuição da pressão. Neste exemplo a proporção do solvente propano para a matéria-prima biogénica, suspensa, compreende 11 kg/kg. O produto obtido neste caso é constituído praticamente de óleo puro. A quantidade total de óleo obtido compreende 18,8 g/kg da suspensão de algas.

Os resultados obtidos de acordo com o exemplo 2 podem ser interpretados, em que pôde ser alcançado um aumento do rendimento do produto em 15% através do método segundo a invenção.

Exemplo 3: A. Método segundo a invenção: 0,9 kg de suspensão aquosa da alga Hematococcus pluvialis, que apresenta uma concentração sólida de 181,1 g/kg e um teor de astaxantina de aproximadamente 3,0 wt% 16 ΡΕ2315825 (relativamente ao peso seco), é levado a uma pressão de 2400 bar com uma bomba e de seguida misturado com o solvente CO2 sob pressão. A mistura de solução assim obtida é pulverizada através de um injector para um recipiente sob pressão com uma pressão mais baixa de 500 bar. Através da descompressão combinada com o processo de pulverização, as algas são lisadas na mistura da solução e a mistura da solução é finamente pulverizada no recipiente sob pressão. A mistura da solução pulverizada com as algas lisadas é de seguida extraída em contracorrente com o solvente CO2 no recipiente sob pressão sem alteração da pressão a 500 bar. As substâncias extraídas são transportadas com o solvente CO2 para um isolador, no qual as substâncias extraídas são separadas do solvente após a redução da pressão. Neste exemplo a proporção do solvente CO2 para a matéria-prima biogénica, suspensa, compreende 88 kg/kg. 0 produto obtido neste caso compreende aproxima-damente 0,29 kg e é constituído por uma emulsão de óleo, astaxantina e água, em que a fase contendo óleo é isolada por sedimentação. Da fase contendo óleo pode ser isolado astaxantina com um rendimento de 88,1 % relativamente ao conteúdo de astaxantina total do material de algas utilizado. B: Método segundo o estado da técnica: 0,9 kg de suspensão aquosa de algas da alga Hematococcus pluvialis, que apresenta uma concentração 17 ΡΕ2315825 sólida de 181,1 g/kg e um teor de astaxantina de aproxima-damente 3,0 wt% (relativamente ao peso seco), é levado a uma pressão de 2400 bar com a ajuda de uma bomba e de seguida misturado com o solvente CO2 sob pressão. A mistura da solução assim obtida é atenuada através de um injector para um recipiente a pressão atmosférica, mas não finamente pulverizado. Através da descompressão as algas são lisadas na mistura da solução. De seguida a suspensão de algas lisadas é transportada para um recipiente sob pressão com uma pressão de 500 bar e ai pulverizada. A mistura da solução pulverizada com as algas lisadas é extraída em contracorrente com a mistura da solução. Neste método a descompressão e a pulverização ocorrem assim em dois passos do procedimento seguidos consecutivos e não simultaneamente. As substâncias extraídas são de seguida transportadas com o solvente para um isolador, no qual as substâncias extraídas são isoladas do solvente após a diminuição da pressão. Neste exemplo a proporção do solvente CO2 para a matéria-prima biogénica, suspensa, compreende 115 kg/kg. O produto obtido neste caso compreende aproxi-madamente 0,22 kg e é constituído por uma emulsão de óleo, astaxantina e água, em que a fase contendo óleo é isolada por sedimentação. Da fase contendo óleo pode ser isolado astaxantina com um rendimento de 72,3 % relativamente ao teor de astaxantina total do material de algas utilizado.

Os resultados obtidos de acordo com o exemplo 3 18 ΡΕ2315825 podem ser interpretados, em que pôde ser alcançado um aumento do rendimento do produto em 21,8% através do método segundo a invenção.

Exemplo 4: A. Método segundo a invenção: 0,9 kg de suspensão aquosa da alga Hematococcus pluvialis, que apresenta uma concentração sólida de 181,1 g/kg e um teor de astaxantina de aproximadamente 3,0 wt% (relativamente ao peso seco), é levado a uma pressão de 1600 bar com uma bomba e de seguida misturado com o solvente butano sob pressão. A mistura da solução assim obtida é pulverizada através de um injector para um recipiente sob pressão com uma pressão mais baixa de 150 bar. Através da descompressão combinada com o processo de pulverização, as algas são lisadas na mistura de solução e a mistura da solução é finamente pulverizada no recipiente sob pressão. A mistura da solução pulverizada com as algas lisadas é de seguida extraída em contracorrente com o solvente butano no recipiente sob pressão sem alteração da pressão a 150 bar. As substâncias extraídas são transportadas com o solvente butano para um isolador, no qual as substâncias extraídas são separadas do solvente após a redução da pressão. Neste exemplo a proporção do solvente butano para a matéria-prima biogénica, suspensa, compreende 8 kg/kg. 19 ΡΕ2315825 0 produto obtido neste caso compreende aproxima-damente 26,1 g e é constituído por óleo e astaxantina. Da fase contendo óleo pode então ser isolado astaxantina com um rendimento de 92,6 % relativamente ao teor de astaxantina total do material de algas utilizado. B: Método segundo o estado da técnica:

0,9 kg de suspensão aquosa de algas da alga Hematococcus pluvialis, que apresenta uma concentração sólida de 181,1 g/kg e um teor de astaxantina de aproxima-damente 3,0 wt% (relativamente ao peso seco), é levado a uma pressão de 1600 bar com a ajuda de uma bomba e de seguida misturado com o solvente butano sob pressão. A mistura da solução assim obtida é atenuada através de um injector para um recipiente a pressão atmosférica, mas não finamente pulverizado. Através da descompressão as algas são lisadas na mistura da solução. De seguida a suspensão de algas lisadas é transportada para um recipiente sob pressão com uma pressão de 150 bar e aí pulverizada. A mistura da solução pulverizada com as algas lisadas é extraída em contracorrente com a mistura da solução. Neste método a descompressão e a pulverização ocorrem assim em dois passos do procedimento consecutivos e não simultaneamente. As substâncias extraídas são de seguida transpor tadas com o solvente para um isolador, no qual as substâncias extraídas são isoladas do solvente após a diminuição da pressão. Neste exemplo a proporção do solvente butano para a matéria-prima biogénica, suspensa, compreende 11 kg/kg. 20 ΡΕ2315825 O produto obtido neste caso compreende aproxima-damente 22,0 g e é constituído por óleo e astaxantina. Da fase contendo óleo pode então ser isolado astaxantina com um rendimento de 78,4 % relativamente ao teor de astaxantina total do material de algas utilizado.

Os resultados obtidos de acordo com o exemplo 4 podem ser interpretados, em que pôde ser alcançado um aumento do rendimento do produto em 18,1% através do método segundo a invenção.

Vantagens que resultam da invenção:

Trata-se de um método mais cuidadoso de lise celular, pois a pressão química e física, que actua nos componentes celulares no interior, é apenas diminuta.

Aumento do grau de lise das amostras, até à lise de organelos subcelulares dificilmente acessíveis à lise, como núcleos celulares ou mitocôndrias.

Grau de homogeneização uniforme após a lise celular facilita a subsequente extracção.

Pode ser dispensada uma secagem dispendiosa da matéria-prima.

Elevada concentração e pureza dos materiais valiosos celulares pretendidos. 21 ΡΕ2315825 índice de referências: 1 Reservatório para inserção de biogénicas, suspensas matérias-primas 2 Matérias-primas biogénicas, suspensas 3 Bomba 4 Reservatório 5 Solvente 6 Bomba 7 Matéria-prima biogénica, suspensa, sob pressão 8 Solvente sob pressão 9 Mistura da solução 10 Transductor de pressão 11 Injectores 12 Recipiente 13 Corrente 14 Recipiente 15 Reencaminhamento 16 Solvente para extracção 17 Solvente 18 Corrente 19 Substâncias extraídas Lisboa, 22 de Fevereiro de 2012

Claims (16)

1. ΡΕ2315825 1 REIVINDICAÇÕES 1. Método para lise celular de matérias-primas biogénicas, suspensas, mediante combinação de pressuriza-ção, pulverização e descompressão com subsequente selectiva extracção e isolamento de materiais valiosos celulares, em que pelo menos um reservatório que serve como recipiente para uma suspensão de matérias-primas biogénicas e pelo menos um reservatório adicional que é utilizado como recipiente para um solvente, é produzido numa unidade para a lise celular de um extracto celular, seguido de o extracto celular é atravessado num passo de extracção por gás e o gás carregado com materiais valiosos celulares é separado dos materiais valiosos celulares num passo de isolamento sob diminuição da pressão, a suspensão de matérias-primas biogénicas é levada, mediante um dispositivo para aumento da pressão, a uma pressão de 100 - 2500 bar, o solvente é levado mediante um dispositivo para aumento da pressão, a uma pressão de 100 - 2500 bar, o solvente e a suspensão são juntados num circuito sob uma pressão de 100 - 2500 bar e são misturados para uma mistura da solução, caracterizado por a mistura da solução é pulverizada através de 2 ΡΕ2315825 pelo menos um injector sob uma pressão de 100 - 2500 bar e uma temperatura de 10 - 90°C num recipiente, que tem uma pressão menor.
2. 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, o solvente, com o qual é misturado a suspensão de matéria-prima biogénica, é escolhido de um grupo que contém etano, propano, butano, dióxido de carbono, óxido nitroso, etileno, propileno, butileno, outros hidratos de carbono saturados ou insaturados, éter dimetilico, hexafloureto de enxofre, freon R 134a, R125, R32, R141b e misturas destes.
3. 3. Método de acordo com uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por, o solvente com o qual é misturado a suspensão de matéria-prima biogénica, ser um fluido supercritico, o qual não é nenhum hidrato de carbono.
4. 4. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por, a suspensão de matéria-prima biogénica ser saturada antes da pulverização com o solvente.
5. 5. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por, a suspensão de matéria-prima biogénica ser sobressaturada antes da pulverização com o solvente. 3 ΡΕ2315825
6. 6. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por, o solvente utilizado ser recuperado e reencaminhado para o reservatório do solvente.
7. 7. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por, a matéria-prima biogénica antes da formação da suspensão ser pré-tratada através de lavagem, filtração, trituração, moagem ou crivagem.
8. 8. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por, o método para a lise celular de matéria-prima biogénica suspensa, mediante a combinação de pressurização, pulverização e descompressão ser associado a outros métodos de lise que são escolhidos de um grupo de métodos mecânicos que leva à lise celular mediante homogeneizador de alta pressão, moinho de bolas, homogeneizador por ultrassons, French Press e aparelhos de "Prallstrahl".
9. 9. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por, o o método para a lise celular de matéria-prima biogénica suspensa, mediante a combinação de pressurização, pulverização e descompressão ser associado a outros métodos de lise que são escolhidos de um grupo de métodos químicos que levam à lise celular mediante antibióticos, formadores de quelatos, "Chaotrope", agentes, detergentes e tratamento alcalino.
10. 10. Método de acordo com uma das reivindicações 4 ΡΕ2315825 1 a 9, caracterizado por, o método para a lise celular de matéria-prima biogénica suspensa, mediante a combinação de pressurização, pulverização e descompressão ser associado a outros métodos de lise que são escolhidos de um grupo de métodos biológicos, que levam à lise celular mediante enzimas, fagos ou autólise.
11. 11. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por, o método para a lise celular de matéria-prima biogénica suspensa, mediante a combinação de pressurização, pulverização e descompressão ser associado a outros métodos de lise que são escolhidos de um grupo de métodos físicos que contém a lise celular através de congelamento e descongelamento, termólise ou descompressão.
12. 12. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por, a matéria-prima biogénica, suspensa, utilizada ser algas.
13. 13. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por, serem extraídos materiais valiosos celulares da classe dos carotenóides como caroteno ou xantofilas, que estão contidos na matéria-prima biogénica, suspensa.
14. 14. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado por, ser extraído o material valioso celular astaxantina, que está contida na matéria-prima biogénica, suspensa. 5 ΡΕ2315825
15. 15. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado por, serem extraídos materiais valiosos celulares da classe das gorduras e óleos, que estão contidos na matéria-prima biogénica, suspensa.
16. 16. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado por, a proporção de solvente para a matéria-prima biogénica, suspensa estar num intervalo de 1 a 90 kg/kg. Lisboa, 22 de Fevereiro de 2012