RO122768B1 - Procedeu de deschidere şi pasteurizare continuă, atermică, a unor cantităţi industriale de material organic, prin electroporaţie, şi reactor pentru realizarea procedeului - Google Patents
Procedeu de deschidere şi pasteurizare continuă, atermică, a unor cantităţi industriale de material organic, prin electroporaţie, şi reactor pentru realizarea procedeului Download PDFInfo
- Publication number
- RO122768B1 RO122768B1 ROA200400236A RO200400236A RO122768B1 RO 122768 B1 RO122768 B1 RO 122768B1 RO A200400236 A ROA200400236 A RO A200400236A RO 200400236 A RO200400236 A RO 200400236A RO 122768 B1 RO122768 B1 RO 122768B1
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- electrodes
- high voltage
- reactor
- electrode
- groups
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000004520 electroporation Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 30
- 238000009928 pasteurization Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000011368 organic material Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 title claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 35
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 29
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 35
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 claims description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 8
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 6
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 2
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 claims description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 7
- 235000016068 Berberis vulgaris Nutrition 0.000 description 6
- 241000335053 Beta vulgaris Species 0.000 description 6
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 210000000805 cytoplasm Anatomy 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 241000219310 Beta vulgaris subsp. vulgaris Species 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 235000021536 Sugar beet Nutrition 0.000 description 1
- 210000004102 animal cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010338 mechanical breakdown Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000005226 mechanical processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000008823 permeabilization Effects 0.000 description 1
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 description 1
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/4608—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods using electrical discharges
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L13/00—Meat products; Meat meal; Preparation or treatment thereof
- A23L13/70—Tenderised or flavoured meat pieces; Macerating or marinating solutions specially adapted therefor
- A23L13/76—Tenderised or flavoured meat pieces; Macerating or marinating solutions specially adapted therefor by treatment in a gaseous atmosphere, e.g. ageing or ripening; by electrical treatment, irradiation or wave treatment
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L3/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
- A23L3/32—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by treatment with electric currents without heating effect
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
- A23L5/00—Preparation or treatment of foods or foodstuffs, in general; Food or foodstuffs obtained thereby; Materials therefor
- A23L5/30—Physical treatment, e.g. electrical or magnetic means, wave energy or irradiation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- C13B10/00—Production of sugar juices
- C13B10/08—Extraction of sugar from sugar beet with water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/32—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the food or foodstuff industry, e.g. brewery waste waters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S422/00—Chemical apparatus and process disinfecting, deodorizing, preserving, or sterilizing
- Y10S422/905—Miscellaneous liquid sterilization means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S422/00—Chemical apparatus and process disinfecting, deodorizing, preserving, or sterilizing
- Y10S422/907—Corona or glow discharge means
Abstract
Invenţia se referă la un procedeu de descompunere şi pasteurizare continuă, atermică, a unor cantităţi industriale de material organic, prin electroporaţie, şi la un reactor utilizat pentru realizarea procedeului. Procedeul conform invenţiei constă în generarea de câmpuri electrice pulsatorii între un grup de electrozi de înaltă tensiune şi electrozi legaţi la pământ, şi încărcarea surselor de energie electrică dintre două descărcări succesive la un astfel de nivel încât, pe durata descărcării, se generează o intensitate (E) de câmp electric, astfel că, pentru un interval de timp de cel mult 1 nius, de-a lungul axei longitudinale a celulelor materialului de procesat aflat momentan în acea zonă de câmp este depăşită diferenţa de potenţial (delta pfi) de 10 V.
Description
Invenția se referă la un procedeu de descompunere și pasteurizare continuă, atermică, a unor cantități industriale de material organic prin electroporație și la un reactor utilizat pentru realizarea procedeului. Procedeul conform invenției asigură descompunerea celulelor biologice într-un procedeu industrial cu câmpuri electrice pulsatorii.
Câmpurile electrice pulsatorii, având intensități ale câmpului situate în domeniul de 1-100 kV/cm, conduc la deschideri ireversibile ale porilor în membrana celulelor biologice. Acest efect, denumit și electroporație, se utilizează pentru asigurarea unui acces eficient la conținutul celulelor plantei, pentru distrugerea microorganismelor și pasteurizare.
Alte procedee de eliberare a citoplasmei sunt tratamentul termicși presarea. La aproximativ 72’C, membranele celulelare ale plantei se denaturează, iar conținutul celulei este eliberat. Prin presare, presiunea exterioară determină ruperea mecanică a pereților celulari și eliberarea conținutului celulei. Ambele procedee clasice prezintă dezavantaje majore: tratamentul termic consumă o cantitate relativ mare de energie și degradează conținutul celulei. Compresia mecanică presupune aparatură relativ scumpă și gradul de descompunere este, în general, mai redus decât în cazul descompunerii termice. Combinația celor două procedee constă în presarea la rece și disoluția ulterioară a conținutului celulei, cu ajutorul unui solvent.
Procedeul de electroporație este cunoscut încă din anii '60 ai secolului trecut și, de atunci, fenomenul permeabilizării, respectiv al porației membranelor celulare, este cercetat științific.
în documentul DB 12 37 541, este descrisă electroporația produselor agricole curente, cum ar fi descompunerea amidonului la cartofi. în documentul WO 99/6463, este descris un alt procedeu de electroporație. Sunt expuse avantajele prelucrării sfeclei de zahăr prin acest procedeu, înainte de a fi prelucrată termic sau mecanic. în acest document, este reflectattratamentul termicdin stadiul tehnicii. Procedeul mecanic este de asemenea descris în documentul DE 197 36 080 A1.
Brevetul american US 6117660 (CytoPulse Sciences, Inc., Columbia, sept. 2000, rev. 1-10), se referă la o metodă și un dispozitiv pentru tratarea unor materiale, în special a celulelor vii, în câmp electric pulsatoriu și cu o substanță de tratare. Metoda dezvăluită în acest document, constă în:
- dispunerea unor electrozi în locații dispuse în jurul materialului supus tratării, conectarea electrozilor la ieșirile unui aparat de selectare a electrozilor;
- conectarea intrărilor aparatului de selectare a electrozilor, la ieșirile unui dispozitiv de impulsuri electrice;
- contactarea materialului cu substanța de tratare;
- aplicarea de impulsuri electrice asupra materialului, aceste impulsuri fiind o secvență de cel puțin trei impulsuri electrice nesinusoidale, având intensitatea câmpului egală sau mai mare de 100 V/cm și una, două sau trei dintre următoarele caracteristici: (1) cel puțin două din cele cel puțin trei impulsuri diferă între ele prin amplitudinea acestora; (2) cel puțin două din cele cel puțin trei impulsuri diferă între ele prin durată; și (3) intervalul de impuls pentru un prim set de două impulsuri din cele cel puțin trei este diferit de un al doilea interval de impuls, pentru un al doilea set de impulsuri din cele cel puțin trei; și
- dirijarea impulsuriloraplicate prin aparatul de selectare a electrozilor, într-o secvență predeterminată pentru selectarea electrozilor, astfel încât materialul să fie tratat cu substanța de tratare adăugată și cu câmpuri electrice a căror direcție variază secvențial.
în domeniul electroporației nu este cunoscut încă niciun procedeu și de asemenea nicio instalație, respectiv reactor, care să poată face prelucrare la scară industrială.
RO 122768 Β1
Prin aceasta, se formulează problema tehnică care stă la baza invenției, anume 1 aceea de a pune la dispoziție un procedeu de electroporație a substanțelor biologice celulare și un reactor aflat într-o linie de producție în flux, pentru realizarea procedeului. 3
Procedeul conform invenției de față înlătură dezavantajele procedeelor menționate, prin aceea că acesta cuprinde: 5
- generarea de câmpuri electrice pulsatorii între un grup de electrozi de înaltă tensiune și electrozii legați la pământ, prin descărcarea unei surse de energie electrică care 1 este legată în momentul respectiv la respectivul grup de electrozi de înaltă tensiune printr-un comutator aferent acestuia, fără suprapunere în timp cu celelalte grupuri de electrozi de 9 același tip, ceea ce face ca axele de câmp existente între un grup de electrozi de înaltă tensiune și electrozii legați la pământ să nu fie perpendiculare pe axa longitudinală a reactorului, 11 Ș'
- încărcarea surselor de energie electrică dintre două descărcări succesive la un 13 astfel de nivel încât, în zona dintre un grup de electrozi de înaltă tensiune și electrozii legați la pământ învecinați, pe durata descărcării, se generează o intensitate E de câmp electric, 15 astfel că pentru un interval de timp de cel mult 1 ps, de-a lungul axei longitudinale a celulelor materialului de procesat aflat momentan în acea zonă de câmp, este depășită diferența de 17 potențial Δφ de 10 V, necesară pentru fisurarea și deschiderea ireversibilă a peretelui celulei.
în cazul procedeului conform invenției, creșterea tensiunii până la un maxim de cel 19 mult 1 MV durează mai puțin de 100 ps.
Materialul de prelucrat constă din celule biologice sub formă de plante, rădăcini, bulbi, 21 fructe și material de origine animală.
Reactorul tubular pentru descompunerea și pasteurizarea atermică continuă, a unor 23 cantități industriale de material organic de prelucrat prin electroporație, conform invenției, este prevăzut cu o cale de transport a materialului de procesat, incluzând o zonă de formă 25 tubulară, constând dintr-un material dielectric, electrozi legați la pământ dispuși în peretele acestuia într-o primă zonă longitudinală și având partea frontală expusă către spațiul interior 27 liber al reactorului, electrozi de înaltă tensiune dispuși într-o a doua zonă longitudinală a peretelui reactorului, care pot fi încărcați cu un voltaj înalt și care au partea frontală expusă 29 în spațiul interior liber al reactorului, numiții electrozi de înaltă tensiune fiind combinați în grupuri de electrozi, dispuse unul sub altul și formate din cel puțin un electrod, numitele 31 grupuri fiind astfel dispuse, încât distanța dintre acestea are aceeași dimensiune cu lățimea zonei longitudinale a grupurilor, numiții electrozi de înaltă tensiune fiind separați de zona Ion- 33 gitudinală incluzând electrozii legați la pământ, printr-o zonă lipsită de electrozi și având în momentul respectiv o lățime astfel selectată încât, în timpul prelucrării, între două grupuri de 35 electrozi de tipuri diferite nu poate avea loc o străpungere electrică, însă se poate realiza și menține o intensitate de câmp mai mare de 10 kV/cm, necesară pentru electroporație, iar 37 numita zonă longitudinală cu electrozi legați la pământ fiind poziționată față de electrozii de înaltă tensiune, astfel încât fiecare conexiune de linie de intensitate între un electrod legat 39 la pământ și un grup de de electrozi se întinde peste calea de transport a reactorului, dar niciodată nu se produce perpendicular pe axa căii de transport. 41
Electrozii puși sub tensiune înaltă sunt împărțiți în grupuri formate din cel puțin un electrod și fiecare grup este legat, printr-un cablu de înaltă tensiune și un comutator, cu pro- 43 pria sa sursă de înaltă tensiune sau cu un generator.
Suprafața fiecărui grup de electrozi de înaltă tensiune este egală cu suma 45 suprafețelor expuse ale electrozilor legați la pământ, învecinați.
Raportul dintre suprafața F a unui electrod de înaltă tensiune și distanța d dintre 47 acesta și electrozii legați la pământ imediat învecinați nu depășește valoarea de 0,5 cm.
RO 122768 Β1
Electrozii sunt astfel distribuiți pe respectiva zonă longitudinală, încât nu există nicio pereche de electrozi formată dintr-un electrod legat la pământ și un electrod de înaltă tensiune, a cărui conexiune în linie dreaptă să fie perpendiculară pe direcția de curgere a materialului de prelucrat, respectiv perpendiculară pe calea prin reactor.
Grupurile de electrozi de înaltă tensiune, care pot fi energizate prin aplicarea unei tensiuni înalte, sunt astfel distribuite încât, într-o proiecție perpendiculară pe calea de transport a materialului prin reactor, pe zona longitudinală cu electrozi legați la pământ, niciunul din grupurile de electrozi de înaltă tensiune nu se suprapune cu un electrod legat la pământ.
în cazul prezentei invenții, în locul rotirii fructelor sau a produșilor prin intermediul curgerii turbulente sau a turbulenței induse în fluxul materialului de procesat, în reactor sunt create câmpuri electrice având direcții diferite de-a lungul acestuia. Există, de exemplu, stadiul anterior al tehnicii, în care fructele sunt transportate, printr-un tub dielectric, prevăzut cu perechi de electrozi care sunt dispuși sub un anumit unghi și poziționați unul deasupra celuilalt în secțiuni transversale adiacente. în ceea ce privește sfeclele trecute prin aceste tuburi, unghiurile variază într-un anumit plan, iar celulele care sunt orientate în acest plan sunt electroporate. Astfel însă, celulele orientate perpendicular pe acest plan, după axa Z, nu sunt distruse.
Invenția rezolvă problema modificării celulelor biologice prin electroporație pulsatorie, astfel încât să poată fi prelucrate la scară industrială. Aceasta înseamnă că sunt prelucrate volume mari într-un reactor destinat acestui scop și exploatat conform procedeului, cu consum minim de energie.
Prin metoda pentru descompunerea și pasteurizarea continuă a unor cantități mari de celule biologice din plante, rădăcini, bulbi, fructe și celule animaliere, care sunt materialul organic de procesat, materialul este deplasat într-un mediu decurgere prin reactor, iar pentru electroporație, acesta este supus în reactor, câmpurilor electrice pulsatorii.
Fazele individuale sunt următoarele:
între grupuri de electrozi legați la pământ și conținând fiecare cel puțin un electrod montat în peretele dielectric al reactorului și care poate fi energizat prin aplicare de tensiune ridicată într-un areal de traversare a reactorului, sunt generate câmpuri electrice pulsatorii E, având multiple direcții și intensități, astfel încât fiecare celulă, la trecerea prin reactor, este supusă cu mare probabilitate, cel puțin o dată, unei intensități a câmpului electric E, de-a lungul axei lungi a acesteia, fiind atinsă cel puțin o dată, următoarea diferență de prag de potențial pentru electroporație:
zE = 10 V.
Prin aceasta, celulele biologice ale materialului de procesat, care au formă alungită, de exemplu ovală, la un ordin de mărime tipic de 10... 100 pm, sunt supuse în mod repetat unei diferențe de potențial de cel puțin 10 V.
Electrozii care pot fi energizați prin punere la înaltă tensiune sunt combinați în grupuri formate din cel puțin un electrod, iar electrozii dintr-un astfel de grup sunt puși simultan sub înaltă tensiune, respectiv sub o pulsație de înaltă tensiune, cu mențiunea că într-un moment dat, un singur grup se află sub tensiune înaltă.
Grupurile de electrozi sunt puse sub înaltă tensiune unul după altul, ca la o armă de foc, cu o distribuție în timp egală cu lungimea unei pulsații multiple, astfel încât câmpul este generatîntotdeauna de către un singur grup de electrozi. Sensul de circulație al ariei de înaltă tensiune poate fi în sensul de curgere al materialului care se prelucrează sau opus acestuia, dar grupurile de electrozi, în mod statistic, sunt energizate astfel încât, în funcție de aranjarea electrozilor, în respectivul reactor, de la intrare până la ieșire, direcția potențialului câmpului
RO 122768 Β1 electric E se schimbă în mod constant în ritmul energizării de înaltă tensiune a grupurilor. 1 Esențial este faptul că, întotdeauna, este pus sub înaltă tensiune numai un singur grup de electrozi. în acest fel, sunt evitate întrepătrunderile reciproce de câmpuri și prin urmare, și 3 zonele de circulație a liniilor de forță dispuse perpendicular pe axa de curgere, așa cum s-ar întâmpla la energizarea simultană a două sau a mai multor grupuri de electrozi. în funcție de 5 durata intervenției electrice, descărcarea electrică are loc de preferință în sensul de rulare al fluxului materialului de prelucrat, apoi, materialul care se prelucrează este supus acțiunii 7 electrice pentru o perioadă de timp mai lungă decât cea în care deplasarea se face în aceeași direcție. 9
Determinări de parametri pe cale experimentală, precum și surse din literatura de specialitate americană (K. H. Schoenbach et al. „Bacterial Decontamination of Liquids with 11 Pulsed Electric Fields, IEEE Transactions on Dielectrics, voi. 7, nr. 6, pag. 637-645, oct. 2000) se situează aproape în aprecierea că durata adecvată a fiecărei pulsații de înaltă tensiune 13 trebuie menținută în intervalul 1 ...3 ps, la o diferență de 10 V a potențialului de prag. Această durată este favorabilă din punct de vedere energetic pentru descompunerea materialului ce 15 se prelucrează (revendicarea 2). în această situație, este favorabil dacă respectiva creștere de tensiune se realizează cât mai repede posibil, însă cel mult în 100 ps. 17
Electrozii legați la pământ nu se corelează cu un electrod sau grup de electrozi de înaltă tensiune. Mai degrabă, un electrod sau un grup de electrozi de înaltă tensiune se află 19 în corespondență cu electrozii legați la pământ, spațial situați cel mai aproape, prin formarea la energizarea la înaltă tensiune, a unui câmp puternic cu electrodul sau grupul de electrozi 21 legat la pământ, cel mai apropiat, iar în mod corespunzător, prin formarea unui câmp slab, cu electrodul legat la pământ, situat la distanța cea mai mare. Aceasta produce un efect de 23 schimbare bruscă a direcției, respectiv o fluctuație spațială a câmpurilor electrice. Creșterea intensității câmpului apare în general la electrozii legați la pământ și la grupul de electrozi aflat 25 momentan sub o tensiune de potențial înaltă, în comparație cu tensiunea din zona mediană alimentată pentru electroporație și la electrozii legați la pământ și situați la distanță mai mare 27 (pentru aceasta se vor vedea și explicațiile existente sub fig. 5, privind variația intensității câmpului). 29
Pe lângă efectul creșterii intensității câmpului la electrozii legați la pământ situați la distanță mai mare, intensitatea câmpului electric crește de asemenea în imediata apropiere 31 a acestora, cu un factor având valoarea 10. Prin aceasta se creează certitudinea că în zona electrozilor legați la pământ cei mai îndepărtați, materialul celulei va fi supus electroporației. 33 în zona electrozilor învecinați, se creează diferențe de potențial de prag, de 100 V și chiar mai mari. S-a descoperit că din cauza „suprapotențialelor, durata pulsației trebuie 35 să fie mai mică de 1 ps. O comparație privind calitatea descompunerii la o diferență de potențial de prag de 10 și 100 V, la aceeași energie specifică, evidențiază un avantaj pentru cea 37 din urmă (revendicarea 2). Acumulatorul de energie electrică al grupului de electrozi corespunzător în acel moment trebuie să se descarce rapid prin comutatorul aferent. De aceea, 39 circuitul de descărcare corespunzător este astfel dimensionat, încât tensiunea crește până la valoarea maximă de cel mult 1 MV, în cel mult 100 ps (revendicarea 3). 41
Reactorul pentru descompunere și pasteurizare și de asemenea pentru executarea optimă a procedeului de electroporație este construit în modul următor (revendicarea 4 de 43 altă categorie):
Reactorul are formă tubulară și secțiune poligonală, cel puțin dreptunghiulară sau 45 rotundă. Materialul peretelui este dielectric și inert din punct de vedere chimic față de lichidul de prelucrare și față de materialul de prelucrat. într-o primă zonă longitudinală a peretelui reac- 47 torului, sunt montați electrozi legați la pământ de-a lungul reactorului, orientați cu partea lor frontală m/capul către spațiul interior al reactorului. 49
RO 122768 Β1 într-o a doua zonă longitudinală a peretelui reactorului, sunt montați electrozi care pot fi energizați, aceștia fiind de asemenea orientați cu partea lor frontală m/capul către spațiul interior al reactorului. în general, ei sunt divizați în grupuri formate din cel puțin un astfel de electrod de înaltă tensiune. Electrozii unui grup sunt conectați la aceeași sursă de înaltă tensiune. Fiecare grup de electrozi de înaltă tensiune are sursa lui proprie de tensiune.
Toate grupurile de electrozi de înaltă tensiune sunt astfel dispuse, încât distanța dintre grupurile adiacente corespunde cu lățimea interioară d a reactorului.
Zona longitudinală a grupului de electrozi de înaltă tensiune este separată de zona longitudinală a grupului de electrozi legați la pământ, pe ambele părți, printr-o zonă lipsită de electrozi. Această zonă are de-a lungul reactorului o asemenea lățime, încât în timpul prelucrării, între electrodul legat la pământ și grupul de electrozi aflați pentru moment sub tensiune, se stabilește o intensitate de câmp de >10 kV/cm, ceea ce înseamnă că nu poate avea loc o străpungere electrică.
Zona longitudinală a grupului de electrozi legați la pământ este astfel poziționată față de zona longitudinală a grupului de electrozi de înaltă tensiune, încât fiecare linie de forță dintre un electrod legat la pământ și un electrod de înaltă tensiune dintr-un grup oarecare înaintează în zona liberă din interiorul reactorului. Din punct de vedere constructiv, între lățimea spațiului liber interior și diametrul d al reactorului, raportul trebuie astfel menținut încât, distanța dintre cel mai sus poziționați electrozi ai unui grup și următorul electrodul legat la pământ să fie astfel încât în materialul de procesat să nu apară câmpuri de dispersie având mai puțin de 10 kV/cm în produsul de prelucrat.
în revendicările dependente 6 până la 9, sunt descrise măsuri avantajoase care, în funcție de mărimea reactorului, ușurează fazele procedeului:
Pentru un reactorde dimensiuni mari, este avantajos ca în vederea limitării intensității câmpului, în locul energizării unui singur electrod sub înaltă tensiune, în același moment, să fie energizate grupuri de electrozi puse simultan sub înaltă tensiune. Electrozii de înaltă tensiune pot fi împărțiți în grupuri formate din cel puțin patru electrozi și fiecare grup este legat printr-un cablu de înaltă tensiune și al unui comutator sau al unui eclator, la propria sa sursă de înaltă tensiune sau generator Marx (revendicarea 6).
Pentru a produce un câmp în interiorul reactorului, electrozii care sunt expuși cu partea lor frontală pe peretele reactorului și se află în contact direct cu lichidul de transport/prelucrare prezintă următoarea împărțire a suprafețelor:
Suma suprafețelor electrozilor de înaltă tensiune, expuse în reactor, este aproximativ egală cu suma suprafețelor electrozilor legați la pământ adiacenți și nu este substanțial mai mică dacă se ia în considerare și următorul electrod legat la pământ (revendicarea 7).Pentru aceasta, trebuie ca suprafața electrozilor să fie dimensionată astfel încât raportul dintre suprafața F a electrozilor și distanța d dintre electrodul de înaltă tensiune și electrozii legați la pământ corespunzători să nu depășească valoarea
F:d = % cm arătată în revendicări (revendicarea 8).
Densitatea curentului electrolitic trebuie să fie aproximativ constantă. Un raport de aspect mai mare conduce la distribuții mai omogene ale densității câmpului, însă sporește în mod disproporționat pierderile electrolitice.
Electrozii sunt astfel distribuiți de-a lungul reactorului, încât nu există nicio pereche de electrozi formată din electrozi legați la pământ sau electrozi de înaltă tensiune, a cărei linie de intensitate de legătură să fie așezată perpendicular pe direcția de curgere a materialului
RO 122768 Β1 de prelucrat, respectiv, perpendicular pe axa de transport în respectivul reactor (revendicările 3 1 și 9). în acest fel, la o proiectare perpendiculară pe axa de curgere, niciun grup de electrozi nu se suprapune cu un electrod legat la pământ. în această proiectare, electrozii legați la 3 pământ sunt dispuși întotdeauna în jurul unui grup de electrozi, dar astfel încât printre electrozii apropiați există întotdeauna acces la electrozii cei mai îndepărtați, pentru formarea 5 unui câmp electric.
în ceea ce privește timpul de trecere prin reactor, s-a constatat că, dacă electrozii sunt 7 astfel distribuiți pe lungimea respectivă încât, în proiectarea zonei longitudinale respective, electrozii de înaltă tensiune sunt distribuiți perpendicular pe direcția de curgere către zona 9 longitudinală a electrozilor legați la pământ, electrozii deînaltă tensiune fiind așezați peo linie curbă închisă sau pe un sector de linie în jurul unui electrod legat la pământ, acest timp de 11 trecere se micșorează vizibil.
în contrast cu procedeele termice și mecanice, menționate mai înainte, câmpurile 13 electrice pulsatorii, având intensități de câmp la valori de 1 -100 kV/cm, distrug ireversibil membranele celulei. Electroporația este potrivită pentru extragerea mai eficientă a conținutului de 15 citoplasmă a celulelor biologice și pentru distrugerea microorganismelor. în acest proces, apar pori în membrana celulară; aceștia cresc și se închid din nou sub influența fluctuațiilor termice 17 și a câmpurilor electrice locale. Drept model, se admite că membrane celulare hidrofile, nepermeabile pentru apă și având pori adecvați pentru schimbul de substanțe, iau naștere într-un 19 proces cu două faze. Porii apar pentru început ca pori hidrofobi impermeabili la apă, a căror viteză de formare depinde de temperatura și potențialul membranei. Când raza lor a atins 21 o valoare critică, ei se transformă în pori hidrofili. Aceștia din urmă pot crește sub influența unui câmp electric. Când raza lor depășește o a doua valoare critică în timpul pulsațiilor, 23 deschiderea devine ireversibilă. Scala de timp, în cadrul căreia porii se deschid, se situează conform experienței, în domeniul unei microsecunde. Numai dincolo de acest interval de timp 25 trebuie să se aplice câmpul electric exterior. Dacă se aplică în exclusivitate câmp electric de mare intensitate, începând de la 10 kV/cm, acest interval de timp se poate micșora. 27
Fiecare creștere a duratei pulsației, dincolo de momentul în care membrana celulară se distruge, sporește pierderile electrolitice inevitabile în suspensia respectivă. Drept urmare, 29 pentru realizarea unor intensități de câmp foarte înalte pe distanțe mari, cu durată de ordinul microsecundelor, sunt necesare pulsații de tensiune având o amplitudine de multe sute de kV, 31 iar pentru realizarea unei rate de tratare ridicate, este necesară o repetabilitate a frecvenței pulsației, cât mai înaltă.33
Pentru o astfel de instalație/dispozitiv, trebuie ca durabilitatea generatoarelor de impulsuri să corespundă standardelor industriale. Astfel de proprietăți pot fi obținute cu generatoare35
Marx. Transformatoarele de pulsații pentru astfel de fenomene cu durată scurtă nu pot fi construite cu cheltuieli ce pot fi susținute și deci sunt neeconomice în calitate de componente37 constructive.
în generatorul Marx, pentru început, condensatoare de înaltă tensiune sunt mai întâi 39 încărcate în paralel pe o tensiune de încărcare cu valoarea, de exemplu, de 50 kV și apoi sunt conectate în serie, pentru a însuma tensiunile individuale. De exemplu, cu zece 41 condensatoare, se obține o amplitudine de 500 V, prin declanșarea descărcării. Ceilalți parametri se determină cu ajutorul constantelor de timp ζ ale circuitului electric conectat în 43 serie, folosind relația ζ = RC < 1 ps 45 în care R reprezintă, în esență, rezistența suspensiei formate din apă și celule biologice, iar 47 C reprezintă capacitățile condensatoarelor legate în serie ale unui generator Marx. La această utilizare, elementele inductive R - L sunt comparabil de mici și astfel neglijabile. 49
RO 122768 Β1
Pentru operarea industrială a reactorului, este necesară folosirea generatoarelor Marx ca sursă de tensiune pentru electroporație. Sfeclele, de exemplu, sunt efectiv electroporaționate, cu un câmp exterior cu o intensitate de 10 kV/cm, dacă generatorul Marx legat în serie furnizează o pulsație de 500 kV, iar reactorul are o lățime liberă de 50 cm. Deși o intensitate a câmpului de 10 kV/cm este foarte înaltă, experimentările arată că numai o parte a celulelor de sfeclă sunt deschise. Pentru cealaltă parte, respectiva intensitate de câmp, aplicată din exterior, nu este încă suficient de înaltă. Cauza este legată de faptul că, în majoritatea cazurilor, celulele biologice sunt alungite. Pentru definirea unui model, sunt folosite o axă scurtă r și o axă lungă z, plecând de la forma celulei. Dacă, de exemplu, celula este așezată cu axa sa longitudinală z paralel cu direcția câmpului local, de-a lungul axei z se produce o diferență de potențial U = zE, care asigură electroporația. Situația este diferită de-a lungul axei scurte a celulei, unde apare un potențial mai mic, U = 2r E, admițând că rare aproximativ raza celulei alungite. O celulă ovală având, de exemplu, dimensiunile exterioare z = 100 um și 2r = 10 pm, trebuie poraționată. La o intensitate a câmpului de 1 kV/cm și o durată a pulsației de microsecunde, nu se realizează pragul de electroporație specific substanței celulei, de 10 V, deoarece, conform relației, se obține valoarea de mai jos:
2rE= 10pmx1 kV/cm = 1 V.
O celulă având axa mică orientată paralel cu liniile de câmp, supraviețuiește. Dacă respectivul câmp și axa lungă a celului ar fi orientate în aceeași direcție, atunci s-ar obține deschiderea ireversibilă a membranei.
Pentru o pulsație de domeniul microsecundelor, limita (pragul) de electroporație se situează la o diferență de potențial de circa 10 V. Acest prag, dar și un efect de ecranare datorat fluxului anizotropic de curent conduc la faptul că, pentru o electroporație sigură, trebuie să se lucreze aplicând o intensitate de câmp în exces, la o valoare în domeniul de 100 V al diferenței de potențial limită, și, în plus, având fructul rotit în diferite poziții, cu scopul de a crește probabilitatea de obținere a efectului de electroporație a celulelor.
Invenția va fi explicată mai detaliat în cele ce urmează, pe baza desenelor. Desenele constau din fig. 1 până la 5, care în mod schematic prezintă un exemplu de reactor cu secțiune dreptunghiulară.
Figurile, luate individual, reprezintă:
- fig. 1, reactorul văzut în plan orizontal;
- fig. 2, reactorul în vedere laterală;
- fig. 3, reactorul în vedere frontală;
- fig. 4, construcția reactorului prezentată schematic;
- fig. 5, variația calitativă a intensității câmpului.
Măsurători efectuate pe sfeclă, orientată pe câmpul electric generat în reactor, au arătat că energia specifică raportată la respectiva sfeclă scade de la 8 kj/kg la circa 2 kJ/kg, dacă toate celulele sunt implicate în electroporație. Pe lângă electroporația incompletă aferentă unei dispuneri tubulare, transportul tuturor fructelor prin tub s-a dovedit de asemenea a fi dezavantajoasă, deoarece se ajunge la rotunjiri de muchii și la calări și, prin aceasta, la o retenție a materialului ce se prelucrează, care trebuie să fie eliminată manual. De aceea, în această invenție se preferă un transport al materialului, la care asupra fructelor se exercită o forță continuă de transport, așa cum se întâmplă, de exemplu, la un transportor cu lanț.
Debitul unui transportor cu lanț este determinat de viteza de transport, lățimea, înălțimea și gradul de umplere. în funcție de materialul biologic al celulei, înălțimea transportorului este de circa 50 cm; viteza de transport se reglează astfel încât, pe durata timpului de staționare în reactor, energia specifică aplicată prin pulsația de înaltă tensiune să atingă valoarea de prag dorită. Lățimea reactorului nu se supune la niciun fel de limitări.
RO 122768 Β1 în situația prezentă, reactorul are secțiune dreptunghiulară și este confecționat din 1 material dielectric, suficient de rezistent în toate privințele, pentru respectivul proces. Părțile mobile, cum ar fi benzile cu nervuri transversale etc., sunt de asemenea confecționate din 3 material dielectric. înălțimea reactorului este aici de circa 50 cm, lungimea L este, de exemplu, de 200 cm, iar lățimea de 100 cm. La partea inferioară, sunt montați electrozii legați la pământ, 5 iar la partea superioară se află electrozii conducători de înaltă tensiune, la care, aici, fiecare grup de electrozi, alimentați cu tensiune înaltă dintr-un generator Marx aferent, constă numai 7 dintr-un singur electrod. Distanța față de al doilea electrod legat la pământ este de 50 cm, acesta fiind de asemenea distanța dintre electozii de înaltă tensiune. 9 în fig. 1, este reprezentată schema de amplasare a electrozilor pe reactor. Toate punctele reprezintă electrozi legați la pământ. Electrozii conducători de înaltă tensiune sunt 11 reprezentați sub formă de cruce. Ei sunt dispuși în funcție de electrozii legați la pământ și sunt rotiți astfel încât să fie centrați în vederea în plan orizontal. Cel puțin rândul median al electro- 13 zilor legați la pământ este acoperit de către banda dielectrică a transportorului care trece prin respectivul reactor și care aici nu este reprezentat. De aceea, în aceasta zonă, banda este 15 găurită, astfel încât, prin aceste străpungeri, între acele două tipuri de electrozi (legați la pământ și cei de înaltă tensiune), are loc formarea unui câmp care nu este deranjat de 17 constantele dielectrice relative ale materialului respectivului transportor cu lanț.
în această situație, cu titlu de exemplificare, sunt prevăzute opt generatoare Marx, 19 adică grupurile de electrozi puse sub înaltă tensiune constau, în împrejurările respective, dintrun singur electrod. Săgețile indicate în fig. 1 până la 3, între cele două grupuri de electrozi, 21 semnifică direcția câmpului electric activ, preponderent local. Din reprezentările arătate în plan orizontal (fig. 1), în vederea laterală (fig. 2) și în vederea frontală (fig. 3), trebuie observat 23 că o parte preponderentă din spațiul interior liber al reactorului este străbătut de către linii de legătură puternic divergente ca direcție. Prin aceasta se asigură mai întâi ca materialul 25 de prelucrat care circulă, format din sfecle plus lichid de transport care, în acest caz este apa, este supus, în orice loc din reactor, liniilor de câmp electric care vin din direcții diferite. 27
Pentru dimensionarea suprafeței electrozilor trebuie să se țină seama de faptul că rezistența electrolitică, cauzată de fluxul de curent prin baia de apă și prin masa fructelor, nu 29 trebuie să depășească rezistența totală corespunzătoare relației y=RC<1 ps deoarece, în caz contrar, lungimea pulsației devine mai mică de 1 ps și, așa cum s-a explicat mai sus, nu mai este suficient de lungă pentru electroporație. 35
De exemplu, la o rezistență electrolitică de circa 1,5 mQ/cm și o distanță de 20 cm între electrozi, electrozii sub formă de disc nu trebuie să depășească un diametru de circa 37 30 mm; aceasta determină un raport între suprafața electrozilor și distanță, de circa % cm. La rapoarte de aspect mai mari, se îmbunătățește într-adevăr omogenitatea intensității 39 câmpului, totuși cresc disproporționat pierderile electrolitice.
De asemenea, se va ține seama de faptul că suprafața electrozilor nu trebuie să fie 41 aleasă prea mică. într-un astfel de caz, zona intensităților de câmp mai înalte se deplasează din respectivul spațiu dintre electrozi, în spațiul din imediata apropiere a electrozilor, situație 43 ce trebuie evitată (a se vedea fig. 5).
La dimensionarea suprafeței electrozilor pentru un reactor, așa cum este prezentat 45 în fig. 1 și 2, trebuie să se țină seama de faptul că electrozii conducători de înaltă tensiune au în imediata lor vecinătate mai mulți electrozi legați la pământ. De aceea, trebuie ca 47 electrozii legați la pământ și situați în imediata vecinătate să aibă împreună, aceeași suprafață ca electrozii conducători de înaltă tensiune. 49
RO 122768 Β1
Fig. 5 arată, pe de o parte, variația intensității câmpului electric între un electrod de înaltă tensiune tocmai energizat și oricare dintre electrozii legați la pământ. Rezultă o intensitate a câmpului în excesîn aproprierea electrozilor și o coborâre a intensității câmpului în spațiul dintre ei. Distorsionarea intensității câmpului este în funcție de suprafețele electrozilor. Pentru suprafețe foarte mici ale electrozilor, intensitatea câmpului în spațiu scade aproape la zero. Aceeași situație rezultă și atunci când un electrod mic se află în fața unui electrod sub formă de perete, dacă, de exemplu, carcasa reactorului este construită din metal în loc de material dielectric. O densitate înaltă a liniilor de câmp s-ar stabili numai în mediul direct înconjurător al unui electrod mic.
Fig. 5 arată, calitativ, variația intensității câmpului electric între un electrod de înaltă tensiune și oricare dintre electrozii legați la pământ. Rezultă o intensitate a câmpului în exces în aproprierea electrozilor și o intensitate redusă a câmpului în spațiul dintre aceștia. Distorsionarea intensității câmpului este în funcție de suprafața electrozilor. Pentru suprafețe foarte mici ale electrozilor, intensitatea câmpului în spațiu scade aproape la zero. Aceeași situație rezultă și atunci când un electrod mic se află în fața unui electrod sub formă de perete, dacă, de exemplu, carcasa reactorului este constituită din metal în loc de material dielectric. O densitate înaltă a liniilor de câmp s-ar stabili numai în mediul direct înconjurător al unui electrod mic. Fig. 5 mai arată, suplimentar, distribuția intensității câmpului perpendicular pe direcția de dispunere a electrozilor, aceasta fiind direcția corespunzătoare sensului de înaintare în reactor. Distribuția ilustrează expansiunea intensității câmpului în volumul reactorului și oferă informații asupra condițiilor de câmp, în raport cu o pereche de electrozi situați în apropiere.
Claims (9)
- Revendicări1. Procedeu de descompunere și pasteurizare continuă, atermică, a unor cantități industriale de material organic prin electroporație, materialul de prelucrat fiind transportat prin intermediul unui lichid de transport/prelucrare și expus acțiunii unor câmpuri electrice pulsatorii, generate între niște electrozi legați la pământ și niște grupuri de electrozi de înaltă tensiune, caracterizat prin aceea că acesta cuprinde:- generarea de câmpuri electrice pulsatorii între un grup de electrozi de înaltă tensiune și electrozii legați la pământ, prin descărcarea unei surse de energie electrică care este legată în momentul respectiv la respectivul grup de electrozi de înaltă tensiune printr-un comutator aferent acestuia, fără suprapunere în timp cu celelalte grupuri de electrozi de același tip, ceea ce face ca axele de câmp existente între un grup de electrozi de înaltă tensiune și electrozii legați la pământ să nu fie perpendiculare pe axa longitudinală a reactorului, și- încărcarea surselorde energie electrică dintre două descărcări succesive la un astfel de nivel încât, în zona dintre un grup de electrozi de înaltă tensiune și electrozii legați la pământ învecinați, pe durata descărcării, se generează o intensitate E de câmp electric, astfel că pentru un interval de timp de cel mult 1 ps, de-a lungul axei longitudinale a celulelor materialului de procesat aflat momentan în acea zonă de câmp, este depășită diferența de potențial Δφ de 10 V, necesară pentru fisurarea și deschiderea ireversibilă a peretelui celulei.
- 2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că creșterea tensiunii până la un maxim de cel mult 1 MV durează mai puțin de 100 ps.
- 3. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că materialul de prelucrat constă din celule biologice sub formă de plante, rădăcini, bulbi, fructe și material de origine animală.RO 122768 Β1
- 4. Reactor tubular pentru descompunerea și pasteurizarea atermică, continuă, a unor 1 cantități industriale de material organic de prelucrat prin electroporație, caracterizat prin aceea că este prevăzut cu o cale de transport a materialului de procesat, incluzând o zonă 3 de formă tubulară, constând dintr-un material dielectric, electrozi legați la pământ dispuși în peretele acestuia într-o primă zonă longitudinală și având partea frontală expusă către spațiul 5 interior liberal reactorului, electrozi de înaltă tensiune dispuși într-o a doua zonă longitudinală a peretelui reactorului, care pot fi încărcați cu un voltaj înalt și care au partea frontală expusă 7 în spațiul interior liber al reactorului, numiții electrozi de înaltă tensiune fiind combinați în grupuri de electrozi, dispuse unul sub altul și formate din cel puțin un electrod, numitele grupuri 9 fiind astfel dispuse, încât distanța dintre acestea are aceeași dimensiune cu lățimea zonei longitudinale a grupurilor, numiții electrozi de înaltă tensiune fiind separați de zona longitudi- 11 nală incluzând electrozii legați la pământ, printr-o zonă lipsită de electrozi și având în momentul respectiv o lățime astfel selectată încât, în timpul prelucrării, între două grupuri de 13 electrozi de tipuri diferite, nu poate avea loc o străpungere electrică, însă se poate realiza și menține o intensitate de câmp mai mare de 10 kV/cm, necesară pentru electroporație, iar 15 numita zonă longitudinală cu electrozi legați la pământ fiind poziționată față de electrozii de înaltă tensiune, astfel încât fiecare conexiune de linie de intensitate între un electrod legat 17 la pământ și un grup de de electrozi se întinde peste calea de transport a reactorului, dar niciodată nu se produce perpendicular pe axa căii de transport.19
- 5. Reactor conform revendicării 4, caracterizat prin aceea că electrozii puși sub tensiune înaltă sunt împărțiți în grupuri formate din cel puțin un electrod și fiecare grup este 21 legat, printr-un cablu de înaltă tensiune și un comutator, cu propria sa sursă deînaltă tensiune sau cu un generator.23
- 6. Reactor conform revendicării 5, caracterizat prin aceea că suprafața fiecărui grup de electrozi de înaltă tensiune este egală cu suma suprafețelor expuse ale electrozilor legați 25 la pământ, învecinați.
- 7. Reactor conform revendicării 6, caracterizat prin aceea că raportul dintre suprafața27F a unui electrod de înaltă tensiune și distanța d dintre acesta și electrozii legați la pământ imediat învecinați nu depășește valoarea de 0,5 cm.29
- 8. Reactor conform revendicării 7, caracterizat prin aceea că electrozii sunt astfel distribuiți pe respectiva zonă longitudinală, încât nu există nicio pereche de electrozi formată 31 dintr-un electrod legat la pământ și un electrod de înaltă tensiune, a cărui conexiune în linie dreaptă să fie perpendiculară pe direcția de curgere a materialului de prelucrat, respectiv per- 33 pendiculară pe calea prin reactor.
- 9. Reactor conform revendicării 8, caracterizat prin aceea că grupurile de electrozi 35 de înaltă tensiune, care pot fi energizate prin aplicarea unei tensiuni înalte, sunt astfel distribuite încât, într-o proiecție perpendiculară pe calea de transport a materialului prin reactor, 37 pe zona longitudinală cu electrozi legați la pământ, niciunul din grupurile de electrozi deînaltă tensiune nu se suprapune cu un electrod legat la pământ. 39
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10144486A DE10144486C1 (de) | 2001-09-10 | 2001-09-10 | Verfahren zum kontinuierlichen nichtthermischen Aufschluß und Pasteurisieren industrieller Mengen organischen Prozessguts durch Elektroporation und Reaktor zum Durchführen des Verfahrens |
| PCT/EP2002/009328 WO2003022444A1 (de) | 2001-09-10 | 2002-08-21 | Verfahren und reaktor zum nichtthermischen aufschluss und pasteurisieren von organischem prozessgut durch elektroporation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO122768B1 true RO122768B1 (ro) | 2010-01-29 |
Family
ID=7698473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA200400236A RO122768B1 (ro) | 2001-09-10 | 2002-08-21 | Procedeu de deschidere şi pasteurizare continuă, atermică, a unor cantităţi industriale de material organic, prin electroporaţie, şi reactor pentru realizarea procedeului |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7691324B2 (ro) |
| EP (1) | EP1425104B1 (ro) |
| AT (1) | ATE504357T1 (ro) |
| CA (1) | CA2459475C (ro) |
| DE (2) | DE10144486C1 (ro) |
| DK (1) | DK1425104T3 (ro) |
| ES (1) | ES2363279T3 (ro) |
| HU (1) | HUP0401723A2 (ro) |
| MD (1) | MD3613C2 (ro) |
| PL (1) | PL210067B1 (ro) |
| RO (1) | RO122768B1 (ro) |
| WO (1) | WO2003022444A1 (ro) |
Families Citing this family (44)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004025046A1 (de) * | 2004-05-18 | 2005-12-15 | Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Einrichtung zum Elektroporieren von biologisch pflanzlichem Prozeßgut |
| DE102004045569A1 (de) * | 2004-09-17 | 2006-03-23 | Weda-Dammann & Westerkamp Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Mischung und/oder Verteilung von Flüssigfutter |
| HUE027935T2 (en) | 2005-05-12 | 2016-11-28 | Estrella Maarud Holding As | Potato treatment |
| DE102005029148B4 (de) | 2005-06-23 | 2013-10-31 | Eisenmann Ag | Vorrichtung zur Luftaufbereitung sowie Oberflächenbehandlungsanlage mit derselben |
| US7935602B2 (en) * | 2005-06-28 | 2011-05-03 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor processing methods |
| DE102005062933A1 (de) * | 2005-08-24 | 2007-03-22 | Triton Gmbh | Verfahren zur Behandlung von eine Zellstruktur aufweisenden Rohstoffen in der fleisch-, fleischnebenprodukte-, fisch- und seafoodverarbeitenden Nahrungsmittelindustrie |
| US8025787B2 (en) | 2006-02-10 | 2011-09-27 | Tennant Company | Method and apparatus for generating, applying and neutralizing an electrochemically activated liquid |
| US8156608B2 (en) * | 2006-02-10 | 2012-04-17 | Tennant Company | Cleaning apparatus having a functional generator for producing electrochemically activated cleaning liquid |
| US8016996B2 (en) * | 2006-02-10 | 2011-09-13 | Tennant Company | Method of producing a sparged cleaning liquid onboard a mobile surface cleaner |
| US8025786B2 (en) * | 2006-02-10 | 2011-09-27 | Tennant Company | Method of generating sparged, electrochemically activated liquid |
| US8007654B2 (en) * | 2006-02-10 | 2011-08-30 | Tennant Company | Electrochemically activated anolyte and catholyte liquid |
| US8012340B2 (en) | 2006-02-10 | 2011-09-06 | Tennant Company | Method for generating electrochemically activated cleaning liquid |
| US8046867B2 (en) | 2006-02-10 | 2011-11-01 | Tennant Company | Mobile surface cleaner having a sparging device |
| US7891046B2 (en) * | 2006-02-10 | 2011-02-22 | Tennant Company | Apparatus for generating sparged, electrochemically activated liquid |
| DE102006009157B4 (de) * | 2006-02-24 | 2015-08-20 | Eisenmann Ag | Verfahren zum Aufschließen von biologischem Material sowie Vorrichtung zu seiner Durchführung |
| DE102006041447A1 (de) * | 2006-09-04 | 2008-03-20 | Lorenz Bahlsen Snack-World Holding Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Herstellen von Kartoffelchips |
| EP2142005B1 (en) * | 2007-03-29 | 2010-08-18 | Novozymes A/S | Process for treating vegetable material with an enzyme |
| SI1980158T1 (sl) * | 2007-04-05 | 2010-09-30 | Intersnack Knabber Geback Gmbh | Postopek za odstranjevanje celičnih sestavin kitvorijo akrilamid in ali melanoidin iz škrobnatega rastlinskega materiala in rastlinski materialz zmanjšano vsebnostjo akrilamida in ali melanoidinov |
| CN101743315A (zh) * | 2007-06-18 | 2010-06-16 | 坦南特公司 | 用于制备醇的系统和方法 |
| DE102007039115A1 (de) * | 2007-07-24 | 2009-01-29 | Breuer, Birgit | Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung organischer und/oder anorganischer Medien |
| WO2009029613A1 (en) * | 2007-08-31 | 2009-03-05 | The Board Of Regents, The University Of Texas System | Apparatus for performing magnetic electroporation |
| US20090087900A1 (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Kent Davey | Apparatus for Performing Electrodistention on Algae Cells |
| EP2207631A2 (en) | 2007-10-04 | 2010-07-21 | Tennant Company | Method and apparatus for neutralizing electrochemically activated liquids |
| US20090120460A1 (en) * | 2007-11-09 | 2009-05-14 | Tennant Company | Soft floor pre-spray unit utilizing electrochemically-activated water and method of cleaning soft floors |
| DE102008020429B4 (de) | 2008-04-24 | 2012-02-02 | Südzucker AG Mannheim/Ochsenfurt | Verfahren zur Elektroporation von Rübenschnitzeln und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
| WO2009149327A2 (en) | 2008-06-05 | 2009-12-10 | Global Opportunities Investment Group, Llc | Fuel combustion method and system |
| US20090301521A1 (en) * | 2008-06-10 | 2009-12-10 | Tennant Company | Steam cleaner using electrolyzed liquid and method therefor |
| US20090311137A1 (en) * | 2008-06-11 | 2009-12-17 | Tennant Company | Atomizer using electrolyzed liquid and method therefor |
| MX2010014390A (es) * | 2008-06-19 | 2011-03-29 | Tennant Co | Celda de electrolisis tubular que comprende electrodos concéntricos y meétodo correspondiente. |
| CA2728742A1 (en) * | 2008-06-19 | 2009-12-23 | Tennant Company | Hand-held spray bottle electrolysis cell and dc-dc converter |
| BRPI0922167A2 (pt) * | 2008-12-17 | 2019-09-24 | Tennant Co | aparelho para aplicar carga elétrica através de um líquido, método para aplicar carga elétrica através de um líquido, e, meio antimicrobiano |
| US8371315B2 (en) | 2008-12-17 | 2013-02-12 | Tennant Company | Washing systems incorporating charged activated liquids |
| US20110048959A1 (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-03 | Tennant Company | Electrochemically-Activated Liquids Containing Fragrant Compounds |
| WO2011032149A2 (en) * | 2009-09-14 | 2011-03-17 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Bipolar solid state marx generator |
| EP2338356A1 (en) * | 2009-12-23 | 2011-06-29 | Südzucker Aktiengesellschaft Mannheim/Ochsenfurt | Reactor system for electroporation |
| DE102010052723B4 (de) | 2010-11-25 | 2013-11-07 | Technische Universität Ilmenau | Verfahren und Vorrichtung zum Vorbereiten oder Bearbeiten von Prozessgut, insbesondere biologischen Prozesgut |
| DE202017100453U1 (de) * | 2017-01-27 | 2018-02-01 | Deutsches Institut Für Lebensmitteltechnik E.V. | Vorrichtung zur kontinuierlichen Behandlung mit gepulstem elektrischem Feld |
| US11166480B2 (en) | 2017-10-19 | 2021-11-09 | Harold Dail Kimrey, JR. | Conveyance of packaged articles heated with radio frequency energy |
| US20190159487A1 (en) * | 2017-11-30 | 2019-05-30 | Thomas E. Terwilliger | Reduction of oxidation from consumer organic products by electric field |
| IT201800010675A1 (it) * | 2018-11-29 | 2020-05-29 | Multim S R L | Metodi e dispositivi per utilizzare la propagazione delle cariche elettriche tramite urti tra le molecole d’acqua in una cella elettrolitica contenente acqua e composti ionici |
| DE102019205793A1 (de) * | 2019-04-23 | 2020-10-29 | Elea Vertriebs- Und Vermarktungsgesellschaft Mbh | Verfahren zum Konditionieren von Pflanzensamen für die Zerkleinerung, insbesondere zur Beeinflussung der Elastizität der Pflanzensamen, und Anlage zur Zerkleinerung von Pflanzensamen |
| US11001781B1 (en) * | 2019-10-30 | 2021-05-11 | Tropicana Products, Inc. | Process and system for enhancing recovery of essential oil |
| CN112111381B (zh) * | 2020-09-23 | 2021-05-14 | 广州海研生物科技有限公司 | 一种生物载体装置 |
| DE102021107046A1 (de) | 2021-03-22 | 2022-09-22 | Elea Service Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Elektroporation eines biologischen Prozessgutes |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL253723A (ro) * | 1960-02-08 | |||
| DE1667029A1 (de) * | 1967-09-26 | 1972-02-17 | Richard Eifert Wirtschaftsprue | Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von dispersen Systemen |
| US4305000A (en) * | 1978-11-03 | 1981-12-08 | Tetra Pak Developpement Ltd. | Process of and apparatus for cold-cathode electron-beam generation for sterilization of surfaces and similar applications |
| US5098843A (en) * | 1987-06-04 | 1992-03-24 | Calvin Noel M | Apparatus for the high efficiency transformation of living cells |
| DE19534232C2 (de) * | 1995-09-15 | 1998-01-29 | Karlsruhe Forschzent | Verfahren zur Zerkleinerung und Zertrümmerung von aus nichtmetallischen oder teilweise metallischen Bestandteilen konglomerierten Festkörpern und zur Zerkleinerung homogener nichtmetallischer Festkörper |
| US6117660A (en) * | 1997-06-10 | 2000-09-12 | Cytopulse Sciences, Inc. | Method and apparatus for treating materials with electrical fields having varying orientations |
| WO1999006463A2 (en) * | 1997-08-04 | 1999-02-11 | Sartomer Company, Inc. | Radiation curable polyester compositions |
| DE19736080A1 (de) * | 1997-08-20 | 1999-02-25 | Heinz Dipl Ing Heyer | Verfahren und Anlage zur Gewinnung von Saft aus Zuckerrüben |
| US6093432A (en) * | 1998-08-13 | 2000-07-25 | University Of Guelph | Method and apparatus for electrically treating foodstuffs for preservation |
| DE19859459A1 (de) * | 1998-12-22 | 2000-06-29 | Evotec Biosystems Ag | Mikrosysteme zur Zellpermeation und Zellfusion |
| US6403348B1 (en) * | 1999-07-21 | 2002-06-11 | The Regents Of The University Of California | Controlled electroporation and mass transfer across cell membranes |
| ATE311939T1 (de) * | 2001-03-24 | 2005-12-15 | Karlsruhe Forschzent | Verfahren zur selektiven abtrennung von partikeln aus einer suspension |
-
2001
- 2001-09-10 DE DE10144486A patent/DE10144486C1/de not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-08-21 MD MDA20040081A patent/MD3613C2/ro not_active IP Right Cessation
- 2002-08-21 DK DK02772181.0T patent/DK1425104T3/da active
- 2002-08-21 HU HU0401723A patent/HUP0401723A2/hu unknown
- 2002-08-21 RO ROA200400236A patent/RO122768B1/ro unknown
- 2002-08-21 AT AT02772181T patent/ATE504357T1/de active
- 2002-08-21 PL PL367359A patent/PL210067B1/pl unknown
- 2002-08-21 CA CA2459475A patent/CA2459475C/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-08-21 ES ES02772181T patent/ES2363279T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2002-08-21 EP EP02772181A patent/EP1425104B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-08-21 DE DE50214997T patent/DE50214997D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-08-21 WO PCT/EP2002/009328 patent/WO2003022444A1/de not_active Application Discontinuation
-
2004
- 2004-02-20 US US10/783,875 patent/US7691324B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MD3613B2 (ro) | 2008-06-30 |
| MD20040081A (ro) | 2004-08-31 |
| PL210067B1 (pl) | 2011-11-30 |
| PL367359A1 (en) | 2005-02-21 |
| ATE504357T1 (de) | 2011-04-15 |
| DK1425104T3 (da) | 2011-07-18 |
| WO2003022444A1 (de) | 2003-03-20 |
| EP1425104B1 (de) | 2011-04-06 |
| EP1425104A1 (de) | 2004-06-09 |
| DE50214997D1 (de) | 2011-05-19 |
| CA2459475A1 (en) | 2003-03-20 |
| US7691324B2 (en) | 2010-04-06 |
| MD3613C2 (ro) | 2009-02-28 |
| DE10144486C1 (de) | 2003-04-24 |
| US20040166019A1 (en) | 2004-08-26 |
| HUP0401723A2 (hu) | 2005-03-29 |
| CA2459475C (en) | 2011-05-10 |
| ES2363279T3 (es) | 2011-07-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RO122768B1 (ro) | Procedeu de deschidere şi pasteurizare continuă, atermică, a unor cantităţi industriale de material organic, prin electroporaţie, şi reactor pentru realizarea procedeului | |
| US6178880B1 (en) | Integrated modular design of a pulsed electrical field treatment chamber | |
| US5766447A (en) | Method and device for treating an aqueous solution | |
| Matsumoto et al. | Inactivation of microorganisms by pulsed high voltage application | |
| US20080279995A1 (en) | Process for the More Effective and Gentle Release of Quality-Enhancing Constituents From Grapes, the Young Wine Obtained in the Process and the Wine Produced Therefrom, as Well as a Device for Carrying Out the Electroporation | |
| EP0642309A1 (en) | High pulsed voltage systems for extending the shelf life of pumpable food products | |
| RU2011139982A (ru) | Устройство и способ для обработки клеток | |
| EP1091660A1 (en) | Uniform product flow in a high-electric-field treatment cell | |
| CN110200201B (zh) | 一种多级高强脉冲电场连续性杀菌装置及方法 | |
| US20100112151A1 (en) | High-voltage pulsed electrical field for antimicrobial treatment | |
| DE3233282A1 (de) | Keiminaktivierung ueber elektromagnetische hochfrequenzenergie | |
| KR101428525B1 (ko) | 수중 종자 플라즈마 처리 방법 | |
| JP5343195B2 (ja) | 衝撃波処理方法および処理装置 | |
| JP6418649B2 (ja) | 電気穿孔用の反応器装置 | |
| DE102007039115A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung organischer und/oder anorganischer Medien | |
| Wang et al. | Application for marine industries using pulsed power technology | |
| SU1762879A1 (ru) | Способ электроплазмолиза биологического сырь | |
| WO1983002215A1 (en) | Sterilization process and apparatus | |
| RU2410333C1 (ru) | Способ и устройство электроимпульсной обработки жидкостей и жидкотекучих продуктов | |
| CN214546940U (zh) | 阵列立体低温等离子体保鲜装置 | |
| RU2727915C1 (ru) | Способ подготовки растительного материала к сушке и устройство для его осуществления | |
| Schultheiss et al. | Industrial-scale electroporation of plant material using high repetition rate marx generators | |
| Brahim et al. | Effect of treatment with electric field pulse on the extraction of polyphenols | |
| CN113261640A (zh) | 基于冲击波及低温等离子体的食品处理装置 | |
| Arya | Newer Technique in Food Processing: High Intensity Light, Pulse Electric Field and Infrared |