Є ще 2 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Система реактора, що містить:

камеру реактора, яка має довжину і ширину, при цьому камера реактора містить центральну секцію вздовж своєї довжини, і причому довжина камери генератора щонайменше в 1,5 разу більше, ніж ширина камери генератора;

перший імпульсний генератор, до якого приєднані два електроди А1 і А2, де електроди А1 і А2 розташовані в камері реактора в центральній секції таким чином, що при вимірюванні в подовжньому напрямку їх розділяє відстань, яка дорівнює щонайменше половині ширини камери реактора;

другий імпульсний генератор, до якого приєднані два електроди В1 і В2, де електроди В1 і В2 розташовані в камері реактора в центральній секції таким чином, що при вимірюванні в подовжньому напрямку їх розділяє відстань, яка дорівнює щонайменше половині ширини камери реактора.

2. Система реактора за п. 1, що містить щонайменше один додатковий імпульсний генератор, де два електроди приєднані до будь-якого додаткового імпульсного генератора, причому вказані електроди розташовані в камері реактора в центральній секції таким чином, що два електроди додаткового імпульсного генератора при вимірюванні в подовжньому напрямку розділяє відстань, яка дорівнює щонайменше половині ширини камери реактора.

3. Система реактора за п. 1 або 2, в якій щонайменше один електрод першого імпульсного генератора займає таке ж місце, як електрод другого імпульсного генератора і/або додаткового імпульсного генератора, при вимірюванні в подовжньому напрямку.

4. Система реактора за будь-яким з пп. 1-3, в якій для кожного імпульсного генератора приєднані до нього електроди розташовані в камері реактора в центральній секції таким чином, що при вимірюванні в подовжньому напрямку їх розділяє відстань, що дорівнює щонайменше 50 % довжини центральної секції.

5. Система реактора за будь-яким з пп. 1-4, що має вхід і вихід, де центральна секція розташована між входом і виходом таким чином, що потік продукту може протікати від входу до виходу.

6. Система реактора за будь-яким з пп. 1-5, в якій електроди мають таку форму і розташування, що електричне поле щонайменше в центральній секції є практично однорідним, де лінії поля проходять, головним чином, в подовжньому напрямку.

7. Система реактора за будь-яким з пп. 1-6, в якій кожна пара електродів приводить в дію окремий сегмент по довжині центральної секції.

8. Система реактора за будь-яким з пп. 1-7, в якій щонайменше один електрод розділений на два або більше роздільних електродів.

9. Система реактора за будь-яким з пп. 1-8, в якій всі імпульсні генератори являють собою біполярні імпульсні генератори.

10. Система реактора за будь-яким з пп. 1-8, в якій всі імпульсні генератори являють собою уніполярні імпульсні генератори.

11. Система реактора за п. 9 або 10, в якій всі імпульсні генератори являють собою генератори Маркса.

12. Система реактора за п. 9-11, в якій всі імпульсні генератори мають пристрій для вмикання таким чином, що імпульсні генератори вмикаються синхронно з тимчасовою невизначеністю, що становить не більше ніж 30 % тривалості імпульсу.

13. Система реактора за будь-яким з пп. 1-12, в якій форма імпульсів кожної пари електродів є практично однаковою.

14. Спосіб електропорації клітин, який відрізняється тим, що електропорація здійснюється в системі реактора за будь-яким з пп. 1-13.

15. Спосіб за п. 14, в якому клітини включають в себе клітини цукрового буряку.

Текст

Реферат: Cистема реактора містить камеру реактора, яка має довжину і ширину. При цьому камера реактора містить центральну секцію вздовж своєї довжини, причому довжина камери генератора щонайменше в 1,5 разу більше, ніж ширина камери генератора; перший імпульсний генератор, до якого приєднані два електроди А1 і А2, де електроди А1 і А2 розташовані в камері реактора в центральній секції таким чином, що при вимірюванні в подовжньому напрямку їх розділяє відстань, яка дорівнює щонайменше половині ширини камери реактора; другий імпульсний генератор, до якого приєднані два електроди В1 і В2, де електроди В1 і В2 розташовані в камері реактора в центральній секції таким чином, що при вимірюванні в подовжньому напрямку їх розділяє відстань, яка дорівнює щонайменше половині ширини камери реактора. UA 110468 C2 (12) UA 110468 C2 UA 110468 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід стосується системи реактора, придатної для електропорації клітин, таких як рослинні клітини. Така система реактора відома з патентної публікації DE-A-10 2004 025 046; в даній публікації описаний реактор, де електроди одного або більше високовольтних імпульсних генераторів розташовані в камері реактора, утворюючи електричне поле по всій ширині вказаної камери реактора. Відома система реактора є придатною для обробки великої кількості матеріалу за рахунок використання більше ніж одного генератора Маркса (Marx), але його недолік полягає в тому, що значний імпульсний струм може витікати з камери реактора в напрямку потоку матеріалу, наприклад, у випадку прикладання напруги асиметрично заземленню. Отже, потрібні додаткові заземлюючі електроди з міркувань безпеки. Крім того, ефективність систем зменшується внаслідок областей, в яких електричне поле значно нижче порога, необхідного для електропорації клітинного матеріалу. Мета даного винаходу полягає в тому, щоб зменшити або навіть усунути вказаний недолік. Дана мета досягається тим, що система реактора включає: - камеру реактора, що має довжину і ширину, де камера реактора містить центральну секцію вздовж своєї довжини; - перший імпульсний генератор, до якого приєднані два електроди A1 і A2, де електроди A1 і A2 розташовані в камері реактора в центральній секції таким чином, що при вимірюванні в подовжньому напрямку їх розділяє відстань, яка дорівнює щонайменше половині ширини камери реактора; - другий імпульсний генератор, до якого приєднані два електроди B1 і B2, де електроди B1 і B2 розташовані в камері реактора в центральній секції таким чином, що при вимірюванні в подовжньому напрямку їх розділяє відстань, яка дорівнює щонайменше половині ширини камери реактора. Перевага системи реактора згідно з даним винаходом полягає в тому, що при поєднанні способу розділення електродів з орієнтацією електричного поля в напрямку потоку матеріалу можна не використати додаткові заземлюючі електроди. Наступна перевага системи реактора згідно з даним винаходом полягає в тому, що можна скоротити області, особливо в центральній секції, де електричне поле не є досить сильним, щоб бути придатним для електропорації. Ще одна перевага системи реактора згідно з даним винаходом полягає в тому, що вона також є придатною для крупномасштабних реакторів, не вимагаючи встановлення одного надзвичайно могутнього імпульсного генератора. Ще одна перевага системи реактора згідно з даним винаходом полягає в тому, що її можна зробити придатною для обробки великих потоків маси шляхом збільшення ширини камери реактора, в результаті чого значно зменшується або навіть повністю усувається необхідність в збільшенні швидкості матеріалу, що проводиться через систему реактора. Як відомо, збільшення швидкості може легко приводити до таких проблем, як абразивне зношення системи реактора, втрати тиску або небажані навантаження на матеріал, що проводиться через систему реактора. WO-A-98 4074 описує технологічний пристрій з імпульсним електричним полем для стерилізації і збереження перекачуваних продуктів живлення, що містить щонайменше два електроди й ізолятор. Кожний електрод включає електродну проточну камеру. Ізолятор розташований між електродами. Високовольтний імпульсний генератор прикладає до електродів високовольтний імпульс, що має змінну напругу, частоту і тривалість. US-A-2008 279995 описує спосіб витягання корисних речовин з винних сортів винограду шляхом електропорації свіжовіджатого сусла, одержаного з червоного і/або білого винограду. Свіжовіджате сусло перекачується або циркулює перед віджиманням, що застосовується для виробництва свіжовіджатого сусла, через установку або частину установки, і до нього прикладаються імпульсні електричні поля для безповоротного руйнування стінок біологічних клітин шкірки винограду. Пристрій для здійснення електропорації свіжовіджатого сусла включає електроізоляційну трубу, канал для потоку свіжовіджатого сусла, в стінці якого встановлені два просторово розділених електроди для створення імпульсного електричного поля між електродами. Даний пристрій створює сильно неоднорідний розподіл поля в об'ємі потоку. Даний винахід стосується системи реактора, придатної для електропорації клітин, таких як рослинні клітини. Термін "система реактора" при використанні в даному документі означає не тільки камеру реактора для здійснення процесу електропорації, але також все обладнання, таке як імпульсний генератор, яке необхідне для здійснення вказаного процесу електропорації в камері реактора. 1 UA 110468 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Як мається на увазі в цьому документі, мета електропорації, яка здійснюється в реакторі, полягає в тому, щоб безповоротно руйнувати клітини, які присутні в камері реактора. Таким чином, потужність електропорації повинна бути більша в порівнянні з відомими способами електропорації, які призначені просто для тимчасового збільшення проникності клітинних мембран без безповоротного руйнування клітин; цей спосіб також називається "електропермеабілізація". Як відомо, при електропорації напругу прикладають до двох електродів, в результаті чого утворюється електричне поле між цими електроди, де продукт, тобто продукт, який піддають електропорації, вміщують між електродами. Прикладене електричне поле індукує електричний потенціал на клітинній мембрані; це приводить до утворення пор в мембранах, або, у випадку досить сильного електричного поля, до руйнування клітинних мембран. У процесах, які можна здійснювати в системі реактора згідно з даним винаходом, цей руйнівний ефект є бажаним, оскільки він може приводити до виділення цінних сполук з клітин; один приклад цього являє собою виділення сахарози (цукру) з клітин цукрового буряка. Система реактора згідно з даним винаходом включає камеру реактора; ця камера призначена для здійснення процесу електропорації. Як звичайно для камер реакторів, камера реактора в системі реактора згідно з даним винаходом має довжину і ширину як важливі розміри, причому як довжина, так і ширина в цьому документі призначені для позначення внутрішніх розмірів, тобто без включення розмірів матеріалу, з якого виготовлена камера. Терміни "довжина" і "ширина" при використанні в цьому документі мають значення, які звичайно зв'язує з ними фахівець в даній галузі техніки. Наприклад, у випадку камери реактора в формі, яка точно або приблизно являє собою циліндр, довжину розуміють як внутрішня відстань між основами, які обмежують циліндр, при вимірюванні вздовж центральної осі циліндра, і ширину розуміють як діаметр внутрішнього круглого поперечного перерізу циліндра. В іншому прикладі, якщо камера реактора має точно або приблизно форму прямокутного каналу, довжину розуміють як внутрішня відстань між краями каналу, ширину розуміють як менший з двох внутрішніх розмірів, що визначаються сторонами прямокутного поперечного перерізу каналу. Термін "поперечний переріз" в цьому документі має своє звичайне значення перерізу або "зрізу" предмета в тривимірному просторі площиною. Камера реактора переважно повинна бути виготовлена з матеріалу, який є, в основному, електроізоляційним. Перевага цього полягає в тому, що електроди, які будуть описані нижче детальніше, можуть бути розташовані і закріплені в камері реактора без необхідності додаткових заходів по ізоляції. Перевага системи реактора згідно з даним винаходом полягає в тому, що її можна реалізувати в комерційному промисловому масштабі, де можна піддавати електропорації досить великі об'єми продукту. Зокрема, система реактора згідно з даним винаходом дозволяє споруджувати камери реакторів, які мають велику ширину. Вказана середня ширина може у варіанті здійснення даного винаходу становити від 0,05 до 2,00 м. Переважно середня ширина камери реактора становить щонайменше 0,10, 0,15, 0,20, 0,25 або 0,30 м; середня ширина камери реактора переважно становить не більше ніж 2,00, 1,50, 1,40, 1,30, 1,20, 1,10, 1,00, 0,90, 0,80 або 0,75 м. Довжина камери реактора може змінюватися в широкому інтервалі; в одному варіанті здійснення довжина становить від 0,75 до 5,0 м, більш переважно від 0,80, 0,90, 1,00, 1,10, 1,20, 1,30, 1,40, 1,50 або 2,00 м до 4,5, 4,0, 3,5 або 3,0 м. Довжина камери реактора переважно щонайменше дорівнює ширині камери реактора; більш переважно довжина камери реактора щонайменше в 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5, 5,0, 5,5, 6,0, 6,5, 7,0, 7,5, 8,0, 8,5, 9,0, 9,5 або навіть щонайменше 10 разів перевищує ширину камери реактора. При збільшенні відношення довжини до ширини значно легше стає забезпечення практично однорідного електричного поля. Хоча перевага даного винаходу полягає в тому, що не один імпульсний генератор повинен нести все навантаження, проте, прогнозується, що в певних основних переважних варіантах здійснення даного винаходу для великого масштабу кожний з імпульсних генераторів повинен окремо мати можливість забезпечувати щонайменше середню потужність на рівні 10 кВт, 20 кВт, 50 кВт, 100 кВт або 200 кВт, щоб досягати бажаних ефектів електропорації. Згідно з оцінками, наприклад, для електропорації сумарного об'єму, що становить 15000 тонн буряка на добу, на цукровому заводі може бути потрібна встановлена потужність, що становить приблизно від 400 кВт до 700 кВт або більше. Враховуючи технічні і економічні обмеження розміру і потужності імпульсних генераторів, систему реактора даного винаходу можна сприятливо здійснювати на заводі такого типу, де використовують переважно два, чотири або навіть шість або вісім імпульсних генераторів. 2 UA 110468 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Камера реактора в системі реактора згідно з даним винаходом містить центральну секцію вздовж своєї довжини. При згадці в цьому документі центральна секція означає частину камери реактора, яка має поперечний переріз і щонайменше частину довжини камери реактора як визначальні розміри. В одному переважному варіанті здійснення, центральна секція становить всю камеру реактора і, таким чином, ідентична їй. В іншому переважному варіанті здійснення, однак, центральна секція не складає всієї камери реактора; в даному варіанті здійснення секція на одному краю або на обох краях камери реактора, як видно по подовжньому розміру, не є частиною центральної секції. Об'єм центральної секції становить переважно від 30, 40 або 50 до 95, 90, 80 або 70 об. % відносно об'єму камери реактора загалом. Середня ширина центральної секції повинна знаходитися в наведених вище інтервалах для середньої ширини камери реактора. Система реактора згідно з даним винаходом включає два імпульсних генератори: перший імпульсний генератор і другий імпульсний генератор. Імпульсний генератор в цьому документі означає пристрій, здатний виробляти електричні високовольтні імпульси на електродах, які приєднані до імпульсного генератора. Такі пристрої являють собою відомі пристрої. Один приклад такого пристрою являє собою генератор Маркса. Система реактора може включати третій імпульсний генератор, або навіть один або більше додаткових імпульсних генераторів. Переважно використати парне число імпульсних генераторів; в одному переважному варіанті здійснення використовують чотири імпульсних генератори, переважно це генератори Маркса. Якщо два або більше імпульсних генераторів приєднані до однієї єдиної пари електродів, утворюючи в результаті паралельну конфігурацію генераторів, можуть виникати осциляції між імпульсними генераторами у випадку короткочасної затримки одного генератора відносно інших, так зване тремтіння. Ці осциляції можна демпфірувати переважно шляхом розділення одного електрода і приєднання виходу кожного генератора тільки до однієї частини роздільного електрода. Отже, опір між окремими частинами електрода може служити як демпфіруючий елемент. Цей спосіб, в принципі, відомий з літератури; див., наприклад, DE 10 2004 025 046 A1. Звичайно опір між двома частинами одного електрода (наприклад, A1 і B1) має порядок від декількох Ом до декількох десятків Ом. Для конструкції реактора електропорації важливе співвідношення опорів між електродами двох груп A1 і B1 і парами електродів A1 і A2. Отже, конструкційні правила можуть бути основані тільки на геометрії. До першого імпульсного генератора приєднані два електроди, які називаються в цьому документі A1 і A2. Згідно з даним винаходом, електроди A1 і A2 розташовані щонайменше частково і переважно практично повністю в центральній секції камери реактора. Розташування електродів A1 і A2 повинно бути таким, що лінії електричного поля, яке утворюється імпульсом, що подається на A1 і A2 першим імпульсним генератором, можуть пройти, в основному, в подовжньому напрямку центральної секції. Електроди A1 і A2 повинні, таким чином, знаходитися на відстані один від одного при вимірюванні в подовжньому напрямку центральної секції. Ця відстань повинна щонайменше дорівнювати половині ширини камери реактора; переважно відстань становить більше ніж 50, 60, 70, 80, 90 або навіть більше ніж 95 % довжини центральної секції. В одному переважному варіанті здійснення, електроди A1 і A2 розташовані практично на протилежних краях довжини центральної секції. Фактична форма електродів A1 і A2 може значно змінюватися. Переважно, однак, вони мають таку форму, яка не впливає негативно на здійснення процесу електропорації або навіть впливає на нього позитивно, сприяючи забезпеченню наскільки однорідної, наскільки це можливо, напруги електричного поля в центральній секції. Один або обидва з електродів A1 і A2 можуть знаходитися в роздільній формі. В одному варіанті здійснення електрод A1 розділений на роздільні електроди A1-i і A1-ii, які розташовані таким чином, що A2 знаходиться між A1-i і A1-ii при розгляді в подовжньому напрямку. В іншому варіанті здійснення електрод A1 (A2) розділений на роздільні електроди A1-i і A1-ii (A2-i і A2-ii), які розташовані таким чином, що A1-i і A1-ii (A2-i і A2-ii) займають однакове положення при розгляді в подовжньому напрямку. До другого імпульсного генератора приєднані два електроди, які називаються в цьому документі B1 і B2. Згідно з даним винаходом, електроди B1 і B2 розташовані щонайменше частково в центральній секції камери реактора. Розташування електродів B1 і B2 повинне бути таким, щоб лінії електричного поля, яке створюється імпульсом, що подається на B1 і B2 першим імпульсним генератором, могли пройти, в основному, в подовжньому напрямку центральної секції. Електроди B1 і B2 повинні, таким чином, знаходитися на відстані один від одного при вимірюванні в подовжньому напрямку центральної секції. Ця відстань повинна бути щонайменше така, що дорівнює половині ширини камери реактора; переважно відстань становить більше ніж 50, 60, 70, 80, 90 або навіть більше ніж 95 % довжини центральної секції. 3 UA 110468 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 В одному переважному варіанті здійснення електроди B1 і B2 розташовані практично на протилежних краях довжини центральної секції. Фактична форма електродів B1 і B2 може значно змінюватися. Переважно, однак, вони мають таку форму, яка не впливає негативно на здійснення процесу електропорації або навіть впливає на нього позитивно, сприяючи забезпеченню наскільки однорідної, наскільки це можливо, напруги електричного поля в центральній секції. Один або обидва з електродів B1 і B2 можуть знаходитися в роздільній формі. В одному варіанті здійснення електрод B1 розділений на роздільні електроди B1-i і B1-ii, які розташовані таким чином, що B2 знаходиться між B1-i і B1-ii при розгляді в подовжньому напрямку. В іншому варіанті здійснення електрод B1 (B2) розділений на роздільні електроди B1-i і B1-ii (B2-i і B2-ii), які розташовані таким чином, що B1-i і B1-ii (B2-i і B2-ii) займають однакове положення при розгляді в подовжньому напрямку. У даному винаході корисно, щоб форми імпульсів, прикладених до кожної пари електродів, були практично однаковими. Це може бути досягнуте такими відомими способами, як збіг імпедансів пар електродів, імпедансів імпульсних генераторів і з'єднувальних схем або повних імпедансів схем. У простій конструкції це може бути досягнуто при однаковій конструкції всіх електродів і їх встановленні в камері реактора по колу вздовж внутрішнього периметра, де термін "периметр" має своє звичайне значення лінії, яка оточує область, на рівній відстані одна від одної, використовуючи імпульсні генератори з однаковим внутрішнім імпедансом і застосовуючи з'єднувальні схеми з однаковим геометричним розташуванням. В одному основному варіанті здійснення електроди A1 і B1 розташовані таким чином, що вони електрично ізольовані один від одного у випадку пустої камери реактора; аналогічним чином, електроди A2 і B2 також ізольовані один від одного. В іншому основному варіанті здійснення, однак, або електроди A1 і B1, або електроди A2 і B2 об'єднані в один об'єднаний електрод. В іншому варіанті здійснення електроди A1 і B1 (A2 і B2) розділені на роздільні електроди, і n n n n роздільні електроди A1-i, … A1-i , B1-i, … B1-i (A2-i, … A2-i , B2-i, … B2-i ) чергуються, причому згадані електроди розташовані в камері реактора в центральній секції таким чином, що при вимірюванні в подовжньому напрямку їх розділяє відстань, яка менша половини ширини камери реактора. Приклад такої конфігурації поданий на фіг. 2. Переважно, щоб лінії електричного поля були розподілені настільки однорідно, наскільки це можливо, в центральній секції, і щоб вони проходили, в основному, в подовжньому напрямку. Переважно, щоб електроди A1 і B1 були розташовані на короткій відстані один від одного при спостереженні в подовжньому напрямку центральної секції. Переважно, щоб відстань між A1 і B1 становила менше ніж 20 % або 10 % ширини вздовж довжини центральної секції; більш переважно електрод A1 першого імпульсного генератора займає практично таке ж місце, як електрод B1 другого імпульсного генератора, при вимірюванні в подовжньому напрямку. Аналогічним чином, переважно, щоб електроди A2 і B2 були розташовані на короткій відстані один від одного при спостереженні вздовж довжини центральної секції. Переважно відстань між A2 і B2 становить менше ніж 20 % або 10 % ширини вздовж довжини центральної секції; більш переважно електрод A2 першого імпульсного генератора займає практично таке ж місце, як електрод B2 другого імпульсного генератора, при вимірюванні в подовжньому напрямку. Вже тому, що вони мають розмір, зумовлений їх функцією, електроди займають частину внутрішнього периметра центральної секції в камері реактора. Проте, в тому випадку, де електроди не об'єднані, між ними повинен бути проміжок, що становить щонайменше 0,5 см, вздовж внутрішнього периметра, щоб забезпечити електричну ізоляцію. Переважно вказаний проміжок становить щонайменше 1, 2, 3, 4 або навіть щонайменше 5 см. Переважно, щоб електроди мали таку форму, що електрод займає/покриває не більше ніж 50 % периметра центральної секції при вимірюванні по поперечному перерізу (тобто не в подовжньому напрямку). Більш переважно електрод покриває не більше ніж 49, 24, 11,5 або навіть не більше ніж 5,25 % периметра. Переважно, щоб електроди покривали частину внутрішнього периметра центральної секції таким чином, щоб можна було зробити лінії електричного поля такими, що проходять практично рівномірно в подовжньому напрямку центральної секції, і/або щоб розподіл ліній електричного поля міг бути практично однорідним. У той же час, переважно, зокрема, у випадку наміру пропускати потік продукту через камеру реактора, щоб електроди були зсунуті на мінімально можливу відстань від периметра до центра поперечного перерізу; перевага цього полягає в тому, що будь-який потік продукту буде затримуватися в мінімально можливій мірі. Електрод повинен займати переважно менше ніж 30 % площі поверхні поперечного перерізу; більш переважно електрод займає менше ніж 25, 20, 15, 10 або навіть менше ніж 5 % площі поверхні поперечного перерізу. 4 UA 110468 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Крім того, переважно, щоб розташування електродів A1 і A2 один відносно одного при розгляді в подовжньому напрямку не було скручене значною мірою. Розташування електродів A1 і A2 один відносно одного вздовж внутрішнього периметра відрізняється переважно менше ніж на 30 %, більш переважно менше ніж на 20 % або навіть на 10 % від внутрішнього периметра; найбільш переважно вказане розташування є практично однаковим. Аналогічним чином, переважно, щоб розташування електродів B1 і B2 один відносно одного при розгляді в подовжньому напрямку не було скручене значною мірою. Розташування електродів A1 і A2 один відносно одного вздовж внутрішнього периметра відрізняється переважно менше ніж на 30 %, більш переважно менше ніж на 20 % або навіть на 10 % від внутрішнього периметра; найбільш переважно вказане розташування є практично однаковим. Коли розташування електродів А і електродів В вздовж периметра є істотно або практично однаковим, кожна пара електродів приводить в дію окремий сегмент центральної секції при спостереженні вздовж довжини центральної секції. В основному варіанті здійснення даного винаходу як перший, так і другий імпульсний генератор являє собою високовольтний генератор Маркса. Крім того, переважно, щоб генератори Маркса мали пристрої для включення; ці пристрої стосуються відомих типів, які описані, наприклад, в DE-A-10 2004 025 046. Пристрої для включення є переважно такими, що генератори Маркса включаються синхронно з тимчасовою невизначеністю, що становить не більше ніж 30 %, 20 %, 10 % або навіть 5 % тривалості імпульсу. Це має перевагу в тому, що можна забезпечувати більш стійку роботу. Переважно, щоб форма імпульсів кожної пари електродів була практично однаковою. В іншому варіанті здійснення високовольтні генератори Маркса є біполярними, тобто симетричними до заземлення. Це створює перевагу меншої напруги відносно заземлення і, отже, потрібні менші засоби ізоляції від заземлення. Тоді потрібні додаткові заземлюючі електроди на вході і виході й укорочені ізолюючі елементи між цими електродами і високовольтними електродами, або додаткові втрати внаслідок областей з низькою напругою поля зменшують ефективність. Як альтернатива, однак, було виявлено, що може одержати перевагу, якщо високовольтні генератори Маркса є уніполярними. Основна перевага цього рішення полягає в тому, що, крім вказаних втрат, не потрібні ніякі додаткові заземлюючі електроди на вході і виході реактора. У результаті реактор можна виготовляти реактор електропорації з ізолюючими елементами тільки одного типу. Це рішення скорочує витрати. Крім того, уніполярні генератори Маркса звичайно є на ринку. DE 10 2004 025 046 A1 описує камеру електропорації з прямокутним або квадратним поперечним перерізом. При з'єднанні такої камери з трубчастою системою, яка звичайно має поперечний переріз круглої форми, потрібні перехідні елементи для з'єднання деталей круглої форми і прямокутної або квадратної форми з однаковою площею поперечного перерізу. Щоб запобігти закупорюванню, потрібний плавний перехід з постійною площею поперечного перерізу. Використання реактора електропорації в формі труби з круглим поперечним перерізом усуває потребу в таких перехідних елементах. Система реактора згідно з даним винаходом повинна бути придатною для здійснення процесу електропорації продукту, де продукт переважно містить рослинні клітини. Таким чином, даний винахід також стосується способу електропорації клітин, переважно рослинних клітин, де електропорація здійснюється в системі реактора згідно з даним винаходом. Спосіб електропорації згідно з даним винаходом можна здійснювати в періодичному або безперервному режимі. Форма, вигляд і розташування пристроїв входу і виходу, прикріплених до камери реактора, може розрізнюватися значною мірою залежно від способу здійснення процесу електропорації. Як відомо, в періодичному процесі, наприклад, пристрій для входу підлягаючих електропорації продуктів може також функціонувати для їх виходу. В одному переважному варіанті здійснення, система реактора є придатною для реалізації процесу електропорації в безперервному режимі. У даному варіанті здійснення камера реактора має вхід і вихід. Центральна секція розташована між входом і виходом, таким чином, що потік продукту можна пропускати через центральну секцію на його шляху від входу до виходу. Прикладами продуктів, які можна піддавати електропорації в такому режимі, є: цукровий буряк, водна дисперсія цукрового буряка, водна дисперсія нарізаного цукрового буряка, корінь цикорію, водна дисперсія кореня цикорію і водна дисперсія нарізаного кореня цикорію. В одному основному варіанті здійснення способу електропорації рослинних клітин згідно з даним винаходом потік продукту, що складається, в основному, з водної дисперсії нарізаного цукрового буряка, пропускають через камеру реактора в системі реактора згідно з даним винаходом. При вході в камеру реактора електропровідність водної дисперсії нарізаного цукрового буряка становить або встановлюється переважно від 0,2 до 10 мСм/см, більш 5 UA 110468 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 переважно від 2 до 6 мСм/см; pH водної дисперсії нарізаного цукрового буряка становить або встановлюється від 7 до 14, більш переважно від 9 до 11. Напруга поля, що прикладається до продукту в центральній секції, становить переважно від 0,1 до 20 кВ/см, більш переважно від 3 до 6 кВ/см. Електропорацію здійснюють при температурі, яка переважно становить від 0 до 65 °C. Більш переважно вказана температура становить від 10 до 40 °C; перевага цього полягає в тому, що певні подальші корисні операції, такі як, наприклад, операція екстракції, як описано в WO-A-2006/108481, можна здійснювати без необхідності значних проміжних змін температури. На кресленнях: фіг. 1 представляє камеру реактора (RC) згідно з даним винаходом; фіг. 2 представляє поперечний переріз центральної секції (CS) згідно з даним винаходом; фіг. 3 представляє ще один поперечний переріз центральної секції (CS) згідно з даним винаходом. Фіг. 1 представляє поперечний переріз камери реактора RC. Як показано на кресленні, RC може мати круглий поперечний переріз або мати форму прямокутного каналу. У RC є довжина l і ширина W. В RC міститься центральна секція (CS); в CS по периметру розташовані електроди A1 і A2, а також електроди B1 і B2. Електроди A1 і A2 приєднані до першого імпульсного генератора (не показаний); аналогічним чином, B1 і B2 приєднані до другого імпульсного генератора (не показаний). RC на фіг. 1 є придатною для безперервної роботи; потік продуктів, таких як, наприклад, водна дисперсія нарізаного цукрового буряка, здійснюється через вхід EN в RC, потім потік проходить через CS і виходить з RC через вихід EX. При проходженні через CS на продукт впливають імпульси електричного поля, яке створюється між електродами A1 і A2 і між B1 і B2. У результаті продукт піддається електропорації. Після виходу з RC через вихід EX підданий електропорації нарізаний цукровий буряк можна спрямовувати на процес екстракції для виділення з неї цукру. Фіг. 2 представляє поперечний переріз центральної секції (CS) згідно з варіантом здійснення даного винаходу в тому місці по довжині, де розташовані електроди A1 і B1. У даному варіанті здійснення електроди A1 і B1 присутні в роздільній формі; крім того, роздільні електроди розташовані вздовж периметра поперечного перерізу таким чином, щоб перешкоджати потоку продукту в мінімально можливій мірі. На фіг. 2 також показана ширина W камери RC, і, отже, CS. У даному варіанті здійснення роздільні електроди розташовані поруч один з одним; однак також можливе віддалене розташування роздільних електродів один від одного, наприклад, в подовжньому напрямку, коли між ними розташований інший електрод (A2 або B2). Фіг. 3 представляє поперечний переріз центральної секції (CS) згідно з наступним варіантом здійснення даного винаходу в тому місці по довжині, де розташовані електроди A1 і B1. У даному варіанті здійснення електроди мають таку форму, що вони майже повністю покривають внутрішній периметр CS і простір між ними є достатнім тільки для забезпечення електричної ізоляції. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Система реактора, що містить: камеру реактора, яка має довжину і ширину, при цьому камера реактора містить центральну секцію вздовж своєї довжини, і причому довжина камери генератора щонайменше в 1,5 разу більше, ніж ширина камери генератора; перший імпульсний генератор, до якого приєднані два електроди А1 і А2, де електроди А1 і А2 розташовані в камері реактора в центральній секції таким чином, що при вимірюванні в подовжньому напрямку їх розділяє відстань, яка дорівнює щонайменше половині ширини камери реактора; другий імпульсний генератор, до якого приєднані два електроди В1 і В2, де електроди В1 і В2 розташовані в камері реактора в центральній секції таким чином, що при вимірюванні в подовжньому напрямку їх розділяє відстань, яка дорівнює щонайменше половині ширини камери реактора. 2. Система реактора за п. 1, що містить щонайменше один додатковий імпульсний генератор, де два електроди приєднані до будь-якого додаткового імпульсного генератора, причому вказані електроди розташовані в камері реактора в центральній секції таким чином, що два електроди додаткового імпульсного генератора при вимірюванні в подовжньому напрямку розділяє відстань, яка дорівнює щонайменше половині ширини камери реактора. 6 UA 110468 C2 5 10 15 20 25 30 3. Система реактора за п. 1 або 2, в якій щонайменше один електрод першого імпульсного генератора займає таке ж місце, як електрод другого імпульсного генератора і/або додаткового імпульсного генератора, при вимірюванні в подовжньому напрямку. 4. Система реактора за будь-яким з пп. 1-3, в якій для кожного імпульсного генератора приєднані до нього електроди розташовані в камері реактора в центральній секції таким чином, що при вимірюванні в подовжньому напрямку їх розділяє відстань, що дорівнює щонайменше 50 % довжини центральної секції. 5. Система реактора за будь-яким з пп. 1-4, що має вхід і вихід, де центральна секція розташована між входом і виходом таким чином, що потік продукту може протікати від входу до виходу. 6. Система реактора за будь-яким з пп. 1-5, в якій електроди мають таку форму і розташування, що електричне поле щонайменше в центральній секції є практично однорідним, де лінії поля проходять, головним чином, в подовжньому напрямку. 7. Система реактора за будь-яким з пп. 1-6, в якій кожна пара електродів приводить в дію окремий сегмент по довжині центральної секції. 8. Система реактора за будь-яким з пп. 1-7, в якій щонайменше один електрод розділений на два або більше роздільних електродів. 9. Система реактора за будь-яким з пп. 1-8, в якій всі імпульсні генератори являють собою біполярні імпульсні генератори. 10. Система реактора за будь-яким з пп. 1-8, в якій всі імпульсні генератори являють собою уніполярні імпульсні генератори. 11. Система реактора за п. 9 або 10, в якій всі імпульсні генератори являють собою генератори Маркса. 12. Система реактора за пп. 9-11, в якій всі імпульсні генератори мають пристрій для вмикання таким чином, що імпульсні генератори вмикаються синхронно з тимчасовою невизначеністю, що становить не більше ніж 30 % тривалості імпульсу. 13. Система реактора за будь-яким з пп. 1-12, в якій форма імпульсів кожної пари електродів є практично однаковою. 14. Спосіб електропорації клітин, який відрізняється тим, що електропорація здійснюється в системі реактора за будь-яким з пп. 1-13. 15. Спосіб за п. 14, в якому клітини включають в себе клітини цукрового буряку. 7 UA 110468 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Reactor system for electroporation

Автори англійською

Arnold, Jochen, Sack, Martin, Schmidt, Gerhardt, Epperlein, Dirk

Автори російською

Арнольд Йохен, Зак Мартин, Шмидт Герхард, Эпперляйн Дирк

МПК / Мітки

МПК: C13B 10/08, B01J 19/00, A23N 1/00

Мітки: реактора, електропорації, система

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/10-110468-sistema-reaktora-dlya-elektroporaci.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Система реактора для електропорації</a>

Подібні патенти