MéTODO Y APARATO PARA SEPARAR. PURIFICAR, PROMOVER LA INTERACCIóN Y MEJORAR LA COMBUSTIóN

REFERENCIA CRUZADA

Esta solicitud se basa en y reclama Ia prioridad de Ia Solicitud No Provisional de E. U. A. No. de Serie 1 1/973,692 presentada en Octubre 10, 2007, Ia cual se incorpora en Ia presente para referencia.

CAMPO DE LA INVENCIóN

La presente invención se refiere en general a un método y aparato para separar, purificar, promover Ia interacción y mejorar Ia combustión y más particularmente a un método y aparato para separar componentes combinados colocados en un medio fluido, para purificar líquidos, para promover Ia interacción entre dos o más componentes y mejorar Ia combustión en un combustible líquido.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIóN

Por mucho tiempo ha sido deseable separar rápidamente componentes combinados sin Ia degradación de los componentes individuales. Ejemplos de componentes combinados que requieren separación incluyen componentes en grano, contaminantes de productos puros, jugo de biomasa sólida, y almidón y proteína de biomasa. En particular, el maíz, es un grano que es deseable separar en sus componentes individuales sin degradar los componentes. El endospermo de maíz es rico en almidón y proteína ambos de los cuales son valiosos como componentes separados.

Un procedimiento típico para separar o moler maíz incluye Ia fermentación (remojado) de los granos en agua caliente y dióxido de azufre por aproximadamente 35 a 50 horas. El procedimiento de fermentación ablanda al maíz para una separación más fácil por procesamiento mecánico, pero también degrada los componentes del maíz. Algunos componentes de los granos típicamente se disuelven o suspenden en el agua acida y subsiguientemente se desechan. Desechar estos componentes resulta en un beneficio menor para el molino de maíz. Adicionalmente, al final del procedimiento de molienda, el maíz requiere un secado sustancial debido al procedimiento de fermentación.

Después de Ia fermentación, un desgerminador separa al germen, pericarpio y endospermo a través de abrasión entre el maíz y el desgerminador, abrasión entre los granos de maíz individuales e impacto entre el _, maíz y el desgerminador. Los desgerminadores convencionales frecuentemente rompen al germen y no proporcionan consistentemente Ia separación completa del germen y el endospermo. Los desgerminadores convencionales tampoco separan al almidón y Ia proteína dentro del endospermo. Entonces, un procedimiento típico de molienda de maíz es relativamente costoso, consumidor de tiempo e ineficiente.

La purificación de líquidos para remover microorganismos se conduce típicamente usando uno de los siguientes métodos: destilación, filtración, ebullición, desinfección por tratamiento químico, tratamiento de luz ultravioleta u osmosis inversa. No obstante, todos estos procedimientos tienen inconvenientes que incluyen: costo, tiempo, tamaño, efectividad e ineficiencia. La pasteurización es un procedimiento de purificación usado para eliminar microorganismos en líquidos tales como jugos y leche. La pasteurización elimina microorganismos por calentamiento del líquido por una cantidad predeterminada de tiempo. No obstante, Ia pasteurización no elimina todos los microorganismos dentro de un líquido porque al realizarla con calor altera el sabor del líquido. Promover Ia interacción entre dos o más componentes es deseable para promover las reacciones entre los componentes. La interacción entre los componentes se efectúa típicamente usando un agitador o mezclador que gira una paleta a través de los componentes y/o vibra los componentes.

Mejorar Ia combustión de un combustible líquido es deseable para mejorar Ia eficiencia y disminuir las emisiones de descargas dañinas al medio ambiente. La combustión de un combustible líquido típicamente se mejora por atomización del combustible para maximizar su área superficial. Un método convencional para mejorar Ia combustión es utilizar un inyector de combustible con una boquilla capaz de atomizar el combustible.

BREVE DESCRIPCIóN DE LA INVENCIóN

La invención reclamada en Ia presente es un método y aparato para separar, purificar, promover Ia interacción y mejorar Ia combustión. El aparato para separar, purificar, promover Ia interacción y mejorar Ia combustión comprende un alojamiento con una cámara interior, un rotor dentro de Ia cámara, una pluralidad de protrusiones que se extienden desde el rotor, una flecha acoplada con el rotor, y un motor principal para girar Ia flecha y el rotor. El alojamiento tiene una entrada y una salida para permitir al fluido

entrar y salir de Ia cámara. Preferiblemente, el rotor gira a una velocidad suficiente para provocar Ia cavitación del fluido dentro de Ia cámara y someter al fluido a una fuerza centrífuga. La cavitación, abrasión, y fuerzas centrífugas y de impacto preferiblemente contribuyen a separar componentes combinados colocados dentro del fluido, eliminando organismos no deseados dentro del fluido, promoviendo Ia interacción entre dos o más componentes colocados dentro del fluido, y/o mejorando Ia combustión del combustible líquido, cualquiera que se desee.

El método para separar componentes combinados incluye las etapas de colocar los componentes combinados en un medio fluido e inducir Ia cavitación dentro del fluido para separar los componentes combinados. El método de separación puede usarse para cualquier tipo de componentes combinados, es rápido, tiene bajos requerimientos de potencia, y es capaz de desarrollarse con equipo relativamente barato. El método para purificar líquidos comprende inducir Ia cavitación dentro del líquido para eliminar organismos no deseados dentro del líquido. El método de purificación elimina microorganismos no deseados sin alterar el sabor del líquido y otras características bioquímicas deseables.

El método de promover Ia interacción entre dos o más componentes incluye las etapas de colocar los componentes en un medio fluido y someter los componentes a cavitación para promover Ia interacción. En Ia modalidad preferida, los componentes pueden también someterse a fuerza centrífuga, abrasión e impacto para promover Ia interacción.

El método de mejorar Ia combustión de un combustible líquido comprende inducir Ia cavitación dentro del combustible líquido para vaporizar el combustible líquido. El combustible vaporizado entra en combustión más completamente dentro de una cámara de combustión que su contraparte líquida.

Aspectos adicionales de Ia invención, conjuntamente con las ventajas y características novedosas pertenecientes a Ia misma, se establecerán en parte en Ia descripción que sigue, y en parte se volverán aparentes para aquellos expertos en Ia técnica con Ia exam ¡nación de Io siguiente, o pueden aprenderse de Ia práctica de Ia invención. Los objetos y ventajas de Ia invención pueden realizarse y lograrse por mediaciones y combinaciones particularmente puntualizadas en las reivindicaciones anexas.

BREVE DESCRIPCIóN DE LOS DIBUJOS

La Fig. 1 es una vista en perspectiva de un aparato de acuerdo con Ia presente invención;

La Fig. 2 es una vista en elevación frontal, con porciones separadas, del aparato de Ia Fig. 1 ;

La Fig. 3 es una vista en perspectiva en explosión del aparato de Ia Fig. 1 ;

La Fig. 4 es una vista en sección transversal parcial de una modalidad alternativa de un aparato de acuerdo con Ia presente invención, que muestra un alojamiento que tiene protrusiones;

La Fig. 5 es una vista en sección transversal parcial de otra modalidad alternativa de un aparato de acuerdo con Ia presente invención, mostrando un rotor y un contrarotor; La Fig. 6 es una vista en perspectiva de una porción de un rotor con protrusiones con forma de C;

La Fig. 7 es una vista en perspectiva de una porción de un rotor con protrusiones con forma de J;

La Fig. 8 es una vista en perspectiva de una porción de un rotor que tiene protrusiones con forma dentada dispuestas en un arco;

La Fig. 9 es una vista en perspectiva de una porción de un rotor que tiene protrusiones rotacionales;

La Fig. 10 es una vista en elevación frontal de una modalidad alternativa de un aparato de acuerdo con Ia presente invención, que muestra a un hidrociclón acoplado con Ia salida del alojamiento;

La Fig. 1 1 A es un diagrama de flujo de un método de separación de acuerdo con Ia presente invención;

La Fig. 11 B es una continuación del diagrama de flujo de Ia figura 1 1 A;

La Fig. 12 es un diagrama de flujo de un método de purificación de acuerdo con Ia presente invención;

La Fig. 13 es un diagrama de flujo de un método para promover Ia interacción de acuerdo con Ia presente invención; y

La Fig. 14 es un diagrama de flujo de un método para mejorar Ia combustión de acuerdo con Ia presente invención.

DESCRIPCIóN DETALLADA DE LA INVENCIóN

Las Figs. 1 -3 muestran un aparato 10 adaptado para separar componentes combinados colocados en un medio fluido, purificar líquidos, promover Ia interacción entre dos o más componentes colocados en un medio fluido, y mejorar Ia combustión de un combustible líquido. La Fig. 2 muestra un aparato separando componentes

combinados. Los componentes combinados mostrados son el endospermo, el germen y el pericarpio de los granos de maíz 12. Aunque Ia Fig. 2 muestra al aparato 10 separando maíz, pueden separarse cualesquiera componentes combinados por el aparato. Además, aunque Ia Fig. 2 muestra al aparato funcionando como un separador, el aparato también purifica líquido, promueve Ia interacción entre dos o más componentes, y mejora Ia combustión de un combustible líquido. Las Figs. 1 -3 muestran al aparato con un alojamiento 14, una flecha 16, un rotor circular 18, protrusiones 20 que se extienden desde el rotor 18, y un motor 22 acoplado con Ia flecha 16.

Las Figs. 2 y 3 muestran al alojamiento 14 con una primera pared externa 24, una segunda pared externa 26, y una pared lateral 28 que definen una cámara de cavitación interior 30. Las Figs. 1 -3 muestran al alojamiento 14 con una entrada 32 en Ia primera pared externa 24 adaptada para permitir al fluido y a los componentes entrar a Ia cámara 30, y una salida 34 en Ia pared lateral 28 adaptada para permitir al fluido y a los componentes salir de Ia cámara 30. La entrada 32 puede estar acoplada con una tolva (no mostrada) que contiene a los componentes, líquido o a ambos. La Fig. 3 muestra una abertura de flecha 36 en Ia segunda pared externa 26. La flecha 16 se proyecta dentro de Ia cámara 30 a través de Ia abertura de flecha 36. Las Figs. 1 -3 muestran una brida 38 que se extiende desde Ia pared lateral 28. La Fig. 3 muestra aberturas 40 en Ia brida 38 que están alineadas con las aberturas 42 en Ia segunda pared externa 26. La Fig. 1 muestra tornillos 44 que aseguran a Ia brida 38 con Ia segunda pared externa 26. Un sello (no mostrado) se coloca preferiblemente entre Ia brida 38 y Ia segunda pared externa 26, y un sello 46, mostrado en Ia Fig. 3 se coloca entre Ia flecha 16 y Ia segunda pared externa 26 para evitar que el fluido se filtre fuera de Ia cámara 30.

La Fig. 2 muestra al rotor 18 acoplado con Ia flecha 16 al interior de Ia cámara 30. El rotor 18 tiene una superficie frontal 48 que encara a Ia entrada 32. Las protrusiones cilindricas 20 se extienden desde Ia superficie frontal 48 hacia Ia entrada 32. Todas las protrusiones 20 son equidistantes desde el centro del rotor 18 adyacente al borde periférico de Ia superficie frontal 48. La separación entre las protrusiones contiguas 20 determina Ia longitud del tiempo de retención de los componentes dentro de Ia cámara 30. Las protrusiones separadas más cercanas conjuntamente retendrán componentes dentro de Ia cámara por un periodo más largo de tiempo que las protrusiones más separadas. Mientras más tiempo se retengan los componentes dentro de Ia cámara, mayor será Ia probabilidad de que los componentes se separen o interactúen, Io que sea más preferido. Preferiblemente, las protrusiones se separan a una distancia suficiente para retener los componentes dentro del alojamiento o Ia cámara hasta que los componentes se separen o interactúen. La Fig. 2 muestra protrusiones contiguas 20

separadas a una distancia suficiente para retener los granos de maíz 12 dentro de Ia cámara 30 hasta Ia separación del germen, pericarpio y endospermo. Preferiblemente, el espacio entre las protrusiones contiguas 20 es aproximadamente 6 a 12 milímetros. La separación entre las protrusiones también afecta el número de impactos entre los componentes y las protrusiones. Ocurren más impactos entre los componentes y las protrusiones a medida que las protrusiones están separadas más cercanas conjuntamente. Por Io tanto, Ia distancia entre las protrusiones deberá incrementarse si se desean menos impactos. Aunque se muestran protrusiones cilindricas 20 montadas equidistantes del centro del rotor, cualquier tipo de protrusiones montadas en cualquier patrón sobre el rotor está dentro del alcance de Ia invención.

La Fig. 2 muestra Ia separación del endospermo, germen y pericarpio de los granos de maíz 12 colocados en un medio fluido. El motor 22, mostrado en las Figs. 1 y 3, gira Ia flecha 16 y el rotor 18 a una velocidad suficiente para provocar Ia cavitación dentro del fluido. El endospermo, germen y pericarpio se separan por los efectos combinados de Ia creación e implosión rápidas de las burbujas de cavitación formadas dentro del fluido, Ia abrasión entre el fluido y los componentes del maíz, Ia abrasión entre los componentes del maíz, los impactos entre los componentes del maíz y las protrusiones 20, y Ia fuerza centrífuga. Antes de Ia separación, el maíz se retiene dentro del alojamiento 14 por las protrusiones 20. Mientras que el maíz se retiene por las protrusiones 20, el fluido fluye por el maíz a alta velocidad provocando Ia abrasión del fluido en Ia superficie del maíz. Los granos del maíz 12 también giran con respecto al rotor 18 provocando Ia abrasión entre los granos. Cada grano 12 también golpea las protrusiones 20. Todos estos factores contribuyen a Ia separación del maíz 12 en sus componentes. La Fig. 2 muestra los componentes separados 50 saliendo por Ia salida 34. Aunque Ia separación del maíz se muestra en Ia Fig. 2, cualquier tipo de componente combinado puede separarse con el aparato 10, y el aparato puede también usarse para purificar líquidos, promover Ia interacción entre dos o más componentes en un medio fluido, y mejorar Ia combustión de un combustible líquido.

La Fig. 4 muestra una modalidad alternativa de un aparato 1 10 de acuerdo con Ia presente invención. El aparato 110 es sustancialmente el mismo que el aparato 10 descrito antes con relación a las Figs. 1 -3 excepto que el aparato 1 10 tiene las protrusiones 1 12 que se extienden de Ia primera pared externa 114 del alojamiento 1 16 hacia el rotor 1 18. Tres hileras circulares de protrusiones 1 12 se extienden desde Ia primera pared externa 1 14. Existen separaciones 120 entre hileras adyacentes. El rotor 1 18 tiene cuatro hileras de protrusiones 122 que están separadas una distancia desde el centro del rotor de manera que las hileras se alinean con las separaciones 120.

La Fig. 5 muestra otra modalidad alternativa de un aparato 210 de acuerdo con Ia presente invención. El aparato 210 es sustancialmente el mismo que el aparato 10 descrito antes con relación a las Figs. 1 -3 excepto que el aparato 210 tiene un tubo 212 y un contra-rotor 214 acoplado con el tubo 212 dentro de Ia cámara interior 216. El contra- rotor 214 tiene una superficie frontal que encara a Ia superficie frontal del rotor 218. El tubo 212 se recibe por Ia entrada 220 y se extiende dentro de Ia cámara 216. Tres hileras circulares de protrusiones 222 se extienden desde Ia superficie frontal del contra-rotor 214 hacia el rotor 218. Existen separaciones 224 entre hileras adyacentes. El rotor 218 tiene cuatro hileras de protrusiones 226 que están separadas a una distancia desde el centro del rotor de manera que las hileras se alinean con las separaciones 224. Un sello 228 está colocado entre el tubo 212 y Ia entrada 220 para evitar que el fluido se filtre fuera de Ia cámara 216. Un mecanismo impulsor (no mostrado), tal como una banda, puede estar acoplado con el tubo 212 al exterior de Ia cámara 216 para girar el tubo 212 y el contra-rotor 214. Aunque los aparatos 1 10 y 210 están mostrados en las Figs. 4 y 5 con hileras circulares de protrusiones, las hileras en el alojamiento, el rotor y el contrarotor pueden tener cualquier configuración que permita al rotor girar dentro del alojamiento.

Las Figs. 6-9 muestran ejemplos de protrusiones que se pueden usar con cualquiera de los aparatos 10, 1 10 y 210 descritos antes con relación a las Figs. 1 -5. La Fig. 6 muestra las protrusiones 310 teniendo un perfil superior con forma de C. Las protrusiones son huecas y están dispuestas en dos hileras sobre el rotor. Las protrusiones con forma de C 310 se usan preferiblemente cuando es deseable inducir altos niveles de cavitación en el fluido. La Fig. 7 muestra las protrusiones 312 teniendo un perfil lateral con forma de J. Las protrusiones con forma de J 312 están colocadas adyacentes al borde periférico de Ia superficie frontal del rotor. La Fig. 8 muestra cuatro hileras de protrusiones con forma dentada separadas 314. Las hileras están colocadas en una relación desplazada de manera que las protrusiones 314 forman un patrón curvo radial. La Fig. 9 muestra protrusiones giratorias 316. Las protrusiones 316 tienen un extremo libre 318 y un extremo fijo 320 montado giratoriamente sobre Ia superficie frontal del rotor. El extremo fijo 320 tiene una abertura que recibe un perno 322 que se extiende desde el rotor. La invención descrita en Ia presente no se limita a ningún tipo particular de protrusiones, o a cualquier patrón particular de protrusiones. Toda las protrusiones y patrones mostrados en Ia presente son únicamente de ejemplo.

La Fig. 10 muestra una modalidad alternativa de un aparato 410 de acuerdo con Ia presente invención. El aparato 410 es sustancialmente idéntico a los aparatos 10, 1 10 y 210 descritos con relación a las modalidades mostradas en las Figs. 1 -5 excepto que Ia

salida 412 del alojamiento 414 está acoplada con un hidrociclón 416, o una centrífuga. El hidrociclón 416 tiene Ia forma general de un cono invertido con un cilindro que se extiende hacia arriba desde Ia base del cono. El hidrociclón 416 tiene una salida superior 418, una salida de fondo 420 y una entrada 422 acoplada con Ia salida del alojamiento 412. La entrada 422 está colocada cerca de Ia parte superior del hidrociclón 416.

En Ia operación, se enciende el motor 22 del aparato 10, mostrado en las Figs. 1 - 3. La entrada 32 recibe los componentes combinados colocados en un fluido, líquido no purificado, dos o más componentes colocados en el fluido, o combustible líquido. Los componentes combinados colocados en el fluido, líquido no purificado, dos o más componentes colocados en el fluido, o combustible líquido, entran a Ia cámara 30. El motor 22 gira Ia fecha 16 y el rotor 18 a una velocidad suficiente para provocar Ia cavitación del fluido dentro de Ia cámara 30 a medida que las protrusiones 20 se mueven a través del fluido. La velocidad de rotación de Ia flecha está preferiblemente entre 500 a 10,000 revoluciones por minuto. El fluido cavita debido a Ia reducción en Ia presión del fluido detrás de las protrusiones 20 a medida que las protrusiones se mueven a través del fluido. El fluido cavita de un líquido a un gas cuando Ia presión del fluido detrás de las protrusiones 20 se reduce por debajo de Ia presión de vapor del líquido. Se forma una pluralidad de burbujas de gas dentro del fluido debido a Ia cavitación. Estas burbujas de gas se mueven del área de baja presión de formación dentro de un área de Ia cámara 30 con mayor presión de fluido. Con Ia entrada a una región de una presión de fluido mayor que Ia presión de vapor del líquido, las burbujas de gas colapsan. Esta creación y colapso, o implosión, de las burbujas de gas crea ondas ultrasónicas dentro de Ia cámara 30. La potencia de las ondas ultrasónicas se ha medido al exterior del alojamiento 14 siendo de entre aproximadamente 40 dB a aproximadamente 60 dB por un dispositivo de medición de implosión de cavitación bien conocido vendido bajo Ia marca comercial Vibrotip®. Las ondas ultrasónicas son un factor principal en Ia separación de los componentes combinados dentro de un medio fluido, en Ia purificación del líquido al eliminar los organismos no deseados dentro del líquido, en Ia promoción de Ia interacción entre dos o más componentes, y en Ia mejora de Ia combustión del combustible líquido por vaporización del combustible líquido.

Las fuerzas adicionales dentro de Ia cámara 30 contribuyen a Ia separación de los componentes combinados dentro de un medio fluido, purificación de líquidos, promoción de Ia interacción entre dos o más componentes en un medio fluido, y Ia mejora de Ia combustión de un combustible líquido. Estas fuerzas incluyen Ia fuerza centrífuga que resulta de Ia rotación del rotor 18 dentro del fluido, Ia abrasión entre el fluido y los

componentes, la abrasión entre los componentes, y los impactos entre los componentes y las protrusiones 20. Los efectos combinados de estos factores contribuyen a Ia separación de los componentes combinados colocados dentro de un fluido, Ia purificación de líquidos, Ia promoción de Ia interacción entre dos o más componentes colocados dentro de un fluido, y Ia mejora de Ia combustión de un combustible líquido. Los componentes separados y el fluido, el líquido purificado, los componentes interactuados y el fluido, o el combustible líquido salen de Ia cámara 30 a través de Ia salida 34.

El aparato 1 10 mostrado en Ia Fig. 4 opera de Ia misma manera como se describió antes para el aparato 10 mostrado en las Figs. 1 -3. El aparato 210 mostrado en Ia Fig. 5 opera sustancialmente de Ia misma manera que el aparato 10 mostrado en las Figs. 1 -3 excepto que el aparato 210 tiene un tubo giratorio 212 y un contra-rotor 214. Un mecanismo impulsor (no mostrado) acoplado con el tubo 212 gira el tubo 212 y al contrarotor 214. El tubo 212 y el contra-rotor 214 preferiblemente giran en una dirección opuesta a Ia dirección de rotación del rotor 218, pero está dentro del alcance de Ia invención que el rotor 218 y en contra-rotor 214 giren en Ia misma dirección. Los componentes y el fluido entran a Ia cámara 216 a través del tubo 212.

El aparato 410 mostrado en Ia Fig. 10 tiene un alojamiento 414 con un rotor que opera de Ia misma manera que cualquiera de los aparatos 10, 1 10 y 210 descritos en las Figs. 1 -5. No obstante, después de que el fluido y los componentes salen por Ia salida 412 entran al hidrociclón 416. El fluido y los componentes que salen por Ia salida 412 y que entran al hidrociclón 416 giran alrededor de Ia pared interior de hidrociclón 416. La rotación somete al fluido y a los componentes a una fuerza centrífuga que divide los componentes con base en Ia densidad. Los componentes más pesados se mueven hacia afuera hacia Ia pared interior del hidrociclón 416 y caen en espiral hacia debajo de Ia pared a Ia salida del fondo 420. Los componentes más ligeros se mueven hacia el eje central del hidrociclón 416 y salen a través de Ia salida superior 418. Entonces, el hidrociclón 416 divide los componentes con diferentes densidades. El hidrociclón 416 particularmente está bien adecuado para dividir gas de líquido. Puede introducirse un ligero vacío en Ia salida superior 418 para inducir a los componentes más ligeros a salir a través de Ia salida superior 418.

Las Figs. 11A y 1 1 B muestran un método para separar componentes combinados. Si es necesario, los componentes combinados se descortezan en 510, se lavan en 512 y/o se trituran en 514 durante el comienzo del procedimiento de separación, como se muestra en Ia Fig. 1 1 A. los componentes combinados entonces se colocan en un medio fluido y se envían a un primer separador 516. El primer separador 516 tiene una cámara de cavitación 518, un fluido abrasivo 520, un componente abrasivo 522, una centrífuga

524 y un impactor 526. El separador puede tener una estructura como cualquiera de los aparatos 10, 1 10 y 210 descritos antes, y deberá apreciarse que Ia misma estructura puede desempeñar las etapas 518-526 simultáneamente.

En Ia cámara de cavitación 518, Ia cavitación se induce en el fluido como se describió antes con relación al aparato 10 mostrado en las Figs. 1 -3. Las ondas ultrasónicas resultantes de Ia creación e implosión de las burbujas de cavitación dentro del fluido es un factor en Ia separación de los componentes combinados. Las otras etapas en el separador 516 también son factores en Ia separación de los componentes combinados. El fluido abrasivo 520 induce Ia abrasión entre el fluido y los componentes combinados y el componente abrasivo 522 induce Ia abrasión entre los componentes combinados para separar los componentes. La abrasión entre los componentes combinados puede ser Ia abrasión entre los componentes individuales, o puede ser Ia abrasión entre unidades discretas de componentes combinados. La centrífuga 524 somete a los componentes combinados a Ia fuerza centrífuga y el impactor 526 somete a los componentes combinados a fuerzas de impacto para separar los componentes. Después de Ia separación, los componentes de colocan a través del medio fluido.

Los componentes separados salen del separador 516 y van a un divisor líquido- sólido 528 que divide componentes sólidos relativamente grandes del medio fluido. Los componentes sólidos de granulometría fina forman una suspensión con el fluido y no se dividen del fluido por el divisor líquido-sólido 528. El divisor líquido-sólido 528 puede ser un tamiz o cualquier otro aparato adecuado para dividir sólidos de líquido. Los componentes sólidos divididos del medio fluido se dividen por el secador 530 que también tiene Ia capacidad de separar además los componentes sólidos. Los componentes sólidos entonces se muelen en un molino 532 a un tamaño deseado. Alternativamente, los componentes sólidos que salen del divisor líquido-sólido 528 se colocan en un medio fluido y se envían al separador 534, en donde ocurren las mismas etapas que en el separador 516. El separador 534 separa además los componentes sólidos en Ia manera como se describió antes con respecto al separador 516. El fluido y los componentes sólidos separados van al divisor líquido-sólido 536 en donde los componentes sólidos relativamente grandes se dividen del fluido y se envían a un recolector 538. Los componentes sólidos de granulometría fina forman una suspensión con el fluido y no se dividen del fluido por el divisor líquido-sólido 536. Las suspensiones de fluido y componentes sólidos de granulometría fina que salen de los divisores líquido- sólido 528 y 536 se combinan en el separador 540. El separador 540 desarrolla las mismas etapas que el separador 516 y separa además los componentes combinados dentro del fluido. El fluido y los componentes que

salen del separador 540 fluyen dentro del separador 542 que desarrolla las mismas etapas que el separador 516. El separador 542 separa además los componentes combinados dentro del fluido. El fluido y los componentes que salen del separador 542 fluyen dentro de Ia centrífuga 544, que puede tener una estructura similar al hidrociclón descrito antes con relación a Ia Fig. 10. La centrífuga 544 somete al fluido y a los componentes a una fuerza centrífuga para dividir los componentes con base en Ia densidad. Los componentes más pesados que salen de Ia centrífuga 544 van al separador 546, mientras que los componentes más ligeros que salen de Ia centrífuga 544 van al recolector 548. Después de salir del separador 546, los componentes más pesados entran a Ia centrífuga 550 que de nuevo divide los componentes con base en Ia densidad. Los componentes más pesados que salen de Ia centrífuga 550 van al secador 552, mientras que los componentes más ligeros van al recolector 548. Cualquiera de los componentes más pesados o los más ligeros pueden procesarse adicionalmente para lograr un producto final deseado. Si los componentes más pesados resultantes son almidón o azúcar, entonces en lugar de ir al secador 552, pueden someterse a un procedimiento alternativo mostrado en Ia Fig. 11 B para convertir al almidón o azúcar en etanol. Para Ia producción de etanol, el almidón que sale de Ia centrífuga 550, mostrado en Ia Fig. 1 1 A, sigue Ia trayectoria B para someterse a hidrólisis, o licuefacción, en Ia estación 554, mostrada en Ia Fig. 1 1 B. El azúcar que sale de Ia centrífuga 550, mostrada en Ia Fig. 11 A, sigue Ia trayectoria A para someterse a fermentación en Ia estación 558, mostrada en Ia Fig. 1 1 B. para el almidón, en Ia estación 554 se calienta y se combina con enzimas para promover Ia hidrólisis. El almidón hidrolizado entonces se combina con las enzimas y se somete a sacarización en Ia estación 556 en donde el almidón hidrolizado se convierte en jarabe de azúcar. La hidrólisis en Ia estación 554 y Ia sacarización en Ia estación 556 pueden desarrollarse cada una por cualquiera de los aparatos 10, 1 10 y 210 mostrados en las Figs. 1 -5, y de acuerdo con el método de promoción de interacción mostrado en Ia Fig. 13 y descrito en Io siguiente con relación a Ia Fig. 13.

El jarabe de azúcar que sale de Ia estación 556 se combina con levadura y se somete a fermentación en Ia estación 558 (Ia etapa en donde inicia Ia salida del azúcar de Ia centrífuga 550). La fermentación del jarabe de azúcar produce etanol líquido. Un intercambiador de calor (no mostrado) se puede acoplar con el aparato que desarrolla Ia etapa de fermentación 558 para remover calor del aparato. Después de Ia fermentación, el etanol líquido va al divisor líquido-sólido 560. Los sólidos remanentes en el etanol líquido se dividen del etanol y se someten a tratamiento de enzimas en Ia etapa 562 para hidrolizar y sacarizar los sólidos convirtiéndolos en jarabe de azúcar. Esta azúcar

entonces se somete a fermentación en Ia estación 558. La etapa 562 puede desarrollarse de una manera substancialmente similar a las etapas 554 y 556.

El etanol líquido que sale del divisor líquido-sólido 560 comienza un procedimiento de destilación en el separador 564, que tiene sustancialmente Ia misma configuración que el separador 516. Un calentador (no mostrado) puede acoplarse con el separador 564 para calentar el líquido. Preferiblemente, el calentador calienta el etanol líquido a aproximadamente 80 grados Celsius. El etanol líquido puede calentarse antes de entrar al separador 564 al pasar a través de una bobina de cobre sumergida en agua calentada por energía solar. El separador 564 induce Ia cavitación dentro del etanol líquido. La creación e implosión rápidas de las burbujas de cavitación dentro del etanol líquido Io convierte en vapor de etanol, no obstante, parte del líquido puede salir del separador 564 con el vapor de etanol. El líquido remanente puede ser etanol líquido y/o líquido añadido en una etapa previa que puede no convertirse en etanol. El líquido y el vapor de etanol salen del separador 564 y van a Ia centrífuga 566, que puede tener una estructura similar al hidrociclón mostrado en Ia Fig. 10. La centrífuga 566 somete al líquido y al vapor de etanol a una fuerza centrífuga que divide al vapor de etanol del líquido. El líquido que sale de Ia centrífuga 566 se recolecta por el recolector 572 en donde se desecha o envía para someterse a un segundo procedimiento de destilación para recuperar cualquier etanol remanente dentro del líquido. El vapor de etanol que sale de Ia centrífuga 566 va a un condensador 568 que condensa al vapor en líquido. El etanol líquido se recolecta por el recolector 570.

Los componentes combinados que se separan por el procedimiento mostrado en las Figs. 1 1 A y 1 1 B pueden ser sólidos, líquidos, gases o cualquier combinación de los tres. Para Ia separación de sólidos, el porcentaje de sólidos en el medio fluido es preferiblemente aproximadamente 10-40% en volumen. El procedimiento de separación puede afectarse al variar el porcentaje de sólidos colocados dentro del medio fluido. Un mayor porcentaje de sólidos en el medio fluido resulta en una abrasión incrementada entre los componentes sólidos, pero en un número disminuido de impactos entre las protrusiones y los componentes. Un menor porcentaje de sólidos en el medio fluido resulta en una abrasión disminuida entre los componentes sólidos, y un número incrementado de impactos entre las protrusiones y los componentes. El porcentaje en volumen de sólidos en el medio fluido puede variarse como sea necesario para una separación óptima del tipo de componentes que se están separando.

Otros factores externos que pueden afectar el procedimiento de separación mostrado en las Figs. 11A y 1 1 B incluyen el nivel de pH, Ia viscosidad y Ia temperatura del medio fluido o de los componentes. A medida que el nivel de pH se mueve de neutro

a ácido o alcalino, el potencial de hidrógeno permite una mayor actividad atómica que puede acelerar Ia separación. Las fuerzas (cavitación, abrasión de fluido, abrasión del componente, centrífuga y de impacto) generadas dentro de los separadores promueven Ia actividad atómica al facilitar el contacto entre el medio fluido y los componentes combinados. Un incremento en Ia viscosidad del medio fluido reduce los efectos de Ia cavitación dentro del fluido al restringir Ia formación, implosión y movimiento de las burbujas de cavitación. Un incremento en Ia temperatura incrementa los efectos de cavitación dentro del fluido al reducir Ia atracción de las moléculas del líquido e incrementando así Ia presión de vapor del medio fluido. Las burbujas de cavitación se forman más frecuentemente cuando Ia presión de vapor del medio fluido se incrementa debido a que es necesaria una menor reducción en Ia presión para reducir Ia presión del fluido por debajo de Ia presión de vapor incrementada.

El método de separación mostrado en las Figs. 1 1 A y 11 B puede usarse para separar los componentes combinados de un grano de maíz, a saber, el endospermo, pericarpio y germen. Si se desea el maíz se descorteza en un descortezador 510, se lava en una lavadora 512 y se tritura en una trituradora 514 antes de enviarlo al separador 516. El separador 516 separa al endospermo, al germen y al pericarpio por el método descrito antes. El endospermo tiene una granulometría fina y entonces forma una suspensión con el fluido después de Ia separación. Preferiblemente, Ia mezcla de fluido y granos de maíz que entra al separador 516 es aproximadamente 10 a 20% de granos de maíz por volumen. El separador 516 preferiblemente tiene una construcción como el aparato 10 mostrado en las Figs. 1-3. Para Ia separación del maíz, el rotor preferiblemente tiene una hilera de protrusiones. El diámetro de Ia hilera es preferiblemente aproximadamente 124 milímetros y el diámetro de las protrusiones aproximadamente 9.5 milímetros. Preferiblemente, Ia altura de las protrusiones es aproximadamente 15 milímetros y el espesor del rotor es aproximadamente 10 milímetros. Existe una distancia de aproximadamente 10 milímetros entre las protrusiones. Preferiblemente, el rotor gira a una velocidad de entre aproximadamente 2500 a 4500 revoluciones por minuto, y en una modalidad más preferida a una velocidad de aproximadamente 3600 revoluciones por minuto. El procedimiento de separar el endospermo, el germen, y el pericarpio ocurre dentro de aproximadamente dos minutos. También, no es necesario remojar los granos de maíz en agua o en una solución acida antes de Ia separación como en los procedimientos de separación convencionales.

Para separar el maíz de acuerdo con el método mostrado en las Figs. 1 1A y 1 1 B, el separador 516 podría reemplazarse por una pluralidad de separadores acoplados conjuntamente cada uno teniendo una estructura similar al aparato 10. En esta

configuración cada separador subsiguiente en Ia serie tiene una distancia gradualmente reducida entre las protrusiones. Pueden existir ocho separadores acoplados reemplazando el separador 516, en donde Ia distancia entre las protrusiones se reduce gradualmente de 10 milímetros a 7.5 milímetros. El divisor líquido-sólido 528 divide al germen y al pericarpio del fluido y Ia suspensión de endospermo después de Ia separación del endospermo, germen y pericarpio. El germen y el pericarpio van al secador 530, que es preferiblemente un sistema desecado por aire caliente a 60 grados Celsius del tipo neumático que tiene Ia capacidad de dividir al pericarpio del germen. El pericarpio y germen pueden entonces molerse por separado en el molino 532 para cumplir los requerimientos del mercado. El fluido y Ia suspensión de endospermo van al separador 540.

El separador 540 induce Ia cavitación dentro del fluido y Ia suspensión de endospermo para separar el almidón y Ia proteína de las células de endospermo. Preferiblemente, el separador 540 tiene una estructura similar al aparato 10 excepto porque tiene un rotor con dos hileras de protrusiones. Los separadores 542 y 546 separan cada uno al almidón y Ia proteína que está unida. Las centrífugas 544 y 550 dividen al almidón y Ia proteína separados. Las centrífugas tienen preferiblemente Ia misma estructura que el hidrociclón mostrado en Ia Fig. 10. Las centrífugas 544 y 550 someten al almidón y Ia proteína separados a una fuerza centrífuga que divide al almidón y Ia proteína. El almidón, que es más pesado que Ia proteína, viaja alrededor de Ia pared interior de las centrífugas 544 y 550 y sale al fondo de las centrífugas con el fluido. La proteína sale a través de Ia parte superior de las centrífugas 544 y 550 y va al recolector 548.

Después de salir de Ia centrífuga 550, el almidón puede ya sea ir al secador 552, o puede ser hidrolizado, sacarizado, fermentado y destilado para producir etanol de acuerdo con las etapas descritas antes y mostradas en Ia Fig. 1 1 B. el procedimiento de separación de maíz descrito en Ia presente puede recuperar 20% más de etanol del maíz que cualquier procedimiento de producción de etanol de maíz convencional debido a que el almidón no está degradado por el remojo de los granos de maíz antes de Ia separación. Además, los componentes retienen sus características originales debido a que no se trituran por un molino o desgerminador antes de Ia separación.

El método de separación mostrado en Ia Fig. 1 1A puede usarse también para producir atole de maíz. El maíz se coloca en agua y se envía a través del separador 516 que separa al germen, pericarpio y endospermo. El divisor líquido-sólido 528 divide al germen y al pericarpio del fluido y Ia suspensión de endospermo. El germen y el pericarpio van al secador 530 y al molino 532. El endospermo se digiere y se seca

produciendo polvo de atole. El atole producido de acuerdo con los métodos convencionales contiene azufre porque el maíz se remoja en una solución de azufre. El atole producido de acuerdo con el método descrito en Ia presente no contiene azufre porque el maíz no se remoja en una solución de azufre. Por Io tanto, el atole producido de acuerdo con el método presente es más saludable y sabe mejor que el atole producido de acuerdo con los métodos convencionales.

Los granos de café pueden también separarse de acuerdo con el método mostrado en Ia Fig. 1 1 A. Los componentes combinados de un grano de café son Ia cascara, pulpa, mucílago, pergamino y semilla. El procedimiento convencional para separar los componentes de un grano de café requieren las etapas de despulpar el grano, fermentar Ia semilla para aflojar el mucílago, lavar Ia semilla para remover el mucílago, secar Ia semilla, y descascarar Ia semilla para remover el pergamino. Toma típicamente aproximadamente de 1 al 7 días desarrollar estas etapas. El separador 516 del método mostrado en Ia Fig. 11A separa los componentes de un grano de café en únicamente 7 a 10 segundos. Adicionalmente, después de que un grano de café se separa de acuerdo con el método mostrado en Ia Fig. 1 1 A, Ia semilla de café requiere menos tiempo para secar debido a que está expuesta al agua por menos tiempo que en un procedimiento convencional. El método presente también produce semillas de café de mayor calidad debido a que no están sujetas a Ia acción de trituración de un molino de despulpamiento ni tampoco a un procedimiento de fermentación típico. El método actual para el procesamiento del café cuesta aproximadamente 30% menos que los métodos convencionales debido a Ia eficiencia incrementada.

Preferiblemente, para Ia separación del café Ia mezcla de fluido a granos de café es aproximadamente 15 a 22% de granos de café por volumen. Preferiblemente, el primer separador es un aparato como se muestra en las Figs. 1 -3 con un rotor como se describe en Io siguiente y una distancia entre las protrusiones de aproximadamente 50% mayor que Ia semilla de café más larga para asegurar que no se dañan las semillas. Existe una variedad de rotores diferentes que son suficientes para Ia separación del café de acuerdo con el método mostrado en Ia Fig. 11 A. Un tipo de rotor tiene tres hileras de protrusiones con cada hilera teniendo un diámetro respectivo de 20 centímetros, 30 centímetros y 40 centímetros. Las protrusiones son cilindricas con un diámetro de aproximadamente 10 milímetros. La distancia entre las protrusiones disminuye de aproximadamente 15 milímetros en Ia primera hilera a aproximadamente 10 milímetros en Ia tercera hilera. Un segundo tipo de rotor tiene 19 protrusiones cilindricas cada una teniendo un diámetro de aproximadamente .953 centímetros (.375 pulgadas). Las protrusiones están adyacentes al borde periférico de un rotor que tiene un diámetro de

aproximadamente 124 mm. Existe una distancia entre las protrusiones de aproximadamente 9 milímetros. Un tercer tipo de rotor tiene 21 protrusiones cilindricas cada una teniendo un diámetro de aproximadamente .953 centímetros (.375 pulgadas). Las protrusiones están adyacentes al borde periférico de un rotor que tiene un diámetro de aproximadamente 124 milímetros. Existe una distancia entre las protrusiones de aproximadamente 7.5 milímetros. Un cuarto tipo de rotor tiene 20 protrusiones con un perfil superior con forma de C, como se muestra en Ia Fig. 6, cada una teniendo un diámetro de aproximadamente 9.5 milímetros. Las protrusiones están adyacentes al borde periférico de un rotor que tiene un diámetro de aproximadamente 124 milímetros. Existe una distancia entre las protrusiones de aproximadamente 7.5 milímetros. Un quinto tipo de rotor tiene 14 protrusiones con un perfil superior con forma de C, como se muestra en Ia Fig. 6, cada una teniendo un diámetro de aproximadamente 1.27 centímetros (.5 pulgadas). Las protrusiones están adyacentes al borde periférico de un rotor tiene un diámetro de aproximadamente 124 mm. Existe una distancia entre las protrusiones de aproximadamente 16 milímetros. Un sexto tipo de rotor tiene 20 protrusiones cónicas cada una teniendo un diámetro de base de aproximadamente 12 milímetros y un diámetro de corona de aproximadamente 4 milímetros. Las protrusiones están adyacentes al borde periférico de un rotor que tiene un diámetro de aproximadamente 125 mm. Un séptimo tipo de rotor tiene 24 protrusiones cónicas cada una teniendo un diámetro de base de aproximadamente 9.5 milímetros y un diámetro de corona de aproximadamente 4 milímetros. Las protrusiones están adyacentes al borde periférico de un rotor que tiene un diámetro de aproximadamente 124 milímetros.

Después de que las semillas, Ia pulpa, el mucílago, el pericarpio y el pergamino de los granos de café se separan por el separador 516, las semillas se dividen de Ia pulpa, mucílago, pericarpio y pergamino mediante un divisor. El divisor puede ser un tamiz, o una serie de tamices diseñados para dividir los diversos componentes con base en el tamaño. Las semillas de café entonces se secan, se gradan y se empacan para embarque. La pulpa, el mucílago, el pericarpio y el pergamino se envían a otro separador preferiblemente teniendo una estructura similar al aparato 10 mostrado en las Figs. 1 -3. Los componentes separados entonces van a un divisor que divide Ia pulpa y el mucílago del pergamino y pericarpio. La pulpa y el mucílago pueden fermentarse para Ia producción de etanol como se describió antes con relación a Ia Fig. 1 1 B, o usarse para producir gas metano. El pergamino y el pericarpio preferiblemente se someten a un procedimiento de extracción que extrae sustancias nutracéuticas y/o fibras de los componentes.

El método mostrado en las Figs. 11A y 1 1 B puede usarse también para separar el almidón y las células de una raíz de mandioca. La raíz de mandioca preferiblemente se descorteza en el descortezador 510, se lava en Ia lavadora 512 y se tritura en Ia trituradora 514 antes de colocarse en agua. La proporción de agua y raíz de mandioca triturada es aproximadamente 25 a 35% de raíz de mandioca por volumen. La raíz de mandioca se envía a través del separador 516 que preferiblemente tiene una estructura similar al aparato 10 mostrado en las Figs. 1 -3. Después de separador 516, el almidón separado de Ia biomasa de mandioca sólida forma una suspensión con el agua. La biomasa de mandioca sólida, agua y almidón van al divisor líquido-sólido 528 en donde el almidón y Ia suspensión de agua se dividen de Ia biomasa de mandioca sólida. El almidón y Ia suspensión de agua van al separador 540. La biomasa de mandioca sólida se coloca en agua y va al separador 534 para una separación adicional de almidón y biomasa de mandioca sólida. El divisor líquido-sólido 536 divide al almidón ya Ia suspensión de agua que salen del separador 534 de Ia biomasa de mandioca sólida. La biomasa de mandioca sólida va al recolector 538 y el almidón y Ia suspensión de agua van al separador 540 en donde se combina con el almidón y Ia suspensión de agua del divisor 528. Del separador 540, el procedimiento continúa como se describió antes con respecto a Ia separación del maíz. Preferiblemente, los separadores tienen rotores con protrusiones que tienen un diámetro de aproximadamente 9.5 milímetros y una distancia entre las protrusiones de aproximadamente 10 milímetros. Para Ia separación de Ia raíz de mandioca cualquiera de los separadores puede tener también un rotor de hilera dual con un contra-rotor para mejorar el rompimiento de Ia raíz.

El método mostrado en las Figs. 11A y 11 B puede usarse para separar caña de azúcar del jugo de Ia caña de azúcar. El procedimiento convencional para recuperar jugo de caña de azúcar de Ia caña de azúcar comprende triturar o laminar Ia caña de azúcar para extraer el jugo de Ia caña. Entonces, Ia caña ya sea se desecha o se rédela, en donde cualquier juego de caña que resida aún en Ia caña se pierde. El método mostrado en las Fig. 11A y 11 B recupera aproximadamente 9.5% del jugo de caña de azúcar por peso de caña de azúcar sólida que se desecha después de un procedimiento de extracción de jugo de caña convencional.

De acuerdo con el método de separación de Ia Fig. 1 1 A, primero, Ia caña de azúcar se tritura en el triturador 514 y se recolecta cualquier jugo de caña de azúcar extraído durante Ia trituración. Entonces, Ia caña de azúcar triturada se coloca en agua y se envía a través del separador 516, que puede tener una estructura similar al aparato 10 mostrado en las Figs. 1 -3. Preferiblemente, Ia mezcla de agua y caña de azúcar es aproximadamente 25 a 35% de caña de azúcar por volumen. El separador 516 separa el

jugo de caña de azúcar de Ia caña de azúcar a través de los factores descritos antes. El divisor líquido-sólido 528 divide Ia caña de azúcar sólida del agua y jugo de caña. La caña de azúcar sólida de nuevo se coloca en agua y se envía a través del separador 534 que separa además el jugo de caña de azúcar de Ia caña de azúcar. El divisor del líquido- sólido 536 divide el jugo de caña de azúcar y Ia caña de azúcar que sale del separador 534. La caña de azúcar sólida va al recolector 538 en donde se puede usar como agregado o en Ia producción de papel. El jugo de caña de azúcar puede procesarse en azúcar cristalina, o puede fermentarse y destilarse para producir etanol como se describió antes con respecto a las etapas 558-572. El jugo de remolacha de azúcar puede separarse de una remolacha de azúcar de Ia misma manera como se describió antes para separar el jugo de caña de azúcar de Ia caña de azúcar.

El método mostrado en Ia Fig. 1 1 A puede también usarse para separar impurezas gaseosas de líquidos. Por ejemplo, el método puede usarse para separar dióxido de azufre, u otras impurezas gaseosas, del combustible líquido. El dióxido de azufre es un compuesto presente en el combustible que se libera a Ia atmósfera con Ia combustión y es dañino tanto para Ia salud como para el medio ambiente. Para separar el combustible y el dióxido de azufre de acuerdo con el método mostrado en Ia Fig. 1 1 A, el combustible que contiene el dióxido de azufre se envía directamente a un separador acoplado con una centrífuga tal como 542 y 544. Preferiblemente, el aparato 410 como se muestra en Ia Fig. 10 se usa para Ia separación de bióxido de azufre y combustible. El separador induce Ia cavitación dentro del combustible líquido. La cavitación incrementa Ia formación de burbujas de gas de dióxido de azufre dentro del combustible. La centrífuga somete al combustible a Ia fuerza centrífuga que separa al dióxido de azufre gaseoso del combustible líquido. Preferiblemente, el dióxido de azufre gaseoso sale a través de Ia parte superior de Ia centrífuga y el combustible purificado sale a través del fondo de Ia centrífuga. Tanto el gas como el combustible pueden recolectarse en un recolector.

El método mostrado en Ia Fig. 1 1 A puede usarse también para separar tierra y toxinas de granos. Para Ia separación, los granos cubiertos con tierra y toxinas se colocan en agua y se envían a través del separador 516. El separador separa los granos, tierra y toxinas. El divisor líquido-sólido 528 divide los granos limpios de Ia tierra y toxinas, que permanecen suspendidas en el agua. El divisor líquido-sólido 528 puede ser un tamiz. Los granos limpios se secan en el secador 530 y se procesan como se desee. El método puede también usarse para descontaminar agua residual al separar el agua de los contaminantes. Por ejemplo, el método puede usarse para separar compuestos cianogénicos del agua residual del procesamiento del almidón de mandioca.

El método mostrado en Ia Fig. 1 1A también puede usarse para separar cualesquiera componentes de tejidos vegetales o animales. Los tejidos vegetales o animales se procesan y seleccionan, se colocan en agua y se envían a través del separador 516 para Ia separación de los componentes del tejido. Los componentes del tejido entonces se dividen preferiblemente por cualquier método, se lavan, se secan y se empacan.

Los frijoles de soya pueden también separarse de acuerdo con el método mostrado en Ia Fig. 1 1 A. El método de separación del frijol de soya descrito en Ia presente reduce en gran medida el número de etapas y equipo requerido por los métodos tradicionales. Los componentes combinados del frijol de soya son Ia cascara, germen y endospermo. Los frijoles de soya se colocan en agua y se envían a través del separador 516. El separador 516 separa Ia cascara, el germen y el endospermo. El divisor líquido- sólido 528 puede usarse para dividir Ia cascara, germen y endospermo. El divisor líquido- sólido 528 puede ser un tamiz o una serie de tamices dimensionados para dividir los componentes. El método puede también usarse para separar los componentes combinados de otros frijoles, granos tales como sorgo, jugo de pina de las fibras de pina y almidón de papas.

La Fig. 12 muestra un método para purificar líquidos de acuerdo con Ia presente invención. Si existen sólidos suspendidos en el líquido, el líquido preferiblemente se somete al método de pretratamiento de las etapas 610-614. Si no hay sólidos suspendidos en el líquido, entonces el líquido puede ir directamente a Ia cámara de cavitación 616. De acuerdo con el método de pretratamiento, el líquido va a un hidrociclón 610 que ayuda a dividir al líquido de los sólidos como se analizó antes con relación al aparato mostrado en Ia Fig. 10. Enseguida, el líquido se somete a tratamiento químico 612, que preferiblemente comprende añadir productos químicos de coagulación que unen al sedimento en el líquido y promueven el asentamiento del sedimento. Un tanque de sedimentación 614 mantiene a líquido por una cantidad de tiempo suficiente para permitir a los productos químicos y al sedimento asentarse en el fondo del tanque. El líquido en el tanque de sedimentación 614 entonces va a Ia cámara de cavitación 616 en donde se induce Ia cavitación dentro del líquido para eliminar a los organismos no deseados en el líquido. Los organismos no deseados se eliminan por Ia creación e implosión rápidas de las burbujas de cavitación formadas dentro del líquido. La cámara de cavitación 616 puede tener una estructura similar a cualquiera de los aparatos 10, 1 10 y 210 descritos con relación a las Figs. 1 -5. La cavitación puede eliminar a los organismos por lisis celular. Si el líquido a ser purificado es agua, Ia cavitación y alta temperatura generadas por Ia cavitación preferiblemente promueven Ia ozonización del

agua. El ozono elimina a los organismos no deseados dentro del líquido. Después de que los organismos no deseados dentro del líquido se eliminaron, el líquido se filtra en el filtro 618 para remover cualquier particulado fino remanente en el líquido antes de que el líquido salga por el grifo 620. Preferiblemente, Ia cámara de cavitación del procedimiento mostrado en Ia Fig. 12 tiene una estructura similar a cualquiera de los aparatos mostrados en las Figs. 1 -5. Preferiblemente, un aparato usado en el procedimiento de Ia Fig. 12 tiene protrusiones con un perfil superior con forma de C, como se muestra en Ia Fig. 6, para maximizar Ia cavitación dentro del líquido. Un aparato como se muestra en las Figs. 1 -5 se puede instalar dentro de un hogar u oficina para purificar agua que entra al edificio de una línea de abastecimiento público de agua. Preferiblemente, un aparato instalado para Ia purificación de agua de hogar u oficina tendrá una entrada menor que 1.27 centímetros (.5 pulgadas) y una salida de alrededor de 1.90 centímetros (.75 pulgadas). Un aparato como se muestra en las Figs. 1 -5 puede también instalarse dentro de una línea de distribución de agua para purificar el agua en Ia misma. El líquido que se purifica usando el método mostrado en Ia Fig. 12 puede ser agua, jugo o cualquier otro líquido que requiera purificación. Por ejemplo, este procedimiento de purificación puede usarse en lugar de o en adición a Ia pasteurización para purificar jugo o leche. El procedimiento de purificación descrito en Ia presente es ventajoso porque el líquido no se calienta y por Io tanto el sabor del líquido no cambia. El procedimiento de purificación mostrado en Ia Fig. 12 puede usarse también para purificar agua residual.

El método de purificación de Ia Fig. 12 puede usarse para purificar líquido usado para transferencia de calor. Organismos no deseados pueden florecer en el agua u otros líquidos usados para Ia transferencia de calor. Es deseable eliminar estos organismos no deseados para evitar Ia enfermedad entre los individuos que pueden entrar en contacto con el líquido. Cuando se usa líquido para propósitos de calentamiento, una cámara de cavitación y una centrífuga pueden recibir al líquido de un intercambiador de calor, purificar el líquido, entonces enviar al líquido a un calentador. El líquido entonces va del calentador al intercambiador de calor y de regreso a Ia cámara de cavitación. Cuando se usa líquido para propósitos de enfriamiento, una cámara de cavitación puede recibir al líquido de un intercambiador de calor, purificar al líquido, entonces enviar al líquido a una torre de enfriamiento. El líquido entonces va de Ia torre de enfriamiento al intercambiador de calor y de regreso a Ia cámara de cavitación. La purificación del líquido puede incrementar Ia eficiencia del procedimiento de intercambio de calor al elevar Ia capacidad calorífica específica del líquido.

La Fig. 13 muestra un método para promover Ia interacción entre dos o más componentes de acuerdo con Ia presente invención. Los componentes se colocan en un medio fluido y se envían a un promotor de interacción 710. El promotor de interacción 710 tiene una cámara de cavitación 712, un fluido abrasivo 714, un componente abrasivo 716, una centrífuga 718 y un impactor 720. El promotor de interacción puede tener una estructura como cualquiera de los aparatos 10, 110 y 210 descritos antes con relación a las Figs. 1 -5, y deberá apreciarse que una estructura simple puede desarrollar simultáneamente las etapas 712-720. La cámara de cavitación 712 induce Ia cavitación en el fluido para promover Ia interacción entre los componentes. El fluido abrasivo 714 induce Ia abrasión entre el fluido de los componentes y el componente abrasivo 716 induce Ia abrasión entre los componentes para promover Ia interacción entre los componentes. La centrífuga 718 somete los componentes a fuerza centrífuga que promueve Ia interacción entre los componentes, y el impactor 720 somete a los componentes a una fuerza de impacto para promover Ia interacción entre los componentes. Con Ia salida del promotor de interacción 710, los componentes interactuados se recolectan en un recolector 722. Los componentes que interactúan pueden ser sólidos, líquidos, gaseosos, o cualquier combinación de los tres.

El método de Ia Fig. 13 puede usarse para promover cualquier reacción química o física, tal como una reacción de hidrólisis. Por ejemplo, el método puede usarse para promover Ia interacción de enzimas y almidón para el propósito de hidrolizar al almidón. El almidón y las enzimas se colocan en un medio fluido y se envían a través del promotor de interacción 710. La cavitación, abrasión, y otras fuerzas generadas dentro del promotor de interacción promueven Ia interacción del almidón y las enzimas resultando en Ia hidrólisis del almidón. El método de Ia Fig. 13 puede usarse además para promover Ia sacarización del almidón hidrolizado para crear un jarabe de azúcar. El almidón hidrolizado y las enzimas se colocan en un medio fluido y se envían a través del promotor de interacción 710 que promueve Ia interacción de las enzimas y el almidón hidrolizado. La cavitación, abrasión, y otras fuerzas generadas dentro del promotor de interacción promueven Ia interacción del almidón hidrolizado y las enzimas para crear un jarabe de azúcar. El jarabe de azúcar entonces se recolecta en el recolector 722.

El método de Ia Fig. 13 puede también usarse para Ia nixtamalización del maíz. En un procedimiento típico de nixtamalización el maíz se cuece en una solución alcalina para separar al pericarpio del maíz y dextrinizar al almidón en el endospermo del maíz. El maíz nixtamalizado es más fácil de moler en harina y el almidón dextrinizado es más nutritivo. Para nixtamalizar maíz de acuerdo con el método presente de promoción de interacción, el maíz se coloca en una solución alcalina preferiblemente comprendiendo

óxido de calcio y agua. El maíz y Ia solución alcalina se calientan y entonces se envían al promotor de interacción 710 para promover Ia interacción entre el maíz y Ia solución alcalina. El maíz se nixtamaliza debido a los efectos combinados de las fuerzas generadas dentro del promotor de interacción que promueve Ia interacción con Ia solución alcalina. Los componentes del maíz pueden también separarse por Ia cavitación, abrasión y fuerzas centrífugas y de impacto como se analizó antes con respecto al método de separación de maíz. Después de salir del promotor de interacción 710, el maíz va a un secador (no mostrado). El maíz puede ser nixtamalizado dentro de aproximadamente 5 minutos de acuerdo con el método mostrado en Ia Fig. 13. Usando métodos convencionales, Ia nixtamalizacion del maíz toma aproximadamente 12 horas.

También es posible emulsificar, encapsular y homogeneizar sustancias de acuerdo con el método para promover Ia interacción mostrado en Ia Fig. 13. Por ejemplo, el método puede usarse para producir puré de plátano de plátanos, crema de coco de cocos y caldo de carne de carne. El método puede usarse para emulsificar jugos de frutas, helados, salsas, pastas farmacéuticas, pastas químicas y carne para embutidos. El método puede usarse para promover Ia interacción de leche, jugos de frutas y pulpa de frutas con productos adicionales antes del empaque. El método puede también usarse para acelerar una reacción química o física que ocurra como resultado de Ia interacción de dos o más componentes. Por ejemplo, el método puede usarse para acelerar Ia conversión de madera en pulpa en donde los componentes para Ia interacción comprenden madera y uno o más productos químicos.

La Fig. 14 muestra un método para mejorar Ia combustión del combustible líquido por Ia vaporización del combustible líquido. La vaporización del combustible líquido mejora Ia combustión porque Ia proporción de aire a combustible está distribuida más uniformemente a través de una cámara de combustión 814. Para vaporizar combustible de acuerdo con el método presente, el combustible se envía a través de una cámara de cavitación 810 en donde se induce Ia cavitación en el combustible. La creación e implosión rápidas de las burbujas de cavitación dentro del combustible vaporiza al combustible. Después de salir de Ia cámara de cavitación 810 parte del combustible líquido puede permanecer, por Io tanto una centrífuga 812 somete a Ia combinación de combustible vaporizado y líquido a Ia fuerza centrífuga dividiendo al combustible vaporizado del combustible líquido. La centrífuga 812 puede tener una estructura similar que el hidrociclón mostrado en Ia Fig. 10. El combustible vaporizado se mezcla con oxígeno y se hace Ia combustión en una cámara de combustión 814 y el combustible líquido se recicla de regreso a Ia cámara de cavitación 810. Cualquier aparato mostrado

en las Figs. 1 -10 puede usarse para mejorar Ia combustión del combustible líquido de acuerdo con el método mostrado en Ia Fig. 14.

A partir de Io anterior se podrá observar que esta invención es una bien adaptada para obtener todos los fines y objetivos establecidos en Ia presente invención, conjuntamente con las otras ventajas que son obvias y que son inherentes a Ia invención. Debido a que pueden realizarse muchas modalidades posibles de Ia invención sin separarse del alcance de Ia misma, se entenderá que toda Ia materia asentada o mostrada en Ia presente en los dibujos que Ia acompañan deberá interpretarse como ilustrativa, y no en un sentido limitativo. En tanto que se han mostrado y analizado modalidades específicas, pueden por supuesto realizarse diversas modificaciones, y Ia invención no se limita a las formas específicas o arreglo de las partes y etapas descritas en Ia presente, excepto a tal grado que dichas limitaciones estén incluidas en las reivindicaciones siguientes. Además, deberá entenderse que ciertas características y subcombinaciones son de utilidad y pueden emplearse sin referencia a otras características y subcombinaciones. Esto se contempla por y está dentro del alcance de las reivindicaciones.