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アルコール製造方法 NEW

国内特許コード P170014096
整理番号 (S2014-0523-N0)
掲載日 2017年5月9日
出願番号 特願2015-562894
出願日 平成27年2月17日(2015.2.17)
国際出願番号 JP2015054324
国際公開番号 WO2015122538
国際出願日 平成27年2月17日(2015.2.17)
国際公開日 平成27年8月20日(2015.8.20)
優先権データ
  • 特願2014-027308 (2014.2.17) JP
発明者
  • 田丸 浩
出願人
  • 国立大学法人三重大学
発明の名称 アルコール製造方法 NEW
発明の概要 セルロース含有原料から効率的にアルコールを製造するための、新規な方法を提供することを課題とする。セルロース含有原料を基質として、セルロソーム生産菌とアルコール発酵菌を同一容器内で培養してアルコールを製造する。
従来技術、競合技術の概要


近年、稲わら、バッカス、植物残渣等のバイオマスからエタノール、ブタノール等のアルコールを製造する様々な技術が開発されている。バイオマスからクロストリジウム属の微生物によりアルコールを製造する技術として、例えば特許文献1では、クロストリジウムフィトフェルメンタスやクロストリジウムセルロボランス等のクロストリジウム株を第1の微生物として、リグノセルロース系バイオマスを発酵させ、さらにサッカロミセス・セレビシエ等の第2の微生物によりヘキソースまたはペントースサッカリドの発酵をさせることで、エタノール等の発酵最終生成物を得る方法が開示されている。また、特許文献2では、サトウキビ、テンサイ、カエデ等の植物物質を再生可能な出発物質の一つとして挙げており、これをクロストリジウムアセトブチリカム(Clostridium acetobutylicum)またはこれらの変異体の存在下で発酵させることにより、ブタノールを含む混合物を製造させ、これからtert-ブチルヒドロペルオキシドを製造し、単離する技術が開示されている。さらに柑橘類由来原料をバイオマスとする技術として、特許文献3では、柑橘類の果実、絞り粕等に由来する多糖類をクロストリジウム属等の微生物によりエタノール、ブタノール等のコモディケミカルに変換する方法が開示されている。また、特許文献4では、柑橘類の廃棄物等のリグノセルロース性の原料をAspergilus、Clostridium等の属に属している微生物で分解し、エタノール等のリグノセルロース性の原料の分解物を含む組成物を得ることが開示されている。



特許文献5にもセルロース分解菌とアルコール発酵菌を利用したアルコールの製造方法が提案されているが、高温での反応が必要であり、製造に伴う消費エネルギー及び製造コストの面で改善が望まれる。また、セルロース分解菌がセロビオースまでしか分解できず、アルコール発酵菌の炭素源であるグルコースを得るため、遺伝子組換えによってセルロース分解菌にグリコシダーゼ(セロビオース分解酵素)を発現させている。一方、特許文献6に開示されたアルコール等の製造方法ではセルロースの分解及びアルコール発酵を順次行っており、効率的な製造方法とはいえない。



既報の技術により、様々なバイオマスからアルコール(エタノール、ブタノールなど)を製造可能な状況にある。しかしながら、効率化及び製造コストの低減に対する要望は依然として高く、一層効率的なアルコールの製造方法の提供が望まれる。

産業上の利用分野


本発明はセルロース含有原料からアルコールを製造する方法に関する。さらに詳しくは、セルロソーム生産菌及びアルコール発酵菌を利用したアルコール製造方法及びそれに使用するシステムに関する。本出願は、2014年2月17日に出願された日本国特許出願第2014-027308号に基づく優先権を主張するものであり、当該特許出願の全内容は参照により援用される。

特許請求の範囲 【請求項1】
セルロース含有原料を基質として、セルロソーム生産菌とアルコール発酵菌を同一容器内で培養すること、を特徴とするアルコール製造方法。

【請求項2】
ヘミセルロースを含まない基質の場合はセルロソーム生産菌とアルコール発酵菌とを同時に投入し、セルロース及びヘミセルロースを含有する基質の場合はセルロソーム生産菌を投入した後にアルコール発酵菌を投入すること、を特徴とする請求項1に記載のアルコール製造方法。

【請求項3】
前記セルロース含有原料はセルロースとヘミセルロースを含有し、セルロースとヘミセルロースの含有比に応じて、セルロソーム生産菌とアルコール発酵菌の投入時期を決定すること、を特徴とする請求項1に記載のアルコール製造方法。

【請求項4】
前記セルロソーム生産菌によるセルロース又はヘミセルロースの分解と前記アルコール発酵菌によるアルコール発酵が並行する期間を有する、請求項1~3のいずれか一項に記載のアルコール製造方法。

【請求項5】
前記セルロソーム生産菌がクロストリジウムセルロボランスであり、前記アルコール発酵菌がクロストリジウムアセトブチリカム又はクロストリジウムベイジェリンキーである、請求項1~4のいずれか一項に記載のアルコール製造方法。

【請求項6】
培養温度が25℃~40℃である、請求項1~5のいずれか一項に記載のアルコール製造方法。

【請求項7】
前記培養中において、生成したアルコールが連続的又は間欠的に回収される、請求項1~6のいずれか一項に記載のアルコール製造方法。

【請求項8】
前記セルロース含有原料が、柑橘類由来原料、イネ科由来原料及びマメ科由来原料からなる群より選択される1以上の原料である、請求項1~7のいずれか一項に記載のアルコール製造方法。

【請求項9】
前記柑橘類由来原料が柑橘類搾汁粕であり、
前記イネ科由来原料が糠であり、
前記マメ科由来原料が豆粕である、請求項8に記載のアルコール製造方法。

【請求項10】
前記アルコールが、エタノール、ブタノール又はイソプロパノール、或いはこれらの二つ以上の組合せである、請求項1~9のいずれか一項に記載のアルコール製造方法。

【請求項11】
前記セルロース含有原料が、セルロースに加え、アルコール発酵菌が資化できる糖も含むバイオマスから該糖を回収した後の残渣であり、
前記培養とは別に、前記バイオマスから回収した糖を基質としてアルコール発酵菌を培養し、該培養で得られたアルコールを、前記培養で得られたアルコールとともに回収する、請求項1~10のいずれか一項に記載の製造方法。

【請求項12】
セルロースに加え、アルコール発酵菌が資化できる糖も含むバイオマスを原料としたアルコールの製造に使用される製造システムであって、
前記バイオマスから回収した糖を基質としてアルコール発酵菌を培養するための第1培養槽と、
糖を回収した後の残渣を基質としてセルロソーム生産菌とアルコール発酵菌を培養するための第2培養槽と、
前記第1培養槽及び前記第2培養槽から回収したアルコールを収容するためのアルコール貯留槽と、を備える製造システム。

【請求項13】
前記第1培養槽の温度を調節するための第1温度調節手段と、前記第2培養槽の温度を調節するための第2温度調節手段を更に備える、請求項12に記載の製造システム。

【請求項14】
前記第1培養槽と前記アルコール貯留槽の間、及び前記第2培養槽と前記アルコール貯留槽の間に、ガスストリッピング用冷却設備が備えられる、請求項12又は13に記載の製造システム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 公開
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