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公開番号2025129843
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-05
出願番号2024026759
出願日2024-02-26
発明の名称発酵方法及び連続発酵方法、並びに、発酵装置及び連続発酵装置
出願人住友金属鉱山株式会社
代理人個人
主分類C12M 1/107 20060101AFI20250829BHJP(生化学;ビール;酒精;ぶどう酒;酢;微生物学;酵素学;突然変異または遺伝子工学)
要約【課題】効率よく発酵させて残留する原料を一層低減し得る発酵方法及び発酵装置を提供する。
【解決手段】発酵槽に貯留された原料を含む培養液中で前記原料を発酵(工程P1a,P1b,P1c)させて発酵生成物を生成しており、発酵槽2a,2b,2cで生じた発酵生成物を含む発酵生成物混合ガスを凝縮(工程P2a,P2b,P2c)して前記発酵生成物を含む液体成分とガス成分との混合物を得て、前記混合物を分離(工程P3a,P3b,P3c)して、前記液体成分と前記ガス成分とを得ており、発酵槽2a,2b,2cに貯留された前記培養液にキャビテーションを発生させる、発酵方法、及び当該発酵方法が適用された発酵装置。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
発酵槽に貯留された原料を含む培養液中で前記原料を発酵させて発酵生成物を生成しており、
前記発酵槽で生じた前記発酵生成物を含む前記発酵生成物混合ガスを凝縮して前記発酵生成物を含む液体成分とガス成分との混合物を得て、
前記混合物を分離して、前記液体成分と前記ガス成分とを得る発酵方法であって、
前記発酵槽に貯留された前記培養液にキャビテーションを発生させる、発酵方法。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記培養液へのキャビテーションの発生が間欠的である、請求項１に記載の発酵方法。
【請求項３】
前記培養液へのキャビテーションの発生手段が超音波振動器である、請求項１に記載の発酵方法。
【請求項４】
前記発酵槽に貯留された前記培養液にキャリアガスを供給する、請求項１に記載の発酵方法。
【請求項５】
前記キャリアガスの一部または全部として前記ガス成分を用いる、請求項４に記載の発酵方法。
【請求項６】
前記キャリアガスの主成分が二酸化炭素である、請求項４に記載の発酵方法。
【請求項７】
前記発酵槽を減圧状態とする、請求項４に記載の発酵方法。
【請求項８】
前記発酵槽の圧力を５０ｋＰａ以下とする、請求項７に記載の発酵方法。
【請求項９】
前記液体成分を濃縮して、前記発酵生成物の濃度が高い濃縮物を得る、請求項１に記載の発酵方法。
【請求項１０】
原料を含む培養液を貯留する複数の発酵槽が直列に接続されて前記培養液が順次後段の発酵槽に送られ、前記複数の発酵槽のそれぞれにおいて、前記培養液中で前記原料を発酵させて発酵生成物を生成しており、
前記複数の発酵槽において生じた前記発酵生成物を含む発酵生成物混合ガスを凝縮して前記発酵生成物を含む液体成分とガス成分との混合物を得て、
前記混合物を分離して、前記液体成分と前記ガス成分とを得る連続発酵方法であって、
前記複数の発酵槽の一部または全部において、貯留された前記培養液にキャビテーションを発生させる、連続発酵方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、発酵方法及び連続発酵方法、並びに、発酵装置及び連続発酵装置に関する。
続きを表示（約 3,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、エタノールの工業的生産は、原料としての糖と、酵母菌と、水とを含む培養液を無酸素状態の発酵槽中で発酵させて、糖を分解することによって実施される。発酵効率を高めてエタノールの収率を上げるために、培養液を貯留する複数の発酵槽を直列に接続し、培養液が順次後段の発酵槽に送られるようにした上で、各発酵槽中で発酵させる連続（多段式）発酵方法や連続（多段式）発酵装置も知られている。
【０００３】
しかし、連続発酵方法乃至連続発酵装置であっても、最終的に未発酵の原料がある程度の量残留してしまっていた。そのため、連続発酵方法乃至連続発酵装置においても、より一層発酵効率を高めてエタノールの収率をさらに向上させることが求められている。勿論、多段式ではない単槽の発酵方法乃至発酵装置においても、より一層発酵効率を高めてエタノールの収率をさらに向上させることが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開昭５１－９１３８６号公報
特開昭５９－５９１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明は、効率よく発酵させて残留する原料を一層低減し得る発酵方法及び連続発酵方法、並びに、発酵装置及び連続発酵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、以下の本発明により達成される。
［１］発酵槽に貯留された原料を含む培養液中で前記原料を発酵させて発酵生成物を生成しており、
前記発酵槽で生じた前記発酵生成物を含む前記発酵生成物混合ガスを凝縮して前記発酵生成物を含む液体成分とガス成分との混合物を得て、
前記混合物を分離して、前記液体成分と前記ガス成分とを得る発酵方法であって、
前記発酵槽に貯留された前記培養液にキャビテーションを発生させる、発酵方法。
［２］前記培養液へのキャビテーションの発生が間欠的である、［１］に記載の発酵方法。
［３］前記培養液へのキャビテーションの発生手段が超音波振動器である、［１］に記載の発酵方法。
［４］前記発酵槽に貯留された前記培養液にキャリアガスを供給する、［１］に記載の発酵方法。
［５］前記キャリアガスの一部または全部として前記ガス成分を用いる、［４］に記載の発酵方法。
［６］前記キャリアガスの主成分が二酸化炭素である、［４］に記載の発酵方法。
［７］前記発酵槽を減圧状態とする、［４］に記載の発酵方法。
［８］前記発酵槽の圧力を５０ｋＰａ以下とする、［７］に記載の発酵方法。
［９］前記液体成分を濃縮して、前記発酵生成物の濃度が高い濃縮物を得る、［１］に記載の発酵方法。
［１０］原料を含む培養液を貯留する複数の発酵槽が直列に接続されて前記培養液が順次後段の発酵槽に送られ、前記複数の発酵槽のそれぞれにおいて、前記培養液中で前記原料を発酵させて発酵生成物を生成しており、
前記複数の発酵槽において生じた前記発酵生成物を含む発酵生成物混合ガスを凝縮して前記発酵生成物を含む液体成分とガス成分との混合物を得て、
前記混合物を分離して、前記液体成分と前記ガス成分とを得る連続発酵方法であって、
前記複数の発酵槽の一部または全部において、貯留された前記培養液にキャビテーションを発生させる、連続発酵方法。
［１１］キャビテーションを発生させる前記発酵槽が複数あり、当該発酵槽のそれぞれでキャビテーションの条件が異なる、［１０］に記載の連続発酵方法。
［１２］原料を含む培養液を貯留し、前記培養液中で前記原料を発酵させて発酵生成物を生成せしめる発酵槽と、
前記発酵槽において生じた前記発酵生成物を含む前記発酵生成物混合ガスを凝縮して前記発酵生成物を含む液体成分とガス成分との混合物を得る凝縮手段と、
前記混合物を分離して、前記液体成分と前記ガス成分とを得る分離手段と、
前記発酵槽に貯留された前記培養液にキャビテーションを発生させるキャビテーション発生手段と、
を備える、発酵装置。
［１３］前記キャビテーション発生手段がキャビテーションを間欠的に発生させる、［１２］に記載の発酵装置。
［１４］前記キャビテーション発生手段が超音波振動器である、［１２］に記載の発酵装置。
［１５］前記発酵槽に貯留された前記培養液にキャリアガスを供給するキャリアガス供給手段を備える、［１２］に記載の発酵装置。
［１６］前記キャリアガス供給手段で供給される前記キャリアガスの一部または全部として前記ガス成分を用いる、［１５］に記載の発酵装置。
［１７］前記キャリアガス供給手段で供給される前記キャリアガスの主成分が二酸化炭素である、［１５］に記載の発酵装置。
［１８］前記発酵槽が減圧状態である、［１２］に記載の発酵装置。
［１９］前記発酵槽の圧力が５０ｋＰａ以下である、［１８］に記載の発酵装置。
［２０］前記分離手段で分離された前記液体成分を濃縮して、前記発酵生成物の濃度が高い濃縮物を得る濃縮手段を備える、［１２］に記載の発酵装置。
［２１］原料を含む培養液を貯留し、前記培養液中で前記原料を発酵させて発酵生成物を生成せしめるとともに、直列に接続されて前記培養液が順次後段の発酵槽に送られる複数の発酵槽と、
前記複数の発酵槽において生じた前記発酵生成物を含む発酵生成物混合ガスを凝縮して前記発酵生成物を含む液体成分とガス成分との混合物を得る凝縮手段と、
前記混合物を分離して、前記液体成分と前記ガス成分とを得る分離手段と、
前記複数の発酵槽の一部または全部において、貯留された前記培養液にキャビテーションを発生させるキャビテーション発生手段と、
を備える、連続発酵装置。
［２２］キャビテーション発生手段を有する発酵槽を複数備え、当該複数の発酵槽のそれぞれで、キャビテーション発生手段におけるキャビテーションの条件が異なる、［２１］に記載の連続発酵装置。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、効率よく発酵させて残留する原料を一層低減し得る発酵方法及び連続発酵方法、並びに、発酵装置及び連続発酵装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の例示的態様である実施形態にかかる連続発酵装置を示す模式構成図である。
本発明の例示的態様である実施形態にかかる連続発酵方法の工程を示すフロー図である。
本発明の例示的態様である第１の変形例にかかる連続発酵方法の工程を示すフロー図である。
本発明の例示的態様である第２の変形例にかかる連続発酵装置を示す模式構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の例示的態様である実施形態にかかる連続発酵方法及び連続発酵装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は、実施形態にかかる連続発酵装置１の構成を模式的に示す模式構成図である。また、図２は、連続発酵装置１を用いた実施形態にかかる連続発酵方法の工程を示すフロー図である。図１においては、気体や液体等の移動を矢印で表している。また、図２においては、発酵生成物を基本的に含まない気体のみの移動を破線の矢印で、発酵生成物を含む液体や気体の移動を実線の矢印で、それぞれ表している。
【００１０】
図１及び図２に示されるように、本実施形態においては、原料を含む培養液を貯留する３つの発酵槽２ａ，２ｂ，２ｃが直列に接続されている。なお、本実施形態において「直列に接続」とは、貯留された培養液が順次後段の発酵槽に送られる状態に連続的に接続された状態を指し、配列が直線状であるか否かは問わない。このように、直列に接続された複数の発酵槽は通常「連続発酵槽」と称される。
（【００１１】以降は省略されています）

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