JP6470520B2 - 有機物質を製造する装置及び有機物質を製造する方法 - Google Patents

Description

本発明は、有機物質を製造する装置及び有機物質を製造する方法に関する。

近年、例えば製鋼所からの排気ガス等から合成された一酸化炭素を含む合成ガスを微生物発酵させることによりエタノールなどの有機物質を製造する方法の実用化が検討されている（例えば特許文献１を参照）。

国際公開第２０１１／０８７３８０号公報

微生物発酵により有機物質を製造する場合、微生物やその死骸等の固形分を含む液から目的の有機物質を如何に取り出すかが問題となる。例えば、固形分を含む液を直接蒸留すると、蒸留装置が固形分により目詰まりを起こすことになるため、蒸留装置を頻繁にメンテナンスする必要がある。

本発明の主な目的は、微生物発酵により有機物質を容易に製造し得る装置及び方法を提供することにある。

本発明に係る有機物質の製造装置は、有機物質合成部と、加熱部と、分離部と、抽出部とを備える。有機物質合成部は、微生物発酵させることにより有機物質を生成させる。加熱部は、有機物質合成部からの液を加熱する。分離部は、加熱した液から固体成分を分離する。抽出部は、固体成分が分離された液から有機物質を抽出する。

本発明に係る有機物質の製造装置では、有機物質合成部が、ガスを微生物発酵させることにより前記有機物質を生成させるものであってもよい。

本発明に係る有機物質の製造装置では、分離部は、固体成分を沈殿させて液体成分と固体成分とを分離するものであってもよい。

本発明に係る有機物質の製造装置では、有機物質がエタノールであってもよい。

本発明に係る有機物質の製造装置は、固体成分をプレスすることにより脱液し、得られた液体を抽出部に供給するプレス部をさらに備えることが好ましい。

本発明に係る有機物質の製造装置では、抽出部は、固体成分が分離された液を蒸留することにより有機物質を得るものであることが好ましい。

本発明に係る有機物質の製造方法では、微生物発酵させることにより有機物質を生成させる発酵工程を行う。微生物発酵させた液を加熱する。加熱した液から固体成分を分離する。固体成分が分離された液から有機物質を抽出する。

本発明に係る有機物質の製造方法では、発酵工程は、ガスを微生物発酵させることにより前記有機物質を生成させる工程であってもよい。

本発明に係る有機物質の製造方法では、分離工程において、固体成分を沈殿させて液体成分と固体成分とを分離することが好ましい。

本発明に係る有機物質の製造方法では、固体成分をプレスすることにより脱液し、得られた液体から有機物質を抽出する工程をさらに行ってもよい。

本発明に係る有機物質の製造方法では、抽出工程において、固体成分が分離された液を蒸留することにより有機物質を得てもよい。

本発明によれば、微生物発酵により有機物質を容易に製造し得る装置及び方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る有機物質の製造装置の模式図である。

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。

図１は、本実施形態に係る有機物質の製造装置１の模式図である。図１に示される製造装置１は、炭素源から合成ガスを生成させ、その合成ガスを用いて有機物質を製造するための装置である。製造装置１は、廃棄プラスチック等の炭素源を含む廃棄物から、有機物質を製造するための装置であってもよい。製造される有機物質は、含酸素有機物であってもよい。製造される有機物質は、例えば、アルコール、有機酸、脂肪酸、油脂、ケトン、バイオマス、糖等であってもよい。アルコール、有機酸、脂肪酸、油脂、ケトン、バイオマス、糖の具体例としては、例えば、エタノール、酢酸、ブタンジオール等が挙げられる。

製造された有機物質の用途は、特に限定されない。製造された有機物質は、例えば、プラスチックや樹脂等の原料として用いることもできるし、燃料として用いることもできる。

製造装置１は、合成ガス生成炉１１を備えている。合成ガス生成炉１１は、炭素源から、合成ガスを生成させる。具体的には、本実施形態では、合成ガス生成炉１１には、プラスチックや樹脂などの炭素源を含む有機物を含む廃棄物が供給される。合成ガス生成炉１１において廃棄物が部分酸化され一酸化炭素及び水素を含む合成ガスが生成する。

合成ガスは、有機物質合成部としての発酵器１３に供給される。発酵器１３は、微生物と水とを含む。微生物は、発酵することにより合成ガスから有機物質を生成させる。このため、発酵器１３においては、微生物発酵により合成ガスから有機物質が製造される。なお、例えば、エタノール等のアルコールを生成させる場合に好適に用いられる微生物の具体例としては、例えば、クロストリジウム属などの嫌気性カルボキシド栄養性細菌等が挙げられる。

発酵器１３は、加熱部１４に接続されている。加熱部１４には、微生物やその死骸等の固形物を含む液が発酵器１３から供給される。加熱部１４は、発酵器１３からの液を加熱する。これにより、発酵器１３からの液に含まれている蛋白質が凝集し、沈殿しやすくなる。なお、加熱部１４における液の加熱温度は、例えば、５０℃〜１２０℃程度とすることができる。加熱部１４における液の加熱時間は、例えば、１０秒〜２時間程度とすることができる。

加熱部１４は、分離部１５に接続されている。分離部１５は、加熱した液から固体成分を分離する。分離部１５は、例えば、固体成分を沈殿させて液体成分と固体成分とを分離するものであってもよいし、フィルター、遠心分離器等により構成することができる。

分離部１５には、プレス部１６と、抽出部１７とが接続されている。分離部１５により分離された固体成分は、プレス部１６に供給される。プレス部１６は、固体成分をプレスすることにより脱液する。得られた液体は、抽出部１７に供給される。なお、プレス部１６において脱液された固形分は、例えば、焼却される。

抽出部１７は、分離部１５及びプレス部１６からの液から有機物質を抽出する。抽出部１７は、例えば、液を蒸留することにより有機物質を得るものであってもよい。 本実施形態では、発酵器１３からの液を加熱する。このため、液中の固形分が沈殿しやすくなる。よって、液から固形分を容易に分離することができる。このため、例えば、蒸留等により有機物質を抽出する工程において、装置の目詰まり等が生じにくい。従って、有機物質を容易に製造できる。

特に、発酵器１３においてガスを微生物発酵させるガス発酵を行う場合は、発酵器１３内においてブロス、微生物及びガスを激しく攪拌させる。このため、ブロスにおいて固形分の分散度が高いため、ブロスから固形分を分離することが困難である。従って、ガス発酵させる場合は、本実施形態のように、発酵器１３からの液を加熱し、固形分を沈殿させることが特に効果的である。

なお、上記実施形態では、炭素源から合成ガスを生成させ、その合成ガスを用いて有機物質を製造する製造装置１について説明した。但し、本発明は、これに限定されない。本発明において、微生物発酵の栄養源は、合成ガスに限定されない。

１ 製造装置
１１ 合成ガス生成炉
１３ 発酵器
１４ 加熱部
１５ 分離部
１６ プレス部
１７ 抽出部

Claims (11)

1. ガスを微生物発酵させることにより有機物質を生成させる有機物質合成部と、
   前記有機物質合成部からの液を加熱する加熱部と、
   前記加熱した液から固体成分を分離する分離部と、
   前記固体成分が分離された液から前記有機物質を抽出する抽出部と、
   を備える、有機物質の製造装置。
2. 炭素源から合成ガスを生成させる合成ガス生成炉をさらに備え、前記有機物質合成部で微生物発酵させるガスが前記合成ガスである、請求項１に記載の有機物質の製造装置。
3. 前記分離部は、前記固体成分を沈殿させて液体成分と前記固体成分とを分離する、請求項１又は２に記載の有機物質の製造装置。
4. 前記有機物質がエタノールである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機物質の製造装置。
5. 前記固体成分をプレスすることにより脱液し、得られた液体を前記抽出部に供給するプレス部をさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の有機物質の製造装置。
6. 前記抽出部は、前記固体成分が分離された液を蒸留することにより前記有機物質を得る、請求項１〜５のいずれか一項に記載の製造装置。
7. ガスを微生物発酵させることにより有機物質を生成させる発酵工程と、
   前記微生物発酵させた液を加熱する工程と、
   前記加熱した液から固体成分を分離する工程と、
   前記固体成分が分離された液から前記有機物質を抽出する工程と、
   を備える、有機物質の製造方法。
8. 炭素源から合成ガスを生成させる合成ガス生成工程をさらに備え、前記発酵工程で微生物発酵させるガスが前記合成ガスである、請求項７に記載の有機物質の製造方法。
9. 前記分離工程において、前記固体成分を沈殿させて液体成分と前記固体成分とを分離する、請求項７又は８に記載の有機物質の製造方法。
10. 前記固体成分をプレスすることにより脱液し、得られた液体から前記有機物質を抽出する工程をさらに備える、請求項７〜９のいずれか一項に記載の有機物質の製造方法。
11. 前記抽出工程において、前記固体成分が分離された液を蒸留することにより前記有機物質を得る、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の製造方法。