JP2001510726A - リアクタに応じて非一般的な媒体における固体／気体触媒による連続的な反応プロセスと、リアクタの使用 - Google Patents
リアクタに応じて非一般的な媒体における固体／気体触媒による連続的な反応プロセスと、リアクタの使用Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、予め定められた生成物を得るために異なった基質を使用し、基質と生成物が化合物を形成する非慣例的な媒体における固体／気体触媒による連続反応方法に関する。
【解決手段】 化合物の熱力学的活量の決定に加わる各純化合物の飽和圧力を決定するために温度で反応を制御し、大気圧より低いレベルで全圧を制御し、化合物およびベクトルガスのモルフロー速度を制御して、前記化合物の熱力学的活量の予め定められた値に基づいて混合気体のモル組成を調節する。
Description
【０００１】
本発明は非一般的な媒体、即ち非水性、特に基本的に固相および気相を使用す
る触媒反応におけるリアクタの連続的な動作に関する。
る触媒反応におけるリアクタの連続的な動作に関する。
【０００２】
リアクタの固相が酵素および基質により構成され、または反応生成物が気体状
態である固体／気体触媒反応はPulvin S. 、Legoy M.D.、Lortie R. 、Pensa M.
とThomas D. （1986年）のEnzyme technology and gas phase catalysis:alcoho
l dehydrogenase example 、Biotechnol. Lett.,8,11、 783〜784 頁に記載され
ている。セル全体をリアクタの固相の構成成分として使用する触媒システムも知
られている。
態である固体／気体触媒反応はPulvin S. 、Legoy M.D.、Lortie R. 、Pensa M.
とThomas D. （1986年）のEnzyme technology and gas phase catalysis:alcoho
l dehydrogenase example 、Biotechnol. Lett.,8,11、 783〜784 頁に記載され
ている。セル全体をリアクタの固相の構成成分として使用する触媒システムも知
られている。
【０００３】 固体／気体触媒は固体／液体タイプの一般的なシステムと比較してある利点を
実際に与える。即ち、 −溶剤を使用しないで、酵素の直接的環境で基質と反応生成物による単独動作を
可能にし、 −固相はバイオ触媒成分自体からなるので、結合および固定ステップが必要では
ないことが保証され、 −気相の拡散性が高く粘性が低いために質量の転送が大きいので生産性が改良さ
れ、 −気相は純粋な基質とベクトルガスの生成物からなり、反応媒体の下流の処理を
容易にする溶剤は使用されない。
実際に与える。即ち、 −溶剤を使用しないで、酵素の直接的環境で基質と反応生成物による単独動作を
可能にし、 −固相はバイオ触媒成分自体からなるので、結合および固定ステップが必要では
ないことが保証され、 −気相の拡散性が高く粘性が低いために質量の転送が大きいので生産性が改良さ
れ、 −気相は純粋な基質とベクトルガスの生成物からなり、反応媒体の下流の処理を
容易にする溶剤は使用されない。
【０００４】 固体／気体触媒は通常のシステムよりも高い動作温度を必要とする。結果とし
てリアクタ成分の微生物汚染の危険性は少ない。
てリアクタ成分の微生物汚染の危険性は少ない。
【０００５】 この原理を以下説明する。
【０００６】 随意的にベクトルガスにより転送される気体基質の変換は固体のバイオ触媒
（酵素またはセル全体）の境界部で変換を受け、反応生成物は気体の形態で再生
される。
（酵素またはセル全体）の境界部で変換を受け、反応生成物は気体の形態で再生
される。
【０００７】 固体／気体触媒の原理およびそれに関連する反応パラメータの原理は、Biotec
hnology and Bioengineering、45巻、 387〜397 頁（1995年）に記載されている
。
hnology and Bioengineering、45巻、 387〜397 頁（1995年）に記載されている
。
【０００８】 現在、固体／気体触媒システムによりエポキシド、アルデヒド、エステルのよ
うな幾つかの化学化合物だけを獲得することが可能である（参照）。しかしなが
ら、既存のシステムの主な制限はアクティブバイオ触媒のメンテナンス、したが
って産業上の使用との競合性である。
うな幾つかの化学化合物だけを獲得することが可能である（参照）。しかしなが
ら、既存のシステムの主な制限はアクティブバイオ触媒のメンテナンス、したが
って産業上の使用との競合性である。
【０００９】 このタイプのリアクタの有望な応用は、大気中に放出される前に産業廃棄物か
ら除去されることが必要な分子範囲が絶え間なく増加しているので、汚染された
気体流出物の処理に関する。これらはアルデヒド、アルコール、ケトン、カルボ
ン酸、クレゾール、フェノール、硫黄を含んだ誘導体、環状アミン、アルカンま
たはエステルを含んでいる。土壌の浄化処理の改良もまたこのようなシステムに
より実現されよう。
ら除去されることが必要な分子範囲が絶え間なく増加しているので、汚染された
気体流出物の処理に関する。これらはアルデヒド、アルコール、ケトン、カルボ
ン酸、クレゾール、フェノール、硫黄を含んだ誘導体、環状アミン、アルカンま
たはエステルを含んでいる。土壌の浄化処理の改良もまたこのようなシステムに
より実現されよう。
【００１０】 しかしながら、固体／気体触媒システムは第１の例では構成成分の多様性に関
し、これは異なるパラメータ、特に水の複雑な役割に基づくパラメータを制御で
きない。実際に、酵素処理の水化状態は触媒の活動性と時間に対する触媒の安定
性に逆の効果を与える。
し、これは異なるパラメータ、特に水の複雑な役割に基づくパラメータを制御で
きない。実際に、酵素処理の水化状態は触媒の活動性と時間に対する触媒の安定
性に逆の効果を与える。
【００１１】 現在まで開発された固相／気相リアクタ（LamareのTrends in Biotechnology
（1993年）10（117 ）： 413〜418 頁）は、各構成成分の制御された熱力学的活
量により２２０℃までの範囲の温度で動作できるが、大気圧力で動作するように
設計されている。固体／気体酵素反応を実行することにおける期間の活性の定義
と重要性について以下説明する。
（1993年）10（117 ）： 413〜418 頁）は、各構成成分の制御された熱力学的活
量により２２０℃までの範囲の温度で動作できるが、大気圧力で動作するように
設計されている。固体／気体酵素反応を実行することにおける期間の活性の定義
と重要性について以下説明する。
【００１２】 これらは成分が揮発性が低い全ての応用、即ち沸点が 150〜250 ℃の範囲にあ
る全ての成分に対しては無効である。今日、飽和圧力が低く使用される動作温度
が50乃至150 ℃の間に位置する化合物を含んだ産業上の問題を表すので、多数の
反応を発生することができ、温度はアクティブ形態でバイオ触媒のメンテナンス
と競合する。
る全ての成分に対しては無効である。今日、飽和圧力が低く使用される動作温度
が50乃至150 ℃の間に位置する化合物を含んだ産業上の問題を表すので、多数の
反応を発生することができ、温度はアクティブ形態でバイオ触媒のメンテナンス
と競合する。
【００１３】 この既存のシステムの主な障害は、システムの全ての成分、反応基質と得られ
た生成物を気相へ変換を行うことにある。バイオリアクタはこの変換を許容しな
い。さらに、固体／気体リアクタに大規模な供給を行うための中性ベクトルガス
の大量使用により生じる費用は産業目的で禁止されている反応処理を使用する。
た生成物を気相へ変換を行うことにある。バイオリアクタはこの変換を許容しな
い。さらに、固体／気体リアクタに大規模な供給を行うための中性ベクトルガス
の大量使用により生じる費用は産業目的で禁止されている反応処理を使用する。
【００１４】 多数の例は非一般的な媒体における酵素触媒における水の重要な役割について
証明している。水の熱力学的活性を限定する簡単な方法は、考慮されているシス
テムと平衡した気相の水蒸気圧力の使用からなる。これは次式のように示される
。
証明している。水の熱力学的活性を限定する簡単な方法は、考慮されているシス
テムと平衡した気相の水蒸気圧力の使用からなる。これは次式のように示される
。
【００１５】 ａw ＝ＰP ／Ｐpref ここでＰP はシステムを越える水の分圧力であり、Ｐprefは純水を越える同一温
度で測定したいわゆる基準部分圧である。システムのａw は絶対圧力と温度のよ
うなシステムを特徴付けする物理的パラメータの関数であり、これは水の状態が
限定されることを許容する平衡パラメータであり、極性、現在の化学的エンティ
ティの誘電定数、相数、温度がシステムの異なる相の水分布に顕著に影響するシ
ステムにおいて水の影響が明確に計量されることを可能にする。
度で測定したいわゆる基準部分圧である。システムのａw は絶対圧力と温度のよ
うなシステムを特徴付けする物理的パラメータの関数であり、これは水の状態が
限定されることを許容する平衡パラメータであり、極性、現在の化学的エンティ
ティの誘電定数、相数、温度がシステムの異なる相の水分布に顕著に影響するシ
ステムにおいて水の影響が明確に計量されることを可能にする。
【００１６】 ホーリング（Halling P.（1984年）in Effect of water on equilibria catal
ysed by hydrolytic enzymes in biphasic reaction systems 、Enzyme Microb.
Technol.６、 513〜515 頁）は水の異なる状態と複雑な媒体の異なる相（バイオ
触媒およびその他の成分の水化状態と、溶剤中に溶けた水の量と、システムを越
える水蒸気の分圧）との間に存在するかもしれない平衡を示しており、この平衡
は水の活量の関数である。
ysed by hydrolytic enzymes in biphasic reaction systems 、Enzyme Microb.
Technol.６、 513〜515 頁）は水の異なる状態と複雑な媒体の異なる相（バイオ
触媒およびその他の成分の水化状態と、溶剤中に溶けた水の量と、システムを越
える水蒸気の分圧）との間に存在するかもしれない平衡を示しており、この平衡
は水の活量の関数である。
【００１７】 システムの水の熱力学的活量の値は絶対圧力と温度のようなこのシステムを特
徴付ける物理的パラメータに基づいている。水の熱力学的活量の値はそれ故リア
クタの異なる相間に平衡動作状況を設定するように調整され、したがってこれは
リアクタとその動作状況を最適化する決定パラメータである。
徴付ける物理的パラメータに基づいている。水の熱力学的活量の値はそれ故リア
クタの異なる相間に平衡動作状況を設定するように調整され、したがってこれは
リアクタとその動作状況を最適化する決定パラメータである。
【００１８】
本発明は圧力を減少した固相／気相中で触媒作用を与える反応を実行して生産
性を最適化し、中性ガスベクトルの使用を最少にしまたは不要にし、水および使
用される化合物の熱力学的活量を参照することにより費用を減少することによっ
て先に述べた問題に対する解決策を提案している。
性を最適化し、中性ガスベクトルの使用を最少にしまたは不要にし、水および使
用される化合物の熱力学的活量を参照することにより費用を減少することによっ
て先に述べた問題に対する解決策を提案している。
【００１９】 さらに正確に言えば、本発明の目的は一般的ではない媒体における基本的に固
体／気体触媒による連続的な反応プロセスを得ることであり、定められた生成物
を得るために異なる気体基質を構成することである。
体／気体触媒による連続的な反応プロセスを得ることであり、定められた生成物
を得るために異なる気体基質を構成することである。
【００２０】
このプロセスは温度の制御からなり、これはそれぞれの純粋な化合物の基準飽
和圧力と、システムの全圧力と化合物のモルフラックスを決定して化合物の決定
された熱力学活量値の関数として気体混合物のモル組成を調節する。
和圧力と、システムの全圧力と化合物のモルフラックスを決定して化合物の決定
された熱力学活量値の関数として気体混合物のモル組成を調節する。
【００２１】 本発明はまたこのプロセスを実行する適切な手段を特徴とするリアクタに関す
る。このようなリアクタは、各液体基質のフラックスを制御するポンプと、ベク
トルガスの付加のための質量流量計と、プロープとを具備し、プローブは、気相
の基質の膨張ミキサの温度と、生物的触媒を含むバイオリアクタを具備し基質が
熱交換装置を経て誘導される反応室の温度と、バイオリアクタの温度と、反応室
出口の解析サンプラの温度とを制御する。真空調整弁に結合されている真空ポン
プも反応室出口に取付けられている。ポンプ、プローブおよび弁は管理プロセッ
サに結合されている命令制御装置に接続されている。受信されたデータとそれが
与える管理アルゴリズムの関数として、プロセッサは時間に依存した方法で命令
信号を異なる装置（ポンプ、プローブ、弁）に送信し、それによって決定された
熱力学的活量値の関数として温度と全圧力とモルフラックスが調節される。
る。このようなリアクタは、各液体基質のフラックスを制御するポンプと、ベク
トルガスの付加のための質量流量計と、プロープとを具備し、プローブは、気相
の基質の膨張ミキサの温度と、生物的触媒を含むバイオリアクタを具備し基質が
熱交換装置を経て誘導される反応室の温度と、バイオリアクタの温度と、反応室
出口の解析サンプラの温度とを制御する。真空調整弁に結合されている真空ポン
プも反応室出口に取付けられている。ポンプ、プローブおよび弁は管理プロセッ
サに結合されている命令制御装置に接続されている。受信されたデータとそれが
与える管理アルゴリズムの関数として、プロセッサは時間に依存した方法で命令
信号を異なる装置（ポンプ、プローブ、弁）に送信し、それによって決定された
熱力学的活量値の関数として温度と全圧力とモルフラックスが調節される。
【００２２】 生物学的触媒が生体組織、例えば動物、植物、バクテリア、ウイルスまたは菌
から構成され、あるいはそれらから得られる任意の触媒を意味することにより、
これは細胞全体、細胞の小器官、高分子複合体または分子、特にたんぱく質、核
酸またはこれらの後者の混合物であってもよく、触媒の活動性を示している。
から構成され、あるいはそれらから得られる任意の触媒を意味することにより、
これは細胞全体、細胞の小器官、高分子複合体または分子、特にたんぱく質、核
酸またはこれらの後者の混合物であってもよく、触媒の活動性を示している。
【００２３】 本発明で使用されるプロセスは、大気圧で動作するシステムと比較してシステ
ムの生産性を増加し、温度を過度に上昇する必要なく使用されるベクトルガス量
を最少にし、または不要にし、気相の基質の存在度を強化することを可能にし、
一方で大気圧下のリアクタの空間的要求をなくす。これらの利点は共存し、それ
ぞれの効果はその後調整される。
ムの生産性を増加し、温度を過度に上昇する必要なく使用されるベクトルガス量
を最少にし、または不要にし、気相の基質の存在度を強化することを可能にし、
一方で大気圧下のリアクタの空間的要求をなくす。これらの利点は共存し、それ
ぞれの効果はその後調整される。
【００２４】 ベクトルガスを省く可能性はこの気体を蒸気相で導入される化合物の最低の沸
点の化合物と置換することにより実現され、この化合物の熱力学的活量はシステ
ムの絶対圧力Ｐａの関数として減少されることができ、これは本発明のプロセス
でベクトルガスの機能を満足させる。
点の化合物と置換することにより実現され、この化合物の熱力学的活量はシステ
ムの絶対圧力Ｐａの関数として減少されることができ、これは本発明のプロセス
でベクトルガスの機能を満足させる。
【００２５】 本発明の別の利点は、熱安定性が依存する水化が制御される事実の結果として
生物的触媒の安定性を改良することにある。
生物的触媒の安定性を改良することにある。
【００２６】 特定の実施形態では、時間の経過にわたる気相の組成の絶え間ない変化を防止
するために、反応中に変換される気体は液体形態の幾つかの化合物の混合から発
生し、それに続いてフラッシュ蒸発が高温（例えば４５０℃）で行われ、例えば
水の熱力学的活量の減少が所望ではないならば、蒸発後に中性ベクトルガスを随
意選択的に付加する。
するために、反応中に変換される気体は液体形態の幾つかの化合物の混合から発
生し、それに続いてフラッシュ蒸発が高温（例えば４５０℃）で行われ、例えば
水の熱力学的活量の減少が所望ではないならば、蒸発後に中性ベクトルガスを随
意選択的に付加する。
【００２７】 本発明によるリアクタは正確にバイオ触媒の微環境を制御することを可能にす
る。酵素を機能させその運動動作と溶媒和／水化を観察させ、ある相互作用、例
えばたんぱく質／配位子相互作用のモデリングを確認することが可能である。
る。酵素を機能させその運動動作と溶媒和／水化を観察させ、ある相互作用、例
えばたんぱく質／配位子相互作用のモデリングを確認することが可能である。
【００２８】 このリアクタは、熱力学的活量により定められる酵素に対する基質と水の実効
的な有効性だけが考慮される優秀な工業技術への道を開き、分子レベルでの触媒
における影響を定量化することを可能にする。
的な有効性だけが考慮される優秀な工業技術への道を開き、分子レベルでの触媒
における影響を定量化することを可能にする。
【００２９】 本発明によるリアクタと、実行されるプロセスは以下詳細に説明する多数の工
業上の利点を与え、これは、 −得られた化合物の価格の決定、 −利用可能な基質および生成物の範囲、ならびに触媒反応の範囲の拡大、 −高い沸点の気体の使用、 −反応の自由エネルギの変化を許容することによる熱力学的活量を制御（これは
例えば加水分解、エステル交換反応、リバーゼ（以下の例１）の場合における合
成を含む異なる反応に対する同一触媒の使用）を可能にする。
業上の利点を与え、これは、 −得られた化合物の価格の決定、 −利用可能な基質および生成物の範囲、ならびに触媒反応の範囲の拡大、 −高い沸点の気体の使用、 −反応の自由エネルギの変化を許容することによる熱力学的活量を制御（これは
例えば加水分解、エステル交換反応、リバーゼ（以下の例１）の場合における合
成を含む異なる反応に対する同一触媒の使用）を可能にする。
【００３０】 ａ）価格の削減 第１の利点は、ベクトルガスの減少または廃止がリアクタ設計を簡単にし固定
した製造価格を減少する理由で構成の結果として得られた化合物の価格に関して
明白である。
した製造価格を減少する理由で構成の結果として得られた化合物の価格に関して
明白である。
【００３１】 ｂ）生産性の増加 基質自体はその固有のベクトルであり、これはしたがってその相対的濃度を増
加することを可能にし、反応の生産性を著しく増加し、即ち得られる生成物の量
を増加し、事実上全圧力は最小に減少され、したがって各化合物の分圧は前記化
合物の熱力学的活量の値により固定されるので各生成物Ｘのｎ／ｎtot 比の増加
をもたらす。例えば、この温度における基準分圧０．５ａｔｍで熱力学的活量０
．１の化合物の８０℃における変換では、変換される気体Ｘの分圧は０．０５に
等しい。
加することを可能にし、反応の生産性を著しく増加し、即ち得られる生成物の量
を増加し、事実上全圧力は最小に減少され、したがって各化合物の分圧は前記化
合物の熱力学的活量の値により固定されるので各生成物Ｘのｎ／ｎtot 比の増加
をもたらす。例えば、この温度における基準分圧０．５ａｔｍで熱力学的活量０
．１の化合物の８０℃における変換では、変換される気体Ｘの分圧は０．０５に
等しい。
【００３２】 大気圧で動作するシステムでは、ｎ／ｎtot 比は０．０５に等しい。したがっ
てＸは５％のみの気相のモル組成を表す。
てＸは５％のみの気相のモル組成を表す。
【００３３】 減少された絶対圧力０．５ａｔｍで動作するシステムでは、熱力学的活量を得
るために必要なｎ／ｎtot 比は０．１Ｘに等しく、したがって、変換される気相
は１０％のモル組成を表す。
るために必要なｎ／ｎtot 比は０．１Ｘに等しく、したがって、変換される気相
は１０％のモル組成を表す。
【００３４】 ２つのシステムの一定のモルフラックスの動作では、減少された圧力における
システムの生産性は２倍に増加される。
システムの生産性は２倍に増加される。
【００３５】 減少された圧力で動作するシステムの生産性はしたがってこれらの２つのリア
クタが一定のモルフラックスで比較されるときシステムの１／Ｐabs に等しい生
産性の増加につながる。
クタが一定のモルフラックスで比較されるときシステムの１／Ｐabs に等しい生
産性の増加につながる。
【００３６】 システムの全圧力の減少はまた所定の生産性のベクトルガス量を減少させる。
【００３７】 前述の比較研究では、システムの全圧力を半分にする減少は生産性を２倍にす
ることを可能にする。等しい生産性を得るための選択はリアクタに単位時間当り
２倍少ない気相を与えることを可能にする。後者のような１実施形態では、窒素
等のベクトルガスの使用にかかる値段は大気圧力下で動作するシステムと比較し
て半分に減少される。
ることを可能にする。等しい生産性を得るための選択はリアクタに単位時間当り
２倍少ない気相を与えることを可能にする。後者のような１実施形態では、窒素
等のベクトルガスの使用にかかる値段は大気圧力下で動作するシステムと比較し
て半分に減少される。
【００３８】 ｃ）高い沸点の基質 本発明の圧力を減少したリアクタはまた高い沸点の基質が使用されることを可
能にする。この実施形態は水の熱力学的活量を“抑制”し、ベクトルガスの必要
性を完全に除去し、リアクタの生産性を大きく増加させる。
能にする。この実施形態は水の熱力学的活量を“抑制”し、ベクトルガスの必要
性を完全に除去し、リアクタの生産性を大きく増加させる。
【００３９】 例えば、約０．１の水の活量を必要とする触媒の使用により、システムの全圧
力は有効に０．１ａｔｍに固定され、これは１００℃で行われる触媒に対して０
．１に等しい活量を得るのに必要な水の分圧に対応する。この温度で、ベクトル
ガスは蒸気の形状の水だけで構成され、その中に基質は数ｍａｔｍまでの分圧で
含まれる。
力は有効に０．１ａｔｍに固定され、これは１００℃で行われる触媒に対して０
．１に等しい活量を得るのに必要な水の分圧に対応する。この温度で、ベクトル
ガスは蒸気の形状の水だけで構成され、その中に基質は数ｍａｔｍまでの分圧で
含まれる。
【００４０】 本発明にしたがって限定されたシステムでは、水の熱力学的活量は水が反応に
より発生される場合でさえもしきい値０．１を越えることはない。本発明のリア
クタはシステムの熱力学的活量の制御されていない増加による触媒の変性を避け
ることができる。基質を変換するための本発明のリアクタの生産性は大気圧力で
動作するシステムと比較して１０倍に増加される。
より発生される場合でさえもしきい値０．１を越えることはない。本発明のリア
クタはシステムの熱力学的活量の制御されていない増加による触媒の変性を避け
ることができる。基質を変換するための本発明のリアクタの生産性は大気圧力で
動作するシステムと比較して１０倍に増加される。
【００４１】 ｄ）反応平衡の変位 ある化合物の熱力学的活量の制限はしたがって生産性を増加し、ベクトルガス
の消費を減少しながら反応平衡の変位を可能にする。
の消費を減少しながら反応平衡の変位を可能にする。
【００４２】 減少した圧力で動作する固体／気体触媒リアクタの利点は、多数の経済的な活
動分野での使用を考慮することを可能にする。例を挙げる。
動分野での使用を考慮することを可能にする。例を挙げる。
【００４３】 １）特にカルボン酸と１次および２次アルコールとケトンであってもよい基質
から開始してアルコール、カルボン酸、チオール、チオエステル、エステル、ア
ルデヒド、ケトン、アルカン酸化物のような有機分子を生成するためのリアクタ
の使用。
から開始してアルコール、カルボン酸、チオール、チオエステル、エステル、ア
ルデヒド、ケトン、アルカン酸化物のような有機分子を生成するためのリアクタ
の使用。
【００４４】 本発明の別の特徴は前述の有機分子を生成するための固体／気体触媒リアクタ
の使用である。カルボン酸およびアルコールの酵素変換により得られるエステル
またはアルデヒドが関係されるとき、したがって得られた生成物は例えば化粧品
或いは農業食品産業で調味料および／または香水として使用されることができる
。このようにして得られた生成物の別の利点は、化学変換により得られる生成物
と対照的に1988年６月22日の欧州指令に準じた自然的なものであることである。
の使用である。カルボン酸およびアルコールの酵素変換により得られるエステル
またはアルデヒドが関係されるとき、したがって得られた生成物は例えば化粧品
或いは農業食品産業で調味料および／または香水として使用されることができる
。このようにして得られた生成物の別の利点は、化学変換により得られる生成物
と対照的に1988年６月22日の欧州指令に準じた自然的なものであることである。
【００４５】 本発明の別の特徴は汚染する気相を発生する産業処理から生じた気体の放出を
処置するための固体／気体触媒リアクタの使用であり、ＳＯ2 、Ｈ2 Ｓ、窒素酸
化物のような一般的な化合物に加えて、アルデヒド、アルコール、ケトン、カル
ボン酸、クレゾール、フェノール、硫黄を含んだ化合物、環状アミン、アルカン
またはエステルを含んでいる（Paul Ceccaldi 、1993年、Biofutur、No.126、20
頁）。
処置するための固体／気体触媒リアクタの使用であり、ＳＯ2 、Ｈ2 Ｓ、窒素酸
化物のような一般的な化合物に加えて、アルデヒド、アルコール、ケトン、カル
ボン酸、クレゾール、フェノール、硫黄を含んだ化合物、環状アミン、アルカン
またはエステルを含んでいる（Paul Ceccaldi 、1993年、Biofutur、No.126、20
頁）。
【００４６】 本発明の別の特徴は、ガスクロマトグラフ（ＧＣ）用の誘導またはアシル化の
ための酵素プリカラムの設計のような解析の目的のための固体／気体触媒リアク
タの使用であり、気相親和性クロマトグラフの開発または揮発性分子の検出専用
のバイオセンサの発明（人工的なノーズの発明）は非常の多数の直接的に応用可
能な使用法である。
ための酵素プリカラムの設計のような解析の目的のための固体／気体触媒リアク
タの使用であり、気相親和性クロマトグラフの開発または揮発性分子の検出専用
のバイオセンサの発明（人工的なノーズの発明）は非常の多数の直接的に応用可
能な使用法である。
【００４７】 本発明の別の特徴は、バクテリア、動物、植物または菌細胞全体がバイオ変換
を行うために使用される酵素リアクタの使用である。このタイプの使用は問題の
セルの新陳代謝活動が水の熱力学的活量の制御の結果として十分に長い期間維持
され、したがって同一のリアクタ内の幾つかのステップで複雑な触媒反応を行う
ことが可能である。
を行うために使用される酵素リアクタの使用である。このタイプの使用は問題の
セルの新陳代謝活動が水の熱力学的活量の制御の結果として十分に長い期間維持
され、したがって同一のリアクタ内の幾つかのステップで複雑な触媒反応を行う
ことが可能である。
【００４８】 さらに、バイオ変換で細胞全体を使用する観点から、バイオ触媒の処理はその
位置で実現されてもよく、新陳代謝活動またはそれらの再生は本発明によるプロ
セスおよびリアクタによる水の熱力学的活量の制御により維持されることができ
る。
位置で実現されてもよく、新陳代謝活動またはそれらの再生は本発明によるプロ
セスおよびリアクタによる水の熱力学的活量の制御により維持されることができ
る。
【００４９】 本発明にしたがったリアクタとその動作および使用についてのその他の利点お
よび特徴は添付図面を伴って以下の説明により明白になるであろう。
よび特徴は添付図面を伴って以下の説明により明白になるであろう。
【００５０】
本発明は、温度、以下において絶対圧力と呼ばれるシステムの全圧力、および
化合物すなわち全ての気体基質のモルフラックである、固相／気相における減圧
されたリアクタの３つのパラメータの連続的で正確な制御を利用する。
化合物すなわち全ての気体基質のモルフラックである、固相／気相における減圧
されたリアクタの３つのパラメータの連続的で正確な制御を利用する。
【００５１】 モルフラックスとは、単位時間当たりリアクタ中を循環する物質の量を意味し
、時間当たりのモル（ｍｏｌ／ｈ）として表される。
、時間当たりのモル（ｍｏｌ／ｈ）として表される。
【００５２】 絶対圧力および温度は、化合物の熱力学的活量の値で関与している。
【００５３】 絶対圧力Ｐａは、 Ｐp Ｘ＝（ｎ／ｎtot ）．Ｐａ という関係によってｎtot モルの気相中の化合物Ｘのｎモルの分圧Ｐp Ｘという
定義で含まれているため、直接的に関与する。
定義で含まれているため、直接的に関与する。
【００５４】 温度は、純粋な化合物Ｘの基準飽和圧力Ｐp Ｘref の決定時に関係しており、
このＰp Ｘref はこの化合物Ｘの熱力学的活量の値ａＸを調整し、ａＸは、 ａＸ＝Ｐp Ｘ／Ｐp Ｘref によって定義される。
このＰp Ｘref はこの化合物Ｘの熱力学的活量の値ａＸを調整し、ａＸは、 ａＸ＝Ｐp Ｘ／Ｐp Ｘref によって定義される。
【００５５】 上述の３つのパラメータ（温度、Ｐａおよびモルフラックス）の制御は、図１
に示されている本発明によるリアクタの実施形態の例により説明される。
に示されている本発明によるリアクタの実施形態の例により説明される。
【００５６】 ３つの段階が規定される。 第１の段階は、基質の気体混合物を生成することである。純粋な生成物を含む
バット2 から流出した液体基質1 は、パイプ3 によって高圧調剤ポンプ5 に０乃
至１．５ｍｌ／分の範囲で移送される。調剤ポンプの出力は、５０μｌに等しい
よどんだ体積(dead volume) の混合室22にプールされ、減圧された優勢な下流に
よってポンプが空になることを防止するためにこの混合室の下流には２０バール
で較正された過剰圧力装置23が配置されている。液体流に関与する全てのパイプ
は、与えにれる圧力制約にしたがって直径１／１６インチのステンレス鋼または
テフロンＰＴＦＥ管から形成され、全ての接続部分は“スエージロック(Swagelo
ck) ”タイプである。気相用のパイプは、直径が１／８インチのステンレス鋼か
ら形成され、全ての接続部分は“スエージロック”タイプである。
バット2 から流出した液体基質1 は、パイプ3 によって高圧調剤ポンプ5 に０乃
至１．５ｍｌ／分の範囲で移送される。調剤ポンプの出力は、５０μｌに等しい
よどんだ体積(dead volume) の混合室22にプールされ、減圧された優勢な下流に
よってポンプが空になることを防止するためにこの混合室の下流には２０バール
で較正された過剰圧力装置23が配置されている。液体流に関与する全てのパイプ
は、与えにれる圧力制約にしたがって直径１／１６インチのステンレス鋼または
テフロンＰＴＦＥ管から形成され、全ての接続部分は“スエージロック(Swagelo
ck) ”タイプである。気相用のパイプは、直径が１／８インチのステンレス鋼か
ら形成され、全ての接続部分は“スエージロック”タイプである。
【００５７】 その後、液体混合物は、ミキサ・インジェクタ4 中に導かれ、液体−蒸気フラ
ッシュを生じさせるために４５０℃の温度で保持される。付加的な中性ガスイン
レットがミキサ・インジェクタ4 内に集中的に形成されており、このガスフラッ
クスは０乃至５００ｍｌ／分の範囲を有するマス・フローメータ8 によって制御
される。
ッシュを生じさせるために４５０℃の温度で保持される。付加的な中性ガスイン
レットがミキサ・インジェクタ4 内に集中的に形成されており、このガスフラッ
クスは０乃至５００ｍｌ／分の範囲を有するマス・フローメータ8 によって制御
される。
【００５８】 第２の段階は、基質間の反応に関する。基質混合物は、インジェクタ4 から熱
交換機9 を通って適切なバイオリアクタ8 に運ばれる。バイオリアクタは、酵素
製剤を含んでいる。バイオリアクタ8 および熱交換機9 は、同じ反応室10内に配
置れている。温度の維持は、１２０℃に対して１．２バールで二重エンベロープ
中において蒸気圧を調整することによって保証される。別の等価な電気加熱プロ
セスとして電気抵抗が使用されることができる。
交換機9 を通って適切なバイオリアクタ8 に運ばれる。バイオリアクタは、酵素
製剤を含んでいる。バイオリアクタ8 および熱交換機9 は、同じ反応室10内に配
置れている。温度の維持は、１２０℃に対して１．２バールで二重エンベロープ
中において蒸気圧を調整することによって保証される。別の等価な電気加熱プロ
セスとして電気抵抗が使用されることができる。
【００５９】 第３の段階は、制御および解析用装置に関する。真空制御バルブ12および真空
漏洩検出器に結合された真空ポンプ11は、反応室10の外部においてバイオリアク
タの出口に配置されている。事後反応サンプリング室14は、空気力学的に制御さ
れた多チャンネルバルブ（示されていない）の助けによる転送によってこの出力
ライン中に挿入される。
漏洩検出器に結合された真空ポンプ11は、反応室10の外部においてバイオリアク
タの出口に配置されている。事後反応サンプリング室14は、空気力学的に制御さ
れた多チャンネルバルブ（示されていない）の助けによる転送によってこの出力
ライン中に挿入される。
【００６０】 熱電対15乃至17から構成された温度制御プローブは、ミキサ・インジェクタ4
中、反応室10中、サンプリング室14中等の種々の部分に設けられている。
中、反応室10中、サンプリング室14中等の種々の部分に設けられている。
【００６１】 プローブ18は、触媒ベッド8 に入ってきたガス中の水の温度および熱力学的活
量を測定することを可能にする。この同じ入口には、ピエゾ抵抗センサ19から構
成された圧力プローブも設けられている。このセンサは、０乃至１２５０ミリバ
ールの範囲をカバーし、絶対測定で動作する。温度および圧力プローブのセット
は、バイオリアクタ8 において、真空調整バルブ12を制御する制御装置20に接続
されている。この制御は、異なったプローブによって伝送され、マイクロプロセ
ッサによって記録されたデータに応答してマイクロプロセッサ21によって供給さ
れるデータの関数として行われる。受信されたデータの関数としての動作状態の
自動化および調整は、適当な管理アルゴリズムによって確保される。
量を測定することを可能にする。この同じ入口には、ピエゾ抵抗センサ19から構
成された圧力プローブも設けられている。このセンサは、０乃至１２５０ミリバ
ールの範囲をカバーし、絶対測定で動作する。温度および圧力プローブのセット
は、バイオリアクタ8 において、真空調整バルブ12を制御する制御装置20に接続
されている。この制御は、異なったプローブによって伝送され、マイクロプロセ
ッサによって記録されたデータに応答してマイクロプロセッサ21によって供給さ
れるデータの関数として行われる。受信されたデータの関数としての動作状態の
自動化および調整は、適当な管理アルゴリズムによって確保される。
【００６２】 動作において、ミキサ4 中の基質の分圧を調節するために、随意にある反応に
おいてベクトルガスが使用される。リアクタの出口において、ベクトルガスはコ
ンプレッサの助けにより再生され、ミキサ中に再導入するために再循環される。
おいてベクトルガスが使用される。リアクタの出口において、ベクトルガスはコ
ンプレッサの助けにより再生され、ミキサ中に再導入するために再循環される。
【００６３】 このミキサ4 は、実施形態では、基質を４５０℃に加熱された気相に変換する
ための膨張室である。噴霧器として使用される超音波ヘッドは、霧の形態の注入
の結果生じた交換面の著しい増加によって基質の蒸発を促進する。結果的にリア
クタ内のガスの吐出を生じさせる減圧によって気体がバイオリアクタ中に導入さ
れ、吐出は付加的なベクトルガスの随意の存在によって促進され、あるいは促進
されない。この減圧はリアクタの出口に真空ポンプを設置することによって行わ
れる。
ための膨張室である。噴霧器として使用される超音波ヘッドは、霧の形態の注入
の結果生じた交換面の著しい増加によって基質の蒸発を促進する。結果的にリア
クタ内のガスの吐出を生じさせる減圧によって気体がバイオリアクタ中に導入さ
れ、吐出は付加的なベクトルガスの随意の存在によって促進され、あるいは促進
されない。この減圧はリアクタの出口に真空ポンプを設置することによって行わ
れる。
【００６４】 バイオリアクタ8 の出口における気相の解析的なサンプリングは、２５０μｌ
ループによって、およびその後その組成を判断するためのＧＣ列（ガスクロマト
グラフ）上への注入によって行われる。検出は、水用の熱伝導検出器およびその
他全ての有機分子用のフレームイオン化検出器の２個のセンサによって行われる
。
ループによって、およびその後その組成を判断するためのＧＣ列（ガスクロマト
グラフ）上への注入によって行われる。検出は、水用の熱伝導検出器およびその
他全ての有機分子用のフレームイオン化検出器の２個のセンサによって行われる
。
【００６５】 リアクタの異なる部分の自動制御は、１６チャンネルＡ／Ｄ（アナログデジタ
ル）変換チャートによって異なったプローブおよびバルブに結合されたマイクロ
プロセッサ21と、８チャンネルＤ／Ａ変換１２ビットと、４０Ｅ／Ｓ ＴＴＬと
、６個のカウンタ：タイマーによって行われる。管理アルゴリズムは、測定され
た異なる温度を記録し、異なった基質の飽和分圧を較正し、フローメータ6 およ
び8 ならびに真空調整バルブ12に対する指令を出す。
ル）変換チャートによって異なったプローブおよびバルブに結合されたマイクロ
プロセッサ21と、８チャンネルＤ／Ａ変換１２ビットと、４０Ｅ／Ｓ ＴＴＬと
、６個のカウンタ：タイマーによって行われる。管理アルゴリズムは、測定され
た異なる温度を記録し、異なった基質の飽和分圧を較正し、フローメータ6 およ
び8 ならびに真空調整バルブ12に対する指令を出す。
【００６６】 二重パネルを有する熱電対調整装置は、２０℃乃至１５０℃の範囲に対して＋
／−０．１℃の温度測定値の正確度を実現可能にする。フローメータの入力され
、読出された値の正確度は、このフローメータの最大容量の＋／−０．５％であ
り、圧力測定の正確度は、＋／−１ｍバールである。飽和圧力の計算は、＋／−
５．１０-4ａｔｍの最大絶対誤差により指数関数タイプの線形回帰によって行わ
れる。
／−０．１℃の温度測定値の正確度を実現可能にする。フローメータの入力され
、読出された値の正確度は、このフローメータの最大容量の＋／−０．５％であ
り、圧力測定の正確度は、＋／−１ｍバールである。飽和圧力の計算は、＋／−
５．１０-4ａｔｍの最大絶対誤差により指数関数タイプの線形回帰によって行わ
れる。
【００６７】 特定の実施形態において、時間による気相の組成の定常的な変化を防止するた
めに、反応中に変換されるべきガスは、いくつかのガスの混合物から得られる。
その後、このプロセスは、第１のガスを発生するために第１の純粋な物体に対し
て液体−蒸気平衡を使用し、その後、この第１のガスは同じ方法で得られた別の
ガスと混合される。
めに、反応中に変換されるべきガスは、いくつかのガスの混合物から得られる。
その後、このプロセスは、第１のガスを発生するために第１の純粋な物体に対し
て液体−蒸気平衡を使用し、その後、この第１のガスは同じ方法で得られた別の
ガスと混合される。
【００６８】 異なったパラメータを調節するために、リアクタを予想される反応に適合させ
るためにモデルが使用される。第１のステップは、各化合物のモルフラックスを
規定することから構成される。ベクトルガスとしての窒素のモルフラックス（Ｑ
Ｎ2 ）は、正規化された体積フラックス（正規化されたＱＶＮ2 ）に近付いたの
で、 ＱＮ2 ＝正規化されたＱＶＮ2 ／Ｒ．Ｔ（Ｔ＝273.15°Ｋでのモル／時間） に等しい。
るためにモデルが使用される。第１のステップは、各化合物のモルフラックスを
規定することから構成される。ベクトルガスとしての窒素のモルフラックス（Ｑ
Ｎ2 ）は、正規化された体積フラックス（正規化されたＱＶＮ2 ）に近付いたの
で、 ＱＮ2 ＝正規化されたＱＶＮ2 ／Ｒ．Ｔ（Ｔ＝273.15°Ｋでのモル／時間） に等しい。
【００６９】 各化合物の体積フラックスＸ（ＱＶn Ｘ）の情報によって、各成分のモルフラ
ックス（Ｑn Ｘ）を次式から計算できる： Ｑn Ｘ＝ＱＶn Ｘ．ｒ／ＭＭ５モル／時間） ここで、ｒは生成物の密度であり、 ＭＭは生成物のモル質量である。
ックス（Ｑn Ｘ）を次式から計算できる： Ｑn Ｘ＝ＱＶn Ｘ．ｒ／ＭＭ５モル／時間） ここで、ｒは生成物の密度であり、 ＭＭは生成物のモル質量である。
【００７０】 その後、全てのモルフラックスおよびシステム中の絶対圧力Ｐａを知ることに
よってガス入力中の各化合物の分圧（Ｐp n Ｘ）を次式から計算することができ
る： Ｐp n Ｘ＝Ｐａ．Ｑn Ｘ／（ＱＮ2 ＋Ｓi Ｑi Ｘ） 飽和曲線Ｐp n Ｘsat ＝ｆ｛Ｔ｝は、言語“Ｐｒｏｓｙｍ”で開発されたもの
のような物理的特性の計算用ソフトウェアを使用することによって（ソフトウェ
ア“ＰＲＯＰＨＹ”によって）決定されることが可能であり（ Joulia X et al.
(1988),Intern.Chem.Eng.28:36-45 ）、それらは、バイオリアクタの温度におけ
る各化合物の基準飽和圧力（Ｐp n Ｘsat ref ）を計算するために使用される。
よってガス入力中の各化合物の分圧（Ｐp n Ｘ）を次式から計算することができ
る： Ｐp n Ｘ＝Ｐａ．Ｑn Ｘ／（ＱＮ2 ＋Ｓi Ｑi Ｘ） 飽和曲線Ｐp n Ｘsat ＝ｆ｛Ｔ｝は、言語“Ｐｒｏｓｙｍ”で開発されたもの
のような物理的特性の計算用ソフトウェアを使用することによって（ソフトウェ
ア“ＰＲＯＰＨＹ”によって）決定されることが可能であり（ Joulia X et al.
(1988),Intern.Chem.Eng.28:36-45 ）、それらは、バイオリアクタの温度におけ
る各化合物の基準飽和圧力（Ｐp n Ｘsat ref ）を計算するために使用される。
【００７１】 その後、各化合物の活量の計算が次式によって行われる： ａＸ＝Ｐp n Ｘ／Ｐp n Ｘsat ref リアクタ内における実際の体積フラックスは、次式を使用することによって計
算される： Ｑvtotal＝Ｒ．Ｔ．（ＱＮ2 ＋Ｓi Ｑi Ｘ）／Ｐａ ここで、Ｔはバイオリアクタのケルビン単位での温度である。
算される： Ｑvtotal＝Ｒ．Ｔ．（ＱＮ2 ＋Ｓi Ｑi Ｘ）／Ｐａ ここで、Ｔはバイオリアクタのケルビン単位での温度である。
【００７２】 使用されたアルゴリズムは、蒸気圧または熱力学的活量としてプログラム可能
な動作条件を変化させるために、気体フラックスに関する事象の時間シーケンス
を規定し、これにより管理を行い、解析装置中へのサンプル注入シーケンスを管
理し、反応室中の制御パラメータである、入力および出力フラックス、分圧、各
基質および生成物のモルフラックスおよび活量、温度、滞留時間を実時間で監視
する。アクセス周波数は２Ｈｚである。図２乃至５はリアクタの初期化（図２）
、事象のテーブル（表）のアクセス（図３）、待機／スタート反応モード（図４
）、および反応の終了（図５）に対する各管理アルゴリズムの一例を表している
。
な動作条件を変化させるために、気体フラックスに関する事象の時間シーケンス
を規定し、これにより管理を行い、解析装置中へのサンプル注入シーケンスを管
理し、反応室中の制御パラメータである、入力および出力フラックス、分圧、各
基質および生成物のモルフラックスおよび活量、温度、滞留時間を実時間で監視
する。アクセス周波数は２Ｈｚである。図２乃至５はリアクタの初期化（図２）
、事象のテーブル（表）のアクセス（図３）、待機／スタート反応モード（図４
）、および反応の終了（図５）に対する各管理アルゴリズムの一例を表している
。
【００７３】 図２のアルゴリズムは、ステップ201,202 および203 に対応した適切な試験に
よってブロック200 において実験の初期化とチャートの較正および構成とを可能
にする。一般パラメータであるリアクタの温度、圧力および体積のアクセスは、
レパートリ210 においてステップ204 乃至209 によって行われる。
よってブロック200 において実験の初期化とチャートの較正および構成とを可能
にする。一般パラメータであるリアクタの温度、圧力および体積のアクセスは、
レパートリ210 においてステップ204 乃至209 によって行われる。
【００７４】 図３において、一般パラメータが選択されると（ステップ209 ）、アルゴリズ
ムは、ステップ211 において動作条件のテーブル（ステップ221 乃至225 におい
て命令値の関数として事象の時間および全フラックスを獲得し、ステップ226 乃
至229 において事象を分類することによる）およびステップ231 乃至235 におけ
るプログラムされた解析シーケンスのテーブルおよびステップ236 および237 に
おける事象の分類の生成カートリッジ220 および230 からそれぞれフラックス／
解析テーブルを選択することから成る。生成されたテーブルは、ステップ238 で
記憶される。
ムは、ステップ211 において動作条件のテーブル（ステップ221 乃至225 におい
て命令値の関数として事象の時間および全フラックスを獲得し、ステップ226 乃
至229 において事象を分類することによる）およびステップ231 乃至235 におけ
るプログラムされた解析シーケンスのテーブルおよびステップ236 および237 に
おける事象の分類の生成カートリッジ220 および230 からそれぞれフラックス／
解析テーブルを選択することから成る。生成されたテーブルは、ステップ238 で
記憶される。
【００７５】 図４において、ブロック240 においてパラメータのアクセスおよび制御が行わ
れ、待機ブロック250 およびスタートブロック260 からスタートする。待機ブロ
ックは、ステップ252 乃至257 で得られたパラメータのアクセスの関数としてス
テップ251 においてスタートを調整する。このスタートは、ステップ261 乃至26
6 でフラックスおよび解析事象のファイルがロードされると開始される。獲得お
よび制御ブロック240 は、先行するアルゴリズムの事象テーブルにおける経過し
た時間の獲得、表示および比較のステップ241 乃至246 を統合する。ブロック27
0 における解析の管理は、決定ステップ271 で事象を適用した結果行われる。ス
テップ272 における経過した時間と予め定められた終了時間との比較は、獲得ブ
ロック240 に戻る。動作条件の変更のブロック280 は、獲得ブロックのエントリ
時のスタートパラメータが３つのステップ（281 乃至283 ）で変更されることを
可能にする。
れ、待機ブロック250 およびスタートブロック260 からスタートする。待機ブロ
ックは、ステップ252 乃至257 で得られたパラメータのアクセスの関数としてス
テップ251 においてスタートを調整する。このスタートは、ステップ261 乃至26
6 でフラックスおよび解析事象のファイルがロードされると開始される。獲得お
よび制御ブロック240 は、先行するアルゴリズムの事象テーブルにおける経過し
た時間の獲得、表示および比較のステップ241 乃至246 を統合する。ブロック27
0 における解析の管理は、決定ステップ271 で事象を適用した結果行われる。ス
テップ272 における経過した時間と予め定められた終了時間との比較は、獲得ブ
ロック240 に戻る。動作条件の変更のブロック280 は、獲得ブロックのエントリ
時のスタートパラメータが３つのステップ（281 乃至283 ）で変更されることを
可能にする。
【００７６】 最後に、図５は、結果の処理、すなわちリアクタの洗浄、および実験の中止に
それぞれ関連した３つのブロック300,310 および320 で実験ステップの終了を示
す。処理ブロック300 は、洗浄、タイマーの解放、および結果の転送のステップ
301 乃至305 を含んでいる。洗浄ブロックは、洗浄気体を解析するステップ311
および決定ステップ312 を含んでいる。停止ブロックは、試験中断、指令の取消
し、リアクタの全般的な中止のステップ321 乃至323 を含んでいる。 異なった用途における本発明によるリアクタの使用例について、以下説明する
。
それぞれ関連した３つのブロック300,310 および320 で実験ステップの終了を示
す。処理ブロック300 は、洗浄、タイマーの解放、および結果の転送のステップ
301 乃至305 を含んでいる。洗浄ブロックは、洗浄気体を解析するステップ311
および決定ステップ312 を含んでいる。停止ブロックは、試験中断、指令の取消
し、リアクタの全般的な中止のステップ321 乃至323 を含んでいる。 異なった用途における本発明によるリアクタの使用例について、以下説明する
。
【００７７】 ［例 １：脂肪分解酵素の使用］ 脂肪酵素の使用は、システム中の水の有効度の関数としての触媒の異なる反応
を可能にする。
を可能にする。
【００７８】 固相／気相触媒のこの特定の使用は、とくにフレーバ−または芳香のような分
子に関して広い適用分野の可能性を開く。さらに、このようなシステムにおける
使用の方法は比較的容易である。
子に関して広い適用分野の可能性を開く。さらに、このようなシステムにおける
使用の方法は比較的容易である。
【００７９】 最適な触媒活量は、触媒の最大水和作用に対して得られ、この状況は、高レベ
ルの水和に対する触媒の含水率の急激な増加によって表される分離した液相の出
現の直前に発生する。この最適水和率を越えると、触媒速度は急激に下降する。
ルの水和に対する触媒の含水率の急激な増加によって表される分離した液相の出
現の直前に発生する。この最適水和率を越えると、触媒速度は急激に下降する。
【００８０】 この活量の損失は回復不可能であり、異なった初期水和条件で２４時間連続し
て使用した後における、最適水和状態で測定された、残留活量曲線が示す水と温
度との結合した作用による触媒の熱変性の結果である。
て使用した後における、最適水和状態で測定された、残留活量曲線が示す水と温
度との結合した作用による触媒の熱変性の結果である。
【００８１】 したがって、固体／気体触媒の利点は、生体触媒の制御された連続的な水和の
可能性と、水性媒質中の温度感応性酵素の場合における熱安定性の特性の獲得と
に関連して明かである。
可能性と、水性媒質中の温度感応性酵素の場合における熱安定性の特性の獲得と
に関連して明かである。
【００８２】 ［例 ２：エステル化反応］ リパーゼを使用することにより、９個の炭素原子の最大分子鎖長のブチラート
およびアセテート族のエステルの範囲の大気圧での生成が行われた。
およびアセテート族のエステルの範囲の大気圧での生成が行われた。
【００８３】 熱力学的活量の制御により、ヒドラーゼは、水性媒質中でのそれらの作用モー
ドとは対照的に、合成(synthetic) 反応に触媒作用を及ぼすことが可能になる。 プロピルブチラートの合成は、ｎ−プロパノールおよび酪酸からスタートする
市販の触媒であるＮＯＶＯＺＹＭＥ４３５（樹脂上に固定されたＣ．ａｎｔａｒ
ｔｉｃａ社製のリパーゼ）によって実行されている。
ドとは対照的に、合成(synthetic) 反応に触媒作用を及ぼすことが可能になる。 プロピルブチラートの合成は、ｎ−プロパノールおよび酪酸からスタートする
市販の触媒であるＮＯＶＯＺＹＭＥ４３５（樹脂上に固定されたＣ．ａｎｔａｒ
ｔｉｃａ社製のリパーゼ）によって実行されている。
【００８４】 このエステル化反応の欠点は、反応中に水が生成されることである。本発明の
実施形態では、触媒ベッドの最後のセクションで結果的に生じた水和の変化が考
慮されている。実験において、低い熱力学活量で効率的に作用することのできる
触媒の選択と水和の変化に対する依存性が最も低い活量とを選択することによっ
てプロピルブチラートの生成が最適化されることが可能になることが証明されて
いる。
実施形態では、触媒ベッドの最後のセクションで結果的に生じた水和の変化が考
慮されている。実験において、低い熱力学活量で効率的に作用することのできる
触媒の選択と水和の変化に対する依存性が最も低い活量とを選択することによっ
てプロピルブチラートの生成が最適化されることが可能になることが証明されて
いる。
【００８５】 このように、固体／気体触媒は、溶剤を付加せずにクリーンな生成物を製造す
ることが技術的に可能である。
ることが技術的に可能である。
【００８６】 以下の表Ｉに示した結果は、５０ｍｇの量のサポートされた触媒（酵素＋サポ
ート）により実験室レベルで得られた結果の外挿に関するものである。
ート）により実験室レベルで得られた結果の外挿に関するものである。
【００８７】 表 Ｉ モル比： 酸入力 窒素消費率 エステル 酸変換 乾燥生成物 アルコール 分圧 (m3 /h) 生成物 (%) の純度 ／酸 (atm) (kg/h) （％質量） １．０ ０．０２０ ３６．９ ４．００ ８３．２ ８３．１ １．５ ０．０２０ ３６．５ ４．５０ ９５．０ ７７．２ ２．０ ０．０２０ ３６．０ ４．５５ ９７．５ ６６．４ １．２ ０．０２０ ３６．２ ５．４０ ９２．３ ８３．７ 表Ｉは、分子、プロピルブチラートの生成物、ならびに触媒の１ｋｇの容量を
有するリアクタのディメンションに対する４つの実施形態を表している。作用(w
orking) 温度は８０℃である。リアクタにおける滞留時間は、０．５秒程度であ
る。平衡定数は約４０であるため、達成されることのできる最大変換率は、１／
１の酸／アルコール比に対して８３％である。しかしながら、基質の１つの変換
率は、別のものの熱力学的活量を増加することによって増加させることができる
。その後、生成物を浄化し基質を過度に再循環させること(recycling) を確実に
するために下流処理（蒸留）が必要である。
有するリアクタのディメンションに対する４つの実施形態を表している。作用(w
orking) 温度は８０℃である。リアクタにおける滞留時間は、０．５秒程度であ
る。平衡定数は約４０であるため、達成されることのできる最大変換率は、１／
１の酸／アルコール比に対して８３％である。しかしながら、基質の１つの変換
率は、別のものの熱力学的活量を増加することによって増加させることができる
。その後、生成物を浄化し基質を過度に再循環させること(recycling) を確実に
するために下流処理（蒸留）が必要である。
【００８８】 ［例 ３：氷酢酸およびブタノールからスタートするブチルアセテートの合
成］ この反応の平衡定数によって、等モル（濃度）比で基質が使用された場合に９
０％を越えるパーセンテージ変換を容易に実現することが可能になる。ここでは
、１モルにつき１モルの投入量（アルコール／酸）で作用させている。変換の割
合は１００％に近く、２４時間の動作期間中に活量の損失は認められなかった。
これらの依然準備段階の最適化されていない結果から、１ｋｇの触媒ベッド容量
に対して１時間につき純粋な生成物が約５ｋｇ生成される。この値の増加を予測
することは事実上可能であるが、これは実験的に確認されなければならない。
成］ この反応の平衡定数によって、等モル（濃度）比で基質が使用された場合に９
０％を越えるパーセンテージ変換を容易に実現することが可能になる。ここでは
、１モルにつき１モルの投入量（アルコール／酸）で作用させている。変換の割
合は１００％に近く、２４時間の動作期間中に活量の損失は認められなかった。
これらの依然準備段階の最適化されていない結果から、１ｋｇの触媒ベッド容量
に対して１時間につき純粋な生成物が約５ｋｇ生成される。この値の増加を予測
することは事実上可能であるが、これは実験的に確認されなければならない。
【００８９】 ［例 ４：気相アフィニティクロマトグラフィの発達への固体／気体触媒に
よって得られた結果の適用］ ある程度の水和の維持は、酵素認識のプロセスに関連した低エネルギ相互作用
（または抗体と抗原との間）の明確化を可能にする時間および３次元構造による
安定性と一致し、それは気相アフィニティクロマトグラフィの概念を発達させる
のに十分である。
よって得られた結果の適用］ ある程度の水和の維持は、酵素認識のプロセスに関連した低エネルギ相互作用
（または抗体と抗原との間）の明確化を可能にする時間および３次元構造による
安定性と一致し、それは気相アフィニティクロマトグラフィの概念を発達させる
のに十分である。
【００９０】 枝状に化学結合(graft) された配位子(ligand)を含むクロマトグラフィカラム
により、気相アフィニティクロマトグラフィの概念が発達させられることが可能
になる。配位子とは、とくに反応混合物中に存在する化合物に特別に結合するこ
とのできる任意の種類の分子を意味する。それは、基質に対するアフィニティを
示す抗体であってもよい。それは抗原に対するアフィニティを示す抗体であって
もよく、この場合、反応は、所望しない抗原に関して複合媒質が浄化されること
を可能にし、随意に、一方の場合または他方の場合に確保された生成物は、媒質
の物理化学的条件の変更によって浄化された形態で再生される可能性がある。
により、気相アフィニティクロマトグラフィの概念が発達させられることが可能
になる。配位子とは、とくに反応混合物中に存在する化合物に特別に結合するこ
とのできる任意の種類の分子を意味する。それは、基質に対するアフィニティを
示す抗体であってもよい。それは抗原に対するアフィニティを示す抗体であって
もよく、この場合、反応は、所望しない抗原に関して複合媒質が浄化されること
を可能にし、随意に、一方の場合または他方の場合に確保された生成物は、媒質
の物理化学的条件の変更によって浄化された形態で再生される可能性がある。
【００９１】 これらのシステムは、気相中に低濃度で存在する分子トレース（たとえば、大
気汚染物質）を見つけることができ、それによってこの分子の迅速で特定した決
定を可能にする。
気汚染物質）を見つけることができ、それによってこの分子の迅速で特定した決
定を可能にする。
【００９２】 ［例 ５：誘導(derivatization)プレカラムの発達への固体／気体触媒によ
って得られた結果の適用］ 触媒活量の使用は、気相クロマトグラフィ（ＧＣ）に対する誘導プレカラムの
発達への道を開く。ＧＣにおいて伝統的に直面する問題は、ある化合物（たとえ
ば、非極性カラム上の自由脂肪酸）に対するピークの尾(trailing)、あるいは解
析されるべき化合物の低い揮発性（砂糖の場合）を生じさせる２次相互作用であ
る。それ故、実験を行なう者は、これらの問題（基準）を解決するためにかなり
頻繁に誘導ステップ（メチル化またはエチル化）を再使用する。このステップを
回避し、解析を容易にするための方法は、インジェクタと分離カラムとの間に少
量の酵素リアクタに等しい活性カラムを挿入することである。メチル化のための
メタノールが存在する時に、解析されるべき生成物を注入することによって、た
とえば、化合物を注入した後であるが、それがカラムへ到達する前に、もとの場
所で誘導が生じる。
って得られた結果の適用］ 触媒活量の使用は、気相クロマトグラフィ（ＧＣ）に対する誘導プレカラムの
発達への道を開く。ＧＣにおいて伝統的に直面する問題は、ある化合物（たとえ
ば、非極性カラム上の自由脂肪酸）に対するピークの尾(trailing)、あるいは解
析されるべき化合物の低い揮発性（砂糖の場合）を生じさせる２次相互作用であ
る。それ故、実験を行なう者は、これらの問題（基準）を解決するためにかなり
頻繁に誘導ステップ（メチル化またはエチル化）を再使用する。このステップを
回避し、解析を容易にするための方法は、インジェクタと分離カラムとの間に少
量の酵素リアクタに等しい活性カラムを挿入することである。メチル化のための
メタノールが存在する時に、解析されるべき生成物を注入することによって、た
とえば、化合物を注入した後であるが、それがカラムへ到達する前に、もとの場
所で誘導が生じる。
【００９３】 本発明は、説明された例に限定されない。ベクトルガスを構成する気相への液
体生成物の変換は、一方において注入室内におけるこれらの生成物の膨張を可能
にする任意の手段によって、他方において任意の既知の手段によりリアクタの出
口と入口との間で減圧を生成することによって達成されてもよい。さらに、基質
は第１の反応段からのように気相中に存在していてもよい。
体生成物の変換は、一方において注入室内におけるこれらの生成物の膨張を可能
にする任意の手段によって、他方において任意の既知の手段によりリアクタの出
口と入口との間で減圧を生成することによって達成されてもよい。さらに、基質
は第１の反応段からのように気相中に存在していてもよい。
【００９４】 当業者は、最も適切な酵素リアクタを本発明によるリアクタに、すなわち固定
または流動ベッドとしてどのように統合するかを認識するであろう。
または流動ベッドとしてどのように統合するかを認識するであろう。
【００９５】 本発明のある実施形態は、ある用途にさらに適している。たとえば、中性ベク
トルガスが使用される場合、とくに工業用にとってこのガスの消費を最小にする
ことが重要であると思われる。これを行なうために、この気体は真空ポンプ出口
における再圧縮および熱交換機への移送によって再循環されることが好ましい。
このようにして、コールドを圧力の上昇と結合することにより、反応生成物の凝
縮、およびマス・フローメータの上流から再循環可能なベクトルガスの浄化が容
易にされる。とくに、液体リング・コンプレッサに結合された真空ポンプは、吸
気および圧縮の両方において著しい量の凝縮可能な生成物を許容する能力を有し
ているため、それらの使用が指示されている。
トルガスが使用される場合、とくに工業用にとってこのガスの消費を最小にする
ことが重要であると思われる。これを行なうために、この気体は真空ポンプ出口
における再圧縮および熱交換機への移送によって再循環されることが好ましい。
このようにして、コールドを圧力の上昇と結合することにより、反応生成物の凝
縮、およびマス・フローメータの上流から再循環可能なベクトルガスの浄化が容
易にされる。とくに、液体リング・コンプレッサに結合された真空ポンプは、吸
気および圧縮の両方において著しい量の凝縮可能な生成物を許容する能力を有し
ているため、それらの使用が指示されている。
【００９６】 凝縮し難い分子の場合、反応生成物の希釈を最小にするために真空ポンプの上
流の制御バルブだけでなく窒素または空気の追加を不要にし、それによって凝縮
ステップの効率を改善するという利点がある。全圧力は、リアクタと真空ポンプ
との間に配置されたバルブによって制御され、リアクタの上流で行われる圧力の
測定により調整される。
流の制御バルブだけでなく窒素または空気の追加を不要にし、それによって凝縮
ステップの効率を改善するという利点がある。全圧力は、リアクタと真空ポンプ
との間に配置されたバルブによって制御され、リアクタの上流で行われる圧力の
測定により調整される。
【００９７】 揮発度が非常に高いか、あるいはそれらの分圧がコンデンサの温度におけるそ
れらの飽和圧力に比較して非常に低いために分離し難い分子の場合、分子濾波シ
ステムが、窒素流が再循環されることを可能にするコンデンサ出力側に付加され
る。汚染除去作業に関しては、この方法により結果的に、反応生成物が非常に高
い希釈度で気相中に存在する場合、これら反応生成物をトラップするための低温
液体の使用を回避することによって運転コストを減少させる。
れらの飽和圧力に比較して非常に低いために分離し難い分子の場合、分子濾波シ
ステムが、窒素流が再循環されることを可能にするコンデンサ出力側に付加され
る。汚染除去作業に関しては、この方法により結果的に、反応生成物が非常に高
い希釈度で気相中に存在する場合、これら反応生成物をトラップするための低温
液体の使用を回避することによって運転コストを減少させる。
【００９８】 さらに汚染除去に関連した活性作業に関して、気体／気体パーベーパレーショ
ンを固体／気体酵素作用に結合することが有効である。したがって、非常に高い
希釈度で存在する気体の処理の場合、分子がバイリアクタ中に移送される前にそ
れらの濃縮を除去できるようにするために、気体／気体パーベーパレーションス
テップは有効に酵素作用に先行することができる。これを行なうために、蒸発装
置がパーベーパレーションモジュールの浸透モジュールによって置換され、浸透
気体がコンプレッサとして機能するガスポンプによってバイオリアクタ中に導入
される。リアクタのレベルでの圧力の増加および温度の低下は、処理されること
となる分子の活量を著しく増加させて１０倍あるいは１００倍にする。リアクタ
の圧力は、リアクタの出口におけるフラックス制限バルブによって調整され、真
空ポンプは遮断されている。清浄な気体、または触媒ステップによってその有毒
性が完全に除去された分子だけを含有している気体を大気中に解放するために、
低温コンデンサまたは交換機に結合されたパーベーパレーションの第２のモジュ
ールがフラックス制限バルブの下流に配置されている。
ンを固体／気体酵素作用に結合することが有効である。したがって、非常に高い
希釈度で存在する気体の処理の場合、分子がバイリアクタ中に移送される前にそ
れらの濃縮を除去できるようにするために、気体／気体パーベーパレーションス
テップは有効に酵素作用に先行することができる。これを行なうために、蒸発装
置がパーベーパレーションモジュールの浸透モジュールによって置換され、浸透
気体がコンプレッサとして機能するガスポンプによってバイオリアクタ中に導入
される。リアクタのレベルでの圧力の増加および温度の低下は、処理されること
となる分子の活量を著しく増加させて１０倍あるいは１００倍にする。リアクタ
の圧力は、リアクタの出口におけるフラックス制限バルブによって調整され、真
空ポンプは遮断されている。清浄な気体、または触媒ステップによってその有毒
性が完全に除去された分子だけを含有している気体を大気中に解放するために、
低温コンデンサまたは交換機に結合されたパーベーパレーションの第２のモジュ
ールがフラックス制限バルブの下流に配置されている。
【００９９】 さらに、生成物が状態の変化を受けているとき、形成された生成物が固体であ
る場合、リアクタ出口においてたとえばサイクロン効果型の気体／固体分離機を
付加し、あるいは生成物が液体ならば気体／液体分離機を付加することが望まし
い。圧力コンデンサを通過して移送することによって、気相だけが気体ポンピン
ググループに向かって再循環される。
る場合、リアクタ出口においてたとえばサイクロン効果型の気体／固体分離機を
付加し、あるいは生成物が液体ならば気体／液体分離機を付加することが望まし
い。圧力コンデンサを通過して移送することによって、気相だけが気体ポンピン
ググループに向かって再循環される。
【図１】 本発明による３段リアクタの概略図。
【図２】 本発明による連続したリアクタの主な器官の連続的な命令の管理組織図。すな
わち、主なパラメータの初期化およびアクセス用のアルゴリズム。
わち、主なパラメータの初期化およびアクセス用のアルゴリズム。
【図３】 本発明による連続したリアクタの主な器官の連続的な命令の管理組織図。すな
わち、動作条件および解析シーケンスのテーブルを生成するためのアルゴリズム
。
わち、動作条件および解析シーケンスのテーブルを生成するためのアルゴリズム
。
【図４】 本発明による連続したリアクタの主な器官の連続的な命令の管理組織図。すな
わち、パラメータのアクセスおよび制御用のアルゴリズム。
わち、パラメータのアクセスおよび制御用のアルゴリズム。
【図５】 本発明による連続したリアクタの主な器官の連続的な命令の管理組織図。すな
わち、実験の結果を処理し終了させるためのアルゴリズム。
わち、実験の結果を処理し終了させるためのアルゴリズム。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１月２４日（２０００．１．２４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ルゴワ、マリー・ドミニク フランス国、エフ − 17180 ブリニュ、 スクワール・デュ・バロン、４ Ｆターム(参考） 4B029 AA27 BB16 CC03 CC10 4G070 AA01 AB04 BA05 BB08 CB02 CB19 CB30 CC01 CC06 CC11 DA14 4G075 AA05 AA37 AA45 AA62 AA63 BA05 BD16 CA02 CA03 CA05 CA54 DA04 EB01
Claims (24)
- 【請求項１】 限定された生成物と、基質と、化合物を形成する生成物とを
得るための異なる基質を使用する非一般的な媒体中における固体／気体触媒によ
る連続的な反応プロセスにおいて、 前記化合物の熱力学的活量の決定に関連される各純粋な化合物の飽和圧力を決
定するための反応の温度と、 全圧力と、 これらの化合物に対して決定された熱力学的活量値の関数として気体混合物の
モル組成を制御するための化合物とベクトルガスのモルフラックスとの制御を含
んでいるプロセス。 - 【請求項２】 時間の経過にわたり気相の組成の一定した変化を防止するた
め、反応中に変換される気体は液体混合物に与えられる液体蒸気フラッシュから
生じ、それに続いて中性ガスの随意的な付加が行われることを特徴とする請求項
１記載のプロセス。 - 【請求項３】 ベクトルガスは実質上最低の沸点を有する化合物により置換
され、適切な温度と圧力結合の供給による水の熱力学的活量値の選択によって置
換されることを特徴とする請求項１または２記載のプロセス。 - 【請求項４】 中性ベクトルガスが使用される場合に、このガスは真空ポン
プの出口で再度圧縮され熱交換器に移動されることによりリサイクルされること
を特徴とする請求項２または３のいずれか１項記載のリアクタ。 - 【請求項５】 真空ポンプはコンプレッサに結合されていることを特徴とす
る請求項４記載のリアクタ。 - 【請求項６】 各基質（１）と、ベクトルガス（７）のフラックスの制御装
置（６、８）と、気相の基質の膨張ミキサ（４）と、触媒を含み基質が熱交換器
（９）を経て導かれるバイオリアクタ（８）を具備する反応室（10）と、反応室
の出口に位置する解析サンプラ（14）との温度制御を行うためのプローブ（15乃
至18）と、反応室の出口にも設けられている真空調節弁（12）に結合されている
真空ポンプ（11）と、管理プロセッサ（21）に結合された命令制御装置（20）に
接続されたポンプとプローブと弁とを具備しており、それによって受信されたデ
ータとそれが供給される管理アルゴリズムの関数として、プロセッサは時間の経
過中に命令信号を異なる装置、即ちポンプ、プローブ、弁に送信し、温度と全圧
力とモルフラックスを決定された熱力学的活量値の関数として制御する請求項１
記載のプロセスを実行するリアクタ。 - 【請求項７】 気体混合物を生成するように設計され、バット（２）から供
給される液体基質はパイプワーク（３）によって調剤ポンプ（５）とフラックス
制御装置（６）を通って同一のミキサ−インジェクタ（４）へ伝送され、ミキサ
（４）へ選択的に注入されるために流量計（８）を有するベクトルガスソースも
また設けられている第１の段と、 基質間の反応に関連し、基質混合物が熱交換器（９）を経てインジェクタ（４
）からリアクタ（８）へ導かれ、バイオリアクタは酵素の調剤を含んでおり温度
に維持されている第２の段と、 制御および解析装置に関連し、真空ポンプ（11）は圧力制御弁（12）と真空漏
洩検出器に結合され、空気的に制御されるマルチチャンネル弁により転送される
ことによりこの出力ライン中に挿入される反応後のサンプリング室（14）を含む
第３の段とを有することを特徴とする請求項６記載のリアクタ。 - 【請求項８】 熱電対（15乃至18）からなる温度制御プローブは異なる部分
に分配され、圧力プローブはピエゾ抵抗センサ（19）からなり、１組の温度およ
び圧力プローブはバイオリアクタ（８）において真空調節弁（12）を調節する制
御装置（20）に接続され、この制御は異なるプローブにより送られてマイクロプ
ロセッサにより記録されるデータに応答してマイクロプロセッサ（21）により供
給されるデータの関数として行われ、受信されたデータの関数としての動作条件
の自動制御および調節が適切な管理アルゴリズムにより確実に行われることを特
徴とする請求項６記載のリアクタ。 - 【請求項９】 ミキサ（４）は液体−蒸気フラッシュ中に交換表面を増加さ
せるために噴霧装置として使用される超音波ヘッドを具備し、バイオリアクタ
（８）のバイオリアクタ出口における気相の解析的なサンプリングはループによ
り実行され、その後、その組成を決定するためＧＣコラムへ注入することにより
、検出は２つのセンサにより行われ、一方のセンサは水を検出し他方のセンサは
その他の全ての有機分子を検出することを特徴とする請求項６記載のリアクタ。 - 【請求項１０】 リアクタの異なる部分の制御は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジ
タル）変換チャンネルと１２ビットＤ／Ａ変換チャンネルとＴＴＬモードの少な
くとも１つの信号とを含むチャートにより異なるプローブと弁に結合されたマイ
クロプロセッサ（21）により行われ、管理アルゴリズムは測定された異なる温度
を入口で記録し、分圧と基準飽和圧力とを計算して異なる基質のそれぞれの熱力
学的活量を計算し、流量計（６、８）と真空調節弁（12）に命令を伝送すること
を特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項記載のリアクタ。 - 【請求項１１】 二重のパネルの熱電対調整装置は２０乃至１５０℃の範囲
にわたって温度測定の＋／−０．１℃の正確性を与えるように選択され、調剤ポ
ンプに入力され読出された値の正確度は流量計の最大容量の＋／−０．５％であ
り、圧力測定の入力され読出された値は＋／−１ミリバールであり、指数関数タ
イプの線形回帰により行われる飽和圧力の計算は＋／−５．１０-4ａｔｍの最大
絶対エラ−値を与えることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項記載の
リアクタ。 - 【請求項１２】 使用されるアルゴリズムはガスフラックスに関して事象
（240 乃至280 ）の時間シーケンスにわたって限定および管理し、蒸気圧力また
は熱力学的活量（210 乃至230 ）としてプログラム可能な動作条件を変化させ、
解析装置（210 、220 、230 、240 ）へのサンプル注入シーケンスを管理し、実
時間で反応室（280 、240 ）の制御パラメータ、即ち入力および出口フラックス
と、分圧と、モルフラックスと、各基質および生成物の活量と、温度と、滞留時
間と、リアクタの初期化に対するプロセッサ読出しチャート（200 ）の較正と、
事象（211 、220 、230 ）の表のアクセスと、待機／開始反応モード（250 、26
0 ）と、反応の終了（300 乃至323 ）とを監視することを特徴とする請求項６乃
至１０のいずれか１項記載のリアクタ。 - 【請求項１３】 濃縮が困難な分子に対しては、窒素または空気の付加が真
空ポンプからの制御弁上流にあるとき省略され、反応生成物の希釈を最小にし、
濃縮ステップの効率を改良するために、全圧力の制御はリアクタと真空ポンプと
の間に位置する弁により行われ、圧力測定による制御はリアクタから上流で行わ
れることを特徴とする請求項６乃至１２のいずれか１項記載のリアクタ。 - 【請求項１４】 分離が困難な分子の場合、分子濾過システムがコンデンサ
出口に付加され、低温流体の使用が省略される請求項６乃至１３のいずれか１項
記載のリアクタ。 - 【請求項１５】 気体／気体パーベーバレーションは固体／気体バイオ触媒
に結合され、バイオリアクタへ通過する前に分子の濃縮が消去されることを特徴
とする請求項６乃至１４のいずれか１項記載のリアクタ。 - 【請求項１６】 蒸発装置はパーベーバレーションモジュールの浸透モジュ
ールにより置換され、浸透ガスはコンプレッサとして作用するガスポンプによっ
てバイオリアクタへ導かれ、リアクタの圧力はリアクタ出口の流量制限弁により
調節され、真空ポンプは遮断されていることを特徴とする請求項１５記載のリア
クタ。 - 【請求項１７】 第２のパーベーバレーションモジュールは流量制限弁から
下流に位置する低温コンデンサまたは熱交換装置に結合されていることを特徴と
する請求項１６記載のリアクタ。 - 【請求項１８】 反応生成物が状態変化を受ける場合、気体／固体または気
体／液体セパレータがリアクタ出口に付加され、気相だけが圧力コンデンサを通
過することにより気体ポンプグループの方向へリサイクルされることを特徴とす
る請求項６乃至１７のいずれか１項記載のリアクタ。 - 【請求項１９】 アルコール、カルボン酸、チオール、チオエステル、エス
テル、アルデヒド、ケトン、アルカン酸化物、ラクトンのような有機分子を生成
するための請求項６乃至１３および１８のいずれか１項記載のリアクタの使用。 - 【請求項２０】 生成される分子は調味料または香水として使用されること
ができることを特徴とする請求項１９記載のリアクタの使用。 - 【請求項２１】 気体流出物をバイオ純化するために使用する請求項６乃至
１８のいずれか１項記載のリアクタの使用。 - 【請求項２２】 人工ノーズを形成するため揮発性分子の検出専用のバイオ
センサを生成するために使用する請求項６乃至１８のいずれか１項記載のリアク
タの使用。 - 【請求項２３】 リアクタを既知の解析装置に結合することにより、この既
知の解析装置により得られる分子の解析に使用する請求項６乃至１２のいずれか
１項記載のリアクタの使用。 - 【請求項２４】 リアクタはガスクロマトグラフ（ＧＣ）中で使用される分
離処理のための酵素誘導プリカラムを構成することを特徴とする請求項２３記載
のリアクタの使用。
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