JP2017529875A - 酵素処理プラントおよび酵素処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
酵素処理プラント内へ反応混合物を送り込むためのポンプ;
第1段階の酵素処理を行うための第1酵素処理領域;
水溶性成分、油溶性成分および固形成分の流れを分離するためのデカンターを含む分離機システム
を提供することによって、モジュール式部品一式から適切な酵素処理プラントを製造することを含み;
当該方法がさらに:
要求される酵素処理プロセスを行える処理プラントに下記の構成要素の各々:フィルター;第2酵素処理段階;第3酵素処理段階;分離機システム後段階;流れ分割段階;および流れ統合段階が必要であるか否かを検討することを含み;
さらに、必要な構成要素を該モジュール式プラントに含めることを含む、方法を提供する。
部品一式がさらに:フィルター;第2酵素処理段階;第3酵素処理段階;;流れ分割段階;流れ統合段階;注入地点;混合チャンバ;清浄機;および乾燥機のうちの1つ以上を含む、部品一式にまで、本発明の範囲が及ぶ。
パイプは、約60mmの辺を有する正方形の横断面を有する。屈曲部の角度は15°〜30°の範囲内にある。
密度ρ=1000kg/m3
粘度μ=0.02Ns
レイノルズ数Re=800
平均速度ν=0.35m/s
所与の直径での体積流速は下記で与えられる:
プロセスは、そのままの鰯(アンチョビ)を6mmダイですり潰したものをAlcalase(Novozymes)と共に、原料/水の比を50/50(w/w)として反応温度60℃で使用する。目標%DH=17(%DH=切断されたペプチド結合の数/合計のペプチド結合の数)であり、酵素製造者からの情報をもとにして見積った反応時間は45分である。添加した酵素は、添加した水を除いて原料(w.w)の0.1%(d.w)である。プラントは、1時間あたり7MTの容量で運転し、そのうち3.5MTが魚であり3.5MTが水である。管長さは863mとなるであろう。
密度ρ=1000kg/m3
粘度μ=25cP(入口)
選択した流れ特性:
レイノルズ数Re=1125
平均速度ν=0.32m/s
これらのパラメータを用いると直径D=88mmが得られる。
上記のパラメータ値の場合、この例での体積流速は7m3/hである。
この例は、Protamex(Novozymes)を使用して加水分解される鮭の頭部と背骨を使用する。酵素濃度は、原料(w.w)の0.1%(d.w)である。50℃の反応温度で処理する前に、原料を6mmダイですり潰し、原料/水の比50/50(w/w)に混合する。目標加水分解度%DH=10(%DH=切断されたペプチド結合の数/合計のペプチド結合の数)であり、酵素製造者からの情報をもとにして見積った反応時間は30分である。
反応混合物の特性:
密度ρ=1000kg/m3
粘度μ=23cP、17cPおよび9cP
選択した流れ特性:
レイノルズ数Re=1035、1655、3620
平均速度ν=0.23m/s、0.32m/s、0.43m/s
この例での体積流速は7m3/hとなるであろう。
この事例では、Alcalase(Novozymes)により鮭の骨格および頭部を処理した加水分解物を、風味が最適化され苦みが少なくなるように特別に考案されたエキソペプチダーゼ/エンドペプチダーゼ複合物であるFlavourzyme(Novozymes)を使用する第2加水分解によって、さらに処理する。10%の乾燥物を含有するように加水分解物を希釈したが、そのうち主な部分を占めるのはタンパク質である(おおよそ90%)。基質は実質的に脂質を含まない。反応時間は20分であり、反応温度は55℃である。酵素濃度は原料(w.w)の0.1%(d.w)である。
反応混合物の特性:
密度ρ=1040kg/m3
粘度μ=6.5cP
選択した流れ特性:
レイノルズ数Re=1811
平均速度ν=0.09m/s
上記のパラメータ値の場合、体積流速は4m3/hである。
Claims (45)
- 連続流に基づく有機分子の酵素処理のための酵素処理プラントであって、酵素処理領域を含み、該酵素処理領域が、乱流を発生させて反応混合物を混合しかつ該反応混合物が乱流生成パイプを通って流れているときの粒子の沈殿を防止するための、繰り返し変化する中心線および/または繰り返し変化する横断面を有する該乱流生成パイプを含み、該酵素処理プラントおよび該酵素処理領域が、該反応混合物を15分以上の反応時間の間、該酵素処理領域内で乱流に供するように設計されている、プラント。
- 前記反応時間が30分超である、請求項1に記載のプラント。
- 前記乱流生成パイプが、変化する横断面積を有する、請求項1または2に記載のプラント。
- 前記乱流生成パイプが波形パイプである、請求項1〜3のいずれか1項に記載のプラント。
- 前記乱流生成パイプが、数々の概念的繰り返し単位を含み、該繰り返し単位の数が10より大きく、より好ましくは20より大きく、最も好ましくは50より大きい、請求項1〜4のいずれか1項に記載のプラント。
- 前記プラントが、前記乱流生成パイプを通る前記反応混合物の流速が2m/s未満、場合によっては1m/s未満、場合によっては0.5m/s未満である状態で作動するように設計されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載のプラント。
- 前記酵素処理領域が、全長が少なくとも50m、場合によっては少なくとも100mである1つ以上の乱流生成パイプを含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載のプラント。
- 前記乱流生成パイプの平均直径が、20mm〜200mmの範囲内、好ましくは40mm〜100mmの範囲内、最も好ましくは50mm〜90mmの範囲内にある、請求項1〜7のいずれか1項に記載のプラント。
- 前記乱流生成パイプ内での前記反応混合物の流れが、1000未満のレイノルズ数、より好ましくは800未満のレイノルズ数、最も好ましくは600未満のレイノルズ数において乱流となる、請求項1〜8のいずれか1項に記載のプラント。
- 前記乱流生成パイプが、該パイプの内面に付着した固定化酵素の層を含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載のプラント。
- 前記反応混合物の特性を変化させる試薬を導入するための注入地点を含み、好ましくは該試薬が酸、塩基または水である、請求項1〜10のいずれか1項に記載のプラント。
- 前記乱流生成パイプの少なくとも一部を加熱するための熱交換器を含む、請求項1〜11のいずれか1項に記載のプラント。
- 分離機システムを含み、好ましくは該分離機システムが、油および油溶性成分の流れと、水溶性成分の流れと、沈殿物の流れとを産出するように作動可能な三相分離型デカンター、ならびに/または遠心分離機および/もしくはフィルターを含む、請求項1〜12のいずれか1項に記載のプラント。
- 前記プラントがモジュール式システムである、請求項1〜13のいずれか1項に記載のプラント。
- 請求項1〜14のいずれか1項に記載のプラントを装備した船舶。
- 乱流生成パイプを含む第1酵素処理領域内に反応混合物を通すことを含む、有機分子の酵素処理方法であって、該乱流生成パイプが、繰り返し変化する中心線および/または繰り返し変化する横断面を有し、該乱流生成パイプにより発生した乱流が、該反応混合物を混合しかつ該混合物が該乱流生成パイプを通って流れているときの粒子の沈殿を防止するために、用いられ、該反応混合物が、15分以上の反応時間の間、該酵素処理領域内で乱流に供せられる、方法。
- 請求項1〜15のいずれか1項に記載の装置を使用することを含む、請求項16に記載の方法。
- 前記第1酵素処理領域の下流にある第2酵素処理領域内に前記反応混合物を通すことを含み、該第2酵素処理領域内で行われる化学反応が、該第1酵素処理領域内で行われる化学反応とは異なる、請求項16または17に記載の方法。
- 前記反応混合物が、鳥、魚、甲殻類、軟体動物、哺乳動物、海水性および淡水性の藻類、酵母、または油糧種子から選択される原料を含む、請求項16、17または18に記載の方法。
- 反応混合物を酵素処理するためのモジュール式酵素処理プラントを製造する方法であって、要求される酵素処理プロセスを決定することを含み、そして:
該酵素処理プラント内へ該反応混合物を送り込むためのポンプ;
第1段階の酵素処理を行うための第1酵素処理領域;
水溶性成分、油溶性成分および固形成分の流れを分離するためのデカンターを含む分離機システム
を提供することによって、モジュール式部品一式から適切な酵素処理プラントを製造することを含み;
当該方法がさらに:
該要求される酵素処理プロセスを行える処理プラントに下記の構成要素の各々:フィルター;第2酵素処理段階;第3酵素処理段階;分離機システム後段階;流れ分割段階;および流れ統合段階が必要であるか否かを検討することを含み、さらに、
必要な構成要素を該モジュール式プラントに含めることを含む、方法。 - 第2酵素処理段階を提供することを含み、
好ましくは、該第2酵素処理段階が、前記第1酵素処理段階の下流に提供されており、かつ、使用時に該第2酵素処理段階が前記第1酵素処理領域からの反応産出物の少なくとも一部を受け入れるように該第1酵素処理領域と連通するように構成されており;または
該第2酵素処理段階が、前記分離機システムの下流に提供されており、かつ、使用時に該第2酵素処理段階が該分離機システムからの下記産出物のうちの1つを受け入れるように該分離機システムと連通するように構成されていてもよい、請求項20に記載の方法:前記水溶性成分の流れ、前記油溶性成分の流れ、または前記固形成分。 - 第3酵素処理段階を提供することを含み、
好ましくは、該第3酵素処理段階が、前記第2酵素処理段階の下流に提供されており、かつ、使用時に該第3酵素処理段階が前記第2酵素処理領域からの反応産出物の少なくとも一部を受け入れるように該第2酵素処理領域と連通するように構成されており;または
該第3酵素処理段階が、前記分離機システムの下流に提供されており、かつ、使用時に該第3酵素処理段階が該分離機システムからの下記産出物のうちの1つを受け入れるように該分離機システムと連通するように構成されていてもよい、請求項21に記載の方法:前記水溶性成分の流れ、前記油溶性成分の流れ、または前記固形成分。 - 必要な処理を提供できる処理プラントに下記の分離機システム後段階の各々:さらなる酵素処理段階、乾燥機、または清浄機が必要であるか否かを検討することを含む、請求項20、21または22に記載の方法。
- 分離機システム後段階を提供することを含む、請求項20、21、22または23に記載の方法。
- 固形成分を乾燥させるための乾燥機を提供することを含む、請求項20〜24のいずれか1項に記載の方法。
- 油溶性成分を浄化するための清浄機を提供することを含む、請求項20〜25のいずれか1項に記載の方法。
- 流れを2つ以上の流れへと分割する流れ分割段階を提供することを含み、好ましくは、該2つ以上の流れが下流側の種々の段階へと送られるか、または分割された流れのうちの1つ以上が上流の段階へと送られる、請求項20〜26のいずれか1項に記載の方法。
- 前記流れ分割段階が、前記第1酵素処理段階の後または前記分離機システムの後に提供される、請求項27に記載の方法。
- 前記流れ分割段階が、前記第2酵素処理段階の後に提供される、請求項27または28に記載の方法。
- 前記流れ分割段階が、前記第3酵素処理段階の後に提供される、請求項27、28または29に記載の方法。
- 分割された流れと上流の段階における流れとを統合する流れ統合段階を提供することを含む、請求項27、28、29または30に記載の方法。
- 前記流れ統合段階が、前記第1酵素処理段階の前または前記分離機システムの前に提供される、請求項31に記載の方法。
- 前記流れ統合段階が、前記第2酵素処理段階の前に提供される、請求項31または32に記載の方法。
- 前記流れ統合段階が、前記第3酵素処理段階の前に提供される、請求項31、32または33に記載の方法。
- 前記流れ統合段階が、乾燥機の前に提供される、請求項31、32、33または34に記載の方法。
- 段階内での反応条件を改変するために、化学物質を導入するための注入地点を該段階よりも前に提供することを含む、請求項20〜35のいずれか1項に記載の方法。
- 前記注入地点が、前記第1酵素処理段階の前および/または前記分離機システムの前に提供される、請求項36に記載の方法。
- 前記注入地点が、前記第2酵素処理段階の前に提供される、請求項36または37に記載の方法。
- 前記注入地点段階が、前記第3酵素処理段階の前に提供される、請求項36、37または38に記載の方法。
- 前記注入地点が、前記乾燥機の前に提供される、請求項36、37、38または39に記載の方法。
- 熱交換器を提供することを含む、請求項16〜40のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第1酵素処理段階の上流に密閉型混合チャンバを提供することを含む、請求項16〜41のいずれか1項に記載の方法。
- 分子の大きさが所与の大きさ以上である成分を前記反応混合物から分離するためのフィルターを提供することを含む、請求項16〜42のいずれか1項に記載の方法。
- 反応混合物中の有機化合物の酵素処理のための酵素処理プラントを作るための部品一式であって:
該酵素処理プラント内へ該反応混合物を送り込むためのポンプ;第1段階の酵素処理を行うための第1酵素処理領域;ならびに水溶性成分、油溶性成分および固形成分の流れを分離するためのデカンターを含む分離機システムを含み;かつ
該部品一式がさらに:フィルター;第2酵素処理段階;第3酵素処理段階;流れ分割段階;流れ統合段階;注入地点;混合チャンバ;清浄機;および乾燥機のうちの1つ以上を含む、部品一式。 - 請求項16〜44のいずれか1項に記載のモジュール式酵素処理プラントを製造する方法の要件を満たすべく選択された部品を含む、請求項44に記載の部品一式。
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