JP2020103277A5

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Publication number: JP2020103277A5
Application number: JP2019217948A
Authority: JP
Filing date: 2019-12-02
Publication date: 2020-08-20

Claims

無機炭素化合物および／または１個のみの炭素原子を含有する有機化合物から少なくともＣ５の炭素鎖長を有する化合物を含む有機化学品への回収および変換のための生物化学法であって、
無機炭素化合物および／または１個のみの炭素原子を含有する有機化合物を、酸水素微生物の保持に好適なおよび／または酸水素微生物の抽出物の保持が可能な環境中に導入する工程と、
前記環境内で、前記酸水素微生物および／または前記酸水素微生物由来の酵素を含有する細胞抽出物を利用した少なくとも１種の化学合成炭素固定反応を介して、前記無機炭素化合物および／または１個のみの炭素原子を含有する前記有機化合物を前記有機化学品および／またはその前駆体に変換する工程と、
を含み、
変換工程が、化学合成炭素固定反応から得られる酸水素細胞塊から脂質を抽出して、バイオ燃料を生成することを含み、
無機炭素化合物および／または１個のみの炭素原子を含有する有機化合物が、二酸化炭素、炭酸イオン、重炭酸イオン、炭酸塩、重炭酸塩、一酸化炭素、メタン、メタノール、ギ酸塩、およびギ酸の１以上を含み、
酸水素微生物が、カプリアビダス・ネカトール（Ｃｕｐｒｉａｖｉｄｕｓｎｅｃａｔｏｒ）、ロドコッカス・オパカス（Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓｏｐａｃｕｓ）であり、および
該化学合成炭素固定反応が、分子状水素を電子供与体とすることを含む、上記方法。
無機炭素化合物および／または１個のみの炭素原子を含有する有機化合物からバイオマスへの回収および変換のための生物化学法であって、
無機炭素化合物および／または１個のみの炭素原子を含有する有機化合物を、酸水素微生物の保持に好適なおよび／または酸水素微生物の抽出物の保持が可能な環境中に導入する工程と、
前記環境内で、前記酸水素微生物および／または前記酸水素微生物由来の酵素を含有する細胞抽出物を利用した少なくとも１種の化学合成炭素固定反応を介して、前記無機炭素化合物および／または１個のみの炭素原子を含有する前記有機化合物を前記バイオマスに変換する工程と、
を含み、
無機炭素化合物および／または１個のみの炭素原子を含有する有機化合物が、二酸化炭素、炭酸イオン、重炭酸イオン、炭酸塩、重炭酸塩、一酸化炭素、メタン、メタノール、ギ酸塩、およびギ酸の１以上を含み、
酸水素微生物が、カプリアビダス・ネカトール（Ｃｕｐｒｉａｖｉｄｕｓｎｅｃａｔｏｒ）、ロドコッカス・オパカス（Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓｏｐａｃｕｓ）であり、
該化学合成炭素固定反応が、分子状水素を電子供与体とすることを含み、および
バイオマスが環境から分離され、栄養品または土壌添加剤を含む製品へ加工される、上記方法。
化学合成炭素固定反応が、分子状酸素を電子受容体とすることを含み、水素および酸素の爆発性の気相混合物が環境内に蓄積されることを防ぎ、および
炭素固定反応が、環境への栄養培地および／またはバイオマスの連続的流入除去を用いて維持され、電子供与体および電子受容体の濃度、および環境内の窒素およびリンのレベルが、無機炭素化合物および／または１個のみの炭素原子を含有する有機化合物の最大の取込みおよび固定のレベルで維持される、請求項２に記載の方法。
化学合成炭素固定反応が、酸水素反応を介して生成されるＡＴＰを利用する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
無機炭素が、固相に含有された無機炭素を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
無機炭素化合物および／または１個のみの炭素原子を含有する有機化合物が、有機物のガス化および／または熱分解を介して、および／またはメタン水蒸気改質を介して生成され、かつシンガスとして酸水素微生物に提供される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
シンガス中の水素対一酸化炭素および／または二酸化炭素の比が、前記シンガスを酸水素微生物に送達する前に水性ガスシフト反応を介して調整される、請求項６に記載の方法。
酸水素微生物が、カプリアビダス・ネカトール（Ｃｕｐｒｉａｖｉｄｕｓｎｅｃａｔｏｒ）ＤＳＭ５３１を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
炭素固定反応が、好気性、微好気性、または嫌気性条件下で実施される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
変換工程の後に、化学合成の酸水素細胞塊および／もしくは化学併産物ならびに／または固定工程時に生成されたプロセスストリームの廃棄生成物もしくは汚染物質を除去した後に残存する任意の未使用栄養素および／またはプロセス水を再循環させて、さらなる化学合成を支援すべく、環境中に戻す、１または２以上のプロセス工程が行われる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
少なくとも１つの化学合成炭素固定反応が、次のもの、すなわち、加速突然変異誘発、遺伝子工学もしくは遺伝子改変、ハイブリダイゼーション、合成生物学、および伝統的な選抜育種のうちの１または２以上を含む方法を介して、無機炭素化合物および／または１個のみの炭素原子を含有する有機化合物の固定ならびに有機化合物の生成が、改良、最適化、または工学操作された酸水素微生物により行われる、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
酸水素微生物の保持に好適なおよび／または酸水素微生物の抽出物の保持が可能な環境が、酸水素微生物および／または酸水素微生物由来の酵素を含有する細胞抽出物を光に暴露する透明材料を含まないバイオリアクターを含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
炭素固定のためのエネルギーが非生物的プロセスによって提供される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
電子供与体が、光起電力、太陽熱、風力、水力電力、原子力、地熱、強化地熱、海洋熱、波浪力、および潮力の少なくとも１つから選択される再生可能パワー源、代替パワー源、または低ＣＯ２排出パワー源を用いて、炭素源とは別に、環境の外部に生成される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。