JP2020520248A - 嫌気性消化装置 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (47)
- 嫌気性消化前および/または嫌気性消化中に有機物を保持するための第1のチャンバと、嫌気性消化中に有機物を保持するための第2のチャンバとを含む嫌気性消化装置であって、前記第1のチャンバを冷蔵または加熱するように構成されている、嫌気性消化装置。
- 前記第1のチャンバ内のメタン生成を抑制する温度まで前記第1のチャンバを冷蔵または加熱するように構成されている、請求項1に記載の嫌気性消化装置。
- 前記第1のチャンバを10℃以下の温度に冷蔵し、また、前記第2のチャンバを10℃より高い温度に加熱するように構成されている、請求項1または2に記載の嫌気性消化装置。
- 前記第1のチャンバおよび/または前記第2のチャンバ内に保持される材料の体積、質量、組成、タンパク質濃度、窒素含有種の濃度、窒素濃度、炭水化物濃度、脂質濃度、脂肪酸濃度、および/またはpHを示す1つ以上のパラメータを測定するように構成された1つ以上のセンサを備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載の嫌気性消化装置。
- 前記第1のチャンバおよび前記第2のチャンバに接続され、有機物を前記第1のチャンバから前記第2のチャンバに移動するバッファチャンバを備え、前記バッファチャンバ内の有機物を低温殺菌するように構成されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の嫌気性消化装置。
- 直接的にまたは前記バッファチャンバを介して、前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとの間に延在する導管であって、それにより、前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとの間の有機物の移動を可能にする導管と、前記導管を介した前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとの間の有機物の動きを調整するための流量調整手段と、前記1つ以上のセンサから前記1つ以上のパラメータの測定値を受け取り、受け取った測定値に応じて前記流量調整手段を操作することにより、前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとの間の有機物の流れを調整するように構成されているコントローラとを更に含む、請求項4または5に記載の嫌気性消化装置。
- 前記第1のチャンバにおけるタンパク質濃度、窒素含有種の濃度および/または窒素濃度を示す1つ以上のパラメータの測定値を受信し、前記第1のチャンバに1つ以上の加水分解酵素を導入するように構成されたコントローラを備え、前記第1のチャンバに導入される加水分解酵素の量は、前記1つ以上のパラメータの値に依存している、請求項4〜6のいずれか一項に記載の嫌気性消化装置。
- 前記装置は、有機物を前記第1のチャンバから前記第2のチャンバに、および前記第2のチャンバから前記第1のチャンバに移動させ、従って、メタン生成微生物を前記第2のチャンバから前記第1のチャンバに移動させるように構成されている、請求項1〜7のいずれか一項に記載の嫌気性消化装置。
- 嫌気性消化の前に有機物を浸軟するためのマセレータを備える、請求項1〜8のいずれか一項に記載の嫌気性消化装置。
- 前記第1のチャンバおよび/または前記第2のチャンバ内の有機物を攪拌するための手段を備える、請求項1〜9のいずれか一項に記載の嫌気性消化装置。
- 前記第1のチャンバおよび/または前記第2のチャンバ内の有機物の嫌気性消化中に生成されるガスから、二酸化炭素、水素硫化物、アンモニアのうちの1つ以上を除去するように構成された1つ以上のフィルタを含むガス精製器を備える、請求項1〜10のいずれか一項に記載の嫌気性消化装置。
- 前記ガス精製器からガスの流れを受け取り、前記ガスの燃焼により生成された電気および/または熱を出力するように構成されたジェネレータを更に備える、請求項11に記載の嫌気性消化装置。
- 前記ジェネレータは、マイクロ熱電併給ジェネレータである、請求項12に記載の嫌気性消化装置。
- 有機物の嫌気性消化に、請求項1〜13のいずれか一項に記載の嫌気性消化装置を使用する方法であって、前記第1のチャンバで有機物を酢酸生成微生物に曝露するステップと、前記有機物の少なくとも一部を前記第1のチャンバから前記第2のチャンバに移送するステップと、前記有機物の少なくとも一部を、前記第2のチャンバ内のメタン生成微生物に曝露するステップとを含む、方法。
- 前記第1のチャンバを10℃以下の温度に冷蔵し、前記第2のチャンバを10℃より高い温度に加熱するステップを含む、請求項14に記載の方法。
- メタン生成微生物が前記第2のチャンバから前記第1のチャンバに移送されるが、前記第1のチャンバの冷蔵または加熱に起因して、メタン生成が主に前記第2のチャンバで生じるように、前記有機物の少なくとも一部を前記第2のチャンバから前記第1のチャンバに移送するステップを含む、請求項14または15に記載の方法。
- 前記第1のチャンバで有機物を1つ以上の加水分解酵素に曝露するステップを含む、請求項14〜16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1のチャンバおよび/または前記第2のチャンバおよび/またはバッファチャンバ内に保持される材料の体積、質量、組成、タンパク質濃度、窒素含有種の濃度、窒素濃度、炭水化物濃度、脂質濃度、脂肪酸濃度、および/またはpHを示す1つ以上のパラメータを測定する1つ以上のセンサを含み、前記コントローラが前記1つ以上のパラメータの測定値を受信し、前記コントローラが、受信された測定値に応答して、前記有機物の一部を前記第1のチャンバまたは前記バッファチャンバから前記第2のチャンバへ移送する、請求項14〜17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記有機物を浸軟するステップを含む、請求項14〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1のチャンバおよび/または前記第2のチャンバ内の有機物に水を追加するステップまたは攪拌するステップを含む、請求項14〜19のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第2のチャンバに導入される前に、前記第1のチャンバ内のまたは前記第1のチャンバからの有機物を低温殺菌するステップを含む、請求項14〜20のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1のチャンバおよび/または前記第2のチャンバ内の有機物の嫌気性消化中に生成される1つ以上のガスを濾過して、前記ガスから、二酸化物、硫化水素、アンモニアのうちの1つ以上を除去するガス精製器を含む、請求項14〜21のいずれか一項に記載の方法。
- 前記酢酸生成微生物はアセトバクテリウム属に属する酢酸生成細菌を含み、前記メタン生成微生物はメタノサエタ属に属するメタン生成古細菌を含む、請求項14〜22のいずれか一項に記載の方法。
- 有機物からメタンを生成する方法であって、有機物を10℃以下の温度で酢酸生成微生物に曝露するステップと、続いて、前記有機物の少なくとも一部を、10℃を超える温度でメタン生成微生物に曝露するステップとを含む、方法。
- 前記有機物を10℃以下の温度で酢酸生成微生物に曝露するステップの前および/または最中に、1つ以上の加水分解酵素に前記有機物を曝露するステップを含む、請求項24に記載の方法。
- 10℃以下の温度で酢酸生成微生物およびメタン生成微生物の両方に有機物を曝露するステップと、続いて、前記有機物の少なくとも一部を10℃より高い温度で前記酢酸生成微生物および前記メタン生成微生物の両方に曝露するステップとを含む、請求項24または請求項25に記載の方法。
- 前記有機物の体積、質量、組成、タンパク質濃度、窒素含有種の濃度、窒素濃度、炭水化物濃度、脂質濃度、脂肪酸濃度、および/またはpHを示す1つ以上のパラメータを決定するステップと、前記決定された1つ以上のパラメータに応じて前記有機物の温度を変化させるステップとを含む、請求項24〜26のいずれか一項に記載の方法。
- 前記有機物を浸軟するステップを含む、請求項24〜27のいずれか一項に記載の方法。
- 前記酢酸生成微生物および/またはメタン生成微生物への曝露中に前記有機物を撹拌するステップを含む、請求項24〜28のいずれか一項に記載の方法。
- 前記有機物の嫌気性消化で生成される1つ以上のガスを濾過し、それによって前記ガスから、二酸化炭素、硫化水素、アンモニアのうちの1つ以上を除去するステップを含む、請求項24〜29のいずれか一項に記載の方法。
- 前記酢酸生成微生物はアセトバクテリウム属に属する酢酸生成細菌を含み、前記メタン生成微生物はメタノサエタ属に属するメタン生成古細菌を含む、請求項24〜30のいずれか一項に記載の方法。
- 有機物を加水分解する方法であって、前記有機物中のタンパク質量を示すパラメータを決定するステップと、前記有機物を1つ以上の加水分解酵素に曝露するステップとを含み、前記有機物が曝露される加水分解酵素の量は、前記決定されたパラメータの値に依存する、方法。
- 前記有機物が曝露される加水分解酵素の量は、前記決定されたパラメータの値に比例する、請求項32に記載の方法。
- 有機物の嫌気性消化に使用される微生物培養物であって、アセトバクテリウム属に属する1つ以上の酢酸生成細菌を含む、微生物培養物。
- 前記培養物中に存在する1つ以上の酢酸生成細菌は、アセトバクテリウム・ウッディを含む、またはアセトバクテリウム・ウッディからなる、請求項34に記載の微生物培養物。
- メタノサエタ属に属する1つ以上のメタン生成古細菌を更に含む、請求項34または35に記載の微生物培養物。
- 前記培養物中に存在する前記メタン生成古細菌は、メタノサエタ・コンシリイを含む、またはメタノサエタ・コンシリイからなる、請求項36に記載の微生物培養物。
- 有機物の嫌気性消化に使用するための微生物培養物であって、メタノサエタ属に属する1つ以上のメタン生成古細菌を含む、微生物培養物。
- 前記培養物中に存在する1つ以上のメタン生成古細菌は、メタノサエタ・コンシリイを含む、またはメタノサエタ・コンシリイからなる、請求項38に記載の微生物培養物。
- 有機物の嫌気性消化に使用するための微生物培養物であって、実質的に、アセトバクテリウム属に属する酢酸生成細菌およびメタノサエタ属に属するメタン生成古細菌から構成されている、微生物培養物。
- 前記培養物中に存在する酢酸生成細菌は、アセトバクテリウム・ウッディ種に属し、前記培養物中に存在するメタン生成古細菌は、メタノサエタ・コンシリイを含む、またはメタノサエタ・コンシリイからなる、請求項40に記載の微生物培養物。
- 微生物を含むまたは微生物からなる微生物培養物であって、前記微生物培養物中の微生物がアセトバクテリウム・ウッディおよびメタノサエタ・コンシリイからなる、微生物培養物。
- アセトバクテリウム以外の細菌を含まない、請求項34〜42のいずれか一項に記載の微生物培養物。
- 請求項34〜43のいずれか一項に記載の微生物培養物、および加水分解酵素を含む、嫌気性消化装置。
- 有機物からメタンを生成する方法であって、前記有機物をアセトバクテリウム属に属する酢酸生成細菌およびメタノサエタ属に属するメタン生成古細菌に曝露するステップを含む、方法。
- 前記酢酸生成細菌はアセトバクテリウム・ウッディ種に属し、前記メタン生成古細菌はメタノサエタ・コンシリイ種に属する、請求項45に記載の方法。
- バクテリアの消化によるものではなく、1つ以上の前記加水分解酵素の存在のみに起因して、前記有機物中の少なくとも1つの化学種、または前記有機物のうちの少なくとも0.1質量%が、アセトバクテリウムによって代謝され得る、かつ、代謝される形態に加水分解されるように、前記有機物を1つ以上の加水分解酵素に曝露するステップを含む、請求項45または46に記載の方法。
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