JP7142501B2 - Method for creating prediction information for predicting amount of biogas generation, and use of the prediction information - Google Patents

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Description

本発明は、バイオガスの発生量を予測するための予測情報の作成方法、および、当該予測情報の利用に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of creating prediction information for predicting the amount of biogas generated, and use of the prediction information.

微生物によって引き起こされる発酵現象は、様々な分野にて利用されている有用な現象である。例えば、発酵現象は、バイオエネルギーを生産する分野、排水を処理する分野、および、食品を生産する分野などにおいて利用されている。 Fermentation phenomena caused by microorganisms are useful phenomena utilized in various fields. For example, fermentation phenomena are used in the fields of bioenergy production, wastewater treatment, and food production.

所望の状態の発酵現象を生じさせることは、効率良くバイオエネルギーを生産するという観点、効率良く排水を処理するという観点、および、効率良く食品を生産するという観点などから、非常に重要である。所望の状態の発酵現象を生じさせるためには、まず、発酵槽内の状態を正確に把握することが必要である。それ故に、従来から、発酵槽内の状態を把握するための様々な技術が開発されてきた。 Producing a fermentation phenomenon in a desired state is very important from the viewpoints of efficiently producing bioenergy, efficiently treating wastewater, and efficiently producing food. In order to bring about a fermentation phenomenon in a desired state, it is first necessary to accurately grasp the state inside the fermenter. Therefore, conventionally, various techniques have been developed for grasping the state inside the fermenter.

例えば、特許文献1には、セルロース系有機物を含む処理対象物を生物分解する、嫌気性処理方法が記載されている。当該嫌気性処理方法では、セルロース分解細菌の菌数に基づいて発酵槽内の状態を把握し、これによって嫌気性処理を制御している。 For example, Patent Literature 1 describes an anaerobic treatment method for biodegrading an object to be treated containing cellulosic organic matter. In the anaerobic treatment method, the state inside the fermenter is grasped based on the number of cellulose-degrading bacteria, and the anaerobic treatment is controlled accordingly.

特許第4354311号(2009年8月7日公開)Patent No. 4354311 (published on August 7, 2009)

しかしながら、上述のような従来技術は、発酵槽内の状態を正確に把握できないという問題がある。 However, the conventional technology as described above has a problem that the state inside the fermenter cannot be accurately grasped.

具体的に、従来技術では、発酵槽内の多くの情報の中から重要な情報を選別する方法が確立されていない。更に、従来技術では、仮に重要な情報を選別できたとしても、当該情報の評価方法が確立されていない。それ故に、従来技術には、発酵槽内の状態を正確に把握できないという問題がある。 Specifically, in the prior art, no method has been established for selecting important information from a large amount of information in the fermenter. Furthermore, in the prior art, even if important information can be selected, a method for evaluating the information has not been established. Therefore, the prior art has the problem that the conditions in the fermenter cannot be accurately grasped.

本発明の一態様は、発酵槽内の状態を正確に把握するための予測情報の作成方法、並びに、当該予測情報の利用を提供することを目的とする。 An object of one aspect of the present invention is to provide a method of creating prediction information for accurately grasping the state inside a fermenter, and use of the prediction information.

本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、2種類以上の菌に関する菌叢データ、および、バイオガスの発生量のデータを変数として含む関数を用いれば発酵槽内の状態を正確に把握できることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have found that the state in the fermenter can be accurately determined by using a function containing bacterial flora data on two or more types of bacteria and data on the amount of biogas generated as variables. The present inventors have found that it is possible to comprehend, and have completed the present invention.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る作成方法は、バイオガスの発生量を予測するための予測情報の作成方法であって、発酵槽に由来するバイオガスの発生量のデータと、上記バイオガスの発生量のデータを取得した時の上記発酵槽内の2種類以上の菌に関する菌叢データとを含む測定データを、複数取得する、測定データ取得工程と、上記測定データの少なくとも2つ以上を用い、上記菌叢データを説明変数とし、上記バイオガスの発生量のデータを目的変数としたマトリクスデータを作成する、マトリクスデータ作成工程と、上記マトリクスデータに対して解析処理を行い、上記2種類以上の菌に関する菌叢データ、および、上記バイオガスの発生量のデータを変数として含む関数を上記予測情報として得る、マトリクスデータ処理工程と、を有することを特徴としている。 In order to solve the above problems, a creation method according to one aspect of the present invention is a method for creating prediction information for predicting the amount of biogas generated, the method comprising: a measurement data acquisition step of acquiring a plurality of measurement data including data and bacterial flora data on two or more types of bacteria in the fermenter when the data on the amount of biogas generated is acquired; and the measurement data. a matrix data creation step of creating matrix data using at least two or more of the above, the bacterial flora data as an explanatory variable, and the biogas generation amount data as an objective variable; and an analysis process for the matrix data. and a matrix data processing step of obtaining, as the prediction information, a function containing bacterial flora data on the two or more types of bacteria and data on the amount of biogas generated as variables.

2種類以上の菌に関する菌叢データから得られた関数には、発酵槽の状態を反映する多くの情報が含まれている。当該関数に実際に運転されている発酵槽から得られた菌叢データを代入すれば、当該発酵槽におけるバイオガスの発生量を正確に算出できるのみならず、当該バイオガスの発生量に基づいて、発酵槽内の状態を正確に把握できる。発酵槽内の状態を正確に把握することができれば、必要に応じて発酵槽の運転方法を変更し、これによって、発酵槽内の状態を所望の状態(例えば、発酵槽内の目的物を菌によって効率良く処理できる状態)に近づけることができる。 A function obtained from bacterial flora data on two or more types of bacteria contains a lot of information reflecting the state of the fermenter. By substituting the bacterial flora data obtained from the actually operated fermenter into the function, not only can the amount of biogas generated in the fermenter be accurately calculated, but also based on the amount of biogas generated , the conditions in the fermentation tank can be accurately grasped. If the state in the fermenter can be accurately grasped, the operation method of the fermenter can be changed as necessary, thereby adjusting the state in the fermenter to the desired state (for example, the target substance in the fermenter can be can be processed efficiently by

本発明の一態様に係る作成方法では、上記マトリクスデータ処理工程は、上記マトリクスデータに対して重回帰分析を行い、上記2種類以上の菌に関する菌叢データ、および、上記バイオガスの発生量のデータを変数として含む重回帰式を上記予測情報として得る工程であることが好ましい。 In the creation method according to one aspect of the present invention, the matrix data processing step performs multiple regression analysis on the matrix data, and obtains bacterial flora data on the two or more types of bacteria, and the amount of biogas generated. It is preferable that the step of obtaining a multiple regression equation including data as variables as the prediction information.

重回帰式は、2種類以上の菌に関する菌叢データと、バイオガスの発生量のデータとを、精度高く関係付けることができる関数である。当該重回帰式に実際に運転されている発酵槽から得られた菌叢データを代入すれば、当該発酵槽におけるバイオガスの発生量をより正確に算出できるのみならず、当該バイオガスの発生量に基づいて、発酵槽内の状態をより正確に把握できる。 The multiple regression equation is a function that can highly accurately associate bacterial flora data on two or more types of bacteria with data on the amount of biogas generated. By substituting bacterial flora data obtained from an actually operated fermenter into the multiple regression equation, not only can the amount of biogas generated in the fermenter be calculated more accurately, but also the amount of biogas generated can be calculated. based on this, the conditions in the fermenter can be grasped more accurately.

本発明の一態様に係る作成方法は、上記マトリクスデータ処理工程の後に、(i)上記マトリクスデータに含まれていない測定データの菌叢データAを上記関数に代入して、バイオガスの発生量の計算値を得る計算工程と、(ii)上記計算値と、上記菌叢データAを取得した時に上記発酵槽から発生していたバイオガスの量の測定値とを比較する比較工程と、を包含する精度確認工程を有することが好ましい。 In the creation method according to one aspect of the present invention, after the matrix data processing step, (i) the bacterial flora data A of the measurement data not included in the matrix data is substituted into the function, and the amount of biogas generated and (ii) a comparison step of comparing the calculated value with the measured value of the amount of biogas generated from the fermenter when the bacterial flora data A was acquired. It is preferable to have an accuracy check step included.

マトリクスデータに含まれていない測定データの菌叢データAを上記関数に代入して得られるバイオガスの発生量の計算値と、菌叢データAを取得した時のバイオガスの発生量の測定値(実測値)とを比較することによって、関数の精度を知ることができる。つまり、計算値と測定値との差が小さければ、関数の精度が高いと判定でき、計算値と測定値との差が大きければ、関数の精度が低いと判定できる。関数の精度が判れば、必要に応じてマトリクスデータを作成し直し、より精度の高い関数を得ることができる。 The calculated value of the amount of biogas generated by substituting the bacterial flora data A of the measurement data not included in the matrix data into the above function, and the measured value of the amount of biogas generated when the bacterial flora data A was obtained. The accuracy of the function can be known by comparing with (the measured value). That is, if the difference between the calculated value and the measured value is small, it can be determined that the accuracy of the function is high, and if the difference between the calculated value and the measured value is large, it can be determined that the accuracy of the function is low. If the precision of the function is known, the matrix data can be recreated as necessary to obtain a function with higher precision.

本発明の一態様に係る作成方法では、上記菌叢データは、ユリアーキオータ(Euryarchaeota)門に属する微生物、バクテロイデス(Bacteroidetes)門に属する微生物、フィルミクテス(Firmicutes)門に属する微生物、OP9門に属する微生物、シネルギステス(Synergistetes)門に属する微生物、および、テルモトガ(Thermotogae)門に属する微生物からなる群より選択される少なくとも1つの微生物の菌叢データを含んでいることが好ましい。 In the creation method according to one aspect of the present invention, the bacterial flora data includes microorganisms belonging to the phylum Euryarchaeota, microorganisms belonging to the phylum Bacteroidetes, microorganisms belonging to the phylum Firmicutes, and microorganisms belonging to the phylum OP9. It preferably includes microbiota data of at least one microorganism selected from the group consisting of microorganisms, microorganisms belonging to the phylum Synergistetes, and microorganisms belonging to the phylum Thermotogae.

上述した微生物は、バイオガスが発生する発酵現象への関与が大きい微生物である。それ故に、上記構成であれば、より正確に発酵槽内の状態を把握することができる。 The microorganisms described above are microorganisms that are greatly involved in the fermentation phenomenon that generates biogas. Therefore, with the above configuration, the state inside the fermenter can be grasped more accurately.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る処理方法は、バイオガスを発生させながら、発酵槽内の目的物を菌によって処理する、処理方法であって、上記発酵槽内の2種類以上の菌に関する菌叢データを取得する、菌叢データ取得工程と、上記菌叢データを、予め作成されている、上記2種類以上の菌に関する菌叢データ、および、上記バイオガスの発生量のデータを変数として含む関数に代入することによって、バイオガスの予測発生量を算出する、算出工程と、を有することを特徴としている。 In order to solve the above problems, a processing method according to one aspect of the present invention is a processing method in which a target substance in a fermenter is treated with bacteria while generating biogas, A bacterial flora data acquisition step of acquiring bacterial flora data relating to two or more types of bacteria, the bacterial flora data relating to the two or more types of bacteria, which are prepared in advance, and the generation of biogas. and a calculating step of calculating a predicted generation amount of biogas by substituting the amount data into a function containing the amount data as a variable.

2種類以上の菌に関する菌叢データから得られた関数には、発酵槽の状態を反映する多くの情報が含まれている。当該関数に実際に運転されている発酵槽から得られた菌叢データを代入すれば、当該発酵槽におけるバイオガスの発生量を正確に算出できるのみならず、当該バイオガスの発生量に基づいて、発酵槽内の状態を正確に把握できる。発酵槽内の状態を正確に把握することができれば、必要に応じて発酵槽の運転方法を変更し、これによって、発酵槽内の状態を所望の状態(例えば、発酵槽内の目的物を菌によって効率良く処理できる状態)に近づけることができる。 A function obtained from bacterial flora data on two or more types of bacteria contains a lot of information reflecting the state of the fermenter. By substituting the bacterial flora data obtained from the actually operated fermenter into the function, not only can the amount of biogas generated in the fermenter be accurately calculated, but also based on the amount of biogas generated , the conditions in the fermentation tank can be accurately grasped. If the state in the fermenter can be accurately grasped, the operation method of the fermenter can be changed as necessary, thereby adjusting the state in the fermenter to the desired state (for example, the target substance in the fermenter can be can be processed efficiently by

本発明の一態様に係る処理方法では、上記算出工程は、上記菌叢データを、予め作成されている、上記2種類以上の菌に関する菌叢データ、および、上記バイオガスの発生量のデータを変数として含む重回帰式に代入することによって、バイオガスの予測発生量を算出する工程であることが好ましい。 In the processing method according to one aspect of the present invention, in the calculation step, the bacterial flora data is prepared in advance, and the bacterial flora data related to the two or more types of bacteria and the biogas generation amount data are calculated. It is preferable that the process is a step of calculating the predicted generation amount of biogas by substituting into a multiple regression equation that is included as a variable.

重回帰式は、2種類以上の菌に関する菌叢データと、バイオガスの発生量のデータとを、精度高く関係付けることができる関数である。当該重回帰式に実際に運転されている発酵槽から得られた菌叢データを代入すれば、当該発酵槽におけるバイオガスの発生量をより正確に算出できるのみならず、当該バイオガスの発生量に基づいて、発酵槽内の状態をより正確に把握できる。 The multiple regression equation is a function that can highly accurately associate bacterial flora data on two or more types of bacteria with data on the amount of biogas generated. By substituting bacterial flora data obtained from an actually operated fermenter into the multiple regression equation, not only can the amount of biogas generated in the fermenter be calculated more accurately, but also the amount of biogas generated can be calculated. based on this, the conditions in the fermenter can be grasped more accurately.

本発明の一態様に係る処理方法は、上記算出工程の後に、上記発酵槽内の状態を変更する状態変更工程を有することが好ましい。 The processing method according to an aspect of the present invention preferably includes a state changing step of changing the state inside the fermenter after the calculating step.

上記構成によれば、発酵槽内の状態を所望の状態(例えば、発酵槽内の目的物を菌によって効率良く処理できる状態)に近づけることができる。 According to the above configuration, the state in the fermenter can be brought closer to a desired state (for example, a state in which the target substance in the fermenter can be efficiently treated with bacteria).

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る処理システムは、バイオガスを発生させながら、目的物を菌によって処理する、処理システムであって、上記目的物と上記菌とを混合するための発酵槽と、上記発酵槽内の2種類以上の菌に関する菌叢データを取得するための菌叢データ取得部と、上記菌叢データを、予め作成されている、上記2種類以上の菌に関する菌叢データ、および、上記バイオガスの発生量のデータを変数として含む関数に代入することによって、バイオガスの予測発生量を算出するための算出部と、を備えていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a processing system according to one aspect of the present invention is a processing system that processes a target substance with bacteria while generating biogas, wherein the target substance and the bacteria are mixed. a fermenter for doing so, a bacterial lawn data acquisition unit for acquiring bacterial lawn data on two or more types of bacteria in the fermenter, and the bacterial lawn data, which are created in advance, the two or more types and a calculation unit for calculating a predicted biogas generation amount by substituting the bacteria flora data related to bacteria and the biogas generation amount data as variables into a function. there is

2種類以上の菌に関する菌叢データから得られた関数には、発酵槽の状態を反映する多くの情報が含まれている。当該関数に実際に運転されている発酵槽から得られた菌叢データを代入すれば、当該発酵槽におけるバイオガスの発生量を正確に算出できるのみならず、当該バイオガスの発生量に基づいて、発酵槽内の状態を正確に把握できる。発酵槽内の状態を正確に把握することができれば、必要に応じて発酵槽の運転方法を変更し、これによって、発酵槽内の状態を所望の状態(例えば、発酵槽内の目的物を菌によって効率良く処理できる状態)に近づけることができる。 A function obtained from bacterial flora data on two or more types of bacteria contains a lot of information reflecting the state of the fermenter. By substituting the bacterial flora data obtained from the actually operated fermenter into the function, not only can the amount of biogas generated in the fermenter be accurately calculated, but also based on the amount of biogas generated , the conditions in the fermentation tank can be accurately grasped. If the state in the fermenter can be accurately grasped, the operation method of the fermenter can be changed as necessary, thereby adjusting the state in the fermenter to the desired state (for example, the target substance in the fermenter can be can be processed efficiently by

本発明の一態様に係る処理システムでは、上記算出部は、上記菌叢データを、予め作成されている、上記2種類以上の菌に関する菌叢データ、および、上記バイオガスの発生量のデータを変数として含む重回帰式に代入することによって、バイオガスの予測発生量を算出するためのものであることが好ましい。 In the processing system according to the aspect of the present invention, the calculation unit converts the bacterial flora data into the bacterial flora data related to the two or more types of bacteria, which have been created in advance, and the biogas generation amount data. It is preferable to calculate the predicted generation amount of biogas by substituting into the multiple regression equation included as a variable.

重回帰式は、2種類以上の菌に関する菌叢データと、バイオガスの発生量のデータとを、精度高く関係付けることができる関数である。当該重回帰式に実際に運転されている発酵槽から得られた菌叢データを代入すれば、当該発酵槽におけるバイオガスの発生量をより正確に算出できるのみならず、当該バイオガスの発生量に基づいて、発酵槽内の状態をより正確に把握できる。 The multiple regression equation is a function that can highly accurately associate bacterial flora data on two or more types of bacteria with data on the amount of biogas generated. By substituting bacterial flora data obtained from an actually operated fermenter into the multiple regression equation, not only can the amount of biogas generated in the fermenter be calculated more accurately, but also the amount of biogas generated can be calculated. based on this, the conditions in the fermenter can be more accurately grasped.

本発明の一態様に係る処理システムは、更に、上記発酵槽内の状態を変更する状態変更部を有することが好ましい。 The processing system according to one aspect of the present invention preferably further includes a state changing section that changes the state inside the fermenter.

上記構成によれば、発酵槽内の状態を所望の状態(例えば、発酵槽内の目的物を菌によって効率良く処理できる状態)に近づけることができる。 According to the above configuration, the state in the fermenter can be brought closer to a desired state (for example, a state in which the target substance in the fermenter can be efficiently treated with bacteria).

本発明の一態様によれば、正確にバイオガスの発生量を算出でき、かつ、当該バイオガスの発生量に基づいて発酵槽内の状態を正確に把握できる、予測情報を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide prediction information that can accurately calculate the amount of biogas generated and accurately grasp the state in the fermenter based on the amount of biogas generated. .

本発明の一態様によれば、予測情報を用いることによって、所望の状態(例えば、発酵槽内の目的物を菌によって効率良く処理できる状態)にて発酵槽内の目的物を菌によって処理することができる処理方法を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, by using the prediction information, the target substance in the fermenter is treated with the fungus in a desired state (for example, a state in which the target substance in the fermenter can be efficiently treated with the fungus). It is possible to provide a processing method that can

本発明の一態様によれば、予測情報を用いることによって、所望の状態(例えば、発酵槽内の目的物を菌によって効率良く処理できる状態)にて発酵槽内の目的物を菌によって処理することができる処理システムを提供することができる。 According to one aspect of the present invention, by using the prediction information, the target substance in the fermenter is treated with the fungus in a desired state (for example, a state in which the target substance in the fermenter can be efficiently treated with the fungus). It is possible to provide a processing system capable of

(A)および(B)は、本発明の一実施形態に係る予測情報の作成方法の手順を示すフローチャートである。(A) and (B) are flowcharts showing the procedure of a prediction information creation method according to an embodiment of the present invention. (A)~(D)は、本発明の一実施形態に係る処理方法の手順を示すフローチャートである。(A) to (D) are flowcharts showing procedures of a processing method according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る処理システムの構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing composition of a processing system concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る処理システムの構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing composition of a processing system concerning one embodiment of the present invention. 本発明の実施例における解析結果を示すグラフである。It is a graph which shows the analysis result in the Example of this invention. 本発明の実施例における解析結果を示すグラフである。It is a graph which shows the analysis result in the Example of this invention. 本発明の実施例における解析結果を示すグラフである。It is a graph which shows the analysis result in the Example of this invention. 本発明の実施例における解析結果を示すグラフである。It is a graph which shows the analysis result in the Example of this invention.

本発明の一実施形態について説明すると以下の通りであるが、本発明はこれに限定されない。本発明は、以下に説明する各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態および実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態および実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書中に記載された文献の全てが、本明細書中において参考文献として援用される。本明細書中、数値範囲に関して「A~B」と記載した場合、当該記載は「A以上B以下」を意図する。 One embodiment of the present invention is described below, but the present invention is not limited thereto. The present invention is not limited to the configurations described below, and can be modified in various ways within the scope of the claims, and the technical means disclosed in different embodiments and examples. Embodiments and examples obtained by appropriate combinations are also included in the technical scope of the present invention. Also, all of the documents mentioned in this specification are incorporated herein by reference. In this specification, when "A to B" is described with respect to a numerical range, the description means "A or more and B or less".

〔1.予測情報の作成方法〕
本実施の形態の作成方法では、バイオガスの発生量を予測するための予測情報(具体的には、関数)が作成される。バイオガスの発生量は、発酵槽内の状態を反映している。それ故に、上記予測情報を用いれば、発酵槽内の状態を正確に把握することができる(例えば、低下しつつある発酵槽の稼働効率を早期に検知することができる)。更に、発酵槽内の状態を正確に把握することができれば、発酵槽内の状態を所望の状態に変更することができる。更に、発酵槽内の状態を所望の状態に変更することができれば、例えば、(i)バイオガスの生産効率を上げる、(ii)発酵槽内で単位時間に処理される原料(例えば、排水)の量を増加させる、(iii)発酵槽内で単位時間に生産される産物(例えば、エタノールなどのバイオエネルギー、または、食品)の量を増加させる、または、(iv)発酵槽の稼働効率(例えば、産物の生産効率)の低下を抑止する、ことができる。
[1. Prediction information creation method]
In the creation method of the present embodiment, prediction information (specifically, a function) for predicting the amount of biogas generated is created. The amount of biogas generated reflects the conditions in the fermenter. Therefore, by using the prediction information, it is possible to accurately grasp the state inside the fermenter (for example, it is possible to quickly detect the operating efficiency of the fermenter, which is declining). Furthermore, if the state inside the fermenter can be accurately grasped, the state inside the fermenter can be changed to a desired state. Furthermore, if the state in the fermenter can be changed to a desired state, for example, (i) the production efficiency of biogas is increased, (ii) raw materials (e.g., waste water) processed per unit time in the fermenter (iii) increase the amount of product (e.g., bioenergy such as ethanol, or food) produced per unit time in the fermenter, or (iv) the operating efficiency of the fermenter ( For example, it is possible to suppress a decrease in product production efficiency).

本明細書において「バイオガス」とは、生物、または、生物に由来する物質(例えば、酵素)の作用によって発生するガスを意図する。バイオガスとしては、例えば、メタンガス、二酸化炭素、アンモニア、硫化水素、水素、水蒸気、および、酢酸を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されない。バイオガスがメタンガスおよび/または二酸化炭素である場合、発酵槽内におけるメタン発酵の状態を正確に把握することができる。バイオガスに水素および/または酢酸が含まれている場合、発酵槽内における水素発酵および/または酢酸発酵の状態を正確に把握することができる。それ故に、上記予測情報は、メタン発酵時、水素発酵時、および/または、酢酸発酵時のバイオガスの発生量を予測するためのものであってもよい。 As used herein, the term "biogas" refers to gas generated by the action of organisms or substances derived from organisms (eg, enzymes). Examples of biogases include, but are not limited to, methane gas, carbon dioxide, ammonia, hydrogen sulfide, hydrogen, water vapor, and acetic acid. When biogas is methane gas and/or carbon dioxide, the state of methane fermentation in the fermenter can be accurately grasped. When the biogas contains hydrogen and/or acetic acid, the state of hydrogen fermentation and/or acetic acid fermentation in the fermenter can be accurately grasped. Therefore, the prediction information may be for predicting the amount of biogas generated during methane fermentation, hydrogen fermentation, and/or acetic acid fermentation.

本実施の形態のバイオガスの発生量を予測するための予測情報の作成方法は、図1の(A)に示すように、少なくとも、測定データ取得工程(S1)、マトリクスデータ作成工程(S2)、および、マトリクスデータ処理工程(S3)を有し、この順に各工程を実施するものである。また、本実施の形態のバイオガスの発生量を予測するための予測情報の作成方法は、図1の(B)に示すように、上記の各工程に加えて、更に、精度確認工程(S4)を有し、マトリクスデータ処理工程の後に当該精度確認工程を実施するようにしてもよい。以下に、各工程について説明する。 The method of creating prediction information for predicting the amount of biogas generated according to the present embodiment comprises at least a measurement data acquisition step (S1), a matrix data creation step (S2), as shown in FIG. , and a matrix data processing step (S3), and each step is performed in this order. In addition, as shown in (B) of FIG. 1, the method of creating prediction information for predicting the amount of biogas generated according to the present embodiment includes, in addition to the above steps, an accuracy confirmation step (S4 ), and the accuracy confirmation step may be performed after the matrix data processing step. Each step will be described below.

<測定データ取得工程>
測定データ取得工程は、発酵槽に由来するバイオガスの発生量のデータと、バイオガスの発生量のデータを取得した時の発酵槽内の2種類以上の菌に関する菌叢データとを含む測定データを、複数取得する工程である。
<Measurement data acquisition process>
The measurement data acquisition step includes measurement data including data on the amount of biogas generated from the fermenter and bacterial flora data on two or more types of bacteria in the fermenter when the data on the amount of biogas generated was acquired. is a step of acquiring a plurality of

この場合、測定データには、発酵槽内のpH値、発酵槽内の有機酸素濃度(より具体的に、有機酸素の発生量のデータ)、発酵槽内のアンモニア濃度(より具体的に、アンモニアの発生量のデータ)、発酵槽内の温度、および/または、発酵槽内へ投入する原料の量が含まれていてもよい。当該構成によれば、発酵槽内の状態をより正確に把握することができる。 In this case, the measurement data include the pH value in the fermenter, the organic oxygen concentration in the fermenter (more specifically, data on the amount of organic oxygen generated), the ammonia concentration in the fermenter (more specifically, ammonia yield data), the temperature in the fermenter, and/or the amount of raw material introduced into the fermenter. According to this configuration, it is possible to more accurately grasp the state inside the fermenter.

当該測定データは、発酵槽に由来するバイオガスの発生量のデータと、バイオガスの発生量のデータを取得した時の発酵槽内の2種類以上の菌に関する菌叢データとからなるものであってもよい。 The measurement data consists of data on the amount of biogas generated from the fermenter, and bacterial flora data on two or more types of bacteria in the fermenter when the data on the amount of biogas generated was acquired. may

測定データ取得工程では、単一のバイオガスの発生量のデータを「発酵槽に由来するバイオガスの発生量のデータ」として扱ってもよい。また、測定データ取得工程では、複数のバイオガスの発生量のデータの各々、または、複数のバイオガスの発生量のデータの合計を「発酵槽に由来するバイオガスの発生量のデータ」として扱ってもよい。例えば、メタン発酵の場合、主として、メタンガス、および、二酸化炭素が発生する。この場合、測定データ取得工程では、メタンガスの発生量、二酸化炭素の発生量、または、メタンガスの発生量と二酸化炭素の発生量との合計を「発酵槽に由来するバイオガスの発生量のデータ」として扱ってもよい。例えば、n種類のガスを含んでいるバイオガスの発生量をV(L)とし、当該バイオガス中における各ガスの存在比をR(%)とする。このとき、「V=V×(R/100)+V×(R/100)+・・・+V×(R/100)」の関係式が成り立つ。この場合、「V×(R/100)」、「V×(R/100)」、・・・、「V×(R/100)」または「V」を、「発酵槽に由来するバイオガスの発生量のデータ」として扱ってもよい。また、n種類のガスの中から任意に選択した2種類以上(例えば、2種類、3種類、・・・、または、n-1種類)のガスの発生量の合計量を、「発酵槽に由来するバイオガスの発生量のデータ」として扱ってもよい。 In the measurement data acquisition step, a single piece of data on the amount of biogas generated may be treated as "data on the amount of biogas generated derived from the fermenter". In addition, in the measurement data acquisition process, each of the plurality of biogas generation amount data or the sum of the plurality of biogas generation amount data is treated as "data on the biogas generation amount derived from the fermentation tank". may For example, methane fermentation mainly produces methane gas and carbon dioxide. In this case, in the measurement data acquisition step, the amount of methane gas generated, the amount of carbon dioxide generated, or the sum of the amount of methane gas generated and the amount of carbon dioxide generated is "data of the amount of biogas generated from the fermentation tank". can be treated as For example, let V(L) be the generated amount of biogas containing n kinds of gases, and let R n (%) be the abundance ratio of each gas in the biogas. At this time, the relational expression “V=V×(R 1 /100)+V×(R 2 /100)+ . . . +V×(R n /100)” holds. In this case, "V x (R 1 /100)", "V x (R 2 /100)", ..., "V x (R n /100)" or "V" It may be treated as "data on the amount of biogas generated". In addition, the total amount of generated two or more types of gas (for example, two types, three types, ..., or n-1 types) arbitrarily selected from n types of gas is defined as "in the fermenter It may be treated as "data of the generated amount of biogas derived from".

バイオガスの発生量のデータは、公知の方法によって取得することができる。特定のガスの発生量を測定するための装置が市販されている。それ故に、バイオガスの発生量のデータは、当該装置を用いて取得すればよい。 Data on the amount of biogas generated can be obtained by a known method. Devices are commercially available for measuring the production of specific gases. Therefore, data on the amount of biogas generated may be obtained using the device.

バイオガスの発生量は、測定時近傍の所定の時間内に、発酵槽内で新たに発生するバイオガスの量であってもよい。この場合、バイオガスの発生量は、例えば、1秒間、5秒間、10秒間、30秒間、1分間、5分間、10分間、15分間、または、30分間に発酵槽内で新たに発生するバイオガスの量であってもよいが、本発明はこれに限定されない。また、バイオガスの発生量は、発酵槽の運転開始から測定時までに、発酵槽内または発酵槽外(例えば、貯留タンク)に蓄積されるバイオガスの量であってもよい。この場合、バイオガスの発生量は、例えば、発酵槽の運転開始から、1時間後、5時間後、10時間後、1日後、3日後、5日後、または、10日後までに発酵槽内に蓄積されるバイオガスの量であってもよいが、本発明はこれに限定されない。 The amount of biogas generated may be the amount of biogas newly generated in the fermenter within a predetermined period of time around the time of measurement. In this case, the amount of biogas generated is, for example, 1 second, 5 seconds, 10 seconds, 30 seconds, 1 minute, 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, or 30 minutes. It may be the amount of gas, but the invention is not limited to this. Also, the amount of biogas generated may be the amount of biogas accumulated inside or outside the fermenter (for example, a storage tank) from the start of operation of the fermenter to the time of measurement. In this case, the amount of biogas generated is, for example, 1 hour, 5 hours, 10 hours, 1 day, 3 days, 5 days, or 10 days after the start of operation of the fermenter. It may be the amount of biogas accumulated, but the invention is not so limited.

本明細書において「菌叢データ」とは、培養サンプル中に含まれている微生物(換言すれば、菌など)全体に対する特定の微生物の割合を意図する。例えば、微生物全体を1と定量した時に、微生物Aが0.1と定量され、微生物Bが0.3と定量されれば、微生物Aの菌叢データは0.1となり、微生物Bの菌叢データは0.3となる。なお、これらの菌叢データを更に処理したものを、後述するマトリクスデータ作成工程およびマトリクスデータ処理工程において、「菌叢データ」として用いてもよい。当該処理の具体的な内容は、特に限定されず、センタリング、スケーリング、対数変換、または、二乗根などの処理を行うことができる。例えば、取得されたn種類の菌叢データのうち、n-1種類以下の菌叢データを用いて測定データを形成する場合に、当該処理を行うことが好ましい。当該構成によれば、発酵槽内の状態をより正確に把握することができる。なお、本明細書において「微生物」および「菌」と記載する場合、特別に定義されない限り、両記載は、広く「微生物」を意図する。 As used herein, the term "bacteria flora data" means the ratio of specific microorganisms to all microorganisms (in other words, bacteria, etc.) contained in a culture sample. For example, when all microorganisms are quantified as 1, if microorganism A is quantified as 0.1 and microorganism B is quantified as 0.3, the bacterial flora data for microorganism A is 0.1, and the bacterial flora for microorganism B is 0.1. The data is 0.3. Further processing of these bacterial flora data may be used as "bacterial flora data" in the matrix data creation step and the matrix data processing step, which will be described later. The specific content of the processing is not particularly limited, and processing such as centering, scaling, logarithmic conversion, or square root can be performed. For example, it is preferable to perform this process when forming the measurement data using n−1 or less types of bacterial lawn data among the acquired n types of bacterial lawn data. According to this configuration, it is possible to more accurately grasp the state inside the fermenter. In addition, when describing "microorganism" and "bacteria" in this specification, unless otherwise defined, both descriptions intend "microorganism" broadly.

菌叢データを取得するときには、遺伝子の塩基配列、または、タンパク質のアミノ酸配列に基づいて菌を識別、および、菌を定量すればよい。このような遺伝子(または、タンパク質)としては、5S rRNA、5.8S rRNA、12S rRNA、15S rRNA、16S rRNA、18S rRNA、23S rRNA、および、28S rRNAなどを挙げることができるが、本発明はこれに限定されない。 When acquiring bacterial flora data, bacteria may be identified and quantified based on the nucleotide sequence of a gene or the amino acid sequence of a protein. Examples of such genes (or proteins) include 5S rRNA, 5.8S rRNA, 12S rRNA, 15S rRNA, 16S rRNA, 18S rRNA, 23S rRNA, and 28S rRNA. It is not limited to this.

菌叢データは、公知の方法によって取得することができる。例えば、(a)発酵槽から培養サンプルを取得する工程、(b)当該培養サンプルに含まれている菌から核酸(例えば、ゲノムDNA、または、RNA)を取得する工程、(c)菌の識別に利用可能な、当該核酸内の領域を増幅(例えば、定量的に増幅)する工程、および、(d)当該増幅された核酸を用いて菌叢データを取得する工程、を介して、菌叢データを取得することができる。 Bacterial flora data can be acquired by a known method. For example, (a) obtaining a culture sample from a fermenter, (b) obtaining nucleic acid (e.g., genomic DNA or RNA) from a bacterium contained in the culture sample, and (c) identifying the bacterium Amplifying (e.g., quantitatively amplifying) a region within the nucleic acid that is available for microbial flora, and (d) obtaining bacterial flora data using the amplified nucleic acid, through Data can be obtained.

上記(a)の工程は、例えば、発酵槽に設けられた開口から発酵槽内の培養サンプルを取得することによって行うことができる。上記(b)の工程は、市販の核酸抽出キットを用いて行うことができる。上記(c)の工程は、PCR(Polymerase Chain Reaction)法などの公知の方法にて行うことができる。上記(d)の工程は、NGS(Next Generation Sequencer)、DGGE(Denaturing Gradient Gel electrophoresis)、RT-PCR(Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction)、および/または、マイクロアレイなどの公知の方法にて行うことができる。また、上記(d)の工程については、市販のキットを用いて行ってもよい。また、本願出願時において、菌叢データの解析を受託している企業が多く存在している。それ故に、菌叢データは、これら企業に作業(例えば、上述した(b)~(d)の工程)を委託して入手することも可能である。上記(a)~(d)の工程は、何れも公知の方法にて行われ得るので、本明細書では、その詳細な説明を省略する。 The above step (a) can be performed, for example, by obtaining a culture sample in the fermenter through an opening provided in the fermenter. The above step (b) can be performed using a commercially available nucleic acid extraction kit. The above step (c) can be performed by a known method such as a PCR (Polymerase Chain Reaction) method. The step (d) above can be performed by known methods such as NGS (Next Generation Sequencer), DGGE (Denaturing Gradient Gel electrophoresis), RT-PCR (Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction), and/or microarray. . In addition, the above step (d) may be performed using a commercially available kit. In addition, at the time of the filing of the present application, there are many companies that have commissioned the analysis of bacterial flora data. Therefore, bacterial flora data can be obtained by consigning the work (for example, the above-described steps (b) to (d)) to these companies. Since the above steps (a) to (d) can all be performed by known methods, detailed description thereof will be omitted in this specification.

菌叢データを取得する菌の種類は、2種類以上であればよく、例えば、5種類以上、10種類以上、20種類以上、30種類以上、40種類以上、または、50種類以上であってもよい。菌叢データを取得する菌の種類の上限値は、特に限定されないが、例えば、1000種類、700種類、500種類、300種類、200種類、100種類、または、50種類であってもよい。 The number of types of bacteria for which bacterial flora data is acquired may be two or more, for example, five or more, ten or more, twenty or more, thirty or more, forty or more, or even fifty or more. good. The upper limit of the types of bacteria for which bacterial flora data is acquired is not particularly limited, but may be, for example, 1000 types, 700 types, 500 types, 300 types, 200 types, 100 types, or 50 types.

発酵槽内の状態を所望の状態(例えば、発酵槽内の目的物を菌によって効率良く処理できる状態)に維持する場合、全ての菌が、発酵槽内の状態の維持に関与するとは限らない。それ故に、菌叢データを取得する菌には、発酵槽内の状態の維持への関与が大きい菌(換言すれば、発酵現象への関与が大きい菌)が含まれていることが好ましく、菌叢データを取得する菌の1/10以上が発酵槽内の状態の維持への関与が大きい菌であることがより好ましく、菌叢データを取得する菌の1/5以上が発酵槽内の状態の維持への関与が大きい菌であることが更に好ましく、菌叢データを取得する菌の1/2以上が発酵槽内の状態の維持への関与が大きい菌であることが更に好ましく、菌叢データを取得する菌の4/5以上が発酵槽内の状態の維持への関与が大きい菌であることが更に好ましく、菌叢データを取得する菌の全てが発酵槽内の状態の維持への関与が大きい菌であることが最も好ましい。 When maintaining the state in the fermenter in a desired state (for example, a state in which the target substance in the fermenter can be efficiently processed by the fungus), not all the fungi are involved in maintaining the state in the fermenter. . Therefore, it is preferable that the bacteria for which bacterial flora data is acquired include bacteria that have a large contribution to maintaining the state in the fermenter (in other words, bacteria that have a large contribution to the fermentation phenomenon). It is more preferable that 1/10 or more of the bacteria for which flora data is obtained are bacteria that are greatly involved in maintaining the state in the fermenter, and 1/5 or more of the bacteria for which bacterial flora data is obtained are in the state in the fermenter. It is more preferable that the bacteria are greatly involved in the maintenance of the microbial flora, and it is further preferable that 1/2 or more of the bacteria for which the bacterial flora data is acquired are the bacteria that are greatly involved in maintaining the state in the fermenter. It is more preferable that 4/5 or more of the bacteria for which data is acquired are bacteria that are greatly involved in maintaining the state in the fermenter, and all the bacteria for which bacterial flora data is acquired are involved in maintaining the state in the fermenter. Most preferably, it is a bacterium that has a large involvement.

バイオガスが発生する発酵現象(例えば、メタン発酵、水素発酵、または、酢酸発酵)への関与が大きいという観点から、菌叢データを取得する菌には、ユリアーキオータ(Euryarchaeota)門に属する微生物、バクテロイデス(Bacteroidetes)門に属する微生物、フィルミクテス(Firmicutes)門に属する微生物、OP9門に属する微生物、シネルギステス(Synergistetes)門に属する微生物、および、テルモトガ(Thermotogae)門に属する微生物からなる群より選択される少なくとも1つの微生物が含まれていることが好ましい。 Microorganisms belonging to the phylum Euryarchaeota are the bacteria for which bacterial flora data are to be obtained, from the viewpoint that they are greatly involved in fermentation phenomena that generate biogas (e.g., methane fermentation, hydrogen fermentation, or acetic acid fermentation). , a microorganism belonging to the phylum Bacteroidetes, a microorganism belonging to the phylum Firmicutes, a microorganism belonging to the phylum OP9, a microorganism belonging to the phylum Synergistetes, and a microorganism belonging to the phylum Thermotogae. preferably contains at least one microorganism that

バイオガスを発生させる発酵現象への関与が大きいという観点から、菌叢データを取得する菌には、より具体的に、ユリアーキオータ(Euryarchaeota)門 メタノバクテリウム(Methanobacteriaceae)科に属する微生物;ユリアーキオータ(Euryarchaeota)門 メタノサーモバクター(Methanothermobacter)属に属する微生物;バクテロイデス(Bacteroidetes)門 バクテロイデス(Bacteroidales)目に属する微生物;バクテロイデス(Bacteroidetes)門 ポルフィロモナス(Porphyromonadaceae)科に属する微生物;フィルミクテス(Firmicutes)門 リューコノストック(Leuconostoc)属に属する微生物;フィルミクテス(Firmicutes)門 クロストリジア(Clostridiales)目に属する微生物;フィルミクテス(Firmicutes)門 クロストリジウム(Clostridiaceae)科に属する微生物;フィルミクテス(Firmicutes)門 クロストリジウム(Clostridium)属に属する微生物;フィルミクテス(Firmicutes)門 ラクノスピラ(Lachnospiraceae)科に属する微生物;フィルミクテス(Firmicutes)門 ペロトマキュラム(Pelotomaculum)属に属する微生物;フィルミクテス(Firmicutes)門 ルミノコッカス(Ruminococcaceae)科に属する微生物;フィルミクテス(Firmicutes)門 シントロフォモナス(Syntrophomonas)属に属する微生物;フィルミクテス(Firmicutes)門 (スポロミュサ)Sporomusa属に属する微生物;フィルミクテス(Firmicutes)門 SHA-98門に属する微生物;フィルミクテス(Firmicutes)門 サーモアナエロバクター(Thermoanaerobacterales)目に属する微生物;フィルミクテス(Firmicutes)門 サーマセトゲニウム(Thermacetogenium)属に属する微生物;OP9門 TIBD11科に属する微生物;シネルギステス(Synergistetes)門 アナエロバクラム(Anaerobaculaceae)科に属する微生物;シネルギステス(Synergistetes)門 アナエロバクラム(Anaerobaculum)属に属する微生物;および、テルモトガ(Thermotogae)門 S1属に属する微生物からなる群より選択される少なくとも1つの微生物が含まれていることが好ましい。 From the viewpoint that they are greatly involved in the fermentation phenomenon that generates biogas, more specifically, microorganisms for which bacterial flora data are obtained include microorganisms belonging to the phylum Euryarchaeota and the family Methanobacteriaceae; phylum Euryarchaeota microorganisms belonging to the genus Methanothermobacter; phylum Bacteroidetes microorganisms belonging to the order Bacteroidales; phylum Bacteroidetes microorganisms belonging to the family Porphyromonadaceae; Firmicutes ) phylum Microorganisms belonging to the genus Leuconostoc; phylum Firmicutes Microorganisms belonging to the order Clostridiales; phylum Firmicutes Microorganisms belonging to the family Clostridiaceae; phylum Firmicutes Clostridium Microorganisms belonging to the genus; Firmicutes phylum Microorganisms belonging to the Lachnospiraceae family; Firmicutes phylum Microorganisms belonging to the genus Pelotomaculum; Firmicutes Microorganisms belonging to the genus Syntrophomonas; Phylum Firmicutes (Sporomus) Microorganisms belonging to the genus Sporomusa; (Thermoanaerobacterales) microorganisms belonging to the order Firmicutes Microorganisms belonging to the genus Thermacetogenium; at least one microorganism selected from the group consisting of microorganisms belonging to the family erobaculaceae; microorganisms belonging to the phylum Synergistetes genus Anaerobaculum; and microorganisms belonging to the phylum Thermotogae genus S1 is preferred.

測定データ取得工程では、バイオガスの発生量のデータと、2種類以上の菌に関する菌叢データとを含む測定データを、複数取得する。測定データの数は、2個以上であればよく、例えば、5個以上、10個以上、20個以上、30個以上、40個以上、または、50個以上であってもよい。測定データの数の上限値は、特に限定されないが、例えば、1000個、700個、500個、300個、200個、100個、または、50個であってもよい。 In the measurement data acquisition step, a plurality of pieces of measurement data including data on the amount of biogas generated and bacterial flora data on two or more types of bacteria are acquired. The number of measurement data may be 2 or more, and may be, for example, 5 or more, 10 or more, 20 or more, 30 or more, 40 or more, or 50 or more. The upper limit of the number of measurement data is not particularly limited, but may be 1000, 700, 500, 300, 200, 100, or 50, for example.

<マトリクスデータ作成工程>
マトリクスデータ作成工程は、測定データの少なくとも2つ以上を用い、菌叢データを説明変数とし、バイオガスの発生量のデータを目的変数としたマトリクスデータを作成する工程である。
<Matrix data creation process>
The matrix data creation step is a step of creating matrix data using at least two or more of the measurement data, with bacterial flora data as an explanatory variable, and biogas generation amount data as an objective variable.

マトリクスデータの形態としては、特に限定されないが、例えば、下記のようなマトリクスデータを挙げることができる。勿論、本発明のマトリクスデータの形態は、下記の例に限定されない。 Although the form of the matrix data is not particularly limited, for example, the following matrix data can be mentioned. Of course, the form of matrix data of the present invention is not limited to the following examples.

Figure 0007142501000001
Figure 0007142501000001

上記マトリクスデータには、n個の測定データが記載されている。測定データの数(換言すれば、nの値)は、2個以上であればよく、例えば、5個以上、10個以上、20個以上、30個以上、40個以上、または、50個以上であってもよい。測定データの数の上限値は、特に限定されないが、例えば、1000個、700個、500個、300個、200個、100個、または、50個であってもよい。 The matrix data describes n measurement data. The number of measurement data (in other words, the value of n) may be 2 or more, for example, 5 or more, 10 or more, 20 or more, 30 or more, 40 or more, or 50 or more. may be The upper limit of the number of measurement data is not particularly limited, but may be 1000, 700, 500, 300, 200, 100, or 50, for example.

上記マトリクスデータには、m種類の菌の菌叢データ「Xm」が記載されている。菌の種類(換言すれば、mの値)は、2種類以上であればよく、例えば、5種類以上、10種類以上、20種類以上、30種類以上、40種類以上、または、50種類以上であってもよい。菌叢データを取得する菌の種類の上限値は、特に限定されないが、例えば、1000種類、700種類、500種類、300種類、200種類、100種類、または、50種類であってもよい。 The matrix data describes the microbiota data “Xm” of m types of bacteria. The number of types of bacteria (in other words, the value of m) may be 2 or more, for example, 5 or more, 10 or more, 20 or more, 30 or more, 40 or more, or 50 or more. There may be. The upper limit of the types of bacteria for which bacterial flora data is acquired is not particularly limited, but may be, for example, 1000 types, 700 types, 500 types, 300 types, 200 types, 100 types, or 50 types.

上記マトリクスデータには、n個の測定データに対応する、各菌の菌叢データ「Xm」が記載されている。当該菌叢データの数は、上述した測定データの数(換言すれば、nの値)および菌の種類(換言すれば、mの値)に応じて決定される。 The matrix data describes microbial flora data “Xm n ” of each bacterium corresponding to n pieces of measurement data. The number of bacterial lawn data is determined according to the number of measurement data (in other words, the value of n) and the type of bacteria (in other words, the value of m) described above.

上記マトリクスデータには、n個の測定データに対応する、バイオガスの発生量のデータ「Y」が記載されている。当該バイオガスの発生量のデータの数は、上述した測定データの数に応じて決定される。なお、バイオガスの発生量のデータの単位は、特に限定されず、例えば、「m」、「L」、「g」または「kg」であってもよい。 The matrix data describes the biogas generation amount data “Y n ” corresponding to the n pieces of measurement data. The number of pieces of biogas generation amount data is determined according to the number of pieces of measurement data described above. The unit of the biogas generation amount data is not particularly limited, and may be, for example, "m 3 ", "L", "g", or "kg".

<マトリクスデータ処理工程>
マトリクスデータ処理工程は、マトリクスデータに対して解析処理を行い、2種類以上の菌に関する菌叢データ、および、バイオガスの発生量のデータを変数として含む関数を上記予測情報として得る工程である。
<Matrix data processing process>
The matrix data processing step is a step of performing an analysis process on the matrix data and obtaining, as the prediction information, a function containing bacterial flora data on two or more types of bacteria and data on the amount of biogas generated as variables.

マトリクスデータに対して行われる解析処理は、予測モデルの構築ができる機械学習手法による解析処理であれば特に限定されず、当該機会学習手法としては、例えば、重回帰分析(例えば、MVR、PCR、PLS、および、O-PLSなど)、ヒトの神経ネットワークを模したアルゴリズム(例えば、パーセプトロン、ニューラルネットワーク、畳み込みニューラルネットワーク、ディープラーニングなど)、ロジスティック回帰(例えば、座標降下法、勾配降下法、ニュートン法、および、準ニュートン法など)、および、サポートベクターマシン(例えば、サポートベクターリグレッションなど)を挙げることができる。 The analysis process performed on the matrix data is not particularly limited as long as it is an analysis process by a machine learning method that can construct a prediction model. Examples of the machine learning method include multiple regression analysis (e.g., MVR, PCR, PLS, O-PLS, etc.), algorithms imitating human neural networks (e.g., perceptron, neural network, convolutional neural network, deep learning, etc.), logistic regression (e.g., coordinate descent method, gradient descent method, Newton method , and quasi-Newton methods, etc.), and support vector machines (eg, support vector regression, etc.).

マトリクスデータ処理工程では、マトリクスデータに対して重回帰分析を行い、2種類以上の菌に関する菌叢データ、および、バイオガスの発生量のデータを変数として含む重回帰式を予測情報として得ることができる。 In the matrix data processing step, multiple regression analysis is performed on the matrix data, and a multiple regression equation containing bacterial flora data on two or more types of bacteria and data on the amount of biogas generated as variables can be obtained as prediction information. can.

重回帰分析の方法の具体例としては、特に限定されず、例えば、MVR(Multivariate Regression)、PCR(Principal Component Regression)、PLS(Partial Least Squares)、および、O-PLS(Orthogonal PLS)を挙げることができる。より精度の高い重回帰式を得るという観点から、重回帰分析の方法としては、MVRが好ましく、PCRがより好ましく、PLSがより好ましく、O-PLSがより好ましい。しかしながら、マトリクスデータ処理工程では、精度の低い重回帰分析の方法であっても、精度の高い重回帰式を得ることができる。 Specific examples of the method of multiple regression analysis are not particularly limited, and include MVR (Multivariate Regression), PCR (Principal Component Regression), PLS (Partial Least Squares), and O-PLS (Orthogonal PLS). can be done. From the viewpoint of obtaining a more accurate multiple regression equation, the method of multiple regression analysis is preferably MVR, more preferably PCR, more preferably PLS, and more preferably O-PLS. However, in the matrix data processing step, a highly accurate multiple regression equation can be obtained even with a multiple regression analysis method with low accuracy.

これらの重回帰分析の方法は、周知である。例えば、「尾崎幸洋・宇田明史・赤井俊雄 著、化学者のための多変量解析(ケモメトリックス入門) 講談社サイエンティフィク」に記載されている方法にしたがって、マトリクスデータ処理工程を行うことができる。当該「尾崎幸洋・宇田明史・赤井俊雄 著、化学者のための多変量解析(ケモメトリックス入門) 講談社サイエンティフィク」は、本明細書中において参考文献として援用される。重回帰分析は、公知のソフトウェアを用いて行うことも可能である。当該ソフトウェアとしては、例えば、Infometrix社の多変量解析用ソフト「pirouette シリーズ」、および、Umetrics社の多変量解析用ソフト「SIMCA シリーズ」を挙げることができる。この場合、多変量解析用ソフトに添付されているプロトコールにしたがって、重回帰分析を行えばよい。また、R言語、若しくは、Python言語を用いたプログラミング、または、C言語を用いたMatlabを用いてマトリクスデータ処理工程を行ってもよいが、本発明は、これらに限定されるものではない。 These multiple regression analysis methods are well known. For example, the matrix data processing step can be performed according to the method described in "Multivariate Analysis for Chemists (Introduction to Chemometrics) by Kodansha Scientific" written by Yukihiro Ozaki, Akifumi Uda and Toshio Akai. Said "Yukihiro Ozaki, Akifumi Uda, Toshio Akai, Multivariate Analysis for Chemists (Introduction to Chemometrics) Kodansha Scientific" is incorporated herein by reference. Multiple regression analysis can also be performed using known software. Examples of such software include Infometrix multivariate analysis software “pirouette series” and Umetrics multivariate analysis software “SIMCA series”. In this case, multiple regression analysis may be performed according to the protocol attached to the software for multivariate analysis. Also, the matrix data processing step may be performed using programming using the R language or Python language, or Matlab using the C language, but the present invention is not limited to these.

重回帰分析にて得られる重回帰式としては、特に限定されないが、例えば、下記の重回帰式を挙げることができる。なお、下記の重回帰式は一例であって、本発明は、当該重回帰式に限定されない;
Y=bX1+bX2+・・・+bXm+b ・・・(重回帰式);
上記重回帰式において、b~b、および、b重回帰分析によって得られる定数を示し、X1~Xmは、m種類の菌の菌叢データを示し、Yは、バイオガスの発生量のデータを示している。上記重回帰式に、実際に測定されたX1~Xmの値を代入すれば、バイオガスの発生量の予測値を求めることができる。そして、当該予測値に基づいて、発酵槽内の状態を正確に把握することができる。
The multiple regression equation obtained by the multiple regression analysis is not particularly limited, and for example, the following multiple regression equation can be mentioned. In addition, the following multiple regression formula is an example, and the present invention is not limited to the multiple regression formula;
Y= b1X1 + b2X2 +...+ bmXm +b0... (multiple regression equation);
In the above multiple regression equation, b 1 to b m and b 0 indicate constants obtained by multiple regression analysis, X1 to Xm indicate the bacterial flora data of m types of bacteria, and Y is biogas. It shows the data of the amount generated. By substituting the actually measured values of X1 to Xm into the multiple regression equation, the predicted value of the amount of biogas generated can be obtained. Then, based on the predicted value, the state inside the fermenter can be accurately grasped.

マトリクスデータ処理工程では、マトリクスデータに対してヒトの神経ネットワークを模したアルゴリズムを用いた予測分析を行い、2種類以上の菌に関する菌叢データ、および、バイオガスの発生量のデータを変数として含む関数を予測情報として得ることができる。 In the matrix data processing step, predictive analysis is performed on the matrix data using an algorithm simulating a human neural network, and bacterial flora data on two or more types of bacteria and data on the amount of biogas generated are included as variables. function can be obtained as prediction information.

ヒトの神経ネットワークを模したアルゴリズムを用いた予測分析の具体例としては、特に限定されず、例えば、パーセプトロン、ニューラルネットワーク、畳み込みニューラルネットワーク、および、ディープラーニングを挙げることができる。より精度の高い関数を得るという観点から、ヒトの神経ネットワークを模したアルゴリズムを用いた予測分析としては、パーセプトロンが好ましく、ニューラルネットワークがより好ましく、畳み込みニューラルネットワークがより好ましく、ディープラーニングがより好ましい。しかしながら、マトリクスデータ処理工程では、精度の低いヒトの神経ネットワークを模したアルゴリズムを用いた予測分析であっても、精度の高い関数を得ることができる。 Specific examples of predictive analysis using algorithms imitating human neural networks are not particularly limited, and include perceptrons, neural networks, convolutional neural networks, and deep learning. From the viewpoint of obtaining a more accurate function, predictive analysis using an algorithm that mimics a human neural network is preferably a perceptron, more preferably a neural network, more preferably a convolutional neural network, and more preferably deep learning. However, in the matrix data processing step, a highly accurate function can be obtained even in predictive analysis using an algorithm imitating a human neural network with low accuracy.

これらのヒトの神経ネットワークを模したアルゴリズムを用いた予測分析は、周知である。例えば、「金城俊哉 著、夢見るディープラーニング ニューラルネットワーク[Python実装]入門 秀和システム」に記載されている方法にしたがって、マトリクスデータ処理工程を行うことができる。当該「金城俊哉 著、夢見るディープラーニング ニューラルネットワーク[Python実装]入門 秀和システム」は、本明細書中において参考文献として援用される。ヒトの神経ネットワークを模したアルゴリズムを用いた予測分析は、市販のソフトウェアを用いて行うことも可能である。 Predictive analytics using algorithms that mimic these human neural networks are well known. For example, the matrix data processing step can be performed according to the method described in "Toshiya Kaneshiro, Yumemiru Deep Learning Neural Network [Python Implementation] Introduction to Shuwa System". Said "Toshiya Kaneshiro, Yumemiru Deep Learning Neural Network [Python Implementation] Introduction to Shuwa System" is incorporated herein by reference. Predictive analysis using algorithms that mimic human neural networks can also be performed using commercially available software.

マトリクスデータ処理工程では、マトリクスデータに対してロジスティック回帰分析を行い、2種類以上の菌に関する菌叢データ、および、バイオガスの発生量のデータを変数として含む関数を予測情報として得ることができる。 In the matrix data processing step, logistic regression analysis is performed on the matrix data, and a function containing bacterial flora data on two or more types of bacteria and data on the amount of biogas generated as variables can be obtained as prediction information.

ロジスティック回帰分析の具体例としては、特に限定されず、例えば、座標降下法、勾配降下法、ニュートン法、および、準ニュートン法を挙げることができる。より精度の高い関数を得るという観点から、ロジスティック回帰分析としては、座標降下法が好ましく、勾配降下法がより好ましく、ニュートン法がより好ましく、準ニュートン法がより好ましい。しかしながら、マトリクスデータ処理工程では、精度の低いロジスティック回帰分析であっても、精度の高い関数を得ることができる。 Specific examples of logistic regression analysis are not particularly limited, and include coordinate descent method, gradient descent method, Newton method, and quasi-Newton method. From the viewpoint of obtaining a function with higher accuracy, the logistic regression analysis is preferably the coordinate descent method, more preferably the gradient descent method, more preferably the Newton method, and more preferably the quasi-Newton method. However, in the matrix data processing step, even logistic regression analysis with low accuracy can obtain a highly accurate function.

これらのロジスティック回帰分析は、周知である。例えば、「丹後俊郎・山岡和枝・高木晴良 著、ロジスティック回帰分析-SASを利用した統計解析の実際 朝倉書店」に記載されている方法にしたがって、マトリクスデータ処理工程を行うことができる。当該「丹後俊郎・山岡和枝・高木晴良 著、ロジスティック回帰分析-SASを利用した統計解析の実際 朝倉書店」は、本明細書中において参考文献として援用される。ロジスティック回帰分析は、市販のソフトウェアを用いて行うことも可能である。 These logistic regression analyzes are well known. For example, the matrix data processing step can be performed according to the method described in "Toshiro Tango, Kazue Yamaoka, Haruyoshi Takagi, Logistic Regression Analysis - Actual Statistical Analysis Using SAS, Asakura Shoten". "Tshiro Tango, Kazue Yamaoka, Haruyoshi Takagi, Logistic Regression Analysis - Actual Statistical Analysis Using SAS, Asakura Shoten" is incorporated herein by reference. Logistic regression analysis can also be performed using commercially available software.

ロジスティック回帰分析にて得られる関数としては、特に限定されないが、例えば、下記の関数を挙げることができる。なお、下記の関数(目的変数は行列xに相当し、説明変数yはF(x)に相当する)は一例であって、本発明は、当該関数に限定されない;
F(x)=1/{1+e-(β0+β1x)} ・・・(関数);
関数において、F(x)は、バイオガスの発生量のデータを示し、(β0+β1x)は、m種類の菌の菌叢データを示している。F(x)に相当する説明変数yは、ロジスティック回帰分析用に0-1に処理されてもよく、ある任意の閾値で0と1とに割りふられてもよい。
Although the function obtained by logistic regression analysis is not particularly limited, the following functions can be mentioned, for example. Note that the following function (the objective variable corresponds to the matrix x and the explanatory variable y corresponds to F(x)) is an example, and the present invention is not limited to the function;
F(x)=1/{1+e- (β0+β1x) } (function);
In the function, F(x) indicates data on the amount of biogas generated, and (β0+β1x) indicates microbial flora data of m types of bacteria. The explanatory variable y, corresponding to F(x), may be treated as 0-1 for logistic regression analysis and may be divided between 0 and 1 by some arbitrary threshold.

マトリクスデータ処理工程では、マトリクスデータに対してサポートベクターマシン分析を行い、2種類以上の菌に関する菌叢データ、および、バイオガスの発生量のデータを変数として含む関数を予測情報として得ることができる。 In the matrix data processing step, support vector machine analysis is performed on the matrix data, and a function containing bacterial flora data on two or more types of bacteria and data on the amount of biogas generated as variables can be obtained as prediction information. .

サポートベクターマシン分析の具体例としては、特に限定されず、例えば、サポートベクターリグレッションを挙げることができる。 A specific example of support vector machine analysis is not particularly limited, and support vector regression can be mentioned, for example.

サポートベクターマシン分析は周知である。例えば、「Nello Cristianini・John Shawe-Taylor 著、サポートベクターマシン入門 共立出版」に記載されている方法にしたがって、マトリクスデータ処理工程を行うことができる。当該「Nello Cristianini・John Shawe-Taylor 著、サポートベクターマシン入門 共立出版」は、本明細書中において参考文献として援用される。サポートベクターマシン分析は、市販のソフトウェアを用いて行うことも可能である。また、R言語、若しくは、Python言語を用いたプログラミング、または、C言語を用いたMatlabを用いてマトリクスデータ処理工程を行ってもよいが、本発明は、これらに限定されるものではない。 Support vector machine analysis is well known. For example, the matrix data processing step can be performed according to the method described in "Introduction to Support Vector Machines" by Nello Cristianini and John Shawe-Taylor, Kyoritsu Shuppan. The article "Nello Cristianini and John Shawe-Taylor, Introduction to Support Vector Machines, Kyoritsu Shuppan" is incorporated herein by reference. Support vector machine analysis can also be performed using commercially available software. Also, the matrix data processing step may be performed using programming using the R language or Python language, or Matlab using the C language, but the present invention is not limited to these.

<精度確認工程>
精度確認工程は、マトリクスデータ処理工程の後に行われる工程であって、(i)マトリクスデータに含まれていない測定データの菌叢データAを関数に代入して、バイオガスの発生量の計算値を得る計算工程と、(ii)当該計算値と、菌叢データAを取得した時に発酵槽から発生していたバイオガスの量の測定値とを比較する比較工程と、を包含する工程である。
<Accuracy confirmation process>
The accuracy confirmation step is a step that is performed after the matrix data processing step, and (i) substitutes the bacterial flora data A of the measurement data not included in the matrix data into a function to obtain a calculated value of the amount of biogas generated. and (ii) a comparison step of comparing the calculated value with the measured value of the amount of biogas that was being generated from the fermenter when the bacterial flora data A was obtained. .

マトリクスデータに含まれていない測定データには、菌叢データAと、菌叢データAを取得した時に発酵槽から発生していたバイオガスの量の測定値と、が含まれている。これら菌叢データAと、バイオガス量の測定値とは、実際に運転されている発酵槽から得られた実測値である。 The measurement data not included in the matrix data includes the bacterial lawn data A and the measured value of the amount of biogas generated from the fermenter when the bacterial lawn data A was obtained. These bacterial flora data A and the measured value of the amount of biogas are actually measured values obtained from an actually operated fermenter.

計算工程では、菌叢データAを関数に代入して、バイオガスの発生量の計算値が得られる。そして、比較工程にて、計算値と、菌叢データAを取得した時に発酵槽から発生していたバイオガスの量の測定値とを比較することによって、関数の精度を知ることができる。 In the calculation step, the bacterial flora data A is substituted into the function to obtain a calculated value of the amount of biogas generated. Then, in the comparison step, by comparing the calculated value with the measured value of the amount of biogas generated from the fermenter when the bacterial flora data A was acquired, the accuracy of the function can be known.

計算値の値をαとし、測定値の値をβとしたとき、関係式「γ=|β―α|/β」を考える。例えば、「γ≦0.5」の場合、より好ましくは「γ≦0.4」の場合、より好ましくは「γ≦0.3」の場合、より好ましくは「γ≦0.2」の場合、より好ましくは「γ≦0.1」の場合、より好ましくは「γ≦0.01」の場合、最も好ましくは「γ≦0.001」の場合に、関数の精度が高いと判定することができる。 Consider the relational expression “γ=|β−α|/β” where α is the calculated value and β is the measured value. For example, when "γ ≤ 0.5", more preferably when "γ ≤ 0.4", more preferably when "γ ≤ 0.3", more preferably when "γ ≤ 0.2" , More preferably, when "γ≦0.1", more preferably when "γ≦0.01", most preferably when "γ≦0.001", it is determined that the function has high accuracy. can be done.

<その他の工程>
上述した精度確認工程において、関数の精度が所望の精度であった場合には、当該関数を、例えば、後述する処理方法、および、処理システムに用いることができる。
<Other processes>
In the accuracy confirmation step described above, if the accuracy of the function is the desired accuracy, the function can be used, for example, in the processing method and processing system described later.

一方、上述した精度確認工程において、関数の精度が所望の精度でない場合には、関数を作成し直してもよく、または、マトリクスデータの作成に用いなかった菌叢データA、および、菌叢データAを取得したときのバイオガスの発生量のデータを用いて、新たにマトリクスデータを作成し直してもよい。この場合には、上述した精度確認工程の後で、再度、(A)マトリクスデータ作成工程、および、マトリクスデータ処理工程を含む作業サイクル;(B)マトリクスデータ作成工程、マトリクスデータ処理工程、および、精度確認工程を含む作業サイクル;(C)測定データ取得工程、マトリクスデータ作成工程、および、マトリクスデータ処理工程を含む作業サイクル;および/または;(D)測定データ取得工程、マトリクスデータ作成工程、マトリクスデータ処理工程、および、精度確認工程を含む作業サイクルを行ってもよい。なお、各作業サイクルは、所望の関数が得られるまで、所望の回数だけ行われ得る。上記構成によれば、より精度の高い関数を得ることができる。 On the other hand, in the above-described accuracy confirmation step, if the accuracy of the function is not the desired accuracy, the function may be recreated, or the bacteria lawn data A and the bacteria lawn data that were not used to create the matrix data Matrix data may be newly created using the data of the amount of biogas generated when A was obtained. In this case, after the above-described accuracy confirmation step, (A) the work cycle including the matrix data creation step and the matrix data processing step; (B) the matrix data creation step, the matrix data processing step, and (C) a work cycle including a measurement data acquisition step, a matrix data creation step, and a matrix data processing step; and/or; (D) a measurement data acquisition step, a matrix data creation step, and a matrix A work cycle including a data processing step and an accuracy confirmation step may be performed. Note that each work cycle can be performed as many times as desired until the desired function is obtained. According to the above configuration, it is possible to obtain a function with higher accuracy.

〔2.処理方法〕
上記〔1.予測情報の作成方法〕の欄にて説明した予測情報を用いれば、運転されているプラント等において、実際に取得された菌叢データから、バイオガスの発生量を正確に予測することができる。バイオガスの発生量は、発酵槽内の状態を反映している。それ故に、バイオガスの発生量を正確に予測することができれば、発酵槽内の状態を正確に把握することができる。そして、発酵槽内の状態を正確に把握することができれば、必要に応じて、発酵槽内の状態を所望の状態(例えば、発酵槽内の目的物を菌によって効率良く処理できる状態)に変更することができる。
[2. Processing method〕
The above [1. Prediction information creation method], it is possible to accurately predict the amount of biogas generated from actually acquired bacterial flora data in a plant in operation. The amount of biogas generated reflects the conditions in the fermenter. Therefore, if the amount of biogas generated can be accurately predicted, the state inside the fermenter can be accurately grasped. If the state in the fermenter can be accurately grasped, the state in the fermenter can be changed to a desired state (for example, a state in which the target substance in the fermenter can be efficiently processed by bacteria) as necessary. can do.

本実施の形態の処理方法は、バイオガスを発生させながら発酵槽内の目的物を菌によって処理する、処理方法である。上記目的物としては、例えば、バイオガスの原料、排水、バイオエネルギーの原料、食品の原料などを挙げることができる。上記バイオガスとしては、例えば、メタンガス、二酸化炭素、アンモニア、硫化水素、水素、水蒸気、および、酢酸を挙げることができる。 The processing method of the present embodiment is a processing method in which a target substance in a fermenter is treated with bacteria while generating biogas. Examples of the target object include biogas raw materials, waste water, bioenergy raw materials, and food raw materials. Examples of the biogas include methane gas, carbon dioxide, ammonia, hydrogen sulfide, hydrogen, water vapor, and acetic acid.

本実施の形態の処理方法は、図2の(A)に示すように、少なくとも、菌叢データ取得工程(S10)、および、算出工程(S20)を有する。本実施の形態の処理方法は、図2の(B)~(D)に示すように、上記の工程に加えて、更に、状態変更工程(S30)、および/または、予測情報作成工程(S40)を有してもよい。以下に、各工程について説明する。 The processing method of the present embodiment, as shown in FIG. 2A, has at least a bacterial flora data acquisition step (S10) and a calculation step (S20). As shown in (B) to (D) of FIG. 2, the processing method of the present embodiment includes, in addition to the above steps, a state change step (S30) and/or a prediction information creation step (S40 ). Each step will be described below.

<菌叢データ取得工程>
菌叢データ取得工程は、発酵槽内の2種類以上の菌に関する菌叢データを取得する工程である。当該菌叢データは、例えば、運転されているプラント等から取得された培養サンプルから取得され得る。当該菌叢データは、上記〔1.予測情報の作成方法〕の欄にて説明した関数に代入されるデータである。それ故に、当該菌叢データは、上記関数に基づいて、取得され得る。当該菌叢データ取得工程は、後述する菌叢データ取得部2にて行われる。
<Bacterial flora data acquisition process>
The bacterial flora data acquisition step is a step of acquiring bacterial flora data on two or more types of bacteria in the fermenter. The bacterial flora data can be obtained, for example, from a culture sample obtained from an operating plant or the like. The bacterial flora data is the above [1. Prediction information creation method]. Therefore, the flora data can be obtained based on the above function. The bacterial flora data acquisition step is performed by the bacterial flora data acquisition unit 2, which will be described later.

菌叢データは、公知の方法によって取得することができる。例えば、上記〔1.予測情報の作成方法〕の欄にて説明した方法と同じ方法によって菌叢データを取得することができる。それ故に、ここでは、菌叢データの取得方法に関する説明を省略する。 Bacterial flora data can be acquired by a known method. For example, the above [1. Prediction information creation method] can be used to obtain bacterial flora data. Therefore, the description of the method for acquiring bacterial flora data is omitted here.

菌叢データを取得する菌の種類、および、微生物の具体例は、上記〔1.予測情報の作成方法〕の欄にて説明したものと同じ、菌の種類、および、微生物の具体例であり得る。それ故に、ここでは、菌の種類、および、微生物の具体例に関する説明を省略する。 Specific examples of the types of bacteria and microorganisms for which bacterial flora data is to be obtained are described in [1. Generating method of prediction information]. Therefore, descriptions of specific examples of bacteria and microorganisms are omitted here.

<算出工程>
算出工程は、菌叢データ取得工程にて取得された発酵槽内の2種類以上の菌に関する菌叢データを、予め作成されている、2種類以上の菌に関する菌叢データ、および、バイオガスの発生量のデータを変数として含む関数(例えば、重回帰式)に代入することによって、バイオガスの予測発生量を算出する工程である。当該算出工程は、後述する算出部3にて行われる。
<Calculation process>
In the calculation step, bacterial flora data on two or more types of bacteria in the fermenter acquired in the bacterial flora data acquisition step is prepared in advance, bacterial flora data on two or more types of bacteria, and biogas. This is a step of calculating a predicted generation amount of biogas by substituting data of the generation amount into a function (for example, multiple regression equation) containing the data of the generation amount as a variable. The calculation process is performed by the calculation unit 3, which will be described later.

算出工程に用いられる関数は、上記〔1.予測情報の作成方法〕の欄にて説明した関数である。当該関数は精度が高いので、算出工程において、バイオガスの発生量を正確に予測することができる。バイオガスの発生量は、発酵槽内の状態を反映している。それ故に、算出工程によって、発酵槽内の状態を正確に把握することができる。例えば、予測されたバイオガスの発生量が少なければ、発酵槽内における菌の活動が不活発(換言すれば、発酵現象が不活発)であると判定することができ、予測されたバイオガスの発生量が多ければ、発酵槽内における菌の活動が活発(換言すれば、発酵現象が活発)であると判定することができる。 The functions used in the calculation process are those described in [1. Prediction information creation method]. Since the function is highly accurate, it is possible to accurately predict the amount of biogas generated in the calculation process. The amount of biogas generated reflects the conditions in the fermenter. Therefore, the calculation process provides an accurate understanding of the conditions within the fermenter. For example, if the predicted amount of biogas generated is small, it can be determined that the activity of bacteria in the fermenter is inactive (in other words, the fermentation phenomenon is inactive). If the generated amount is large, it can be determined that the activity of bacteria in the fermenter is active (in other words, the fermentation phenomenon is active).

<状態変更工程>
状態変更工程は、算出工程の後に行われ得る工程であって、発酵槽内の状態を変更する工程である。状態変更工程によって、発酵槽内の状態を所望の状態(例えば、発酵槽内の目的物を菌によって効率良く処理できる状態)へ近づけることができる。当該状態変更工程は、後述する状態変更部5にて行われる。
<State change process>
The state change step is a step that can be performed after the calculation step and is a step that changes the conditions in the fermenter. By the state changing step, the state in the fermenter can be brought closer to a desired state (for example, a state in which the target substance in the fermenter can be efficiently processed by bacteria). The state changing process is performed by the state changing unit 5, which will be described later.

状態変更工程では、様々な方法によって、発酵槽内の状態を変更することができる。例えば、(i)発酵槽内へ投入する原料(換言すれば、菌によって処理される目的物)の量の調節、(ii)発酵槽内へ投入する原料の組成(VS濃度、TS濃度、または、C/N比)の調節、(iii)発酵槽内の温度の調節、(iv)発酵槽内を循環させる培養物(換言すれば、原料と菌との混合物)の量の調節、(v)発酵槽から取り出す培養物の量の調節、(vi)発酵槽内へ投入する水の量の調節、(vii)発酵槽内へ添加する栄養塩の量および/または種類の調節、(viii)発酵槽内へ投入するpH調節剤の量および/または種類の調節、(ix)発酵槽内の撹拌条件の調節、および/または、(x)発酵槽内の培養物の滞留時間の調節、などによって、発酵槽内の状態を変更することができる。 The changing conditions step can change the conditions in the fermenter in a variety of ways. For example, (i) adjustment of the amount of raw material (in other words, the target product to be treated by the fungus) to be put into the fermenter, (ii) composition of the raw material (VS concentration, TS concentration, or , C/N ratio); (vi) adjusting the amount of water introduced into the fermenter; (vii) adjusting the amount and/or type of nutrient added to the fermenter; (viii) Adjusting the amount and/or type of pH adjusting agent introduced into the fermenter, (ix) adjusting the agitation conditions in the fermenter, and/or (x) adjusting the residence time of the culture in the fermenter, etc. can change the conditions in the fermenter.

<予測情報作成工程>
本実施の形態の処理方法は、菌叢データ取得工程の前、または、菌叢データ取得工程と算出工程との間に、予測情報作成工程を有していてもよい。当該予測情報作成工程は、算出工程に用いる関数(例えば、重回帰式)を作成する工程である。当該予測情報作成工程は、後述する予測情報作成部7にて行われる。なお、予測情報作成部7は、プラントを実際に稼働させる前に、予め、発酵槽1および菌叢データ取得部2から得られた情報に基づいて、算出工程に用いる関数(例えば、重回帰式)を作成することができる。
<Prediction information creation process>
The processing method of the present embodiment may have a prediction information creation step before the bacterial flora data acquisition step or between the bacterial flora data acquisition step and the calculation step. The prediction information creation step is a step of creating a function (for example, multiple regression equation) used in the calculation step. The prediction information creation step is performed by the prediction information creation unit 7, which will be described later. In addition, the prediction information creation unit 7, before actually operating the plant, based on the information obtained in advance from the fermenter 1 and the bacterial flora data acquisition unit 2, the function used in the calculation process (for example, multiple regression equation ) can be created.

上記〔1.予測情報の作成方法〕の欄にて説明した予測情報を用いれば、運転されているプラント等において、実際に取得された菌叢データから、バイオガスの発生量を正確に予測することができる。バイオガスの発生量は、発酵槽内の状態を反映している。それ故に、バイオガスの発生量を正確に予測することができれば、発酵槽内の状態を正確に把握することができる。そして、発酵槽内の状態を正確に把握することができれば、必要に応じて、発酵槽内の状態を所望の状態(例えば、発酵槽内の目的物を菌によって効率良く処理できる状態)に変更することができる。 The above [1. Prediction information creation method], it is possible to accurately predict the amount of biogas generated from actually acquired bacterial flora data in a plant in operation. The amount of biogas generated reflects the conditions in the fermenter. Therefore, if the amount of biogas generated can be accurately predicted, the state inside the fermenter can be accurately grasped. If the state in the fermenter can be accurately grasped, the state in the fermenter can be changed to a desired state (for example, a state in which the target substance in the fermenter can be efficiently processed by bacteria) as necessary. can do.

予測情報作成工程は、上記〔1.予測情報の作成方法〕の欄にて説明した方法と同じであるので、ここでは、予測情報作成工程に関する説明を省略する。なお、算出工程に用いる関数(例えば、重回帰式)は、本実施の形態の処理方法とは別に、作成されてもよい。 The prediction information creation step is the same as in [1. Prediction information creation method], and therefore the description of the prediction information creation process is omitted here. Note that the function (for example, multiple regression equation) used in the calculation step may be created separately from the processing method of the present embodiment.

〔3.処理システム〕
上記〔1.予測情報の作成方法〕の欄にて説明した予測情報を用いれば、運転されているプラント等において、実際に取得された菌叢データから、バイオガスの発生量を正確に予測することができる。バイオガスの発生量は、発酵槽内の状態を反映している。それ故に、バイオガスの発生量を正確に予測することができれば、発酵槽内の状態を正確に把握することができる。そして、発酵槽内の状態を正確に把握することができれば、必要に応じて、発酵槽内の状態を所望の状態(例えば、発酵槽内の目的物を菌によって効率良く処理できる状態)に変更することができる。
[3. processing system]
The above [1. Prediction information creation method], it is possible to accurately predict the amount of biogas generated from actually acquired bacterial flora data in a plant in operation. The amount of biogas generated reflects the conditions in the fermenter. Therefore, if the amount of biogas generated can be accurately predicted, the state inside the fermenter can be accurately grasped. If the state in the fermenter can be accurately grasped, the state in the fermenter can be changed to a desired state (for example, a state in which the target substance in the fermenter can be efficiently processed by bacteria) as necessary. can do.

本実施の形態の処理システムは、バイオガスを発生させながら目的物を菌によって処理する、処理システムである。より具体的に、本実施の形態の処理システムでは、上記〔2.処理方法〕の欄にて説明した処理方法が実施される。上記目的物としては、例えば、バイオガスの原料、排水、バイオエネルギーの原料、食品の原料などを挙げることができる。上記バイオガスとしては、例えば、メタンガス、二酸化炭素、アンモニア、硫化水素、水素、水蒸気、および、酢酸を挙げることができる。 The processing system of the present embodiment is a processing system that processes a target object with bacteria while generating biogas. More specifically, in the processing system of the present embodiment, the above [2. processing method] is performed. Examples of the target object include biogas raw materials, waste water, bioenergy raw materials, and food raw materials. Examples of the biogas include methane gas, carbon dioxide, ammonia, hydrogen sulfide, hydrogen, water vapor, and acetic acid.

本実施の形態の処理システム10は、図3に示すように、少なくとも、発酵槽1、菌叢データ取得部2、および、算出部3を備えている。また、本実施の形態の処理システム10は、図4に示すように、更に、状態変更部5、および/または、予測情報作成部7を備えていてもよい。以下に、各構成について説明する。 The processing system 10 of the present embodiment includes at least a fermenter 1, a bacterial flora data acquisition unit 2, and a calculation unit 3, as shown in FIG. Further, the processing system 10 of the present embodiment may further include a state changing section 5 and/or a prediction information creating section 7, as shown in FIG. Each configuration will be described below.

<発酵槽1>
発酵槽1は、目的物と菌とを混合するためのものであり、より具体的に、目的物と菌とを収容し、かつ、混合することによって発酵現象を生じさせるためのものである。
<Fermentation tank 1>
The fermenter 1 is for mixing the target substance and bacteria, and more specifically, it is for containing and mixing the target substance and bacteria to cause a fermentation phenomenon.

発酵槽1は、目的物と菌とを収容できるものであればよく、具体的な構成は、特に限定されない。発酵槽1は、例えば、容積が1L以上、10L以上、10L以上、10L以上、10L以上、または、1010L以上の容器であり得る。当該容積の上限値は、例えば、1020L、または、1015Lであり得る。 The fermenter 1 is not particularly limited as long as it can contain the target substance and bacteria. The fermentor 1 can be, for example, a vessel with a volume of 1 L or more, 10 L or more, 10 2 L or more, 10 5 L or more, 10 7 L or more, or 10 10 L or more. The upper limit of the volume may be 10 20 L or 10 15 L, for example.

発酵槽1には開口が設けられ得、当該開口から発酵槽1内の培養サンプルを取得することができる。当該開口の具体的な構成は、限定されない。当該開口には、発酵槽1の内部の領域であって、発酵槽1の下部の領域(換言すれば、発酵槽1内に存在する培養物の液面下の領域)にまで伸びた筒状の構造物が接続されていることが好ましい。当該構成であれば、筒状の構造物を介して、培養物を、発酵槽1の外へ吸引または採取し、その結果、発酵槽内のバイオガスに外気が混入することなく取得することができる。当該培養サンプルは、後述する菌叢データ取得部2へ送られる。 The fermenter 1 may be provided with an opening through which a culture sample in the fermenter 1 can be obtained. A specific configuration of the opening is not limited. The opening has a cylindrical shape that extends to the area inside the fermenter 1 and to the lower area of the fermenter 1 (in other words, the area below the liquid surface of the culture existing in the fermenter 1). structures are connected. With this configuration, the culture is sucked or collected outside the fermenter 1 via the cylindrical structure, and as a result, the biogas in the fermenter can be obtained without contamination with outside air. can. The culture sample is sent to the bacterial flora data acquisition unit 2, which will be described later.

<菌叢データ取得部2>
菌叢データ取得部2は、発酵槽1内の2種類以上の菌に関する菌叢データを取得するためのものである。当該菌叢データは、発酵槽1から取得された培養サンプルを用いて取得され得る。当該菌叢データ取得部2は、上述した菌叢データ取得工程を実施する。
<Microbial lawn data acquisition unit 2>
The bacterial flora data acquisition unit 2 is for acquiring bacterial flora data regarding two or more types of bacteria in the fermenter 1 . The bacterial flora data can be obtained using culture samples obtained from the fermenter 1 . The bacterial flora data acquisition unit 2 performs the bacterial flora data acquisition step described above.

菌叢データは、公知の方法によって取得することができる。例えば、上記〔1.予測情報の作成方法〕の欄にて説明した方法と同じ方法によって菌叢データを取得することができる。それ故に、ここでは、菌叢データの取得方法に関する説明を省略する。 Bacterial flora data can be acquired by a known method. For example, the above [1. Prediction information creation method] can be used to obtain bacterial flora data. Therefore, the description of the method for acquiring bacterial flora data is omitted here.

菌叢データを取得する菌の種類、および、微生物の具体例は、上記〔1.予測情報の作成方法〕の欄にて説明したものと同じ、菌の種類、および、微生物の具体例であり得る。それ故に、ここでは、菌の種類、および、微生物の具体例に関する説明を省略する。 Specific examples of the types of bacteria and microorganisms for which bacterial flora data is to be obtained are described in [1. Generating method of prediction information]. Therefore, descriptions of specific examples of bacteria and microorganisms are omitted here.

菌叢データ取得部2は、核酸抽出装置、プローブ増幅用のPCR装置、および/または、菌叢データ取得用の装置(例えば、NGS、DGGE、RT-PCR、および/または、マイクロアレイ)などによって構成され得る。なお、核酸抽出装置、プローブ増幅用のPCR装置、および、菌叢データ取得用の装置の各々としては、市販の装置を用いることができる。 The bacterial flora data acquisition unit 2 is composed of a nucleic acid extraction device, a PCR device for probe amplification, and/or a device for acquiring bacterial flora data (eg, NGS, DGGE, RT-PCR, and/or microarray). can be A commercially available device can be used as each of the nucleic acid extraction device, the PCR device for probe amplification, and the device for acquiring bacterial flora data.

<算出部3>
菌叢データ取得部2にて取得された菌叢データは、算出部3へ送付される。算出部3では、菌叢データを、予め作成されている、2種類以上の菌に関する菌叢データ、および、バイオガスの発生量のデータを変数として含む関数(例えば、重回帰式)に代入することによって、バイオガスの予測発生量を算出する。当該算出部3は、上述した算出工程を実施する。
<Calculation unit 3>
The bacterial lawn data acquired by the bacterial lawn data acquisition unit 2 is sent to the calculation unit 3 . The calculation unit 3 substitutes the bacterial flora data into a previously created function (for example, a multiple regression equation) containing bacterial flora data on two or more types of bacteria and data on the amount of biogas generated as variables. By doing so, the predicted generation amount of biogas is calculated. The calculation unit 3 performs the calculation process described above.

算出部3にて用いられる関数(換言すれば、算出部3に格納されている関数)は、上記〔1.予測情報の作成方法〕の欄にて説明した関数である。当該関数は精度が高いので、算出部3において、バイオガスの発生量を正確に予測することができる。バイオガスの発生量は、発酵槽1内の状態を反映している。それ故に、算出部3によって、発酵槽1内の状態を正確に把握することができる。例えば、予測されたバイオガスの発生量が少なければ、発酵槽1内における菌の活動が不活発(換言すれば、発酵現象が不活発)であると判定することができ、予測されたバイオガスの発生量が多ければ、発酵槽1内における菌の活動が活発(換言すれば、発酵現象が活発)であると判定することができる。 The functions used in the calculator 3 (in other words, the functions stored in the calculator 3) are described in [1. Prediction information creation method]. Since the function is highly accurate, the calculation unit 3 can accurately predict the amount of biogas generated. The amount of biogas generated reflects the state inside the fermenter 1 . Therefore, the calculation unit 3 can accurately grasp the state inside the fermenter 1 . For example, if the predicted amount of biogas generated is small, it can be determined that the activity of bacteria in the fermenter 1 is inactive (in other words, the fermentation phenomenon is inactive), and the predicted biogas is generated, it can be determined that the activity of bacteria in the fermenter 1 is active (in other words, the fermentation phenomenon is active).

算出部3の具体的な構成については、後述する。 A specific configuration of the calculation unit 3 will be described later.

<状態変更部5>
算出部3の判定結果(例えば、発酵槽1内における菌の活動が不活発、または、活発との判定結果)は、状態変更部5へ送付される。状態変更部5は、算出部3の判定結果に基づいて、発酵槽1内の状態を変更することができる。当該状態変更部5は、上述した状態変更工程を実施する。
<State change unit 5>
The determination result of the calculation unit 3 (for example, the determination result that the activity of bacteria in the fermenter 1 is inactive or active) is sent to the state change unit 5 . The state changer 5 can change the state inside the fermenter 1 based on the determination result of the calculator 3 . The state change unit 5 performs the state change process described above.

状態変更部5は、様々な方法によって、発酵槽1内の状態を変更することができる。例えば、(i)発酵槽内へ投入する原料(換言すれば、菌によって処理される目的物)の量の調節、(ii)発酵槽内へ投入する原料の組成(VS濃度、TS濃度、または、C/N比)の調節、(iii)発酵槽内の温度の調節、(iv)発酵槽内を循環させる培養物(換言すれば、原料と菌との混合物)の量の調節、(v)発酵槽から取り出す培養物の量の調節、(vi)発酵槽内へ投入する水の量の調節、(vii)発酵槽内へ添加する栄養塩の量および/または種類の調節、(viii)発酵槽内へ投入するpH調節剤の量および/または種類の調節、(ix)発酵槽内の撹拌条件の調節、および/または、(x)発酵槽内の培養物の滞留時間の調節、などによって、発酵槽1内の状態を変更することができる。 The state changing unit 5 can change the state inside the fermenter 1 by various methods. For example, (i) adjustment of the amount of raw material (in other words, the target product to be treated by the fungus) to be put into the fermenter, (ii) composition of the raw material (VS concentration, TS concentration, or , C/N ratio); (vi) adjusting the amount of water introduced into the fermenter; (vii) adjusting the amount and/or type of nutrient added to the fermenter; (viii) Adjusting the amount and/or type of pH adjusting agent introduced into the fermenter, (ix) adjusting the agitation conditions in the fermenter, and/or (x) adjusting the residence time of the culture in the fermenter, etc. , the state in the fermenter 1 can be changed.

上述した(i)の方法によって発酵槽1内の状態を変更する場合、状態変更部5は、例えば、発酵槽1内へ原料を投入するための流路、および/または、当該流路に原料を供給するためのポンプ(または、バルブ)を備えていてもよい。当該流路および/またはポンプ(または、バルブ)によって、発酵槽1内へ投入する原料の量を調節することができる。 When changing the state in the fermenter 1 by the method (i) described above, the state changing unit 5 may, for example, include a channel for introducing raw materials into the fermenter 1 and/or a raw material in the channel. A pump (or valve) may be provided to supply the The flow path and/or pump (or valve) can be used to control the amount of raw material introduced into the fermenter 1 .

上述した(ii)の方法によって発酵槽1内の状態を変更する場合、状態変更部5は、例えば、発酵槽1内へ投入する原料を調製するためのミキサーを備えていてもよい。当該ミキサーに投入される複数の原料の割合を調節した後、当該複数の原料を発酵槽1内へ投入することによって、発酵槽1内へ投入される原料の組成を調節することができる。また、状態変更部5は、複数の原料の各々を発酵槽1内へ投入するための、複数の流路、および/または、当該流路に複数の原料の各々を供給するためのポンプ(または、バルブ)を備えていてもよい。各流路から発酵槽1内へ投入される各原料の量を調節することによって、発酵槽1内へ投入される原料の組成を調節することができる。 When the state inside the fermenter 1 is changed by the method (ii) described above, the state changing unit 5 may include, for example, a mixer for preparing raw materials to be introduced into the fermenter 1 . After adjusting the ratio of the plurality of raw materials charged into the mixer, the composition of the raw materials charged into the fermenter 1 can be adjusted by charging the plurality of raw materials into the fermenter 1 . In addition, the state changing unit 5 includes a plurality of flow paths for introducing each of the plurality of raw materials into the fermenter 1, and/or a pump (or , valves). By adjusting the amount of each raw material introduced into the fermenter 1 from each channel, the composition of the raw materials introduced into the fermenter 1 can be adjusted.

上述した(iii)の方法によって発酵槽1内の状態を変更する場合、状態変更部5は、例えば、加熱装置および/または冷却装置を備えていてもよい。当該加熱装置および/または冷却装置によって、発酵槽1および/または発酵槽1内へ投入される原料を加熱および/または冷却することによって、発酵槽1内の温度を調節することができる。 When the state inside the fermenter 1 is changed by the method (iii) described above, the state changing unit 5 may be provided with, for example, a heating device and/or a cooling device. The temperature in the fermenter 1 can be adjusted by heating and/or cooling the fermenter 1 and/or the raw materials introduced into the fermenter 1 by the heating device and/or the cooling device.

上述した(iv)の方法によって発酵槽1内の状態を変更する場合、状態変更部5は、例えば、発酵槽1内で培養物を循環させるための流路、および/または、当該流路に培養物を供給するためのポンプ(または、バルブ)を備えていてもよい。当該流路および/またはポンプ(または、バルブ)によって、発酵槽1内を循環する培養物の量を調節することができる。 When changing the state in the fermenter 1 by the method (iv) described above, the state changing unit 5 is, for example, a channel for circulating the culture in the fermenter 1 and / or in the channel A pump (or valve) may be provided to supply the culture. The amount of culture circulating in the fermenter 1 can be regulated by the channel and/or pump (or valve).

上述した(v)の方法によって発酵槽1内の状態を変更する場合、状態変更部5は、例えば、発酵槽1から培養物を取り出すための流路、および/または、当該流路に培養物を供給するためのポンプ(または、バルブ)を備えていてもよい。当該流路および/またはポンプ(または、バルブ)によって、発酵槽1から取り出される培養物の量を調節することができる。 When changing the state in the fermenter 1 by the above-described method (v), the state changing unit 5 may include, for example, a channel for taking out the culture from the fermenter 1 and/or a culture in the channel. A pump (or valve) may be provided to supply the The amount of culture removed from the fermentor 1 can be regulated by said channels and/or pumps (or valves).

上述した(vi)の方法によって発酵槽1内の状態を変更する場合、状態変更部5は、例えば、発酵槽1内へ水を投入するための流路、および/または、当該流路に水を供給するためのポンプ(または、バルブ)を備えていてもよい。当該流路および/またはポンプ(または、バルブ)によって、発酵槽1内へ投入される水の量を調節することができる。 When changing the state in the fermenter 1 by the above-described method (vi), the state changing unit 5 may, for example, include a flow path for introducing water into the fermenter 1 and/or water in the flow path. A pump (or valve) may be provided to supply the The amount of water introduced into the fermenter 1 can be regulated by the channel and/or pump (or valve).

上述した(vii)の方法によって発酵槽1内の状態を変更する場合、状態変更部5は、例えば、様々な種類の栄養塩の各々を個別に収容するための容器を備えていてもよい。様々な種類の栄養塩の各々を個別に収容することによって、発酵槽1内へ供給する栄養塩の量および/または種類を変更することができる。 When changing the state in the fermenter 1 by the method (vii) described above, the state changing unit 5 may include, for example, containers for individually accommodating various types of nutrient salts. By containing each of the various types of nutrients separately, the amount and/or type of nutrients fed into the fermentor 1 can be varied.

上述した(viii)の方法によって発酵槽1内の状態を変更する場合、状態変更部5は、例えば、様々な種類のpH調節剤の各々を個別に収容するための容器を備えていてもよい。様々な種類のpH調節剤の各々を個別に収容することによって、発酵槽1内へ供給するpH調節剤の量および/または種類を変更することができる。 When changing the state in the fermenter 1 by the method (viii) described above, the state changing unit 5 may include, for example, containers for individually accommodating various types of pH adjusters. . By containing each of the various types of pH adjusters individually, the amount and/or type of pH adjuster fed into the fermentor 1 can be varied.

上述した(ix)の方法によって発酵槽1内の状態を変更する場合、状態変更部5は、例えば、撹拌装置(例えば、プロペラなどの撹拌翼)を備えていてもよい。撹拌装置の運転状態を変更することによって、発酵槽1内の撹拌条件を調節することができる。 When the state inside the fermenter 1 is changed by the method (ix) described above, the state changing unit 5 may include, for example, a stirring device (for example, a stirring blade such as a propeller). The stirring conditions in the fermenter 1 can be adjusted by changing the operating state of the stirring device.

上述した(x)の方法によって発酵槽1内の状態を変更する場合、状態変更部5は、例えば、発酵槽1から培養物を取り出すための流路、および/または、当該流路に培養物を供給するためのポンプ(または、バルブ)を備えていてもよい。当該流路および/またはポンプ(または、バルブ)によって、発酵槽1内の培養物の滞留時間を調節することができる。 When changing the state in the fermenter 1 by the above-described method (x), the state changing unit 5 may include, for example, a channel for taking out the culture from the fermenter 1 and/or a culture in the channel. A pump (or valve) may be provided to supply the The residence time of the culture in the fermentor 1 can be adjusted by the channel and/or pump (or valve).

<予測情報作成部7>
本実施の形態の処理システムは、予測情報作成部7を備えていてもよい。予測情報作成部7では、算出部3にて用いる関数(例えば、重回帰式)が作成され、当該関数が、算出部3に送付される。勿論、本実施の形態の処理システムでは、予測情報作成部7とは別の構成にて作成された関数が算出部3に格納されていてもよい。当該予測情報作成部7は、上述した予測情報作成工程を実施する。
<Prediction information creation unit 7>
The processing system of this embodiment may include a prediction information creation unit 7 . The prediction information creating unit 7 creates a function (for example, multiple regression equation) to be used in the calculating unit 3 and sends the function to the calculating unit 3 . Of course, in the processing system of the present embodiment, the calculation unit 3 may store a function created with a configuration different from that of the prediction information creation unit 7 . The prediction information creation unit 7 performs the prediction information creation process described above.

予測情報作成部7は、上記〔1.予測情報の作成方法〕の欄にて説明した方法にて予測情報を作成する。例えば、予測情報作成部7は、本実施の形態の処理システムを実際に稼働させる前に、予め、上記〔1.予測情報の作成方法〕の欄にて説明した方法にて予測情報を作成する。 The prediction information creation unit 7 performs the above [1. prediction information creation method]. For example, the prediction information creation unit 7 performs the above [1. prediction information creation method].

例えば、本実施の形態の処理システムを実際に稼働させる前に、予め、発酵槽1にてバイオガス、および、培養サンプルが取得される。当該バイオガスは、予測情報作成部7へ送付され、当該培養サンプルは、菌叢データ取得部2へ送付される。 For example, biogas and a culture sample are obtained in the fermenter 1 in advance before the treatment system of the present embodiment is actually operated. The biogas is sent to the prediction information creation unit 7 and the culture sample is sent to the bacterial flora data acquisition unit 2 .

予測情報作成部7では、送付されたバイオガスを用いて、バイオガスの発生量のデータが取得され得る。この場合、予測情報作成部7は、特定のガスの発生量を測定するための市販の装置を備え得る。 The prediction information creating unit 7 can acquire data on the amount of generated biogas using the sent biogas. In this case, the prediction information creation unit 7 may be equipped with a commercially available device for measuring the amount of specific gas generated.

一方、菌叢データ取得部2では、送付された培養サンプルを用いて、菌叢データが取得され得る。当該菌叢データは、予測情報作成部7へ送付される。 On the other hand, the bacterial flora data acquisition unit 2 can acquire bacterial flora data using the sent culture sample. The bacterial flora data is sent to the prediction information creating section 7 .

予測情報作成部7は、菌叢データ取得部2と同じ機能を備え、発酵槽1にて取得されたバイオガス、および、培養サンプルの両方が、予測情報作成部7へ送付されてもよい。この場合、予測情報作成部7は、特定のガスの発生量を測定するための市販の装置のみならず、核酸抽出装置、プローブ増幅用のPCR装置、および/または、菌叢データ取得用の装置(例えば、NGS、DGGE、RT-PCR、および/または、マイクロアレイ)などを備え得る。なお、核酸抽出装置、プローブ増幅用のPCR装置、および、菌叢データ取得用の装置の各々としては、市販の装置を用いることができる。 The prediction information creation unit 7 has the same function as the bacterial flora data acquisition unit 2 , and both the biogas and the culture sample obtained in the fermenter 1 may be sent to the prediction information creation unit 7 . In this case, the prediction information creation unit 7 includes not only a commercially available device for measuring the amount of generated specific gas, but also a nucleic acid extraction device, a PCR device for probe amplification, and/or a device for acquiring bacterial flora data. (eg, NGS, DGGE, RT-PCR, and/or microarrays), and the like. A commercially available device can be used as each of the nucleic acid extraction device, the PCR device for probe amplification, and the device for acquiring bacterial flora data.

例えば、本実施の形態の処理システムを実際に稼働させる前に、予め、予測情報作成部7では、バイオガスの発生量のデータと菌叢データとを含む測定データが複数取得され、当該測定データの少なくとも2つ以上を用い、菌叢データを説明変数とし、バイオガスの発生量のデータを目的変数としたマトリクスデータが作成され得る。次いで、予測情報作成部7では、マトリクスデータに対して解析処理が行われ、2種類以上の菌に関する菌叢データ、および、バイオガスの発生量のデータを変数として含む関数(例えば、重回帰式)が予測情報として得られる。 For example, before the processing system of the present embodiment is actually operated, a plurality of measurement data including biogas generation amount data and bacterial flora data are acquired in advance in the prediction information creation unit 7, and the measurement data Using at least two or more of the above, matrix data can be created with bacterial flora data as an explanatory variable and biogas generation amount data as an objective variable. Next, in the prediction information creation unit 7, analysis processing is performed on the matrix data, and a function (for example, multiple regression equation ) is obtained as prediction information.

マトリクスデータの作成、および、解析処理などは、予測情報作成部7に備えられている特定の構成によって行われてもよい。当該特定の構成の具体例については、後述する。 Creation of matrix data, analysis processing, and the like may be performed by a specific configuration provided in the prediction information creation unit 7 . A specific example of the specific configuration will be described later.

<算出部3の構成、および、マトリクスデータの作成、および、解析処理(例えば、重回帰分析)などを実施するために予測情報作成部7に備えられている構成の例>
算出部3および予測情報作成部7(または、算出部3および予測情報作成部7の構成の一部)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
<Configuration of Calculation Unit 3, and Example of Configuration Provided in Prediction Information Creation Unit 7 for Creating Matrix Data and Performing Analysis Processing (For example, Multiple Regression Analysis)>
The calculation unit 3 and the prediction information creation unit 7 (or part of the configuration of the calculation unit 3 and the prediction information creation unit 7) are realized by a logic circuit (hardware) formed in an integrated circuit (IC chip) or the like. Alternatively, it may be implemented by software.

後者の場合、算出部3および予測情報作成部7(または、算出部3および予測情報作成部7の構成の一部)は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも1つのプロセッサ(制御装置)を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも1つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばCPU(Central Processing Unit)を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ROM(Read Only Memory)等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。 In the latter case, the calculation unit 3 and the prediction information creation unit 7 (or part of the configuration of the calculation unit 3 and the prediction information creation unit 7) are provided with a computer that executes program instructions, which are software for realizing each function. ing. This computer includes, for example, at least one processor (control device) and at least one computer-readable recording medium storing the program. In the computer, the processor reads the program from the recording medium and executes it, thereby achieving the object of the present invention. As the processor, for example, a CPU (Central Processing Unit) can be used. As the recording medium, a "non-temporary tangible medium" such as a ROM (Read Only Memory), a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit, or the like can be used. In addition, a RAM (Random Access Memory) for developing the above program may be further provided. Also, the program may be supplied to the computer via any transmission medium (communication network, broadcast wave, etc.) capable of transmitting the program. Note that one aspect of the present invention can also be implemented in the form of a data signal embedded in a carrier wave in which the program is embodied by electronic transmission.

<1.菌叢データの取得>
原料として廃棄紙と生ごみとの混合物を用いて、メタン発酵を行った。発酵槽の運転条件としては、(i)ガスへ変換される原料の量(ガス換算負荷量)が2.9kg未満-VS/(m・d)である効率にて処理する発酵槽A、(ii)ガス換算負荷量が2.9kg以上4.3kg未満-VS/(m・d)である効率にて処理する発酵槽B、(iii)ガス換算負荷量が4.3kg以上5.7kg未満-VS/(m・d)である効率にて処理する発酵槽C、(iv)ガス換算負荷量が5.7kg以上7.1kg未満-VS/(m・d)である効率にて処理する発酵槽D、および、(v)ガス換算負荷量が7.1kg以上-VS/(m・d)である効率にて処理する発酵槽E、の各々を用いた。
<1. Acquisition of bacterial flora data>
Methane fermentation was performed using a mixture of waste paper and garbage as raw materials. The operating conditions of the fermenter are as follows: (i) Fermenter A processed at an efficiency in which the amount of raw material converted to gas (gas conversion load) is less than 2.9 kg -VS/(m 3 d); (ii) a fermenter B treated at an efficiency with a gas equivalent load of 2.9 kg or more and less than 4.3 kg -VS/(m 3 ·d); (iii) a gas equivalent load of 4.3 kg or more5. Fermenter C treated at an efficiency of less than 7 kg - VS / (m 3 d), (iv) efficiency with a gas equivalent load of 5.7 kg or more and less than 7.1 kg - VS / (m 3 d) and (v) a fermenter E treated at an efficiency with a gas-equivalent load of 7.1 kg or more -VS/(m 3 ·d).

各発酵槽に由来するメタンガスの発生量を測定するとともに、測定時の発酵槽から培養サンプル(原料と菌との混合物)を取得し、当該培養サンプル中に含まれている菌(略1276種類の菌)に関する菌叢データを取得した。以上のようにして、複数の培養サンプルについて、メタンガスの発生量のデータと、菌叢データとからなる測定データを取得した。 In addition to measuring the amount of methane gas generated from each fermenter, a culture sample (a mixture of raw materials and bacteria) was obtained from the fermenter at the time of measurement, and the bacteria contained in the culture sample (approximately 1276 types). bacteria) was acquired. As described above, measurement data including data on the amount of methane gas generated and bacterial flora data were obtained for a plurality of culture samples.

メタンガスの発生量は、周知の測定装置(具体的には、株式会社SINAGAWA製の湿式ガスメーター装置)を用いて測定した。なお、具体的な測定方法は、当該測定装置に添付のプロトコールにしたがった。 The amount of methane gas generated was measured using a well-known measuring device (specifically, a wet gas meter device manufactured by SINAGAWA Co., Ltd.). The specific measurement method followed the protocol attached to the measurement device.

菌叢データは、周知の測定装置(具体的には、イルミナ株式会社製の次世代シーケンサーMiseq)を用いて測定した。なお、具体的な測定方法は、当該測定装置に添付のプロトコールにしたがった。 Bacterial flora data was measured using a well-known measurement device (specifically, next-generation sequencer Miseq manufactured by Illumina Inc.). The specific measurement method followed the protocol attached to the measurement device.

<2.PCA解析、および、PLS解析>
Infometrix社の多変量解析用ソフト「pirouette 4.50」を用い、菌叢データを説明変数とし、かつ、メタンガスの発生量のデータを目的変数として、PCA(Principal Components Analysis)解析、および、PLS解析を行った。なお、PCA解析、および、PLS解析の具体的な方法は、多変量解析用ソフト「pirouette 4.50」に添付のプロトコールにしたがった。
<2. PCA Analysis and PLS Analysis>
PCA (Principal Components Analysis) analysis and PLS analysis using multivariate analysis software "pirouette 4.50" from Infometrix, with bacterial flora data as an explanatory variable and data on the amount of methane gas generated as an objective variable. did The specific methods of PCA analysis and PLS analysis followed the protocol attached to the multivariate analysis software "pirouette 4.50".

図5に、PCA解析の結果を示す。なお、図5中には、PCA解析に用いた培養サンプルの名称を記載している。また、図5~図8において、同じ発酵槽に由来する培養サンプルの名称は、同じ色調(白黒図面においては、同じ濃さ)の文字にて記載している。例えば、サンプル「2017_0714」などは発酵槽Aに由来するサンプルであり、サンプル「2017_0616」などは発酵槽Bに由来するサンプルであり、サンプル「2017_0929」などは発酵槽Cに由来するサンプルであり、サンプル「2017_0922」などは発酵槽Dに由来するサンプルであり、サンプル「2017_0908」などは発酵槽Eに由来するサンプルである。 FIG. 5 shows the results of PCA analysis. In addition, in FIG. 5, the names of culture samples used for PCA analysis are described. In addition, in FIGS. 5 to 8, the names of culture samples derived from the same fermenter are written in letters of the same color tone (same density in black and white drawings). For example, a sample such as "2017_0714" is a sample derived from fermenter A, a sample such as "2017_0616" is a sample derived from fermenter B, a sample such as "2017_0929" is a sample derived from fermenter C, Samples such as "2017_0922" are samples derived from fermenter D, and samples such as "2017_0908" are samples derived from fermenter E.

図5から、発酵槽A~Eの各々の培養サンプルに由来する測定データが、情報を多く表現している第一主成分(Factor 1)に基づいて分離され、発酵槽A~Eの各々の培養サンプルに由来する測定データが、第一主成分と比較して、第二主成分に基づいては効果的に分離されないことが明らかになった。菌叢データの情報の多くが発酵槽A~Eを特徴づけるガス発生量と関連があると言えた。第一主成分と比較して、情報が少ない第二主成分はサンプル間の差を多く表現できたと言えた。すなわち、サンプル名「2017_1006」および「2017_0908」などの例外があるものの、発酵槽A~Eの各々の培養サンプルに由来する測定データであるガス換算負荷量に基づいて分離が生じる傾向を示すことが明らかになった。 From FIG. 5, the measurement data derived from the culture samples of each of the fermenters A to E are separated based on the first principal component (Factor 1) that expresses a lot of information, and the data of each of the fermenters A to E It was found that the measured data from the cultured samples were not effectively separated based on the second principal component compared to the first principal component. It could be said that much of the information in the bacterial flora data is related to the amount of gas generated that characterizes the fermenters A to E. Compared to the first principal component, the second principal component, which has less information, could express more differences between samples. In other words, although there are exceptions such as the sample names "2017_1006" and "2017_0908", it is possible to show a tendency for separation to occur based on the gas-equivalent load, which is the measurement data derived from the culture samples of each of the fermenters A to E. It was revealed.

PCA解析において、発酵槽A~Eの各々の培養サンプルに由来する測定データがガス換算負荷量に基づいて分離される傾向を示したことから、全培養サンプルの測定データを用いてPLS解析を行った、なお、PLS解析は、用いるファクター数によって予測モデル(関数)の精度が変わる。用いるファクター数が多いほど、予測モデル(関数)の直線性が高くなる代わりに、当該予測モデル(関数)にテストセット(モデルを適用するデータセット)の説明変数を代入して得られる目的変数の予測精度が下がる。本実施例では、ファクター数が5程度であれば、バランスの良い予測モデル(関数)を得られることが明らかになった。 In the PCA analysis, the measurement data derived from each culture sample of fermenters A to E showed a tendency to be separated based on the gas-equivalent load, so PLS analysis was performed using the measurement data of all culture samples. In PLS analysis, the accuracy of the prediction model (function) changes depending on the number of factors used. The greater the number of factors used, the higher the linearity of the prediction model (function). Decreased prediction accuracy. In this example, it was found that a well-balanced prediction model (function) can be obtained if the number of factors is about 5.

図6に、PLS解析の結果を示す。なお、図6において、横軸はメタンガスの発生量の測定値(実測値)から算出したガス換算負荷量を示し、縦軸はメタンガスの発生量の計算値(予測値)から算出した予測ガス換算負荷量を示している。培養サンプル名「2017_0714」および「2017_0519」などのアウトライヤーが散見されるが、概ね良好な予測モデル(関数)を構築することができた。 FIG. 6 shows the results of the PLS analysis. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the gas conversion load calculated from the measured value (actual value) of the amount of methane gas generated, and the vertical axis indicates the predicted gas conversion calculated from the calculated value (predicted value) of the amount of methane gas generated. It shows the amount of load. Although there are some outliers such as the culture sample names "2017_0714" and "2017_0519", we were able to construct a generally good prediction model (function).

<3.クロスバリデーション>
予測モデル(関数)の精度確認方法に、測定データをトレーニングセットとテストセットとに分け、トレーニングセットを用いて構築した予測モデル(関数)にテストセットの説明変数を代入して目的変数の計算値を得、当該計算値と、テストセットの目的変数の測定値とを比較する、クロスバリデーションという方法がある。
<3. Cross validation>
To check the accuracy of the prediction model (function), the measured data is divided into a training set and a test set, and the explanatory variables of the test set are substituted into the prediction model (function) constructed using the training set to obtain the calculated value of the objective variable. There is a method called cross-validation in which the calculated value is obtained and the measured value of the objective variable of the test set is compared.

そこで、当該測定データからアウトライヤーを除き、アウトライヤーを除いた後の測定データを任意でトレーニングセットとテストセットとに分け、当該トレーニングセットとテストセットとを用いてクロスバリデーションを行った。 Therefore, the outliers were removed from the measurement data, the measurement data after the outliers were removed were arbitrarily divided into a training set and a test set, and cross-validation was performed using the training set and the test set.

図7に、クロスバリデーションの結果を示す。なお、図7において、黒色で塗りつぶされた印が付されている培養サンプル名が、テストセットに該当し、黒色で塗りつぶされていない印が付されている培養サンプル名が、トレーニングセットに該当する。図7から明らかなように、トレーニングセットを用いて構築した予測モデル(関数)は、テストセットの目的変数を、精度良く予測できていた。 FIG. 7 shows the results of cross-validation. In FIG. 7, the culture sample names marked with a black mark correspond to the test set, and the culture sample names marked with a non-black mark correspond to the training set. . As is clear from FIG. 7, the prediction model (function) constructed using the training set was able to accurately predict the objective variable of the test set.

<4.菌に関する検討>
培養サンプルに含まれる菌を比較すると、ある培養サンプルに含まれている菌が、別の培養サンプルには含まれていない場合がある。そこで、菌叢の測定データが検出された1276種のうち、略全ての発酵槽の培養サンプルに共通して存在していた菌種を選別した。その結果、当該菌として、ユリアーキオータ(Euryarchaeota)門に属する微生物、バクテロイデス(Bacteroidetes)門に属する微生物、フィルミクテス(Firmicutes)門に属する微生物、OP9門に属する微生物、シネルギステス(Synergistetes)門に属する微生物、および、テルモトガ(Thermotogae)門に属する微生物を同定することに成功した。更に詳細には、これらの微生物は、以下の21種類の微生物であった。
<4. Examination on Bacteria>
When bacteria contained in culture samples are compared, bacteria contained in one culture sample may not be contained in another culture sample. Therefore, among the 1276 species for which bacterial flora measurement data was detected, species that were commonly present in culture samples from almost all fermenters were selected. As a result, microorganisms belonging to the phylum Euryarchaeota, microorganisms belonging to the phylum Bacteroidetes, microorganisms belonging to the phylum Firmicutes, microorganisms belonging to the phylum OP9, and microorganisms belonging to the phylum Synergistetes , and successfully identified microorganisms belonging to the phylum Thermotogae. More specifically, these microorganisms were the following 21 types of microorganisms.

(1)ユリアーキオータ(Euryarchaeota)門 メタノバクテリウム(Methanobacteriaceae)科に属する微生物;(2)ユリアーキオータ(Euryarchaeota)門 メタノサーモバクター(Methanothermobacter)属に属する微生物;(3)バクテロイデス(Bacteroidetes)門 バクテロイデス(Bacteroidales)目に属する微生物;(4)バクテロイデス(Bacteroidetes)門 ポルフィロモナス(Porphyromonadaceae)科に属する微生物;(5)フィルミクテス(Firmicutes)門 リューコノストック(Leuconostoc)属に属する微生物;(6)フィルミクテス(Firmicutes)門 クロストリジア(Clostridiales)目に属する微生物;(7)フィルミクテス(Firmicutes)門 クロストリジウム(Clostridiaceae)科に属する微生物;(8)フィルミクテス(Firmicutes)門 クロストリジウム(Clostridium)属に属する微生物;(9)フィルミクテス(Firmicutes)門 ラクノスピラ(Lachnospiraceae)科に属する微生物;(10)フィルミクテス(Firmicutes)門 ペロトマキュラム(Pelotomaculum)属に属する微生物;(11)フィルミクテス(Firmicutes)門 ルミノコッカス(Ruminococcaceae)科に属する微生物;(12)フィルミクテス(Firmicutes)門 ルミノコッカス(Ruminococcaceae)科に属する微生物;(13)フィルミクテス(Firmicutes)門 シントロフォモナス(Syntrophomonas)属に属する微生物;(14)フィルミクテス(Firmicutes)門 (スポロミュサ)Sporomusa属に属する微生物;(15)フィルミクテス(Firmicutes)門 SHA-98門に属する微生物;(16)フィルミクテス(Firmicutes)門 サーモアナエロバクター(Thermoanaerobacterales)目に属する微生物;(17)フィルミクテス(Firmicutes)門 サーマセトゲニウム(Thermacetogenium)属に属する微生物;(18)OP9門 TIBD11科に属する微生物;(19)シネルギステス(Synergistetes)門 アナエロバクラム(Anaerobaculaceae)科に属する微生物;(20)シネルギステス(Synergistetes)門 アナエロバクラム(Anaerobaculum)属に属する微生物;(21)テルモトガ(Thermotogae)門 S1属に属する微生物。 (1) phylum Euryarchaeota microorganisms belonging to the family Methanobacteriaceae; (2) phylum Euryarchaeota microorganisms belonging to the genus Methanothermobacter; (3) phylum Bacteroidetes Microorganisms belonging to the order Bacteroidales; (4) phylum Bacteroidetes microorganisms belonging to the family Porphyromonadaceae; (5) phylum Firmicutes microorganisms belonging to the genus Leuconostoc; (6) (7) Firmicutes Microorganisms belonging to the family Clostridiaceae; (8) Firmicutes Microorganisms belonging to the genus Clostridium; (9) (10) Microorganisms belonging to the genus Pelotomaculum; (11) Microorganisms belonging to the genus Ruminococcaceae; (12) Microorganisms belonging to the phylum Firmicutes family Ruminococcaceae; (13) Phylum Firmicutes microorganisms belonging to the genus Syntrophomonas; (14) Phylum Firmicutes (Sporomusa) Sporomusa (15) phylum Firmicutes microorganisms belonging to the phylum SHA-98; (16) phylum Firmicutes microorganisms belonging to the order Thermoanaerobacterales; (17) phylum Firmicutes Thermase belongs to the genus Thermacetogenium Microorganisms; (18) OP9 phylum Microorganisms belonging to the TIBD11 family; (19) Synergistetes phylum Microorganisms belonging to the Anaerobaculaceae family; (20) Synergistetes phylum Microorganisms belonging to the genus Anaerobaculum; 21) Microorganisms belonging to the genus S1 of the phylum Thermotogae.

これらの微生物の測定データからアウトライヤーを除き、アウトライヤーを除いた後の測定データを任意でトレーニングセットとテストセットとに分け、当該トレーニングセットとテストセットとを用いてクロスバリデーションを行った。 Outliers were removed from the measurement data of these microorganisms, the measurement data after the removal of the outliers were arbitrarily divided into a training set and a test set, and cross-validation was performed using the training set and the test set.

図8に、クロスバリデーションの結果を示す。なお、図8において、黒色で塗りつぶされた印が付されている培養サンプル名が、テストセットに該当し、黒色で塗りつぶされていない印が付されている培養サンプル名が、トレーニングセットに該当する。図8から明らかなように、トレーニングセットを用いて構築した予測モデル(関数)は、テストセットの目的変数を、精度良く予測できていた。 FIG. 8 shows the results of cross-validation. In FIG. 8, the culture sample names marked with a black mark correspond to the test set, and the culture sample names marked with a black mark correspond to the training set. . As is clear from FIG. 8, the prediction model (function) constructed using the training set was able to accurately predict the objective variable of the test set.

<5.まとめ>
菌叢データを用いて反応状態の指標であるメタンガスの発生量を予測できる予測モデル(関数)を構築することができた。なお、メタンガスの発生量は処理される原料の量と相関するので、メタンガスの発生量を予測できる予測モデル(関数)は、処理される原料の量を予測できる予測モデル(関数)でもある。また、菌叢データが取得された菌叢は、菌叢データ取得時よりも後で、原料を処理し得る。それ故に、上述した予測モデル(関数)は、菌叢データ取得時よりも後の反応を予測することができる、予測モデル(関数)ともいえる。
<5. Summary>
We were able to construct a prediction model (function) that can predict the amount of methane gas generated, which is an index of the reaction state, using bacterial flora data. Since the amount of methane gas generated correlates with the amount of raw material to be processed, a prediction model (function) capable of predicting the amount of methane gas generated is also a prediction model (function) capable of predicting the amount of raw material to be processed. In addition, the bacterial lawn for which the bacterial lawn data has been acquired can process the raw material after the time of acquiring the bacterial lawn data. Therefore, the prediction model (function) described above can also be said to be a prediction model (function) capable of predicting reactions after acquisition of bacterial flora data.

本発明は、微生物によって引き起こされる発酵現象を利用する分野に用いられ得る。例えば、本発明は、バイオエネルギーを生産する分野、排水を処理する分野、および、食品を生産する分野に用いられ得る。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in fields utilizing fermentation phenomena caused by microorganisms. For example, the present invention can be used in the fields of bioenergy production, wastewater treatment, and food production.

1 発酵槽
2 菌叢データ取得部
3 算出部
5 状態変更部
7 予測情報作成部
10 処理システム
S1 測定データ取得工程
S2 マトリクスデータ作成工程
S3 マトリクスデータ処理工程
S4 精度確認工程
S10 菌叢データ取得工程
S20 算出工程
S30 状態変更工程
S40 予測情報作成工程
1 fermenter 2 bacterial flora data acquiring unit 3 calculating unit 5 state changing unit 7 prediction information creating unit 10 processing system S1 measurement data acquiring step S2 matrix data creating step S3 matrix data processing step S4 accuracy checking step S10 bacterial flora data acquiring step S20 calculation step S30 state change step S40 prediction information creation step

Claims (6)

バイオガスの発生量を予測するための予測情報の作成方法であって、
ガス換算負荷量が2.9kg以上7.1kg未満-VS/(m・d)である発酵槽に由来するバイオガスの発生量のデータと、上記バイオガスの発生量のデータを取得した時の上記発酵槽内の2種類以上の菌に関する菌叢データとを含む測定データを、複数取得する、測定データ取得工程と、
上記測定データの少なくとも2つ以上を用い、上記菌叢データを説明変数とし、上記バイオガスの発生量のデータを目的変数としたマトリクスデータを作成する、マトリクスデータ作成工程と、
上記マトリクスデータに対して解析処理を行い、上記2種類以上の菌に関する菌叢データ、および、上記バイオガスの発生量のデータを変数として含む関数を上記予測情報として得る、マトリクスデータ処理工程と、を有し、
上記菌叢データは、(1)ユリアーキオータ(Euryarchaeota)門 メタノバクテリウム(Methanobacteriaceae)科に属する微生物;(2)ユリアーキオータ(Euryarchaeota)門 メタノサーモバクター(Methanothermobacter)属に属する微生物;(3)バクテロイデス(Bacteroidetes)門 バクテロイデス(Bacteroidales)目に属する微生物;(4)バクテロイデス(Bacteroidetes)門 ポルフィロモナス(Porphyromonadaceae)科に属する微生物;(5)フィルミクテス(Firmicutes)門 リューコノストック(Leuconostoc)属に属する微生物;(6)フィルミクテス(Firmicutes)門 クロストリジア(Clostridiales)目に属する微生物;(7)フィルミクテス(Firmicutes)門 クロストリジウム(Clostridiaceae)科に属する微生物;(8)フィルミクテス(Firmicutes)門 クロストリジウム(Clostridium)属に属する微生物;(9)フィルミクテス(Firmicutes)門 ラクノスピラ(Lachnospiraceae)科に属する微生物;(10)フィルミクテス(Firmicutes)門 ペロトマキュラム(Pelotomaculum)属に属する微生物;(11)フィルミクテス(Firmicutes)門 ルミノコッカス(Ruminococcaceae)科に属する微生物;(12)フィルミクテス(Firmicutes)門 ルミノコッカス(Ruminococcaceae)科に属する微生物;(13)フィルミクテス(Firmicutes)門 シントロフォモナス(Syntrophomonas)属に属する微生物;(14)フィルミクテス(Firmicutes)門 (スポロミュサ)Sporomusa属に属する微生物;(15)フィルミクテス(Firmicutes)門 SHA-98門に属する微生物;(16)フィルミクテス(Firmicutes)門 サーモアナエロバクター(Thermoanaerobacterales)目に属する微生物;(17)フィルミクテス(Firmicutes)門 サーマセトゲニウム(Thermacetogenium)属に属する微生物;(18)OP9門 TIBD11科に属する微生物;(19)シネルギステス(Synergistetes)門 アナエロバクラム(Anaerobaculaceae)科に属する微生物;(20)シネルギステス(Synergistetes)門 アナエロバクラム(Anaerobaculum)属に属する微生物;および、(21)テルモトガ(Thermotogae)門 S1属に属する微生物からなる群より選択される2種類以上の微生物の菌叢データを含んでおり、
上記マトリクスデータ処理工程は、上記マトリクスデータに対して重回帰分析を行い、上記2種類以上の菌に関する菌叢データ、および、上記バイオガスの発生量のデータを変数として含む重回帰式を上記予測情報として得る工程である、予測情報の作成方法。
A method for creating prediction information for predicting the amount of biogas generation, comprising:
When the data on the amount of biogas generated derived from a fermenter with a gas-equivalent load of 2.9 kg or more and less than 7.1 kg -VS/(m 3 d) and the data on the amount of biogas generated are obtained. a measurement data acquisition step of acquiring a plurality of measurement data including bacterial flora data on two or more types of bacteria in the fermenter;
a matrix data creation step of creating matrix data using at least two or more of the measurement data, using the bacterial flora data as an explanatory variable, and using the biogas generation amount data as an objective variable;
a matrix data processing step of performing analysis processing on the matrix data to obtain, as the prediction information, a function containing bacterial flora data on the two or more types of bacteria and data on the amount of biogas generated as variables; has
The above bacterial flora data includes (1) Euryarchaeota microorganisms belonging to the family Methanobacteriaceae; (2) Euryarchaeota microorganisms belonging to the genus Methanothermobacter; (4) Bacteroidetes, a microorganism belonging to the Porphyromonadaceae family; (5) Firmicutes, a microorganism belonging to the genus Leuconostoc Microorganisms belonging to; (6) phylum Firmicutes microorganisms belonging to the order Clostridiales; (7) phylum Firmicutes microorganisms belonging to the family Clostridiaceae; (8) phylum Firmicutes genus Clostridium (9) Microorganisms belonging to the Firmicutes phylum Lachnospiraceae family; (10) Firmicutes phylum Microorganisms belonging to the genus Pelotomaculum; (11) Firmicutes phylum Ruminococcaceae (12) Microorganisms belonging to the phylum Firmicutes family Ruminococcaceae; (13) Microorganisms belonging to the phylum Syntrophomonas genus; (14) Firmicutes (15) phylum (Sporomus) microorganisms belonging to the genus Sporomusa; (15) phylum Firmicutes microorganisms belonging to the phylum SHA-98; (16) phylum Firmicutes microorganisms belonging to the order Thermoanaerobacterales; (Firmicutes) Microorganisms belonging to the genus Thermacetogenium; (18) OP9 phylum Microorganisms belonging to the TIBD11 family; (19) Synergistetes phylum Microorganisms belonging to the Anaerobaculaceae family; (20) Synergistetes phylum Microorganisms belonging to the genus Anaerobaculum; (Thermotogae) includes bacterial flora data of two or more types of microorganisms selected from the group consisting of microorganisms belonging to the genus S1 ,
In the matrix data processing step, multiple regression analysis is performed on the matrix data, and the multiple regression equation including the bacterial flora data on the two or more types of bacteria and the data on the amount of biogas generated as variables is predicted. A method of creating prediction information, which is a process of obtaining information .
上記マトリクスデータ処理工程の後に、(i)上記マトリクスデータに含まれていない測定データの菌叢データAを上記関数に代入して、バイオガスの発生量の計算値を得る計算工程と、(ii)上記計算値と、上記菌叢データAを取得した時に上記発酵槽から発生していたバイオガスの量の測定値とを比較する比較工程と、を包含する精度確認工程を有する、請求項に記載の作成方法。 After the matrix data processing step, (i) a calculation step of substituting the bacterial flora data A of the measurement data not included in the matrix data into the function to obtain a calculated value of the amount of biogas generated; ) an accuracy confirmation step including a comparison step of comparing the calculated value with a measured value of the amount of biogas generated from the fermenter when the bacterial flora data A was acquired. The preparation method described in . バイオガスを発生させながら、発酵槽内の目的物を菌によって処理する、処理方法であって、
ガス換算負荷量が2.9kg以上7.1kg未満-VS/(m・d)である上記発酵槽内の2種類以上の菌に関する菌叢データを取得する、菌叢データ取得工程と、
上記菌叢データを、予め作成されている、上記2種類以上の菌に関する菌叢データ、および、上記バイオガスの発生量のデータを変数として含む関数に代入することによって、バイオガスの予測発生量を算出する、算出工程と、を有し、
上記菌叢データは、(1)ユリアーキオータ(Euryarchaeota)門 メタノバクテリウム(Methanobacteriaceae)科に属する微生物;(2)ユリアーキオータ(Euryarchaeota)門 メタノサーモバクター(Methanothermobacter)属に属する微生物;(3)バクテロイデス(Bacteroidetes)門 バクテロイデス(Bacteroidales)目に属する微生物;(4)バクテロイデス(Bacteroidetes)門 ポルフィロモナス(Porphyromonadaceae)科に属する微生物;(5)フィルミクテス(Firmicutes)門 リューコノストック(Leuconostoc)属に属する微生物;(6)フィルミクテス(Firmicutes)門 クロストリジア(Clostridiales)目に属する微生物;(7)フィルミクテス(Firmicutes)門 クロストリジウム(Clostridiaceae)科に属する微生物;(8)フィルミクテス(Firmicutes)門 クロストリジウム(Clostridium)属に属する微生物;(9)フィルミクテス(Firmicutes)門 ラクノスピラ(Lachnospiraceae)科に属する微生物;(10)フィルミクテス(Firmicutes)門 ペロトマキュラム(Pelotomaculum)属に属する微生物;(11)フィルミクテス(Firmicutes)門 ルミノコッカス(Ruminococcaceae)科に属する微生物;(12)フィルミクテス(Firmicutes)門 ルミノコッカス(Ruminococcaceae)科に属する微生物;(13)フィルミクテス(Firmicutes)門 シントロフォモナス(Syntrophomonas)属に属する微生物;(14)フィルミクテス(Firmicutes)門 (スポロミュサ)Sporomusa属に属する微生物;(15)フィルミクテス(Firmicutes)門 SHA-98門に属する微生物;(16)フィルミクテス(Firmicutes)門 サーモアナエロバクター(Thermoanaerobacterales)目に属する微生物;(17)フィルミクテス(Firmicutes)門 サーマセトゲニウム(Thermacetogenium)属に属する微生物;(18)OP9門 TIBD11科に属する微生物;(19)シネルギステス(Synergistetes)門 アナエロバクラム(Anaerobaculaceae)科に属する微生物;(20)シネルギステス(Synergistetes)門 アナエロバクラム(Anaerobaculum)属に属する微生物;および、(21)テルモトガ(Thermotogae)門 S1属に属する微生物からなる群より選択される2種類以上の微生物の菌叢データを含んでおり、
上記算出工程は、上記菌叢データを、予め作成されている、上記2種類以上の菌に関する菌叢データ、および、上記バイオガスの発生量のデータを変数として含む重回帰式に代入することによって、バイオガスの予測発生量を算出する工程である、処理方法。
A treatment method for treating a target object in a fermenter with bacteria while generating biogas,
a bacterial flora data acquisition step of acquiring bacterial flora data on two or more types of bacteria in the fermenter having a gas-equivalent load of 2.9 kg or more and less than 7.1 kg -VS/(m 3 d);
The predicted amount of biogas generated is obtained by substituting the bacterial flora data into a previously created function containing the bacterial flora data on the two or more types of bacteria and the data on the amount of biogas generated as variables. and a calculating step of calculating
The above bacterial flora data includes (1) Euryarchaeota microorganisms belonging to the family Methanobacteriaceae; (2) Euryarchaeota microorganisms belonging to the genus Methanothermobacter; (4) Bacteroidetes, a microorganism belonging to the Porphyromonadaceae family; (5) Firmicutes, a microorganism belonging to the genus Leuconostoc Microorganisms belonging to; (6) phylum Firmicutes microorganisms belonging to the order Clostridiales; (7) phylum Firmicutes microorganisms belonging to the family Clostridiaceae; (8) phylum Firmicutes genus Clostridium (9) Microorganisms belonging to the Firmicutes phylum Lachnospiraceae family; (10) Firmicutes phylum Microorganisms belonging to the genus Pelotomaculum; (11) Firmicutes phylum Ruminococcaceae (12) Microorganisms belonging to the phylum Firmicutes family Ruminococcaceae; (13) Microorganisms belonging to the phylum Syntrophomonas genus; (14) Firmicutes (15) phylum (Sporomus) microorganisms belonging to the genus Sporomusa; (15) phylum Firmicutes microorganisms belonging to the phylum SHA-98; (16) phylum Firmicutes microorganisms belonging to the order Thermoanaerobacterales; (Firmicutes) Microorganisms belonging to the genus Thermacetogenium; (18) OP9 phylum Microorganisms belonging to the TIBD11 family; (19) Synergistetes phylum Microorganisms belonging to the Anaerobaculaceae family; (20) Synergistetes phylum Microorganisms belonging to the genus Anaerobaculum; (Thermotogae) includes bacterial flora data of two or more types of microorganisms selected from the group consisting of microorganisms belonging to the genus S1 ,
The calculation step includes substituting the bacterial flora data into a multiple regression equation that includes the previously created bacterial flora data on the two or more types of bacteria and the data on the amount of biogas generated as variables. , a processing method, which is a step of calculating a predicted generation amount of biogas .
上記算出工程の後に、上記発酵槽内の上記目的物の状態を上記菌によって処理できる状態へ変更する状態変更工程を有する、請求項に記載の処理方法。 4. The processing method according to claim 3 , further comprising, after the calculating step, a state changing step of changing the state of the target object in the fermenter to a state that can be processed by the fungus. バイオガスを発生させながら、目的物を菌によって処理する、処理システムであって、
上記目的物と上記菌とを混合するための発酵槽と、
ガス換算負荷量が2.9kg以上7.1kg未満-VS/(m・d)である上記発酵槽内の2種類以上の菌に関する菌叢データを取得するための菌叢データ取得部と、
上記菌叢データを、予め作成されている、上記2種類以上の菌に関する菌叢データ、および、上記バイオガスの発生量のデータを変数として含む関数に代入することによって、バイオガスの予測発生量を算出するための算出部と、を備えており、
上記菌叢データは、(1)ユリアーキオータ(Euryarchaeota)門 メタノバクテリウム(Methanobacteriaceae)科に属する微生物;(2)ユリアーキオータ(Euryarchaeota)門 メタノサーモバクター(Methanothermobacter)属に属する微生物;(3)バクテロイデス(Bacteroidetes)門 バクテロイデス(Bacteroidales)目に属する微生物;(4)バクテロイデス(Bacteroidetes)門 ポルフィロモナス(Porphyromonadaceae)科に属する微生物;(5)フィルミクテス(Firmicutes)門 リューコノストック(Leuconostoc)属に属する微生物;(6)フィルミクテス(Firmicutes)門 クロストリジア(Clostridiales)目に属する微生物;(7)フィルミクテス(Firmicutes)門 クロストリジウム(Clostridiaceae)科に属する微生物;(8)フィルミクテス(Firmicutes)門 クロストリジウム(Clostridium)属に属する微生物;(9)フィルミクテス(Firmicutes)門 ラクノスピラ(Lachnospiraceae)科に属する微生物;(10)フィルミクテス(Firmicutes)門 ペロトマキュラム(Pelotomaculum)属に属する微生物;(11)フィルミクテス(Firmicutes)門 ルミノコッカス(Ruminococcaceae)科に属する微生物;(12)フィルミクテス(Firmicutes)門 ルミノコッカス(Ruminococcaceae)科に属する微生物;(13)フィルミクテス(Firmicutes)門 シントロフォモナス(Syntrophomonas)属に属する微生物;(14)フィルミクテス(Firmicutes)門 (スポロミュサ)Sporomusa属に属する微生物;(15)フィルミクテス(Firmicutes)門 SHA-98門に属する微生物;(16)フィルミクテス(Firmicutes)門 サーモアナエロバクター(Thermoanaerobacterales)目に属する微生物;(17)フィルミクテス(Firmicutes)門 サーマセトゲニウム(Thermacetogenium)属に属する微生物;(18)OP9門 TIBD11科に属する微生物;(19)シネルギステス(Synergistetes)門 アナエロバクラム(Anaerobaculaceae)科に属する微生物;(20)シネルギステス(Synergistetes)門 アナエロバクラム(Anaerobaculum)属に属する微生物;および、(21)テルモトガ(Thermotogae)門 S1属に属する微生物からなる群より選択される2種類以上の微生物の菌叢データを含んでおり、
上記算出部は、上記菌叢データを、予め作成されている、上記2種類以上の菌に関する菌叢データ、および、上記バイオガスの発生量のデータを変数として含む重回帰式に代入することによって、バイオガスの予測発生量を算出するためのものである、処理システム。
A treatment system that treats an object with bacteria while generating biogas,
a fermenter for mixing the object and the bacteria;
a bacterial flora data acquisition unit for acquiring bacterial flora data on two or more types of bacteria in the fermenter having a gas-equivalent load of 2.9 kg or more and less than 7.1 kg -VS/(m 3 d);
The predicted amount of biogas generated is obtained by substituting the bacterial flora data into a previously created function containing the bacterial flora data on the two or more types of bacteria and the data on the amount of biogas generated as variables. and a calculation unit for calculating
The above bacterial flora data includes (1) Euryarchaeota microorganisms belonging to the family Methanobacteriaceae; (2) Euryarchaeota microorganisms belonging to the genus Methanothermobacter; (4) Bacteroidetes, a microorganism belonging to the Porphyromonadaceae family; (5) Firmicutes, a microorganism belonging to the genus Leuconostoc Microorganisms belonging to; (6) phylum Firmicutes microorganisms belonging to the order Clostridiales; (7) phylum Firmicutes microorganisms belonging to the family Clostridiaceae; (8) phylum Firmicutes genus Clostridium (9) Microorganisms belonging to the Firmicutes phylum Lachnospiraceae family; (10) Firmicutes phylum Microorganisms belonging to the genus Pelotomaculum; (11) Firmicutes phylum Ruminococcaceae (12) Microorganisms belonging to the phylum Firmicutes family Ruminococcaceae; (13) Microorganisms belonging to the phylum Syntrophomonas genus; (14) Firmicutes (15) phylum (Sporomus) microorganisms belonging to the genus Sporomusa; (15) phylum Firmicutes microorganisms belonging to the phylum SHA-98; (16) phylum Firmicutes microorganisms belonging to the order Thermoanaerobacterales; (Firmicutes) Microorganisms belonging to the genus Thermacetogenium; (18) OP9 phylum Microorganisms belonging to the TIBD11 family; (19) Synergistetes phylum Microorganisms belonging to the Anaerobaculaceae family; (20) Synergistetes phylum Microorganisms belonging to the genus Anaerobaculum; (Thermotogae) includes bacterial flora data of two or more types of microorganisms selected from the group consisting of microorganisms belonging to the genus S1 ,
The calculation unit substitutes the bacterial flora data into a multiple regression equation that includes, as variables, the bacterial flora data related to the two or more types of bacteria and the data of the amount of biogas generated, which has been created in advance. , a treatment system for calculating the expected generation of biogas .
更に、上記発酵槽内の上記目的物の状態を上記菌によって処理できる状態へ変更する状態変更部を有する、請求項に記載の処理システム。 6. The processing system according to claim 5 , further comprising a state changing unit that changes the state of the object in the fermenter to a state that can be processed by the bacteria.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005152851A (en) 2003-11-28 2005-06-16 Fuji Electric Holdings Co Ltd Power generation method using biogas and biogas power generation system
JP2006325581A (en) 2005-04-26 2006-12-07 Ebara Corp Nucleotide primer for evaluation of methane-fermenting microbial system and evaluation method using the same
JP2007268471A (en) 2006-03-31 2007-10-18 Ebara Corp Method for evaluating and controlling activity and methanation ability of anaerobic microbe in methane fermentation system
JP2009082825A (en) 2007-09-28 2009-04-23 Ritsumeikan Manufacturing method of methane utilizing environmental dna analyzing method and methane manufacturing apparatus
JP2009106132A (en) 2007-10-25 2009-05-14 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd Biomass power generating method and equipment
US20150099274A1 (en) 2012-06-17 2015-04-09 Physical Logic Ag Method and system for use in monitoring biological material

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5180494A (en) * 1989-10-09 1993-01-19 Shimizu Construction Co., Ltd. Method of controlling waste water treatment by anaerobic fermentation
JP2006255538A (en) * 2005-03-15 2006-09-28 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Method and apparatus for treatment of food waste
JP5323662B2 (en) * 2009-12-07 2013-10-23 一般財団法人電力中央研究所 Preparation method of microbial carrier for producing methane gas from lignocellulosic biomass
WO2015122190A1 (en) * 2014-02-14 2015-08-20 株式会社カネカ Method for decomposing polyhydroxyalkanoic acid, and microorganism preparation

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005152851A (en) 2003-11-28 2005-06-16 Fuji Electric Holdings Co Ltd Power generation method using biogas and biogas power generation system
JP2006325581A (en) 2005-04-26 2006-12-07 Ebara Corp Nucleotide primer for evaluation of methane-fermenting microbial system and evaluation method using the same
JP2007268471A (en) 2006-03-31 2007-10-18 Ebara Corp Method for evaluating and controlling activity and methanation ability of anaerobic microbe in methane fermentation system
JP2009082825A (en) 2007-09-28 2009-04-23 Ritsumeikan Manufacturing method of methane utilizing environmental dna analyzing method and methane manufacturing apparatus
JP2009106132A (en) 2007-10-25 2009-05-14 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd Biomass power generating method and equipment
US20150099274A1 (en) 2012-06-17 2015-04-09 Physical Logic Ag Method and system for use in monitoring biological material

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