化工产品的制造方法及制造装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及通过发酵由原料化合物制造化工产品的方法及装置。
【背景技术】
[0002] 已经提出有经过采用微生物的发酵工序制造各种化工产品的方法。例如，下述专 利文献1中记载有通过采用特定的裂殖酵母的发酵由糖类制造乳酸的方法。
[0003] 下述专利文献2的实施例中记载有通过下述方法来连续地制造乳酸的方法：通过 向发酵槽中供给微生物和培养基（原料糖和硫酸锭）并进行培养而生成乳酸，对从发酵槽 取出的发酵液进行膜分离而分离出乳酸和微生物后，让该微生物回到发酵槽。
[0004] 现有技术文献 阳00引专利文献
[0006] 专利文献1:国际公开第2011/021629号
[0007] 专利文献2:国际公开第2012/077742号
【发明内容】
阳00引发明所要解决的技术问题
[0009] 然而，专利文献2记载的方法中，发酵槽内的发酵液中存在一定浓度的原料糖，对 该发酵液进行膜分离而得的透过液（分离液）中不仅包含化工产品，还包含原料糖，因此还 需要用于对该透过液中的化工产品与原料糖进行分离的纯化工序。该透过液中所含的原料 糖越多，则原料糖的利用效率越低，纯化工序的负担也越大。
[0010] 本发明鉴于所述情况而完成，其目的在于提供化工产品的制造方法及用于该方法 的制造装置，所述方法是通过发酵由原料化合物制造化工产品的方法，对发酵液进行分离 而获得包含化工产品的分离液时，可减少该分离液中所含的原料化合物的量。
[0011] 解决技术问题所采用的技术方案 阳〇1引本发明为W下的山~巧]。
[0013] [1]化工产品的制造方法，其特征在于，包括：
[0014] 向含有菌体的液体中供给原料化合物和氧进行发酵，获得包含通过发酵生成的化 工产品的第一发酵液的第一发酵工序；
[0015] 取出所述第一发酵液作为第二发酵液，在不供给原料化合物的情况下向该第二发 酵液中供给氧进行发酵，使该第二发酵液中的原料化合物的浓度达到比所述第一发酵液中 的原料化合物的浓度狂）低的浓度灯）的第二发酵工序；
[0016] 取出所述原料化合物的浓度为所述浓度灯）的第二发酵液作为第=发酵液，将该 第=发酵液分离为包含所述化工产品且不含菌体的分离液和包含菌体的非分离液，获得包 含所述化工产品的分离液的分离工序。[2]如[1]所述的化工产品的制造方法，其中，还包 括：将所述分离工序中所得的包含菌体的非分离液供给至第一发酵工序的返回送液工序。
[0017] 閒如山或凹所述的化工产品的制造方法，其中，所述第一发酵液中的所述原 料化合物的浓度狂）为5~500g/l，且所述第二发酵液中的所述原料化合物的浓度（Y)为 所述浓度狂）的80 %W下。
[0018] [4]如[1]~巧]中的任一项所述的化工产品的制造方法，其中，所述第一发酵液 的溶存氧浓度为10~3(K)ppb，且所述第二发酵液的溶存氧浓度为10~eoooppb。
[0019] [引化工产品的制造装置，其特征在于，具备：第一发酵部、分离部和设于所述第 一发酵部与所述分离部之间的第二发酵部，
[0020] 所述第一发酵部具有向含有菌体的液体中供给原料化合物的单元W及向该含有 菌体的液体中供给氧的单元，获得包含通过发酵生成的化工产品的第一发酵液；
[0021] 所述分离部具有分离单元，通过分离获得包含所述化工产品且不含菌体的分离液 和包含所述菌体的非分离液；
[0022] 所述第二发酵部具有从所述第一发酵部取出所述第一发酵液作为第二发酵液并 将该第二发酵液向所述分离部送液的流路、W及向所述第二发酵液中供给氧的单元，在不 向所述第二发酵液供给所述原料化合物的情况下进行发酵，使该第二发酵液中的原料化合 物的浓度达到比所述第一发酵液中的原料化合物的浓度狂）低的浓度灯）[6]如[引所述 的化工产品的制造装置，其中，所述第一发酵部具备第一发酵槽，所述第二发酵部具备第二 发酵槽。
[0023] [7]如[引或[6]所述的化工产品的制造装置，其中，所述分离部具备从所述分离 单元取出包含菌体的液体并再次供给至分离单元的循环路。
[0024] 閒如閒~[7]中的任一项所述的化工产品的制造装置，其中，还具备将包含所 述菌体的非分离液从所述分离部向所述第一发酵部供给的返回送液部。 阳〇2引发明的效果
[00%] 如果采用本发明，则在通过发酵由原料化合物制造化工产品的方法中，对发酵液 进行分离而获得包含化工产品的分离液时，可减少该分离液中所含的原料化合物的量。藉 此，可使原料化合物的利用效率提高。此外，纯化分离液时应除去的原料化合物的量减少， 因此纯化工序的负担减轻。
【附图说明】
[0027] 图1是表示本发明的化工产品的制造装置的一种实施方式的构成示意图。
[0028] 图2是表示本发明的化工产品的制造装置的一种实施方式的构成示意图。
【具体实施方式】
[0029] <化工产品的制造装置>
[0030] 本发明的化工产品的制造装置具备第一发酵部、第二发酵部及分离部。本发明的 化工产品的制造装置较好是还具备返回送液部。
[0031] 图1和图2是表示适合于实施本发明的化工产品的制造方法的化工产品的制造装 置的一种实施方式的构成示意图。W下的制造装置的说明中，使用图1(部分使用图2)进 行说明。
[0032] 本实施方式的化工产品的制造装置大致由具备第一发酵槽10的第一发酵部1、具 备第二发酵槽20的第二发酵部2、具备分离单元30的分离部3及从分离部3向第一发酵部 1送液的返回送液部4构成。
[0033] 本实施方式的装置中，形成如下的循环体系：第一发酵槽10中得到的发酵液经过 第二发酵槽20后，在分离部3被分离，包含菌体的非分离液经返回送液部4返回第一发酵 槽。
[0034] 本说明书中，发酵是指使用菌体转化原料化合物而获得作为目标的化工产品的处 理。本说明书中的发酵液是指经发酵的液体，包含菌体和通过发酵生成的化工产品。此外， 发酵液中可包含原料化合物。
[0035] 第一发酵液是指存在于第一发酵部1的内部的包含菌体和化工产品的液体。此 夕F，第二发酵液是指从第一发酵部1被取出至到达分离部3为止的存在于第二发酵部2的 内部的包含菌体和化工产品的液体。此外，第=发酵液是指存在于分离部3的内部的包含 菌体和化工产品的液体。
[0036] [第一发酵部]
[0037] 本发明所述的第一发酵部具有向含有菌体的液体中供给原料化合物的单元W及 向该含有菌体的液体中供给氧的单元，获得包含通过发酵生成的化工产品的第一发酵液。 第一发酵部较好是具备第一发酵槽。该含有菌体的液体至少含有菌体即可，除了菌体之外， 还可含有通过发酵生成的化工产品。此外，除了菌体之外，还可含有原料化合物。
[0038] 图1中所不的实施方式中，第一发酵部1具备第一发酵槽10。第一发酵槽10具备 向槽内供给原料化合物的原料供给单元7、向槽内供给菌体的菌体供给单元8、向槽内供给 氧的氧供给单元6。
[0039] 本实施方式中，氧供给单元6也可向第二发酵部2和分离部3分别供给氧。目P，氧 供给单元6也兼作第二发酵部2的氧供给单元和分离部的氧供给单元。
[0040] 此外，虽然未图示，但第一发酵槽10具备将槽内均匀混合的混合单元、从槽内排 出剩余气体的气体排出单元、将槽内的液溫保持于规定溫度的溫度调节单元。
[0041] 另外，虽然未图示，但第一发酵槽10具备对槽内的液体中的氧浓度、原料化合物 的浓度和菌体的浓度进行监控的装置。设有控制原料供给单元7、菌体供给单元8和氧供给 单元6的控制单元，使得从该监控装置得到的值保持恒定。
[0042] 第一发酵槽10的材质和形状无特别限定，可适当使用公知的发酵槽。本发明中， 向液体中导入氧，因此被认为是比较容易发生金属腐蚀的环境。因此，作为装置的材质，较 好是使用玻璃或耐蚀钢。特别是目标化工产品在液体中呈酸性的情况下，特别好是使用玻 璃或耐蚀钢。作为玻璃，装置全部或部分可采用玻璃制，也可使用搪玻璃制钢。作为耐蚀钢， 较好是使用不诱钢或儀合金。对于材质，较好是对本发明的装置整体采用同样的材质。但 是，分离部采用膜分离单元的情况下，膜的材质如后所述。此外，第一发酵槽10可密闭，为 了防止杂菌从外部侵入，较好是可将内部维持在规定的加压状态。
[0043] 作为本实施方式中的第一发酵槽10,优选采用例如气泡塔型发酵槽、带揽拌叶片 的发酵槽、管型发酵槽等。
[0044] 第一发酵槽10的容量无特别限定，可适当设定。本实施方式中，从容易获得本实 施方式的构成所产生的效果和化工产品的制造效率的角度来看，第一发酵槽10的容量较 好是在0.化W上，更好是在1〇化W上，进一步更好是在lm3W上。从容易进行定期保养和 检查的角度来看，该容量的上限较好是在1000m3W下，更好是在600m3W下。
[0045] 原料供给单元7具备例如存积含有原料化合物的液体（W下称为含原料液）的原 料槽70、将含原料液从原料槽70向第一发酵槽10送液的含原料液供给管道71、将含原料 液从原料槽70向第一发酵槽10送液的累71a、调节该累71a来控制供给量的控制单元（略 去图示）。含原料液在受控的情况下连续或间歇地被供给至第一发酵槽10。此外，原料槽 70可仅设1个，也可设多个。
[0046] 作为累71a的调节方法，可例举直接控制累的动力（电力或频率）的方法、控制设 于累前后的阀口的口径的方法、设置从累的吐出侧回到吸入侧的循环管道并控制该循环管 道的流量的方法W及将它们组合的方法等。后述的累81a、21a、22a、31a和41a的调节方法 也同样。
[0047] 菌体供给单元8具备例如培养菌体获得培养液（含菌体的液体）并储存该培养液 的培养槽80、将培养液从培养槽80向第一发酵槽10送液的培养液供给管道81、将培养液 从培养槽80向第一发酵槽10送液的累81a、调节该累81a来控制供给量的控制单元（略去 图示）。培养液在受控的情况下连续或间歇地被供给至第一发酵槽10。
[0048] 培养槽80被供给液体的培养基和菌体，并供给含氧的气体，保持在规定的培养溫 度。通过运些操作，使菌体增殖，获得规定的菌体浓度的培养液。可根据菌体的