(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物発酵により有機物質、窒素化合物、リン化合物、および微生物を含む第１の有機物質含有液を得る微生物発酵工程と、
伝導加熱型乾燥装置を用いて、前記第１の有機物質含有液を加熱して、窒素化合物、リン化合物、および微生物を含む液体ないし固体成分と、有機物質を含む気体成分とに分離する分離工程と、
前記有機物質を含む気体成分を凝縮により液化して有機物質を含む第２の有機物質含有液を得る液化工程と、
加熱蒸留により前記第２の有機物質含有液から有機物質を含む留出液と第２の缶出液とに分離する第２の精製工程と、
前記第２の缶出液の少なくとも一部を廃棄する工程と、
を含む、有機物質の製造方法。
【請求項２】
前記微生物発酵工程後に、前記第１の有機物質含有液から有機物質を含む精製液と、有機物質、窒素化合物、リン化合物、および微生物を含む第１の有機物質含有液とに分離する培養液精製工程をさらに含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記精製液から有機物質を含む留出液と第１の缶出液とに分離する第１の精製工程をさらに含む、請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記第１の缶出液の少なくとも一部を前記微生物発酵に再利用することを含む、請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記第２の缶出液中の窒素化合物濃度が、第２の缶出液の全質量に対して、０〜１５０ｐｐｍであり、
前記第２の缶出液中のリン化合物濃度が、第２の缶出液の全質量に対して、０〜５ｐｐｍである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記微生物発酵が、一酸化炭素を含む合成ガスを原料とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項７】
前記合成ガスが、廃棄物由来ガスである、請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記有機物質が、炭素数１〜６のアルコールを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物質の製造方法に関し、特に、微生物発酵によって得られる有機物質含有を用いる有機物質の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、石油を原料として製造された油類やアルコール等の大量消費による化石燃料資源枯渇への危惧や大気中の二酸化炭素増加という地球規模での環境問題の観点から、石油以外の原料で各種有機物質を製造する手法、例えばトウモロコシ等の可食原料から糖発酵法によってバイオエタノールを製造する方法が注目されている。しかし、このような可食原料を用いた糖発酵法は、限られた農地面積を食料以外の生産に用いることから、食料価格の高騰を招く等の問題があった。【０００３】
このような問題点を解決するために、従来、廃棄されていたような非可食原料を用いて、従来石油から製造されていた各種有機物質を製造する方法が各種検討されている。例えば、鉄鋼排ガス、廃棄物のガス化によって得られる合成ガス等から、微生物発酵によってエタノールを製造する方法が知られている。【０００４】
合成ガスから微生物発酵によりエタノールを製造する方法においては、微生物発酵槽中に微生物発酵により生成したエタノールが含有されるため、そこからエタノールを抽出する必要がある。このようなエタノールの抽出方法として、例えば、蒸留装置を用いる方法が知られている。【０００５】
ところで、微生物を利用して有機物質を製造する方法において、所望の有機物質を単離、精製する方法が知られている。例えば、特許文献１には、乳酸発酵液中に残存するタンパク質を除去する手法として、タンパク質を熱変性により凝集させて固液分離により凝集物を除去することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１７７１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した微生物発酵により得られた有機物質含有液には、所望とする有機物質の他、窒素化合物やリン化合物等や、微生物やその死骸、ならびに微生物由来のタンパク質等も多量に含まれている。このような有機物質含有液から、例えば蒸留により直接有機物質を抽出しようとすると、微生物等の影響により、有機物質が留去されるにしたがって微生物等の濃度が増加する。その結果、蒸留装置内の有機物質含有液の粘度が上昇し、蒸留装置内で発泡が生じることで、連続的な運転が妨げられる場合がある。【０００８】
また、仮に特許文献１に記載の方法で事前に微生物等を除去し、例えば蒸留により直接有機物質を抽出しようとしても、排液（缶出液）中には窒素化合物、リン化合物等が残存することがある。この場合、例えば法定基準を満たすために、排液（缶出液）をさらに精製しなければならず、結果として有機物質の製造コストの上昇を招く。【０００９】
したがって、本発明の目的は、微生物発酵により得られた有機物質含有液から微生物等並びに窒素化合物およびリン化合物を一挙に除去することで、例えば、蒸留などの精製工程において発泡が抑制されて連続的に運転が可能になるとともに、排液（缶出液）を別途精製処理に供することなく、そのまま処理できる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、微生物発酵により得られた有機物質含有液を加熱することにより固体ないし液体成分および気体成分とし、これらを分離することで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。即ち、本発明の要旨は、以下のとおりである。【００１１】
［１］微生物発酵により有機物質、窒素化合物、リン化合物、および微生物を含む第１の有機物質含有液を得る微生物発酵工程と、
前記第１の有機物質含有液を加熱して、窒素化合物、リン化合物、および微生物を含む液体ないし固体成分と、有機物質を含む気体成分とに分離する分離工程と、
前記有機物質を含む気体成分を凝縮により液化して有機物質を含む第２の有機物質含有液を得る液化工程と、
前記第２の有機物質含有液から有機物質を含む留出液と第２の缶出液とに分離する第２の精製工程と、
を含み、
前記第２の缶出液中の窒素化合物濃度が、第２の缶出液の全質量に対して、０〜１５０ｐｐｍであり、
前記第２の缶出液中のリン化合物濃度が、第２の缶出液の全質量に対して、０〜５ｐｐｍである、有機物質の製造方法。
［２］前記微生物発酵工程後に、前記第１の有機物質含有液から有機物質を含む精製液と、有機物質、窒素化合物、リン化合物、および微生物を含む第１の有機物質含有液とに分離する培養液精製工程をさらに含む、［１］に記載の製造方法。
［３］前記精製液から有機物質を含む留出液と第１の缶出液とに分離する第１の精製工程をさらに含む、［２］に記載の製造方法。
［４］前記第１の缶出液の少なくとも一部を前記微生物発酵に再利用し、
前記第２の缶出液の少なくとも一部を廃棄することを含む、［３］に記載の製造方法。
［５］前記微生物発酵が、一酸化炭素を含む合成ガスを原料とする、［１］〜［４］のいずれか一つに記載の製造方法。
［６］前記合成ガスが、廃棄物由来ガスである、［５］に記載の製造方法。
［７］前記有機物質が、炭素数１〜６のアルコールを含む、［１］〜［６］のいずれか一つに記載の製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、微生物発酵により得られた有機物質含有液から微生物等並びに窒素化合物およびリン化合物を一挙に除去することで、例えば、蒸留などの精製工程において発泡が抑制されて連続的に運転が可能になるとともに、排液（缶出液）を別途精製処理に供することなく、そのまま処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る有機物質の製造方法の一例を示す工程フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施する好ましい形態の一例について説明する。ただし、下記の実施形態は本発明を説明するための例示であり、本発明は下記の実施形態に何ら限定されるものではない。本明細書において、ガス中の各成分の存在割合は、特に断りがない限り、重量ではなく体積を基準とした割合とする。したがって、特に断りがない限り、百分率％は体積％を表し、ｐｐｍは体積ｐｐｍを表す。
【００１５】
本発明による有機物質の製造方法は、微生物発酵により有機物質、窒素化合物、リン化合物、および微生物を含む第１の有機物質含有液を得る微生物発酵工程と、前記第１の有機物質含有液を加熱して、窒素化合物、リン化合物、および微生物を含む液体ないし固体成分と、有機物質を含む気体成分とに分離する分離工程と、前記有機物質を含む気体成分を凝縮により液化して有機物質を含む第２の有機物質含有液を得る液化工程と、前記第２の有機物質含有液から有機物質を含む留出液と第２の缶出液とに分離する第２の精製工程と、を含む。この際、前記缶出液中の窒素化合物濃度が、全缶出液の全質量に対して、０〜１５０ｐｐｍであり、前記缶出液中のリン化合物濃度が、全缶出液の全質量に対して、０〜５ｐｐｍである。なお、前記有機物質の製造方法は、原料ガス生成工程、原料ガス精製工程、培養液精製工程、第１の精製工程、排水処理工程をさらに含んでいてもよい。図１は本発明の一例を示す工程フロー図である。図１の工程フロー図は、原料ガス生成工程と、原料ガス精製工程と、微生物発酵工程と、培養液精製工程と、第１の精製工程と、分離工程と、液化工程と、第２の精製工程と、排水処理工程とを含む。以下、各工程について説明する。
【００１６】
＜原料ガス生成工程＞
原料ガス生成工程は、炭素源をガス化させることによって原料ガスを生成する工程である（図１参照）。なお、例えば、逆シフト反応により、二酸化炭素を還元して生成させることもできる。
【００１７】
原料ガスとしては、特に制限されないが、一酸化炭素を含むことが好ましい。その他、水素、二酸化炭素、酸素、窒素、スス、タール、窒素化合物、硫黄化合物、リン系化合物、芳香族系化合物等の成分をさらに含んでもよい。
【００１８】
原料ガスが一酸化炭素を含む場合、原料ガス中の一酸化炭素の含有率は、特に制限はないが、原料ガスの全体積に対して、好ましくは０．１体積％以上、より好ましくは１０体積％以上、さらに好ましくは２０体積％以上、特に好ましくは２０体積％以上８０体積％以下、最も好ましくは２０体積％以上６０体積％以下含む。
【００１９】
なお、一酸化炭素を含む原料ガスは、通常、炭素源を燃焼（不完全燃焼）させる熱処理（通称：ガス化）を行うことにより、即ち、炭素源を部分酸化させることにより生成させることができる。
【００２０】
前記炭素源としては、特に限定されず、例えば、製鉄所のコークス炉、高炉（高炉ガス）、転炉や石炭火力発電所に用いる石炭；焼却炉（特にガス化炉）に導入される廃棄物（一般廃棄物および産業廃棄物）；木材等のバイオマス；各種産業によって副生した二酸化炭素等のリサイクルを目的とした種々の炭素含有材料等が挙げられる。これらのうち、炭素源は廃棄物であることが好ましい。換言すると、原料ガスは廃棄物由来ガスであることが好ましい。
【００２１】
より詳しくは、炭素源には、プラスチック廃棄物、生ゴミ、都市廃棄物（ＭＳＷ）、廃棄タイヤ、バイオマス廃棄物、布団や紙等の家庭ごみ、建築部材等の廃棄物や、石炭、石油、石油由来化合物、天然ガス、シェールガス等が挙げられ、その中でも各種廃棄物が好ましく、分別コストの観点から、未分別の都市廃棄物がより好ましい。
【００２２】
原料ガスの生成は、ガス化炉を用いて行うことが好ましい。
【００２３】
一酸化炭素を含む原料ガスを生成させる場合、用いられうるガス化炉は、炭素源を燃焼（不完全燃焼）させる炉である。具体的には、シャフト炉、キルン炉、流動床炉、ガス化改質炉等が挙げられる。ガス化炉は、廃棄物を部分燃焼させることにより、高い炉床負荷、優れた運転操作性が可能となるため、流動床炉式であることが好ましい。廃棄物を低温（約４５０〜６００℃）かつ低酸素雰囲気の流動床炉中でガス化することで、ガス（一酸化炭素、二酸化炭素、水素、メタン等）および炭素分を多く含むチャーに分解する。さらに廃棄物に含まれる不燃物が炉底から、衛生的でかつ酸化度の低い状態で分離されるため、不燃物中の鉄やアルミニウム等といった有価物を選択回収することが可能である。従って、このような廃棄物のガス化は、効率の良い資源リサイクルが可能である。
【００２４】
原料ガス生成工程における上記ガス化の温度は、通常１００℃以上１５００℃以下、好ましくは２００℃以上１２００℃以下である。
【００２５】
原料ガス生成工程におけるガス化の反応時間は、通常２秒以上、好ましくは５秒以上である。
【００２６】
＜原料ガス精製工程＞
上記した原料ガスをそのまま合成ガスとして、微生物発酵槽に供給することもできるが、微生物発酵に好適なように原料ガスの精製を行ってもよい。
【００２７】
原料ガスが廃棄物由来である場合には、通常、原料ガスは、一酸化炭素を０．１体積％以上８０体積％以下、二酸化炭素を０．１体積％以上４０体積％以下、水素を０．１体積％以上８０体積％以下含み、さらに窒素化合物を１ｐｐｍ以上、硫黄化合物を１ｐｐｍ以上、リン化合物を０．１ｐｐｍ以上、および／または芳香族系化合物を１０ｐｐｍ以上含む傾向にある。また、その他の環境汚染物質、ばいじん粒子、不純物等の物質が含まれる場合もある。そのため、微生物発酵槽へ合成ガスを供給するにあたっては、原料ガスから、微生物の安定培養に好ましくない物質や、好ましくない量の化合物等を低減ないし除去し、原料ガスに含まれる各成分の含有量が微生物の安定培養に好適な範囲となるようにしておくことが好ましい。
【００２８】
即ち、原料ガス精製工程は、原料ガスから、様々な汚染物質、ばいじん粒子、不純物、好ましくない量の化合物等の特定の物質を除去ないし低減する工程である（図１参照）。前処理工程において、原料ガスから合成ガスを得てもよい。前処理工程は、例えば、ガスチラー（水分分離装置）、低温分離方式（深冷方式）の分離装置、サイクロン、バグフィルターのような微粒子（スス）分離装置、スクラバー（水溶性不純物分離装置）、脱硫装置（硫化物分離装置）、膜分離方式の分離装置、脱酸素装置、圧力スイング吸着方式の分離装置（ＰＳＡ）、温度スイング吸着方式の分離装置（ＴＳＡ）、圧力温度スイング吸着方式の分離装置（ＰＴＳＡ）、活性炭を用いた分離装置、銅触媒またはパラジウム触媒を用いた分離装置等のうちの１種または２種以上を用いて処理することができる。
【００２９】
本発明の有機物質の製造方法において使用する原料ガス（以下、原料ガスを精製して得られるガスを「合成ガス」と称することがある）は、一酸化炭素を含むことが好ましい。その他、水素、二酸化炭素、窒素をさらに含んでもよい。
【００３０】
本発明において使用する合成ガスは、炭素源をガス化させることによって原料ガスを生成し（原料ガス生成工程）、次いで、原料ガスから一酸化炭素、二酸化炭素、水素および窒素の各成分の濃度調整とともに、上記したような物質や化合物を低減ないし除去する工程を経ることで得られたガスを、合成ガスとして用いてもよい。
【００３１】
合成ガス中の一酸化炭素濃度は、合成ガス中の一酸化炭素、二酸化炭素、水素および窒素の合計濃度に対して、通常２０体積％以上８０体積％以下であり、好ましくは２５体積％以上５０体積％以下であり、より好ましくは３５体積％以上４５体積％以下である。
【００３２】
合成ガス中の水素濃度は、合成ガス中の一酸化炭素、二酸化炭素、水素および窒素の合計濃度に対して、通常１０体積％以上８０体積％以下であり、好ましくは３０体積％以上５５体積％以下であり、より好ましくは４０体積％以上５０体積％以下である。
【００３３】
合成ガス中の二酸化炭素濃度は、合成ガス中の一酸化炭素、二酸化炭素、水素および窒素の合計濃度に対して、通常０．１体積％以上４０体積％以下、好ましくは０．３体積％以上３０体積％以下であり、より好ましくは０．５体積％以上１０体積％以下、特に好ましくは１体積％以上６体積％以下である。
【００３４】
合成ガス中の窒素濃度は、合成ガス中の一酸化炭素、二酸化炭素、水素および窒素の合計濃度に対して、通常４０体積％以下であり、好ましくは１体積％以上２０体積％以下であり、より好ましくは５体積％以上１５体積％以下である。
【００３５】
一酸化炭素、二酸化炭素、水素および窒素の濃度は、原料ガス生成工程において炭素源のＣ−Ｈ−Ｎ元素組成を変更することや、燃焼温度や燃焼時供給ガスの酸素濃度等の燃焼条件を適宜変更することで、所定の範囲とすることができる。例えば、一酸化炭素や水素濃度を変更したい場合は、廃プラスチック等のＣ−Ｈ比率が高い炭素源に変更し、窒素濃度を低下させたい場合は原料ガス生成工程において酸素濃度の高いガスを供給する方法等がある。
【００３６】
本発明において使用される合成ガスは、上記した成分以外にも、特に制限はないが、硫黄化合物、リン化合物、窒素化合物等を含んでいてもよい。これらの化合物のそれぞれの含有量は、好ましくは０．０５ｐｐｍ以上、より好ましくは０．１ｐｐｍ以上、さらに好ましくは０．５ｐｐｍ以上である。また、前記化合物それぞれの含有量は、好ましくは２０００ｐｐｍ以下、より好ましくは１０００ｐｐｍ以下、さらに好ましくは８０ｐｐｍ以下、さらにより好ましくは６０ｐｐｍ以下、特に好ましくは４０ｐｐｍ以下である。硫黄化合物、リン化合物、窒素化合物等を下限値以上の含有量とすることにより、微生物が好適に培養できるという利点があり、また上限値以下の含有量とすることにより、微生物が消費しなかった各種栄養源によって培地が汚染されないという利点がある。
【００３７】
硫黄化合物としては、通常、二酸化硫黄、ＣＳ２、ＣＯＳ、Ｈ２Ｓが挙げられ、中でもＨ２Ｓと二酸化硫黄が微生物の栄養源として消費しやすい点で好ましい。そのため、合成ガス中にＨ２Ｓと二酸化硫黄の和が上記範囲で含まれていることがより好ましい。
【００３８】
リン化合物としては、リン酸が微生物の栄養源として消費しやすい点が好ましい。そのため、合成ガス中にリン酸が上記範囲で含まれていることがより好ましい。
【００３９】
窒素化合物としては、一酸化窒素、二酸化窒素、アクリルニトリル、アセトニトリル、ＨＣＮ等が挙げられ、ＨＣＮが微生物の栄養源として消費しやすい点で好ましい。そのため合成ガス中に、ＨＣＮが上記範囲で含まれていることがより好ましい。
【００４０】
また、合成ガスは、芳香族化合物を好ましくは０．０１ｐｐｍ以上、より好ましくは０．０３ｐｐｍ以上、さらに好ましくは０．０５ｐｐｍ以上、特に好ましくは０．１ｐｐｍ以上である。また、芳香族化合物は、好ましくは９０ｐｐｍ以下、より好ましくは７０ｐｐｍ以下、さらに好ましくは５０ｐｐｍ以下、特に好ましくは３０ｐｐｍ以下である。芳香族化合物を下限値以上の含有量とすることにより、微生物が好適に培養できる傾向にある。一方、芳香族化合物を上限値以下の含有量とすることにより、微生物が消費しなかった各種栄養源によって培地が汚染されにくい傾向にある。
【００４１】
なお、上述の通り、合成ガスは、原料ガスを精製したものであり、前記原料ガスは、廃棄物由来ガスであることが好ましい。したがって、合成ガスは、廃棄物由来ガスであることが好ましい。
【００４２】
＜微生物発酵工程＞
微生物発酵工程は、微生物発酵により有機物質、窒素化合物、リン化合物、および微生物を含む第１の有機物質含有液を得る工程である（図１参照）。この際、前記微生物発酵は、通常、原料ガス生成工程により得られる原料ガス、または原料ガス精製工程により得られる原料ガス（合成ガス）が用いられうる。このうち、微生物発酵を好適に行う観点から前記合成ガスを用いることが好ましい。また、前記原料ガス生成工程により得られる原料ガス、原料ガス精製工程により得られる原料ガス（合成ガス）に別の所定のガスを追加してから合成ガスを用いてもよい。別の所定ガスとして、例えば二酸化硫黄等の硫黄化合物、リン化合物、および窒素化合物からなる群から選択される少なくとも１種の化合物が挙げられる。一実施形態において、微生物発酵は一酸化炭素を含む原料ガスまたは一酸化炭素を含む合成ガスを原料とすることが好ましく、一酸化炭素を含む合成ガスを原料とすることがより好ましい。この際、前記原料ガスまたは合成ガスは廃棄物由来ガスであることが好ましい。以下、微生物発酵に用いられる原料ガスまたは合成ガスを併せて「合成ガス等」と称することがある。
【００４３】
前記微生物発酵は、通常、微生物発酵槽で行われる。用いられる微生物発酵槽は、連続発酵装置とすることが好ましい。一般に、微生物発酵槽は任意の形状のものを用いることができ、撹拌型、エアリフト型、気泡塔型、ループ型、オープンボンド型、フォトバイオ型が挙げられる。このうち、主槽部と還流部とを有する公知のループリアクターを好適に用いることができる。前記ループリアクターを用いる場合、液状の培地を、主槽部と還流部の間で循環させる循環工程をさらに備えるのが好ましい。
【００４４】
微生物発酵槽には、合成ガス等と微生物培養液とが連続的に供給されてもよいが、合成ガス等と微生物培養液とを同時に供給する必要はなく、予め微生物培養液を供給した微生物発酵槽に合成ガス等を供給してもよい。ある種の嫌気性微生物は、発酵作用によって、合成ガス等の基質ガスから、エタノール等の有価物である有機物質を生成することが知られており、この種のガス資化性微生物は、液状の培地で培養される。例えば、液状の培地とガス資化性細菌とを供給して収容しておき、この状態で液状の培地を撹拌しつつ、微生物発酵槽内に合成ガス等を供給してもよい。これにより、液状の培地中でガス資化性細菌を培養して、その発酵作用により合成ガス等から有機物質を生成することができる。
【００４５】
微生物発酵槽において、培地等の温度（培養温度）は、任意の温度を採用してよいが、好ましくは３０〜４５℃程度、より好ましくは３３〜４２℃程度、さらに好ましくは３６．５〜３７．５℃程度とすることができる。
【００４６】
また、培養時間は、好ましくは連続培養で１２時間以上、より好ましくは７日以上、特に好ましくは３０日以上、最も好ましくは６０日以上である。なお、培養時間の上限は特に設定されないが設備の定修等の観点から７２０日以下が好ましく、より好ましくは３６５日以下である。なお、培養時間とは、種菌を培養槽に添加してから、培養槽内の培養液を全量排出するまでの時間を意味するものとする。
【００４７】
微生物培養液に含まれる微生物（種）は、一酸化炭素を主たる原料として合成ガスを微生物発酵させることによって所望の有機物質を製造できるものであることが好ましい（図２参照）。例えば、微生物（種）は、ガス資化性細菌の発酵作用によって、合成ガス等から有機物質を生成するものであること、特にアセチルＣｏＡの代謝経路を有する微生物であることが好ましい。ガス資化性細菌のなかでも、クロストリジウム（Clostridium）属がより好ましく、クロストリジウム・オートエタノゲナムが特に好ましいが、これに限定されるものではない。以下、さらに例示する。
【００４８】
ガス資化性細菌は、真性細菌および古細菌の双方を含む。真性細菌としては、例えば、クロストリジウム（Clostridium）属細菌、ムーレラ（Moorella）属細菌、アセトバクテリウム（Acetobacterium）属細菌、カルボキシドセラ（Carboxydocella）属細菌、ロドシュードモナス（Rhodopseudomonas）属細菌、ユーバクテリウム（Eubacterium）属細菌、ブチリバクテリウム（Butyribacterium）属細菌、オリゴトロファ（Oligotropha）属細菌、ブラディリゾビウム（Bradyrhizobium）属細菌、好気性水素酸化細菌であるラルソトニア（Ralsotonia）属細菌等が挙げられる。
【００４９】
一方、古細菌としては、例えば、Methanobacterium属細菌、Methanobrevibacter属細菌、Methanocalculus属、Methanococcus属細菌、Methanosarcina属細菌、Methanosphaera属細菌、Methanothermobacter属細菌、Methanothrix属細菌、Methanoculleus属細菌、Methanofollis属細菌、Methanogenium属細菌、Methanospirillium属細菌、Methanosaeta属細菌、Thermococcus属細菌、Thermofilum属細菌、Arcaheoglobus属細菌等が挙げられる。これらの中でも、古細菌としては、Methanosarcina属細菌、Methanococcus属細菌、Methanothermobacter属細菌、Methanothrix属細菌、Thermococcus属細菌、Thermofilum属細菌、Archaeoglobus属細菌が好ましい。
【００５０】
さらに、一酸化炭素および二酸化炭素の資化性に優れることから、古細菌としては、Methanosarcina属細菌、Methanothermobactor属細菌、またはMethanococcus属細菌が好ましく、Methanosarcina属細菌、またはMethanococcus属細菌が特に好ましい。なお、Methanosarcina属細菌の具体例として、例えば、Methanosarcina barkeri、Methanosarcina mazei、Methanosarcina acetivorans等が挙げられる。
【００５１】
以上のようなガス資化性細菌の中から、目的とする有機物質の生成能の高い細菌が選択されて用いられる。例えば、エタノール生成能の高いガス資化性細菌としては、クロストリジウム・オートエタノゲナム（Clostridium autoethanogenum）、クロストリジウム・ユングダリイ（Clostridium ljungdahlii）、クロストリジウム・アセチクム（Clostridium aceticum）、クロストリジウム・カルボキシジボランス（Clostridium carboxidivorans）、ムーレラ・サーモアセチカ（Moorella thermoacetica）、アセトバクテリウム・ウッディイ（Acetobacterium woodii）等が挙げられる。これらのなかでもクロストリジウム・オートエタノゲナムが特に好ましい。
【００５２】
上記した微生物（種）を培養する際に用いる培地は、菌に応じた適切な組成であれば特に限定されないが、主成分の水と、この水に溶解または分散された栄養分（例えば、ビタミン、リン酸等）とを含有する液体である。このような培地の組成は、ガス資化性細菌が良好に成育し得るように調製される。例えば、微生物にクロストリジウム属を用いる場合の培地は、米国特許出願公開第２０１７／２６０５５２号明細書の「００９７」〜「００９９」等を参考にすることができる。
【００５３】
微生物発酵工程により得られた第１の有機物質含有液は、有機物質、窒素化合物、リン化合物、および微生物、他の成分等を含む。
【００５４】
前記有機物質としては、炭素数１〜６のアルコール、炭素数１〜６のジオール、炭素数１〜６のカルボン酸、炭素数１〜６のヒドロキシカルボン酸、炭素数３〜６のケトン、炭素数２〜６のアルケン、炭素数２〜６のアルカジエンが挙げられる。
【００５５】
前記炭素数１〜６のアルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール等が挙げられる。
【００５６】
前記炭素数１〜６のジオールとしては、２，３−ブタンジオール等が挙げられる。
【００５７】
前記炭素数１〜６のカルボン酸としては、酢酸等が挙げられる。
【００５８】
前記炭素数１〜６のヒドロキシカルボン酸としては、乳酸等が挙げられる。
【００５９】
前記炭素数３〜６のケトンとしては、アセトンが挙げられる。
【００６０】
前記炭素数２〜６のアルケンとしては、イソプレン等が挙げられる。
【００６１】
前記炭素数２〜６のアルカジエンとしては、ブタジエン等が挙げられる。
【００６２】
これらのうち、有機物質は、炭素数１〜６のアルコール、炭素数１〜６のジオールを含むことが好ましく、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、２，３−ブタンジオールを含むことがより好ましく、エタノールを含むことがさらに好ましい。なお、前記有機物質は単独で含まれていても、２種以上組み合わせて含まれていてもよい。
【００６３】
前記窒素化合物としては、特に制限されないが、ＮＨ４Ｃｌ、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４等の培地に由来する成分、微生物由来のタンパク質等の微生物由来成分等が挙げられる。また、原料ガス（合成ガス）が廃棄物由来ガスである場合、原料ガス（合成ガス）に起因する成分等が含まれうる。
【００６４】
また、前記リン化合物としては、特に制限されないが、Ｈ３ＰＯ４、（ＮＨ４）２ＨＰＯ４等の培地に由来する成分、核酸、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）、アデノシン二リン酸（ＡＤＰ）等微生物由来成分等挙げられる。原料ガス（合成ガス）が廃棄物由来ガスである場合、原料ガス（合成ガス）に起因する成分等が含まれうる。
【００６５】
前記微生物としては、微生物またはその死骸等が挙げられる。
【００６６】
他の成分としては、水、培地成分等が挙げられる。また、原料ガス（合成ガス）が廃棄物由来ガスである場合、原料ガス（合成ガス）に起因する成分等が含まれうる。
【００６７】
通常、第１の有機物質含有液は懸濁液として得られる。この際、懸濁液中のタンパク質濃度は、微生物の種類により異なるが、通常は３０〜１０００ｍｇ／Ｌである。なお、第１の有機物質含有液中のタンパク質濃度は、ケルダール法により測定することができる。
【００６８】
＜培養液精製工程＞
培養液精製工程は、微生物発酵工程後に、前記第１の有機物質含有液から有機物質を含む精製液と、有機物質、窒素化合物、リン化合物、および微生物を含む第１の有機物質含有液とに分離する工程である。培養液精製工程を含むことで、後述する分離工程において分離される第１の有機物質含有液の総量が減少し、分離工程を効率的かつ低コストで行うことができる。
【００６９】
培養液の精製は、通常、プレス機、遠心機、フィルタ等の固液分離により行われる。これらの方法は単独で用いても、２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００７０】
培養液精製により精製液は、所望の有機物質の他、水、水溶性成分を含む。この際、前記水溶性成分としては、ＮＨ４Ｃｌ等の窒素化合物、Ｈ３ＰＯ４等のリン化合物等が挙げられる。
【００７１】
前記第１の有機物質含有液には、精製前の第１の有機物質含有液と組成は異なるものの、有機物質、窒素化合物、リン化合物、および微生物、他の成分等を含む。
【００７２】
＜第１の精製工程＞
第１の精製工程は、前記精製液から有機物質を含む留出液と第１の缶出液とに分離する工程である。本工程は、上述の培養液精製工程が行われた場合に行われうる。精製液には有機物質の他、水、水溶性成分等を含むことから、第１の精製工程を行うことにより、有機物質を抽出することができる。なお、微生物発酵により有機物質が複数生成する場合、所望の有機物質のみを分離するように精製条件等を調整することが好ましい。所望の有機物質のみを分離できる条件とした場合には、前記流出液は所望の有機物質を含み、前記缶出液は所望でない有機物質を含む。
【００７３】
第１の精製工程に用いられる装置は、例えば、蒸留装置、浸透気化膜を含む処理装置、ゼオライト脱水膜を含む処理装置、有機物質より沸点の低い低沸点物質を除去する処理装置、有機物質より沸点の高い高沸点物質を除去する処理装置、イオン交換膜を含む処理装置等が挙げられる。これらの装置は単独でまたは２種以上を組み合わせてもよい。単位操作としては、加熱蒸留や膜分離を好適に用いてもよい。
【００７４】
このうち、第１の精製工程は加熱蒸留を含むことが好ましい。すなわち、一実施形態において、第１の精製工程は、加熱蒸留により精製液から有機物質を含む留出液と第１の缶出液とに分離する工程であることが好ましい。
【００７５】
前記留去液は、有機物質を含む。場合により水、水溶性成分等を含むことがある。なお、微生物発酵により有機物質が複数生成する場合、留去液は、所望の有機物質を含み、場合により水、水溶性成分、所望の有機物質以外の有機物質等を含むことがある。
【００７６】
また、前記第１の缶出液は、水、水溶性成分を含む。場合により有機物質を含むことがある。前記水溶性成分としては、上述の通り、ＮＨ４Ｃｌ等の窒素化合物、Ｈ３ＰＯ４等のリン化合物等が挙げられる。なお、微生物発酵により有機物質が複数生成する場合、留去液は、所望の有機物質以外の有機物質、水、水溶性成分を含み、所望の有機物質を含むことがある。
【００７７】
なお、前記第１の缶出液は、窒素化合物およびリン化合物を含みうることから、これを廃棄処理する場合には、法定基準を満たすために、さらなる精製が必要となることもある。このため、第１の缶出液の少なくとも一部、好ましくはすべてを前記微生物発酵に再利用することが好ましい。
【００７８】
＜分離工程＞
分離工程は、前記第１の有機物質含有液を加熱して、窒素化合物、リン化合物、および微生物を含む液体ないし固体成分と、有機物質を含む気体成分とに分離する工程である。なお、上記培養液精製工程を行う場合には、当該工程後に得られる第１の有機物質含有液を分離工程に供することとなる。
【００７９】
従来の方法では、上記の通り、微生物発酵工程により得られた第１の有機物質含有液をそのまま蒸留等の精製工程により有機物質を精製しようとすると、微生物等に起因する蒸留装置内での発泡が生じ、連続的な運転が妨げられる場合があった。
【００８０】
また、事前に微生物等を除去し、例えば蒸留により直接有機物質を抽出しても、排液（缶出液）中には窒素化合物、リン化合物等が残存することがある。この場合、例えば法定基準を満たすようにするために、排液（缶出液）をさらに精製しなければならず、結果として有機物質の製造コストが高くなる。
【００８１】
これに対し、本発明においては、加熱による状態変化を利用する。すなわち、第１の有機物質含有液を加熱することにより、有機物質は気体とし、窒素化合物、リン化合物、および微生物等は液体ないし固体とすることで、有機物質のみを分離することができる。当該加熱による分離工程は、第１の有機物質含有液から微生物等並びに窒素化合物およびリン化合物を一挙に除去することができる。その結果、例えば、蒸留などの精製工程において発泡が抑制されて連続的に運転が可能になるとともに、排液（缶出液）を別途精製処理に供することなく、そのまま処理できる。なお、得られる液体ないし固体成分は、原料ガス生成工程で再度ガス化し、エタノール生産に使用、または家畜の餌(試料)、肥料、固体燃料、発電や熱回収の原料等に利用される。
【００８２】
前記液体ないし固体成分は、第１の有機物質含有液を加熱後、液状または固体の状態となる成分である。具体的には、窒素化合物、リン化合物、微生物（微生物の残渣を含む）、他の成分等が挙げられる。
【００８３】
前記気体成分は、有機物質を含む。その他、有機物質含有液を加熱後、気体の状態となる成分をさらに含んでいてもよい。具体的には、有機物質の他、水等が挙げられる。
【００８４】
なお、微生物発酵により有機物質が複数生成する場合、所望の有機物質のみを分離するように加熱条件等を調整することが好ましい。所望の有機物質のみを分離できる条件とした場合には、前記液体ないし固体成分は、所望でない有機物質を含み、前記気体成分は、所望の有機物質を含む。
【００８５】
一実施形態において、所望の有機物質は、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、アセトン、イソプレン、ブタジエンであることが好ましく、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、アセトンであることがより好ましく、エタノール、アセトンであることがさらに好ましく、エタノールであることが特に好ましい。
【００８６】
有機物質含有液の加熱温度は、有機物質の種類等によっても異なるが、３０〜５００℃であることが好ましく、５０〜２００℃であることがより好ましく、８０℃〜１８０℃であることがさらに好ましく、１００〜１５０℃であることが特に好ましい。
【００８７】
また、前記加熱時の圧力は、０．０１〜１０００ＫＰａであることが好ましく、１０〜２００ｋＰａであることがより好ましく、５０〜１５０ｋＰａであることがさらに好ましい。
【００８８】
このうち、有機物質含有液の加熱は、経済性の観点から、常圧下（１０１．３ｋＰａ）で、５０〜２００℃で加熱することが好ましく、８０〜１８０℃で加熱することがより好ましく、１００〜１５０℃で加熱することがさらに好ましい。
【００８９】
なお、一実施形態において、有機物質の加熱は、常圧下で、所望の有機物質の沸点より１０〜５０℃高い温度とすることが好ましく、１５〜４０℃高い温度とすることがより好ましく、２０〜３０℃高い温度とすることがさらに好ましい。例えば、所望の有機物質がエタノール（沸点：７８℃）である場合、有機物質含有液は常圧下で８８〜１２８℃で加熱することが好ましく、９３〜１１８℃で加熱することがより好ましく、９８〜１０８℃で加熱することがさらに好ましい。
【００９０】
分離工程における加熱時間は、加熱条件によっても異なるが、気体成分を得ることができる時間であれば特に制限はない。分離工程における加熱時間は、効率性または経済性の観点から、通常は５秒〜２時間、好ましくは５秒〜１時間、より好ましくは５秒〜３０分である。
【００９１】
なお、微生物発酵により有機物質が複数生成する場合、所望の有機物質のみを分離するように加熱条件等を調整することが好ましい。例えば、所望の有機物質がエタノール（沸点：７８℃）であり、これとともに有機物質として酢酸（沸点：１１８℃）が生成している場合、加熱温度を１００℃とすることで、所望の有機物質であるエタノールは気体成分とし、酢酸は液体成分とすることができ、所望の有機物質であるエタノールのみを精製することができる。他方、所望の有機物質がエタノールおよび酢酸の両者である場合には、例えば、加熱温度を１４０℃とすることで、所望の有機物質であるエタノールおよび酢酸をともに気体成分として、微生物等の固体成分からエタノールおよび酢酸を精製することができる。
【００９２】
なお、上記の通り、所望の有機物質が沸点（常圧下（１０１．３ｋＰａ））が１００℃以下のものである場合、有機物質の加熱は、常圧下で、所望の有機物質の沸点より１０℃高い温度かつ１００℃以下の温度とすることが好ましく、１５℃高い温度かつ１００℃以下の温度とすることがより好ましく、２０℃高い温度かつ１００℃以下の温度とすることがさらに好ましい。加熱温度が所望の有機物質の沸点より１０℃高い温度であると、所望の有機物質を好適に気体にすることができることから好ましい。一方、加熱温度が１００℃以下であると、有機物質含有液に含まれうる水の加熱によって実現できる温度であり、容易に実現でき、低コストとなることから好ましい。
【００９３】
上記した分離工程に用いられる装置としては、熱エネルギーにより、有機物質含有液を液体ないし固体成分（微生物やその死骸、微生物由来のタンパク質等）と気体成分（有機物質）とに効率的に分離できる装置であれば特に制限なく使用することができる。具体的な装置としては、例えば、回転乾燥機、流動層乾燥機、真空型乾燥機、伝導加熱型乾燥機等の乾燥装置が挙げられる。このうち、特に固体成分濃度が低い有機物質含有液から液体ないし固体成分と気体成分とに分離する際の効率の観点からは伝導加熱型乾燥機を用いることが好ましい。伝導加熱型乾燥機の例としては、ドラム型乾燥機やディスク型乾燥機等が挙げられる。
【００９４】
＜液化工程＞
液化工程は、前記有機物質を含む気体成分を凝縮により液化して有機物質を含む第２の有機物質含有液を得る工程である（図１参照）。
【００９５】
液化工程で用いられる装置は、特に限定されないが、熱交換器、特にコンデンサー（凝縮器）を用いることが好ましい。凝縮器の例としては、水冷式、空冷式、蒸発式等が挙げられる。それらのなかでも水冷式が好ましい。凝縮器は一段でもよいし、複数段からなるものでもよい。
【００９６】
第２の有機物質含有液は、有機物質を含む。その他、水等がさらに含まれうる。
【００９７】
なお、液化工程により得られた第２の有機物質含有液には、窒素化合物、リン化合物、および微生物等の第１の有機物質含有液に含まれていた成分が含まれていないことが好ましいといえるが、本発明においては、第２の有機物質含有液中に窒素化合物、リン化合物、および微生物等が含まれていることを排除するものではない。
【００９８】
凝縮器によって得られた気体成分の凝縮熱は、後述する精製工程において熱源として再利用してもよい。凝縮熱を再利用することで、効率的かつ経済的に有機物質を製造することができる。
【００９９】
＜第２の精製工程＞
第２の精製工程は、前記第２の有機物質含有液から有機物質を含む留出液と第２の缶出液とに分離する工程である（図１参照）。
【０１００】
第２の精製工程に用いられる装置は、例えば、蒸留装置、浸透気化膜を含む処理装置、ゼオライト脱水膜を含む処理装置、有機物質より沸点の低い低沸点物質を除去する処理装置、有機物質より沸点の高い高沸点物質を除去する処理装置、イオン交換膜を含む処理装置等が挙げられる。これらの装置は単独でまたは２種以上を組み合わせてもよい。単位操作としては、加熱蒸留や膜分離を好適に用いてもよい。
【０１０１】
このうち、第２の精製工程は加熱蒸留を含むことが好ましい。すなわち、一実施形態において、第２の精製工程は、加熱蒸留により第２の有機物質含有液から有機物質を含む留出液と第２の缶出液とに分離するであることが好ましい。
【０１０２】
加熱蒸留では、蒸留装置を用いて、所望の有機物質を留出液として、高純度で得ることができる。有機物質（特に、エタノール）の蒸留時における蒸留器内の温度は、特に限定されないが、１１０℃以下であることが好ましく、１００℃以下であることがより好ましく、７０〜９５℃程度であることがさらに好ましい。蒸留器内の温度を前記範囲に設定することにより、必要な有機物質とその他の成分との分離、即ち、有機物質の蒸留をより確実に行うことができる。
【０１０３】
有機物質の蒸留時における蒸留装置内の圧力は、常圧であってもよいが、好ましくは常圧未満、より好ましくは６０〜９５ｋＰａ（絶対圧）程度である。蒸留装置内の圧力を前記範囲に設定することにより、有機物質の分離効率を向上させること、ひいては有機物質の収率を向上させることができる。所望とする有機物質の種類にもよるが、例えば得られる有機物質がエタノールである場合の収率（蒸留後に留出液に含まれるエタノールの濃度）は、好ましくは９０重量％以上であり、より好ましくは９５重量％以上である。
【０１０４】
膜分離では、公知の分離膜を適宜用いることができ、例えばゼオライト膜を好適に用いることができる。
【０１０５】
第２の精製工程において分離された第２の留出液に含まれる有機物質の濃度は、２０〜９９．９９質量％であることが好ましく、より好ましくは６０〜９９．９質量％である。
【０１０６】
一方、第２の缶出液に含まれる有機物質の濃度は、０．００１〜１０質量％であることが好ましく、より好ましくは０．０１〜５質量％である。
【０１０７】
本発明による製造方法においては、精製工程において分離された缶出液は、上記のとおり、窒素化合物およびリン化合物の各濃度が０〜１５０ｐｐｍおよび０〜５ｐｐｍに低減されている。本発明の好ましい実施形態においては、缶出液は、窒素化合物およびリン化合物を実質的に含まない。なお、本発明において「実質的に含まない」とは、窒素化合物の濃度が０ｐｐｍであることを意味するものではなく、精製工程で得られる缶出液を、法定された環境基準を満たすような排水処理工程を必要としない程度の窒素化合物濃度およびリン化合物濃度であることを意味する。分離工程においては、微生物発酵工程で得られた第１の有機物質含有液から所望とする有機物質を精製するのではなく、上記のように第１の有機物質含有液を、窒素化合物およびリン化合物並びに微生物を含む液体ないし固体成分と、有機物質を含む気体成分とに分離する。その際に、窒素化合物およびリン化合物並びに微生物は液体ないし固体成分側に残るため、有機物質を含む気体成分中には窒素化合物およびリン化合物がほとんど含まれていない。そのため、気体成分を液化した液化物から有機物質を精製する際に得られる缶出液には窒素化合物およびリン化合物が実質的に含まれていないと考えられる。缶出液が窒素化合物を含む場合であっても、窒素化合物の濃度は、０．１〜１５０ｐｐｍ、好ましくは０．１〜１２０ｐｐｍである。また、缶出液がリン化合物を含む場合であっても、リン化合物の濃度は、０．１〜５ｐｐｍ、好ましくは０．１〜１ｐｐｍである。なお、缶出液中の窒素化合物およびリン化合物の各濃度は、誘導結合プラズマ発光分光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）等の公知の分析機器を用いて測定することができる。
【０１０８】
なお、第２の有機物質含有液から分離された缶出液には、通常、水が含まれる。また、微生物発酵により有機物質が複数生成する場合、前記缶出液には、所望の有機物質以外の有機物質が含まれうる。
【０１０９】
また、精製液から分離された缶出液には、通常、水、窒素化合物、リン化合物が含まれる。また、微生物発酵により有機物質が複数生成する場合、前記缶出液には、所望の有機物質以外の有機物質が含まれうる。
【０１１０】
このように、本発明の方法によれば、有機物質の精製工程において排出される缶出液には、窒素化合物やリン化合物が実質的に含まれておらず、他の有機物も殆ど含まれていないと考えられるため、従来必要とされていた排水処理工程を簡素化することができ、その結果、廃棄に要するエネルギーコストを低減することができる。
【０１１１】
＜排水処理工程＞
第２の精製工程において分離された第２の缶出液は、排水処理工程に供給されてもよい（図１参照）。排水処理工程において、第２の缶出液からさらに窒素化合物やリン化合物等の有機物を除去することができる。本工程では、第２の缶出液を嫌気処理または好気処理することで有機物を除去してもよい。除去された有機物は、精製工程における燃料（熱源）として利用してもよい。
【０１１２】
排水処理工程における処理温度は、通常は０〜９０℃、好ましくは２０〜４０℃、より好ましくは３０〜４０℃である。
【０１１３】
分離工程を経て得られた第２の缶出液は、上記のとおり、窒素化合物およびリン化合物並びに微生物等を含む液体ないし固体成分が除去されているため、微生物発酵工程から直接精製工程に供給されて得られた缶出液よりも、排水処理などの負荷が軽減される。
【０１１４】
排水処理工程において、第２の缶出液を処理して得られる処理液中の窒素化合物濃度は、０〜１５０ｐｐｍであり、好ましくは０．１〜１００ｐｐｍ、より好ましくは０．１〜５０ｐｐｍ、さらに好ましくは０．１〜１０ｐｐｍであり、窒素化合物が含まれないことが特に好ましい。また、処理液中のリン化合物濃度は、０〜５０ｐｐｍであり、好ましくは０．１〜１０ｐｐｍ、より好ましくは０．１〜５ｐｐｍ、さらに好ましくは０．１〜１ｐｐｍであり、リン化合物が含まれないことが特に好ましい。
【０１１５】
＜好ましい一実施形態＞
好ましい一実施形態によれば、有機物質の製造方法は、微生物発酵により有機物質、窒素化合物、リン化合物、および微生物を含む第１の有機物質含有液を得る微生物発酵工程と、前記微生物発酵工程後に、前記第１の有機物質含有液から有機物質を含む精製液と、有機物質、窒素化合物、リン化合物、および微生物を含む第１の有機物質含有液とに分離する培養液精製工程と、前記精製液から有機物質を含む留出液と第１の缶出液とに分離する第１の精製工程と、前記第１の有機物質含有液を加熱して、窒素化合物、リン化合物、および微生物を含む液体ないし固体成分と、有機物質を含む気体成分とに分離する分離工程と、前記有機物質を含む気体成分を凝縮により液化して有機物質を含む第２の有機物質含有液を得る液化工程と、前記第２の有機物質含有液から有機物質を含む留出液と第２の缶出液とに分離する第２の精製工程と、を含む。この際、前記第２の缶出液中の窒素化合物濃度が、第２の缶出液の全質量に対して、０〜１５０ｐｐｍであり、前記第２の缶出液中のリン化合物濃度が、第２の缶出液の全質量に対して、０〜５ｐｐｍである。また、第１の缶出液の少なくとも一部を前記微生物発酵に再利用し、第２の缶出液の少なくとも一部を廃棄する。
【０１１６】
上記好ましい実施形態によれば、まず培養液精製工程があることにより、分離工程に供する第１の有機物質含有液の総量を減らすことができる。その結果、分離効率および製造コストを低減することができる。また、培養液精製工程による精製液の分離、第１の精製工程を経て得られる第１の缶出液の少なくとも一部、好ましくは第１の缶出液すべてを微生物発酵に再利用することで缶出液の排液コストを低減することができる。さらに、第１の精製工程および第２の精製工程の２つが存在することで、窒素化合物、リン化合物が含まれうる第１の缶出液と、窒素化合物、リン化合物が含まれない、またはほとんど含まれない第２の缶出液とを別々に得ることができる。その結果、第１の缶出液は再利用し、第２の缶出液は廃棄するという切り分けをすることができ、両者を利用することで連続培養に伴う不純物の濃縮を防止または抑制できる。
【０１１７】
＜有機物質およびその用途＞
本発明による製造方法により得られる有機物質は、例えば、メタノール、エタノール、２，３−ブタンジオール、酢酸、乳酸、イソプレン、ブタジエン等が挙げられ、好ましくは炭素数１〜６のアルコールまたはジオール類を含み、より好ましくは炭素数１〜４のアルコールまたはジオール類を含み、さらに好ましくはエタノールを含む。本発明の製造方法により得られる有機物質の用途は、特に限定されない。製造された有機物質は、例えば、プラスチックや樹脂等の原料として用いることもできるし、各種溶媒、殺菌剤、または燃料として用いることもできる。高濃度のエタノールは、ガソリン等に混合する燃料エタノールとして用いることができる他、例えば、化粧品、飲料、化学物質、燃料（ジェット燃料）等の原材料、食品等の添加物として用いることができ、汎用性が極めて高い。
【実施例】
【０１１８】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明の要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。【０１１９】
［実施例１］
主反応器、合成ガス供給孔、培地供給孔、排出孔を備えた連続発酵装置（発酵槽）内に、クロストリジウム属細菌と、菌培養用の液状培地（リン化合物、窒素化合物および各種ミネラル等を適切量含む）とを充填した。【０１２０】
次に、一酸化炭素３０体積％、二酸化炭素１０体積％、水素３５体積％および窒素２５体積％からなる合成ガスを準備し、連続発酵装置に供給し、３７℃において培養（微生物発酵）を行った。【０１２１】
培養後、微生物発酵槽から排出された有機物質含有液を採取した。得られた有機物質含有液は、エタノール、微生物および死滅した微生物等が含まれる懸濁液であり、該有機物質含有液中の窒素化合物濃度およびリン化合物濃度を、ＩＣＰ−ＡＥＳを用いて測定したところ、それぞれ、４２５ｍｇ／Ｌおよび１９１ｍｇ／Ｌであった。また、タンパク質濃度は１７０ｍｇ／Ｌであった。なお、タンパク質濃度の測定は、ケルダール法により行った。【０１２２】
培養で得られた有機物質含有液を、伝導加熱型乾燥装置（株式会社西村鐵工所社製ＣＤドライヤー、ＳＣＤ−５００）により常圧下１２０〜１２５℃で加熱し、液体ないし固体成分と、気体成分とに分離した。分離した気体成分をコンデンサーにより凝縮させて液化することにより液化物を得た。得られた液化物中の窒素化合物濃度およびリン化合物濃度を測定したところ、それぞれ１１９ｐｐｍ、０．０５ｐｐｍであった。また、タンパク質濃度を測定したところ、１３ｍｇ／Ｌであった。【０１２３】
続いて、蒸留塔での蒸留工程を想定し、得られた液化物を加熱した状態でバブリングによる発泡試験を行ったところ、発泡は殆ど確認されなかった。【０１２４】
［比較例１］
実施例１において使用した有機物質含有液についても同様にバブリングによる発泡試験を行ったところ、激しい泡立ちが確認された。【０１２５】
以上の結果より、微生物を含む有機物質含有液を加熱して、微生物等を含む液体ないし固体成分と、有機物質を含む気体成分とに分離し、気体成分を凝縮して得られた液化物は、その後の精製工程での発泡を抑制できることが明らかとなった。
【要約】
［課題］微生物発酵により得られた有機物質含有液から微生物等並びに窒素化合物およびリン化合物を一挙に除去することで、例えば、蒸留などの精製工程において発泡が抑制されて連続的に運転が可能になるとともに、排液（缶出液）を別途精製処理に供することなく、そのまま処理できる方法を提供する。
「解決手段」微生物発酵により有機物質、窒素化合物、リン化合物、および微生物を含む第１の有機物質含有液を得る微生物発酵工程と、前記第１の有機物質含有液を加熱して、窒素化合物、リン化合物、および微生物を含む液体ないし固体成分と、有機物質を含む気体成分とに分離する分離工程と、前記有機物質を含む気体成分を凝縮により液化して有機物質を含む第２の有機物質含有液を得る液化工程と、前記第２の有機物質含有液から有機物質を含む留出液と第２の缶出液とに分離する第２の精製工程と、を含み、前記第２の缶出液中の窒素化合物濃度が、第２の缶出液の全質量に対して、０〜１５０ｐｐｍであり、前記第２の缶出液中のリン化合物濃度が、第２の缶出液の全質量に対して、０〜５ｐｐｍである、有機物質の製造方法。【図１】
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