【手続補正書】
【提出日】平成20年9月22日(2008.9.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１反応器であって、
第１反応物質と、第２反応物質と、反応生成物と、第１反応物質および第２反応物質の少なくとも一部を溶解する不活性溶媒とを含有する混合物を受容する入口、
第１反応物質と第２反応物質との反応を促進してより多くの反応生成物を生成させる酵素、および
前記入口で受容した反応生成物および第１反応物質と第２反応物質との反応により生成された反応生成物を含有する反応生成物を送出する出口を有する、第１反応器と、
前記出口からの反応生成物の少なくとも一部を前記入口に送り返す帰還機構と
を備えた装置。
【請求項２】
反応生成物がアルキルエステルを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
帰還機構がアルキルエステルの少なくとも一部を前記入口に送り返す、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記混合物は、第１反応物質、第２反応物質および反応生成物の少なくとも一部を溶解する溶媒を含有する、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記出口は、少なくとも、アルキルエステル、溶媒、および未反応の第１反応物質を送出する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
溶媒を蒸発させて、アルキルエステルおよび未反応の第１反応物質を含有する混合物を生成する蒸発器をさらに備える、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記出口がさらにグリセロールをも送出する、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
溶媒を蒸発させて、アルキルエステル、グリセロールおよび未反応の第１反応物質を含有する混合物を生成する蒸発器をさらに備える、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
液−液相分離に基づいて、グリセロールからアルキルエステルを分離する相分離器をさらに備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
第１反応物質がトリグリセリドを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
第１反応物質がカルボン酸を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
第２反応物質が第１級アルコールおよび第２級アルコールの少なくとも一方を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
第１反応物質が植物油と動物性脂肪の少なくとも一方を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記反応生成物は燃料としての使用に適した組成を有する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
付加的な第２反応物質および第１反応器の出口からの反応生成物を含有する混合物を受容する入口と、
第２反応物質と他の成分との反応を促進してより多くの反応生成物を生成させる酵素と、
第２反応器の入口で受容した反応生成物および第２反応物質と他の成分との反応により生成された反応生成物を含む反応生成物を送出する出口と
を有する第２反応器をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
不活性溶媒と、未反応の第１反応物質と未反応の第２反応物質の少なくとも一方とを蒸発させる蒸発器をさらに備える、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
残りの未反応反応物質から反応生成物を分離するショートパスエバポレータをさらに備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
反応生成物がアルキルエステルを含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
第２反応器出口からのアルキルエステルの少なくとも一部を第１反応器の入口に送り返す帰還機構をさらに備える、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
反応物質を含有する混合物を受容する入口および反応物質間の反応を促進する酵素を有する反応器と、反応生成物の少なくとも一部を前記入口に送り返すフィードバック機構とを備える装置。
【請求項２１】
反応生成物はアルキルエステルを含み、フィードバック機構は、アルキルエステルの少なくとも一部を入口に送り返す、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記反応物質は、（１）トリグリセリドとカルボン酸の少なくとも一方と、（２）第１級アルコールと第２級アルコールの少なくとも一方とを含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】
前記酵素がリパーゼを含む、請求項２０に記載の装置。
【請求項２４】
第１反応器を備える第１サブシステムであって、第１反応器は、
第１反応物質、第２反応物質、および第１反応物質と第２反応物質を溶解する不活性溶媒を含有する第１混合物を受容する第１入口、
第１反応物質と第２反応物質との反応を促進して反応生成物を生成させる第１酵素、および
反応生成物、不活性溶媒、および他の成分を送出する第１出口を有する、第１サブシステムと、
第２反応器を備える第２サブシステムであって、第２反応器は、
付加的な第２反応物質、不活性溶媒、反応生成物の少なくとも一部、および第１入口からの他の成分を含有する第２混合物を受容する第２入口、
第２反応物質と他の成分との反応を促進してより多くの反応生成物を生成させる第２酵素、および
第２入口で受容した反応生成物および第２反応物質と他の成分との反応により生成された反応生成物を含む反応生成物を送出する第２出口を有する、第２サブシステムとを有する、アルキルエステル生成用システム。
【請求項２５】
前記反応生成物はアルキルエステルを含む、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
第１出口からのアルキルエステルの少なくとも一部を第１入口に送り返す帰還機構をさらに有する、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
第２出口からのアルキルエステルの少なくとも一部を第１入口に送り返す帰還機構をさらに有する、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２８】
第２サブシステムは、少なくとも９０重量％のアルキルエステルを有する第２溶液を得るために第２出口からの第１溶液流出物からアルキルエステル以外の成分の少なくとも一部を除去する分離器を有する、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２９】
前記分離器は蒸発器を含む、請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
前記分離器は液−液分離器を含む、請求項２８に記載のシステム。
【請求項３１】
第１サブシステムは、第１溶液より高濃度のアルキルエステルを有する第２溶液を得るために、第１出口からの第１溶液流出物からアルキルエステル以外の成分の少なくとも一部を除去する分離器を備える、請求項２５に記載のシステム。
【請求項３２】
前記分離器は蒸発器を含む、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記分離器は液−液分離器を含む、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
均質状態の第１反応物質、第２反応物質、不活性溶媒、および反応生成物を含有する混合物を運ぶパイプラインと、
カートリッジを受容するための連結器であって、前記カートリッジは、
パイプラインから混合物を受容する入口、
第１反応物質と第２反応物質との反応を促進してより多くの反応生成物を生成させる酵素、および
前記入口で受容した反応生成物および第１反応物質と第２反応物質との反応により生成された反応生成物を含む反応生成物を送出する出口を有する、連結器と、
より高い比率の反応生成物を有する溶液を生成するように前記出口からの流出物を処理する分離ユニットと、
溶液の少なくとも一部をパイプラインに送り返す帰還機構と
を有する反応器を備える装置。
【請求項３５】
第１反応器を備える第１サブシステムであって、第１反応器は、
均質状態の第１反応物質、第２反応物質、不活性溶媒、およびアルキルエステルを
含有する第１混合物を運ぶ第１パイプラインと、
第１パイプラインから混合物を受容する第１入口、第１反応物質と第２反応物質との反応を促進してアルキルエステルを生成させる第１酵素、およびアルキルエステル、溶媒、および他の成分を送出する第１出口を有する第１カートリッジを受容する第１連結器とを有する、第１サブシステムと、
第２反応器を備える第２サブシステムであって、第２反応器は、
付加的な第２反応物質、不活性溶媒、および第１出口からのアルキルエステルの少なくとも一部と他の成分とを含有する第２混合物を運ぶ第２パイプラインと、
第２パイプラインから混合物を受容する第２入口、第２反応物質と他の成分との反応を促進してより多くのアルキルエステルを生成させる第２酵素、およびアルキルエステルを送出する第２出口を有する第２カートリッジを受容する第２連結器とを有する、第２サブシステムと
を有する、アルキルエステル生成用システム。
【請求項３６】
アルキルエステル生成システムであって、
第１反応物質および第２反応物質を含有する混合物を受容し、第１反応物質と第２反応物質との反応を促進して反応生成物を生成させる酵素を含み、識別子を有するカートリッジと、
カートジッリ上の識別子に基づいてシステムの稼動状況を制御する制御器とを有するシステム。
【請求項３７】
前記反応生成物は、アルキルエステルを含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
前記酵素は、リパーゼを含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３９】
前記制御器は、識別子に基づいて、溶液のカートリッジ通過速度を変化させるポンプ速度を制御する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４０】
前記制御器は、識別子に基づいて、溶液の温度を変化させる加熱器を制御する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４１】
前記制御器は、識別子に基づいて、カートリッジを交換する必要があることを示す信号を送る時期を決定する、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４２】
リパーゼを有するカートリッジを備える装置であって、前記カートリッジはアルキルエステル生成装置に連結されるように構成されており、前記アルキルエステル生成装置は、
有機溶媒中で油源と第１級アルコールまたは第２級アルコールとを混合してカートリッジに通す溶液を形成する混合器であって、前記油源はトリグリセリドを含み、リパーゼはトリグリセリドと第１級アルコールまたは第２級アルコールとの反応を促進してアルキルエステルを生成させ、前記溶液は反応中に相分離せず、副生成物としてグリセロールを生成する、混合器と、
有機溶媒および未反応第１級アルコールまたは第２級アルコールを除去する蒸発器と、
グリセロールからアルキルエステルを分離する相分離器と、
未反応油源からアルキルエステルを分離する第２分離器と
を備える、装置。
【請求項４３】
リパーゼを有するカートリッジを備える装置であって、前記カートリッジはアルキルエステル生成装置に連結するように構成されており、前記アルキルエステル生成装置は、
有機溶媒中で油源と第１級アルコールまたは第２級アルコールとを混合してカート
リッジに通す溶液を形成する混合器であって、前記油源はカルボン酸を含み、リパーゼはカルボン酸と第１級アルコールまたは第２級アルコールとの反応を促進してアルキルエステルを生成させ、溶液は反応中相分離せず、副生成物として水を生成する、混合器と、
有機溶媒および未反応第１級アルコールまたは第２級アルコールを除去する蒸発器と、
未反応の油源からアルキルエステルを分離する分離器と
を備える、装置。
【請求項４４】
分離器がショートパスエバポレータを含む、請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
アルキルエステル、アルコール、不活性溶媒およびグリセロールを含有する混合物を受容する入口を有し、不活性溶媒とアルコールを蒸発させてアルキルエステルとグリセロールを含有する溶液を生成する蒸発器と、
溶液を受容する入口を有し、液−液相分離に基づいてグリセロールからアルキルエステルを分離する分離器と
を備える装置。
【請求項４６】
アルキルエステル生成装置であって、
有機溶媒中でトリグリセリドを含む油源と第１級アルコールまたは第２級アルコールとを反応させて溶液を形成する混合器と、
前記溶液を受容する反応器であって、トリグリセリドと第１級アルコールまたは第２級アルコールとの反応を促進してアルキルエステルを生成するリパーゼを有し、かつ副生成物としてグリセロールを生成する反応器と、
有機溶媒および未反応第１級アルコールまたは第２級アルコールを除去する蒸発器と、
グリセロールからアルキルエステルを分離する相分離器と
を備える装置。
【請求項４７】
さらに担体を有し、担体上にはリパーゼが固定されている、請求項４６に記載の装置。
【請求項４８】
相分離器によって分離されたアルキルエステルの少なくとも一部を前記入口に入れて前記溶液に添加する帰還機構をさらに有する、請求項４６に記載の装置。
【請求項４９】
入口および出口と、それらの入口と出口との間に配置された酵素とを有するカートリッジをアルキルエステル生成装置に挿入する工程と、
カートリッジ上にコード化された情報を読み取る工程と、
前記情報に基づいてアルキルエステル生成装置の稼動を制御する工程とを含む方法。
【請求項５０】
アルキルエステル生成装置の稼動を制御する工程が、カートリッジの入口に流入する溶液の温度および流速の少なくとも一方を制御する工程を含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
残りの未反応反応物質から反応生成物を分離するショートパスエバポレータをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５２】
反応生成物がアルキルエステルを含む、請求項５１に記載の装置。
【請求項５３】
バイオディーゼル燃料を生成する方法であって、請求項１乃至２３、３４、５１および５２のいずれか一項に記載の装置において、トリグリセリドの酵素的エステル交換またはカルボン酸のエステル化を行うことを含む方法。
【請求項５４】
バイオディーゼル燃料の生成のために請求項１乃至２３、３４、５１および５２のいず
れか一項に記載の装置を使用する方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
植物油や動物性脂肪のアルコール分解によるオイルの供給源（以下、「油源」と称する）を用いて、脂肪酸アルキルエステルを生成することができる。この脂肪酸アルキルエステルは、本明細書では概して「バイオディーゼル」燃料と称するディーゼル燃料として使用され得る。特許文献１には、担体に固定されたリパーゼの活性を高めるための手法や、失活したリパーゼを再生するための手法について開示されている。
【特許文献１】米国特許第６，３９８，７０７号明細書
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
一般態様において、バイオディーゼル燃料を生成するための酵素的エステル交換法は、廃棄物や副生成物を少なくして費用効率的にアルキルエステル（および、ある種の実施例では、副生成物のグリセロール）などの高純度燃料を生成する。酵素的エステル交換用処理プラントは、設備投資をあまり必要としない簡単な構成を用いて作成することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
種々の形態の処理プラントは種々の物理的サイズを有し得る。１つの実施例において、プラントは、比較的小型であり、例えば冷蔵庫の大きさであり、バイオディーゼル燃料が消費される個所、例えば発電に用いられるディーゼルモーターの位置に配置され得る。他の形態では、サイズが有意に大きくなるにつれ、生成能力も増大し得る。ある種の実施例において、プラントは家庭用として設計可能であり、大型冷蔵庫並の大きさを有し、１日に２００リットル以下の生成能力を有し得る。他の実施例では、プラントは、農場、商店街または戦場用として設計可能であり、約６．０９６〜１２．１９メートル（２０〜４０フィート）の長さを有するコンテナ並のサイズを有する。他の実施例において、プラント１００は、工業プラント用として設計可能であり、年間４０，０００〜２５０，０００トン以上の能力を有し得る。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
プラント１００Ａ〜１００Ｄは種々の構成を有し得る。プラントは、溶液温度を増減させる熱交換器、溶液流量を制御するポンプなどの追加部品を備え得る。生成物から、不要な水分、グリセロール、または他の不要な不純物を除去するために除去床（ｒｅｍｏｖａｌ  ｂｅｄ）を備え得る。例えば、シングルステージプラント１００Ａにおいて、分離器
２３０は、完全に反応しなかった原料（例えば、反応物質および油源）を生成物から分離して、完全に反応しなかった原料を再利用することができる。この場合、イオン交換樹脂を充填したグリセロール除去床を用いて、再利用される原料から微量のグリセロールを除去できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１４】
４．  シングルステージシステムの代替設計
図５（図５Ａ〜図５Ｄ）は、生成物底部排出設計を用いるシングルステージ反応器の１つの代替設計を示している。真空と空気とに切り替えられる２つの液体ドラム（Ｓ−１）５５６および（Ｓ−２）５６６を用いて、蒸発器に連結されたドラム４５５から液体を排出させる。ドラム５５６および５６６では、液体排出切り替え操作を自動制御するための液体検出器（図示せず）を用いる。二方電磁弁５５８，５６０および三方電磁弁５６８は、ドラム４５５からドラム５５６，５６６への溶液の流量を制御する。弁５６０は、ドラム５５６の底から流出する液体の流量を制御する。初期には、弁５６０は閉鎖されており、弁５５８は開放されている。三方電磁弁５６８は、ドラム５５６の上部開口を真空ポンプ（図示せず）に連結するように構成されている。溶液は重力によりドラム４５５からドラム５５６に流れ込む。