【手続補正書】
【提出日】平成30年3月14日(2018.3.14)
【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】
１種以上の原材料からのバイオガス生成を最適化するプロセスであって、該バイオガス生成は少なくとも第２反応器内で行われ、該プロセスは、
（ａ）揮発性固形分（VS）中の全元素状窒素（Ｎ）含量または前記１種以上の原材料の炭素対窒素（C/N）モル比を決定し、
（ｂ）第２反応器の内容物の全元素状窒素含量もしくは全アンモニア性窒素含量またはC/Nモル比を決定し、
前記原材料のC/Nモル比が15未満であるか、または該原材料のVS中の全元素状窒素含量がVS 1 kg当たり40ｇを超える場合、該原材料は窒素富化状態であり、
前記原材料のC/Nモル比が15を超える場合、または該原材料の揮発性固形分中の全元素状窒素含量がVS 1 kg当たり40ｇ未満である場合、該原材料は炭素富化状態であり、
反応器内容物中のC/Nモル比が5.0〜12であるか、または反応器内容物中の全アンモニア性窒素量が0.1〜2.5 g/Lであるか、または反応器内容物中の全元素状窒素量が0.3〜2.8 g/Lである場合、第２反応器内の窒素状態は最適であり、
（ｃ）ステップ（ａ）またはステップ（ｂ）における前記窒素状態判定により、前記原料が窒素富化と判定された場合、または第２反応器内でC/Nモル比が最適値を下回るか、または全アンモニア性もしくは元素状窒素が最適含量を上回ると判定された場合、第1反応器内の該窒素富化原料を少なくとも１種類のアンモニア生成微生物種で処理し、アンモニア発酵残渣を生成させ、アンモニア発酵残渣は第1反応器に由来する発酵残渣であって、該反応器内では、前記原料の全元素状窒素の好ましくは50％以上がアンモニアに変換されるまで、該原料のアンモニア化が進行しており、
（ｄ）前記アンモニア発酵残渣を第1反応器から脱窒システムへ移送し、
（ｅ）前記脱窒システム中の前記アンモニア発酵残渣を処理してアンモニア低減化発酵残渣を生成させ、アンモニア低減化発酵残渣は、前記脱窒システムに通されることでアンモニア性窒素の少なくとも80％が除去されており、
（ｆ）前記アンモニア低減化発酵残渣を前記脱窒システムから第２反応器へ移送し、
（ｇ）ステップ（ａ）における前記窒素状態判定で前記原料が炭素富化と判定された場合、該炭素富化原料を第２反応器へ直接移送し、
（ｈ）ステップ（ｂ）における前記窒素状態判定により、第２反応器内でC/Nモル比が最適値を上回るか、または全アンモニア性もしくは元素状窒素が最適含量を下回ると判定された場合、該窒素富化原料を第２反応器へ直接移送することを含み、
該プロセスは更に、
（ｉ）第２反応器内で、少なくとも１種類のメタン生成微生物種を用いて前記移送された原料からバイオガスを発生させ、
（ｊ）脱窒後の前記アンモニア低減化発酵残渣の窒素状態を判定し、前記脱窒システムの効率と第２反応器へアンモニア低減化発酵残渣の流入とを調節することを含み、
該プロセスは、
窒素富化原料を処理してアンモニア発酵残渣を生成させる第１反応器と、
アンモニア発酵残渣からアンモニア低減化発酵残渣を生成させる脱窒システムと、
前記アンモニア低減化発酵残渣から、または前記炭素富化原料から、または前記窒素富化原料からバイオガスを生成させるための第２反応器と、
前記アンモニア発酵残渣を第１反応器から前記脱窒システムへ移送する手段と、
前記アンモニア低減化発酵残渣を前記脱窒システムから第２反応器へ移送する手段と、
原料またはアンモニア性窒素を第２反応器へ直接移送する手段とを含むシステムによって行われることを特徴とする１種以上の原材料からのバイオガス生成を最適化するプロセス。
【請求項２】
請求項１に記載のプロセスにおいて、
第２反応器の内容物のC/Nモル比が最適範囲を超えているか、または第２反応器の内容物の全元素状もしくはアンモニア性窒素含量が最適範囲を下回っている場合、
（ｉ）第２反応器にアンモニア性窒素を添加するステップと、
（ｉｉ）第２反応器内で窒素富化原料と炭素富化原料とを共消化するステップと、
（ｉｉｉ）アンモニア化または脱窒を実行することなく窒素富化原料を第２反応器へ直接移送するステップと、
（ｉｖ）脱窒システムの効率を調節し、第２反応器へのアンモニア低減化発酵残渣の流入を調節することにより、前記アンモニア低減化発酵残渣中の全アンモニア性窒素濃度または全元素状窒素濃度を高めるステップのうちの１つ以上を実行することで、窒素を第２反応器へ供給することを特徴とするプロセス。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプロセスにおいて、前記原材料は、第1反応器内で該原料中の全元素状窒素の50％以上がアンモニアに変換されるまで処理することを特徴とするプロセス。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のプロセスにおいて、前記少なくとも１種類のアンモニア生成微生物種は、CBS受託番号136063にて寄託されたアンモニア生成混合微生物群集S1であることを特徴とするプロセス。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のプロセスにおいて、前記脱窒プロセスは、アンモニアをアンモニア水またはアンモニウム塩として回収することを含むことを特徴とするプロセス。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載のプロセスにおいて、該プロセスは更に、前記アンモニア発酵残渣を前記脱窒システムへ投入する前に、その中に含まれる固形分を減少させることを含むことを特徴とするプロセス。
【請求項７】
請求項６に記載のプロセスにおいて、該プロセスは更に、前記アンモニア発酵残渣から除去された前記固形分を第２反応器へ直接投入することを含むことを特徴とするプロセス。
【請求項８】
請求項６に記載のプロセスにおいて、該プロセスは更に、前記アンモニア発酵残渣から除去された前記固形分を、該固形分を第２反応器へ移送する前にリン回収プロセスへ投入することを含むことを特徴とするプロセス。
【請求項９】
請求項８に記載のプロセスにおいて、該プロセスは更に、リン酸溶液または塩沈殿物の形でリンを回収し、該リン酸溶液を前記脱窒システム内で吸収剤として用いることを含むことを特徴とするプロセス。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載のプロセスにおいて、該プロセスは更に、第２反応器から得られた発酵残渣を、固形分含量を高めた固体画分と固形分含量を減じた液体画分とに分離し、該液体画分を第１または第２反応器に再循環させることを含むことを特徴とするプロセス。
【請求項１１】
請求項１に記載のプロセスにおいて、第1反応器内部および／または第２反応器内部温度は、中温性領域、すなわち30℃〜40℃の範囲にあることを特徴とするプロセス。
【請求項１２】
請求項１に記載のプロセスにおいて、第1反応器内部および／または第２反応器内部の温度は、好熱性領域、すなわち45℃〜60℃の範囲にあることを特徴とするプロセス。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれかに記載のプロセスにおいて、第1反応器内にて、
まず、VS 1 kg当たり60ｇ未満の単糖類、オリゴ糖類、デンプン類または発酵性食物繊維を含む窒素富化原料を第1反応器へ移送して予備アンモニア化を行い、
次に、VS 1 kg当たり60ｇ超の単糖類、オリゴ糖類、デンプン類または発酵性食物繊維を含む窒素富化原料を第1反応器へ移送して、前記予備アンモニア化された原料と共に連続アンモニア化を行うことで、アンモニア化を実行することを特徴とするプロセス。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれかに記載のプロセスにおいて、第1反応器内で生成したガスを第２反応器へ投入してバイオガス収量を増大させることを特徴とするプロセス。
【請求項１５】
アンモニア化を実行してアンモニア発酵残渣を生成させるための原料処理用第１反応器と、
前記アンモニア発酵残渣からアンモニア低減化発酵残渣を生成させる脱窒システムと、
前記アンモニア低減化発酵残渣から、または前記炭素富化原料から、または前記窒素富化原料からバイオガスを生成させるための第２反応器と、
第１反応器へ原料を移送する手段と、
前記アンモニア発酵残渣を第１反応器から前記脱窒システムへ移送する手段と、
前記アンモニア低減化発酵残渣を前記脱窒システムから第２反応器へ移送する手段と、
原料またはアンモニア性窒素を第２反応器へ直接移送する手段とを含むことを特徴とする原料からのバイオガス生産を最適化するシステム。
【請求項１６】
請求項15に記載の最適化するシステムにおいて、該システムは、
揮発性固形分中の全元素状窒素含量または原料中の炭素対窒素モル比を決定する第１測定システムと、
脱窒後の前記アンモニア低減化発酵残渣中の全アンモニア性窒素量、全元素状窒素量またはC/Nモル比を決定する第２測定システムと、
第２反応器の内容物中の全アンモニア性窒素量、全元素状窒素量またはC/Nモル比を決定する第３測定システムと、
窒素富化原料、炭素富化原料または揮発性固形分1 kg当たり60ｇ超の単糖類、オリゴ糖類、デンプン類または発酵性食物繊維を含む窒素富化原料の第１または第２反応器内における分布を調節し、第２反応器内の全アンモニア性窒素量、全元素状窒素量またはC/Nモル比を最適範囲内に保つ手段と、
第２および第３測定システムの測定データに基き、前記脱窒システムの効率および第２反応器への前記アンモニア低減化発酵残渣の流入を調節し、第２反応器内の全アンモニア性窒素量、全元素状窒素量またはC/Nモル比を最適範囲内に維持する手段とを用いて、プロセス途中の窒素状態を制御し、
前記原材料のC/Nモル比が15未満であるか、または前記原材料のVS中の全元素状窒素含量がVS 1 kg当たり40ｇを超える場合、前記原材料は窒素富化状態であり、
前記原材料のC/Nモル比が15を超える場合、または前記原材料の揮発性固形分中の全元素状窒素含量がVS 1 kg当たり40ｇ未満である場合、前記原材料は炭素富化状態であり、
C/Nモル比が5.0〜12であるか、または全アンモニア性窒素量が0.1〜2.5 g/Lであるか、または全元素状窒素量が0.3〜2.8 g/Lである場合、第２反応器内の窒素状態は最適であることを特徴とするシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２９】
［寄託証明］
下記の生物材料は、特許手続上の微生物の寄託の国際承認に関するブダペスト条約の要件を満たす状況下において、下記の国際寄託機関に寄託されているものである。
オランダ王国  3584 CT  ユトレヒト  ウップサララーン  ８
オランダ中央統計局（CBS）
［国際寄託機関による受託］
寄託された混合微生物集団    CBS受託番号      寄託日
S1                  CBS 136063      2013年8月22日
［参照文献］
［特許文献］
US    4,022,665       05/1977        Ghosh et al.
US    6,716,351 B2    04/2004        Fassbender
EP    1,181,252 B1    04/2004        Bakke et al.
EP    1,320,388 B1    11/2005        Bonde & Pedersen
EP    0,970,922 B1    09/2007        Moro et al.
US    7,309,435 B2    12/2007        Rozich
EP    2,220,004 B1    09/2012        Gerritsen & Blankenborg
US    8,613,894 B2    12/2013        Zhao et al.
US    8,642,304 B2    02/2014        Raap et al.
US    8,691,551 B1    04/2014        Lahtinen et al.
EP    2,039,775 A2    03/2009*       Iwai et al.
WO    2013038216 A1   03/2013*       Kovacs et al.
EP    2,578,558 A1    04/2013*       Natta & Donati
EP    2,614,890 A1    07/2013*       Wennergren & Christensen
US    20140271438 A1  09/2014*       Oksanen et al.
*公開日
［他の文献］
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