(57)【要約】嫌気性消化装置は、嫌気性消化前および／または嫌気性消化中に有機物を保持するための第１のチャンバと、嫌気性消化中に有機物を保持するための第２のチャンバとを含む。嫌気性消化装置は、第１のチャンバを冷蔵または加熱して、第１のチャンバ内のメタン生成を抑制するように構成されている。嫌気性消化装置は、嫌気性消化プロセスを調節し、それによって、システムの摂動を減らすようにプログラムされたコントローラを含む。メタンが生成される第２のチャンバへの有機物の流れは制御される。アセトバクテリウム・ウッディおよびメタノサエタ・コンシリイを含む嫌気性消化のための種菌が開示されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
嫌気性消化前および／または嫌気性消化中に有機物を保持するための第１のチャンバと、嫌気性消化中に有機物を保持するための第２のチャンバとを含む嫌気性消化装置であって、前記第１のチャンバを冷蔵または加熱するように構成されている、嫌気性消化装置。
【請求項２】
前記第１のチャンバ内のメタン生成を抑制する温度まで前記第１のチャンバを冷蔵または加熱するように構成されている、請求項１に記載の嫌気性消化装置。
【請求項３】
前記第１のチャンバを１０℃以下の温度に冷蔵し、また、前記第２のチャンバを１０℃より高い温度に加熱するように構成されている、請求項１または２に記載の嫌気性消化装置。
【請求項４】
前記第１のチャンバおよび／または前記第２のチャンバ内に保持される材料の体積、質量、組成、タンパク質濃度、窒素含有種の濃度、窒素濃度、炭水化物濃度、脂質濃度、脂肪酸濃度、および／またはｐＨを示す１つ以上のパラメータを測定するように構成された１つ以上のセンサを備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の嫌気性消化装置。
【請求項５】
前記第１のチャンバおよび前記第２のチャンバに接続され、有機物を前記第１のチャンバから前記第２のチャンバに移動するバッファチャンバを備え、前記バッファチャンバ内の有機物を低温殺菌するように構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の嫌気性消化装置。
【請求項６】
直接的にまたは前記バッファチャンバを介して、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間に延在する導管であって、それにより、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間の有機物の移動を可能にする導管と、前記導管を介した前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間の有機物の動きを調整するための流量調整手段と、前記１つ以上のセンサから前記１つ以上のパラメータの測定値を受け取り、受け取った測定値に応じて前記流量調整手段を操作することにより、前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間の有機物の流れを調整するように構成されているコントローラとを更に含む、請求項４または５に記載の嫌気性消化装置。
【請求項７】
前記第１のチャンバにおけるタンパク質濃度、窒素含有種の濃度および／または窒素濃度を示す１つ以上のパラメータの測定値を受信し、前記第１のチャンバに１つ以上の加水分解酵素を導入するように構成されたコントローラを備え、前記第１のチャンバに導入される加水分解酵素の量は、前記１つ以上のパラメータの値に依存している、請求項４〜６のいずれか一項に記載の嫌気性消化装置。
【請求項８】
前記装置は、有機物を前記第１のチャンバから前記第２のチャンバに、および前記第２のチャンバから前記第１のチャンバに移動させ、従って、メタン生成微生物を前記第２のチャンバから前記第１のチャンバに移動させるように構成されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の嫌気性消化装置。
【請求項９】
嫌気性消化の前に有機物を浸軟するためのマセレータを備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の嫌気性消化装置。
【請求項１０】
前記第１のチャンバおよび／または前記第２のチャンバ内の有機物を攪拌するための手段を備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の嫌気性消化装置。
【請求項１１】
前記第１のチャンバおよび／または前記第２のチャンバ内の有機物の嫌気性消化中に生成されるガスから、二酸化炭素、水素硫化物、アンモニアのうちの１つ以上を除去するように構成された１つ以上のフィルタを含むガス精製器を備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の嫌気性消化装置。
【請求項１２】
前記ガス精製器からガスの流れを受け取り、前記ガスの燃焼により生成された電気および／または熱を出力するように構成されたジェネレータを更に備える、請求項１１に記載の嫌気性消化装置。
【請求項１３】
前記ジェネレータは、マイクロ熱電併給ジェネレータである、請求項１２に記載の嫌気性消化装置。
【請求項１４】
有機物の嫌気性消化に、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の嫌気性消化装置を使用する方法であって、前記第１のチャンバで有機物を酢酸生成微生物に曝露するステップと、前記有機物の少なくとも一部を前記第１のチャンバから前記第２のチャンバに移送するステップと、前記有機物の少なくとも一部を、前記第２のチャンバ内のメタン生成微生物に曝露するステップとを含む、方法。
【請求項１５】
前記第１のチャンバを１０℃以下の温度に冷蔵し、前記第２のチャンバを１０℃より高い温度に加熱するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
メタン生成微生物が前記第２のチャンバから前記第１のチャンバに移送されるが、前記第１のチャンバの冷蔵または加熱に起因して、メタン生成が主に前記第２のチャンバで生じるように、前記有機物の少なくとも一部を前記第２のチャンバから前記第１のチャンバに移送するステップを含む、請求項１４または１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１のチャンバで有機物を１つ以上の加水分解酵素に曝露するステップを含む、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１のチャンバおよび／または前記第２のチャンバおよび／またはバッファチャンバ内に保持される材料の体積、質量、組成、タンパク質濃度、窒素含有種の濃度、窒素濃度、炭水化物濃度、脂質濃度、脂肪酸濃度、および／またはｐＨを示す１つ以上のパラメータを測定する１つ以上のセンサを含み、前記コントローラが前記１つ以上のパラメータの測定値を受信し、前記コントローラが、受信された測定値に応答して、前記有機物の一部を前記第１のチャンバまたは前記バッファチャンバから前記第２のチャンバへ移送する、請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記有機物を浸軟するステップを含む、請求項１４〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１のチャンバおよび／または前記第２のチャンバ内の有機物に水を追加するステップまたは攪拌するステップを含む、請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記第２のチャンバに導入される前に、前記第１のチャンバ内のまたは前記第１のチャンバからの有機物を低温殺菌するステップを含む、請求項１４〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１のチャンバおよび／または前記第２のチャンバ内の有機物の嫌気性消化中に生成される１つ以上のガスを濾過して、前記ガスから、二酸化物、硫化水素、アンモニアのうちの１つ以上を除去するガス精製器を含む、請求項１４〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記酢酸生成微生物はアセトバクテリウム属に属する酢酸生成細菌を含み、前記メタン生成微生物はメタノサエタ属に属するメタン生成古細菌を含む、請求項１４〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
有機物からメタンを生成する方法であって、有機物を１０℃以下の温度で酢酸生成微生物に曝露するステップと、続いて、前記有機物の少なくとも一部を、１０℃を超える温度でメタン生成微生物に曝露するステップとを含む、方法。
【請求項２５】
前記有機物を１０℃以下の温度で酢酸生成微生物に曝露するステップの前および／または最中に、１つ以上の加水分解酵素に前記有機物を曝露するステップを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
１０℃以下の温度で酢酸生成微生物およびメタン生成微生物の両方に有機物を曝露するステップと、続いて、前記有機物の少なくとも一部を１０℃より高い温度で前記酢酸生成微生物および前記メタン生成微生物の両方に曝露するステップとを含む、請求項２４または請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記有機物の体積、質量、組成、タンパク質濃度、窒素含有種の濃度、窒素濃度、炭水化物濃度、脂質濃度、脂肪酸濃度、および／またはｐＨを示す１つ以上のパラメータを決定するステップと、前記決定された１つ以上のパラメータに応じて前記有機物の温度を変化させるステップとを含む、請求項２４〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記有機物を浸軟するステップを含む、請求項２４〜２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記酢酸生成微生物および／またはメタン生成微生物への曝露中に前記有機物を撹拌するステップを含む、請求項２４〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記有機物の嫌気性消化で生成される１つ以上のガスを濾過し、それによって前記ガスから、二酸化炭素、硫化水素、アンモニアのうちの１つ以上を除去するステップを含む、請求項２４〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記酢酸生成微生物はアセトバクテリウム属に属する酢酸生成細菌を含み、前記メタン生成微生物はメタノサエタ属に属するメタン生成古細菌を含む、請求項２４〜３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
有機物を加水分解する方法であって、前記有機物中のタンパク質量を示すパラメータを決定するステップと、前記有機物を１つ以上の加水分解酵素に曝露するステップとを含み、前記有機物が曝露される加水分解酵素の量は、前記決定されたパラメータの値に依存する、方法。
【請求項３３】
前記有機物が曝露される加水分解酵素の量は、前記決定されたパラメータの値に比例する、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
有機物の嫌気性消化に使用される微生物培養物であって、アセトバクテリウム属に属する１つ以上の酢酸生成細菌を含む、微生物培養物。
【請求項３５】
前記培養物中に存在する１つ以上の酢酸生成細菌は、アセトバクテリウム・ウッディを含む、またはアセトバクテリウム・ウッディからなる、請求項３４に記載の微生物培養物。
【請求項３６】
メタノサエタ属に属する１つ以上のメタン生成古細菌を更に含む、請求項３４または３５に記載の微生物培養物。
【請求項３７】
前記培養物中に存在する前記メタン生成古細菌は、メタノサエタ・コンシリイを含む、またはメタノサエタ・コンシリイからなる、請求項３６に記載の微生物培養物。
【請求項３８】
有機物の嫌気性消化に使用するための微生物培養物であって、メタノサエタ属に属する１つ以上のメタン生成古細菌を含む、微生物培養物。
【請求項３９】
前記培養物中に存在する１つ以上のメタン生成古細菌は、メタノサエタ・コンシリイを含む、またはメタノサエタ・コンシリイからなる、請求項３８に記載の微生物培養物。
【請求項４０】
有機物の嫌気性消化に使用するための微生物培養物であって、実質的に、アセトバクテリウム属に属する酢酸生成細菌およびメタノサエタ属に属するメタン生成古細菌から構成されている、微生物培養物。
【請求項４１】
前記培養物中に存在する酢酸生成細菌は、アセトバクテリウム・ウッディ種に属し、前記培養物中に存在するメタン生成古細菌は、メタノサエタ・コンシリイを含む、またはメタノサエタ・コンシリイからなる、請求項４０に記載の微生物培養物。
【請求項４２】
微生物を含むまたは微生物からなる微生物培養物であって、前記微生物培養物中の微生物がアセトバクテリウム・ウッディおよびメタノサエタ・コンシリイからなる、微生物培養物。
【請求項４３】
アセトバクテリウム以外の細菌を含まない、請求項３４〜４２のいずれか一項に記載の微生物培養物。
【請求項４４】
請求項３４〜４３のいずれか一項に記載の微生物培養物、および加水分解酵素を含む、嫌気性消化装置。
【請求項４５】
有機物からメタンを生成する方法であって、前記有機物をアセトバクテリウム属に属する酢酸生成細菌およびメタノサエタ属に属するメタン生成古細菌に曝露するステップを含む、方法。
【請求項４６】
前記酢酸生成細菌はアセトバクテリウム・ウッディ種に属し、前記メタン生成古細菌はメタノサエタ・コンシリイ種に属する、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
バクテリアの消化によるものではなく、１つ以上の前記加水分解酵素の存在のみに起因して、前記有機物中の少なくとも１つの化学種、または前記有機物のうちの少なくとも０．１質量％が、アセトバクテリウムによって代謝され得る、かつ、代謝される形態に加水分解されるように、前記有機物を１つ以上の加水分解酵素に曝露するステップを含む、請求項４５または４６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、嫌気性消化装置、有機物の嫌気性消化における嫌気性消化装置の使用方法、有機物からメタンを生成するための装置および方法、有機物から再生可能電力を生成するための装置および方法、有機物から電気を生成するための装置および方法、有機物の加水分解方法、並びに、有機物の嫌気性消化に使用するための微生物培養物に関する。
【背景技術】
【０００２】
嫌気性消化とは、酸素が存在しない状態で微生物が有機物を分解するプロセスの集合体を指す。嫌気性消化には、有機ポリマー（炭水化物やタンパク質等）の小有機分子への生化学的加水分解と、そのような小分子のメタン、二酸化炭素、窒素および水素、並びにその他の副産物への変換とが含まれる。嫌気性消化は、食品廃棄物や下水汚泥等の生分解性廃棄物のリサイクルにおける処理プロセスの一部として使用される。このプロセスは、通常、バイオガス（約５０％〜８０％のメタンを含む）と、液体および固体の発酵残渣（ｄｉｇｅｓｔａｔｅ）とを生成する。バイオガスは燃料として使用することができるため、嫌気性消化は再生可能エネルギー源と考えられている。バイオガスを更に精製して、バイオメタンを生成することができ、これは、天然ガスと同様のメタン含有量を有する。発酵残渣は、栄養価の高い肥料としてだけでなく、価値の高い化学製品源としても役立ち得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
制御された嫌気性消化は、バイオガスおよびバイオメタンの生産で使用されるように、通常、家庭および商業施設から収集された食品廃棄物、農場廃棄物、特別なエネルギー作物、肥料および下水汚泥の組み合わせを使用して産業規模で実行される。商業用の嫌気性消化装置は、通常、人間に対して病原性がある微生物を利用する故に、家庭環境での使用には適さない。特に病原性加水分解微生物は、商業用の嫌気性消化装置で一般的に使用されている。商業用の嫌気性消化装置は、典型的には大型かつ複雑であり、一般的に不快な臭いを周囲環境に放出する。
【０００４】
従って、家庭環境での使用に安全かつ実用的である嫌気性消化装置および微生物培養物の両方を提供することが有益であろう。消化装置に投入される材料のメタンへのより完全な変換が可能である嫌気性消化装置および微生物培養物を提供することも有益であろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様は、嫌気性消化装置を提供する。装置は、嫌気性消化の前および／または嫌気性消化中に有機物を保持するための第１のチャンバと、嫌気性消化中に有機物を保持するための第２のチャンバとを含む。装置は、典型的には（即ち、使用時には）、第１のチャンバ（即ち、その内容物）を冷蔵または加熱するように構成されており、換言すると、第１のチャンバが典型的に冷蔵または加熱される。
【０００６】
第１のチャンバの温度は、第１のチャンバのメタン生成を抑制する温度に冷蔵または加熱（通常は調整）される（例えば、メタン生成率を、第２のチャンバにおけるメタン生成率の１０％未満、５％未満、または好ましくは１％未満に低減する）。従って、メタン生成は主に第２のチャンバで生じる。
【０００７】
メタン生成は、存在する、生きたメタン生成微生物によりメタン生成を抑制する温度まで第１のチャンバの温度を低下させることによって、または、存在する、あるいはメタン生成菌を殺す、生きたメタン生成微生物によりメタン生成を抑制する温度まで第１のチャンバの温度を上昇させることによって、抑制することができる。
【０００８】
装置は、典型的には、有機物を第１のチャンバから第２のチャンバへ、および第２のチャンバから第１のチャンバへ移動させるように構成される。従って、第１のチャンバを冷蔵または加熱することなく、第２のチャンバからのメタン生成微生物が第１のチャンバに移動され、第１のチャンバに著しいメタン生成が生じるであろう。
【０００９】
嫌気性消化とは、酸素が存在しない状態で微生物が有機物を分解するプロセスを意味することが理解されよう。嫌気性消化を担う微生物には、通常、嫌気性細菌および／または嫌気性古細菌が含まれる。嫌気性消化には、通常、次のプロセス：大分子（例えば、炭水化物（多糖類）および／またはタンパク質（ポリペプチド）および／または脂質（トリグリセリド等）等のポリマー）を加水分解してより小さい分子（例えば、単糖、アミノ酸および／または脂肪酸）を形成するプロセス；加水分解の生成物の酸生成により、例えば揮発性脂肪酸（ＶＦＡ）を形成するプロセス；加水分解の生成物の酢酸生成および／または酸生成による酢酸の形成；並びに、加水分解、酸生成、および／または酢酸生成の生成物のメタン生成によるメタン（ＣＨ４）の形成のうちの１つ以上が含まれる。制御された有機物の嫌気性消化は、バイオガスの生産に使用される。バイオガスは様々なガスの混合物であるが、通常は少なくとも５０％のメタンを含んでいる。バイオガスには、二酸化炭素（ＣＯ２）、窒素（Ｎ２）、水素（Ｈ２）、硫化水素（Ｈ２Ｓ）および／または酸素（Ｏ２）も含まれる。
【００１０】
装置は、第１のチャンバを１０℃以下、または８℃以下、または６℃以下、または４℃以下の温度に冷蔵するように構成されてもよい。
【００１１】
装置は、第１のチャンバを４０℃以上、または５０℃以上、または６０℃以上の温度に加熱するように構成されてもよい。
【００１２】
装置は、通常、２段階の嫌気性消化プロセスで使用するように構成されており、即ち、嫌気性消化の最初の段階（例えば、加水分解、酸生成、および／または酢酸生成を含む）が第１の位置で（例えば、ほぼ同時に）行われ、続いてメタン生成が第１の位置から（少なくとも部分的に）離れた第２の位置で行われる。２段階の嫌気性消化プロセスでは、加水分解、酸生成および／または酢酸生成は、通常、（冷蔵または加熱された）第１のチャンバで行われ、メタン生成は、通常、第２のチャンバで行われる。加水分解、酸生成および／または酢酸生成微生物および／または酵素（これらは通常、併せて有機物の加水分解、酸生成および／または酢酸生成に関与する）は、通常、メタン生成微生物よりも低い温度に耐えることができ、実際にはメタン生成微生物よりも低い温度で増殖することが可能である。メタン生成微生物は、通常、低温（例えば１０℃未満）では抑制され、高温（例えば１０℃超）では増殖する傾向がある。通常、第１のチャンバの冷蔵は、メタン生成を主に第１のチャンバではなく第２のチャンバで行いつつ、嫌気性消化中に有機物を第１のチャンバと第２のチャンバとの間で（その逆も可）移動することができることを意味する。あるいは、メタン生成微生物を抑制するまたは殺すのに十分な温度まで第２のチャンバを加熱するが、加水分解、酸生成、および／または酢酸生成微生物および／または酵素が機能している場合も、有機物を第１のチャンバと第２のチャンバとの間（その逆も可）で移動可能としつつ、主に第２のチャンバでのメタン生成を可能にする。
【００１３】
本発明者は、メタン生成のプロセスを加水分解、酸生成および／または酢酸生成のプロセスから分離する（即ち、空間的に分離する）ことによって、有機物のより完全なメタン生成が可能となることを発見した。これは、メタン生成微生物が特に敏感な、揮発性脂肪酸（ＶＦＡ）濃度（加水分解、酸生成、および／または酢酸生成中に生成される（ＶＦＡ（および主に酢酸））、窒素濃度およびｐＨ等の重要なプロセスパラメータが、第１のチャンバと第２のチャンバとの間の発酵残渣の流れを調整することにより、メタン生成が発生する領域においてより正確に制御され得るからである。プロセスパラメータを最適化して、メタン出力を最大化し、システムの摂動を制御することができる。
【００１４】
従って、第１のチャンバおよび第２のチャンバの両方は、典型的には消化チャンバ、即ち、使用時に嫌気性消化のうちの１つ以上の段階が実行されるチャンバである。
【００１５】
更に、第１のチャンバは、実際には、嫌気性消化前の有機物の貯蔵チャンバとして機能し得る。第１のチャンバが貯蔵チャンバとして機能する場合、前記第１のチャンバの冷蔵により、その中に保持されている有機物の分解を遅らせ、従って、装置から周囲環境への不快な臭いの放出を低減する。これは、例えば家庭内で装置を使用する場合に重要である。例えば、電力供給の安価なオフピーク期間を利用するために、嫌気性消化の前に何時間も第１のチャンバに有機物を保管する必要があるかもしれない。
【００１６】
従って、「嫌気性消化前および／または嫌気性消化中」に有機物を保持する第１のチャンバとは、嫌気性消化前あるいは嫌気性消化中、または嫌気性消化前および嫌気性消化中の両方のいずれかに有機物を保持する第１のチャンバを指すことが理解されよう。
【００１７】
しかしながら、装置は、（典型的には浸軟された）廃棄物が（いくつかの実施形態では前記低温殺菌チャンバを介して）第１のチャンバに移される前に収容される貯蔵チャンバを備えてもよい。装置は、嫌気性消化のために有機物を第１のチャンバに移送するように構成された制御可能なポンプを備えてもよい。貯蔵チャンバは冷蔵されてもよい。装置は、貯蔵チャンバを冷蔵する手段を備えてもよい。
【００１８】
装置は、第１のチャンバを冷蔵するための手段を備えてもよい。装置は、第１の消化チャンバを冷却するように構成されたヒートポンプを備えてもよい。第１のチャンバを冷蔵するための手段は、（家庭用冷蔵庫で一般的に使用されるような）蒸気圧縮装置、蒸気吸収装置、（ペルチェ式冷蔵庫で使用されるような）熱電冷却装置のうちの１つ以上を備えてもよい。
【００１９】
装置は、第１のチャンバを加熱するための手段を備えてもよい。従って、加水分解および酸生成は温度を上げて実施することができる。装置は、第１のチャンバ内の物質を低温殺菌するように、例えば物質を閾値温度（典型的には４０℃以上、５０℃以上または６０℃以上）より高い温度まで少なくとも所定の期間（例えば１時間以上）にわたり加熱するように適合させることができる。これは、加水分解および酸生成と同時に、またはその後に実行することができる。
【００２０】
装置は、第１のチャンバおよび第２のチャンバに接続されたバッファチャンバを備えてもよく、このバッファチャンバを通して有機物が第１のチャンバから第２のチャンバに移動する。装置は、バッファチャンバ内の有機物を低温殺菌する（例えば、所定の時間、例えば少なくとも１時間にわたり、所定の温度、一般的には少なくとも６０℃まで加熱する）ように構成されてもよい。
【００２１】
装置は、消化のために第１のチャンバに移される前に、（例えば、浸軟された）有機廃棄物が収容される低温殺菌チャンバを備えてもよい。前記低温殺菌チャンバは、少なくとも所定の期間（例えば、１時間以上）にわたり、閾値温度（例えば、６０℃以上）を超える温度まで加熱されてもよい。続いて、結果的に得られる低温殺菌された物質を、加水分解および酸生成のために第１のチャンバに移すことができる。
【００２２】
第１のチャンバは断熱されていてもよい。第１のチャンバは、断熱材料から形成されてもよい。第１のチャンバは、断熱材料によって（即ち、少なくとも部分的に）包囲されていてもよい。
【００２３】
第２のチャンバは断熱されていてもよい。第２のチャンバは、断熱材料から形成されてもよい。第２のチャンバは、断熱材料によって（即ち、少なくとも部分的に）包囲されていてもよい。
【００２４】
第１のチャンバおよび第２のチャンバは、互いに断熱されていてもよい。第１のチャンバと第２のチャンバとの間に断熱材料を設けることができる。
【００２５】
装置は、典型的には、有機物を導入することができる入口を含む。入口は、第１のチャンバ内に（即ち直接的に）延在していてもよい。入口は（即ち、少なくとも部分的に）密閉可能であってもよい。入口は、気密シールを備えてもよい。入口を密閉することにより、通常、不快な臭いが装置から周囲環境に逃げるのを防ぐ。
【００２６】
装置は、典型的には、嫌気性消化の前に有機物を浸軟するためのマセレータを含む。当業者は、浸軟とは、有機物固体を切断または切り刻んで固体粒子サイズを小さくすることを指すことを理解するであろう。マセレータは、１つ以上のブレードを備えてもよい。１つ以上のブレードは回転可能であってもよい。マセレータはチョッパーポンプを備えてもよい。装置は、マセレータが設けられる浸軟チャンバを備えてもよい。入口は、有機物が浸軟チャンバに導入されるように、浸軟チャンバ内に（即ち、直接的に）延在してもよい。（即ち、浸軟された）有機物が浸軟チャンバから第１のチャンバに移動することができるように、浸軟チャンバと第１のチャンバ（または存在する場合には貯蔵チャンバ）との間に導管を設けてもよい。浸軟チャンバは、（即ち、浸軟された）有機物が重力により浸軟チャンバから第１のチャンバ（または存在する場合には貯蔵チャンバ）に落下および／または流入するように、第１のチャンバ（または存在する場合には貯蔵チャンバ）の上に（即ち垂直に）設けられてもよい。
【００２７】
装置は、１つ以上の水スプレー等の水源を備えてもよい。水源（例えば、１つ以上の水スプレー）は、（即ち使用時に）マセレータの少なくとも一部（例えば、１つ以上のブレード）に水を指向する（例えば、噴霧する）ように構成されてもよい。マセレータの少なくとも一部に水を指向することにより、一般には、有機物がマセレータを通過しやすくなり、目詰まりが減少する。（即ち、浸軟された）有機物への水の添加は、一般的には、存在する有機物の嫌気性消化を容易にするための有機物スラリーの形成を助ける。水の添加は、有機物スラリーの窒素濃度の調整にも役立ち得る。
【００２８】
水源（例えば、１つ以上の水スプレー）は、（即ち、使用時に）水を第１のチャンバに指向する（例えば、噴霧する）ように構成されてもよい。
【００２９】
有機物が前記第１のチャンバと第２のチャンバとの間を前記導管を通して移動することができるように、導管は、第１のチャンバと第２のチャンバとの間で（即ち、直接的にまたは少なくとも１つの更なる（例えば、バッファ）チャンバを介して、第１のチャンバから第２のチャンバまで）延在し得る。装置は、導管を通る第１のチャンバと第２のチャンバとの間の有機物の動きを調節するための有機物流量調整手段（例えば、有機物流量調整弁）を備えてもよい。有機物流量調整手段は、ポンプを含む（例えば、からなる）ことができる。ポンプは、二方向ポンプであってもよく、即ち、有機物が第１のチャンバから第２のチャンバに、かつ、第２のチャンバから第１のチャンバに汲み出され得るようにすることができる。
【００３０】
第１のチャンバおよび第２のチャンバは、互いに隣接して（即ち、水平に）配置されてもよい。第１のチャンバと第２のチャンバとの間の導管は、前記第１のチャンバと第２のチャンバとの間でほぼ水平に延在してもよい。
【００３１】
通常、第２のチャンバは冷蔵されない。
【００３２】
装置は、周囲温度（即ち、周囲環境の温度）よりも高くなるように第２のチャンバ（例えば、その内容物）の温度を調整するように構成されてもよい。装置は、第２のチャンバ（例えば、その内容物）の温度を、第１のチャンバ（例えば、その内容物）の温度よりも高く調整するように構成されてもよい。装置は、第２のチャンバ（例えば、その内容物）の温度を、第１のチャンバ（例えば、その内容物）の温度より少なくとも１０℃高くなるよう調整するように構成されてもよい。しかしながら、メタン生成を抑制するために第１のチャンバが加熱される場合、装置は、第１のチャンバ（例えば、その内容物）の温度を第２のチャンバ（例えば、その内容物）の温度よりも少なくとも１０℃だけ高くなるよう調整するように構成されてもよい。
【００３３】
装置は、第２のチャンバ（例えば、その内容物）を加熱するように構成されてもよく、即ち、第２のチャンバは加熱されてもよい。装置は、第２のチャンバ（例えば、その内容物）を１０℃より高い、または１５℃より高い、または２０℃より高い、または２５℃より高い、または３０℃より高い温度に加熱するように構成されてもよい。しかしながら、第２のチャンバ（例えば、その内容物）が加熱される温度は、例えば、５０℃未満または典型的には４０℃未満であり得る。メタン生成微生物は、通常、より高い温度（例えば１０℃超）で増殖するため、一般には、第１のチャンバに対して第２のチャンバを加熱することにより、冷蔵された第１のチャンバと比較して、第２のチャンバ内でのメタン生成微生物の著しい増殖が促進される。
【００３４】
装置は、直接的にまたは１つ以上の更なるチャンバ（例えば、バッファチャンバ）を介して、第１のチャンバから第２のチャンバに（例えば、酢酸生成微生物およびメタン生成微生物と共に）有機物を移す（例えば、供給する）ように構成されてもよい。装置は、直接的にまたは１つ以上の更なるチャンバ（例えば、バッファチャンバ）を介して、第２のチャンバから第１のチャンバに（例えば、酢酸生成微生物およびメタン生成微生物と共に）有機物を移すように構成されてもよい。装置は、直接的にまたは１つ以上の更なるチャンバ（例えば、バッファチャンバ）を介して、第１のチャンバと第２のチャンバとの間で（例えば、酢酸生成微生物およびメタン生成微生物と共に）有機物を往復させる（例えば、循環させる）ように構成されてもよい。有機物が第１のチャンバと第２のチャンバとの間で移動（例えば、循環）すると、通常、第１のチャンバで酸生成および酢酸生成が（即ち、主に）行われ、第２のチャンバでメタン生成が（即ち、主に）行われる（メタン生成微生物は、一般に、第１のチャンバが冷蔵されている場合、温度が低いために第１のチャンバでは活性が低く、または、第１のチャンバが加熱されている場合、温度が高いために第２のチャンバでは活性が低い、あるいは殺されるからである）。
【００３５】
装置は、第２のチャンバを加熱するための手段を備えてもよい。装置は、第２のチャンバの内容物を加熱するための手段を備えてもよい。装置は、（即ち、使用時に）第２のチャンバ（例えば、その内容物）を加熱するように構成されたヒーターを備えてもよい。装置は、（即ち、使用時に）第２のチャンバ（例えば、その内容物）を加熱するように構成された１つ以上の加熱要素を備えてもよい。
【００３６】
装置は、第１のチャンバ内の有機物を攪拌するための手段を備えてもよい。例えば、装置は、第１のチャンバ内に設けられる１つ以上のパドルを備えてもよい。１つ以上のパドルは、１つ以上のパドルの動き（例えば、回転）が第１のチャンバの内容物の攪拌（例えば、混合）を引き起こすように、移動可能（例えば、回転可能）であってもよい。
【００３７】
装置は、第２のチャンバ内の有機物を攪拌するための手段を備えてもよい。例えば、装置は、第２のチャンバ内に設けられる１つ以上のパドルを備えてもよい。１つ以上のパドルは、１つ以上のパドルの動き（例えば、回転）が、第２のチャンバの内容物の攪拌（例えば、混合）を引き起こすように、移動可能（例えば、回転可能）であってもよい。
【００３８】
第１のチャンバは取り外し可能（例えば、交換可能）であってもよい。第２のチャンバは取り外し可能（例えば、交換可能）であってもよい。第１のチャンバおよび／または第２のチャンバは、装置の洗浄または修理を可能にするために取り外し可能であってもよい。過剰な固体および／または液体の発酵残渣を装置から除去するため、または新鮮な微生物種菌を装置に導入するために、第２のチャンバの除去および／または交換が必要な場合もある。
【００３９】
装置は、ガス精製器を備えてもよい。ガス精製器は、１つ以上のフィルタを備えてもよい。１つ以上のフィルタは、第１のチャンバおよび／または第２のチャンバ内の有機物の嫌気性消化中に生成されるガスから１つ以上の（即ち、ガス状）種を（例えば、選択的に）除去するように構成され得る。１つ以上のフィルタは、二酸化炭素（ＣＯ２）、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、アンモニア（ＮＨ３）のうちの１つ以上を（例えば、選択的に）除去するように構成されてもよい。１つ以上のフィルタは、炭素（例えば、活性炭、木炭）を含んでもよい。１つ以上のフィルタは、過マンガン酸カリウムを含んでもよい。
【００４０】
装置は、ガス精製器（即ち、１つ以上のフィルタ）が配置されているガス精製チャンバを備えてもよい。装置は、ガスを前記第１のチャンバとガス精製チャンバとの間、および／または、前記第２のチャンバとガス精製チャンバとの間で輸送することができるように、第１のチャンバとガス精製チャンバとの間（即ち、第１のチャンバからガス精製チャンバまで）および／または、第２のチャンバとガス精製チャンバとの間（即ち、第２のチャンバからガス生成チャンバまで）延在する１つ以上の導管を備えてもよい。
【００４１】
装置は、ジェネレータを備えてもよい。ジェネレータは、典型的には、第１のチャンバおよび／または第２のチャンバおよび／またはガス精製器（例えば、ガス精製チャンバ）からのガス（例えば、バイオガス、換言すると、少なくとも主にメタンガス）の流れを受け取るように構成される。ジェネレータは、受け取ったガスを燃焼させるように構成されてもよい。ジェネレータは、ガスの燃焼によって生成された電気および／または熱を出力するように構成されてもよい。ジェネレータは、熱電併給（ＣＨＰ）ジェネレータであってもよい。ジェネレータは、マイクロ熱電併給（マイクロＣＨＰ）ジェネレータであってもよい。
【００４２】
装置は、ガス貯蔵チャンバ（即ち、ガスアキュムレータ）を備えてもよい。ガス貯蔵チャンバ（即ち、ガスアキュムレータ）は、一般に、ガスがジェネレータに送り込まれる前にガスを貯蔵するように構成されている。ガス貯蔵チャンバは、典型的には、２５０Ｌ未満、またはより典型的には２００Ｌ未満、またはより典型的には１５０Ｌ未満のガスを貯蔵するように構成されている（例えば、寸法決めされている）。ガス貯蔵チャンバは、約１００Ｌのガスを貯蔵するように構成（例えば、寸法決め）されてもよい。
【００４３】
ジェネレータは、（例えば、本管から来るガス供給から）天然ガスの流れを受け取るように構成されてもよい。ジェネレータは、第１のガス流および第２のガス流を受け取るように構成されてもよく、第１のガス流は、第１のチャンバおよび／または第２のチャンバおよび／またはガス精製器（例えば、ガス精製チャンバ）および／またはガス貯蔵チャンバ（例えば、ガスアキュムレータ）からのガス（例えば、バイオガス）の流れであり、第２のガス流は、（例えば、本管から来るガス供給からの）天然ガスの流れである。装置（例えば、ジェネレータ）は、ジェネレータへの第１のガス流および／または第２のガス流を調整するように構成されたガス流量調整器（例えば、バルブ、例えば、ソレノイドバルブ）を備えてもよい。
【００４４】
ジェネレータは、通常、バイオガスが天然ガスの発熱量（一般に、３７．５ＭＪ／ｍ３）と同様の発熱量（一般に、３０ＭＪ／ｍ３〜３４ＭＪ／ｍ３）の高メタン含有量を有する故に、第１のチャンバおよび／または第２のチャンバでの嫌気性消化によって生成される天然ガスおよびバイオガスの両方を燃焼させることができる。
【００４５】
装置（例えば、ガス流量調整器）は、ガス貯蔵チャンバに貯蔵されたガスの体積が閾値体積を超えたときに、ガス貯蔵チャンバ（例えば、ガスアキュムレータ）からジェネレータへのガスの流れを可能にするように構成されてもよい。装置（例えば、ガス流量調整器）は、ガス貯蔵チャンバに貯蔵されたガスの体積が最小値を下回ったときに、ガス貯蔵チャンバ（例えば、ガスアキュムレータ）からジェネレータへのガスの流れを制限（例えば、防止）するように構成されてもよい。装置（例えば、ガス流量調整器）は、ガス貯蔵チャンバからジェネレータへのガスの流れが制限されている（例えば、妨げられている）ときに、例えば、ガス貯蔵チャンバに貯蔵されたガスの体積が最小体積を下回る場合に、天然ガスの（例えば、本管から来るガス供給から）ジェネレータへの流れを可能にするように構成されてもよい。装置（例えば、ガス流量調整器）は、ガス貯蔵チャンバ（例えば、ガスアキュムレータ）からのガスの流れが許可されるとき、例えば、ガス貯蔵チャンバに貯蔵されているガスの体積が閾値体積を超えた場合、天然ガスの（例えば、本管から来るガス供給から）ジェネレータへの流れを制限する（例えば、妨げる）ように構成されてもよい。
【００４６】
ジェネレータは、ジェネレータによって生成された電気を、例えばネットメーターを使用して電力系統に供給することができるように、電力系統に接続してもよい。
【００４７】
ジェネレータは、一般に、１時間あたり約６００Ｌのガス（即ち、天然ガスおよび／またはバイオガス）を消費して、１ｋＷｅの電気および５．５ｋＷの熱を生成する。
【００４８】
装置は、一般に、処理される有機物１ｋｇあたり１００Ｌのバイオガスを生成する。
【００４９】
装置は、１つ以上のセンサを備えてもよい。１つ以上のセンサは、１つ以上の嫌気性消化プロセスパラメータを測定するように構成されてもよい。
【００５０】
１つ以上のセンサは、第１のチャンバおよび／または存在する場合にはバッファチャンバ内の材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）の体積を示すパラメータを測定するように構成されてもよい。１つ以上のセンサは、第１のチャンバおよび／または存在する場合にはバッファチャンバ内の材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）の質量を示すパラメータを測定するように構成されてもよい。
【００５１】
１つ以上のセンサは、第１のチャンバおよび／または存在する場合にはバッファチャンバ内に保持される材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）の組成を示す１つ以上のパラメータを測定するように構成されてもよい。１つ以上のセンサは、第１のチャンバおよび／または存在する場合にはバッファチャンバ内に保持される材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）中のタンパク質の量（例えば、濃度）を示す１つ以上のパラメータを測定するように構成されてもよい。１つ以上のセンサは、第１のチャンバおよび／または存在する場合にはバッファチャンバ内に保持される材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）中の窒素含有種（例えば、分子、化合物等）の量（例えば、濃度）を示す１つ以上のパラメータを測定するように構成されてもよい。１つ以上のセンサは、第１のチャンバおよび／または存在する場合にはバッファチャンバ内に保持される材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）中の窒素の量（例えば、濃度）を示す１つ以上のパラメータを測定するように構成されてもよい。１つ以上のセンサは、１つ以上のケルダールプローブを含む（例えば、からなる）ことができる。１つ以上のセンサは、１つ以上のアンモニア用イオン電極を含む（例えば、からなる）ことができる。１つ以上のセンサは、第１のチャンバおよび／または存在する場合にはバッファチャンバ内に保持された材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）中の炭水化物の量（例えば、濃度）を示す１つ以上のパラメータを測定するように構成されてもよい。１つ以上のセンサは、第１のチャンバおよび／または存在する場合にはバッファチャンバ内に保持される材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）中の脂質（例えば、脂肪）の量（例えば、濃度）を示す１つ以上のパラメータを測定するように構成されてもよい。
【００５２】
１つ以上のセンサは、第１のチャンバおよび／または存在する場合にはバッファチャンバ内の材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）中の１つ以上の脂肪酸（即ち、揮発性脂肪酸）の濃度を示すパラメータを測定するように構成されてもよい。例えば、１つ以上のセンサは、第１のチャンバおよび／または存在する場合にはバッファチャンバ内の材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）中のギ酸（ＣＨ２Ｏ２）、酢酸（Ｃ２Ｈ４Ｏ２）、プロピオン酸（Ｃ３Ｈ６Ｏ２）、酪酸（Ｃ４Ｈ８Ｏ２）および／または吉草酸（Ｃ５Ｈ１０Ｏ２）の濃度を示すパラメータを測定するように構成することができる。１つ以上のセンサは、１つ以上の（または任意の）揮発性脂肪酸を感知する揮発性脂肪酸（ＶＦＡ）センサ、例えば、光学ＶＦＡセンサ（ファブリ・ペロー分光計および／または減衰全反射（ＡＴＲ）プローブを含むＶＦＡセンサ等）を含む（例えば、からなる）ことができる。ＶＦＡセンサは、酢酸センサ、例えば光学（典型的には赤外線）酢酸センサであってもよい。典型的には、酢酸が主なＶＦＡである故に、いくつかの実施形態では、酢酸を測定すれば十分であり得る。
【００５３】
１つ以上のセンサは、第１のチャンバおよび／または存在する場合にはバッファチャンバ内の材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）のｐＨを示すパラメータを測定するように構成されてもよい。１つ以上のセンサは、例えばｐＨメーター等のｐＨセンサであってもよい。
【００５４】
１つ以上のセンサは、第１のチャンバおよび／または存在する場合にはバッファチャンバ（例えば、その内容物）の温度（例えば、第１のチャンバおよび／または存在する場合にはバッファチャンバ内の材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）の温度）を示すパラメータを測定するように構成されてもよい。１つ以上のセンサは温度センサであってもよい。例えば、１つ以上のセンサは、１つ以上のサーミスタ、熱電対、または抵抗温度計を含む（例えば、からなる）ことができる。
【００５５】
１つ以上のセンサは、第２のチャンバ内の材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）の体積を示すパラメータを測定するように構成されてもよい。１つ以上のセンサは、第２のチャンバ内の材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）の質量を示すパラメータを測定するように構成されてもよい。
【００５６】
１つ以上のセンサは、第２のチャンバ内に保持される材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）の組成を示す１つ以上のパラメータを測定するように構成されてもよい。１つ以上のセンサは、第２のチャンバ内に保持される材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）中のタンパク質の量（例えば、濃度）を示す１つ以上のパラメータを測定するように構成されてもよい。１つ以上のセンサは、第２のチャンバ内に保持される材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）中の窒素含有種（例えば、分子、化合物等）の量（例えば、濃度）を示す１つ以上のパラメータを測定するように構成されてもよい。１つ以上のセンサは、第２のチャンバ内に保持される材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）中の窒素の量（例えば、濃度）を示す１つ以上のパラメータを測定するように構成されてもよい。１つ以上のセンサは、１つ以上のケルダールプローブを含む（例えば、からなる）ことができる。１つ以上のセンサは、１つ以上のアンモニア用イオン電極を含む（例えば、からなる）ことができる。１つ以上のセンサは、第２のチャンバ内に保持される材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）中の炭水化物の量（例えば、濃度）を示す１つ以上のパラメータを測定するように構成されてもよい。１つ以上のセンサは、第２のチャンバ内に保持される材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）中の脂質（例えば、脂肪）の量（例えば、濃度）を示す１つ以上のパラメータを測定するように構成されてもよい。
【００５７】
１つ以上のセンサは、第２のチャンバ内の材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）中の１つ以上の脂肪酸（即ち、揮発性脂肪酸）の濃度を示すパラメータを測定するように構成されてもよい。例えば、１つ以上のセンサは、第２のチャンバ内の材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）中のギ酸（ＣＨ２Ｏ２）、酢酸（Ｃ２Ｈ４Ｏ２）、プロピオン酸（Ｃ３Ｈ６Ｏ２）、酪酸（Ｃ４Ｈ８Ｏ２）および／または吉草酸（Ｃ５Ｈ１０Ｏ２）の濃度を示すパラメータを測定するように構成することができる。１つ以上のセンサは、揮発性脂肪酸（ＶＦＡ）センサ、例えば、光学ＶＦＡセンサ（ファブリ・ペロー分光計および／または減衰全反射（ＡＴＲ）プローブを含むＶＦＡセンサ等）を含む（例えば、からなる）ことができる。
【００５８】
１つ以上のセンサは、第２のチャンバ内の材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）のｐＨを示すパラメータを測定するように構成されてもよい。１つ以上のセンサは、例えば、ｐＨメーター等のｐＨセンサであってもよい。
【００５９】
１つ以上のセンサは、第２のチャンバ（例えば、その内容物）の温度（例えば、第２のチャンバ内の材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）の温度）を示すパラメータを測定するように構成されてもよい。１つ以上のセンサは、温度センサであってもよい。例えば、１つ以上のセンサは、１つ以上のサーミスタ、熱電対、または抵抗温度計を含む（例えば、からなる）ことができる。
【００６０】
装置はコントローラを備えてもよい。コントローラは、１つ以上のセンサから１つ以上のパラメータの測定値を受信するように構成されてもよい。コントローラは、受信した測定値に応じて装置の動作を変更させるように構成されてもよい。例えば、コントローラは、第１のチャンバの温度の測定値を受信し、受信した温度測定値に応じて第１のチャンバを（適宜）冷蔵または加熱するための手段の動作を調整するように構成されてもよい。コントローラは、１つ以上のパラメータ（第１のチャンバおよび／または第２のチャンバおよび／または存在する場合にはバッファチャンバ中の材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）の体積、質量、組成、タンパク質濃度、窒素含有種の濃度、窒素濃度、炭水化物濃度、脂質（例えば、脂肪）濃度、脂肪酸（即ち、揮発性脂肪酸）濃度、および／またはｐＨ等）の受信した測定値に応答して、第１のチャンバと第２のチャンバとの間（および／またはバッファチャンバが存在する場合にはバッファチャンバと第２のチャンバとの間）の有機物（例えば、有機物スラリー）の動きを調整する（即ち、変化させる）ように構成されてもよい。
【００６１】
従って、コントローラは、典型的には、加水分解および酸生成に曝された材料の１つ以上のパラメータの測定値を考慮して、第２のチャンバへの有機物の移動速度を制御する。
【００６２】
コントローラは、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）であり得る。コントローラは、プロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ）を含み得る。
【００６３】
コントローラは、比例積分微分（ＰＩＤ）コントローラであり得る。当業者は、ＰＩＤコントローラが、所望のシステム設定点と測定されたプロセス変数との間の差としてエラー値が計算され、比例項、積分項および微分項に基づいてシステム補正が適用される制御ループフィードバックメカニズムを利用するコントローラであることを理解するだろう。しかしながら、コントローラは、インテリジェントコントローラであることがより一般的である。当業者は、インテリジェントコントローラが、システムを調整するために何らかの形態の人工知能を利用するコントローラであることを理解するだろう。インテリジェントコントローラにより使用可能な人工知能手法には、ニューラルネットワーク、ベイズ確率、ファジー論理、機械学習、進化的計算、および遺伝的アルゴリズムが含まれる。
【００６４】
装置は、信号送信機および／または信号受信機を備えてもよい。例えば、装置は、無線ネットワーク送信機および／または受信機、または、ブルートゥース送信機および／または受信機を備えてもよい。コントローラは、送信機および／または受信機を使用してリモートデバイス（パーソナルコンピュータ、タブレットコンピュータ、および／または携帯電話等）と通信するように構成（例えばプログラム）されてもよい。
【００６５】
コントローラは、１つ以上のセンサからの１つ以上の出力に応じて、リモートデバイスに信号を送信する、およびリモートデバイスから信号を受信するようにプログラムされてもよい。例えば、コントローラは、第１のチャンバおよび／または第２のチャンバの窒素濃度および／またはＶＦＡ濃度が臨界閾値を超えた場合、および／または、第２の消化チャンバ内の材料の体積が臨界値を超えた場合、または１つ以上のガスセンサが装置の外側でメタンを検出した場合、リモートデバイスに警報を発するようにプログラムされてもよい。
【００６６】
装置は、第１のチャンバおよび／または第２のチャンバの外側（例えば、装置の外側）の１つ以上のガス（例えば、メタン）を検出（例えば、その濃度を測定）するように構成された１つ以上のガスセンサ（例えば、１つ以上のメタンセンサ）を備えてもよい。コントローラは、通常、１つ以上のガスセンサから１つ以上の出力を受信するように構成される。コントローラは、１つ以上のガスセンサが前記第１のチャンバおよび／または第２のチャンバの外側（または装置の外側）でメタンを検出した場合、第１のチャンバおよび／または第２のチャンバの温度を下げるように構成されてもよい。コントローラは、１つ以上のガスセンサが第１のチャンバおよび／または第２のチャンバ（例えば、装置の外側）でメタンを検出した場合、第１のチャンバおよび／または第２のチャンバの温度を１０℃未満、または８℃未満、または６℃未満、または４℃未満に下げるように構成されてもよい。付加的または代替的に、コントローラは、第１のチャンバおよび／または第２のチャンバ内の窒素濃度および／またはＶＦＡ濃度（例えば、酢酸濃度）が臨界閾値を超える場合、および／または、第２の消化チャンバ内の材料の体積が臨界値を超える場合、第１のチャンバおよび／または第２のチャンバの温度を下げるように構成されてもよい。
【００６７】
装置（例えば、コントローラ）は、クロックを備えてもよい。装置（例えば、コントローラ）はタイマーを備えてもよい。コントローラは、クロックまたはタイマーからの出力に基づいて、第１のチャンバと第２のチャンバとの間の有機物の動きを調整するように構成（例えば、プログラム）されてもよい。
【００６８】
装置は外部ハウジングを備えてもよい。外部ハウジングは、第１のチャンバおよび第２のチャンバを収容する（即ち、保持する）ように構成（例えば、成形および寸法決め）されてもよい。外部ハウジングは、存在する場合、マセレータ（および、存在する場合には、浸軟チャンバ）、コントローラ、ガス精製器（および、存在する場合には、ガス精製チャンバ）、ガス貯蔵チャンバおよび／またはジェネレータを保持するように更に構成されてもよい。入口は、外部ハウジングの外壁を貫通していてもよい。
【００６９】
外部ハウジングは、ジェネレータではなく、存在する場合には、マセレータ（および、存在する場合には、浸軟チャンバ）、コントローラ、ガス貯蔵チャンバおよび／またはガス精製器（および、存在する場合には、ガス精製チャンバ）を保持するように構成されてもよい。換言すると、外部ハウジングは、ジェネレータを除くほとんどまたは全ての他の装置コンポーネントを保持することができ、即ち、ジェネレータは他のコンポーネントとは別個に設けられている。
【００７０】
第１のチャンバは密閉されていてもよい（即ち、周囲環境から密閉されていてもよい）。第２のチャンバは密閉されていてもよい（即ち、周囲環境から密閉されていてもよい）。第１のチャンバおよび／または第２のチャンバを密閉することにより、一般的に、不快な臭いおよび／または微生物が周囲環境に逃げることを低減することができる。あるいは、第１のチャンバは密封されていなくてもよい（例えば、第１のチャンバへの入口は密封されていない）が、前記第１のチャンバの冷却により、周囲環境への不快なガスの漏出は依然として制限される。
【００７１】
装置は、本管から引き込んだ給水設備に配管することができる。装置は幹線の電源に電気的に接続されていてもよい。
【００７２】
装置は、１つ以上の嫌気性微生物を含み得る。
【００７３】
装置は酢酸生成微生物を含んでもよい。酢酸生成微生物は、酢酸生成細菌を含む（例えば、からなる）ことができる。酢酸生成微生物は、アセトバクテリウム属に属する酢酸生成細菌を含む（例えば、からなる）ことができる。酢酸生成微生物は、アセトバクテリウム・ウッディ種に属する酢酸生成細菌を含む（例えば、からなる）ことができる。
【００７４】
酢酸生成微生物は、酸生成微生物であってもよい。酢酸生成細菌は、一般に、ホモ酢酸生成性である。酢酸生成菌も酸生成性であってもよい。アセトバクテリウム属に属する酢酸生成細菌も酸生成性であり得る。アセトバクテリウム・ウッディ種に属する酢酸生成細菌も、一般には酸生成性である。
【００７５】
装置は、メタン生成微生物を含んでもよい。メタン生成微生物は、メタン生成古細菌を含む（例えば、からなる）ことができる。メタン生成微生物は、メタノサエタ属に属するメタン生成古細菌を含む（例えば、からなる）ことができる。メタン生成微生物は、メタノサエタ・コンシリイ種に属するメタン生成古細菌を含む（例えば、からなる）ことができる
【００７６】
装置は、第１のチャンバの温度（即ち、第１のチャンバが冷蔵または加熱される温度）で抑制される（例えば、増殖しない）メタン生成微生物（例えば、メタン生成古細菌）を含んでもよい。
【００７７】
装置は、主にアセトバクテリウム属に属する細菌と、メタノサエタ属に属する古細菌とを含む微生物培養物を含んでもよい。微生物培養物は、主に、アセトバクテリウム・ウッディ種に属する細菌と、メタノサエタ・コンシリイ種に属する古細菌とを含み得る。
【００７８】
装置のサイズは、３次元、即ち、装置の高さ（即ち、装置が通常の使用状態にあるときの垂直方向に沿った装置の最大延長）と、装置の幅（即ち、装置が通常の使用状態にあるときの第１の水平方向に沿った装置の延長の最大延長）と、装置の深さ（即ち、装置が通常の使用状態にあるときの前記第１の水平方向に垂直な第２の水平方向に沿った装置の最大延長）とを参照して定義することができる。装置は、一般に、３メートル未満、または２メートル未満、または１メートル未満、または０．５メートル未満の（垂直）高さである。装置は、一般に、３メートル未満、または２メートル未満、または１メートル未満、または０．５メートル未満の幅を有する。装置は、一般に、３メートル未満、または２メートル未満、または１メートル未満、または０．５メートル未満の深さを有する。装置は、一般に、１５立方メートル未満、または１０立方メートル未満、または５立方メートル未満、または３立方メートル未満、または１立方メートル未満の体積を占める。
【００７９】
装置は、家庭用装置、即ち、家庭環境（例えば、家庭用住居）で使用するために構成された装置であり得る。装置は、キッチン装置、即ちキッチンで使用するために構成された装置であってもよい。
【００８０】
本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様による嫌気性消化装置を有機物の嫌気性消化に使用する方法を提供する。この方法は、第１のチャンバで有機物を酢酸生成微生物に曝露するステップと、有機物の少なくとも一部を第１のチャンバから第２のチャンバに移送するステップと、第２のチャンバで前記有機物の少なくとも一部をメタン生成微生物に曝露するステップと、を含む。有機物は、第１のチャンバから第２のチャンバに直接的に、または１つ以上の更なるチャンバを介して移送され得る。
【００８１】
本方法は、有機物を浸軟する（例えば、細断する）ステップを含むことができる。有機物を浸軟するステップは、典型的には、第１のチャンバで有機物を酢酸生成微生物に曝露する前に実施される。本方法は、有機物に水を添加するステップ（例えば、有機物と水を混合するステップ）を含んでもよい。浸軟ステップ中および／または浸軟後に、有機物に水を添加してもよい。水は、第１のチャンバで有機物に添加することができる。
【００８２】
本方法は、第１のチャンバを冷蔵するステップを含むことができる。本方法は、第１のチャンバを１０℃以下、または８℃以下、または６℃以下、または４℃以下の温度に冷蔵するステップを含むことができる。
【００８３】
あるいは、本方法は、第１のチャンバを４０℃以上、または５０℃以上、または６０℃以上の温度に加熱するステップを含んでもよい。
【００８４】
本方法は、典型的には、メタン生成微生物が第２のチャンバから第１のチャンバに移されるが、第１のチャンバの温度の調節（冷蔵または加熱）により、メタン生成が主に第２のチャンバで行われるように、有機物の少なくとも一部を第２のチャンバから第１のチャンバに移す（戻す）ステップも含む。従って、メタン生成微生物が第２のチャンバから第１のチャンバに移動することにより生じるメタン生成は、第１のチャンバの冷蔵または加熱により第１のチャンバでは抑制される。
【００８５】
これにより、例えば、更なる嫌気性消化のため、更なる微生物を第１のチャンバに供給するために、消化されている有機物を第２のチャンバから第１のチャンバに戻すことが可能となる。
【００８６】
本方法は、酢酸生成微生物および／またはメタン生成微生物への曝露の前に、第１のチャンバに有機物を貯蔵するステップを含み得る。本方法は、昼間（例えば、日中）に第１のチャンバ（または存在する場合には貯蔵チャンバ）に有機物を貯蔵するステップを含むことができる。
【００８７】
本方法は、第１のチャンバで有機物（例えば、有機物と水のスラリー）を攪拌（例えば、混合）するステップを含み得る。
【００８８】
本方法は、有機物を１つ以上の加水分解酵素に曝露するステップを含んでもよい。１つ以上の加水分解酵素は、アミラーゼ、プロテアーゼ、リパーゼ、セルラーゼのうちの１つ以上を含み得る。本方法は、第１のチャンバで有機物を１つ以上の加水分解酵素に曝露するステップを含むことができる。有機物を１つ以上の加水分解酵素に曝露するステップは、有機物を酢酸生成微生物に曝露するステップの前および／または最中に実施することができる。
【００８９】
本方法は、第２のチャンバを加熱するステップを含み得る。本方法は、第２のチャンバを１０℃を超える、または１５℃を超える、または２０℃を超える、または２５℃を超える、または３０℃を超える温度に加熱するステップを含むことができる。
【００９０】
第２のチャンバは、第２のチャンバ内のメタン生成を最大化するために選択された温度範囲内に温度調節されてもよい。
【００９１】
本方法は、第２のチャンバで有機物（例えば、有機物と水のスラリー）を攪拌（例えば、混合）するステップを含むことができる。
【００９２】
本方法は、第１のチャンバ内の有機物の一部を前記第１のチャンバから第２のチャンバに移送するステップを含むことができる。本方法は、第１のチャンバ内の有機物の第１の部分を前記第１のチャンバから第２のチャンバに移送し、続いて、第１のチャンバ内に残っている有機物の第２の部分を前記第１のチャンバから第２のチャンバに移送するステップを含むことができる。本方法は、第１のチャンバ内の有機物のうちの３つ以上の部分を前記第１のチャンバから第２のチャンバに連続的に移す（即ち、供給する）ステップを含むことができる。
【００９３】
本方法は、第２のチャンバ内の有機物の一部を前記第２のチャンバから第１のチャンバに移送する（例えば、戻す）ステップを含むことができる。本方法は、第１のチャンバと第２のチャンバとの間で有機物を繰り返し（例えば、周期的に）往復させるステップを含むことができる。本方法は、２４時間以内に、第１のチャンバと第２のチャンバとの間で有機物を繰り返し（例えば、少なくとも２回、より典型的には３回以上、４回以上、または５回以上）移送する（例えば、往復させる）ステップを含み得る。本方法は、一晩中、第１のチャンバと第２のチャンバとの間で有機物を繰り返し（例えば、少なくとも２回、より典型的には３回以上、４回以上、または５回以上）移送する（例えば、往復させる）ステップを含み得る。有機物は、クロックまたはタイマーからの出力に基づいて、第１のチャンバと第２のチャンバとの間で（例えば、周期的に）（例えば、第１のチャンバから第２のチャンバへ）移送されてもよい。有機物は、約１時間ごと、または２時間ごと、または３時間ごと、２４時間以内および／または一晩中、第１のチャンバと第２のチャンバとの間で移動されてもよい。
【００９４】
本方法は、第１のチャンバおよび／または第２のチャンバ内の材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）の体積、質量、組成、タンパク質濃度、窒素含有種の濃度、窒素濃度、炭水化物濃度、脂質（例えば脂肪）濃度、脂肪酸（即ち、揮発性脂肪酸、例えば酢酸）濃度、および／またはｐＨを示す１つ以上のパラメータを測定する１つ以上のセンサを含み得る。本方法は、コントローラにより前記１つ以上のパラメータの測定値を受信するステップを含むことができる。本方法は、コントローラにより、第１のチャンバおよび／または第２のチャンバ内の材料（例えば、有機物および／または有機物と水を含む有機物スラリー）の体積、質量、組成、タンパク質濃度、窒素含有種の濃度、窒素濃度、炭水化物濃度、脂質（例えば、脂肪）濃度、脂肪酸（即ち、揮発性脂肪酸、例えば、酢酸）濃度、および／またはｐＨのうち受信した測定値に応答して、第１のチャンバと第２のチャンバとの間で有機物の一部を移送する（例えば、一部を繰り返し移送する）ステップを含み得る。
【００９５】
本方法は、第１のチャンバで測定されたタンパク質濃度および／または窒素濃度に応じて（例えば、それに依存して、例えば、それに比例する）１つ以上の加水分解酵素を第１のチャンバに追加するステップを含み得る。換言すると、一般に、第１のチャンバに追加される加水分解酵素の量は、測定されたタンパク質濃度および／または窒素濃度に依存する。
【００９６】
本方法は、前記第１のチャンバで測定された窒素濃度が閾値を超える場合（例えば、１０００ｍｇ／Ｌの濃度を超える場合）、第１のチャンバに水を追加するステップを含み得る。本方法は、前記第２のチャンバで測定された窒素濃度が閾値を超える場合（例えば、１０００ｍｇ／Ｌの濃度を超える場合）、第２のチャンバに水を追加するステップを含み得る。
【００９７】
本方法は、前記第２のチャンバで測定された揮発性脂肪酸濃度（例えば、酢酸濃度）が閾値を超える（例えば、３００ｍｇ／Ｌの濃度を超える）場合、第２のチャンバに水を追加するステップを含み得る。
【００９８】
本方法は、第１のチャンバ内の有機物の一部を第１のチャンバから第２のチャンバに移送するステップを含むことができ、移送される有機物の一部の体積は、第２のチャンバの揮発性脂肪酸濃度（例えば、酢酸濃度）が閾値（例えば、３００ｍｇ／Ｌの濃度）を超えないように、第１のチャンバで測定された揮発性脂肪酸濃度（例えば、酢酸濃度）を考慮して決定される。
【００９９】
本方法は、第１のチャンバ内の有機物の一部を前記第１のチャンバから第２のチャンバに移送する前（例えば、直前）に、前記第２のチャンバで測定された揮発性脂肪酸濃度（例えば、酢酸濃度）が閾値を超える（例えば、３００ｍｇ／Ｌの濃度を超える）場合、第２のチャンバに水を追加するステップを含み得る。
【０１００】
本方法は、第１のチャンバ内の有機物の一部を、前記第１のチャンバから第２のチャンバに繰り返し移送するステップを含むことができる。第１のチャンバから第２のチャンバに移送される有機物の各部分の体積は、通常、第１のチャンバで測定された揮発性脂肪酸濃度（例えば、酢酸濃度）と、第１のチャンバ内の有機物の体積（即ち、有機物の一部が移送される直前の第１のチャンバ内の有機物の体積）とを考慮して決定される。
【０１０１】
本方法は、装置の１稼働サイクル内で、第１のチャンバ内の有機物の一部を第１のチャンバから第２のチャンバに繰り返し移送するステップを含むことができる。１稼働サイクルには、通常、有機物が装置に（即ち、入口を介して）追加される期間と、有機物が第１のチャンバおよび／または第２のチャンバで消化される（即ち、重複していない）期間とが含まれる。１作業サイクルは２４時間続いてもよい。
【０１０２】
各稼働サイクルの開始時に、通常、第１のチャンバは最大量の有機物を保持している。各稼働サイクルの終了時には、通常、第１のチャンバは最小量の有機物を保持している（例えば、有機物をほとんど保持していない）。本方法は、第１のチャンバから第２のチャンバへの有機物の移動速度を変更するステップを含むことができる。第１のチャンバから第２のチャンバへの有機物の移動速度は、第１のチャンバで測定される揮発性脂肪酸濃度（例えば、酢酸濃度）（および、例えば、稼働サイクルの開始時における第１のチャンバ内の有機物の体積（例えば、第１のチャンバ内の最大量の有機物））を考慮して決定することができる。第１のチャンバから第２のチャンバへの有機物の移動速度を変更するステップは、第１のチャンバから第２のチャンバへの有機物の一部の移動の間の時間の変更、および／または移動する有機物の一部の体積の変更を含み得る。本方法は、装置の１稼働サイクル内で、第１のチャンバ内の有機物の一部を第１のチャンバから第２のチャンバに繰り返し移送するステップを含むことができ、第１のチャンバから第２のチャンバに移送される有機物の各部分の体積は、第１のチャンバで測定された揮発性脂肪酸濃度（例えば、酢酸濃度）と、稼働サイクルの開始時における第１のチャンバ内の有機物の体積（例えば、第１のチャンバ内の最大量の有機物）と、有機物の一部が移送される直前の第１のチャンバ内の有機物の体積とを考慮して決定される。第１のチャンバから第２のチャンバに移動する有機物の各部分の体積は、通常、稼働サイクルの終了時に第１のチャンバに残っているべき有機物の目標体積（例えば、第１のチャンバ内の有機物の体積がほぼゼロ）および／または稼働サイクルの終了前に行われるべき第１のチャンバから第２のチャンバへの有機物の移送の目標数を考慮して決定される。
【０１０３】
本方法は、第２のチャンバで測定された揮発性脂肪酸濃度（例えば、酢酸濃度）が閾値を超える（例えば、３００ｍｇ／Ｌの濃度を超える）場合、第２のチャンバから第１のチャンバに有機物を移送するステップを含むことができる。
【０１０４】
本方法は、第２のチャンバ内の材料の体積が閾値を超える場合、第２のチャンバから第１のチャンバに有機物を移送するステップを含むことができる。
【０１０５】
本方法は、第１のチャンバおよび／または第２のチャンバ内の有機物の嫌気性消化中に生成される１つ以上のガスを濾過するガス精製器を含むことができる。本方法は、ガス精製器が、ガスから二酸化炭素（ＣＯ２）、硫化水素（Ｈ２Ｓ）および／またはアンモニア（ＮＨ３）のうちの１つ以上を（例えば、選択的に）除去するステップを含み得る。
【０１０６】
酢酸生成微生物は、酢酸生成細菌を含む（例えば、からなる）ことができる。酢酸生成微生物は、アセトバクテリウム属に属する酢酸生成細菌を含む（例えば、からなる）ことができる。酢酸生成微生物は、アセトバクテリウム・ウッディ種に属する酢酸生成細菌を含む（例えば、からなる）ことができる。
【０１０７】
酢酸生成微生物は、酸生成微生物であってもよい。酢酸生成細菌は酸生成性でもあり得る。アセトバクテリウム属に属する酢酸生成細菌も酸生成性であり得る。アセトバクテリウム・ウッディ種に属する酢酸生成細菌は、通常、酸生成性でもある。
【０１０８】
メタン生成微生物は、メタン生成古細菌を含む（例えば、からなる）ことができる。メタン生成微生物は、メタノサエタ属に属するメタン生成古細菌を含む（例えば、からなる）ことができる。メタン生成微生物は、メタノサエタ・コンシリイ種に属するメタン生成古細菌を含む（例えば、からなる）ことができる。
【０１０９】
本発明の第３の態様は、熱および／または電気を生成する方法を提供する。この方法は、本発明の第２の態様のステップを実行するステップと、第１のチャンバおよび／または第２のチャンバ内の有機物の嫌気性消化により生成されたメタンを燃焼させることによって発電するステップと、を含む。
【０１１０】
本発明の第４の態様は、有機物からメタン（例えば、メタンを含むバイオガス）を生成する方法を含む。本方法は、有機物を１０℃以下の温度で酢酸生成微生物に曝露するステップと、続いて、有機物の少なくとも一部を、１０℃を超える温度でメタン生成微生物に曝露するステップと、を含む。
【０１１１】
本方法は、有機物を浸軟する（例えば、細断する）ステップを含むことができる。有機物を浸軟するステップは、通常、有機物を酢酸生成微生物に曝露する前に実施する。本方法は、有機物に水を追加するステップ（例えば、有機物と水を混合するステップ）を含んでもよい。水は、浸軟ステップ中および／または浸軟後に、有機物に追加されてもよい。
【０１１２】
本方法は、有機物を８℃以下、または６℃以下、または４℃以下の温度で酢酸生成微生物に曝露するステップを含んでもよい。
【０１１３】
本方法は、有機物の少なくとも一部を、１５℃を超える、または２０℃を超える、または２５℃を超える、または３０℃を超える温度でメタン生成微生物に曝露するステップを含むことができる。
【０１１４】
本方法は、酢酸生成細菌への曝露中に有機物（例えば、有機物と水のスラリー）を攪拌（例えば、混合）するステップを含むことができる。本方法は、メタン生成古細菌への曝露中に有機物（例えば、有機物と水のスラリー）を攪拌（例えば、混合）するステップを含むことができる。
【０１１５】
本方法は、有機物を１つ以上の加水分解酵素に曝露するステップを含んでもよい。１つ以上の加水分解酵素は、アミラーゼ、プロテアーゼ、リパーゼ、セルラーゼのうちの１つ以上を含んでもよい。有機物を１つ以上の加水分解酵素に曝露するステップは、有機物を１０℃以下の温度で酢酸生成微生物に曝露するステップの前および／または最中に実施され得る。
【０１１６】
本方法は、有機物を１０℃以下の温度で酢酸生成微生物とメタン生成微生物との両方に曝露するステップと、続いて、有機物の少なくとも一部を、１０℃を超える温度で酢酸発生微生物とメタン生成微生物との両方に曝露するステップと、を含むことができる。酢酸生成微生物は１０℃以下の温度で増殖する傾向がある一方、メタン生成微生物は１０℃以下の温度で抑制される傾向がある。メタン生成微生物は、１０℃を超える温度で増殖する傾向がある。
【０１１７】
本方法は、第一に、有機物を１０℃以下の温度で酢酸生成微生物とメタン生成微生物との両方に曝露するステップと、第二に、有機物の第１の部分を１０℃より高い温度で酢酸生成微生物とメタン生成微生物との両方に曝露するステップと、第三に、有機物の第２の部分を１０℃より高い温度で酢酸生成微生物とメタン生成微生物との両方に曝露するステップとを含むことができる。本方法は、１０℃より高い温度で、有機物の３つ以上の部分を酢酸生成微生物とメタン生成微生物との両方に連続的に曝露するステップを含むことができる。
【０１１８】
本方法は、酢酸生成微生物とメタン生成微生物との両方への曝露中に、１０℃以下の温度と１０℃を超える温度との間で、有機物の少なくとも一部の温度を繰り返し（例えば、周期的に）変化させるステップを含んでもよい。本方法は、酢酸生成微生物とメタン生成微生物との両方への曝露中に、少なくとも第１の位置と第２の位置（例えば、コンテナ）との間で、有機物の少なくとも一部を繰り返し（例えば、周期的に）移動させるステップを含むことができ、ここで、第１の位置は温度が１０℃以下の温度に（例えば、冷蔵されて）保持されており、第２の位置は１０℃を超える温度に（例えば、加熱されて）保持されている。
【０１１９】
本方法は、有機物の体積、質量、組成、タンパク質濃度、窒素含有種の濃度、窒素濃度、炭水化物濃度、脂質（例えば、脂肪）濃度、脂肪酸（即ち、揮発性脂肪酸、例えば酢酸）濃度、および／またはｐＨを示す１つ以上のパラメータを決定（例えば、測定）するステップを含み得る。本方法は、決定された（例えば、測定された）１つ以上のパラメータに応じて、有機物の温度を変化させるステップを含むことができる。
【０１２０】
本方法は、有機物を加水分解酵素に曝露するステップを含んでもよく、有機物が曝露される加水分解酵素の量は、測定されたタンパク質濃度および／または測定された窒素濃度に依存する（例えば、比例する）。
【０１２１】
本方法は、有機物の嫌気性消化で生成された１つ以上のガスを精製する（例えば、濾過する）ステップを含み得る。本方法は、二酸化炭素（ＣＯ２）、硫化水素（Ｈ２Ｓ）および／またはアンモニア（ＮＨ３）のうちの１つ以上をガスから（例えば、選択的に）除去するステップを含むことができる。
【０１２２】
酢酸生成微生物は、酢酸生成細菌を含む（例えば、からなる）ことができる。酢酸生成微生物は、アセトバクテリウム属に属する酢酸生成細菌を含む（例えば、からなる）ことができる。酢酸生成微生物は、アセトバクテリウム・ウッディ種に属する酢酸生成細菌を含む（例えば、からなる）ことができる。
【０１２３】
酢酸生成微生物は、酸生成微生物でもあり得る。酢酸生成細菌は酸生成性であってもよい。アセトバクテリウム属に属する酢酸生成細菌も酸生成性であり得る。アセトバクテリウム・ウッディ種に属する酢酸生成細菌も、通常、酸生成性である。
【０１２４】
メタン生成微生物は、メタン生成古細菌を含む（例えば、からなる）ことができる。メタン生成微生物は、メタノサエタ属に属するメタン生成古細菌を含む（例えば、からなる）ことができる。メタン生成微生物は、メタノサエタ・コンシリイ種に属するメタン生成古細菌を含む（例えば、からなる）ことができる。
【０１２５】
本発明の第５の態様は、有機物を加水分解する方法を提供する。本方法は、有機物中のタンパク質の量（例えば、濃度）を示すパラメータを決定する（例えば、測定する）ステップと、有機物を１つ以上の加水分解酵素に曝露するステップと、を含む。ここで、有機物が曝露される加水分解酵素の量は、決定された（例えば、測定された）パラメータの値に依存する。
【０１２６】
有機物は、通常、タンパク質、炭水化物、脂質およびリグノセルロース、並びにその他の物質で構成される。異なる加水分解酵素は、異なる組成の高分子の加水分解を触媒することができる。例えば、アミラーゼは、デンプン（炭水化物）の単糖への加水分解を触媒することができる。プロテアーゼは、タンパク質中のペプチド結合の加水分解を触媒してアミノ酸を形成することができる。セルラーゼは、セルロースおよび関連する多糖類の加水分解を触媒することができる。リパーゼは、脂質の加水分解を触媒して脂肪酸を形成することができる。
【０１２７】
有機物が曝露される加水分解酵素の量は、通常、決定された（例えば、測定された）パラメータの値に比例する。
【０１２８】
本発明の第６の態様は、有機物の嫌気性消化に使用するための微生物培養物を提供する。微生物培養物は、アセトバクテリウム属に属する１つ以上の細菌を含む（例えば、またはからなる）。
【０１２９】
培養物中に存在する１つ以上の細菌は、典型的には、アセトバクテリウム属に属する酢酸生成細菌を含む（例えば、またはからなる）。酢酸生成細菌は、通常、ホモ酢酸生成菌、例えばホモ酢酸生成アセトバクテリウム・ウッディである。従って、１つ以上の酢酸生成細菌は、アセトバクテリウム・ウッディ種に属する細菌を含む（例えば、またはからなる）ことができる。
【０１３０】
酢酸生成細菌は、通常、酸生成細菌でもある。
【０１３１】
微生物培養物は、主にアセトバクテリウム属に属する酢酸生成細菌を含むことができる。微生物培養物は、主にアセトバクテリウム・ウッディ属に属する細菌を含むことができる。
【０１３２】
しかしながら、微生物培養物は、メタノサエタ属に属する１つ以上の古細菌を更に含んでもよい。１つ以上の古細菌は、通常、メタノサエタ属に属するメタン生成古細菌である。１つ以上の古細菌は、メタン生成のための主要なまたは唯一の物質として酢酸を有していてもよい。培養物中に存在する１つ以上の古細菌は、メタノサエタ・コンシリイ種に属する古細菌を含む（例えば、またはからなる）ことができる。
【０１３３】
微生物培養物は、主にアセトバクテリウム属に属する細菌と、メタノサエタ属に属する古細菌とを含み得る。微生物培養物は、主にアセトバクテリウム・ウッディ種に属する細菌と、メタノサエタ・コンシリイ種に属する古細菌とを含んでもよい。
【０１３４】
本発明の第７の態様は、有機物の嫌気性消化に使用するための微生物培養物を提供する。微生物培養物は、メタノサエタ属に属する１つ以上の古細菌を含む（例えば、またはからなる）。
【０１３５】
１つ以上の古細菌は、通常、メタノサエタ属に属するメタン生成古細菌である。１つ以上の古細菌は、メタノサエタ・コンシリイの種に属し得る。
【０１３６】
微生物培養物は、主に、メタノサエタ属に属する古細菌を含んでもよい。微生物培養物は、主に、メタノサエタ・コンシリイ属に属する古細菌を含んでもよい。微生物培養物に存在するメタン生成古細菌は、メタノサエタ属に属する古細菌で構成されている場合がある。微生物培養物に存在するメタン生成古細菌は、メタノサエタ・コンシリイ種に属する古細菌で構成されている場合がある。
【０１３７】
微生物培養物は、アセトバクテリウム属に属する１つ以上の細菌を含んでもよい。１つ以上の細菌は、通常、アセトバクテリウム属に属する酢酸生成細菌である。１つ以上の細菌は、アセトバクテリウム・ウッディ種に属している可能性がある。１つ以上の細菌は、通常、酸産生性でもある。
【０１３８】
微生物培養物は、主に、アセトバクテリウム属に属する細菌と、メタノサエタ属に属する古細菌とを含み得る。微生物培養物は、主に、アセトバクテリウム・ウッディ種に属する細菌と、メタノサエタ・コンシリイ種に属する古細菌とを含んでもよい。
【０１３９】
第６の態様または第７の態様の微生物培養物は、アセトバクテリウム以外の細菌を含まなくてもよい（通常、アセトバクテリウム・ウッディ以外の細菌を含まない）。
【０１４０】
第６の態様または第７の態様の微生物培養物は、メタノサエタ以外の古細菌を含まなくてもよい（通常、メタノサエタ・コンシリイ以外の古細菌を含まない）。
【０１４１】
本発明の第８の態様は、有機物からメタン（例えば、メタンを含むバイオガス）を生成する方法を提供する。この方法は、アセトバクテリウム属に属する細菌およびメタノサエタ属に属する古細菌に有機物を曝露するステップであって、例えば、アセトバクテリウムとメタノサエタとの両方を含む第６の態様または第７の態様による微生物培養物に有機物を曝露するステップを含む。
【０１４２】
細菌は、アセトバクテリウム・ウッディ種に属し得る。古細菌は、メタノサエタ・コンシリイ種に属し得る。
【０１４３】
本方法は、１０℃以下、または８℃以下、または６℃以下、または４℃以下の温度で、アセトバクテリウム属に属する細菌（例えば、アセトバクテリウム・ウッディ種に属する）に有機物を曝露するステップを含むことができる。
【０１４４】
本方法は、１０℃より高い、または８℃より高い、または６℃より高い、または４℃より高い温度で、メタノサエタ属に属する古細菌（例えば、メタノサエタ・コンシリイ種に属する）に有機物を曝露するステップを含むことができる。
【０１４５】
本方法は、１０℃以下の温度でアセトバクテリウム属に属する細菌（例えば、アセトバクテリウム・ウッディに属する）に有機物を曝露するステップと、続いて、１０℃より高い温度でメタノサエタ属に属する古細菌（例えば、メタノサエタ・コンシリイ種に属する）に有機物の少なくとも一部を曝露するステップとを含んでもよい。
【０１４６】
本方法は、１０℃以下の温度でアセトバクテリウム属に属する細菌（例えば、アセトバクテリウム・ウッディ種に属する）とメタノサエタ属に属する古細菌（例えば、メタノサエタ・コンシリイ種に属する）との両方に有機物を曝露するステップと、続いて、１０℃より高い温度でアセトバクテリウム属に属する細菌（例えば、アセトバクテリウム・ウッディ種に属する）とメタノサエタ属に属する古細菌（例えば、メタノサエタ・コンシリイ種に属する）との両方に有機物の少なくとも一部を曝露するステップとを含み得る。
【０１４７】
本方法はまた、有機物を１つ以上の加水分解酵素に曝露するステップを含んでもよい。１つ以上の加水分解酵素は、典型的には、微生物を含まない供給源、例えば、粉末化された（例えば、凍結乾燥した）酵素製剤、または微生物を含まない酵素溶液から提供される。
【０１４８】
有機物中の少なくとも１つの化学種、または有機物の少なくとも０．１質量％が、細菌消化（即ち、細菌加水分解）によるものではなく、１つ以上の前記加水分解酵素の存在に起因して、アセトバクテリウム（例えば、アセトバクテリウム・ウッディ）により代謝可能な形態に加水分解される。
【０１４９】
本発明の第９の態様は、本発明の第１の態様による装置を内部に有するキッチンを提供する。キッチンは、調理器具を備えた家庭用または業務用のキッチンであってもよい。装置が保持している有機物は食品廃棄物であり得る。有機物は、第１のチャンバおよび／または第２のチャンバに位置し得る。装置は酢酸生成微生物を含んでもよい。酢酸生成微生物は、酸生成微生物でもあり得る。装置は、メタン生成微生物を含んでもよい。装置は、本発明の第６の態様または第７の態様による微生物培養物を含み得る。第１のチャンバは、（例えば、１０℃以下、または８℃以下、または６℃以下、または４℃以下の温度まで）冷蔵されてもよい。第２のチャンバは、（例えば、１０℃より高い、または１５℃より高い、または２０℃より高い、または２５℃より高い、または３０℃より高い温度に）加熱されてもよい。
【０１５０】
本発明の任意の一態様の任意の好ましい特徴は、本発明の任意の他の態様の特徴であり得る。
【０１５１】
次に、本発明の例示的な実施形態を、以下の図を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】嫌気性消化装置の第１の例の概略図である。
【図２】図１の装置の一部を形成するコントローラの入力および出力を示す図である。
【図３】使用中の図１の嫌気性消化装置を通過する材料の動きを示す概略図である。
【図４】嫌気性消化装置の例示的な動作の、２４時間にわたって行われた、嫌気性消化ステップのフローチャートである。
【図５】嫌気性消化装置の第２の例の概略図である。
【図６】嫌気性消化装置の第３の例の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０１５３】
食品廃棄物の嫌気性消化で生成されたバイオガスの燃焼により電気を生成するための、嫌気性消化装置１の第１の例が、図１に概略的に示されている。この装置は、浸軟チャンバ３、第１の消化チャンバ４、第２の消化チャンバ５、ガス精製チャンバ６、ガスアキュムレータ７およびガス変換器８を含む外部ハウジング２を含む。食品廃棄物を受け取るための密閉可能な入口９は、ハウジング２を貫通して浸軟チャンバ３内に延在している。浸軟チャンバ３は、第１の密閉可能なパイプ１０を介して、第１の消化チャンバ４に接続されている。第１の消化チャンバ４は、ポンプ１２により第２の密閉可能なパイプ１１を介して、第２の消化チャンバ５に接続されている。第２の消化チャンバ５は、第３の密閉可能なパイプ１３を介してガス精製チャンバ６に接続されている。パイプ１３には、圧力逆止弁（図示せず）が取り付けられている。第１の消化チャンバ４は、第４の密閉可能なパイプ１４を介してガス精製チャンバ６にも接続されている。ガス精製チャンバ６は、第５の密閉可能なパイプ１５を介してガスアキュムレータ７に接続されている。ガスアキュムレータ７は、第４の密閉可能なパイプ１６によってガス変換器８に接続されている。浸軟チャンバには水源１７が設けられている。装置は、第１の消化チャンバ検知装置１９および第２の消化チャンバ検知装置２０と通信するコントローラ１８も備えている。コントローラ１８もポンプ１１に結合されている。
【０１５４】
浸軟チャンバ３は、マセレータ（図示せず）を収容している。マセレータは、通常、１つ以上の穿孔された切断プレートを有する。マセレータは、入口を通して装置内に入る食品廃棄物がマセレータを通過するように、入口９の下に配置される。水源１７は、典型的には、加圧水をマセレータの穿孔された切断プレート上に指向するように構成された１つ以上の水噴射を含む。
【０１５５】
第１の消化チャンバ４は、浸軟チャンバの下に位置する。第１の消化チャンバ４は、使用中（例えば、ヒートポンプにより）約４℃の温度に冷蔵される。第１の消化チャンバ４の温度は、コントローラによってサーモスタット制御される。第１の消化チャンバは、その中に収容される任意の内容物を混合するための１つ以上の回転可能なパドル（図示せず）を収容する。第１の消化チャンバには、典型的にはアミラーゼ、プロテアーゼ、リパーゼおよびセルラーゼを含む加水分解酵素が提供される。第１の消化チャンバに存在する特定の酵素は、消化される食品廃棄物の組成に応じてカスタマイズ可能である。酵素は、凍結乾燥された酵素の形態で、例えば固体形態（例えば、凍結乾燥された酵素の錠剤）で提供されてもよく、または液体希釈剤に分散されてもよい。酵素は、第１の消化チャンバに隣接する冷蔵領域に保存されてもよい。
【０１５６】
第２の消化チャンバ５は、使用時に約３５℃の温度に（例えば、加熱要素により）加熱される。第２の消化チャンバ５の温度は、サーモスタット制御される。第２の消化チャンバには、アセトバクテリウム属に属する細菌（特に、アセトバクテリウム・ウッディ種（ｔｈｅ  Ｌｅｉｂｎｉｚ−Ｉｎｓｔｉｔｕｔ  ＤＳＭＺ−Ｄｅｕｔｓｃｈｅ  Ｓａｍｍｌｕｎｇ  ｖｏｎ  Ｍｉｋｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｅｎ  ｕｎｄ  Ｚｅｌｌｋｕｌｔｕｒｅｎ  ＧｍｂＨ  ｕｎｄｅｒ  ｄｅｐｏｓｉｔ  ｎｕｍｂｅｒ  ＤＳＭ  １０３０およびｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｔｙｐｅ  Ｃｕｌｔｕｒｅ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  ｕｎｄｅｒ  ｄｅｐｏｓｉｔ  ｎｕｍｂｅｒ  ＡＴＣＣ  ２９６８３参照））と、メタノサエタ属に属する古細菌（特に、メタノサエタ・コンシリイ種（ｔｈｅ  Ｌｅｉｂｎｉｚ−Ｉｎｓｔｉｔｕｔ  ＤＳＭＺ−Ｄｅｕｔｓｃｈｅ  Ｓａｍｍｌｕｎｇ  ｖｏｎ  Ｍｉｋｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｅｎ  ｕｎｄ  Ｚｅｌｌｋｕｌｔｕｒｅｎ  ＧｍｂＨ  ｕｎｄｅｒ  ｄｅｐｏｓｉｔ  ｎｕｍｂｅｒ  ＤＳＭ  ３６７１およびｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｔｙｐｅ  Ｃｕｌｔｕｒｅ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ  ｕｎｄｅｒ  ｄｅｐｏｓｉｔ  ｎｕｍｂｅｒ  ＡＴＣＣ  ３５９６９参照））とを含む微生物種菌が提供される。
【０１５７】
ポンプ１２は双方向ポンプであり、これは、材料が第１の消化チャンバから第２の消化チャンバへ、または第２の消化チャンバから第１の消化チャンバへパイプ１１を介して送り込むことができることを意味する。あるいは、２つの別個のポンプを使用することもできる。
【０１５８】
（図３により詳細に示すように）コントローラ１８は、リモートデバイスと接続するためのユーザインタフェース１０１およびインターネットインタフェース１０２を有する。コントローラは、コンピュータ実行可能なプログラムコード１０４を記憶するメモリ１０３と、装置較正パラメータを記憶するデータベース１０５とを有する。また、コントローラは、クロック１０６も備えている。コントローラは、通常、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）である。
【０１５９】
コントローラは、第１の消化チャンバ検知装置１９および第２の消化チャンバ検知装置２０に電子的に接続されている。第１の消化チャンバ検知装置および／または第２の消化チャンバ検知装置は、通常、１つ以上の温度センサ１０７、１つ以上の揮発性脂肪酸（ＶＦＡ）センサ（酢酸センサ等）１０８、１つ以上のレベルセンサ１０９、１つ以上のロードセル１１０、１つ以上の窒素センサ１１１、１つ以上のｐＨセンサ１１２、および１つ以上の体積センサ１１３を含む。
【０１６０】
各ＶＦＡセンサ１０８は、通常、ファブリ・ペロー分光計を減衰全反射（ＡＴＲ）プローブと組み合わせることで、それぞれのチャンバから材料のサンプルを取り除くことなく、第１の消化チャンバおよび／または第２の消化チャンバ内のＶＦＡの濃度を決定することができる。適切なＶＦＡセンサは、欧州委員会プロジェクトであるＮｏｖｅｌ  ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ａｎｄ  ｐｒｏｃｅｓｓ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ＶＦＡ  ａｎｄ  ｂｉｏｇａｓ  ｉｎ  ａｎａｅｒｏｂｉｃ  ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ  ｐｌａｎｔ（プロジェクトＩＤ：６０６０９６）の一環として開発され、文献１（Validation and improvement of the OPTI-VFA sensor for online VFA monitoring, Zhe Deng, Master's thesis, Delft University of Technology, 2015）に詳細に検討されているＯＰＴＩ−ＶＦＡセンサであり得る。これらの内容は、参照により本書に組み込まれる。ＶＦＡセンサは、通常、第１の消化チャンバおよび／または第２の消化チャンバ内の酢酸の濃度を決定するように構成される。ＶＦＡセンサは、第１の消化チャンバおよび／または第２の消化チャンバ内の総ＶＦＡ濃度を決定するように構成されてもよい。
【０１６１】
各レベルセンサ１０９は、通常、第１の消化チャンバおよび／または第２の消化チャンバ内の材料のレベルを測定するように構成される。
【０１６２】
各ロードセル１１０は、通常、第１の消化チャンバおよび／または第２の消化チャンバ内の材料の重量を測定するように構成される。
【０１６３】
各窒素センサ１１１は、通常、第１の消化チャンバおよび／または第２の消化チャンバの内容物中の窒素および窒素含有化合物の濃度を検知および決定するための、当技術分野において知られているケルダールプローブである。
【０１６４】
各ｐＨセンサ１１２は、通常、第１の消化チャンバおよび／または第２の消化チャンバ内の材料のｐＨを測定するように構成される。
【０１６５】
各体積センサ１１３は、通常、第１の消化チャンバおよび／または第２の消化チャンバに保持されたガスの体積を測定するように構成される。
【０１６６】
コントローラは、１つ以上の温度センサ１０７、１つ以上の揮発性脂肪酸（ＶＦＡ）センサ（酢酸センサ等）１０８、１つ以上のレベルセンサ１０９、１つ以上のロードセル１１０、１つ以上の窒素センサ１１１、１つ以上のｐＨセンサ１１２、および１つ以上の体積センサ１１３からの入力を受信し、１つ以上の入力をデータベース１０５に格納されている較正パラメータと比較した結果に応じて、１つ以上のデバイス制御アクションを実行するようにプログラムされている。可能なデバイス制御アクションには、入口を密閉および開封し１１４、酵素を第１の消化チャンバに分散し１１５、第１の消化チャンバと第２の消化チャンバとの間でポンプを作動させ１１６、第１の消化チャンバの温度を調整し１１７、第２の消化チャンバの温度を調整し１１８、第１の消化チャンバおよび第２の消化チャンバ内の混合パドルを操作し１１９、水噴霧を作動させ１２０、ガス変換器を作動または停止させる１２１アクションが含まれる。
【０１６７】
保存された較正パラメータには、通常、酵素重み付けパラメータ、第１の消化チャンバおよび／または第２の消化チャンバの閾値窒素濃度、第１の消化チャンバおよび／または第２の消化チャンバの目標温度、並びに、第１の消化チャンバおよび／または第２の消化チャンバの閾値揮発性脂肪酸濃度（特に閾値酢酸濃度）が含まれる。
【０１６８】
ガス精製器６は、第２の消化チャンバの上に設けられている。ガス精製器６は、典型的には、二酸化炭素（ＣＯ２）、硫化水素（Ｈ２Ｓ）およびアンモニア（ＮＨ３）を捕捉するように構成された多数のフィルタ（例えば、活性炭および／または過マンガン酸カリウムフィルタ）を含む。ガス精製フィルタは、メタン（ＣＨ４）を妨げずに通過させることができるように構成されている。第１の消化チャンバとガス精製器との間のパイプ１４は、典型的には、入口９が密閉されていないときに密閉され、逆もまた同様に、パイプ１４は、入口９が密閉されているときに解放される。
【０１６９】
ガスアキュムレータ７は、ガスがガス変換器８に送り込まれる前にガスを貯蔵することができるチャンバを提供する。
【０１７０】
ガス変換器８は、典型的には、当技術分野で知られているように、マイクロ熱電併給（マイクロＣＨＰ）デバイスである。マイクロＣＨＰデバイスは、メタンの燃焼により熱と電気を生成するように構成されている。
【０１７１】
通常、使用中に食品または発酵残渣と接触する装置部品は、一般に、ステンレス鋼、特にＥＮ  １．４３０１／ＡＩＳＩ  ３０４ステンレス鋼から製造される。通常、嫌気性消化中に遊離するバイオガスと接触する装置部品も、一般に、ステンレス鋼、特にＥＮ  １．４５７１／ＡＩＳＩ  ３１６Τｉステンレス鋼から製造される。各部品は、通常、部品を再利用することができるよう、取り外しおよび交換可能であるように設計される。
【０１７２】
食品廃棄物の嫌気性消化による発電プロセスを図３および図４に示す。
【０１７３】
食品廃棄物は、入口から浸軟チャンバに入る（図４のステップ２０１）。食品が浸軟チャンバに入ると、マセレータのスイッチがオンになり、マセレータの穿孔された切断プレートによって食品が小さな粒子（０．５ｍｍ〜０．９ｍｍの特徴的な直径を有する）に切断される。矢印２１によって示すように、浸軟された食品は、重力下でパイプ１０を通ってマセレータの下の第１の消化チャンバに移動される（ステップ２０２）。水源１７によって切断プレート上に指向された加圧水は、浸軟された食品を第１の消化チャンバに押し込むのを助ける一方で、浸軟チャンバの洗浄もし、目詰まりや不快な臭いを低減する。浸軟された食品および水は、第１の消化チャンバ内に収容されるスラリーを形成する。第１の消化チャンバは冷蔵されているため、食品に自然に存在する微生物の代謝活性が阻害され、食品スラリーの分解が抑制され、更なる不快な臭いの発生も抑制される。
【０１７４】
（レベルセンサ、ロードセル、または体積センサの出力に基づいて）コントローラが、貯蔵タンクに十分な物質が追加されたと判断した場合、または（クロックを使用して判断したように）適切な時間に達した場合、食品の嫌気性消化を始めることができる。この時点で、それ以上の食品が浸軟チャンバに追加されないように、入口が密閉される（ステップ２０３）。入口の密閉は気密性を有する故に、入口から周囲環境にガスが漏れることはない。入口を密閉することにより、第１の消化チャンバとガス精製器との間のパイプ１４も開口させることができる。
【０１７５】
コントローラは、窒素センサによって測定された第１の消化チャンバ内の窒素濃度の測定値を受け取り、データベースに保存されている酵素重み付けパラメータを考慮して、窒素濃度に比例して加水分解酵素を第１の消化チャンバに導入する（ステップ２０４）。酵素は、コントローラの制御下にある計量ポンプによって第１の消化チャンバに導入することができる。
【０１７６】
貯蔵チャンバ内のパドルが回転し（ステップ２０５）、（矢印２２によって示されるように）食品スラリーの混合をもたらし、食品スラリーの完全な加水分解を確実にする。
【０１７７】
第１の消化チャンバ内の食品スラリーの加水分解が本質的に完了するように、コントローラが十分な時間が経過したと判断すると（通常はクロックの出力に基づく）、嫌気性微生物の導入によって嫌気性消化が開始される。微生物の新鮮な培養物は、コントローラによって第１の消化チャンバに直接導入されてもよい。実際、これは最初に装置を起動するときと同様である。しかしながら、通常の使用状態では、微生物と混合された、以前に消化された物質は、既に第２の消化チャンバに存在する。従って、微生物は、典型的には、発酵残渣の一部を第２の消化チャンバから第１の消化チャンバに送り込むことにより、第１の消化チャンバに導入される（ステップ２０６）。第１の消化チャンバに送り込まれる発酵残渣の量は、第２の消化チャンバに既に存在する発酵残渣の量に依存する。例えば、コントローラは、体積センサまたはレベルセンサから第２の消化チャンバ内の発酵残渣の量の測定値を受信し、データベースに格納されている閾値体積（例えば、３０リットル）を超える第２の消化チャンバ内に存在する任意の材料を移送することができる。
【０１７８】
メタノサエタ・コンシリイ等のメタン生成微生物は、温度変動の影響を大きく受けやすく、特に、低温（例えば、約１０°Ｃ未満）で代謝活性が著しく低下する。従って、微生物種菌（新鮮な培養物の形態で、または既存の発酵残渣として）が冷蔵された第１の消化チャンバに加えられると、メタン生成微生物は不活性化される。対照的に、アセトバクテリウム・ウッディ等の酸生成微生物および酢酸生成微生物は、このような低温で増殖する。従って、酸生成微生物および酢酸生成微生物が加水分解生成物（グルコースおよび有機酸等）を酢酸に（例えば、Ｗｏｏｄ−Ｌｊｕｎｇｄａｈｌ経路を介して）変換する際、第１の消化チャンバ内で酸生成および酢酸生成が生じる。
【０１７９】
加水分解、酸生成、および酢酸生成が進行し、アミノ酸が分解されると、窒素を第１の消化チャンバに放出することができる。従って、コントローラは、第１の消化チャンバの窒素センサからの出力を監視し続ける。コントローラは、窒素センサによって測定された窒素濃度を、メモリに較正パラメータとして保存されている閾値窒素濃度と比較し、測定された窒素濃度が閾値を超えた場合、コントローラにより水スプレーを起動して、測定された窒素濃度が閾値を下回るまで第１のチャンバに水を追加する（ステップ２０７）。典型的な窒素濃度の閾値は１０００ｍｇ／Ｌである。パドルを回転させることにより、第１の消化チャンバ全体で酢酸生成が均一になる。
【０１８０】
その後、第１の消化チャンバと第２の消化チャンバとの間で食品スラリーが交換される。コントローラにより十分な時間が経過したと判断されると（通常はクロックの出力に基づく）、第２の消化チャンバ内の酢酸塩濃度が、データベースに保存されている酢酸濃度の閾値を超えないように、コントローラが、第１の消化チャンバから第２の消化チャンバに移動する必要があるスラリーの量を計算する。特に、コントローラは、第１の消化チャンバ内のＶＦＡセンサによって決定された、第１の消化チャンバ内の酢酸濃度の測定値を受け取り、この濃度を使用して移動する量を決定する。コントローラは、第２の消化チャンバのＶＦＡセンサによって決定される第２の消化チャンバ内の酢酸濃度の測定値と、第２の消化チャンバの負荷センサ、レベルセンサまたは体積センサによって決定される第２の消化チャンバ内の材料の体積の測定値とを受け取り、かつそれを考慮するか、または、コントローラによりメモリに保存されている第２に消化チャンバの酢酸濃度および物質の体積の以前の測定値にアクセスするか、またはコントローラが、例えば、メタン生成微生物が酢酸をメタンに変換する既知の速度と、第２の消化チャンバへの酢酸の前回の導入からの時間、および第２の消化チャンバに導入された物質の以前の量を使用して、第２の消化チャンバの酢酸濃度および物質の量を推定する。コントローラは、通常、保存された酢酸濃度の閾値を超えて第２の消化チャンバ内の酢酸の濃度を上げるために必要な酢酸の量より少ない酢酸の量を含むスラリーの体積を決定し、続いて、この量のスラリーを第１の消化チャンバから第２の消化チャンバに移送する（ステップ２０８）。
【０１８１】
コントローラが移送する材料の体積を決定する方法の簡単な例として、目標となる第２の消化チャンバの酢酸濃度Ｃ（酢酸濃度の閾値より低い）は、第１の消化チャンバから第２の消化チャンバにある量のスラリーＶＴを移送することにより達成することができる。
【０１８２】
【数１】
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ここで、Ｃ１は第１の消化チャンバの酢酸濃度、Ｃ２は第２の消化チャンバの酢酸濃度、Ｖ２はある量のスラリーを移送する前の第２の消化チャンバの材料の量であり、移送後の第２の消化チャンバの材料の総量は、移送前の前記第２の消化チャンバ内の材料の体積と、移送された材料の体積との合計によって与えられることが想定される。
【０１８３】
典型的な酢酸濃度の閾値は３００ｍｇ／Ｌであり、これを超えるとメタン生成微生物は通常効率的に機能しない。
【０１８４】
第２の消化チャンバの温度が高い故、メタン生成微生物は通常、第２の消化チャンバで既に活性化されている。更に、移送されたスラリーに既に存在するメタン生成微生物は、第２の消化チャンバへの移送時に再活性化される。従って、移送されたスラリーのメタン生成は、第２の消化チャンバで進行し、それにより、メタン生成微生物はスラリー中の酢酸をメタンに変換する。第２の消化チャンバ内のパドルの回転により、矢印２３によって示すように、メタン生成が均一になる（ステップ２０９）。
【０１８５】
続いて、このプロセスが周期的に繰り返される。各段階で、コントローラにより十分な時間が経過したと判断されると（これもまたクロックの出力に基づく）（ステップ２１０）、コントローラは、第１の消化チャンバのＶＦＡセンサによって測定された酢酸濃度をデータベースに格納されている閾値酢酸濃度と比較し、スラリーの別の部分を第１の消化チャンバから第２の消化チャンバに移送する。移送されるスラリーの量は、測定された酢酸濃度に依存する。第１の消化チャンバ内のＶＦＡ濃度を監視し、それに応じて移送されるスラリーの量を調整することにより、第２の消化チャンバ内の酢酸濃度を閾値濃度未満に維持することができるため、メタン生成をより効率化することができる。
【０１８６】
第１の消化チャンバから第２の消化チャンバへの物質の交換は、コントローラがクロックの出力に基づいて十分な時間が経過したと判断するまで繰り返され（ステップ２１０）、その時点で、パドルの回転が停止し、第１の消化チャンバ内の任意の残留物質は、第２の消化チャンバに送り込まれる（ステップ２１１）。第１の消化チャンバ内の残留物質のＶＦＡ（例えば、酢酸）濃度が高い場合（例えば、３００ｍｇ／Ｌ超）、コントローラは、第１の消化チャンバに水を加えて、残留物質を希釈してから、第２の消化チャンバに移送する。しかしながら、一般に、サイクルの最後に第１の消化チャンバに材料が残らないように、またはＶＦＡ濃度が更なる希釈を必要とするほど高くならないように、コントローラにより、各稼働サイクル全体にわたって第２のチャンバへの材料の供給を分配するようにプログラムすることもできる。
【０１８７】
嫌気性消化中、第１の消化チャンバおよび第２消化チャンバで遊離したガスは（矢印２４、２５および２６によって示すように、）ＣＯ２、Ｈ２Ｓ、およびＮＨ３等の汚染物質を除去するガス精製器６を通過する。精製されたガスは、（矢印２７によって示されるように、）貯蔵のためにガスアキュムレータに供給される。ガスアキュムレータ内のガスの量が閾値に達すると、ガスは燃焼のためにマイクロＣＨＰに送り込まれ、熱および電気を生成する。
【０１８８】
パイプ１３の圧力逆止弁は、嫌気性消化プロセスの間、第２の消化チャンバ内のガス圧力が一定の状態を維持することを保証する。
【０１８９】
コントローラにはクロックが搭載されているため、電力コストの低い特定の時間帯に嫌気性消化プロセスを調整するようにプログラムすることができる。例えば、日中を通して食品を装置に追加し、夕方にコントローラにより入口を密閉し、上記で概説したように嫌気性消化プロセスを開始することができる。物質を第１の消化チャンバから第２の消化チャンバに周期的に供給し、一晩中窒素および／または酢酸濃度を監視することにより、メタン出力が最大になるようにメタン生成の最適条件を維持することができる。朝、パドルは回転を停止し、コントローラが残留物質を第１のチャンバから第２のチャンバに移動する。その後、入口の密閉が解除される。続いて、第１の消化チャンバは、翌日までに再び新しい食品廃棄物を受け取る準備ができている。第１の消化チャンバが新しい食品廃棄物を受け取っている間、嫌気性消化プロセスが日中も第２の消化チャンバで続行される。
【０１９０】
コントローラは、例えば、第１の消化チャンバおよび第２の消化チャンバのそれぞれにおける窒素および／または酢酸濃度並びに材料の体積の継続的な測定に基づいて、プロセスの各段階で第１の消化チャンバから第２の消化チャンバに移送される材料の量を決定してもよい。あるいは、コントローラは、嫌気性消化プロセスのモデルに基づいて、消化チャンバ間の物質の移動を調整するようにプログラムすることができる。このモデル、および結果的にコントローラをプログラムするアルゴリズムは、消化装置からのメタン出力を監視しつつ、窒素および酢酸の濃度並びに第２の消化チャンバの供給速度を変更する一連の実験を実行することによって、開発することができる。実験中に収集されたデータは、当業者に周知の人工知能モデリング方法（例えば、ファジー理論（例えば、Ｍａｍｄａｎｉファジー理論）またはニューラルネットワーク（例えば、ベイジアン正則化を使用））を使用してモデル化することができる。このようにして開発されたモデルは、ＭＡＴＬＡＢ（登録商標）等の標準的な数学モデリングソフトウェアを使用してプログラム可能である。
【０１９１】
第２のチャンバ内の液体および／または固体の発酵残渣の量は、使用される数日または数週間にわたってゆっくりと増加してもよい。従って、発酵残渣を除去し、新鮮な種菌を装置に導入するために、第２のチャンバを定期的に取り外すことが必要になる場合がある。
【０１９２】
窒素濃度および／またはＶＦＡ濃度が臨界閾値を超えた場合、コントローラは、ユーザインタフェースを介して（例えば、アラームを鳴らすか、警告灯を作動させることにより）ユーザに通知するように構成されてもよい。付加的または代替的に、コントローラは、第２の消化チャンバ内の発酵残渣の量が臨界値を超えた（第２のチャンバを空にし、内容物を新鮮な微生物種菌と交換する必要があることを示す）場合、ユーザインタフェースを介して（例えば、アラームを鳴らすか、警告灯を作動させることにより）ユーザに通知するように構成されてもよい。
【０１９３】
装置はまた、装置の外側（即ち、周辺大気）のメタンの濃度を測定するように構成された１つ以上のガスセンサを備えてもよい。コントローラは、１つ以上のガスセンサが装置の外側でメタンを検出した（ガス漏れがあることを示す）場合、ユーザインタフェースを介して（例えば、アラームを鳴らすか、警告灯を作動させることによって）ユーザに通知するように構成することができる。
【０１９４】
装置は、（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信用の１つ以上の送信機および受信機を含む装置等、他の接続オプションも可能であるが）インターネットインタフェースを介してリモートデバイスに信号を送信する、およびリモートデバイスから信号を受信するようにプログラムすることができる。リモートデバイスは、パーソナルコンピュータ、タブレットコンピュータ、または携帯電話であり得る。ユーザは、リモートデバイスを使用して装置のステータスを監視することができる。コントローラは、例えば窒素濃度および／またはＶＦＡ濃度が臨界閾値を超えた場合、または第２の消化チャンバの発酵残渣の量が臨界値を超えた場合、または、１つ以上のガスセンサが装置の外側でメタンを検出した場合、リモートデバイスに警報を送信するようにプログラムすることができる。
【０１９５】
コントローラは、１つ以上のガスセンサが装置の外側でメタンを検出した（ガス漏れがあることを示す）場合、第２の消化チャンバの温度を下げるように構成することもできる。第２の消化チャンバを冷却することにより、嫌気性消化プロセスが抑制され、メタンの生成が減少する。窒素濃度および／またはＶＦＡ濃度が臨界閾値を超えた場合、または第２の消化チャンバ内の発酵残渣の量が臨界値を超えた場合（システムが過度に混乱していることを示している場合）、コントローラを第２の消化チャンバの温度を下げるように構成することもできる。
【０１９６】
当業者は、様々な異なる加水分解酵素が第１の消化チャンバで使用され得ることを理解するであろう。しかしながら、アルファアミラーゼは、デンプン鎖に沿ったランダムな位置で、デンプンの加水分解を迅速に触媒することができる故に、他のアミラーゼよりも好ましい場合がある。いずれにせよ、加水分解酵素は、一般に、（大規模な嫌気性消化施設で一般的に使用される加水分解微生物の病原性種と違って、）商業的または家庭での使用に安全である。酵素は、食品の加水分解を大幅に加速するが、これは、加水分解がほとんどの嫌気性消化プロセスにおける律速段階である故に重要である。通常、第１の消化チャンバで起こる加水分解の約９９％は酵素によるものである。
【０１９７】
少なくとも理論上、コントローラによって追加される様々な加水分解酵素の相対的比率を調整するために、（例えば、ガスクロマトグラフィー技術を使用して）第１の消化チャンバ内の食品スラリー中の様々な炭水化物、セルロース、タンパク質、および脂質の濃度を決定することが可能である一方、発明者は、窒素濃度のみを監視すれば十分であることを発見した。食事の炭水化物および脂肪に窒素が含まれないと仮定すると、平均的な食事に含まれるほとんど全ての窒素は、タンパク質のアミノ酸残基において発見される故、スラリーの総窒素濃度は総タンパク質濃度の良い指標を提供する。実際、総タンパク質濃度は、通常、測定された総窒素濃度に６．２５の係数を掛けて推定される。研究（例えば、文献２（Synthesis of Food Waste Compositional Data 2012, published by The Waste and Resources Action Programme (WRAP)）および文献３（On-site treatment of organic waste from the public and hospitality sectors, SKM Enviros and Frith Resource Management, published by The Waste and Resources Action Programme (WRAP)）を参照）により、英国で分析された食品廃棄物中の炭水化物と脂質とタンパク質との平均比は、１５６：５９．３：４４．３であることが判明した。従って、食品スラリー中の炭水化物および脂質の濃度は、スラリー中のタンパク質の濃度を決定し、同じまたは類似の経験的比率（例えば、３：１：１の比率）を適用することにより推定することができる。適切な加水分解酵素（アミラーゼ、リパーゼ、およびプロテアーゼ等）を同じ比率でスラリーに加えることができる。いずれにせよ、タンパク質の加水分解は、通常、他の食品成分の加水分解よりも遅いため、一般的にタンパク質濃度の決定が最も重要である。
【０１９８】
本方法は、有機物を第２のチャンバから第１のチャンバに戻すステップを含むことができる。これにより、更なる嫌気性消化のために、第１のチャンバに新しい微生物が供給される。
【０１９９】
上記の装置は、アセトバクテリウム・ウッディおよびメタノサエタ・コンシリイを含む微生物種菌を利用する。当業者は、装置が異なる微生物を使用し得ることを理解するであろう。それにも関わらず、発明者は、アセトバクテリウム属の細菌およびメタノサエタ属の古細菌を含む種菌が特に効果的であることを発見した。
【０２００】
アセトバクテリウム・ウッディは、（例えば、文献４（Acetobacterium, a New Genus of Hydrogen-Oxidizing, Carbon Dioxide-Reducing, Anaerobic Bacteria, W. E. Bach, S. Schoberth, R. S. Tanner and R. S. Wolfe, International Journal of Systematic Bacteriology, October 1977, Vol. 27, No. 4, p. 355-361）に記載のように）嫌気性消化の副産物として、主に酢酸（即ち、酢酸または酢酸塩）を生成する非病原性の酸生成細菌および酢酸生成細菌である故に好適である。特定の状況では、アセトバクテリウム・ウッディは、嫌気性消化の副産物としてコハク酸塩も生成する場合がある。他の酢酸生成細菌は、大量の望ましくない副産物（エタノール、ブタノール、酪酸、およびギ酸塩等）を生成することが知られている。
【０２０１】
メタノサエタ・コンシリイは、酢酸を消化してメタンを生成する非病原性のメタン生成古細菌である故に好適である。
【０２０２】
他の微生物がほとんど存在しない状態で、アセトバクテリウム・ウッディとメタノサエタ・コンシリイとの組み合わせを使用することにより、メタン出力が最大になる嫌気性消化プロセスとなり得る。また、アセトバクテリウム・ウッディとメタノサエタ・コンシリイとの組み合わせを使用することにより、アンモニア、硫化水素、および二酸化炭素等の腐食性ガスの生成も大幅に削減され、これにより、装置部品の有効寿命を延長し、生産されるバイオガスの発熱量を増加させることができ、これは、より少ないガス洗浄手順が必要となることを意味している。嫌気性消化の副産物として生成されるコハク酸塩は、残った発酵残渣から抽出することができる。コハク酸塩は、関節炎の局所治療の準備等の医療用途を持つ、価値の高い物質である。
【０２０３】
また、発明者は、アセトバクテリウム・ウッディとメタノサエタ・コンシリイとの両方が、消化パラメータ（食品廃棄物成分の濃度、窒素濃度、および揮発性脂肪酸（ＶＦＡ）濃度における変動等）における重大な摂動に耐え得る、特に弾力性を有する微生物であることも見出した。これらの微生物は非病原性であり、加水分解酵素と有効に組み合わせて、効率的な嫌気性消化装置を提供し、嫌気性消化器が少なくともいくつかの病原性微生物の使用を必要とするという、当技術分野における先入観を克服する。
【０２０４】
次に、嫌気性消化装置２０１の第２の例を、図５を参照して説明する。第２の例の構造および機能は、第１の例とほぼ同じであるが、第１の消化チャンバを冷蔵する代わりに、使用時に第１の消化チャンバを６０〜７０℃の温度に加熱する点が異なる。この場合も、このような生物が、限られた最適温度範囲を有する故に（例えば、メタノサエタ・コンシリイは狭い最適温度範囲（約３５℃）を有する）第１の消化チャンバ内のメタン生成微生物を抑制する効果がある。より高い温度範囲には、食品スラリーを低温殺菌するという利点があり、これは、食品廃棄物および／または動物廃棄物の再利用のための環境基準を満たし、および／または、メタン生成中、第２のチャンバ内の酸生成細菌とメタン生成古細菌との間の競合を回避するために重要であり得る。貯蔵タンクは、第１の消化チャンバに導入される前に浸軟された廃棄物を保持し、その貯蔵タンクは例えば、４℃前後まで冷蔵されて、消化前の食品廃棄物からの臭気放出を低減させる。
【０２０５】
より詳細には、装置は、マセレータ２０３、貯蔵チャンバ２５０、第１の消化チャンバ２０４、および第２の消化チャンバ２０５を含む外部ハウジング２０２を含む。食品廃棄物を受け入れるための密閉可能な入口２０９は、ハウジング１０２を貫通してマセレータまで延在している。水ポンプ２２１によって動力を供給される高圧スプレー２２０は、水位計２２３を有する水タンク２２２からの水を、浸軟中にマセレータに指向する。
【０２０６】
浸軟された食品廃棄物は、消化前に貯蔵チャンバ２５０で保持され、そこで冷蔵庫（図示せず）を使用して４℃以下に冷蔵される。貯蔵チャンバは、ミキサ２５１、レベルセンサ２５２、熱交換器２５３、圧力センサ２５４、および液体センサアレイ２５５を有する。制御可能なバルブ２５６は、ストレーナ２５７を貫通してドレインまで延在する。制御可能な一方向ポンプ２６０は、大粒子フィルタ２６１、逆止弁２６２および流量計２６３を介して、浸軟された廃棄物を貯蔵チャンバから第１の消化チャンバに制御可能に移動するために設けられている。
【０２０７】
第１の消化チャンバ２０２は、ミキサ２７１、レベルゲージ２７２、熱交換器２７３、圧力センサ２７４、液体センサアレイ２７５、ガスセンサアレイ２７６、スプレーヘッド２７７、および制御可能なバルブ２７８およびストレーナ２７８を備えたドレインを有する。ガス導管２７９は、第１の消化チャンバから、以下で更に説明されるガス流制御システムまで延在している。第１の消化チャンバはヒータ（図示せず）を有する。
【０２０８】
第１の消化チャンバ２０２は、制御可能な双方向ポンプ２６６および流量計２６７を有する導管２６５を介して、第２の消化チャンバ２０３に接続されている。
【０２０９】
第２の消化チャンバ２０３は、ミキサ２８１、レベルゲージ２８２、熱交換器２８３、圧力センサ２８４、液体センサアレイ２８５、ガスセンサアレイ２８６、スプレーヘッド２８７、および制御可能なバルブ２８８およびストレーナ２８９を備えたドレインを有する。ガス導管２７９は、第１の消化チャンバから、以下で更に説明するガス流制御システムまで延在している。第２の消化チャンバは、ヒーター（図示せず）を有する。
【０２１０】
本装置は、加水分解酵素（固体または液体の形態）用のコンテナ２９０およびレベルセンサ２９１（酵素が液体形態である場合）を含む。液体制御システム２９２は、水および加水分解酵素のタンクへの供給を調整する（必要に応じて、水がスプレー２２０および貯蔵タンクに供給され、加水分解酵素が第１の消化タンクに供給され、水が第１の消化タンクまたは第２の消化タンクに供給されて、固形物を所望の濃度に維持し、更に、酵素の分注に使用するためおよび／またはマセレータにフィードバックするために、蒸発した水分を受け取り、再利用することができる。
【０２１１】
ガス流制御システム３００は、導管３０１を介した第１の消化チャンバからのガス（主に蒸気）と、導管３０２を介した第２の消化チャンバからのガス（主にバイオガス）との受け取りを制御する。ガスからの不所望な種を濾過するためにフィルタ３０５が設けられている（例えば、ＣＯ、Ｈ２Ｓおよび／またはＮＨ３フィルタが存在し得る。）制御可能なバルブ３０６、３０７およびガスポンプ３０８は、圧力センサ３１０およびガスセンサアレイ３１１を有する貯蔵タンク３０９へのガスの流れ、並びに貯蔵タンクからＭｉｃｒｏＣＨＰコジェネレータ３１２へのガスの流れを調節する。
【０２１２】
コントローラ３５０は、液体流制御システム、冷凍および加熱、並びにガス流制御システムを含む様々なセンサおよびアクチュエータを制御する。
【０２１３】
液体センサアレイ２１５、２７５、２８５は、各タンク内の物質の温度の正確な制御を可能にする温度センサ、ｐＨセンサ、並びに１つ以上の炭水化物、脂質およびタンパク質濃度センサを含む。ガスセンサアレイは、通常、少なくともＣＯ２、ＣＨ４、および少なくとも酢酸（および任意に他のＶＦＡ）並びにガス温度を監視する。
【０２１４】
動作中、第２の実施形態の装置は、第１の実施形態とほぼ同じく制御されるが、第１の消化チャンバの温度が６０〜７０℃の範囲の（可変）設定点に制御される点が異なる。貯蔵タンク２５０は約４℃に冷蔵され、浸軟された物質は、ポンプ２６０によって第１の消化チャンバ２０２に定期的に移動され、ここで嫌気性消化微生物と混合され、加水分解酵素が添加され、加水分解、酸生成および酸生成のステップが主に実行される。メタン生成は抑制される（実際、メタン生成生物は、通常、第１の消化チャンバの高温によって死滅する）。材料は、第１のチャンバの酢酸の測定値を考慮して、第１のチャンバから第２のチャンバに（必要に応じてその逆の方向に）定期的に移動される。第２の消化チャンバは、メタン生成生物にとって最適な温度付近の温度に前もって制御される。第１の例と同様に、アセトバクテリウム・ウッディとメタノサエタ・コンシリイとの種菌が適しており、この場合、第２のチャンバの温度は約３５℃に制御される。加水分解酵素は、第１の消化チャンバに分配され、水が分配され、物質は上述したように第１の消化チャンバと第２の消化チャンバとの間で移動する。
【０２１５】
第３の例示的な実施形態が図６に示されている。第３の例は、説明され、かつ対応する特徴が一貫して番号付けされている場合を除き、第２の例に対応している。図６では、分かりやすくするために、レベルセンサ、熱交換器、および流量制御コンポーネントは省略されている。ここでも、コントローラ３５０は、センサデータを監視し、手順全体を制御する。
【０２１６】
第３の例示的な実施形態では、有機物が制御された方法で移動する５つのタンクがある。第１のタンクは貯蔵タンク２５０であり、ここで受け取った浸軟された廃棄物を冷蔵して、分解と悪臭の発生を防ぎ、更に処理されるまで貯蔵する。第２のタンク３６０は予備殺菌タンクである。第３のタンク２０２は、第１の消化チャンバであり、ここで使用時に酵素加水分解および酸生成が起こる（また、メタン生成が抑制される）。第４のタンク３７０は低温殺菌タンクである。第５のタンク２０３は、第２の消化チャンバであり、ここで使用時にメタン生成が行われる。第２のタンク内のミキサ、圧力センサ、液体センサアレイ、およびガスセンサアレイは、それぞれ３６１、３６５、３６４、３６６とラベル付けされており、また、第４のタンクではそれぞれ３７１、３７５、３７４、３７６とラベル付けされている。ポンプ、ヒーター、およびクーラーを含む他のセンサおよびアクチュエータと同様に、これらのセンサはコントローラ３６５に接続されている。
【０２１７】
稼働時、貯蔵された冷蔵廃棄物は、一方向ポンプによって予備殺菌タンクに制御可能に移動され、そこでヒーター（図示せず）を使用して、例えば６０℃〜７０℃の温度で少なくとも１時間殺菌される。蒸発した水分は保持され、マセレータで使用するためにリサイクルされる（従って、第２のタンクから液体コントローラへの接続が示されている）。いくつかの実施形態では、予備低温殺菌タンク内の圧力は、（例えば、水の沸点が約７０℃まで低下するように）真空ポンプによって減圧され、エネルギーの効率的な水の蒸発を促進する。
【０２１８】
低温殺菌後、有機物は予備低温殺菌タンクから第１の消化チャンバ２０２に移送される。ここで、受け取った廃棄物の組成（特に窒素レベル）が測定され、コントローラにより追加する加水分解酵素の量を決定し、続いて加水分解酵素の分配を制御する。前述した微生物（例えば、アセトバクテリウム・ウッディおよびメタノサエタ・コンシリイ）がまだ存在しない場合にはそれらが導入され、嫌気性消化が開始される。（メタン生成を回避すべき場合にはこのタンク内においてはメタノサエタ・コンシリイが省略される場合があるが、単一の種菌の一部として、または第１のチャンバと第２のチャンバとの間の物質の双方向移動に起因して存在する場合がある）。
【０２１９】
この第１の消化チャンバ２０２の温度は、必要に応じて調整される。いくつかの例では、例えば、５０〜５５℃の範囲に制御されてもよい。これにより、効率的な酸生成が可能になり、この温度で適切な活性を持つように加水分解酵素を選択することができるが、メタン生成は抑制される。メタノサエタ・コンシリイのようなメタン生成菌は、この温度で死滅する。いくつかの代替的な例では、第２の例のように、第１の消化チャンバをより高い温度（例えば、６０〜７０℃）に加熱するか、または以下の第１の例のように（例えば、１０℃以下に）冷蔵することができる。いずれにせよ、温度はメタン生成を最小限に抑えるように選択される。
【０２２０】
第１の消化チャンバ２０２で加水分解され、酸生成に曝された材料は、続いて、更なる低温殺菌タンク３７０に移され、そこで、例えば６０〜７０℃の温度で少なくとも１時間加熱されて内容物を低温殺菌する。ここでも、真空ポンプを使用して水蒸気を収集し、空気圧を下げることができる。次いで、ＶＦＡの濃度（例えば、少なくとも酢酸の濃度）が測定され、第５のタンクであって、例えば約３５℃の温度でメタン生成が行われる第２の消化チャンバ２０３に移送される材料の量（例えば、比率）を決定するために使用される。
【０２２１】
場合によっては、任意に、追加の低温殺菌タンクを介して、物質を第２の消化チャンバから第１の消化チャンバに戻すことができる。これは、例えば、システム内の温度を４℃未満に下げる等、コントローラが緊急時のアクションをアクティブにしている間に、消化機能を維持するのに役立ち得る。
【０２２２】
この例では、第４のタンクである低温殺菌タンク３７０は、低温殺菌を実行するだけでなく、加水分解および酸生成に曝された材料を、制御された速度で、メタン生成が行われる第２の消化タンクに供給することができるように保管可能なバッファタンクとしても機能する。ＶＦＡ（例えば、少なくとも酢酸の濃度）は、第１の消化チャンバ２０２で測定され、第１の消化チャンバ２０２からバッファタンク３７０への物質の移動速度を制御するために使用され得る。ＶＦＡ（例えば、少なくとも酢酸の濃度）は、第１の消化チャンバおよびバッファタンクの両方で測定され、第１消化チャンバからバッファタンクへの、およびバッファタンクから第２の消化チャンバへの物質の移動速度を制御するために使用されてもよい。
【０２２３】
しかしながら、第４の例では、第１の消化チャンバ２０２は、（例えば、５０〜５５℃の高い温度または１０℃以下の低い温度で）加水分解および酸生成を実施するために使用され、続いて、第１の消化チャンバの温度を上げて（例えば６０〜７０℃まで）低温殺菌ステップを実行する。このとき、結果的に得られる材料のＶＦＡ（または少なくとも酢酸の濃度）が測定され、制御された量が第２の消化チャンバ２０３に移送される。この場合、第４のタンク／バッファタンクは不要である。
【０２２４】
本明細書に開示された本発明の範囲内で、更なる変形および修正を行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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