バイオリファイナリー
Biorefinery■バイオエコノミーにおけるキーテクノロジー Biorefinery is a key technology for “Bioeconomy”.

バイオリファイナリーとは、バイオマスからバイオ燃料やグリーン化学品を製造する技術や産業のことです。RITEは、改変コリネ型細菌とRITEバイオプロセスの組み合わせにより、その基本技術を確⽴しています。

バイオエコノミーとは、「再⽣可能な⽣物資源の⽣産と、これらの資源と廃棄物を、⾷品、飼料、バイオベース製品、バイオエネルギーなどの付加価値製品に変換すること」です。

Biorefinery encompasses technologies and industries that enable
the production of biofuels and green chemicals from biomass. RITE
has established its fundamental technologies through a combinationof modified coryneform bacteria and the RITE Bioprocess.

Bioeconomy is defined as "the production of renewablebiological resources and the conversion of theseresources and waste streams into value added products,
such as food, feed, bio-based products and bioenergy”.

■ RITE バイオプロセスの特徴 Advantages of RITE Bioprocess① 増殖⾮依存型バイオプロセス Growth–arrested bioprocess
RITEバイオプロセスの⽣産性は、従来のバイオプロセスに⽐べ、微⽣物増殖のための時間や空間が不要なため、化学プロセスの⽣産性に匹敵します。
In contrast to conventional bioprocesses, the productivity of ourprocess, expressed as space-time-yield (STY) , is comparable to thatof chemical processes since no time or space is required for microbial
growth during chemical production.

RITE Bioprocess®
特許 JP3869788 DE602004026192.0 JP4927297

反応槽に微⽣物を⾼密度充填し反応JP4451393 DK1647594
US7368268 FR1647594
EP1647594 GB1647594
CH1647594

混合糖完全同時利⽤可C5, C6糖
発酵阻害
物質耐性

菌体触媒
（増殖なし）

⾼⽣産性

US7598063
EP1291428
JP4294373

微⽣物が増殖しないため、⽣産物
バイオ燃料
バイオ化学品■増殖のためのエネルギーロスがなく、原料収率が⾼い。
■システムが簡便。

＊RITE Bioprocessは、公益財団法⼈地球環境産業技術研究機構の登録商標(登録第5796262号)です。

② C5＆C6糖類の完全同時利⽤ Simultaneous utilization of mixed sugars
セルロース系バイオマスは、ヘミセルロースに由来するペントース(C5)とヘキソース(C6)の混合物から構成されます。 微⽣物バイオ燃料の⽣産には、ペントースとヘキソースの同時利⽤が不可⽋です。
RITEは、C5糖の利⽤に関与するいくつかの遺伝⼦をコリネ型細菌に導⼊し、セルロース系材料の効率的な利⽤を可能にしました。

Cellulosic biomass constitutes mixtures of pentoses (C5) derived from hemicelluloses, aswell as hexoses (C6). It is essential for microbial biofuel production to simultaneouslyutilize both pentoses and hexoses. Several genes involved in the catabolism of C5 sugars
have been introduced into coryneform bacteria, allowing for efficient utilization ofcellulosic materials.

③ 発酵阻害物質に対する耐性 Tolerance to fermentation-inhibitors
リグノセルロース系バイオマスの前処理中に⽣成されるフェノー
ル類、フラン類などの発酵阻害物質は、バイオエタノール製造
過 程 で 強 い 阻 害 を ⽰ す こ と が 知 ら れ て い ま す 。 RITE
Bioprocessはこれらの発酵阻害物質に⾮感受性であることが実証されています。
Fermentation inhibitors such as phenols, furans, etc. which are formed during thepre-treatment of lignocellulosic biomass, are known to show strong inhibition inbioethanol manufacturers. However, the RITE Bioprocess has been demonstrated
to be insensitive to these fermentation inhibitors.

公益財団法人地球環境産業技術研究機構

＜国家プロジェクト(NEDO)＞

スマートセルプロジェクト
Smart Cell Project■ 研究の背景 Background
バイオテクノロジーとIT、AI技術の急速な進展により、⽣物プロセスを⾼度に制御された⼯業⽣産技術に改変し、省エネルギー・低コストな⾼機能品⽣産技術の確⽴を⽬指すことが可能になりました。

The rapid progress of biotechnology, IT, and AI technology has made it possible to change biological processes to highly
controlled industrial production technologies and establish energy-saving and low-cost technologies for production of highly
functional chemicals.

■ 研究の概要 Outline of research①スマートセルプロジェクトの⽬的 Purpose of the smart cell project
NEDO「植物等の⽣物を⽤いた⾼機能品⽣産技術の開発」(スマートセルプロジェクト)では、スマートセルを構築するための基盤技術(スマートセル設計システム)の開発とその実⽤化技術の確⽴を⽬指します。

⽣物機能をデザイン

潜在的な⽣物機能の引き出し

Designing ofbiological functions

Maximizing potentialof biological functions

⽣物情報の蓄積

NEDO launched a project, “Development of Production
Techniques for Highly Functional Biomaterials Using Smart
Cells of Plants and Other Organisms” (Smart cell project).
The purposes of this project are development of smart cell
design systems and establishment of a practical use
technology using the systems.

機能発現を制御
Regulation ofbiological functions

ゲノム編集
遺伝⼦合成

Accumulation ofinformation

IT/AI技術の進歩

スマートセルGenome editing
Gene synthesis

Smart cell

Advance in
IT/AI②スマートセル設計システムの有効性検証 Validation of the smart cell design system

Design代謝モデルからの代謝改変候補
遺伝⼦発現向上の改変案

代謝改変⽣産菌株の構築
配列改変遺伝⼦の発現

Metabolic modification suggested from metabolic model
Sequence modification for enhancing gene expression

Construction of production strains based onsuggested gene/metabolic modifications

BuildDry

RIKEN
Kyoto Univ.
Osaka Univ.
AIST
Kobe Univ.
Tohoku Univ.

Learn

(情報系)

Wet

RITE

(⽣物実験系)

代謝モデルの最適化
配列設計⼿法の最適化

⽣産性・発現量評価
オーミクスデータ取得

Optimization of metabolic modeland sequence design method

Evaluation of productivity/gene expression
Multi-omics data acquisition

Test③スマートセル設計システムの積み重ねによる⽣産性向上 Application of the smart cell design system
ExporterNetworkHyMeP

Seq.
designFBA

TargetGlucoseHyMePFBASeq.
designEnzymeselection

HyMeP

コリネ型細菌の代謝経路

An
aromatic
compoundhyperproducer
strainof
Corynebacterium glutamicum was developed by applying
the smart cell design system.

従来報告の最⾼濃度

スマートセル設計システムの利⽤

公益財団法人地球環境産業技術研究機構

Exporter

⽣産濃度

スマートセル設計システムをコリネ型細菌に適⽤し、これまでに発酵⽣産が困難だった物質の⽣産株を従来よりも短い期間で育種開発することを⽬指しました。同システムの成果を1つの⽣産株系列に積み重ねることで、有⽤芳⾹族化合物⽣産性の⼤幅な向上を達成しました。

●●●●● スマートセル設計システム

RITEバイオプロセスの事業化
Industrialization of RITE Bioprocess

RITEはGreen Earth Institute（株）などとともに、RITE Bioprocessの実用化に取り組んでいる。Green Earth Institute（株）は、2011年に RITE
Bioprocessの研究成果を早期に事業化するため、RITE発のベンチャー企業として設立された。
Green Earth Institute Co., Ltd. was established in 2011 for industrialization of RITE Bioprocess.

■ Green Earth Institute 株式会社による事業化
Industrialization of RITE Bioprocess by Green Earth Institute Co., Ltd.

RITE

物質生産コア技術研究 Core technologies

高生産株の開発
コリネ型細菌の代謝を最適化し、高効率でアミノ酸、エタノール等を生産する菌株を開発○代謝経路の最適化 Optimization of metabolic pathways○ 酵素機能改良 Improvement of enzymes

Our group developed C. glutamicum strains enable to produce
biofuels and biochemicals by metabolic engineering.

○ 耐性株の育種 Breeding of resistant cells

分子育種により、アミノ酸高生産株の開発に成功
Glucose

ラボスケール生産試験 Lab scale production※ Alanine dehydrogenase
Glycolysis

NAD＋NADH
NH4＋

NADH generated via glycolysis isre-oxidized to NAD+.
NH3 is used as an amino-group donor.

alaDPyruvate

L-AlaninealaT

L-Glutamate
NADP＋2-ketoglutarate

NADPH
NH4＋

Yamamoto S, et al. Appl Environ Microbiol. 2012 Jun;78(12):4447-57.
Jojima T, et al. Appl Microbiol Biotechnol. 2010 Jun;87(1):159-65.

Green Earth Institute
実用化技術開発○ スケールアップ Scaling up（bench, pilot, commercial size）
培養条件・反応条件を検討
実用化における問題点の抽出製造したアミノ酸 Amino acid
実生産（大型プラント）
Commercial production

Investigation of culture conditions and reaction conditions.
Extraction of the problem in scaling up.

Green Earth 研究所■ パートナー企業の海外プラントでアミノ酸の商用生産開始
Production of amino acid with commercial-scale fermenters was successful in partner company’s overseas plant.

ラボスケールから商用スケールへ Scaling up RITE Bioprocess from lab to commercial scale
Lab: ～10L

Bench: 90L

Pilot: 2kL

Commercial Size

image

Photo by Warren Gretz / NREL 00946

ラボスケール（10L） ベンチスケール（90L）

パイロットスケール（2kL）

商用スケール（100kL以上）

商用スケールの大規模発酵槽で、アミノ酸の生産に成功
Production of amino acid with commercial-scale fermenters was successful.
出典：Green Earth Instituteホームページを一部改変■ 国内外のパートナー企業と共同して、バイオ燃料、アミノ酸、その他化学品の生産事業を展開
Biofuel and amino acid production business are developed in cooperation with a domestic and abroad partner
enterprise.

公益財団法人地球環境産業技術研究機構

グリーンケミカルズ株式会社（GCC社）
Green Chemicals Co., Ltd. (GCC)■ 会社概要 Company Outline（公財）地球環境産業技術研究機構（RITE）と、住友ベークライト（株）が共同で設立（グリーンフェノール開発（株）から社名変更）。グリーン化学品の早期事業化を目指す。
Green Chemicals Co., Ltd. (GCC) (renamed from Green Phenol Development Co., Ltd.) was established by RITE andSumitomo Bakelite Co., Ltd. GCC is making efforts to commercialize useful chemical compounds.

■ GCC社設立の経緯 Company History■2014年5月:

・経済産業省大臣承認を受けて、「グリーンフェノール・高機能フェノール樹脂製造技術研究組合」が株式会社に組織変更（グリーンフェノール開発（株））。
・NEDO実用化ベンチャー支援事業採択、パイロットプラント（500 L反応槽）を建設。

■2015年: 3ヶ年（2015-17年）実用化技術開発計画の推進。

・NEDO戦略的省エネルギー技術革新プログラム／実用化開発／非可食バイオマス由来グリーンフェノールの工業生産に向けた技術開発に採択。既存パイロット設備への濃縮精製プロセス導入。

■2018年4月: グリーンケミカルズ株式会社（GCC社）へ社名変更。
グリーンケミカルズ株式会社

・GPD (Green Phenol Development Co., Ltd.) wasestablished in 2014 for industrialization ofgreen phenol by RITE and Sumitomo BakeliteCo., Ltd.
・In NEDO project, a pilot plant (500 L jar fermenter) was constructed in 2015.
・In NEDO project, a plant for concentration andpurification process was constructed in 2016.
・GPD changed its name to GCC, and started totreat many bioproducts including high-value
added green chemicals in 2018.

グリーンフェノール開発㈱グリーンケミカルズ㈱・様々なグリーン化学品をターゲッ
トとするグリーンケミカルズ㈱へ社名変更
・グリーンフェノールで培った基盤技術を活用し、付加価値の高いグリーン化学品に対してもバイオ事業展開

バイオ変換工程設備

濃縮精製工程設備

Plant for bioconversion process

Plant for puriﬁcation process

グリーンフェノール樹脂

グリーンフェノール樹脂材料
成形品

Green phenol resin

Molding parts made fromgreen phenol■ 事業内容 Business Outline

・NEDO事業を受託し（2014.5-2015.3）千葉県かずさアカデミアパークにバイオ変換工程パイロット設備を設置後、バイオプロセスによるフェノールの実生産に成功（その後、設備は住友ベークライト静岡工場内へ移設）。
・NEDO事業助成により（2015.8-2018.2）、既存パイロット設備への濃縮精製プロセス導入。糖類からのフェノールのバイオ生産、濃縮、精製までの一貫生産を実現。
・グリーンフェノール開発で培ってきた技術を基盤に、フェノール以外の有用な芳香族化合物を含めたグリーン化学品の早期事業化を目指している。
・In NEDO project (2014.5 to 2015.3), a pilot plant for bioconversion process was constructed at Kazusa Academia Park inChiba prefecture, and green phenol was successively produced. Then it was transferred to Sumitomo Bakelite Co., Ltd.
in Shizuoka prefecture.
・In NEDO project (2015.8 to 2018.2), a plant for purification process was constructed in 2016, and bioconversion and purification processes are now in operation.
・Based on green phenol technologies, GCC is making efforts to commercialize green chemicals including high-value
added compounds.

グリーンケミカルズ株式会社
Green Chemicals Co., Ltd.