特表 2024-506737 バイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-14

(54)【発明の名称】バイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システム及び方法

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/00 20060101AFI20240206BHJP

   C12M 1/02 20060101ALI20240206BHJP

   C12P 7/10 20060101ALI20240206BHJP

【ＦＩ】

C12M1/00 D

C12M1/02 A

C12P7/10

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023549920

(86)(22)【出願日】2022-05-10

(85)【翻訳文提出日】2023-08-17

(86)【国際出願番号】 CN2022092087

(87)【国際公開番号】W WO2023092956

(87)【国際公開日】2023-06-01

(31)【優先権主張番号】202111416152.6

(32)【優先日】2021-11-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】520401745

【氏名又は名称】浙江▲華▼康葯▲業▼股▲フン▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＺＨＥＪＩＡＮＧ ＨＵＡＫＡＮＧ ＰＨＡＲＭＡＣＥＵＴＩＣＡＬ ＣＯ．， ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】胡 昌輝

(72)【発明者】

【氏名】羅 家星

(72)【発明者】

【氏名】李 勉

(72)【発明者】

【氏名】廖 承軍

(72)【発明者】

【氏名】楊 武龍

(72)【発明者】

【氏名】厳 良聡

(72)【発明者】

【氏名】甄 ▲ニー▼

(72)【発明者】

【氏名】陳 蘭蘭

【テーマコード（参考）】

4B029

4B064

【Ｆターム（参考）】

4B029AA02

4B029BB01

4B029BB16

4B029CC01

4B029DA04

4B029DF01

4B029DF02

4B029DF03

4B029DF05

4B029DG06

4B029FA12

4B029GB03

4B064AC03

4B064CA01

4B064CA21

4B064CC06

4B064CC07

4B064CC12

4B064CC22

4B064CD22

4B064CE01

4B064DA16

(57)【要約】

本発明は、バイオマス原料の酵素分解反応用の反応器Ａと、バイオマス原料の発酵反応用の反応器Ｂと、反応器Ｂからの材料を貯蔵するための貯蔵タンクと、バイオマス原料の発酵反応で生成されるセルロース系エタノールを収集するための収集タンクと、を含むバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システムに関する。反応器Ａは、反応器Ｂ、貯蔵タンク、及び収集タンクにそれぞれ連通しており、反応器Ｂは貯蔵タンクに連通している。本発明はまた、該システムを用いたセルロース系エタノール製造方法を開示する。本発明は、バイオマス原料に酵素分解糖化、発酵及びエタノール抽出の循環工程を、間隔をおいて複数回行うことで、エタノールの蓄積による酵素分解及び発酵の阻害を効果的に低下させ、セルロース系エタノールの転化率を向上させ、しかも、貯蔵タンクが設けられることにより、１つのシステムにおいて２バッチの材料を同時に処理することができ、セルロース系エタノールの生産効率を大幅に高める。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システムであって、
バイオマス原料の酵素分解反応用の反応器Ａと、バイオマス原料の発酵反応用の反応器Ｂと、バイオマス原料の発酵反応で生成されたセルロース系エタノールを収集するための収集タンクと、を含み、反応器Ａ及び反応器Ｂのそれぞれに酵素分解供給管及び発酵供給管が個別に設けられ、反応器Ａの排出口は設けられた発酵配管を介して反応器Ｂの投入口に連通し、発酵配管にはダイヤフラムポンプＡが設けられ、反応器Ｂの排出口は設けられた排出配管を介して反応器Ａの投入口に連通し、排出配管にはダイヤフラムポンプＢ及び第１排出管が設けられ、第１排出管はダイヤフラムポンプＢよりも後に位置し、反応器Ａの上部は、設けられたエタノール配管を介して収集タンクの投入口に接続され、反応器Ａの外部には反応器Ａを昇温、保温するための保温層が設けられ、反応器Ａの上部におけるエタノール配管の接続部位にコイル型保温装置が設けられ、コイル型保温装置及び保温層は、それぞれ、設けられた熱水管を介して熱水タンクに順次連通しており、熱水管に遠心力ポンプが設けられる、ことを特徴とするバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システム。

【請求項2】

排出配管には、貯蔵タンク、ダイヤフラムポンプＣ及び第２排出管がさらに設けられ、貯蔵タンクは、第１排出管よりも後に位置し、反応器Ｂからの材料を貯蔵するために使用され、第２排出管はダイヤフラムポンプＣよりも後に位置する、ことを特徴とする請求項１に記載のバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システム。

【請求項3】

前記収集タンクの頂部におけるエタノール配管の接続部位に、セルロース系エタノール蒸気を凝結するためのエタノール冷却装置が設けられる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システム。

【請求項4】

前記反応器Ｂの外部に、反応器Ｂ内の発酵材料を降温するための発酵冷却装置が設けられる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システム。

【請求項5】

前記反応器Ａ及び反応器Ｂのそれぞれの内部に、撹拌装置が設けられる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システム。

【請求項6】

バイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産方法であって、請求項１～５のいずれか１項に記載のバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システムを使用しており、
バイオマス原料をドライベースで１５％～２０％の含有量で濃度０．１ｍｏｌ／Ｌ、ｐＨ ５．０～６．０のクエン酸緩衝溶液に加え、次に、ドライベースの４％～６％を占めるセルラーゼを加え、製造したバイオマス原料を酵素分解供給管を介して反応器Ａに加えるステップ１と、
反応器Ａの温度を酵素分解反応温度Ｔに維持して、反応器Ａ内の材料のｐＨ値を維持し、撹拌しながら反応器Ａ内の材料に１回目の酵素分解反応を１０ｈ～１４ｈ行うステップ２と、
反応器Ａ内の酵素分解反応を受けた材料を発酵配管を介して反応器Ｂに送り、発酵供給管を介して反応器Ｂ内へ０．１質量％～１質量％の発酵菌株を添加し、発酵温度を発酵菌株に適切な発酵温度に制御して、撹拌しながら反応器Ｂ内の材料に１回目の発酵反応を１０ｈ～１４ｈ行うステップ３と、
１回目の発酵反応が終了した後、反応器Ｂ内の材料を排出配管を介して反応器Ａに送り、材料の発酵により生成されたセルロース系エタノールを反応器Ａ中で蒸発させてセルロース系エタノール蒸気にし、セルロース系エタノール蒸気をエタノール配管を介して収集タンクに流入させて、セルロース系エタノールに凝結するステップ４と、
ステップ２、ステップ３及びステップ４を繰り返し、同バッチの材料を反応器Ａ及び反応器Ｂのそれぞれにおいて１サイクル運転を４～６サイクル行い、反応器Ｂで終了させ、最後に、第１排出管を介してシステムから排出するステップ５と、を含む、ことを特徴とするバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産方法。

【請求項7】

バイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産方法であって、
請求項２～５のいずれか１項に記載のバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システムを使用しており、
バイオマス原料を、ドライベースで１５％～２０％の含有量で、濃度０．１ｍｏｌ／Ｌのクエン酸緩衝溶液に加え、次に、ドライベースの４％～６％を占めるセルラーゼを加え、クエン酸緩衝溶液のｐＨを５．０～６．０に維持し、製造済みの第１バッチの材料を、酵素分解供給管を介して反応器Ａに加えるステップＩと、
反応器Ａの温度を酵素分解反応温度Ｔに維持して、材料のｐＨ値を維持し、撹拌しながら反応器Ａ内の第１バッチの材料に１回目の酵素分解反応を１０ｈ～１４ｈ行うステップＩＩと、
反応器Ａ内で酵素分解反応を受けた第１バッチの材料を、発酵配管を介して反応器Ｂに送り、発酵供給管を介して反応器Ｂ内へ０．１質量％～１質量％の発酵菌株を添加し、発酵温度を発酵菌株に適切な発酵温度に制御し、撹拌しながら反応器Ｂ内の第１バッチの材料に１回目の発酵反応を１０ｈ～１４ｈ行い、
反応器Ａ内の酵素分解反応を受けた第１バッチの材料をすべて排出した後、ステップＩとステップＩＩを繰り返し、反応器Ａ内へ第２バッチの材料を添加し、第２バッチの材料を反応器Ａ内で酵素分解反応させるステップＩＩＩと、
１回目の発酵反応が終了した後、反応器Ｂ内の第１バッチの材料を、排出配管を介して貯蔵タンクに送って仮貯蔵し、反応器Ｂ内の第１バッチの材料をすべて排出した後、ステップＩＩＩを繰り返して、反応器Ａの第２バッチの材料を、発酵配管を介して反応器Ｂに送って発酵反応を行うステップＩＶと、
反応器Ａの第２バッチの材料をすべて排出した後、貯蔵タンクに仮貯蔵して、第１バッチの材料を排出配管を介して反応器Ａに送り、さらにステップＩＩを行い、第１バッチの材料の発酵により生成されたセルロース系エタノールを反応器Ａ中で蒸発させてセルロース系エタノール蒸気にし、セルロース系エタノール蒸気をエタノール配管を介して収集タンクに送って、セルロース系エタノールに凝結し、
貯蔵タンク内の第１バッチの材料をすべて排出した後、ステップＩＶを繰り返し、反応器Ｂ内の第２バッチの材料を排出配管を介して貯蔵タンクに送って仮貯蔵するステップＶと、
ステップＩＩ～ステップＶを繰り返し、２バッチの材料のそれぞれに対して反応器Ａ及び反応器Ｂにおいて２サイクル運転をそれぞれ４～６サイクル行い、それぞれ反応器Ｂにおいて終了させ、最後に、２バッチの材料を第１排出管を介してシステムから順次排出するステップＶＩと、を含む、ことを特徴とするバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産方法。

【請求項8】

酵素分解反応温度Ｔは、発酵菌種の生存率が８０％以上の最高温度である、ことを特徴とする請求項６又は７に記載のバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産方法。

【請求項9】

酵素分解反応温度Ｔは、濃度０．１ｍｏｌ／Ｌのクエン酸緩衝溶液を用いて試験系を配置し、それに１００ｇ／Ｌグルコース、１質量％の発酵菌株を加え、それぞれ４０℃、４１℃、４２℃、４３℃、４４℃、４５℃、４６℃、４７℃、４８℃、４９℃、５０℃の条件で１２ｈインキュベートし、プレートカウント法を利用して発酵菌株の生菌数を計数し、１２ｈ後の生菌生存率が８０％の最高温度を酵素分解反応温度Ｔとする方法によって測定される、ことを特徴とする請求項６又は７に記載のバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産方法。

【請求項10】

酵素分解反応に使用されるセルラーゼはＣｅｌｌｉｃ ＣＴｅｃ ２である、ことを特徴とする請求項６又は７に記載のバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セルロース系エタノール製造の技術分野に属し、特にバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

持続可能で汚染のないエネルギーの開発は技術発展のトレンドで、農業生産では毎年大量のわらやトウモロコシ穂軸などのリグノセルロース廃棄物が発生している。リグノセルロース材料は、セルロース、ヘミセルロース、リグニン及び少量の灰分を主成分とし、セルロース成分はセルラーゼによる酵素分解糖化によりグルコースを得ることができるが、このグルコースは生物発酵によりクリーンな燃料とすることができるセルロース系エタノールを製造することができる。

【0003】

現在、バイオマス原料からセルロース系エタノールを生産するプロセスにはボトルネックが多い。セルロース系エタノールを生産するプロセスは、バイオマスの前処理、セルラーゼによる酵素分解、及びグルコース発酵を主に含む。その中で、セルラーゼによる酵素分解糖化プロセスでは、酵素分解系の固形分を高める過程において生成物グルコースが阻害するという問題がその難問であり、特に酵素分解後期に、放出された単量体グルコース濃度が高くなり、セルラーゼ活性に対する阻害が更に強くなり、このようなことは、全体の酵素分解効率の低下を招き、セルロース酵素分解の転化効率の低下を招く。

【0004】

酵素加水分解における生成物阻害の問題を克服するために、現在最も広く応用されている技術は、グルコースがセルラーゼにより酵素分解されて放出される過程で、微生物によってセルロース系エタノールに発酵されることで、生成物阻害を緩和する同期糖化発酵（ＳＳＦ）である。セルラーゼによる酵素分解とグルコース発酵の２つの工程を１つにした。しかし、いくつかの問題が存在し、現在よく見られる高性能の市販セルラーゼの最適な反応温度は通常４５℃以上であり、よく見られるエタノール発酵菌株、例えばサッカロマイセス・セレビシエなど、菌株の最適な発酵温度は３５℃であり、４５℃では、エタノール発酵菌株は成長してエタノールを生産することができないだけでなく、アポトーシスが生じやすい。同期糖化発酵プロセスは、酵素分解糖化と発酵の最適条件を両立することができない。また、生産したエタノールはセルラーゼに対しても一定の阻害作用があり、酵素分解と発酵効率のいずれも影響を受ける。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする技術的課題は、セルロース酵素分解プロセスとエタノール発酵プロセスを併せて間欠式酵素分解発酵プロセスとすることにより、生成物グルコースがセルラーゼタンパク質活性を阻害するという問題を解決し、セルロース系エタノールの産量を向上するバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システム及び方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は以下のように達成される。バイオマス原料の酵素分解反応用の反応器Ａと、バイオマス原料の発酵反応用の反応器Ｂと、バイオマス原料の発酵反応で生成されたセルロース系エタノールを収集するための収集タンクと、を含み、反応器Ａ及び反応器Ｂのそれぞれに酵素分解供給管及び発酵供給管が個別に設けられ、反応器Ａの排出口は設けられた発酵配管を介して反応器Ｂの投入口に連通し、発酵配管にはダイヤフラムポンプＡが設けられ、反応器Ｂの排出口は設けられた排出配管を介して反応器Ａの投入口に連通し、排出配管にはダイヤフラムポンプＢ及び第１排出管が設けられ、第１排出管はダイヤフラムポンプＢよりも後に位置し、反応器Ａの上部は設けられたエタノール配管を介して収集タンクの投入口に接続され、反応器Ａの外部には反応器Ａを昇温、保温するための保温層が設けられ、反応器Ａの上部におけるエタノール配管の接続部位にコイル型保温装置が設けられ、コイル型保温装置及び保温層は、それぞれ、設けられた熱水管を介して熱水タンクに順次連通しており、熱水管に遠心力ポンプが設けられるバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システムを提供する。

【0007】

具体的には、酵素分解供給管は、反応器Ａ内へ酵素分解可能なバイオマス原料、酸液及び酵素分解料などの酵素分解材料を添加するために使用される。発酵供給管は、反応器Ｂ内へ発酵菌株などの発酵材料を添加するために使用される。バイオマス原料は、わらや農業残留物を含み、よく使用されるバイオマス原料は、トウモロコシの茎や葉、トウモロコシ穂軸、バガスなどを含む。エタノール配管は、反応器Ａ内で発酵させたバイオマス原料から蒸発させたセルロース系エタノール蒸気を搬送するために使用される。

【0008】

さらに、排出配管には、貯蔵タンク、ダイヤフラムポンプＣ及び第２排出管がさらに設けられ、貯蔵タンクは、第１排出管よりも後に位置し、反応器Ｂからの材料を貯蔵するために使用され、第２排出管はダイヤフラムポンプＣよりも後に位置する。

【0009】

本発明は以下のように達成される。前記のバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システムを使用しており、
バイオマス原料をドライベースで１５％～２０％の含有量で濃度０．１ｍｏｌ／Ｌ、ｐＨ ５．０～６．０のクエン酸緩衝溶液に加え、次に、ドライベースの４％～６％を占めるセルラーゼを加え、製造したバイオマス原料を酵素分解供給管を介して反応器Ａに加えるステップ１と、
反応器Ａの温度を酵素分解反応温度Ｔに維持して、反応器Ａ内の材料のｐＨ値を維持し、撹拌しながら反応器Ａ内の材料に１回目の酵素分解反応を１０ｈ～１４ｈ行うステップ２と、
反応器Ａ内の酵素分解反応を受けた材料を発酵配管を介して反応器Ｂに送り、発酵供給管を介して反応器Ｂ内へ０．１質量％～１質量％の発酵菌株を添加し、発酵温度を発酵菌株に適切な発酵温度に制御して、撹拌しながら反応器Ｂ内の材料に１回目の発酵反応を１０ｈ～１４ｈ行うステップ３と、
１回目の発酵反応が終了した後、反応器Ｂ内の材料を排出配管を介して反応器Ａに送り、材料の発酵により生成されたセルロース系エタノールを反応器Ａ中で蒸発させてセルロース系エタノール蒸気にし、セルロース系エタノール蒸気をエタノール配管を介して収集タンクに流入させて、セルロース系エタノールに凝結するステップ４と、
ステップ２、ステップ３及びステップ４を繰り返し、同バッチの材料を反応器Ａ及び反応器Ｂのそれぞれにおいて１サイクル運転を４～６サイクル行い、反応器Ｂで終了させ、最後に、第１排出管を介してシステムから排出するステップ５と、を含む、セルロース系エタノール生産方法をさらに提供する。

【0010】

本発明は以下のように達成される。前記バイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システムを使用しており、
バイオマス原料を、ドライベースで１５％～２０％の含有量で、濃度０．１ｍｏｌ／Ｌのクエン酸緩衝溶液に加え、次に、ドライベースの４％～６％を占めるセルラーゼを加え、クエン酸緩衝溶液のｐＨを５．０～６．０に維持し、製造済みの第１バッチの材料を、酵素分解供給管を介して反応器Ａに加えるステップＩと、
反応器Ａの温度を酵素分解反応温度Ｔに維持して、材料のｐＨ値を維持し、撹拌しながら反応器Ａ内の第１バッチの材料に１回目の酵素分解反応を１０ｈ～１４ｈ行うステップＩＩと、
反応器Ａ内で酵素分解反応を受けた第１バッチの材料を、発酵配管を介して反応器Ｂに送り、発酵供給管を介して反応器Ｂ内へ０．１質量％～１質量％の発酵菌株を添加し、発酵温度を発酵菌株に適切な発酵温度に制御し、撹拌しながら反応器Ｂ内の第１バッチの材料に１回目の発酵反応を１０ｈ～１４ｈ行い、
反応器Ａ内の酵素分解反応を受けた第１バッチの材料をすべて排出した後、ステップＩとステップＩＩを繰り返し、反応器Ａ内へ第２バッチの材料を添加し、第２バッチの材料を反応器Ａ内で酵素分解反応させるステップＩＩＩと、
１回目の発酵反応が終了した後、反応器Ｂ内の第１バッチの材料を、排出配管を介して貯蔵タンクに送って仮貯蔵し、反応器Ｂ内の第１バッチの材料をすべて排出した後、ステップＩＩＩを繰り返して、反応器Ａの第２バッチの材料を、発酵配管を介して反応器Ｂに送って発酵反応を行うステップＩＶと、
反応器Ａの第２バッチの材料をすべて排出した後、貯蔵タンクに仮貯蔵して、第１バッチの材料を排出配管を介して反応器Ａに送り、さらにステップＩＩを行い、第１バッチの材料の発酵により生成されたセルロース系エタノールを反応器Ａ中で蒸発させてセルロース系エタノール蒸気にし、セルロース系エタノール蒸気をエタノール配管を介して収集タンクに送って、セルロース系エタノールに凝結し、
貯蔵タンク内の第１バッチの材料をすべて排出した後、ステップＩＶを繰り返し、反応器Ｂ内の第２バッチの材料を排出配管を介して貯蔵タンクに送って仮貯蔵するステップＶと、
ステップＩＩ～ステップＶを繰り返し、２バッチの材料のそれぞれに対して反応器Ａ及び反応器Ｂにおいて２サイクル運転をそれぞれ４～６サイクル行い、それぞれ反応器Ｂにおいて終了させ、最後に、２バッチの材料を第１排出管を介してシステムから順次排出するステップＶＩと、を含む、セルロース系エタノール生産方法をさらに提供する。

【発明の効果】

【0011】

従来技術と比べて、本発明のバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システム及び方法は以下の特徴を有する。
１、バイオマス原料を高固形分で酵素分解して発酵する過程において、本発明の方法は、酵素分解生成物である発酵可能なグルコースが一定濃度まで蓄積された後に、発酵菌種を利用してグルコースを発酵させてセルロース系エタノールを生成することができ、これにより、グルコースの蓄積によるセルラーゼ活性阻害の問題を解決する。

【0012】

２、セルロース酵素分解プロセス、発酵プロセス及びエタノール抽出プロセスの３つを一体化して、バイオマス原料のそれぞれに対して酵素分解糖化、発酵及び抽出エタノールの循環プロセスを間隔をおいて複数回行うことで、エタノール蓄積による酵素分解や発酵への阻害を低減させ、セルロース系エタノールの転化率を向上させる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明のバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システムの第１構造の原理概略図である。

【図2】本発明のバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システムの第２構造の原理概略図である。

【図3】グルコース及びエタノールを外添した酵素分解系のグルコースの放出濃度の経時変化図である。

【図4】サッカロマイセス・セレビシエの耐熱性試験における各温度での生存率の概略ヒストグラムである。

【図5】ザイモモナス・モビリス耐熱性試験における各温度での生存率の概略ヒストグラムである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明が解決しようとする技術的課題、技術的解決手段及び有益な効果をより明確にするために、以下では、図面及び実施例を参照して、本発明についてさらに詳細に説明する。なお、ここで説明される特定実施例は本発明を解釈するために過ぎず、本発明を限定するものではない。

【0015】

図１を参照して、本発明のバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システムの第１実施例が示されている。図における矢印に示される方向はシステム内の材料、例えばバイオマス原料、蒸気、冷凍水、凝結水、菌種、エタノールなどが搬送される方向である。該システムは、バイオマス原料の酵素分解反応用の反応器Ａ１と、バイオマス原料の発酵反応用の反応器Ｂ２と、バイオマス原料の発酵反応で生成されたセルロース系エタノールを収集するための収集タンク４と、を含む。

【0016】

反応器Ａ１及び反応器Ｂ２のそれぞれに酵素分解供給管１１及び発酵供給管２１が個別に設けられ、反応器Ａ１の排出口は設けられた発酵配管６を介して反応器Ｂ２の投入口に連通する。発酵配管６にはダイヤフラムポンプＡ７が設けられ、反応器Ｂ２の排出口は設けられた排出配管８を介して反応器Ａ１の投入口に連通する。排出配管８にはダイヤフラムポンプＢ９及び第１排出管１６が設けられ、第１排出管１６はダイヤフラムポンプＢ９よりも後に位置する。反応器Ａ１の上部は設けられたエタノール配管１０を介して収集タンク４の投入口に接続される。

【0017】

反応器Ａ１の外部には反応器Ａ１を昇温、保温するための保温層１２が設けられ、反応器Ａの上部におけるエタノール配管１０の接続部位にコイル型保温装置１３が設けられ、コイル型保温装置１３及び保温層１２は、それぞれ、設けられた熱水管１４を介して熱水タンク５に順次連通しており、熱水管１４に遠心力ポンプ１５が設けられる。コイル型保温装置１３は、反応器Ａ１内で蒸発させたセルロース系エタノール蒸気が凝結せずに、収集タンク４に送られることを確保するために使用される。熱水タンク５内の熱水は、遠心力ポンプ１５によって反応器Ａ１の上部におけるコイル型保温装置１３及び反応器Ａ１の外部における保温層１２に入って、反応器Ａ１及びコイル型保温装置１３の温度を制御する。

【0018】

前記収集タンク４の頂部におけるエタノール配管１０の接続部位に、セルロース系エタノール蒸気を凝結するためのエタノール冷却装置１９が設けられる。エタノール冷却装置１９は、エタノール配管１０内を通過するセルロース系エタノール蒸気を冷凍水で凝結して収集することを容易にする。

【0019】

前記反応器Ｂ２の外部に、反応器Ｂ２内の発酵材料を降温するための発酵冷却装置２０が設けられる。

【0020】

前記反応器Ａ１及び反応器Ｂ２のそれぞれの内部に、撹拌装置（図示せず）が設けられる。

【0021】

該実施例では、同バッチのバイオマス材料は、反応器Ａ１と反応器Ｂ２との間で１サイクル流動を行う。

【0022】

図２を参照して、本発明のバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システムの第２実施例が示されている。前記の実施例と比べて、該実施例では、排出配管８には貯蔵タンク３、ダイヤフラムポンプＣ１７及び第２排出管１８がさらに設けられ、貯蔵タンク３は、第１排出管１６よりも後に位置し、反応器Ｂ２からの材料を貯蔵するために使用され、第２排出管１８は、ダイヤフラムポンプＣ１７よりも後に位置する。他の構造は第１実施例と同様であるので、それ以上言及しない。

【0023】

該実施例では、貯蔵タンク３が運転仮貯蔵タンクとして増設されているので、本発明のバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システムでは、２バッチのバイオマス材料についての同時運転が可能になり、２バッチのバイオマス材料は、それぞれ、反応器Ａ１と反応器Ｂ２との間で２サイクル流動を順次行う。

【0024】

本発明は、バイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産方法をさらに開示し、この方法は、前記のバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システムを採用しており、下記のステップ１～ステップ５を含む。

【0025】

ステップ１：バイオマス原料を、ドライベースで１５％～２０％（ｗ／ｗ）の含有量で、濃度０．１ｍｏｌ／Ｌ、ｐＨ ５．０～６．０のクエン酸緩衝溶液に加え、次に、ドライベースで４％～６％（ｗ／ｗ）のセルラーゼを加え、製造済みのバイオマス原料を、酵素分解供給管１１を介して反応器Ａ１に加える。

【0026】

ステップ２：反応器Ａ１の温度を酵素分解反応温度Ｔに維持して、反応器Ａ内の材料のｐＨ値を維持し、撹拌しながら反応器Ａ１内の材料に１回目の酵素分解反応を１０ｈ～１４ｈ行う。

【0027】

ステップ３：反応器Ａ１内の酵素分解反応を受けた材料を、発酵配管６を介して反応器Ｂ２に送り、発酵供給管２１を介して反応器Ｂ２内へ０．１質量％～１質量％の発酵菌株を添加し、発酵温度を発酵菌株に適切な発酵温度に制御して、撹拌しながら反応器Ｂ２内の材料に１回目の発酵反応を１０ｈ～１４ｈ行う。

【0028】

ステップ４：１回目の発酵反応が終了した後、反応器Ｂ２内の材料を、排出配管８を介して反応器Ａ１に送り、材料の発酵により生成されたセルロース系エタノールを反応器Ａ中で蒸発させてセルロース系エタノール蒸気にし、セルロース系エタノール蒸気を、エタノール配管を介して収集タンクに流入させて、セルロース系エタノールに凝結する。

【0029】

ステップ５：ステップ２、ステップ３及びステップ４を繰り返し、同バッチの材料を、反応器Ａ１及び反応器Ｂ２のそれぞれにおいて１サイクル運転を４～６サイクル行い、かつ酵素分解反応と発酵反応をそれぞれ４～６回行い、反応器Ｂ２において終了させ、最後に、第１排出管１６を介してシステムから排出する。

【0030】

該方法は、バイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産方法の１サイクル方式である。

【0031】

酵素分解反応温度Ｔは、発酵菌種の生存率が８０％以上の最高温度である。酵素分解反応温度Ｔは、濃度０．１ｍｏｌ／Ｌのクエン酸緩衝溶液を用いて試験系を調製し、それに１００ｇ／Ｌグルコース、１質量％の発酵菌株を加え、それぞれ４０℃、４１℃、４２℃、４３℃、４４℃、４５℃、４６℃、４７℃、４８℃、４９℃、５０℃の条件で１２ｈインキュベートし、プレートカウント法を利用して発酵菌株の生菌数を計数し、１２ｈ後の生菌生存率が８０％の最高温度を酵素分解反応温度Ｔとする方法によって測定される。

【0032】

酵素分解反応に使用されるセルラーゼは、Ｃｅｌｌｉｃ ＣＴｅｃ ２である。

【0033】

本発明は、別のバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産方法を開示し、この生産方法は、前記のバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システムを使用しており、下記のステップＩ～ステップＶを含む。

【0034】

ステップＩ：バイオマス原料を、ドライベースで１５％～２０％（ｗ／ｗ）の含有量で、濃度０．１ｍｏｌ／Ｌ、ｐＨ ５．０～６．０のクエン酸緩衝溶液に加え、次に、ドライベースの４％～６％（ｗ／ｗ）を占めるセルラーゼを加え、製造済みの第１バッチの材料を酵素分解供給管１１を介して反応器Ａ１に加える。

【0035】

ステップＩＩ：反応器Ａ１の温度を酵素分解反応温度Ｔに維持して、材料のｐＨ値を維持し、撹拌しながら反応器Ａ１内の第１バッチの材料に１回目の酵素分解反応を１０ｈ～１４ｈ行う。

【0036】

ステップＩＩＩ：反応器Ａ１内の酵素分解反応を受けた第１バッチの材料を、発酵配管６を介して反応器Ｂ２に送り、発酵供給管２１を介して反応器Ｂ２内へ０．１質量％～１質量％の発酵菌株を添加し、発酵温度を発酵菌株に適切な発酵温度に制御して、撹拌しながら反応器Ｂ２内の第１バッチの材料に１回目の発酵反応を１０ｈ～１４ｈ行う。

【0037】

反応器Ａ１内の酵素分解反応を受けた第１バッチの材料をすべて排出した後、ステップＩとステップＩＩを繰り返し、反応器Ａ内へ第２バッチの材料を添加し、第２バッチの材料を反応器Ａ内で酵素分解反応させる。

【0038】

ステップＩＶ：１回目の発酵反応が終了した後、反応器Ｂ２内の第１バッチの材料を、排出配管８を介して貯蔵タンク３に送って仮貯蔵し、反応器Ｂ２内の第１バッチの材料をすべて排出した後、ステップＩＩＩを繰り返し、反応器Ａ１の第２バッチの材料を、発酵配管６を介して反応器Ｂ２に送って発酵反応を行う。

【0039】

ステップＶ：反応器Ａ１の第２バッチの材料をすべて排出した後、貯蔵タンク３に仮貯蔵した第１バッチの材料を排出配管８を介して反応器Ａ１に送り、さらにステップＩＩを行い、第１バッチの材料の発酵により生成されたセルロース系エタノールを反応器Ａ中で蒸発させてセルロース系エタノール蒸気にし、セルロース系エタノール蒸気をエタノール配管を介して収集タンクに送って、セルロース系エタノールに凝結する。

【0040】

貯蔵タンク３内の第１バッチの材料をすべて排出した後、ステップＩＶを繰り返し、反応器Ｂ２内の第２バッチの材料を、排出配管８を介して貯蔵タンク３に送って仮貯蔵する。

【0041】

ステップＶＩ：ステップＩＩ～ステップＶを繰り返し、２バッチの材料のそれぞれに対して反応器Ａ１及び反応器Ｂ２において２サイクル運転をそれぞれ４～６サイクル行い、酵素分解反応と発酵反応をそれぞれ４～６回行い、順次反応器Ｂ２において終了させ、最後に、２バッチの材料を、第１排出管１６を介してシステムから順次排出する。

【0042】

他のステップは、前の実施例と同様であるので、それ以上言及しない。

【0043】

該方法は、バイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産方法の２サイクル方式である。

【0044】

以下、特定実施例によって、本発明のバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産システム及び方法についてさらに説明する。
＜実施例１＞
グルコース及びエタノールによる酵素分解反応の阻害作用を検証する実験

【0045】

０．１ｍｏｌ／Ｌクエン酸緩衝溶液を用いて反応系を製造した。ドライベースで１５％（ｗ／ｗ）のトウモロコシ穂軸残渣系にクエン酸緩衝溶液を加え、ｐＨを５．０～６．０に維持し、ドライベースの４％（ｗ／ｗ）を占めるセルラーゼＣｅｌｌｉｃ ＣＴｅｃ ２を加え、３群の１Ｌ反応系を製造した。

【表1】

【0046】

３００ｒｐｍで撹拌しながら、５０℃で７２ｈ酵素分解し、１２ｈおきにサンプリングして、酵素分解により放出されたグルコース量を測定した。その結果を図３に示す。

【0047】

結論：グルコース及びエタノールは、いずれも、セルラーゼの酵素分解に所定の阻害作用がある。その中でも、ｂ群では、１００ｇ／Ｌグルコースを添加した後、７２ｈ酵素分解して放出したグルコース量は、阻害剤を加えない対照群であるａ群よりも２４％低い。Ｃ群では、５０ｇ／Ｌエタノールを添加した後、７２ｈ酵素分解して放出したグルコース量は、対照群であるａ群よりも８％低い。
＜実施例２＞
安▲チー▼社製のサッカロマイセス・セレビシエ及びザイモモナス・モビリスの耐熱性実験を通じて、酵素分解反応温度Ｔを確認した。

【0048】

本発明の方法は、多種のエタノール発酵菌株に適用でき、本実施例では、一般的な２種のエタノール発酵菌株である安▲チー▼社製のサッカロマイセス・セレビシエ及びザイモモナス・モビリスを例として説明した。

【0049】

クエン酸緩衝溶液を用いて１００ｇ／Ｌグルコース溶液を製造して、２つの部分に分けて、それぞれに濃度１質量％の安▲チー▼社製のサッカロマイセス・セレビシエ粉及び濃度１質量％のザイモモナス・モビリス菌液を加えて、サンプリングした。それぞれ、４０℃～５０℃の範囲内の１℃おきの異なる温度で放置し、それぞれ１２ｈインキュベートし、プレートカウント法を利用してインキュベート前後の生菌数を計数し、インキュベート後の菌株の接種時に対する変化を統計した。統計結果をそれぞれ以下の図４及び図５に示す。

【0050】

結論：テスト及び統計の結果、１２ｈインキュベート後の生存率が８０％以上の最高温度を酵素分解反応温度Ｔとすると、安▲チー▼社製のサッカロマイセス・セレビシエの酵素分解反応温度Ｔは４５℃、ザイモモナス・モビリスの酵素分解反応温度Ｔは４８℃である。
＜実施例３＞
本発明のバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産方法は１サイクルの第１実施例は、下記のステップ（１１）～ステップ（１７）を含む。

【0051】

ステップ（１１）：酵素分解反応温度Ｔが実施例２において確認したため、直接ステップ（１２）へ進む。

【0052】

ステップ（１２）：反応系材料の製造
ドライベース含有量が１５ｋｇ（ｗ／ｗ）ドライベースのトウモロコシ穂軸残渣に、クエン酸緩衝系を含有する水溶液を１００ｋｇまで加え、ｐＨを５．０～６．０に維持し、０．６ｋｇのセルラーゼＣｅｌｌｉｃ ＣＴｅｃ ２を加え、均一に撹拌して、酵素分解供給管１１を介して反応系材料を反応器Ａ１に加えた。

【0053】

ステップ（１３）：反応器Ａ１の温度を４５℃に設定して維持し、３００ｒｐｍで撹拌しながら酵素分解反応を１０ｈ～１４ｈ行った。

【0054】

ステップ（１４）：反応器Ｂ２の温度を３５℃（サッカロマイセス・セレビシエの最適な発酵温度）に設定し、ステップ（１３）で酵素分解した材料を反応器Ａ１からダイヤフラムポンプＡ７により反応器Ｂ２に送り、反応器Ｂ２の発酵供給管２１から１ｋｇの安▲チー▼社製のサッカロマイセス・セレビシエ粉を反応器Ｂ２に接種し、１００ｒｐｍで撹拌しながら発酵反応を１０ｈ～１４ｈ行い、これにより、１つの反応サイクルを完了した。

【0055】

ステップ（１５）：ステップ（１４）で発酵させた材料を反応器Ｂ２から反応器Ａ１に送り、さらに撹拌して２回目の酵素分解反応を行い、生成したセルロース系エタノールを蒸発させて収集タンク４に収集した。

【0056】

ステップ（１６）：ステップ（１５）で２回目の酵素分解を受けた材料を反応器Ａ１から反応器Ｂ２に更に送った。

【0057】

ステップ（１７）：ステップ（１４）～（１６）を５サイクル繰り返した。

【0058】

最後に収集タンク４内において材料４．４ｋｇが得られ、それにはセルロース系エタノールが３５％含有されており、セルロース系エタノールが１．５４ｋｇ得られる。反応器Ｂ２内において材料８９．５ｋｇが得られ、それにはセルロース系エタノールが３．１％含有されており、セルロース系エタノールが２．７７ｋｇ得られ、セルロース系エタノールが合計４．３１ｋｇ得られ、計算した結果、セルロース系エタノールの転化率は８４．５％である。
＜実施例４＞
本発明のバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産方法の１サイクルの第２実施例は、下記のステップ（２１）～ステップ（２７）を含む。

【0059】

ステップ（２１）：実施例３と同様であるので、直接ステップ（２２）へ進む。

【0060】

ステップ（２２）：反応系材料の製造
ドライベース含有量が２０ｋｇ（ｗ／ｗ）ドライベースのトウモロコシ穂軸残渣に、クエン酸緩衝系を含有する水溶液を１００ｋｇまで加え、ｐＨを５．０～６．０に維持し、０．８ｋｇのセルラーゼＣｅｌｌｉｃ ＣＴｅｃ ２を加え、均一に撹拌して、酵素分解供給管１１を介して該反応系材料を反応器Ａ１に加えた。

【0061】

ステップ（２３）：反応器Ａ１の温度を４５℃に設定して維持し、３００ｒｐｍで撹拌しながら酵素分解反応を１０ｈ～１４ｈ行った。

【0062】

ステップ（２４）：反応器Ｂ２の温度を３５℃に設定して、ステップ（２３）で酵素分解した材料を反応器Ａ１からダイヤフラムポンプＡ７により反応器Ｂ２に送り、反応器Ｂ２の発酵供給管２１から１ｋｇの安▲チー▼社製のサッカロマイセス・セレビシエ粉を反応器Ｂ２に接種し、１００ｒｐｍで撹拌しながら発酵反応を１０ｈ～１４ｈ行い、これにより、１つの反応サイクルを完了した。

【0063】

ステップ（２５）：ステップ（２４）で発酵した材料を反応器Ｂ２から反応器Ａ１に送り、さらに撹拌して２回目の酵素分解反応を行い、生成したセルロース系エタノールを蒸発して収集タンク４に収集した。

【0064】

ステップ（２６）：ステップ（２５）で２回目の酵素分解を受けた材料を反応器Ａ１から反応器Ｂ２に更に送った。

【0065】

ステップ（２７）：ステップ（２４）～（２６）を６サイクル繰り返した。

【0066】

最後に収集タンク４において材料４．７ｋｇが得られ、それにはセルロース系エタノールが３８％含有されており、セルロース系エタノールが１．７９ｋｇ得られ、反応器Ｂ２において材料９０．５ｋｇが得られ、それにはセルロース系エタノールが４．１％含有されており、セルロース系エタノールが３．７１ｋｇ得られ、セルロース系エタノールが合計５．５０ｋｇ得られ、計算した結果、セルロース系エタノールの転化率は８０．９％である。
＜実施例５＞
本発明のバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産方法の１サイクルの第３実施例は、下記のステップ（３１）～ステップ（３７）を含む。

【0067】

ステップ（３１）：実施例３と同様であるので、直接ステップ（３２）へ進む。

【0068】

ステップ（３２）：反応系材料の製造
ドライベース含有量が２０ｋｇ（ｗ／ｗ）ドライベースのトウモロコシ穂軸残渣に、クエン酸緩衝系を含有する水溶液を１００ｋｇまで加え、ｐＨを５．０～６．０に維持し、０．８ｋｇのセルラーゼＣｅｌｌｉｃ ＣＴｅｃ ２を加え、均一に撹拌して、酵素分解供給管１１を介して、得た材料を反応系として反応器Ａ１に加えた。

【0069】

ステップ（３３）：反応器Ａ１の温度を４８℃に設定して維持し、３００ｒｐｍで撹拌しながら酵素分解反応を１０ｈ～１４ｈ行った。

【0070】

ステップ（３４）：反応器Ｂ２の温度を３５℃に設定して、ステップ（３３）で酵素分解した材料を反応器Ａ１からダイヤフラムポンプＡ７により反応器Ｂ２に送り、反応器Ｂ２の発酵供給管２１から１ｋｇの活性化ザイモモナス・モビリス菌液を反応器Ｂ２に接種し、１００ｒｐｍで撹拌しながら発酵反応を１０ｈ～１４ｈ行い、これにより、１つの反応サイクルを完了した。

【0071】

ステップ（３５）：ステップ（３４）で発酵した材料を反応器Ｂ２から反応器Ａ１に送り、さらに撹拌して２回目の酵素分解反応を行い、生成したセルロース系エタノールを蒸発させて収集タンク４に収集した。

【0072】

ステップ（３６）：ステップ（３５）で２回目の酵素分解を受けた材料を反応器Ａ１から反応器Ｂ２に更に送った。

【0073】

ステップ（３７）：ステップ（３４）～（３６）を６サイクル繰り返した。

【0074】

最後に収集タンク４において材料４．８ｋｇが得られ、それにはセルロース系エタノールが３９％含有されており、セルロース系エタノールが１．８７ｋｇ得られ、反応器Ｂにおいて材料９３．５ｋｇが得られ、それにはセルロース系エタノールが４．１３％含有されており、セルロース系エタノール３．８６ｋｇが得られ、セルロース系エタノールが合計５．７３ｋｇ得られ、計算した結果、セルロース系エタノールの転化率は８４．３％である。
＜実施例６＞

【0075】

本発明のバイオマスの糖化及び発酵によるセルロース系エタノール生産方法の２サイクルの第１実施例は、下記のステップ（４１）～ステップ（４８）を含む。

【0076】

ステップ（４１）：実施例３と同様であるので、直接ステップ（４２）へ進む。

【0077】

ステップ（４２）：第１バッチの反応系材料の製造
ドライベース含有量が２０ｋｇ（ｗ／ｗ）ドライベースのトウモロコシ穂軸残渣に、クエン酸緩衝系を含有する水溶液を１００ｋｇまで加え、ｐＨを５．０～６．０に維持し、０．８ｋｇのセルラーゼＣｅｌｌｉｃ ＣＴｅｃ ２を加え、均一に撹拌して、第１バッチの反応系材料を得て、酵素分解供給管１１を介して反応系の第１バッチの材料を反応器Ａ１に加えた。

【0078】

ステップ（４３）：反応器Ａ１の温度を４５℃に設定して維持し、３００ｒｐｍで撹拌しながら酵素分解反応を１０ｈ～１４ｈ行った。

【0079】

ステップ（４４）：反応器Ｂ２の温度を３５℃に設定し、ステップ（４３）で酵素分解した第１バッチの材料を反応器Ａ１からダイヤフラムポンプＡ７により反応器Ｂ２に送り、反応器Ｂ２の発酵供給管２１から１ｋｇの安▲チー▼社製のサッカロマイセス・セレビシエ粉を反応器Ｂ２に接種し、１００ｒｐｍで撹拌しながら発酵反応を１０ｈ～１４ｈ行い、これにより、第１バッチの材料の１つの反応サイクルを完了した。

【0080】

第１バッチの材料のすべてを反応器Ａ１からダイヤフラムポンプＡ７により反応器Ｂ２に送った後、ステップ（４２）の製造方法に従って第２バッチの反応系材料を製造し、ステップ（４３）のように第２バッチの反応系材料を処理し、すなわち、ステップ（４２）で製造した第２バッチの材料を、酵素分解供給管１１を介して反応器Ａ１に送り、３００ｒｐｍで撹拌しながら酵素分解反応を１０ｈ～１４ｈ行った。

【0081】

ステップ（４５）：反応器Ｂ２内の第１バッチの材料をダイヤフラムポンプＢ９で貯蔵タンク３に送り、その後、反応器Ａ１内の第２バッチの材料を反応器Ｂ２に送り、ステップ（４４）に従って操作し、これにより、第２バッチの材料の１つの反応サイクルを完了した。

【0082】

ステップ（４６）：貯蔵タンク３内の第１バッチの材料を、排出配管８を介して反応器Ａ１に送り、さらに撹拌して反応させ、生成したセルロース系エタノールを蒸発させて収集タンク４に収集するとともに、第２バッチの材料を反応器Ｂ２から貯蔵タンク３に送った。

【0083】

ステップ（４７）：第１バッチの材料を再度反応器Ａ１から反応器Ｂ２に送った。第２バッチの材料は常に第１バッチの材料よりも１つの容器だけ遅い。

【0084】

ステップ（４８）：ステップ（４４）～（４６）を６サイクル繰り返した。

【0085】

最後に収集タンク４において材料８．８ｋｇが得られ、それにはセルロース系エタノールが３８．５％含有されており、セルロース系エタノールが３．３９ｋｇ得られ、２バッチの材料は合計１７８．５ｋｇ排出され、それにはセルロース系エタノールが４．２％含有されており、セルロース系エタノールが７．５０ｋｇ得られ、セルロース系エタノールが合計１０．８５ｋｇ得られ、計算した結果、セルロース系エタノールの転化率は８０．１％である。
＜実施例７＞

【0086】

本発明の方法と同期糖化発酵プロセスの酵素分解効果の比較

【0087】

実施例４、実施例５のデータを収集して、本発明の方法により２０％ドライベースのトウモロコシ穂軸残渣を酵素分解して発酵する場合のエタノール転化率を統計した。

【0088】

従来の同期糖化発酵：ドライベース含有量が２０ｋｇ（ｗ／ｗ）ドライベースのトウモロコシ穂軸残渣に、クエン酸緩衝系を含有する水溶液を１００ｋｇまで加え、ｐＨを５．０～６．０に維持し、０．８ｋｇのセルラーゼＣｅｌｌｉｃ ＣＴｅｃ ２を加え、均一に撹拌するとともに、１ｋｇの安▲チー▼社製の酵母粉を接種し、３５℃、３００ｒｐｍで撹拌しながら、６日間反応させ、材料１００．５ｋｇを得て、それにおけるセルロース系エタノールの含有量は５．２％であり、計算した結果、セルロース系エタノールの転化率は７６．９％である。

【0089】

従来の同期糖化発酵プロセスと比べて、本発明の方法では、セルロース系エタノールの転化率は７６．９％から８０％以上に向上し、効果は明らかである。

【0090】

以上は本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明を制限するものではなく、本発明の主旨及び原則を逸脱することなく行われる全ての修正、等同置換及び改良などは、本発明の特許範囲に含まれるものとする。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】