関東圏バイオファウンドリ拠点でバイオ生産のスケールアップ検討期間を従来の約6分の1へ短縮

2024/06/03　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）　

関東圏バイオファウンドリ拠点でバイオ生産のスケールアップ検討期間を従来の約6分の1へ短縮
―微生物を活用したバイオエコノミーの拡大へ―

2024年6月3日
NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）
Green Earth Institute株式会社

NEDOとGreen Earth Institute株式会社（以下、GEI）は、「カーボンリサイクル実現を加速するバイオ由来製品生産技術の開発」（以下、本事業）で、千葉県茂原市に完成させた「関東圏バイオファウンドリ拠点」（以下、本拠点）の機能検証を進めています。本拠点が保有する実験計画法のノウハウやスケールダウンモデルとCFD解析などを用いた生産システムにより、従来は、3年程度かかると考えられていた案件について、スケールアップ検討期間を約6分の1の半年程度で完了させることに成功しました。

今後は、幅広い分野で、微生物を活用した物質生産システムによるバイオエコノミー拡大を目指し、実証実績のある大腸菌や酵母に加え、糸状菌などの他の微生物種をはじめ、さまざまな生産物質での実証経験を増やしていきます。

なお、2025年度の実証スケジュールを計画するため、6月1日から6月30日までの期間で本拠点での実証案件募集を行います。

1．背景

バイオによるものづくりは、化学プロセスと比較して省エネルギーでの物質生産が可能であるとともに、原料を化石資源に依存しないバイオマスからの物質生産も可能であり、炭素循環型社会実現、持続的経済成長に資するものづくりへの変革が期待できます。しかし、バイオによるものづくりの実用化には、スケールアップ段階での時間やコストに加え、人材の確保に課題があります。

このような背景の下、NEDOは本事業^※1の中で微生物を活用した物質生産のスケールアップ検討や試作を行えるバイオファウンドリ拠点の整備に取り組んでいます。その一環として、GEIが千葉県茂原市に最大3000Lの発酵槽を備える本拠点を完成^※2させました。

2．スケールアップ実証の概要

（1）概要

本拠点は、0.25Lから最大3000Lの発酵槽を用いたスケールアップ検討を行えます。段階的なスケールアップにかかる時間とコストを大幅に削減するため、実験計画法のノウハウや発酵槽内の状況をシミュレーションするCFD解析^※3などを用い、スケールダウンモデルでの生産システムや新規の前処理方法、簡易的かつ適時に実施可能なコストやCO₂排出量を算出するシステムの技術開発に取り組んでおり、実証事例として採用する案件にはこれらの技術を適用してスケールアップを行います。

2023年6月に新規設備を本格稼働し、本事業終了の2026年度まで実施計画に沿って微生物機能を活用した物質生産実証に取り組んでおり、2023年度は4件の事例でスケールアップ検討を行いました。アミノ酸、ペプチド、油脂、酵素など異なる化学品を生産対象としているだけでなく、原料も複数事例を扱い、生産実証の実績を着実に積み上げています。扱った実証の中には、本拠点が保有するスケールダウンモデルとCFD解析などを用いた生産システムによって、従来は、3年程度かかると考えられていた検討期間を約6分の1となる半年程度で完了させ、さらなる開発ステップへと進めることに成功した事例があります。