hrvatski

Matematički model strujanja u mikrokanalu

U ovom radu proučavan je proces oksidacije L-DOPA-e u mikroreaktoru kataliziran enzimom lakazom porijeklom iz Trametes versicolor. L-DOPA je aminokiselina koja se upotrebljava kao lijek protiv Prakinsonove bolesti, a njenom oksidacijom kroz seriju slijednih reakcija dolazi do nastajanja melanina, kožnog pigmenta. Cilj ovoga rada je bio postaviti matematički model procesa oksidacije L-DOPA-e u mikroreaktoru, simulirati proces, izračunati koncentracijske profile komponenata u mikrokanalu i izračunati konverziju L-DOPA-e u mikroreaktoru. Stoga je postavljen dvodimenzionalni matematički model procesa za L-DOPA-u, kisik i enzim lakazu. Matematički model procesa se sastoji od konvekcijskog i difuzijskog člana, te člana koji opisuje potrošnju tvari enzimskom reakcijom. Enzimska kinetika opisana je Michaelis-Mentenovom jednadžbom, a kinetički parametri korišteni u radu, prethodno su određeni nizom eksperimenata. Dobiveni nelinearni sustav parcijalnih diferencijalni jednadžbi, koje opisuju proces, riješen je numerički metodom konačnih razlika. Za simulaciju procesa korišten je programski paket Matlab(R). Na temelju simulacija procesa pomoću razvijenog matematičkog modela moguće je provesti optimizaciju procesa i dizajnirati mikroreaktor prema specifičnim zahtjevima reakcije koja se u njemu provodi.

mikroreaktor; L-DOPA; lakaza; matematički model; metoda konačnih razlika

Ovaj se tekst temelji na radu koji je financirala Nacionalna zaklada za znanost, visoko školstvo i tehnologijski razvoj Republike Hrvatske.