Naslov
Matematičko modeliranje enzimske proizvodnje etil laktata u ionskoj kapljevini
(Mathematical modelling of the enzymatic production of ethyl lactate in ionic liquid)

Autori
Zebić, Maja ; Vrsalović Presečki, Ana ; Findrik, Zvjezdana ; Vasić-Rački, Đurđa

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Sažeci sa skupova, sažetak, znanstveni

Izvornik
Applied Biocatalysis 4th meeting of students and university professors / Vasić-Rački, Đurđa ; Zelić, Bruno - Zagreb : Logo-press, 2008, 16-16

ISBN
978-953-6470-39-6

Skup
4th meeting of students and university professors

Mjesto i datum
Zagreb, Hrvatska, 28.05.2008

Vrsta sudjelovanja
Predavanje

Vrsta recenzije
Međunarodna recenzija

Ključne riječi
etil acetat; ionska kapljevina; lipaza; modeliranje
(ethyl acetate; ionic liquid; lipase; modelling)

Sažetak
Etil laktat je netoksičan i biorazgradljiv ester koji posjeduje izvanredna svojstva otapala. Kao takav može zamijeniti toksična i halogenirana otapala u širokom spektru industrijske primjene [1]. Sinteza etil laktata uključuje reakciju između etanola i mliječne kiseline u kojoj je voda sporedni produkt. Sve reakcije esterifikacije odvijaju se u kiselom mediju i kao takve su autokatalizirane. Međutim brzina autokataliziranih reakcija je obično prespora te je nužna upotreba katalizatora [2]. U ovom radu je za kataliziranje reakcije proizvodnje etil laktatata upotrijebljen enzim lipaza iz Candida antartica (Novozyme 435). Kako bi se izbjegla deaktivacija enzima reakcija je provedena u ionskoj kapljevini (CYPHOS 4). Metodom početnih reakcijskih brzina ispitana je kinetika reakcije esterifikacije kao i povratne reakcije (hidrolize etil laktata). U obje reakcije ispitan je utjecaj svih reakcijskih komponenata. U tu svrhu proveden je niz eksperimenta u šaržnom reaktoru na tresilici pri optimalnim uvjetima (n = 150 rpm ; T = 40  C). Ustanovljeno je da voda kao produkt inhibira reakciju esterifikacije. Reakcija je opisana Michaelis-Menteničinim modelom sa kompetitivnom inhibicijom produktom. Obzirom da je etanol bio u suvišku, njegov utjecaj na početnu reakcijsku brzinu u reakciji proizvodnje etil laktata nije ispitan. Inhibicija s etanolom i mliječnom kiselinom je primijećena u reakciji hidrolize etil laktata. Povratna reakcija opisana je dvosupstratnim Michaelis-Menteničinim modelom sa kompetitivnim inhibicijom produktom. Kinetički parametri za obje reakcije procijenjeni su nelinearnom regresijom iz eksperimentalnih rezultata. Maksimalna aktivnost lipaze je oko 100 puta veća u reakciji hidrolize etil laktata od iste dobivene prilikom njegove proizvodnje. Dobivene Km vrijednosti upućuju da upotrijebljeni biokatalizator pokazuje veći afinitet prema mliječnoj kiselini u odnosu na komponente povratne reakcije (etil laktat i voda). Razvijen je matematički model proizvodnje etil laktata, te je validiran u šaržnom reaktoru provođenjem dva eksperimenta. U drugom eksperimentu upotrijebljen je isti enzim koji je korišten u prvom eksperimentu, a dodane su svježe količine supstrata. Pretpostavljen matematički model je dobro opisao eksperimentalne rezultate. Postignuta je ravnotežna konverzija od 50 %, te tijekom provedbe oba eksperimenta nije uočena deaktivacija enzima. [1] Gao J, Zhao XM, Zhou LY, Huang ZH, Chem Eng Res Des, 2007, 85:525-529 [2] Pereira CSM, Pinho SP, Silva VMTM, Rodrigues AE, Ind Eng Chem Res, 2008, 47:1453-1467

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Biotehnologija

POVEZANOST RADA