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

Autori
Zebić, Maja

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, diplomski rad

Fakultet
Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije

Mjesto
Zagreb

Datum
30.09

Godina
2008

Stranica
36

Mentor
Vasić-Rački, Đurđa

Ključne riječi
etil laktat; lipaza; modeliranje ionska kapljevina
(ethyl lactate; lipase; modelling; ionic liquid)

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 (Gao et al. 2007). Sinteza etil laktata uključuje reakciju između etanola i mliječne kiseline u kojoj je voda sporedni produkt. U ovom radu je za kataliziranje reakcije proizvodnje etil laktata upotrijebljen enzim lipaza iz Candida antartica (Novozyme 435). Kako bi se izbjegla deaktivacija enzima reakcija je provedena u ionskoj kapljevini (CYPHOS 104). 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 uz antikompetitivnu inhibiciju produktom. Obzirom da je etanol bio u suvišku, njegov utjecaj na početnu reakcijsku brzinu u reakciji proizvodnje etil laktata nije ispitan. Inhibicija s etanolom je primijećena u reakciji hidrolize etil laktata. Povratna reakcija opisana je dvosupstratnim Michaelis-Menteničinim modelom uz antikompetitivnu inhibiciju 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 esterifikacije 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. U ponovljenom 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.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Biotehnologija

POVEZANOST RADA