Naslov
Matematičko modeliranje enzimske sinteze izoamilacetata u ionskoj kapljevini
(Mathematical modeling of enzyme synthesis of isoamylacetate in ionic liquid)

Autori
Somogyi, Dubravka ; Findrik, Zvjezdana ; Vrsalović-Presečki, Ana ; Gubicza, Laszlo ; Vasić-Rački, Đurđa

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

Izvornik
XXI. Hrvatski skup kemičara i kemijskih inženjera, Knjiga sažetaka / Novak, Predrag ; Pičuljan, Katarina ; Smolec, Sonja - Zagreb : Petrokemija Kutina, 2009, 223-223

ISBN
978-953-6894-38-3

Skup
XXI. Hrvatski skup kemičara i kemijskih inženjera

Mjesto i datum
Trogir, Hrvatska, 19.04.2009. - 22.04.2009

Vrsta sudjelovanja
Poster

Vrsta recenzije
Domaća recenzija

Ključne riječi
lipaza; izoamilacetat; matematičko modeliranje; ionska kapljevina
(lipase; isoamylacetate; mathematical modeling; ionic liquid)

Sažetak
Esteri su značajna skupina organskih spojeva koji se koriste u industriji, kao arome, dodaci parfemima, otapala i sl. Najzastupljeniji su acetati alkohola [1]. U ovom radu je proučavana sinteza izoamilacetata. Osnovna značajka izoamilacetata je miris po bananama. Sinteza je provedena esterifikacijom octene kiseline i izoamilnog alkohola uz enzim lipazu iz Candida antarctica (Novozyme 435) u dvofaznom sustavu. Jedna faza sustava je bila ionska kapljevina (1-butil-3-metil-imidazolijev heksafluorofosfat - [bmim]PF6), a druga izoamilni alkohol – supstrat u suvišku. Proveden je niz eksperimenata kojima je cilj bio odrediti kinetiku reakcije, te razviti matematički model procesa u šaržnom reaktoru. Obzirom da se radi o dobro poznatom reakcijskom sustavu [2], provedena su mjerenja u šaržnom reaktoru, pri ranije određenim [2], optimalnim uvjetima – n = 100 rpm i T = 50 °C. Ispitana je ovisnost početne reakcijske brzine o koncentraciji octene kiseline (supstrata), te se pokazalo da se radi o Michaelis-Menteničinoj kinetici. Utjecaj izoamilnog alkohola na početnu reakcijsku brzinu esterifikacije nije ispitan jer je on bio otapalo (druga faza), te je bio u suvišku (4 puta više nego ionske kapljevine). Svi eksperimenti su provedeni pri visokoj koncentraciji izoamilnog alkohola [2] koji nema utjecaj na početnu reakcijsku brzinu, te je stoga prilikom razvoja kinetičkog modela zanemareno prisustvo drugog supstrata, a brzina reakcije je opisana kinetičkim modelom jednosupstratne reakcije. Također je ispitan utjecaj produkata na početnu reakcijsku brzinu. Pokazalo se da izoamilacetat nema utjecaja na početnu reakcijsku brzinu, dok voda ima. Poznato je da lipaze zahtijevaju određenu minimalnu koncentraciju vode za aktivnost, međutim povećavanjem koncentracije vode u sustavu dolazi do smanjenja početne reakcijske brzine, te ona djeluje kao inhibitor. Povratna reakcija hidrolize estera nije ispitivana jer se voda i izoamilacetat ne miješaju, te dodatkom ionske kapljevine nastaje trofazni sustav. Na temelju izmjerenih eksperimentalnih podataka procijenjeni su kinetički parametri matematičkog modela koristeći program Scientist, te je razvijen matematički model esterifikacije u šaržnom reaktoru. Kinetika reakcije je opisana jednosupstratnom Michelis-Menteničinom kinetikom sa uključenom kompetitivnom inhibicijom produktom (vodom). Provedeni su šaržni eksperimenti esterifikacije octene kiseline i izoamilnog alkohola, te se pokazalo da matematički model dobro opisuje eksperimentalne podatke. Postignuta je 100 %-tna konverzija octene kiseline.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemijsko inženjerstvo

POVEZANOST RADA