酶催化乳酸銨和乙醇合成乳酸乙酯的研究.pdf

1、為開(kāi)發(fā)一種生產(chǎn)乳酸乙酯的新工藝，采用乳酸銨為原料，以固定化脂肪酶為催化劑，對(duì)酶促乳酸銨和乙醇制備乳酸乙酯的工藝進(jìn)行了研究。
　　 首先，對(duì)脂肪酶和有機(jī)溶劑進(jìn)行了篩選，并考察了影響合成乳酸乙酯的因素(底物摩爾配比、反應(yīng)時(shí)間、乳酸銨濃度、溫度、酶濃、搖床轉(zhuǎn)速和水活度)。結(jié)果表明，以叔丁醇為反應(yīng)介質(zhì)、以脂肪酶Novozym 435為催化劑，在底物醇銨摩爾比為24：1，反應(yīng)時(shí)間24h，乳酸銨濃度0.2mol/L，反應(yīng)溫度60 ℃，酶濃4

2、0g/mol，搖床轉(zhuǎn)速150r/min，系統(tǒng)水活度0.12時(shí)乳酸乙酯產(chǎn)率可達(dá) 33.88[％]，酶重復(fù)使用5 次后乳酸乙酯產(chǎn)率仍可達(dá)到22.10[％]，具有良好的穩(wěn)定性。
　　 其次，采用五因素二水平Plackett-Burman 設(shè)計(jì)考察了脂肪酶濃度、反應(yīng)溫度、底物配比、叔丁醇用量和反應(yīng)時(shí)間對(duì)反應(yīng)的影響。結(jié)果表明反應(yīng)溫度、脂肪酶濃度和底物配比是主要影響因素，并通過(guò)響應(yīng)曲面法進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化，同時(shí)建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。優(yōu)化結(jié)果為

3、：溫度67 ℃，酶濃度30.00g/mol，醇銨摩爾比30.77：1，水活度0.12，叔丁醇37.14:1(g/g，乳酸銨)，150r/min，30h，產(chǎn)率達(dá)到37.81[％]。
　　 最后，研究了反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)，反應(yīng)符合米氏方程，屬于雙底物抑制的雙乒乓機(jī)制。乳酸濃度只與平衡常數(shù)和乳酸銨的初始濃度有關(guān)，分解反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的乳酸濃度方程式為：Cf(Keq，S0)=2/-Keq+Keq2+4KeqS0考察了不同乳酸(A)和乙醇(B)濃