Date post: | 30-Oct-2015 |
Category: |
Documents |
Upload: | diana-dunca |
View: | 74 times |
Download: | 0 times |
of 15
MODELAREA MATEMATICA A PROCESULUI DE IZOMERIZARE ENZIMATICA A GLUCOZEI LA FRUCTOZAALEXANDRA - IOANA DUNCA SECTIA: IPOB, M2
INTRODUCERE
Procesul de izomerizare al glucozei este o reactie reversibila enzimatica care implica numai un substrat glucoza si un produs fructoza. Enzima utilizata glucozo izomeraza imobilizata (IGI)
Acest tip de proces este cel mai de succes in aplicatiile industriale in tehnologia enzimei imobilizate, folosind reactoare cu amestecare perfecta
BIOCINETICA ENZIMEI Izomerizarea enzimatica a glucozei la fructoza este o reactie reversibila:
Echilibrul de masa pentru complexul enzima-substrat (X) i produs (P)
Viteza de reactie
BIOCINETICA ENZIMEI A. Reactia in sens directConform analizei Michaelis-Menten
B. Reactia in sens invers
Substituind ec.(7) si ec.(9) in ec.(5) :
BIOCINETICA ENZIMEI In functie de conservarea masei
Constanta de echilibru
Ecuatia (11) devine
Pentru reactiile reversibile constanta de echilibru Haldane
BIOCINETICA ENZIMEI Concentratia redusa
Ecuatia (10) devine
Km si Vm au diferite interpretari
CINETICA ENZIMEI IMOBILIZATE Constantele cinetice enzimatice (Km si Vm ) se schimba datorita schimbarilor structurale interne si restrictioneaza accesul la situsurile active
Parametrii cinetici pot fi influentati de transferul de masa
Acestea pot duce la modificari ale propriettilor solutiei in mediul enzimei imobilizate eficacitatea () i dezactivarea ( (t))
Combinand ec.(16) cu ec.( 18)
MODELAREA PARTICULEI CATALITICE Ipoteze simplificatoare
Transferul de masa in directia axiala este neglijabil si are loc doar in directia radiala prin difuzie
Enzima este uniform imobilizata in cadrul purtatorului
Enzima este prinsa in solutia din cadrul matricei granulare i nu exista o separare intre solutie si partea solida.
Exista o variatie neglijabila de caldura in cadrul particulei datorita nivelului scazut al Hrxn
Bilantul de materiale pentru substrat (glucoza)
MODELAREA PARTICULEI CATALITICE Sweetzyme IT enzima comerciala folosita in acest studiu si are o viata de 1 an. Asadar poate fi considerata o enzima stabila, iar astfel dezactivarea factorului poate fi considerata egala cu unitatea.
n ecuaia 19 este singurul termen care arata dinamica sistemului
Calculul concentratiei substratului din cadrul particulei (legea I a lui Fick : Nsr = - De(dS/dr))
MODELAREA PARTICULEI CATALITICE Ecuaia 23 poate fi aplicata pentru 3 forme de particule catalitice
Conditiile la limita
g=1 (ovala); g=2 (cilindrica) si g=3 (sferica)
MODELAREA STRATULUI CATALITIC Ipoteze simplificatoare
Exista un singur substrat reactiv in cadrul curentului principal
Viteza debitului de lichid este constanta
Porozitatea este constanta de-a lungul stratului
Temperatura stratului este constanta in cadrul reactorului
Reactia are loc doar in cadrul particulei catalitice
Regimul curgerii este laminar
MODELAREA STRATULUI CATALITIC Bilantul de materiale pe substrat
In aceasta ecuatie efectul dispersiei poate fi neglijat dupa cum a fost raportat de catre cercetatori
Factorul de dezactivare poate fi luat ca 1 aceasta datorandu-se faptului ca jumatate din viaa biocatalizatorului comercial IGI este de aproximativ un an
Dezactivarea este singurul termen care arata dinamica sistemului stabil
CONCLUZII
Validarea acestor modele cu date experimentale sunt programate i simulate utilizand software precum Matlab, C++, Software-ul Labview
BIBLIOGRAFIE
Rajab Khalilpour, Reza Roostaazad, Development and verification of a model to describe an immobilized glucose isomerase packed bed bioreactor, Biochemical Engineering Journal 40 (2008) 328336
VA MULTUMESC !
**