酶催化乳酸銨和乙醇合成乳酸乙酯的研究.pdf

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

2、0g/mol，搖床轉速150r/min，系統(tǒng)水活度0.12時乳酸乙酯產率可達 33.88[％]，酶重復使用5 次后乳酸乙酯產率仍可達到22.10[％]，具有良好的穩(wěn)定性。
　　 其次，采用五因素二水平Plackett-Burman 設計考察了脂肪酶濃度、反應溫度、底物配比、叔丁醇用量和反應時間對反應的影響。結果表明反應溫度、脂肪酶濃度和底物配比是主要影響因素，并通過響應曲面法進行了進一步優(yōu)化，同時建立了相應的數(shù)學模型。優(yōu)化結果為

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，產率達到37.81[％]。
　　 最后，研究了反應的動力學，反應符合米氏方程，屬于雙底物抑制的雙乒乓機制。乳酸濃度只與平衡常數(shù)和乳酸銨的初始濃度有關，分解反應達到平衡時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