Chemie Ingenieur Technik, Vol.87, No.6, 746-755, 2015
Holistic Analysis of Three-Phasic Enzymatic Reaction Systems Using Continuous Liquid-Liquid Phase Separation
Die Hydrolyse von Methyloctanoat mittels immobilisierter Candida antarctica Lipase B wurde als beispielhaftes Referenzsystem aus dem Bereich der enzymatischen Flussig-Flussig-Fest-Systeme betrachtet. Die experimentelle Untersuchung des Systems erfolgte in einem innovativen Kreislauffestbettreaktor mit kontinuierlicher Flussig-Flussig-Phasentrennung. Dieser Aufbau erlaubt sowohl einen zwei- als auch einen einphasigen Reaktorzulauf. Erstmals erfolgte die ganzheitliche experimentelle Untersuchung beider Betriebsweisen bei verschiedensten Betriebsbedingungen. Neben der Darstellung der experimentellen Ergebnisse werden die Grundzuge der mathematischen Modellierung des Prozesses gezeigt und eine Modellvalidierung vorgenommen. The enzymatic hydrolysis of methyl octanoate via immobilized Candida antarctica lipase B was studied as an exemplary reference system from the field of enzymatically catalyzed liquid-liquid-solid systems. The experimental investigation of this system was performed in an innovative recycle packed-bed reactor with continuous liquid-liquid phase separation. This setup allows for both a biphasic as well as a singular phase reactor feed. For the first time, a holistic experimental investigation of both operation modes at various operating conditions was conducted. In addition to the presentation of the experimental results, the basics of the mathematical modeling are shown and a model validation is performed.
Keywords:Enzymkatalyse;Kreislauffestbettreaktor;Mathematische Modellierung;Mehrphasenreaktor;Zentrifuge;Centrifuge;Enzymatic catalysis;Mathematical modeling;Multiphasic reactor;Recycle packed-bed reactor