生物合成麥芽糖酯反應(yīng)器的特性研究和優(yōu)化.pdf

1、糖酯是一類廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工等行業(yè)的非離子型表面活性劑。它具有無毒、無味、易降解等優(yōu)點(diǎn)，因此備受國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注。目前國內(nèi)外糖酯實(shí)驗(yàn)室合成主要采用間歇法，只有少數(shù)采用固定床或CSTR連續(xù)化合成糖酯的報道，并且產(chǎn)率不是很高，距離工業(yè)化生產(chǎn)要求還有一段差距。本課題著重于從反應(yīng)器著手，設(shè)計新型高效的連續(xù)化酶反應(yīng)器，并通過對反應(yīng)器停留時間分布的研究，以此了解反應(yīng)器內(nèi)部物料流動狀況，為反應(yīng)器的修改完善以及放大提供必要信息。 首先對連

2、續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器的停留時間分布進(jìn)行測定。確定了以共軛亞油酸作為示蹤劑，丙酮為流動主體的共軛亞油酸比色新型測定方法。較以往的測定方法相比，由于真實(shí)的模擬反應(yīng)的狀態(tài)以及共軛亞油酸與反應(yīng)物月桂酸的結(jié)構(gòu)類似性，更能真實(shí)地反映物料流動狀態(tài)。設(shè)計了不同流量(0.2-0.4mL/min)，不同攪拌速度(100～500min-1)的模擬實(shí)驗(yàn)，測得停留時間分布無量綱方差在0.7～0.8之間，反應(yīng)器接近全混流。并且從停留時間分布的e(θ)～θ曲線可以看出反

3、應(yīng)器較為理想。提出了一個兩參數(shù)模型，并通過此模型對反應(yīng)器特性進(jìn)行了進(jìn)一步研究，反應(yīng)器存在一定的短路。 設(shè)計了新型循環(huán)流化床反應(yīng)器，并對其顆粒流化特性進(jìn)行了檢測。通過比較不同公式，估算其臨界流化速度以及流出速度分別為2.0x10-3m/s和2.43×10-2m/s，與實(shí)驗(yàn)測得的臨界流化速度以及流出速度2.17×10-3m/s和2.31×10-2m/s吻合。采用共軛亞油酸比色法對流化床的停留時間分布進(jìn)行了研究，建立了各因素與返混程度

4、的數(shù)學(xué)模型，以期對反應(yīng)器的改進(jìn)以及放大提供必要信息。通過第二章提出的模型對循環(huán)流化床反應(yīng)器特性作進(jìn)一步研究，反應(yīng)器存在一定的死區(qū)。 采用循環(huán)流化床合成麥芽糖月桂酸酯，研究了不同單因素下麥芽糖月桂酸酯合成產(chǎn)率以及濃度的變化。并且利用響應(yīng)面法對合成工藝進(jìn)行了優(yōu)化，最佳生產(chǎn)條件為：月桂酸濃度214mmol/L，，一次性添加麥芽糖10g，加酶量6g，月桂酸丙酮溶液250mL作為流化液，床層膨脹比為1.1，物料進(jìn)出速度為0.34mL/mi