Format:
Online-Ressource
ISSN:
1521-4133
Content:
Process development of fatty acid esterification catalyzed enzymatically through process simulation. The batch esterification of fatty acids by means of fixed enzymes offers essential advantages in comparison with the conventional manufacturing process with metalkatalysts. The example of the synthesis of decyloleate from oleic acid and 1‐decanol shows, that the reaction at low temperatures of 〈 80°C treats the product with care and selectivities of nearly 100% are reached. In addition to these environment‐protecting improvements integrated into the process, there are also economic advantages as the batch time decreases and the output increases. By the use of the unsteady process‐simulation it was possible to validate the results of the laboratory experiments within a short time and to minimize the risk of scale‐up. Additionally, a deeper understanding of the process and important hints for process‐optimization were gained. The optimal flow rate across the fixed bed as well as the most economic mass of enzymes were found by parameter variations by means of the simulation model. Simulation studies of different methods of operation showed, that the alternating operation achieves shorter reaction times than the batch operation. However, from an economic perspective, the time benefit did not compensate the additional devices required for this operation method. It could be shown, that a new, innovative process like the esterification catalyzed by enzymes can be described by mathematical models with sufficient accuracy and simulated unsteady on a PC The knowledge generated from the simulation model justifies the expenditure for the modelling and validation of the model, especially as the extension of the model on similar compounds of substances is possible without problem.
Content:
Abstract: Die diskontinuierliche Veresterung von Fettsäuren mit Hilfe von immobilisierten Enzymen besitzt gegenüber der konventionellen Herstellungsweise mit Metallkatalysatoren wesentliche Vorteile. Am Beispiel der Synthese von Decyloleat aus Ölsäure und 1‐Decanol konnte gezeigt werden, daß die Reaktion bei niedrigen Temperaturen von 〈 80°C produktschonend durchgeführt werden kann und Selektivitäten von nahezu 100% erreicht werden. Zusätzlich zu diesen prozeßintegrierten Umweltschutzverbesserungen besitzt das Verfahren auch ökonomische Vorteile, da die Chargenzeit verkürzt und die Ausbeute erhöht werden konnten. Durch den Einsatz der instationären Prozeßsimulation (zeitabhängige mathematische Prozeßnachbildung) war es möglich, die im Labormaßstab gewonnenen Versuchsergebnisse innerhalb kurzer Zeit zu validieren und unter Minimierung des Scale‐up Risikos auf eine Betriebsanlage zu übertragen. Zusätzlich wurden ein tieferes Verständnis für das Verfahren und wichtige Hinweise für die Prozeßoptimierung gewonnen. Durch Parametervariationen mit dem Simulationsmodell wurden die optimale Flußrate durch das Festbett sowie die wirtschaftlichste Enzymmasse bestimmt. Simulationsstudien zu unterschiedlichen Betriebsweisen ergaben, daß die Pendelfahrweise zu kürzeren Reaktionszeiten als die Batchfahrweise führt, der Zeitvorteil den zusätzlichen apparativen Aufwand jedoch unter wirtschaftlichem Blickwinkel nicht aufwiegt. Es konnte gezeigt werden, daß auch ein neues, innovatives Verfahren, wie eine enzymkatalysierte Veresterung, mit hinreichender Genauigkeit modelliert und auf einem PC instationär simuliert werden kann. Die aus dem Simulationsmodell gewonnenen Erkenntnisse rechtfertigen den Aufwand für die Modellerstellung und ‐validierung, zumal eine Erweiterung des Modells auf ähnliche Stoffsysteme problemlos möglich ist.
In:
volume:99
In:
number:11
In:
year:2006
In:
pages:392-399
In:
extent:8
In:
Fett, Weinheim : Wiley-VCH, 1893-1999, 99, Heft 11 (2006), 392-399 (gesamt 8), 1521-4133
Language:
English
DOI:
10.1002/lipi.19970991104
URN:
urn:nbn:de:101:1-2023112407471496620048
URL:
https://doi.org/10.1002/lipi.19970991104
URL:
https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:101:1-2023112407471496620048
URL:
https://d-nb.info/1311001689/34
URL:
https://doi.org/10.1002/lipi.19970991104
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