| Popis: |
Nakon što se pripremi kukuruzno zrno za proces dobivanja bioetanola, potrebno je iz kukuruznog škroba doći do glukoze koja se fermentira u etanol. To se postiže procesima likvefakcije i saharifikacije. Proces likvefakcije je kataliziran amilazom, a proces saharifikacije glukoamilazom. Navedena dva procesa su proučavani u ovom radu. Pri tome je bilo cilj provesti ih u jednom stupnju. Za proces likvefakcije je korištena amilaza komercijalnog naziva Liquozyme, dok je za proces saharifikacije korištena glukoamilaza komercijalnog naziva Dextrozyme. Ispitana je ovisnost aktivnosti oba enzima o pH, te temperaturi kako bi se integrirani proces likvefakcije i saharifikacije proveo pri uvjetima koji su povoljni za aktivnost oba enzima. Na odabranom pH i temperaturi (pH 5, 5 i T = 65 °C) ispitana je kinetika oba enzima na škrob, kao i kinetika glukoamilaze na maltozu, jer je primarni produkt saharifikacije maltoza. Ispitane su i moguće inhibicije glukozom i maltozom, te je pokazano da maltoza i glukoza inhibiraju amilazu. Također je pokazano da glukoza inhibira enzim glukoamilazu. Na temelju eksperimentalnih podataka su procijenjene vrijednosti kinetičkih parametara. Osim određivanja kinetike, provedeni su šaržni, te ponovljivi šaržni eksperimenti hidrolize škroba i maltoze katalizirane navedenim enzimima. Pokazalo se da nije moguće postići 100 %-tnu konverziju škroba u reakciji kataliziranoj amilazom. Naime, i u šaržnom i u ponovljivom šaržnom pokusu je došlo do deaktivacije enzima. Prilikom hidrolize škroba katalizirane glukoamilazom je postignuta 40 %-tna konverzija škroba. Na kraju je proveden ponovljivi šaržni eksperiment istovremene likvefakcije i saharifikacije škroba uz amilazu i glukoamilazu. Pokazalo se da je u prvom dijelu eksperimenta konverzija supstrata vrlo visoka, dok je prilikom drugog dodavanja supstrata u reaktor zbog deaktivacije enzima, konverzija škroba bila nešto manja. Razvijen je matematički model pojedinih reakcijskih sustava, kao i model integriranog procesa, koji su dobro opisali eksperimentalne podatke. |
