| Popis: |
Osnovni cilj raziskav v sklopu diplomskega dela je bil proučiti primernost uporabe laboratorijskega reaktorja z nasutim slojem za kinetične študije izbranega sistema. Kot testno reakcijo, ki poteka skozi nasuti sloj, smo izbrali heterogeno hidrolizo maltoze. Ta je sladkor, natančneje disaharid, ki razpade pod vplivom kemijskega ali encimskega katalizatorja na dve molekuli glukoze. Z izvedbo poskusov v reaktorju z nasutim slojem smo določili kinetične parametre, in sicer red reakcije, konstanto proizvodnosti ter aktivacijsko energijo. Dobljena enačba proizvodnosti je potrebna pri načrtovanju reaktorskih sistemov, bodisi v laboratorijskem ali industrijskem merilu. Pri hidrolizi maltoze smo uporabili Armfield CEU reaktorski sistem s kemijskim katalizatorjem Amberlite IR – 120 povprečnega premera delcev d = 533 µm. Za ta katalizator je značilna dokaj sprejemljiva cena, dolga življenjska doba in enostavna uporaba. Vse te lastnosti smo med samim eksperimentalnim delom tudi potrdili. Za določitev kinetičnih parametrov smo zasledovali potek reakcije hidrolize maltoze pri različnih temperaturah in volumskih pretokih. To nam je v nadaljevanju omogočalo izračun presnove, ki je bila osnova za določitev aktivacijske energije in enačbe proizvodnosti. Med pomembnejše potrditve sodi ta, da je reakcija hidrolize maltoze prvega reda, kakor je zapisano v literaturi.6 Aktivacijska energija hidrolize maltoze (pH = 6,55) pri naši laboratorijski študiji znaša Ea = (152 ± 16) kJ/mol in predeksponentni faktor, k_0^´ = (1,8 ± 0,2)〖 ∙10〗^20 L/kg min. Basic purpose of the thesis was to examine suitable usage of laboratory packed bed reactor for kinetic studies of chosen system. Heterogeneous hydrolysis of maltose has been chosen for test reaction which runs through packed bed. Maltose is also known as sugar or exactly disaccharide. Under influence of chemical or enzyme catalysts, maltose falls apart into two molecules of glucose. With test trials in packed bed reactor we have determined kinetic parameters, which including order of reaction, reaction rate constant and activation energy. We compiled equation which is required for reactor system design. For hydrolysis of maltose we have used Armfield CEU reactor system with chemical catalyst Amberlite IR – 120 with particle diameter d = 533 µm. During expiriments we concluded that main advantages of mentioned catalyst are price, long life and easy use. To determine kinetic parameters we followed the course of maltose hydrolysis reaction at different temperatures and volume flow speeds. These measurements were the basis for conversion calculation, which was a foundation for determining the activation energy and rate equation. Maltose hydrolysis is first order reaction. Our experimental results confirmed true of the mentioned claim.6 Activation energy of maltose hydrolysis (pH = 6,55) is Ea = (152 ± 16) kJ/mol and pre – exponential factor k_0^´ = (1,8 ± 0,2)〖∙10〗^20 L/kg. |
