| 초록 |
毁?촉매를 이용한 반응의 경우, 효소의 활성을 위해서는 수분이 필수적이다. 그러나 유기 용매 내에서 에스테르화 반응을 수행하는 경우에는 부산물인 수분이 열역학적인 평형을 가수분해쪽으로 이동시킬 뿐만 아니라, 효소들간의 응집을 유도하여 반응 활성을 저해한다. 이러한 반응에서 최적반응조건을 유지하기 위해서, 생성된 수분을 연속적으로 제거하기 위한 수분제어시스템을 개발하였다. 반응 기질은 octanoic acid와 n-butanol을 사용하였으며 매질로서는 cyclohexane, 효소는 Candida rugosa Lipase를 사용하였다. 반응기는 bubble-column의 형태로서 반응기 밑부분에서 건조 공기를 sparging하도록 디자인되어, 반응 중 생성된 수분이 건조 공기와 접촉하여 제거되도록 하였다. 수분과 cHx을 함유하고 있는 공기는 condenser를 거치면서 제순환되어 수분은 water trap에서 제거되고 cHx은 반응기 내로 재순환된다. 20oC와 50 oC사이의 온도와 0.2~0.5vvm의 aeration rate사이에서 실험수행결과, 저온에서보다는 고온에서 효소의 응집을 더 쉽게 막을 수 있었으며, aeration rate가 증가함에 따라 효소의 활성에 필요한 수분의 부족으로 반응속도가 감소하는 것을 볼 수 있었다. 그러나 aeration rate가 너무 낮은 경우에는 효소의 응집이 빨라 반응 후반부에는 반응속도가 현격히 감소하는 것을 볼 수 있었다. 이 system은 효소의 활성이 유지되는 기준하에서 기존에 보고된 반응 시스템에 비해 수분의 제거속도가 40~260배까지 빠르며 그 이상으로의 수분제거도 가능하다. 본 시스템을 연속공정으로 반응시킨 결과, 30oC, 4vvm의 조건하에서 80%의 전환율로 100시간동안 활성의 변화없이 반응을 지속할 수 있었다.
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