화학반응공학설계2

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목차

1. Introduction

2. Design Problem

3. Result
1) Design a reactor to process 100 m3/day of 2mol/L of fumaric acid.
2) How much of product can be produced?
3) Determine which reactor (batch, packed bed reactor, fluidized CSTR etc.) would be the best choice to successfully carry out this task.
4) Describe what sort of safety issue(s) should be seriously taken into account and clearly explain the reason.
5) Determine what ethic(s) should be considered on designing this plant

본문내용

1. Introduction
이 반응은 fumarase가 촉매 하에 이루어지는 반응이다. Fumarase는 금속 촉매와 달리 단백질로 온도와 pH에 민감하다. Fumarase의 반응은 Fumaric acid이 L-malic acid로 가수 분해를 가역적으로 접촉하는 효소이다.
i. L-Malic
L-Malic은 TCA회로의 중간 대사산물로서 제약, 식품가공, 기타산업에 널리 사용되고 있다. L-Malic은 푸마르산을 이용한 화학합성 또는 발효공정에 의하여 만들어진다. Fumarase로 L-Malic을 제조하는데 몇가지 방법이 있는데 Brevibacterium ammoniagenes MA-2 and Brevibacterium flavum MA-3를 효소가 fumarase 제조하는데 가장 효율적으로 쓰인다. 이 두 가지로 발효공정을 하는데 있어서 stirred reactor 보다 internal-loop airlift reactor가 더욱 적합하다. 그리고 세포수집방법 면에서도 더욱 잘 이루어진다. Gel에 세포를 고정하는 데 있어서 전형적인 single κ-Carrageenan entrapment보다 좋다.
ii. Fumarase
푸마르산의 L-말산 으로의 가수 분해를 가역적으로 접촉하는 효소이다. Fumarase는 Fumaric acid, L-malic acid에만 특이적으로 작용한다.

2. Design Problem
The production of L-malic acid (used in medicines and food additives) was produced over immobilized cells of Bacillus flavum MA-3. Consider the reaction in the presence of fumarase served as a catalyst below:
HOOCCH=CHCOOH + H2O → HOOCH2CH(OH)COOH

The following rate law was obtained for the rate of formation of product:

참고 자료

없음