Онлайн-мониторинг гарантирует, что содержание субстрата ниже порогового значения, обеспечивая биологическую активность ферментов на протяжении всего процесса и максимизируя скорость реакции гидролиза.
Амидные соединения являются важными промежуточными продуктами органического синтеза и химическими веществами и широко используются в медицине, пестицидах, продуктах питания, охране окружающей среды, нефтедобыче и других областях.Реакция гидролиза нитрильной группы в амидную группу является одним из важных методов получения амидных соединений в промышленности.
Биокатализатор используется в процессе зеленого синтеза определенного амидного соединения, и его активность сильно зависит от концентрации субстрата и продукта в системе.Если концентрация субстрата слишком высока, катализатор легко дезактивируется, что делает невозможным продолжение реакции синтеза;если концентрация продукта слишком высока, это также приведет к накоплению субстрата и низкой эффективности синтеза.Для обеспечения оптимальной активности биологических ферментных катализаторов в реакциях синтеза необходимы эффективные технические средства контроля и обратной корректировки концентраций нитрильных субстратов и амидных продуктов в реальном времени в ходе реакционного процесса.
В настоящее время для обнаружения содержания субстрата и продукта в реакционной системе часто используются такие методы, как отбор проб через фиксированные интервалы времени и проведение газовой хроматографии-масс-спектрометрии после предварительной обработки пробы.Результаты автономного обнаружения запаздывают, текущий статус реакции невозможно узнать в режиме реального времени, сложно осуществлять контроль с обратной связью и регулировку содержания субстрата, и лучшая возможность кормления может быть упущена.Технология онлайн-спектрального анализа отличается высокой скоростью обнаружения и отсутствием необходимости предварительной обработки проб.Он может осуществлять быстрый интеллектуальный анализ реакционной системы в режиме реального времени на месте и имеет исключительные преимущества в экологически чистом синтезе амидных соединений.
На картинке выше показан онлайн-мониторинг процесса получения акриламида посредством биоферментативной реакции определенного нитрильного соединения.От 0 до t1 после начала реакции скорость подачи нитрильного сырья относительно велика, а скорость накопления как субстрата, так и продукта относительно быстрая.В момент t1 содержание субстрата близко к верхнему пределу порога.В это время производственный персонал снижает скорость подачи сырья, чтобы поддерживать концентрацию субстрата в реакционной системе в контролируемом диапазоне, и продукт по-прежнему может быстро накапливаться.Наконец, когда реакция переходит к моменту времени t2, содержание продукта накапливается до заданного уровня, и производственный персонал прекращает добавление нитрильного сырья.После этого уровень субстрата приближается к нулю, а содержание продукта также имеет тенденцию быть стабильным.В течение всего непрерывного производственного процесса онлайн-мониторинг обеспечивает эффективное протекание каталитической реакции биологических ферментов.
В крупномасштабном синтезе особенно важна технология онлайн-мониторинга.Знание концентраций субстрата и продукта в режиме реального времени может помочь скорректировать содержание субстрата в разумных пределах.В процессе реакции он может максимизировать активность биологического фермента-катализатора, повысить эффективность реакции синтеза и помочь контролировать параметры процесса в оптимальном состоянии.Продлите срок службы биологических ферментных катализаторов и получите максимальную выгоду.
Время публикации: 23 января 2024 г.