Monitorowanie online zapewnia, że zawartość substratu jest poniżej progu, zapewniając biologiczną aktywność enzymów w całym procesie i maksymalizując szybkość reakcji hydrolizy
Związki amidowe są ważnymi półproduktami syntezy organicznej i chemikaliami i są szeroko stosowane w medycynie, pestycydach, żywności, ochronie środowiska, produkcji ropy naftowej i innych dziedzinach.Reakcja hydrolizy grupy nitrylowej do grupy amidowej jest jedną z ważnych metod wytwarzania związków amidowych w przemyśle.
W procesie zielonej syntezy pewnego związku amidowego wykorzystuje się biokatalizator, a na jego aktywność duży wpływ ma stężenie substratu i produktu w układzie.Jeżeli stężenie substratu będzie zbyt duże, katalizator łatwo ulegnie dezaktywacji, uniemożliwiając kontynuację reakcji syntezy;zbyt wysokie stężenie produktu będzie również prowadzić do akumulacji substratu i niskiej wydajności syntezy.Aby zapewnić optymalną aktywność biologicznych katalizatorów enzymatycznych w reakcjach syntezy, potrzebne są skuteczne środki techniczne umożliwiające monitorowanie i sprzężenie zwrotne regulowania stężeń substratów nitrylowych i produktów amidowych w czasie rzeczywistym podczas procesu reakcji.
Obecnie często stosuje się metody takie jak pobieranie próbek w ustalonych odstępach czasu i wykonywanie chromatografii gazowej ze spektrometrią mas po wstępnej obróbce próbki w celu wykrywania zawartości substratu i produktu w układzie reakcyjnym.Wyniki wykrywania w trybie offline są opóźnione, bieżącego stanu reakcji nie można poznać w czasie rzeczywistym, trudno jest przeprowadzić kontrolę ze sprzężeniem zwrotnym i dostosować zawartość substratu, a najlepsza okazja do podawania może zostać pominięta.Zaletą technologii analizy spektralnej online jest duża szybkość wykrywania i brak konieczności wstępnej obróbki próbki.Może realizować szybką, in-situ i inteligentną analizę układu reakcyjnego w czasie rzeczywistym i ma wyjątkowe zalety w zielonej syntezie związków amidowych.
Powyższy rysunek przedstawia monitoring on-line procesu wytwarzania akryloamidu poprzez reakcję bioenzymatyczną określonego związku nitrylowego.Od 0 do t1 po rozpoczęciu reakcji szybkość podawania surowców nitrylowych jest stosunkowo duża, a szybkość akumulacji zarówno substratu, jak i produktu jest stosunkowo duża.W t1 zawartość substratu jest bliska górnej granicy progu.W tym czasie personel produkcyjny zmniejsza szybkość podawania surowców, aby utrzymać stężenie substratu w układzie reakcyjnym w kontrolowanym zakresie, a produkt nadal może szybko się gromadzić.Wreszcie, gdy reakcja przebiega do czasu t2, zawartość produktu gromadzi się do poziomu docelowego, a pracownicy produkcyjni zaprzestają dodawania surowców nitrylowych.Następnie poziom substratu zbliża się do zera, a zawartość produktu również wydaje się być stabilna.Monitorowanie online podczas całego ciągłego procesu produkcyjnego zapewnia efektywny przebieg reakcji katalitycznej enzymów biologicznych.
W syntezie na dużą skalę szczególnie ważna jest technologia monitorowania online.Wiedza w czasie rzeczywistym na temat stężeń substratów i produktów może pomóc w uzyskaniu informacji zwrotnej umożliwiającej dostosowanie zawartości substratu w rozsądnym zakresie.Podczas procesu reakcji może zmaksymalizować aktywność biologicznego katalizatora enzymatycznego, poprawić wydajność reakcji syntezy i pomóc w kontrolowaniu parametrów procesu w optymalnym stanie.Wydłuż żywotność biologicznych katalizatorów enzymatycznych i zmaksymalizuj korzyści.
Czas publikacji: 23 stycznia 2024 r