충진층 반응기에서 고정화 cellulase에 의한 셀룰로스 가수 분해

Abstract

약 염기성 이온교환 수지에 cellulase를 고정화하였고 고정화 cellulase는 흡착 특성이 Langmuir 흡착 등온선을 잘 따랐다. pH와 온도에 대한 효소 활성은 고정화 효소가 우수한 특성을 보였다. 열에 대한 효소 활성은 1차식으로 감소하였고 고정화 효소가 자유 효소에 비해 열 안정성이 우수하였다. 초기 속도법을 통해서 자유 효소와 고정화 효소의 Michaelis-Menten 속도 상수를 결정하였고 속도상수 Km은 고정화 효소가 큰 값을 나타내었다. 충진층 반응기에서 셀룰로스의 전환 공정을 재순환에 의해 측정하였다. 투입되는 셀룰로스의 유량 변화에 대한 셀룰로스의 변환을 연속 공정에서 조사하였다. 장기 운전의 성능을 평가하기 위해 7일 통한 연속공정을 실시하였고 고정화 효소는 48%의 활성을 유지하였다. Immobilized cellulase on weak ion exchange resin showed a typical Langmuir adsorption isotherm. Immobilized cellulase had better stability with respect to pH and temperature than free cellulase. Kinetics of thermal inactivation on free and immobilized cellulase followed first order rate, and immobilized cellulase had a longer half-life than free cellulase. The initial rate method was used to characterize the kinetic parameters of free and immobilized enzyme. The Michaelis-Menten constant <TEX>$K_m$</TEX> was higher for the immobilized enzyme than it was for the free enzyme. The effect of the recirculation rate on cellulose degradation was studied in a recycling packed-bed reactor. In a continuous packed-bed reactor, the increasing flow rate of cellulose decreased the conversion efficiency of cellulose at different input lactose concentrations. Continuous operation for five days was conducted to investigate the stability of long term operation. The retained activity of the immobilized enzymes was 48% after seven days of operation.