مدلسازي و بهينه سازي سنتز بيوكاتاليزوري يك استر دي كربوكسيليك اسيد با استفاده از الگوريتم ژنتيك

Modeling and Optimization of Biocatalytic Synthesis of a Dicarboxylic Acid Ester by Genetic Algorithm

استرهاي دي كربوكسيليك اسيد به دليل خواص عالي نظير پايداري حرارتي بالا، فراريت كم و سميت پايين به ميزان وسيعي درصنعت توليد مي شوند. در اين تحقيق، سنتز استر دي اولييل سوكسينات با استفاده از آنزيم ليپاز تثبيت شده به عنوان كاتاليزور واكنش صورت گرفت. درمقايسه باروش هاي شيميايي،سنتزاستر باكاتاليزورآنزيمي مزاياي قابل توجهي نظيرشرايط واكنش ملايم تر، مصرف انرژي كمتر،راندمان وخلوص بالاي محصول،زمان واكنش كوتاه وامكان بازيابي كاتاليزور را دارد. در اين مطالعه، از الگوريتم ژنتيك براي پيشبيني شرايط بهينه و افزايش راندمان توليد دي استر استفاده شد. در شرايط بهينه زمان 275 دقيقه، دماي 40 C نسبت مولي اولييل الكل به سوكسينيك اسيد 8 و مقدار آنزيم 25 ميلي گرم، مقدار راندمان واقعي بدست آمده 85.0 درصد ميباشد كه به خوبي با مقدار پيش بيني شده توسط مدل (87.3 درصد) مطابقت دارد.

Dicarboxylic acid esters are extensively synthesized in the industries due to the excellent properties such as good thermal stability, low volatility, and low toxicity. In this study, synthesis of dioleyl succinate was performed using immobilized lipase as the biocatalyst for the reaction. Compared to chemical methods, synthesis of esters using enzymes as the catalyst has several significant advantages such as mild reaction conditions, lower energy requirement, higher purity and yield of the product, short reaction time and ability to reuse the catalyst. In this research, genetic algorithm (GO) was used for optimization and increasing the yield of the diester. The experimental yield obtained at the optimal condition of 275 min, 40oC, 8:1 molar ratio of oleyl alcohol/succinic acid, and 25 mg enzyme was 85.0%, which matched well with the value predicted by the model 87.3%