Glucose isomerization in simulated moving bed reactor by Glucose isomerase

Abstract

Studies were carried out on the production of high-fructose syrup by Simulated Moving Bed (SMB) technology. A mathematical model and numerical methodology were used to predict the behavior and performance of the simulated moving bed reactors and to verify some important aspects for application of this technology in the isomerization process. The developed algorithm used the strategy that considered equivalences between simulated moving bed reactors and true moving bed reactors. The kinetic parameters of the enzymatic reaction were obtained experimentally using discontinuous reactors by the Lineweaver-Burk technique. Mass transfer effects in the reaction conversion using the immobilized enzyme glucose isomerase were investigated. In the SMB reactive system, the operational variable flow rate of feed stream was evaluated to determine its influence on system performance. Results showed that there were some flow rate values at which greater purities could be obtained.Neste trabalho a tecnologia de Leito Móvel Simulado (LMS) reativo é aplicada no processo de isomerização da glicose visando à produção de xarope concentrado de frutose. É apresentada a modelagem matemática e uma metodologia numérica para predizer o comportamento e o desempenho de unidades reativas de leito móvel simulado para verificar alguns aspectos importantes para o emprego desta tecnologia no processo de isomerização. O algoritmo desenvolvido utiliza a abordagem que considera as equivalências entre as unidades reativas de leito móvel simulado e leito móvel verdadeiro. Parâmetros cinéticos da reação enzimática são obtidos experimentalmente usando reatores em batelada pela técnica Lineweaver-Burk. Efeitos da transferência de massa na conversão de reação usando a enzima imobilizada glicose isomerase são verificados. No sistema reativo de LMS, a variável operacional vazão da corrente de alimentação é avaliada para conhecer o efeito de sua influência no desempenho do sistema. Verificou-se que existem valores de vazões onde maiores purezas podem ser obtidas.

Keywords

• Simulated moving bed reactor
• Glucose isomerization
• enzymatic kinetics
• Mass transfer
• Mathematical model
• Dynamic simulation