Synthèse enzymatique de cires en milieux concentrés

par Nathalie Goma Doncescu

Thèse de doctorat en Génie enzymatique, bioconversion, microbiologie

Sous la direction de Marie-Dominique Legoy.

Soutenue en 1997

à Compiègne .


  • Résumé

    Une voie d'accès aux cires est proposée et évaluée par catalyse enzymatique. Elle s'effectue à partir d'un mélange d'esters méthyliques (colza/tournesol) et d'alcool stéarique via une réaction de transestérification en présence de Lipozyme. L'originalité de ces travaux réside dans la simple mise en oeuvre des substrats et de l'enzyme immobilisée en réacteur contrôlé en température sans addition de solvant organique. L'obtention de rendements élevés est réalisée avec une faible quantité d'enzyme, des taux de conversion de 80 à 100 %, suivant le rapport molaire des substrats sont obtenus en 2 heures à 60 °C. L'influence du rapport molaire 1 oléate de méthyle : alcool stéarique 1 ainsi que de la température sont étudiés et donnent des valeurs optimales pour le ratio 1 1 : 0,5 1 à 60 °C. L'effet inhibiteur de l'alcool stéarique a été mis en évidence par une étude cinétique. La présence de limitations diffusionnelles de type externes a été montrée (milieu réactionnel/surface du support enzymatique). Après l'évaluation, l'optimisation de la mise en oeuvre a permis de faire progresser les performances. La validation du procédé a été vérifiée à plus grande échelle. Une autre enzyme immobilisée a été testée, le Novozym, qui permet d'obtenir un rendement optimal pour le mélange équimolaire. Cet avantage conduit à un produit exempt de substrat en fin de réaction. De plus, l'efficacité catalytique du Novozym (0,213 miri-1) est supérieure à celle du Lipozyme (0,144 miri ). Enfin, la réaction de transestérification a été examinée avec élimination simultanée du co-produit, le méthanol, au fur et à mesure de sa formation. Les deux préparations enzymatiques ont été testées en réacteurs fermé, ouvert et sous vide. Quelque soient les conditions, la réaction a'alcoolyse est plus rapide si le méthanol produit pendant la réaction est retiré du mélange. L'utilisation des ratios S1/S2=1 convient à un procédé particulièrement simple puisqu'il amène une production de cire exempte de co-substrat.

  • Titre traduit

    Enzymatic synthesis of waxes in high concentrated medium


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Wax ester production has been investigated. Transesterification reaction has been realized from methyl ester mix (vegetable oils of rape and sunflower) and stearyl alcohol with Lipozyme. The alcoholysis reaction is controlled in solvent-free medium that is exclusively composed of the reactants and the enzyme. The transesterification is performed by simply mixing the two substrates in a temperature-controlled water bath under stirring. High yields are obtained with a Iow amount of Lipozyme, rate conversion from 80 to 100 % depending on molar ratio in 2 hours at the temperature of 60 °C. The balance between optimal working temperature and the molar ratio of substrates in such a complex medium appears to be 60 °C with a molar ratio I methyl oleate : stearyl alcohol of I 1: 0,5I. Substrate inhibition due to stearyl alcohol has been confirmed by a study of kinetic parameters. More, external diffusional limitations have been showed (reaction medium/surface of enzymatic support). Then, after evaluation, optimization of process has been performed. The validation of results has been verified at a large-scale process. Another enzymatic preparation has been tested. Novozym permits to obtain optimal yield for the equimolar mixing. This advantage directly led to a final product exempted of substrates. More, catalytic efficiency of Novozym (0,213 min-1) is higher than catalytic efficiency of Lipozyme (0,144 min-1). Finally, transesterification reaction has been examined with the elimination of the co-product formed, the methanol in proportion of producing. The two immobilised enzymes have been investigated in covered reactor, cap-opened reactor and under vacuum. More rapid is the methanol elimination, higher is the rate production of stearyl oleate. The use of substrate ratio S 1/Sz=l leads to direct stearyl waxes production exempted from reactive using simple but efficient way.

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Informations

  • Détails : 131 p.
  • Annexes : 116 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Technologie de Compiègne. Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1997 GOM 1022
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