@Article{, title={SIMULATION OF ENZYME CATALYSIS IN CALCIUM ALGINATE BEADS محاكاة تحفيز الانزيم في كريات من الجينات الكالسيوم}, author={Ameel M. Al-Mayah اميل محمد رحمن}, journal={DIYALA JOURNAL OF ENGINEERING SCIENCES مجلة ديالى للعلوم الهندسية}, volume={6}, number={3}, pages={40-63}, year={2013}, abstract={In the present study, a general mathematical model for a fixed bed–immobilized enzymereactor was developedto simulate the process of diffusion and reaction inside the biocatalyst particle. The modeling and simulation of starch hydrolysis using immobilized α–amylase was used as a model for this study. Corn starch hydrolysis was carried out at constant pH of 5.5 and temperature of 50°C. The substrate flowrate was ranging from 0.2 – 5.0 ml/min, substrate initial concentrations 1 to 100 g/L. α–amylase was immobilized on to calcium alginate hydro-gel beads of 2mm average diameter.In this work Michaelis–Menten kinetics has been considered. The effect of substrate flow rate (i.e. residence time) and initial concentration on intra-particle diffusion has been taking into consideration. The performance of the system is found to be affected by the substrate flow rate and initial concentrations. The reaction is controlled by the reaction rate. The model equation was a non-linear second order differential equation simulated based on the experimental data for steady state condition. The simulation was achieved numerically using FINITE ELEMENTS in MATLABSoftware package. The simulated results give satisfactory results for substrate and product concentration profile within the biocatalyst bead.

طور في هذه الدراسة موديل رياضي لمحاكاة عملية التفاعل الكيمياوي والانتشار داخل العامل المساعد الحيوي المحمل في مفاعل ذو الحشوة الثابتة. تم استعمال تفاعل التحلل المائي للنشأ باستعمال انزيم الفا- اميليز لايجاد الموديل الرياضي والمحاكاة لهذه الدراسة. اجري تفاعل التحلل المائي للنشاء في دالة الرقم الهيدروجيني 5.5 وبدرجة حرارة 50˚م. تراوح معدل جريان المادة المتفاعلة من 0.2 الى 5 مل/دقيقة، وتركيز المادة المتفاعلة الابتدائي من 1 الى 100 غم/لتر. تم تحميل انزيم الفا-اميليز على كريات من الجينات الكالسيوم الجيلاتينية بمعدل قطر 2 ملم. في هذه الدراسة، تم اعتماد حركية Michaelis–Menten. ان تاثير معدل جريان المادة المتفاعلة (زمن استبقاء المادة المتفاعلة) والتركيز الابتدائي على انتشار المواد داخل جسيمة العامل المساعد، تم اخذهما بنظر الاعتبار، وقد وجد بان النظام يتأثر بهذه المتغيرات. ان الخطوة الحاكمة لهذا التفاعل هي سرعة التفاعل. ان معادلة الموديل الرياضي كانت معادلة غير خطية من المرتبة الثانية واجريت المحاكات لها بالاعتماد على بيانات التجارب المختبرية وبظروف الحالة المستقرة. تم اجراء المحاكاة باستعمال طريقة FINITE ELEMENTS وباستعمال برنامج MATLAB. اعطت نتاج المحاكاة نتائج مرضية لتراكيز المادة المتفاعلة والناتجة خلال جسيمة العامل المساعد الحيوي.} }