Continuous Flow Microreactors for the High‐efficiency Enzymatic Synthesis of 10‐Hydroxystearic Acid from Oleic Acid

微型反应器 油酸 产量(工程) 化学 流动化学 脂肪酸 基质(水族馆) 化学工程 色谱法 工艺工程 有机化学 材料科学 催化作用 生物化学 海洋学 工程类 冶金 地质学
作者
Yifan Zhao,Wenliang Xie,Kai He,Hai‐Peng Li,Jiang Pan,Francesca Paradisi
出处
期刊:ChemBioChem [Wiley]
标识
DOI:10.1002/cbic.202400345
摘要

Converting fatty acids into specialty chemicals is sustainable but hindered by the low efficiency and thermal instability of current oleic acid hydratases, along with mass transfer limitations in emulsion reactions. This study introduces an optimized continuous flow micro‐reactor (CFMR) that efficiently transforms oleic acid at low (15 g·L‐1) and high (50 g·L‐1) concentrations, improving reaction efficiency and overcoming key conversion barriers. The first CFMR model showed reaction speeds surpassing traditional batch stirred tank reactors (BSTR). Optimizations were performed on three key components: liquid storage, mixer, and reaction section of the CFMR, with each round's best conditions carried into the next. This achieved a space‐time yield of 597 g·L‐1·d‐1 at a 15 g·L‐1 oleic acid load. To further enhance the yield, we optimized the emulsifier system to solve incomplete emulsification and developed a two‐component feed microreactor (TCFMR) that addressed substrate and product inhibition at high loads, reaching a 91% conversion of 50 g·L‐1 oleic acid in 30 minutes, with a space‐time yield of 2312 g·L‐1·d‐1. These advancements represent significant progress in utilizing fatty acids and advancing sustainable chemical synthesis.
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