此式表示了在不同失活速率下,达到一定转化 率所需的时间 (2) Immobilized enzymatic reaction。假定反 应器中液相物料所占得体分率为6b固定化 酶占的体积分率则为(1-8酶反应应发生在固 相,又考虑存在内扩散得影响,则在单位时间 内,反应器底物消耗量应表示为 累秋〔应表安为反应器内液相中底物随时间的 变率 ek dcs 列出物料衡算式如下: t dc En)V,r= SLVR dt
此式表示了在不同失活速率下，达到一定转化 率所需的时间。 （2） Immobilized enzymatic reaction 。假定反 应器中液相物料所占得体分率为 ，固定化 酶占的体积分率则为( ),酶反应应发生在固 相，又考虑存在内扩散得影响，则在单位时间 内，反应器底物消耗量应表示为 ； 累积项应表示为反应器内液相中底物随时间的 变率 列出物料衡算式如下: L L 1− L R s (1− )V r dt dC V s L R dt dC V r V s L r s L R (1− ) = −
积分之,可得到 dC。C S SOL Xs dX (5-15 1-E,0s 或表示为 V rrs dX C (5-16) O 77 式中 固体催化剂体积 V1液体体积 以催化剂体积定义的反应速率 η—内扩散有效因子
积分之，可得到 或表示为 式中 VP——固体催化剂体积 VL——液体体积 rs——以催化剂体积定义的反应速率 η——内扩散有效因子 − = − − = S S S X S S L S L C C S S L L t r C dX r dC t 0 0 1 0 1 = XS s S P L r S r dX V V t C 0 0 （5-15） （5-16）
如果反应速率是以单位催化剂的质量来定义 的,此时速率以7表示,则有: V cYs d C 0WJ07 (5-17) 式中W催化剂质量 从式(11)和式(12)可以看出,要积分该式, 必须先求出一X的关系式,才能进行积分。根 据以前的讨论可知,只有进行的式一级不可逆反 应,即C<<Kn时,内扩散有效因子η与转化 率X大小无关,可作常数处理。此时有
如果反应速率是以单位催化剂的质量来定义 的，此时速率以 表示，则有： 式中 W——催化剂质量。 从式（11）和式（12）可以看出，要积分该式， 必须先求出η－XS的关系式，才能进行积分。根 据以前的讨论可知，只有进行的式一级不可逆反 应，即 时，内扩散有效因子η与转化 率XS大小无关，η可作常数处理。此时有 w s r = S w X s L S r S r dX W V t C 0 0 （5-17） CS0 Km
KLn maX 1-6=n 1-Ⅹ (5-18) L S 如果固定化酶颗粒很小,反应为动力学控制,n 1,则可表示为 max: -C X+K Ln sn(5-19 (3)细胞反应。由于间歇操作的细胞反应过程的 动力学比较复杂,很难用一个统一的动力学方 程来表示全过程,并且由于细胞生长过程又包 括延迟期、指数生长期、减速期、静止期等, 使得反应时间t的范围亦难以明确。比较容易确 定的是指数生长期和减速期所需要的时间
如果固定化酶颗粒很小，反应为动力学控制，η ＝1，则可表示为 (3)细胞反应。由于间歇操作的细胞反应过程的 动力学比较复杂，很难用一个统一的动力学方 程来表示全过程，并且由于细胞生长过程又包 括延迟期、指数生长期、减速期、静止期等， 使得反应时间tr的范围亦难以明确。比较容易确 定的是指数生长期和减速期所需要的时间。 S S S m L L r X r t C X K Ln − = + − 1 1 1 max 0 (5-19) S m S S m L L r X K Ln C C r t K Ln − = = − 1 1 1 0 max (5-18)
如果指数期开始时,细胞的浓度为Cx0,指数期末 细胞浓度为Cx1,减速期末细胞浓度为Cx2,则 所需要的反应时间应包括指数生长期所需时间 与减速期所需时间t2之和。即 t =t +t 5-20 Cxi dc 而 (5-21 在指数期内,基质浓度高,营养物充分,细胞生 长不受限制,比生长速率可达到最大值,即 r =um c (5-22)
如果指数期开始时，细胞的浓度为CX0,指数期末 细胞浓度为CX1，减速期末细胞浓度为CX2，则 所需要的反应时间tr应包括指数生长期所需时间 tr1与减速期所需时间tr2之和。即 而 在指数期内，基质浓度高，营养物充分，细胞生 长不受限制，比生长速率可达到最大值，即 x Cx (5-22) r max 1 = 1 2 r r r t = t + t （5-20） = = 2 1 2 2 2 1 0 1 1 , X X X X C C x X r C C x X r r dC t r dC t （5-21）