巴程 第六章酶反应器 第一节酶反应器的特点与类型 以酶作为催化剂进行反应所需的设备称为酶反 应器 酶反应器基本上是游离酶、固定化酶或固定化细 胞催化反应的容器(附加上混合取样和检测设备)。 反应器的作用是以尽可能低的成本,按一定的速 度由规定的反应物制备特定产物。酶反应器不同 于化学反应器,它是在低温、低压下发挥作用, 反应时的耗能和产能也比较少 酶反应器也不同于发酵反应器,因为它不表现自 催化方式,即细胞的连续再生。 College of Life > clehce 生命科学学院
第六章酶反应器 第一节 酶反应器的特点与类型 • 以酶作为催化剂进行反应所需的设备称为酶反 应器。 • 酶反应器基本上是游离酶、固定化酶或固定化细 胞催化反应的容器(附加上混合取样和检测设备)。 反应器的作用是以尽可能低的成本，按一定的速 度由规定的反应物制备特定产物。酶反应器不同 于化学反应器，它是在低温、低压下发挥作用， 反应时的耗能和产能也比较少。 • 酶反应器也不同于发酵反应器，因为它不表现自 催化方式，即细胞的连续再生
巴程 衰7-1 反应器形式及其特征 型式名称适用的操作方式 特 征 均相酶 搅拌分批,半分批|反应器内的溶液用搅器机械混合 反应器超滤模分批,半分批采用如透析膜超滤膜中空纤维等,只允 许低分子化合物而腺不能通过的膜反应器, 反应器|连 续适用于大分子底物 搅拌罐分批,半分批」用搅拌器搅拌,固定化酯或固定化微生物 连 续粒子悬浮在溶液中,粒子保留在櫝内 固定床连 续最广泛使用的固定化及固定化微生物反 应器。把固定化酶或固定化微生物粒子(粒 或填充床 径10m至若干毫米)填充在塔内,底物溶液 般是由下向上通入 固定化 流化床分批,连线 靠溶液的流动促使固定化酵或固定化微生 物的粒子在床内激烈搅动、竭合 膜反应器连 续 膜状或者片状的固定化或固定化微生物 反应器。其组件形式有中空酶管、螺旋板反 应器、旋转圆盘型、平板型等 款泡塔分批,半分批将固定化酶或者固定化微生物额粒悬浮在 连 续鼓泡塔中。粒子保留塔内,适用于有气体 )参 College of Life Science 生命科学学院
巴程 游离酶反应器 1.搅拌罐式反应器 它由容器、搅拌器及保温装置组成。 2.超滤膜酶反应器 底物 酶再循环 反应器 反应器 膜 分离器 反应产物 (a) (b) 图7-1搅拌罐式反应器(a)和超滤膜酶反应器(b)示意图 此反应器可以作用于胶态或不溶性底物,特别是产物对酶有 抑制作用时.采用此装置较合适。但是,酶的长期操作稳定 性差,而且酶易在起滤膜上吸附损失,或在膜表面浓缩极化 College of Life > clehce 生命科学学院
一、游离酶反应器 1．搅拌罐式反应器 它由容器、搅拌器及保温装置组成。 2．超滤膜酶反应器 • 此反应器可以作用于胶态或不溶性底物，特别是产物对酶有 抑制作用时．采用此装置较合适。但是，酶的长期操作稳定 性差，而且酶易在起滤膜上吸附损失，或在膜表面浓缩极化
巴程 二、固定化酶反应器 l.搅拌罐型反应器 有分批反应器( Batch stirred Tank Reactor bstr)相连 续流搅拌罐反应器( Continuos flow stirred tank reactor, CSTR)(图7-2)。这类反应器的特点是内容物的混合是充 分均匀的。 分批反器 连续搅拌反应器 填充床反应器 流化岸反应赛 产物 产 炫物 底物 BSTR CSTR FBR 图7-2各种类型的固定化酶反应器 College of Life > clehce 生命科学学院
二、固定化酶反应器 I．搅拌罐型反应器 – 有分批反应器(Batch Stirred Tank Reactor BSTR)相连 续流搅拌罐反应器(Continuos Flow Stirred Tank Reactor， CSTR)(图7—2)。这类反应器的特点是内容物的混合是充 分均匀的
巴程 2.固定床型反应器 把颗粒状或片状等固定化酶填充于固定床(也称填充 床,床可直立或平放)内,底物按一定方向以恒定速度 通过反应床(图7-2)。它是一种单位体积催化剂负荷 量多,效率高的反应器。当前工业上多数采用此类反 应器。 与全混流反应器(CSTR)相反,有另一类理想的、没有 返混的反应器,称为活塞流反应器(PFR)。在其横截面 上液体流动速度完全相同,沿流动方向底物及产物的 浓度是逐渐变化的,但同一横切面上浓度是一致的。 因此,称为活塞流反应器( Plug Flow Reactor PFR)。 高(长)径比较大的管式反应器,接近于活塞流反应器 College of Life > clehce 生命科学学院
2．固定床型反应器 – 把颗粒状或片状等固定化酶填充于固定床(也称填充 床，床可直立或平放)内，底物按一定方向以恒定速度 通过反应床(图7—2)。它是一种单位体积催化剂负荷 量多，效率高的反应器。当前工业上多数采用此类反 应器。 – 与全混流反应器(CSTR)相反，有另一类理想的、没有 返混的反应器，称为活塞流反应器(PFR)。在其横截面 上液体流动速度完全相同，沿流动方向底物及产物的 浓度是逐渐变化的，但同一横切面上浓度是一致的。 – 因此，称为活塞流反应器(Plug Flow Reactor PFR)。 高(长)径比较大的管式反应器，接近于活塞流反应器