酶生物反應(yīng)器
酶生物反應(yīng)器的主要類別
時間:2022.06.29
酶的反應(yīng)主要分為均相酶反應(yīng),即在溶液中直接應(yīng)用游離酶進行反應(yīng),和非均相酶反應(yīng),即應(yīng)用固定化酶進行反應(yīng)。在具體的操作過程中,可根據(jù)酶的反應(yīng)類型與實際情況選擇不同的酶生物反應(yīng)器。常見的酶生物反應(yīng)器主要包括攪拌罐式反應(yīng)器(stirred tank reactor,STR)、填充床式反應(yīng)器(packed bed reactor,PBR)、流化床式反應(yīng)器(fluidized bed reactor,F(xiàn)BR)、膜式反應(yīng)器(membrane reactor,MR)、鼓泡式反應(yīng)器(bubble column reactor,BCR)和噴射式反應(yīng)器(projectional reactor,PR)等。
不同的酶生物反應(yīng)器各有其特點,主要可概括為以下幾點:
1. 攪拌罐式反應(yīng)器:適用于游離酶和固定化酶的催化反應(yīng),可應(yīng)用于分批式、流加分批式和連續(xù)式操作。設(shè)備簡單,操作容易,酶與底物混合較均勻,傳質(zhì)阻力小,反應(yīng)比較完全,反應(yīng)條件容易調(diào)節(jié)控制。
2. 填充床式反應(yīng)器:適用于固定化酶的催化反應(yīng),可應(yīng)用于連續(xù)式操作。設(shè)備簡單,操作方便,單位體積反應(yīng)床的固定化酶密度大,可以提高酶催化反應(yīng)速度,在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用普遍。
3. 流化床式反應(yīng)器:適用于固定化酶的催化反應(yīng),可應(yīng)用于分批式、流加分批式和連續(xù)式操作。混合均勻、傳質(zhì)和傳熱效果好,溫度和pH的調(diào)控比較容易,不易堵塞,對黏度較大的反應(yīng)液也可進行催化反應(yīng)。
4. 膜式反應(yīng)器:適用于游離酶、固定化酶的催化反應(yīng),可應(yīng)用于連續(xù)式操作,結(jié)構(gòu)緊湊,集反應(yīng)與分離與一體,利于連續(xù)化生產(chǎn),但是容易發(fā)生濃差極化而引起膜孔堵塞,清洗較為困難。
5. 鼓泡式反應(yīng)器:適用于游離酶、固定化酶的催化反應(yīng),可應(yīng)用于分批式、流加分批式和連續(xù)式操作。結(jié)構(gòu)簡單,操作容易,剪切力小,混合效果好,傳質(zhì)和傳熱效率高,適合于有氣體參與的反應(yīng)。
6. 噴射式反應(yīng)器:適用于游離酶的催化反應(yīng),可應(yīng)用于連續(xù)式操作。體積小,混合均勻,催化反應(yīng)速度快,適用于某些耐高溫酶的反應(yīng)。
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