酶反應(yīng)器ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-04 05:27 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 器有立式和臥式兩種。 特點(diǎn) ：更換催化劑方便。臥式反應(yīng)器適用于需氧反應(yīng)，或者產(chǎn)生揮發(fā)性生成物的反應(yīng)。 應(yīng)用 ：廣泛用于廢水處理裝置。 D、中空纖維膜反應(yīng)器 ? 結(jié)構(gòu)： 由外殼和數(shù)以千計(jì)的醋酸纖維制成的中空纖維組成。中空纖維： – 內(nèi)層緊密、光滑，可截留大分子物質(zhì)而允許不同的小分子物質(zhì)通過(guò)。 – 外層為多孔的海綿狀支持層， 酶被固定在此層中 。 – 反應(yīng)器的形狀為管式或列管式，通過(guò)正常超濾程序?qū)⒌孜飰哼^(guò)內(nèi)壁與海綿狀介質(zhì)上的酶起反應(yīng)。 ? 特點(diǎn)： 可承受較高的操作壓力，比表面積大，但易發(fā)生濃度極化或孔堵塞。 （六）噴射式反應(yīng)器（ Jet Reactor） 利用高壓蒸汽的噴射作用，實(shí)現(xiàn)酶與底物的混合，進(jìn)行高溫短時(shí)催化反應(yīng)的一種反應(yīng)器 適合于游離酶的連續(xù)催化，只適合于某些耐高溫的反應(yīng)。 各種酶反應(yīng)器的特點(diǎn) 反應(yīng)器類型 適用的操作方式 適用的酶 特點(diǎn) 攪拌罐式反應(yīng)器 分批式 , 流加分批式 連續(xù)式 , 游離酶 固定化酶 反應(yīng)比較完全，反應(yīng)條件容易調(diào)節(jié)控制。 填充床式反應(yīng)器 連續(xù)式 固定化酶 密度大，可以提高酶催化反應(yīng)的速度。在工業(yè)生產(chǎn)中普遍使用。 流化床反應(yīng)器 分批式 流加分批式 連續(xù)式 固定化酶 流化床反應(yīng)器具有混合均勻，傳質(zhì)和傳熱效果好，溫度和 pH值的調(diào)節(jié)控制比較容易，不易堵塞，對(duì)粘度較大反應(yīng)液也可進(jìn)行催化反應(yīng)。 反應(yīng)器類型 適用的操作方式 適用的酶 特點(diǎn) 鼓泡式反應(yīng)器 分批式 流加分批式 連續(xù)式 游離酶 固定化酶 鼓泡式反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作容易，剪切力小，混合效果好，傳質(zhì)、傳熱效率高 ,適合于有氣體參與的反應(yīng)。 膜反應(yīng)器 連續(xù)式 游離酶 固定化酶 清洗比較困難 噴射式反應(yīng)器 連續(xù)式 游離酶 通入高壓噴射蒸汽，實(shí)現(xiàn)酶與底物的混合，進(jìn)行高溫短時(shí)催化反應(yīng)，適用于某些耐高溫酶的反應(yīng) 酶反應(yīng)器的選型與設(shè)計(jì) ? 理想的酶反應(yīng)器的要求： – 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)： 反應(yīng)器生產(chǎn)能力的大小和產(chǎn)品質(zhì)量的高低 。 (1) 所用生物催化劑應(yīng)具有 較高的比活和酶濃度 ，才能得到較大的產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率。 (2) 能用電腦 自動(dòng)檢測(cè)和調(diào)控 ，從而獲得最佳反應(yīng)條件。 (3) 具有良好的 傳質(zhì)和混合性能 。傳質(zhì)是指底物和產(chǎn)物在反應(yīng)介質(zhì)中的傳遞。傳質(zhì)阻力是限制反應(yīng)速度的主要因素 (4) 應(yīng)具有 最佳的無(wú)菌條件 ，否則，雜菌污染使反應(yīng)器的生產(chǎn)能力下降。 一、酶反應(yīng)器的選擇 ? 影響酶反應(yīng)器選擇的因素很多，但一般可以從以下幾個(gè)方面考慮： – 酶的形式 (游離 /固定化 ..) – 固定化酶的形狀、大小、機(jī)械強(qiáng)度 – 酶的穩(wěn)定性 – 酶反應(yīng)動(dòng)力學(xué)性質(zhì) – 底物和產(chǎn)物的理化性質(zhì) – 應(yīng)用的可塑性及成本 一、酶反應(yīng)器的選擇 酶的應(yīng)用形式： ? 游離酶： 可根據(jù)具體情況選擇 BSTR、鼓泡式反應(yīng)器、膜反應(yīng)器、噴射式反應(yīng)器； ? 固定化酶： 可根據(jù)具體情況選擇 CSTR、填充床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器、膜反應(yīng)器、鼓泡式反應(yīng)器。 一、酶反應(yīng)器的選擇 固定化酶的形狀、大小、機(jī)械強(qiáng)度： ? 形狀：主要有粒狀、膜狀和纖維狀。 – 粒狀的，可采用攪拌罐、固定床、流化床和鼓泡塔； – 對(duì)于膜狀催化劑，則考慮采用膜反應(yīng)器。 ? 顆粒大小 – 顆粒細(xì)小的粒狀酶不宜采用固定床，宜采用流化床。 ? 機(jī)械強(qiáng)度 – 包埋法制備的固定化酶機(jī)械強(qiáng)度較差，對(duì)攪拌罐來(lái)說(shuō)，要防止攪拌槳葉的剪切力對(duì)其造成的損傷； – 對(duì)固定床來(lái)說(shuō)，如塔身很長(zhǎng)，可用多孔板等將塔身適當(dāng)隔開(kāi)。 一、酶反應(yīng)器的選擇 酶的穩(wěn)定性： ? 考慮到酶的失效，在相似的條件下， PBR優(yōu)于 CSTR，即酶失效速度較低。 ? CSTR一般遠(yuǎn)比其他反應(yīng)器更易引起酶從載體上的
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