酶反应器的设计演示文稿
合集下载
第八章 酶反应器 to 学生
2.3根据底物或产物的理化性质选择反应器： 底物和产物的理化性质直接影响酶催化反应速率 底物或产物的分子质量、溶解性、粘度等性质对反应器 的选择有重要影响。 （1）反应底物或产物分子质量较大时，不宜采用膜反应 器。 （2）底物或产物溶解度低、粘度高时，选择搅拌罐式反 应器，不采用填充床式反应器和膜式反应器。 （3）底物为气体时，选择鼓泡式反应器。 （4）小分子物质作为辅酶的催化反应，不选膜反应器， 以免辅酶的流失。
生物反应器
酶促反应器：利用生物催化剂进行一步或几步催化反 应，游离或固定化酶（细胞），简单，与一般的化学反 应器无大的区别。 细胞生物反应器：生物反应过程中，活细胞（微生物、 动植物细胞）的生长、代谢或者同时复杂酶系统的生物 催化转化，发酵罐。生物反应复杂，细胞中精确调控的 酶系进行的催化反应。 生物反应器的作用：为生物催化反应与细胞代谢提供一 个适宜的物理及化学环境，使反应效率更高，细胞生长 与代谢更快更好，转化或代谢产物更多。
应用的可塑性及成本
CSTR类型的反应器应用的可塑性较大，结构简单， 成本也较低； 综上所述，酶反应器的选择没有一个简单的法则或 标准可以遵循，必须根据具体情况进行全面的分析和衡 量。
酶反应器操作条件的确定及其调控
(1)反应温度的确定与调节控制： (2)pH值的确定与调节控制： (3)底物浓度的确定与调节控制： (4)酶浓度的确定与调节控制： (5)搅拌速度的确定与调节控制： (6)流动速度的确定与调节控制： 酶反应器操作的注意事项： (1)保持酶反应器的操作稳定性： (2)防止酶的变性失活： (3)防止微生物的污染：
2. 适用的操作方式： 分批式、流加分批式、连续式 3.优点： 结构简单，酶与底物混合充分均匀，传质阻力小，反应条 件易控制，能处理胶体状底物、不溶性底物。 4. 缺点: 反应效率低，载体易被破坏，搅拌动力消耗大，回收过 程酶易损失。 5. 改进： 在反应器出口装上滤器 ,或用尼龙网罩住固定化酶 ,或 制成磁性固定化酶，或多个搅拌罐串联。
生物酶反应器讲座PPT
Байду номын сангаас
优点：混合良好，各部分组成均一，并与输出组分一致
Advantages
It is simple to use and so is very versatile. In this kind of reactor the enzyme is either added to the solution in the tank, or an immobilised enzyme is dispersed in the reaction solution. A variation is to retain the immobilised enzyme in baskets attached to the impeller shaft, leading to low mass-transfer resistance. This kind of reactor can be used for substrate-inhibited enzymes where substrate is continuously added at a low concentration (fed-batch operation).
BATCH
2. 连续流搅拌反应器（Continuous flow stirred tank reactor， CSTR)
主向要反用应于器中固投定入化固的定生化物酶催和化底剂物溶液，不断搅拌，反应达到平衡后，再以
恒定流速连续流入底物溶液，同时以相同流速输出反应液（含产物）
The continuous flow stirred tank reactor (CSTR) is essentially a stirred tank with a continuous feed of substrate and an outflow of product:
优点：混合良好，各部分组成均一，并与输出组分一致
Advantages
It is simple to use and so is very versatile. In this kind of reactor the enzyme is either added to the solution in the tank, or an immobilised enzyme is dispersed in the reaction solution. A variation is to retain the immobilised enzyme in baskets attached to the impeller shaft, leading to low mass-transfer resistance. This kind of reactor can be used for substrate-inhibited enzymes where substrate is continuously added at a low concentration (fed-batch operation).
BATCH
2. 连续流搅拌反应器（Continuous flow stirred tank reactor， CSTR)
主向要反用应于器中固投定入化固的定生化物酶催和化底剂物溶液，不断搅拌，反应达到平衡后，再以
恒定流速连续流入底物溶液，同时以相同流速输出反应液（含产物）
The continuous flow stirred tank reactor (CSTR) is essentially a stirred tank with a continuous feed of substrate and an outflow of product:
【正式版】酶反应器类型PPT
• 适用的酶： 特全点，： 反膜应反条应件器容结易构调紧节凑和，控集制反。应与分离于一体，利于连续化生产，但是容易发生差极化而引起膜孔阻塞，清洗比较困难。
适适流用用化的 的 床搅搅反拌拌应方方器式式（，：：bu分连bb批续le式式c、。olu流m加n 分re批ac式to、r, 连B固C续R）式定。化酶 、游离酶
酶与底物混合较均匀，传质阻力较小，反应比较完全，反应条件容易调节和 控制。
填充床式反应器(packed column reactor, PCR)
• 填充床式反应器：是将固定化酶堆叠在反应器中进行催化反应的一类反应器。 • 适用的搅拌方式：连续式 • 适用的酶：固定化酶
• 特点：设备简单，操作方便，单位体积反应床的固定化酶密度大，可以提高酶 催化反应的速度，在工业生产中普遍使用。
• 特点： 特膜点反： 应流器化（床me反m应br器an具e 有re混ac合to均r, M匀R，）传质传热效果好，温度和pH的调节控制比较容易，不易堵塞，对黏度较大反应夜也可以进行催化
反流适特应化用点。 床 的 ：反搅设应拌备器方简（式单：，bu分操bb批作le式方c、便olu流，m加单n膜分位r反e批体ac式积应to、反r,器连应BC续床R结）式的构。固定紧化凑酶密，度集大，反可应以提与高分酶催离化于反应一的体速度，，利在工于业连生产续中化普遍生使产用。，但 填适充用床 的式搅反拌应方是器式容：(pa连易ck续e发d式c。生olum差n 极reac化tor而, PC引R) 起膜孔阻塞，清洗比较困难。
酶反应器类型
搅拌罐式反应器（stirred tank reactor, STR）
• 搅拌罐式反应器：
一种带有搅拌罐的罐式反应器，在酶催化反应中最常见的反应器！
适用的搅拌方式，分批式、流加分批式、连续式。 试用的酶，游离酶、固定化酶。 搅拌罐式反应器特点：由搅拌罐、搅拌器和保温装置组成，设备简单，操作容易，
适适流用用化的 的 床搅搅反拌拌应方方器式式（，：：bu分连bb批续le式式c、。olu流m加n 分re批ac式to、r, 连B固C续R）式定。化酶 、游离酶
酶与底物混合较均匀，传质阻力较小，反应比较完全，反应条件容易调节和 控制。
填充床式反应器(packed column reactor, PCR)
• 填充床式反应器：是将固定化酶堆叠在反应器中进行催化反应的一类反应器。 • 适用的搅拌方式：连续式 • 适用的酶：固定化酶
• 特点：设备简单，操作方便，单位体积反应床的固定化酶密度大，可以提高酶 催化反应的速度，在工业生产中普遍使用。
• 特点： 特膜点反： 应流器化（床me反m应br器an具e 有re混ac合to均r, M匀R，）传质传热效果好，温度和pH的调节控制比较容易，不易堵塞，对黏度较大反应夜也可以进行催化
反流适特应化用点。 床 的 ：反搅设应拌备器方简（式单：，bu分操bb批作le式方c、便olu流，m加单n膜分位r反e批体ac式积应to、反r,器连应BC续床R结）式的构。固定紧化凑酶密，度集大，反可应以提与高分酶催离化于反应一的体速度，，利在工于业连生产续中化普遍生使产用。，但 填适充用床 的式搅反拌应方是器式容：(pa连易ck续e发d式c。生olum差n 极reac化tor而, PC引R) 起膜孔阻塞，清洗比较困难。
酶反应器类型
搅拌罐式反应器（stirred tank reactor, STR）
• 搅拌罐式反应器：
一种带有搅拌罐的罐式反应器，在酶催化反应中最常见的反应器！
适用的搅拌方式，分批式、流加分批式、连续式。 试用的酶，游离酶、固定化酶。 搅拌罐式反应器特点：由搅拌罐、搅拌器和保温装置组成，设备简单，操作容易，
酶反应器的设计演示文稿
• N= (QP*t )/[p] • N为反应器数目（个），[p]为产物浓度（g/L），t底物 在反应器的停留时间(h)；
结束
• 首先，根据酶底物和产物的性质，确定类 型。 • 其次，酶的反应条件中性，温和，对制作 材料没有什么要求，一般采取不锈钢制作 反应容器即可。 • 第三，进行热量衡算。酶反应一般在三十 到七十的温度进行，对热量的衡算并不复。 温度的调节控制也比较简单可以采用一定 温度的热水通过夹套加热或冷却的方式进 行温度调控，热量衡算是根据热水升温前 后的温差和用量计算。
4) 底物用量的计算 产量要求、产物转化率、产物收率计算决定。 在催化的副产物可以忽略不计时，产物的转化率 Yp/s=（反应前的底物浓度-反应后的底 物浓度）/反应前的底物浓度 产物转化率的高低直接关系的生产成本的高低 收得率R=分离得到的产物量/反应产生的产物量 底物的用量S=P/（ Yp/s * R） P代表产量，可以是年产量或日产量甚至小时产量， 具体情况根据反应器的不同决定。分批反应器取 的是日产量，连续反应器取得是小时产量。
膜反应器 简介：将酶催化反应和半透膜的分离作用结合在一起而作用 的反应器 操作方式：连续式 特点：膜反应器结构紧凑，集反应和分离于一体，利于连续 化，但是但是容易发生浓度差化而引起膜孔堵塞，清洗比 较困难 喷射式反应器 简介：利用高压蒸汽的喷射作用实现酶与底物的混合，进行 高温短时催化反应的反应器 操作方式：连续式 特点：通入高压喷射蒸汽，实现酶和底物的混合，进行高温 短时催化反应，适于某些耐高温酶的反应。
反应器的选择
一，根据酶的应用形式选择反应 器 二，根据酶反应动力学性质选择 反应器 三，根据底物和产物的理化性质 选择反应器 四，其他影响因素
酶反应器的设计
需要考虑的因素： 一，确定酶反应器的类型 二，确定反应器的制作材料 三，进行热量衡算 四，进行物料衡算
结束
• 首先，根据酶底物和产物的性质，确定类 型。 • 其次，酶的反应条件中性，温和，对制作 材料没有什么要求，一般采取不锈钢制作 反应容器即可。 • 第三，进行热量衡算。酶反应一般在三十 到七十的温度进行，对热量的衡算并不复。 温度的调节控制也比较简单可以采用一定 温度的热水通过夹套加热或冷却的方式进 行温度调控，热量衡算是根据热水升温前 后的温差和用量计算。
4) 底物用量的计算 产量要求、产物转化率、产物收率计算决定。 在催化的副产物可以忽略不计时，产物的转化率 Yp/s=（反应前的底物浓度-反应后的底 物浓度）/反应前的底物浓度 产物转化率的高低直接关系的生产成本的高低 收得率R=分离得到的产物量/反应产生的产物量 底物的用量S=P/（ Yp/s * R） P代表产量，可以是年产量或日产量甚至小时产量， 具体情况根据反应器的不同决定。分批反应器取 的是日产量，连续反应器取得是小时产量。
膜反应器 简介：将酶催化反应和半透膜的分离作用结合在一起而作用 的反应器 操作方式：连续式 特点：膜反应器结构紧凑，集反应和分离于一体，利于连续 化，但是但是容易发生浓度差化而引起膜孔堵塞，清洗比 较困难 喷射式反应器 简介：利用高压蒸汽的喷射作用实现酶与底物的混合，进行 高温短时催化反应的反应器 操作方式：连续式 特点：通入高压喷射蒸汽，实现酶和底物的混合，进行高温 短时催化反应，适于某些耐高温酶的反应。
反应器的选择
一，根据酶的应用形式选择反应 器 二，根据酶反应动力学性质选择 反应器 三，根据底物和产物的理化性质 选择反应器 四，其他影响因素
酶反应器的设计
需要考虑的因素： 一，确定酶反应器的类型 二，确定反应器的制作材料 三，进行热量衡算 四，进行物料衡算
南京林业大学酶工程酶反应器讲课文档
现在二十二页，总共四十六页。
酶反应器的选择 —— 依据酶反应动力学性质
影响因素：2) 底物浓度及其抑制作用
底物的浓度受其对酶抑制情况的制约 防止底物浓度过高
游离酶
酶膜反应器 连续式操作
搅拌罐式反应器 流加式操作 / 连续式操作
固定化酶
搅拌罐式反应器
填充床式反应器
流化床式反应器 酶膜反应器
现在二十八页，总共四十六页。
1、确定酶反应器的类型 根据酶、底物和产物的性质，按照上一节所述的选择原则
，选择并确定反应器的类型。 2、确定反应器的制造材料 酶催化反应通常在常温、常压、pH近乎中性的环境中进
行反应，所以酶反应器的设计对制造材料制造反应容器即 可。没有什么特别要求，一般采用不锈钢
现在二十六页，总共四十六页。
三、酶反应器的设计
目的：设计出生产成本最低，产品的产量和质量最高的酶反 应器。
设计依据：
酶促反应动力学以及温度、压力、pH等操作参数对反应特性的影 响；
反应器的型式和反应器内流体流动状态及传热特性； 需要的生产量及生产工艺流程。
现在二十七页，总共四十六页。
设计过程 1、确定酶反应器的类型 2、确定反应器的制造材料 3、进行热量衡算 4、进行物料衡算
反应操作要求
应用的可塑性及成本
现在十九页，总共四十六页。
酶反应器的选择 —— 酶的应用形式
游离酶适用的反应器
特点：均相反应 常用：搅拌罐式反应器
有气体参与：鼓泡式反应器
昂贵的酶：酶膜反应器 —— 酶回收较容易
耐高温酶：喷射式反应器
现在二十页，总共四十六页。
酶反应器的选择 —— 酶的应用形式
可用于连续反应，也可用于分 批反应
剪切力小，对结构较脆弱的细胞和 固定化载体有利
酶反应器的选择 —— 依据酶反应动力学性质
影响因素：2) 底物浓度及其抑制作用
底物的浓度受其对酶抑制情况的制约 防止底物浓度过高
游离酶
酶膜反应器 连续式操作
搅拌罐式反应器 流加式操作 / 连续式操作
固定化酶
搅拌罐式反应器
填充床式反应器
流化床式反应器 酶膜反应器
现在二十八页，总共四十六页。
1、确定酶反应器的类型 根据酶、底物和产物的性质，按照上一节所述的选择原则
，选择并确定反应器的类型。 2、确定反应器的制造材料 酶催化反应通常在常温、常压、pH近乎中性的环境中进
行反应，所以酶反应器的设计对制造材料制造反应容器即 可。没有什么特别要求，一般采用不锈钢
现在二十六页，总共四十六页。
三、酶反应器的设计
目的：设计出生产成本最低，产品的产量和质量最高的酶反 应器。
设计依据：
酶促反应动力学以及温度、压力、pH等操作参数对反应特性的影 响；
反应器的型式和反应器内流体流动状态及传热特性； 需要的生产量及生产工艺流程。
现在二十七页，总共四十六页。
设计过程 1、确定酶反应器的类型 2、确定反应器的制造材料 3、进行热量衡算 4、进行物料衡算
反应操作要求
应用的可塑性及成本
现在十九页，总共四十六页。
酶反应器的选择 —— 酶的应用形式
游离酶适用的反应器
特点：均相反应 常用：搅拌罐式反应器
有气体参与：鼓泡式反应器
昂贵的酶：酶膜反应器 —— 酶回收较容易
耐高温酶：喷射式反应器
现在二十页，总共四十六页。
酶反应器的选择 —— 酶的应用形式
可用于连续反应，也可用于分 批反应
剪切力小，对结构较脆弱的细胞和 固定化载体有利
酶工程第六章酶反应器
连续式
固定化酶
混合均匀，传质和传热效 果好，温度和pH值的调 节控制容易，不易堵塞， 可催化粘度大的反应液
实用文档
各类反应器的特点
反应器类型 鼓泡塔式
膜反应器
适用 操作方式
分批式 流加分批式
连续式
连续式
适用酶
优点
游离酶 结构简单，操作容易， 固定化酶 剪切力小，混合效果好，
传质、传热效率高,适于 有气体参与的反应
实用文档
2. 填充床反应器 packed column reactor, PBR
特点：将固定化酶填充于反应器 内，底物按一定方向以恒定速度流 过。 活塞流反应器 (plug flow reactor, PFR)：在其横截面上液 体流动速度完全相同，沿流动方向 底物及产物的浓度逐渐变化，但同 一横切面上浓度一致。 适用：固定化酶
实用文档
2. 填充床反应器 packed column reactor, PBR
优点：① 催化剂 密度大、催化效率高
② 易操作、结构简单
③ 适用于各种形状的固定化酶和不含固体
颗粒、
黏度不大的底物溶液。
缺点：① 传质、传热系数低，温度、pH难以控制
② 底物和产物会产生轴向浓度分布
③ 清洗和更换部分固定化酶麻烦
④ 床内压力降大，底物须在加压下进入
实用文档
2. 填充床反应器 packed column reactor, PBR
实用文档
3. 流化床反应器 fluidized bed reactor, FBR
特点：底物以一定速度由下 向上流过，使固定化酶颗粒在 浮动状态下进行反应。 适用：固定化酶
实用文档
实用文档
中空纤维反应器
特点：由外壳和数以千计的醋酸纤维制成的中空纤维组成 内层：半透膜，可截留大分子物质而允许小分子物质通过 外层：多孔的海绵状支持层，酶被固定在海绵状支持层中 中空纤维可承受较大压力，通过正常超滤程序将底物压入 内壁与海绵状介质上的酶起反应
固定化酶
混合均匀，传质和传热效 果好，温度和pH值的调 节控制容易，不易堵塞， 可催化粘度大的反应液
实用文档
各类反应器的特点
反应器类型 鼓泡塔式
膜反应器
适用 操作方式
分批式 流加分批式
连续式
连续式
适用酶
优点
游离酶 结构简单，操作容易， 固定化酶 剪切力小，混合效果好，
传质、传热效率高,适于 有气体参与的反应
实用文档
2. 填充床反应器 packed column reactor, PBR
特点：将固定化酶填充于反应器 内，底物按一定方向以恒定速度流 过。 活塞流反应器 (plug flow reactor, PFR)：在其横截面上液 体流动速度完全相同，沿流动方向 底物及产物的浓度逐渐变化，但同 一横切面上浓度一致。 适用：固定化酶
实用文档
2. 填充床反应器 packed column reactor, PBR
优点：① 催化剂 密度大、催化效率高
② 易操作、结构简单
③ 适用于各种形状的固定化酶和不含固体
颗粒、
黏度不大的底物溶液。
缺点：① 传质、传热系数低，温度、pH难以控制
② 底物和产物会产生轴向浓度分布
③ 清洗和更换部分固定化酶麻烦
④ 床内压力降大，底物须在加压下进入
实用文档
2. 填充床反应器 packed column reactor, PBR
实用文档
3. 流化床反应器 fluidized bed reactor, FBR
特点：底物以一定速度由下 向上流过，使固定化酶颗粒在 浮动状态下进行反应。 适用：固定化酶
实用文档
实用文档
中空纤维反应器
特点：由外壳和数以千计的醋酸纤维制成的中空纤维组成 内层：半透膜，可截留大分子物质而允许小分子物质通过 外层：多孔的海绵状支持层，酶被固定在海绵状支持层中 中空纤维可承受较大压力，通过正常超滤程序将底物压入 内壁与海绵状介质上的酶起反应
《固定化酶反应器》PPT课件
医学PPT
30
颗粒状和片状的固定化酶对CSTR和PBR类型 的反应器均可适用，但膜状和纤维状的固定化 酶仅适用于PBR。如果固定化酶容易变形、易 粘结或颗粒细小时，采用FBR较为适宜。
医学PPT
31
根据底物的物理性质来选择
溶解性或浊液性底物，对任何类型的反应器都 适用；颗粒状和胶状底物，往往会堵塞填充床， 需要采用高流速搅拌的CSTR、FBR和RCR以 减少底物颗粒的集结、沉积和堵塞，使底物保 持悬浮状态。
医学PPT
40
FBR的优点是物质交换与热交换特性较好，不 引起堵塞，可用于不溶性或粘性底物的转化， 低压降。但是它消耗动力大，不易直接模仿放 大。
医学PPT
41
CSTR/UFR既适用于水溶性酶，也适用于不溶 性或粘性底物；如果长时间运转，会使酶的稳 定性降低，也容易被超滤膜吸附，并产生浓差 极化现象。
(e) 循环反应器(recycle reactor，RCR)
(f) 流化床反应器(fluidized bed reactor，FBR)
医学PPT
5
间歇式搅拌罐反应器(BSTR)
间歇式搅拌罐反应器也称为分批搅拌反应器， 这类反应器的结构简单，主要设有夹套或盘管 装置，以便加热或冷却罐内物料，控制反应温 度 。 这 类 反 应 器 主 要 用 于 游 离 酶 (enzyme reactor)反应。
间歇式搅拌罐反应器间歇式搅拌罐反应器bstrbstr连续流动搅拌罐反应器连续流动搅拌罐反应器cstrcstr连续流动搅拌罐连续流动搅拌罐超滤膜反应器滤膜反应器cstrufcstruf填充床反应填充床反应循环反应器循环反应器流化床反应器流化床反应器pbrpbrrcrrcrfbrfbr反应器反应器pfrpfr间歇式搅拌罐反应器batchstirredtankreactorbstr连续流动搅拌罐反应器continuousflowstirredtankreactorcstr连续流动搅拌罐超滤膜反应器combinedcstrufreactorcstruf填充床反应器或平推流反应器packedbedreactorpbr或plugflowreactorpfr循环反应器recyclereactorrcr流化床反应器fluidizedbedreactorfbr间歇式搅拌罐反应器也称为分批搅拌反应器这类反应器的结构简单主要设有夹套或盘管装置以便加热或冷却罐内物料控制反应温度
固定化酶催化反应器的设计与制备
固定化酶催化反应器的设计与制备随着现代工业的发展，化学反应技术的发展也日新月异。
而其中的一种方法——催化反应技术，正日益被广泛应用于各种领域，比如生产中的石油、塑料等。
而酶催化反应是催化反应技术中的一种，由于其具有速度快、选择性好等优点，因此被广泛用于药物、生物、食品等领域。
但是，由于酶催化反应体系不稳定，易受环境因素的影响，因此常规的酶催化反应不能满足实际应用的需求。
为了克服这个问题，研究人员设计并制备了固定化酶催化反应器，以提高酶的稳定性和催化能力，从而实现酶催化反应的可持续发展。
本文将介绍固定化酶催化反应器的设计与制备。
一、固定化酶及其优势固定化酶是将酶固定在载体上，并利用化学或物理方法将酶永久性地固定在载体上的一种方法。
随着固定化酶技术的发展，越来越多的研究证明，固定化酶的具有以下优势：1. 提高酶稳定性和催化能力通常情况下，自由酶催化不稳定、失活等问题常常影响酶催化反应的效率，而固定化酶可以通过载体的微环境和共存物质来提高酶的稳定性和催化能力。
2. 重复使用和再利用的能力如今由于亚太地区的经济增长以及城市化进程加快等进程，环境污染问题显得越加突出，而固定化酶可以实现重复使用，从而减少了对环境的污染，并且减少生产成本。
3. 具有某些独特优势由于固定化酶可以变成几乎任何形状的颗粒、毛细管、膜等，因此可以应用到各种系统和过程中。
二、固定化酶催化反应器的设计固定化酶催化反应器的设计通常需要考虑以下几个方面：1. 固定化酶的选择和制备首先，需要选择适合的酶和载体，并对这两者进行固定化。
载体需要具有合适的呈色以及空间结构来保持酶的活性，同时要考虑载体的质量，因为质量差的载体往往会导致酶催化反应活性降低。
对于不同类型的酶，需要选择不同的固定化方法和载体。
2. 反应器的类型和形式反应器的类型和形式要根据所需要催化反应的条件和工艺要求来选择。
常用的固定化酶反应器类型包括固定化床反应器、滴流床反应器、流动反应器和快速氧化反应器等。
第五章 酶反应器-配教材
适用的酶 游离酶 固定化酶
特 点 设备简单,操作容易,酶与底物混合较均匀, 设备简单,操作容易,酶与底物混合较均匀,传质阻 力较小,反应比较完全,反应条件容易调节控制. 力较小,反应比较完全,反应条件容易调节控制. 设备简单,操作方便, 设备简单,操作方便,单位体积反应床的固定化酶密 度大,可以提高酶催化反应的速度. 度大,可以提高酶催化反应的速度.在工业生产 中普遍使用 混合均匀,传质和传热效果好,温度和pH值的调节控 混合均匀,传质和传热效果好,温度和pH值的调节控 pH 制比较容易,不易堵塞, 制比较容易,不易堵. 结构简单,操作容易,剪切力小,混合效果好,传质, 结构简单,操作容易,剪切力小,混合效果好,传质, 传热效率高,适合于有气体参与的反应. 传热效率高,适合于有气体参与的反应. 反应器结构紧骤,集反应与分离于一体, 反应器结构紧骤,集反应与分离于一体,利于连续化 生产,但是容易发生浓差极化而引起膜孔阻塞, 生产,但是容易发生浓差极化而引起膜孔阻塞, 清洗比较困难. 清洗比较困难. 通入高压喷射蒸汽,实现酶与底物的混合,进行高温 通入高压喷射蒸汽,实现酶与底物的混合, 短时催化反应,适用于某些耐高温酶的反应. 短时催化反应,适用于某些耐高温酶的反应. 部分输出液回流与进料液混合实现循环反应. 部分输出液回流与进料液混合实现循环反应.提高了 液体的流速, 液体的流速,减少了底物向固定化酶表面传递阻 适用于难溶或不溶性底物的转化反应. 力,适用于难溶或不溶性底物的转化反应.
二,酶反应器的性能评价 酶反应器的性能评价
◆反应器的性能评价应尽可能在模拟原生产 条件下进行,通过测定活性,稳定性, 条件下进行,通过测定活性,稳定性,选择 达到的产物产量,底物转化率等, 性,达到的产物产量,底物转化率等,来衡 量其加工制造质量. 量其加工制造质量. 空时,转化率, 测定的主要参数有 空时,转化率,生产强度 等.
酶反应器类型实用资料ppt
• 适用的搅拌方式：分批式、流加分批式、连续式。 • 适用的酶：固定化酶 、游离酶 • 特点：膜反应器结构紧凑，集反应与分离于一体，利于连续化生产，但
是容易发生差极化而引起膜孔阻塞，清洗比较困难。
喷射式反应器（ projectional reactor, PR）
• 适用的搅拌方式：连续式。 • 适用的酶：游离酶 • 特点：通入高压喷射蒸汽，实现酶与底物
流化床反应器（bubble column reactor, BCR）
• 适用的搅拌方式：分批式、流加分批式、连续式。 • 适用的酶：固定化酶 • 特点：流化床反应器具有混合均匀，传质传热效果好，温度和pH的调节
控制比较容易，不易堵塞，对黏度较大反应夜也可以进行催化反应。
膜反应器（membrane reactor, MR）
的混合，进行高温短时催化反应，适用于 某些耐高温酶的反应。
谢谢观看
酶与底物混合较均匀，传质阻力较小，反应比较完全，反应条件容易调节和 控制。
适用的搅拌方式，分批式、流加分批式、连续式。 喷射式反应器（ projectional reactor, PR） 适用的搅拌方式，分批式、流加分批式、连续式。 特点：流化床反应器具有混合均匀，传质传热效果好，温度和pH的调节控制比较容易，不易堵塞，对黏度较大反应夜也可以进行催化 反应。 喷射式反应器（ projectional reactor, PR） 试用的酶，游离酶、固定化酶。 适用的搅拌方式，分批式、流加分批式、连续式。 一种带有搅拌罐的罐式反应器，在酶催化反应中最常见的反应器！ 适用的搅拌方式：分批式、流加分批式、连续式。 适用的搅拌方式：分批式、流加分批式、连续式。 特点：膜反应器结构紧凑，集反应与分离于一体，利于连续化生产，但是容易发生差极化而引起膜孔阻塞，清洗比较困难。 膜反应器（membrane reactor, MR） 适用的酶：固定化酶 、游离酶 特点：膜反应器结构紧凑，集反应与分离于一体，利于连续化生产，但是容易发生差极化而引起膜孔阻塞，清洗比较困难。 特点：设备简单，操作方便，单位体积反应床的固定化酶密度大，可以提高酶催化反应的速度，在工业生产中普遍使用。 搅拌罐式反应Байду номын сангаас（stirred tank reactor, STR） 特点：膜反应器结构紧凑，集反应与分离于一体，利于连续化生产，但是容易发生差极化而引起膜孔阻塞，清洗比较困难。
是容易发生差极化而引起膜孔阻塞，清洗比较困难。
喷射式反应器（ projectional reactor, PR）
• 适用的搅拌方式：连续式。 • 适用的酶：游离酶 • 特点：通入高压喷射蒸汽，实现酶与底物
流化床反应器（bubble column reactor, BCR）
• 适用的搅拌方式：分批式、流加分批式、连续式。 • 适用的酶：固定化酶 • 特点：流化床反应器具有混合均匀，传质传热效果好，温度和pH的调节
控制比较容易，不易堵塞，对黏度较大反应夜也可以进行催化反应。
膜反应器（membrane reactor, MR）
的混合，进行高温短时催化反应，适用于 某些耐高温酶的反应。
谢谢观看
酶与底物混合较均匀，传质阻力较小，反应比较完全，反应条件容易调节和 控制。
适用的搅拌方式，分批式、流加分批式、连续式。 喷射式反应器（ projectional reactor, PR） 适用的搅拌方式，分批式、流加分批式、连续式。 特点：流化床反应器具有混合均匀，传质传热效果好，温度和pH的调节控制比较容易，不易堵塞，对黏度较大反应夜也可以进行催化 反应。 喷射式反应器（ projectional reactor, PR） 试用的酶，游离酶、固定化酶。 适用的搅拌方式，分批式、流加分批式、连续式。 一种带有搅拌罐的罐式反应器，在酶催化反应中最常见的反应器！ 适用的搅拌方式：分批式、流加分批式、连续式。 适用的搅拌方式：分批式、流加分批式、连续式。 特点：膜反应器结构紧凑，集反应与分离于一体，利于连续化生产，但是容易发生差极化而引起膜孔阻塞，清洗比较困难。 膜反应器（membrane reactor, MR） 适用的酶：固定化酶 、游离酶 特点：膜反应器结构紧凑，集反应与分离于一体，利于连续化生产，但是容易发生差极化而引起膜孔阻塞，清洗比较困难。 特点：设备简单，操作方便，单位体积反应床的固定化酶密度大，可以提高酶催化反应的速度，在工业生产中普遍使用。 搅拌罐式反应Байду номын сангаас（stirred tank reactor, STR） 特点：膜反应器结构紧凑，集反应与分离于一体，利于连续化生产，但是容易发生差极化而引起膜孔阻塞，清洗比较困难。
第九章酶的反应器PPT课件
(4)某些酶可以耐受100℃以上的高温， 最好选用喷射式反应器
.
37
3.酶反应器的设计
酶反应器的设计主要包括反应器类型的选择， 反应器制造材料的选择、热量衡算、物料衡 算等
.
38
1）确定酶反应器的类型：
酶反应器的设计，首先要根据酶、底物和产 物的性质，按照上一节所述的选择原则，选 择并确定反应器的类型。
(2)底物浓度的高低对酶反应速度有显著 影响
具有高浓度底物抑制作用的酶，如果采用分批 搅拌罐式反应器，可以采取流加分批反应的方 式进行反应。
对于具有高浓度底物抑制作用的游离酶，可以 采用游离酶膜反应器进行催化反应。
.
36
(3)有些酶催化反应，其反应产物对酶有 反馈抑制作用
对于具有产物反馈抑制作用的固定化酶，也 可以采用填充床式反应器。
.
41
4）进行物料衡算：
物料衡算是酶反应器设计的重要任务 主要内容包括： (1)酶反应动力学参数的确定： (2)计算底物用量： (3)计算反应液总体积： (4)计算酶用量： (5)计算反应器数目：
.
42
(1)确定酶反应的动力学参数
.
43
（2）计算底物用量
.
44
.
45
.
46
.
47
.
48
.
适用于固定化酶进行连续催化反应
.
16
优点：
混合均匀 传质和传热效果好 温度和pH值易于调节控制 不易堵塞 对黏度较大的反应液也可进行催化 反应
.
17
缺点：
需要较高的流速才能维持粒子的充分流 态化，而且固定化酶颗粒易于被破坏，流 体动力学变化较大，参数复杂，放大较为 困难。
目前，流化床反应器主要被用来处理一些 粘度高的液体和颗粒细小的底物，如用于 水解牛乳中的蛋白质。
.
37
3.酶反应器的设计
酶反应器的设计主要包括反应器类型的选择， 反应器制造材料的选择、热量衡算、物料衡 算等
.
38
1）确定酶反应器的类型：
酶反应器的设计，首先要根据酶、底物和产 物的性质，按照上一节所述的选择原则，选 择并确定反应器的类型。
(2)底物浓度的高低对酶反应速度有显著 影响
具有高浓度底物抑制作用的酶，如果采用分批 搅拌罐式反应器，可以采取流加分批反应的方 式进行反应。
对于具有高浓度底物抑制作用的游离酶，可以 采用游离酶膜反应器进行催化反应。
.
36
(3)有些酶催化反应，其反应产物对酶有 反馈抑制作用
对于具有产物反馈抑制作用的固定化酶，也 可以采用填充床式反应器。
.
41
4）进行物料衡算：
物料衡算是酶反应器设计的重要任务 主要内容包括： (1)酶反应动力学参数的确定： (2)计算底物用量： (3)计算反应液总体积： (4)计算酶用量： (5)计算反应器数目：
.
42
(1)确定酶反应的动力学参数
.
43
（2）计算底物用量
.
44
.
45
.
46
.
47
.
48
.
适用于固定化酶进行连续催化反应
.
16
优点：
混合均匀 传质和传热效果好 温度和pH值易于调节控制 不易堵塞 对黏度较大的反应液也可进行催化 反应
.
17
缺点：
需要较高的流速才能维持粒子的充分流 态化，而且固定化酶颗粒易于被破坏，流 体动力学变化较大，参数复杂，放大较为 困难。
目前，流化床反应器主要被用来处理一些 粘度高的液体和颗粒细小的底物，如用于 水解牛乳中的蛋白质。
酶反应器及生物酶传感器-PPT课件
9
二、基本类型：
间歇式酶反应器 连续搅拌罐式酶反应器 固定床型酶反应器 流化床型酶反应器 膜式酶反应器
1 0
1.间歇式酶反应器
特点：底物和酶一次性投入反应器中，产物一 次性取出，反应结束后，固定化酶（细胞）用 过滤（或超滤）法回收。
1 1
2.连续搅拌罐式酶反应器
向反应器中投入固定化酶和底物溶液，不断搅拌，反 应达到平衡后，再以恒定流速连续流入底物溶液，同 时，以相同流速输出反应液（含产物）
如果底物和产物在反应器中不够稳定的话，可以采用高浓度的酶，以 减少底物和产物在反应器中的停留时间，从而减少损失。
防止微生物污染 酶反应器操作中，生产能力逐渐降低，主要原因是固定化酶活性降低
或损失。造成固定化酶活性损失的原因： – （1）酶本身的失活； – （2）酶从载体上脱落；
2 – （3）载体的破碎或溶解。 6
3
– 1999年英国PPL医疗公司培育出100只转基因羊， 其奶水中含有用于医疗的人体蛋白，能够治疗严重 呼吸系统疾病、血友病和先天发声缺陷等
– 荷兰一家公司培育出一批转基因牛，这些牛的乳 汁中含有人乳铁蛋白。人乳铁蛋白可以抑制人胃肠 道的细菌感染。
– 中国科学院上海遗传所和复旦大学合作，培育出5 只含有人体某种基因的转基因羊，这些羊的乳汁中 含有能治疗血友病的珍贵药物。
定的，故可反复使用 4.成本相对较低，便于普及
5 4
算是生物电子的一个综合,包含了不少内容.
5 5
四、生物传感器的应用
生命科学与卫生保健 食品检测 工业及环境 。。。。
5 6
生命科学与卫生保健
主要有： 家用便携诊断 医学诊断、检测 基因、蛋白测定 细菌、病毒分析 药物分析 病原体测试（如传染病控制）
二、基本类型：
间歇式酶反应器 连续搅拌罐式酶反应器 固定床型酶反应器 流化床型酶反应器 膜式酶反应器
1 0
1.间歇式酶反应器
特点：底物和酶一次性投入反应器中，产物一 次性取出，反应结束后，固定化酶（细胞）用 过滤（或超滤）法回收。
1 1
2.连续搅拌罐式酶反应器
向反应器中投入固定化酶和底物溶液，不断搅拌，反 应达到平衡后，再以恒定流速连续流入底物溶液，同 时，以相同流速输出反应液（含产物）
如果底物和产物在反应器中不够稳定的话，可以采用高浓度的酶，以 减少底物和产物在反应器中的停留时间，从而减少损失。
防止微生物污染 酶反应器操作中，生产能力逐渐降低，主要原因是固定化酶活性降低
或损失。造成固定化酶活性损失的原因： – （1）酶本身的失活； – （2）酶从载体上脱落；
2 – （3）载体的破碎或溶解。 6
3
– 1999年英国PPL医疗公司培育出100只转基因羊， 其奶水中含有用于医疗的人体蛋白，能够治疗严重 呼吸系统疾病、血友病和先天发声缺陷等
– 荷兰一家公司培育出一批转基因牛，这些牛的乳 汁中含有人乳铁蛋白。人乳铁蛋白可以抑制人胃肠 道的细菌感染。
– 中国科学院上海遗传所和复旦大学合作，培育出5 只含有人体某种基因的转基因羊，这些羊的乳汁中 含有能治疗血友病的珍贵药物。
定的，故可反复使用 4.成本相对较低，便于普及
5 4
算是生物电子的一个综合,包含了不少内容.
5 5
四、生物传感器的应用
生命科学与卫生保健 食品检测 工业及环境 。。。。
5 6
生命科学与卫生保健
主要有： 家用便携诊断 医学诊断、检测 基因、蛋白测定 细菌、病毒分析 药物分析 病原体测试（如传染病控制）
第四章 酶反应器
缺点：操作麻烦，固定化酶经反复回收使 用时，易失去活性，
工业上，该反应器常用于游离酶。
间歇式酶反应器 BSTR
2．连续搅拌釜式反应器(Continuous Stirred Tand Reactor．CSTR)
又称为连续式搅拌罐。向反应器投入 固定化酶和底物溶液。不断搅拌，反 应达到平衡之后，再以恒定的流速连 续流入底物溶液，同时，以相同流速 输出反应液(含产物)。 优点：在理想状况下，混合良好，各 部位组成相同，并与输出成分一致。 缺点：搅拌桨剪切力大，易打碎磨损 固定化酶颗粒。
连续搅拌釜式反应器 CSTR
3．填充床反应器(Packed Bed Reactor，PBR)
又称固定床反应器。将固定化酶 填充于反应器内，制成稳定的柱 床，然后，通入底物溶液，在一 定的反应条件下实现酶催化反应， 以一定的流速，收集输出的转化 液(含产物)。近似地看成平推流 型。
填充床反应器 PBR
3．酶反应动力学特性
接近平推流特性的固定床反应器，在固定化酶 反应器中占有主导地位。它适用于有产物抑制 的转化反应；但在有底物抑制的反应系统中， CSTR的性能优于固定床反应器。 FBR的流动特性接近于CSTR ，故亦适用于有底 物抑制的转化反应。 循环反应器的回流溶液中含有产物，故不宜用 于有产物抑制的转化反应。
2．底物的物理性质
是影响选择反应器的重要因素。 可溶性底物适用于所有的反应器。 难溶底物或者底物溶液呈胶体状况者，易堵塞柱 床，可选用FBR。 颗粒状底物溶液可适用于CSTR。只要搅拌速度足 够高，CSTR能维护颗粒状底物和固定化酶在溶液 中呈悬浮状态，但搅拌速度过高易打碎固定化酶， 因此，应适当控制搅拌速度。 当反应过程需要控制温度、调节pH时，选用CSTR 更为方便。
酶的催化作用特性及实验的设计ppt课件
3、由于肝脏组织中过氧化氢酶含量较丰富；其它 动植物组织也含有少量的过氧化氢酶，所以可以 替代。 4、研磨液效果好；由于它添加过氧化氢酶与过氧 化氢的接触面积。 5、不可共用，防止过氧化氢酶与氯化铁混合，而 影响实验效果。
1.表示酶高效性的曲线
1.1.催化剂可加快化学反响速率，与无机催化剂相 比，酶的催化效率更高； 1.2.酶只能缩短到达化学平衡所需的时间，但不改 动化学反响的平衡点。
D 表达错误的选项是
A.影响AB段反响速 率的主要要素是底 物浓度 B.影响BC段反响速率的主要限制因 子能够是酶量 C.温度导致了曲线Ⅰ和Ⅱ的反响速率不同 D.曲线Ⅰ显示，该酶促反响的最适温度为37℃
例.某同窗研讨温度和 pH对某酶促反响速率的 影响，得到如图的曲线。
A 以下分析正确的选项是
A.该酶催化反响的最适温度为35℃左右，最适pH为8 B.当pH为8时，影响反响速率的主要要素是底物浓度 和酶浓度 C.随pH升高，该酶催化反响的最适温度也逐渐升高 D.当pH为任何一固定值时，实验结果都可以证明温 度对反响速率的影响
例如：“探求淀粉酶的最适温度〞的实验。 2.1.变量确实定 自变量是一样的酶处在不同温度下即温度梯度，即要“探求
什么〞，那么“什么〞就是自变量。 2.2.自变量的控制 在确定了自变量是温度后，应将淀粉酶置于温度梯度下，如
：25℃、26℃、27℃……控制变量的方法，常用的有“施加〞“ 改动〞“去除〞等。 3.无关变量确实定与控制
C.酶活性在t2时比t1高，故t2时更适宜酶的保管 D.酶活性在t1时比t2低，阐明t1时酶的空间构造破 坏更严重
pH对酶活性的影响
蒸馏水
5NaOH
5HCL
1mL
1mL
1mL
1.表示酶高效性的曲线
1.1.催化剂可加快化学反响速率，与无机催化剂相 比，酶的催化效率更高； 1.2.酶只能缩短到达化学平衡所需的时间，但不改 动化学反响的平衡点。
D 表达错误的选项是
A.影响AB段反响速 率的主要要素是底 物浓度 B.影响BC段反响速率的主要限制因 子能够是酶量 C.温度导致了曲线Ⅰ和Ⅱ的反响速率不同 D.曲线Ⅰ显示，该酶促反响的最适温度为37℃
例.某同窗研讨温度和 pH对某酶促反响速率的 影响，得到如图的曲线。
A 以下分析正确的选项是
A.该酶催化反响的最适温度为35℃左右，最适pH为8 B.当pH为8时，影响反响速率的主要要素是底物浓度 和酶浓度 C.随pH升高，该酶催化反响的最适温度也逐渐升高 D.当pH为任何一固定值时，实验结果都可以证明温 度对反响速率的影响
例如：“探求淀粉酶的最适温度〞的实验。 2.1.变量确实定 自变量是一样的酶处在不同温度下即温度梯度，即要“探求
什么〞，那么“什么〞就是自变量。 2.2.自变量的控制 在确定了自变量是温度后，应将淀粉酶置于温度梯度下，如
：25℃、26℃、27℃……控制变量的方法，常用的有“施加〞“ 改动〞“去除〞等。 3.无关变量确实定与控制
C.酶活性在t2时比t1高，故t2时更适宜酶的保管 D.酶活性在t1时比t2低，阐明t1时酶的空间构造破 坏更严重
pH对酶活性的影响
蒸馏水
5NaOH
5HCL
1mL
1mL
1mL
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
搅拌罐型反应器 简介： 有搅拌装置的、传统形式的反应器，由反应罐、搅拌 器和保温装置组成。 类型：分批搅拌罐式反应器 连续流搅拌罐反应器 操作方式：分批式，流加分批式 ，连续式 特点：由反应罐，搅拌器和保温装置组成，设备简单，操作 容易，酶与底物混合比较均匀。传质阻力较小，反应比较 完全，反应条件控制比较容易 填充床型反应器 简介：将固定化酶堆砌在反应器中进行催化的一类反应器。 操作方式：连续式 特点：设备简单，操作容易，单位体积反应床的固定化酶密 度大，可以提高酶催化反应的速度，在工业生产中普遍应 用。
酶反应器的设计
纲要
• • • • • 一，什么是酶反应器 二，酶反应器的种类 三，如何选择酶反应器 四，如何设计酶反应器 当一个酶反应进行时，当然的需要一个反应的 容器，但是，在不同的酶进行反应之时，如何 选择酶的反应器，依据是什么？同时在选择的 时候需要知道已经有的酶反应器有哪些。最后， 还要明白设计的方向。而本节的重点则是反应 器的设计。
• 首先，根据酶底物和产物的性质，确定类 型。 • 其次，酶的反应条件中性，温和，对制作 材料没有什么要求，一般采取不锈钢制作 反应容器即可。 • 第三，进行热量衡算。酶反应一般在三十 到七十的温度进行，对热量的衡算并不复。 温度的调节控制也比较简单可以采用一定 温度的热水通过夹套加热或冷却的方式进 行温度调控，热量衡算是根据热水升温前 后的温差和用量计算。
膜反应器 简介：将酶催化反应和半透膜的分离作用结合在一起而作用 的反应器 操作方式：连续式 特点：膜反应器结构紧凑，集反应和分离于一体，利于连续 化，但是但是容易发生浓度差化而引起膜孔堵塞，清洗比 较困难 喷射式反应器 简介：利用高压蒸汽的喷射作用实现酶与底物的混合，进行 高温短时催化反应的反应器 操作方式：连续式 特点：通入高压喷射蒸汽，实现酶和底物的混合，进行高温 短时催化反应，适于某些耐高温酶的反应。
5）反应器数量计算
在确定反应器的总体积后，一般选择几个相同的反应器进行 反应，这就需要根据反应器的有效体积和反应器类型来计 算所需反应器的数目。 一般反应器的有效体积是单个反应器总体积的70%～80% 分批反应器：N= (Vd/ Vo)* (t/24) × N为反应器数目（个），Vd每天获得的反应液总体积（ L/d)， Vo单个反应器的有效体积(L)，t底物在反应器的停留时间 (h)； 连续式反应器：N= (Vd/ Vo)* t N为反应器数目（个），Vd每小时获得的反应液总体积 （L/h)，Vo单个反应器的有效体积(L)，t底物在反应器的 停留时间(h)；
酶反应器的定义
• 酶和固定化酶在体外进行催化反应时， 都必须在一定的反应容器中进行，以便 控制酶催化反应的各种条件和催化反应 的速度。 • 酶反应器是根据酶的催化特性而设计的 反应设备。其设计的目标就是生产效率 高、成本低、耗能少、污染少，以获得 最好的经济效益和社会效益。
反应器的类型
• 搅拌罐型反应器 适用的酶：游离酶、固定化酶 • 填充床型反应器 适用的酶：固定化酶 • 流化床型反应器 适用的酶：固定化酶 • 膜反应器 适用的酶：游离酶、固定化酶 • 鼓泡塔型反应器 适用的酶：游离酶、固定化酶 • 喷射式反应器 适用的酶：游离酶
反应器的选择
一，根据酶的应用形式选择反应 器 二，根据酶反应动力学性质选择 反应器 三，根据底物和产物的理化性质 选择反应器 四，其他影响因素
酶反应器的设计
需要考虑的因素： 一，确定酶反应器的类型 二，确定反应器的制作材料 三，进行热量衡算 四，进行物料衡算
• 一，设计目的： • 设计一个既能充分发挥生物反应的优点，又可克 服一些限制因素，以最低的生产成本，获得最高 的产量和质量的酶反应器。 • 二，设计原理（依据）： • (1) 底物的酶促反应动力学以及温度、压力、pH 等操作参数对此特性的影响； • (2) 反应器的形式和反应器内流体流动状态及传 热特性； • (3) 产物的产量和生产工艺流程。 • 三，主题思想： • 生物反应器设计最基本的思想是减少成本，其主 要衡量标准是产物浓度。
流化床型反应器 简介：通过流体的流动使固定化酶的颗粒在悬浮翻动状态下 进行催化反应的反应器。 操作方式：分批式，流加分批式， 连续式 特点：具有混合均匀，传质和传热效果好，温度和ph的调节 控制比较容易。不易堵塞，对黏度较大反应液可进行催化 反应 鼓泡式反应器 简介：利用从反应器底部通入的气体产生的大量气泡，在上 升过程中起到提供反应底物和混合作用的反应器。 操作方式：分批式，流加分批式， 连续式 特点：结构简单，操作容易，前切力小，混合效果好，传质 和传热效果高。适于有气体参加的反应。
• 连续式反应器还可以根据生产强度计算反应器的数目。生 产强度是每小时每升的反应液产生的产物克数。
• Qp= Vd[p]/ Vo (g/L*h)
• Qp为反应的生产强度（g/L*h); Vd每天获得的反应液总 体积（L/d)，Vo单个反应器的有效体积(L), [p]为产物浓 度（g/L）。 • 连续反应器的数目与身产强度的关系为：
4) 底物用量的计算 产量要求、产物转化率、产物收率计算决定。 在催化的副产物可以忽略不计时，产物的转化率 Yp/s=（反应前的底物浓度-反应后的底 物浓度）/反应前的底物浓度 产物转化率的高低直接关系的生产成本的高低 收得率R=分离得到的产物量/反应产生的产物量 底物的用量S=P/（ Yp/s * R） P代表产量，可以是年产量或日产量甚至小时产量， 具体情况根据反应器的不同决定。分批反应器取 的是日产量，连续反应器取得是应动力学参数的确定 确定底物浓度、酶浓度、最适温度、最适PH、激活剂浓 度等参数. 其中底物浓度和酶浓度对催化反应速度的最用较大。底 物浓度较低时催化反应岁浓度的升高而加快，但是达到一 定程度时将保持恒定。而酶的浓度越高，催化反应速度也 较快但过高的酶量会导致浪费。 2）反应液总体积的计算 Vt=Ms/［S] 式中，Vt为反应液总体积，Ms底物用量，［S]反应前底物浓 度。 3）酶用量的计算 E=［E］*Vt 式中，E为酶用量，［E］为酶浓度，Vt为反应体积。
• N= (QP*t )/[p] • N为反应器数目（个），[p]为产物浓度（g/L），t底物 在反应器的停留时间(h)；
结束