酶膜反应器

酶膜反应器特点
(1)酶促反应呈现出较高的反应速率，更加温和的反应 条件和更好的选择性。 (2)膜作为酶的固定化载体可以使酶在类似生物膜的环 境中高教发挥作用。 (3)反应产物及时从反应区域移出，有效地消除了产物 抑制。 (4)以对流传质代替自由扩散，传质速率得到强化。 (5)膜可以创造较高的传质面积。 (6)膜作为相分离器、相接触器，避免乳化和破乳等问 题，也摆脱了液泛的限制。 (7)易于连续化和自动控制，易于与其它过程集成和组 合。 (8)设备费和操作费节约。
管式反 应器
中空纤维式反 应器
酶膜反应器的优缺点
优点 能实现连续的生产工艺／高 产率 更佳的过程控制／推动化学 平衡移动 不同操作单元的集成与组合 改善产物抑制反应的速率 操作过程中能富集及浓缩产 物 控制水解产物的分子量 实现多相反应 研究酶机理的理想手段 缺点 酶的吸附及中毒与剪切相关 的酶失活 胰表面产生底物或产物的抑 制 酶活化剂或辅酵的流失 浓差极化 膜污染 醇的泄漏
参考文献
[1] 姜忠义 酶膜反应器的现状与展望．膜科学与技 术.2003 Vol．23 No．53~57 [2]董春华 何志敏.酶膜反应器的应用及展望 [3]戚以政等.生化反应动力学与反应器，第2版.北京： 化学工业出版社，1999.56 [4] 王乐夫译. 膜工艺———组件与装置设计基础， 第1 版.北京：化学工业出版社，1998.52 [5] 陈翠仙.水处理技术，1996,22(6):311. [6] 彭立凤，谭天伟.中国油脂，1998,23(4)
酶膜反应器
（液相数目的不同 ）
单液相反应器
双液相酶膜反应器
多用于底物相对分子质量比产物大得 多，产物和底物能够溶于同一种溶剂(具有类似的溶 解行为)的场合
多用于酶促反 应涉及两种或两种以上的底物，而底物之间或底物 与产物之间的溶解行为相差很大的场合。
酶膜反应器
（组件的型式 ）
板框式反 应器 螺旋卷式
酶膜反应器源自文库
酶的状态） （酶的状态）
游离态反应器
固定化酶膜反应器
酶均匀地分布 于反应物相中，酶促反应在等于或接近本征动力学 的状态下进行，但酶容易发生剪切失活或泡沫变性， 装置性能受浓差极化和膜污染影响显著
，酶通过吸附、交联、包埋、化学键合等方 式被“束缚”在膜上，酶的装填密度较高，反应器的稳 定性和生产能力增加，产品纯度和质量提高，废物生 成量减少。但酶往往分布不均匀，传质阻力也较大。
酶膜反应器
酶膜反应器产生背景
酶作为高效、专一的催化剂，在生物转化过 程中起到重要作用，膜过程在混合物分离、 分级、浓缩和纯化方面具有显著的技术优 势．如果将酶促反应与膜分离有效集成，过 程将具有很高的应用效率．基于上述设想， 20世纪60年代膜Blatt等人提出了酶膜反应器 的概念。
定义：膜反应器是基 于利用选择性的半透 膜来分离酶及产物 (或者底物)，利用膜 两侧的推动力(化学 势、压差、电势差 等)，将可渗透的溶 质从反应体系中分离 出来的原理。半透膜 不仅起到分离的作用， 而且还用予作为界面 催化剂的支撑体
谢 谢！
酶膜反应器应用
多糖和蛋白质的水解 油水多相水解反应 酶在反胶团中的催化反应 低聚肽的合成 辅助因子的再生反应
酶膜反应器在食品工业中地应用
在乳品工业中的应用 在淀粉糖生产中的应用 在生物活性肽合成中的应用 在饮料生产中的应用 在食品添加剂生产中的应用
未来与展望
酶膜反应器与传统反应器相比，具有许多 现实和潜在优势。预计在今后一段时期，酶 膜反应器在下述研究领域的应用会得到迅速 增长：非水酶学、使用抗体和模拟酶催化剂、 手性分离与手性合成、新颖的诊断用酶传感 器等。为了提高酶催化膜反应器的应用效率 和水平，在过程设计，特别是针对大规模工 业生产的过程设计、反应和动力学机理的控 制以及高效固定化技术等方面，仍然需要开 展大量的研究工作。