酶生物反應(yīng)器
酶生物反應(yīng)器的參數(shù)調(diào)節(jié)
時間：2022.08.29
為了提高并維持酶的反應(yīng)速率，需要對酶生物反應(yīng)器的各過程參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使酶在反應(yīng)器中充分發(fā)揮催化功能，得到穩(wěn)定的生產(chǎn)能力。
一些基本參數(shù)的調(diào)節(jié)方式如下：
1、pH
1)當(dāng)采用分批式酶反應(yīng)器時，通常先利用稀酸或稀堿直接在酶生物反應(yīng)器中將底物溶液pH調(diào)好,再將酶加入進(jìn)行反應(yīng)。
2)當(dāng)采用連續(xù)式酶反應(yīng)器時，需要先在調(diào)料罐中將底物溶液pH調(diào)好，再連續(xù)加入到反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)。
2、溫度
1)一般通過夾套或列管等換熱裝置來實現(xiàn)熱交換作用，以保持酶生物反應(yīng)器反應(yīng)液溫度的恒定。對于噴射式反應(yīng)器，則可通過控制蒸汽壓力來調(diào)節(jié)溫度。
2)對于攪拌罐式反應(yīng)器、流化床式反應(yīng)器和鼓泡式反應(yīng)器，由于其具有較好的傳質(zhì)傳熱效果，可直接在反應(yīng)器中進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。而對于填充床式反應(yīng)器和膜式反應(yīng)器，則需要先在調(diào)料罐中調(diào)至適宜溫度并轉(zhuǎn)入反應(yīng)器后，再通過反應(yīng)器保溫來維持溫度。
3、底物濃度
1)對于分批式酶反應(yīng)器，當(dāng)存在高底物濃度抑制時，采用流加底物的方式使底物濃度保持在較低的水平。
2)對于連續(xù)式酶反應(yīng)器，需要先在調(diào)料罐中將底物濃度調(diào)節(jié)好，再連續(xù)加入反應(yīng)器中，同時反應(yīng)液連續(xù)排出，保持底物濃度恒定。
4、酶濃度
1)游離酶大多是一次性使用的，通常在反應(yīng)前一次性足量加入后便不再進(jìn)行調(diào)節(jié)。
2)固定化酶可以反復(fù)使用，通常在反應(yīng)前加入足夠量的酶，一段時間內(nèi)無需調(diào)節(jié)，但經(jīng)過長時間使用后，也需要對其補(bǔ)充和更換。
5、反應(yīng)液混合程度
1)對于攪拌罐式反應(yīng)器和膜式反應(yīng)器，需要控制攪拌轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速過慢，混合效果不好；轉(zhuǎn)速過快，剪切力會對酶穩(wěn)定性造成影響。
2)對于流化床式反應(yīng)器，需要控制流體流速和流動狀態(tài)，流速過慢，固定化酶顆粒難以懸浮；流速過快，會對酶穩(wěn)定性造成影響。
3)對于鼓泡式反應(yīng)器，需要控制氣體的流量及分布來調(diào)節(jié)。
一些基本參數(shù)的調(diào)節(jié)方式如下：
1、pH
1)當(dāng)采用分批式酶反應(yīng)器時，通常先利用稀酸或稀堿直接在酶生物反應(yīng)器中將底物溶液pH調(diào)好,再將酶加入進(jìn)行反應(yīng)。
2)當(dāng)采用連續(xù)式酶反應(yīng)器時，需要先在調(diào)料罐中將底物溶液pH調(diào)好，再連續(xù)加入到反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)。
2、溫度
1)一般通過夾套或列管等換熱裝置來實現(xiàn)熱交換作用，以保持酶生物反應(yīng)器反應(yīng)液溫度的恒定。對于噴射式反應(yīng)器，則可通過控制蒸汽壓力來調(diào)節(jié)溫度。
2)對于攪拌罐式反應(yīng)器、流化床式反應(yīng)器和鼓泡式反應(yīng)器，由于其具有較好的傳質(zhì)傳熱效果，可直接在反應(yīng)器中進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。而對于填充床式反應(yīng)器和膜式反應(yīng)器，則需要先在調(diào)料罐中調(diào)至適宜溫度并轉(zhuǎn)入反應(yīng)器后，再通過反應(yīng)器保溫來維持溫度。
3、底物濃度
1)對于分批式酶反應(yīng)器，當(dāng)存在高底物濃度抑制時，采用流加底物的方式使底物濃度保持在較低的水平。
2)對于連續(xù)式酶反應(yīng)器，需要先在調(diào)料罐中將底物濃度調(diào)節(jié)好，再連續(xù)加入反應(yīng)器中，同時反應(yīng)液連續(xù)排出，保持底物濃度恒定。
4、酶濃度
1)游離酶大多是一次性使用的，通常在反應(yīng)前一次性足量加入后便不再進(jìn)行調(diào)節(jié)。
2)固定化酶可以反復(fù)使用，通常在反應(yīng)前加入足夠量的酶，一段時間內(nèi)無需調(diào)節(jié)，但經(jīng)過長時間使用后，也需要對其補(bǔ)充和更換。
5、反應(yīng)液混合程度
1)對于攪拌罐式反應(yīng)器和膜式反應(yīng)器，需要控制攪拌轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速過慢，混合效果不好；轉(zhuǎn)速過快，剪切力會對酶穩(wěn)定性造成影響。
2)對于流化床式反應(yīng)器，需要控制流體流速和流動狀態(tài)，流速過慢，固定化酶顆粒難以懸浮；流速過快，會對酶穩(wěn)定性造成影響。
3)對于鼓泡式反應(yīng)器，需要控制氣體的流量及分布來調(diào)節(jié)。
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