(2.7)--[9]hapter9酶工程酶工程酶工程.ppt

**********************************反应器类型适用操作方式适用酶优点缺点适用性搅拌罐式反应器分批式,流加分批式连续式,游离酶固定酶结构简单，易操作，混合充分均匀，传质阻力小，反应条件易控制；搅拌动力消耗大，固定化载体易被破坏。是实验室及研究中最为常用的酶反应器。填充床式反应器连续式固定酶密度大，可以提高酶催化反应的速度；传质阻力大有自压缩倾向，易堵塞是目前工业生产中应用最为普遍的反应器流化床反应器分批式流加分批式连续式固定酶混合均匀，传质和传热效果好，温度和pH值的调节控制容易，不易堵塞；流速快，成本高，易对酶产生机械损伤，难以放大很难进行大规模的操作，仅适合小规模高价值产品的生产*反应器类型适用操作方式适用酶优缺点适用性鼓泡式反应器分批式流加分批式连续式游离酶固定酶鼓泡式反应器的结构简单，操作容易，剪切力小，混合效果好，传质、传热效率高；鼓泡塔的直径不宜过大，限制了大规模生产应用适用于有气体参加的反应，尤其适合固定化活细胞的培养膜反应器连续式游离酶固定酶集反应与分离于一体，产物回收方便，酶活易保存；膜易堵塞，清洗比较困难，成本高适用于有产物抑制的催化反应喷射式反应器连续式游离酶结构简单，体积小，混合效果好，催化效率高；需瞬时高温，适用范围小适用于某些耐高温酶的反应*第二节酶反应器的选择和操作影响酶反应器选择的因素很多，但一般可以从以下几个方面考虑：一、酶的应用形式(游离/固定化酶)二、酶反应动力学性质（酶与底物的混合；底物或产物对酶的的抑制作用）三、底物或产物的理化性质（分子量大小、黏度等）*1.1游离酶反应器的选择在应用游离酶进行催化反应时，酶与底物均溶解在反应溶液中，通过互相作用，进行催化反应。*思考：哪种反应器只适用于固定化酶？游离酶可选用搅拌罐式反应器、膜反应器、鼓泡式反应器、喷射式反应器等。搅拌罐式反应器是游离酶最常用的反应器，为方便回收，还可用膜反应器。1.2固定化酶反应器的选择应用固定化酶经常采用连续式反应器；*思考：哪种反应器只适用于游离酶？通常颗粒状的固定化酶均可采用连续搅拌罐式反应器、填充床反应器、流化床式反应器、鼓泡式反应器。平板状、片状、螺旋状的固定化酶均可采用膜反应器。二、根据酶反应动力学性质选择1、保证酶和底物的充分碰撞*搅拌罐式反应器、流化床式反应器、鼓泡式反应器混合效果好。二、根据酶反应动力学性质选择底物浓度对反应速度影响显著:高浓度底物的抑制作用*固定化酶可采用连续搅拌罐式反应器、填充床反应器、流化床式反应器、膜反应器等；游离酶可采用膜反应器。尤其对于价格较高的游离酶的反应，可以选用膜反应器二、根据酶反应动力学性质选择*抢答：对于小分子产物对且酶有反馈抑制作用，可采用哪种反应器？对于有产物反馈抑制作用的游离酶可采用膜反应器。对于有产物反馈抑制作用的固化酶可采用填充床式反应器。二、根据酶反应动力学性质选择耐高温酶*三、根据底物或产物的理化性质选择1、分子大小：产物分子量大，不宜用膜反应器；需要小分子辅酶，通常不用膜反应器。*膜反应器适用底物和酶分子大于膜孔径，产物小于膜孔径的游离酶。三、根据底物或产物的理化性质选择溶解性：溶解度低、黏度高，选择搅拌式或流化床式；不宜采用填充床式反应器和膜反应器，容易堵塞。*三、根据底物或产物的理化性质选择底物是气体，通常选择鼓泡式；*目前工业上最常用的酶反应器有三种，对于游离酶常用分批式搅拌罐式反应器，对于固化酶可采用连续分批式搅拌罐反应器或填充床式反应器。第三节酶反应器的设计酶反应器应具备哪些特点呢？对材质要求一般不高；控制条件，严格控制酸碱度、搅拌速度等尽量保护酶的活性产品单一，分离纯化简单便于清洗和灭菌，防止微生物污染耐高压、耐高温、耐酸碱？价格昂贵的材质？**如何提高葡萄酒的口感或者臭豆腐的风味呢？第四节酶反应器操作第四节酶反应器操作一、酶反应器的操作条件的确定及其调控（1）反应温度的确定和调节控制；（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。**第四节酶反应器操作反应温度与pH的调节控制*第四节酶反应器操作[S]VVmax底物浓度对反应速度的影响呈矩形双曲线关系，底物浓度低，反应慢，底物浓度过高，反应