生化反应过程的化学工程分析(四)

第三讲 固定化酶流动反应器(Ⅰ) 一、酶反应器的类型和选择 固定化酶反应器有其独特的动力学规和传递特性。固定化酶反应器除了间歇反应器、连续搅拌釜式反应器(CSTR)、固定床反应器及流化床反应器等类型外,还有一些特殊形式的反应器:如连续搅拌与超过滤膜相结合的反应器(CSTR/UF)、中空纤     

用于固定化米根霉发酵生产L-乳酸的转盘反应器及其放大

利用米根霉菌丝体发达且易于吸附在固体表面的特性,将其固定化于转盘表面,利用转盘反应器实现L 乳酸的固定化发酵。考察了固定化过程中的底物浓度、产物浓度和溶解氧浓度的变化规律。在此基础上,进一步研究了8L反应器的通气量、装液量及转盘转速等操作参数对发酵过程的影响,得到了优化的反应器操作条件。最后,利用自制的1m3反应器考察了转盘反应器固定化发酵的可行性,得到了比较满意的结果,证实该反应器具有良好的工业应用前景。     

磁性高分子微球固定化酶的制备及应用

利用磁性高分子微球通过化学反应固定化酶,可以借助外部磁场方便地分离回收固定化酶,将固定化酶放入磁场稳定的流动床反应器中还可以减少持续反应体系中的操作.简要地介绍了磁微球的制备方法,包括包埋法、分散聚合、乳液聚合和悬浮聚合,对磁性微球固定化酶的制备方法和原理进行了探讨,论述了磁性高分子微球固定化酶的特点及应用.     

固定化氨基酰化酶载体结构及在拆分中的应用

对采用大孔弱碱性阴离子树脂DEAE-D/H为载体制备得到的高活性固定化氨基酰化酶的载体的结构进行了扫描电镜分析,具有这种结构的DEAE-D/H固定化酶活力接近1 400 U/g。采用自制的固定床反应器连续拆分乙酰DL-蛋氨酸,根据对停留时间的测量,在反应器的液体流动为全混流、液体流速低于25 mL/h时,转化率接近100%。固定化酶具有良好的连续操作稳定性和贮藏稳定性。     

旋叶动态膜分离式酶解反应器酶解糊精的实验研究

研究了旋叶动态膜分离式酶解反应器的主轴转速、底物浓度和循环量等操作参数对糖化酶酶解糊精反应的影响 ,测定固定化酶反应的动力学参数 ,并对其适宜操作条件进行了探索     

动态膜分离式固定化酶反应器操作性能研究

在开发研制的动态膜分离式固定化酶反应器（ＤＭＩＲ）上进行了不同操作形式的连续酶解反应实验，证明了ＤＭＩＲ具有多功能，性得到了实验范围的ＤＭＩＲ的最适操作条件。     

固定化L-天门冬酰胺酶的性质及其填充床反应器的研究

利用海藻酸钙包埋、戊二醛交联的方法对L-天门冬酰胺酶进行固定化。研究了固定化L-天门冬酰胺酶的最适pH、最适温度、米氏常数、半衰期等酶学性质,并考察了影响固定化酶柱式填充床反应器转化率的因素。结果表明:固定化酶最适pH值为8.5,最适温度为67°C,固定化酶的米氏常数Km增大,固定化酶半衰期随着温度的增加而逐渐减小;温度、反应柱内径、底物溶液浓度、流速等因素对填充床反应器转化率均有显著影响。     

旋叶动态膜分离式酶解反应器的多功能开发及评价

介绍一种新型酶解反应器 ,它将旋叶动态膜分离技术应用于其中 ,实现了边反应边分离 ,并可以进行不同形式的酶反应操作。作者针对旋转床固定化酶反应过程进行了实验研究和评价     

几丁质固定化纤维素酶降解壳聚糖的研究

采用天然高分子聚合物几丁质作载体,以戊二醛为交联剂,对纤维素酶进行固定化,研究了戊二醛浓度、pH值、加酶量对纤维素酶固定化的影响,并采用固定化酶反应器对壳聚糖进行降解,再通过超滤膜装置进行分离,经液相凝胶色谱分析,降解产物平均分子量为2900,取得了很好的降解效果。同时对该反应器连续运行,测定该固定化酶的半衰期为60天,且降解性能保持稳定。     

动态膜分离式固定化酶反应过程分析

测定了实验系统下固定化酶的本征动力常数,从动力学角度分析研究了所开发研制的动态膜分离式固定化酶反应器（DMIR）的反应过程,给出了无外扩散限制条件下的DMIR反应器的数学模型,并验证了实验方法的可靠性。     

固定化酶在污水处理中的成功开发

福建省重点科技项目“固定化酶技术在污染水源修复中的应用研究”，已通过有关专家鉴定。该项目开发的固定化酶技术及固定化酶反应器处理工业废水，具有创新性，工程应用显示了良好的效果。[第一段]     

漆酶在介孔分子筛MCM-41上的固定化研究

以介孔分子筛MCM-41作为漆酶固定化的载体,采用物理吸附法进行固定化,考察了时间、pH和给酶量对固定化效果的影响,并对固定化酶的活性及其稳定性进行了研究,讨论了影响固定化过程和固定化酶性质的主要原因.结果显示,在pH为3时,酶和载体比例为62.5 mg·g-1时吸附12 h固定化效果最好,固定化酶活性回收率为50%;与游离漆酶相比,MCM-41固定化漆酶的最适反应pH略有升高,最适温度没有变化,其pH稳定性和热稳定性都显著优于游离漆酶,固定化漆酶具有可重复操作的性质,与底物反应反复操作10批次后剩余活性为40%.以上表明,MCM-41作为固定化漆酶的一种新型载体材料,有利于改善漆酶的稳定性和实用性.     

生物技术在现代化工中的应用

生物技术在现代化工中的应用主要体现在将生物工艺(即生物反应器)引入化学工艺中,其主要形式有:通过酶反应和微生物发酵方法制取化合物及微生物处理工业废水。生物催化剂固定化技术的进步,使生物反应器的开发得到很大发展。生物工艺用于现代化工的今后开发目标是:用固定化生物反应器取代已往的发酵法和酶法制取化学品,提供种类繁多且数量较大的活性酶。     

填充床反应器中酶法合成生物蜡酯

研究了填充床式反应器酶法合成生物蜡酯的生产工艺。以大豆油、十六醇为原料,在石油醚体系中,使用实验室自制的固定化Candida sp.99-125为催化剂。对操作参数,如填充高度、进料速度、固定化酶用量、底物摩尔比进行了研究。结果表明,固定化酶质量为47 g,填充高度40 cm（内径3.5 cm）,油醇摩尔比1∶2.4,以4 mL/min速度进料保留时间4 h,产率可达83%。固定化酶在使用16批时,产率仍保持在70%以上。同时,对于填充床的填充方式作了初步探索。     

氧化亚铁硫杆菌固定床生物反应器运行的工艺条件

采用不同尺寸的木屑和圆柱状的活性炭作为氧化亚铁硫杆菌的固定化载体,构建了固定床生物反应器.实验考察了间歇操作下的通气速率、连续操作下的稀释率等参数对反应器中氧化亚铁硫杆菌菌膜氧化Fe2 过程的影响.实验结果表明,在0.65 L固定床反应器中,以尺寸为12 mm×5 mm×1 mm的木屑作为固定化载体,控制通气速率为1.4 L/min,稀释率为1.1 h-1时,可获得最大Fe2 平均氧化速率5.83 g/(L·h).对不同载体的氧化亚铁硫杆菌固定化以及Fe2 氧化情况做出了对比.     

用于固定化酶和细胞的陶瓷载体

本文简述了酶和细胞的固定化方法及作为载体材料之一的陶瓷的一些特性。结合固定化酶和细胞的性质和应用情况,认为采用陶瓷载体具有一系列的优点。文中列举了采用陶瓷做载体的实例。认为陶瓷作为固定化酶和细胞的载体可促进固定化酶和细胞技术及生物反应器的发展。此外还指出这一领域尚有很多问题还需要深入地进行研究。     

食品化工生物技术的现状与展望

介绍了酶制剂、生物反应器、生物传感器及固定化酶、固定化细胞等生物技术在食品化工中的研究现状和应用以及在食品工业废水处理中的应用进展。     

生化反应过程的化学工程分析(五)

三、酶反应器的定态分析和设计 本文将较详尽地阐述传质对酶反应器设计的影响。 固定酶与游离酶不同,其反应是在非均相状态下进行的,有关非均相催化反应的原理和分析方法均可借鉴,因此固定化酶促反应的总过程可以认为由五步组成:①底物从主体溶液向固定酶载体外表面传递;②底物向载体内酶的活化中心扩散;③发生酶促反应,④产物从反应区向载体外表面传递;⑤产物传向流体主体。     

环流反应器中固定化酵母乙醇连续发酵研究

制备了一种重化固定化酵母颗粒，可有效防止发酵过程中固定化颗粒上浮，用于气升式内环流反应器，可与器内流体形成良好循环。同时在气升式内环流反应器内对固定化酵母乙醇连续发酵过程进行了研究，得到发酵最优控制条件。通过与其它发酵器对比发现，内环流反应器用于固定化酵母乙醇发酵过程，可大大提高乙醇产率。     

非水相固定化生物催化的研究进展

非水相固定化生物催化技术有效拓宽了生物催化过程研究的应用范围。本文分别介绍了水-有机溶剂两相以及离子液体、超临界流体、质子惰性有机溶剂和深低共熔溶剂等新型非水相介质以及无机和高分子载体及无载体固定化技术在生物催化研究中的应用进展。展现了各种非水相介质与固定化技术对底物溶解度、酶的稳定性及产物产量等性能的促进作用,体现了其对酶活及生物催化反应的选择性等方面的不利影响,而且突出显示了非水相介质与固定化技术的结合是提高酶和微生物的活性、稳定性与选择性等性能的一个有效手段,再通过生物反应器的选择或设计以及工艺优化,有助于一些生物催化过程更高效地实现工业化。