********酪氨酸和组氨酸*****************固定化葡萄糖异构酶是世界上生产规模最大的固定化酶*******************组氨酸*******固定化酶法生产果葡糖浆果葡糖浆是一种以果糖和葡萄糖为主要成分的混合糖浆,国际上按果糖含量及其发展分为三代:第一代果葡糖浆含42%的果糖,其它成分为葡萄糖53%,低聚糖5%,浓度为70%一72%,甜度与蔗糖相同;第二代果葡糖浆含果糖55%,葡萄糖40%,低聚糖5%,浓度为76%一78%,甜度约为蔗糖的1.1倍;第三代果葡糖浆含果糖量在90%以上,低聚糖3%,浓度为79%一80%,其甜度为蔗糖的1.4倍。此外有的国家还生产果糖,纯度为97%以上的结晶果糖。
第63页,共93页,星期日,2025年,2月5日5酶反应器
酶反应器是利用游离酶、或固定化酶将底物转化成产物的装置。根据使用对象的不同,可以分为游离酶反应器、固定化酶反应器。第64页,共93页,星期日,2025年,2月5日5.1固定化酶反应器的类型及其特点A.间歇式搅拌罐间歇式酶反应器。分为搅拌罐反应器(BSTR)以及搅拌式反应罐。它是由容器、搅拌器的恒温装置组成的。酶的底物一次性加入反应器,而产物一次性取出。反应完成,将固定化酶滤出,再转入下一批反应。优点,反应器结构简单,造价较低;由于搅拌使内容物混合均匀;反应温度和pH值易于控制;传质阻力小,反应能迅速达到稳态;能处理难溶底物或胶状底物,适用于受底物抑制的酶反应。缺点,反应效率较低,搅拌动力消耗大,搅拌桨的剪切易使固定化酶颗粒受到磨损、破碎,容易造成酶失活,游离酶不能回收。不适用于大规模工业生产。
第65页,共93页,星期日,2025年,2月5日B.连续式搅拌罐
向反应器投人固定化酶和底物溶液,不断搅拌,反应达到平衡之后,再以恒定的流速补充新鲜底物溶液,以相同流速输出反应液。优点,不需要将固定化酶滤出,因而操作较简便。缺点,反应效率较低,搅拌动力消耗大,搅拌桨的剪切力易使固定化酶颗粒遭到破坏。第66页,共93页,星期日,2025年,2月5日连续式搅拌罐第67页,共93页,星期日,2025年,2月5日C.固定床反应器
又称为填充床反应器(packedbedreactor,PBR)。将固定化酶填充于反应器内,制成稳定的固定床。底物溶液以一定的方向和流速不断地流进固定床,产物从固定床出口不断地流出来。在固定床横切面上,液体流体流动速度完全相同,沿液体流动方向,底物浓度和产物浓度都是逐渐变化的。但是,在同一横切面上,无论是底物浓度,还是产物浓度都是一致的。因此,可以把PBR看成是一种平推流型反应器或称活塞流反应器。第68页,共93页,星期日,2025年,2月5日优点是:可以使用高浓度的生物催化剂,反应效率较高;由于产物不断流出,可以减少产物对酶的抑制作用;结构简单,容易操作,适用于大规模工业生产。它适用于各种形状的固定化酶和不含固定颗粒、黏度不大的底物溶液,以及有产物抑制和转化反应。缺点是:传质系数和传热系数较低;由于床内压力降相当大,底物溶液必须在加压下才能流人柱床内;床内有自压缩倾向,容易堵塞;更换固定化酶较麻烦。当底物溶液含固体颗粒或黏度很大时,不宜采用PBR。
第69页,共93页,星期日,2025年,2月5日固定床反应器第70页,共93页,星期日,2025年,2月5日D.流化床反应器(fluidizedbedreactor,FBR)特点是底物溶液以较大的流速,从反应器底部向上流过固定化酶柱床,从而使固定化酶颗粒始终处于流化(浮动)状态。优点是:流动方式使反应液混合比较充分,进而使传质、传热情况良好;对温度和pH值的调控及气体的供给都比较容易;柱床不易堵塞,可用处理粉末状底物或黏度大的底物溶液;即使应用细颗粒固定化酶,压力降也不会很高。缺点是:需要保持较大的流速,运转成本较高,难以放大;固定化酶处于流动状态,易使酶颗粒磨损;流化床的空隙体积大,使酶浓度不高;底物溶液高速流动,易使固定化酶冲出反应器外,从而降低了产物转化率。
第71页,共93页,星期日,2025年,2月5日厌氧流化床气提式生物流化床第72页,共93页,星期日,2025年,2月5日第73页,共93页,星期日,2025年,2月5日E.膜型反应器
由膜状或板状的固定化酶所组装的反应器,均称膜型反应器。
含酶的膜是半透性,只允许小分子的底物和产物通过