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簡(jiǎn)述固定化酶發(fā)酵罐的幾個(gè)類型及其工作原理

 

簡(jiǎn)述固定化酶發(fā)酵罐的幾個(gè)類型及其工作原理

固定化酶發(fā)酵罐是指固相催化劑在發(fā)酵罐內(nèi)可實(shí)現(xiàn)平均分布，反應(yīng)器內(nèi)各部門之間可不記變量差異；對(duì)攪拌發(fā)酵罐而言，其中液體混合充分，停留時(shí)間可用均勻停留時(shí)間表示；相關(guān)參數(shù)保持恒定；無器壁效應(yīng)等。

 

固定化酶發(fā)酵罐的幾大類型有：

1間歇式攪拌罐發(fā)酵罐：

其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)樸，主要有夾套或盤管裝置，便于加熱或冷卻罐內(nèi)物料，以控制發(fā)酵溫度。固定化酶假如使用間歇發(fā)酵罐，則每批發(fā)酵都要流出頂用過濾或離心法分離生產(chǎn)物和固定化酶。因?yàn)槊附?jīng)反復(fù)輪回會(huì)更新喪失活性，故在產(chǎn)業(yè)出產(chǎn)中的固定化酶很少采用間歇式攪拌罐發(fā)酵罐。

 

2連續(xù)活動(dòng)攪拌罐發(fā)酵罐：

在結(jié)構(gòu)上與間歇式攪拌發(fā)酵罐基本相同，只不外是連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)出料。因?yàn)樗哂袛嚢柘到y(tǒng)，發(fā)酵罐內(nèi)的各組成成分能得到充分混合，分布均一，并與流出液的組成相一致。其缺點(diǎn)是，因?yàn)閿嚢铦{產(chǎn)生的剪切力較大輕易引起固定化酶的破壞。有一種改良的連續(xù)活動(dòng)攪拌罐發(fā)酵罐，是將載有酶的圓片聚合物固定在攪拌軸上或者放置在與攪拌軸一起滾動(dòng)的金屬網(wǎng)筐內(nèi)，這樣既能保證發(fā)酵攪拌平均，又不至于損壞固定化酶。

 

3填充床發(fā)酵罐：

簡(jiǎn)述固定化酶發(fā)酵罐的幾個(gè)類型及其工作原理

填充床發(fā)酵罐內(nèi)液體的活動(dòng)形態(tài)接近于平推流流型，所以填充床發(fā)酵罐可近似以為是一種平推流發(fā)酵罐，根據(jù)底物的活動(dòng)方式，又有下向活動(dòng)、上向活動(dòng)和輪回活動(dòng)之分。產(chǎn)業(yè)出產(chǎn)中，活動(dòng)方向常用上向方式，這樣可以避免下向活動(dòng)的壓對(duì)柱床的影響，尤其對(duì)出產(chǎn)氣體的發(fā)酵更為重要。

 

4流化床發(fā)酵罐：

在流化床發(fā)酵罐內(nèi)，底物溶液以足夠大的流速向上通過固定化酶層，使固體顆粒處于流化狀態(tài)，達(dá)到混合的目的。流速應(yīng)以能使酶顆粒不下沉，又不致使顆粒溢出發(fā)酵罐為宜。在流化床發(fā)酵罐中，因?yàn)榛旌铣潭雀?，故傳熱、傳質(zhì)情況良好。流化床發(fā)酵罐可用于處理黏性強(qiáng)和含有固體顆粒的，也可用于需要供給氣體或排放氣體的發(fā)酵。對(duì)于停留時(shí)間較短的發(fā)酵也可用。

 

5輪回發(fā)酵罐：

    輪回發(fā)酵罐是讓部門發(fā)酵液流出，與新加入的底物流入混合液，再進(jìn)入發(fā)酵罐進(jìn)行輪回的一類發(fā)酵罐。它可進(jìn)步體的流速和減少底物向固定化酶表面?zhèn)鬟f的阻力，達(dá)到較高的轉(zhuǎn)化率。當(dāng)發(fā)酵底物是不溶性物質(zhì)時(shí)，可以采用輪回發(fā)酵罐。

6連續(xù)活動(dòng)攪拌罐-超濾膜發(fā)酵罐

    連續(xù)活動(dòng)攪拌罐-超濾膜發(fā)酵罐是由連續(xù)活動(dòng)攪拌罐發(fā)酵罐和超濾裝置組合而成的發(fā)酵罐。它在連續(xù)攪拌發(fā)酵罐的出口處裝有一半透性的超濾膜，這種膜只答應(yīng)產(chǎn)物和未曾發(fā)酵的底物通過，相對(duì)分子質(zhì)量大的酶被截留，可以使酶反復(fù)使用。此外這種發(fā)酵罐還可以使相對(duì)分子質(zhì)量小的產(chǎn)物和相對(duì)分子質(zhì)量大的底物分開，使底物*轉(zhuǎn)化。