研究进展

特点

反应器的分类

研究进展

反应器酶膜反应器将酶促反应的高效率与膜的选择透过性有机结合,可以强化过程的速率。近年来,酶膜反应器在生物、医药、食品、化工、环境等领域得到了日益广泛的应用。随着基因工程、材料科学特别是高分子材料科学的发展,随着高效固定化技术的开发以及过程设计的不断优化,酶膜反应器的应用效率将会逐步提高,其应用领域也将会越来越广泛。本文概述了酶膜反应器的特点及其分类,介绍了酶膜反应器的应用领域和一些应用实例。并讨论酶膜反应器目前存在的一些瓶颈问题及其解决办法。

特点

归纳起来,酶膜反应器具有以下一些特点：

(1)与普通化学反应相比,酶促反应速率快,选择性高,条件温和;

(2)膜是酶固定化的良好载体;

(3)能够有效消除产物抑制;

(4)传质面积大,传质速率快;

(5)避免了乳化和破乳、液泛等问题;

(6)易于连续化、自控与集成化。

反应器的分类

酶膜反应器可以根据酶的存在状态、液相数目、膜组件型式、膜材料类型、反应与分离耦合方式、传质推动力等的区别,分为不同的类型:

(1)根据酶的存在状态,可将酶膜反应器分为游离态和固定化酶膜反应器。前者酶均匀地分布于反应物相中,酶促反应在接近本征动力学的状态下进行,但酶易发生剪切失活或泡沫变性,装置性能受浓差极化和膜污染的显著影响。固定化酶膜反应器中,酶通过吸附、交联、包埋、化学键合等方式被“束缚”在膜上,酶装填密度高,反应器稳定性和生产能力高,产品纯度和质量好,废物量少。但酶往往分布不均匀,传质阻力也较大。

（2）根据液相数目，可将酶膜反应器分为单液相（超滤式）酶膜反应器和双液相酶膜反应器。

（3）据膜组件型式的不同可分为板框式、螺旋卷式、管式、中空纤维式。

（4）据材料的不同可分为有机、无机酶膜反应器。

（5）据反应与分离的耦合方式的不同可分为一体式和循环式酶膜反应器。

（6）据传质推动力的不同可分为压差推动、浓度差推动、电位差推动等酶膜反应器。