Bài giảng Công nghệ sinh học - Chuyên đề 3: Thiết bị phản ứng enzyme

Chia sẻ: Chen Linong | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

33
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Công nghệ sinh học - Chuyên đề 3: Thiết bị phản ứng enzyme cung cấp cho học viên những kiến thức về thiết bị phản ứng gián đoạn; thiết bị phản ứng liên tục; thiết bị phản ứng enzyme dạng màng; thiết bị phản ứng dạng cột; thiết bị phản ứng tầng sôi; lựa chọn thiết bị phản ứng enzyme;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Công nghệ sinh học - Chuyên đề 3: Thiết bị phản ứng enzyme

Chuyên đề 3 THIẾT BỊ PHẢN ỨNG ENZYME
NỘI DUNG 3.1. Thiết bị phản ứng gián đoạn 3.2. Thiết bị phản ứng liên tục 3.3. Thiết bị phản ứng enzyme dạng màng 3.4. Thiết bị phản ứng dạng cột 3.5. Thiết bị phản ứng tầng sôi 3.6. Lựa chọn thiết bị phản ứng enzyme
3.1. THIẾT BỊ PHẢN ỨNG GIÁN ĐOẠN • Thực hiện PỨ theo mẻ, quy mô nhỏ • Sử dụng cho phản ứng enzyme tự do • Tốc độ phản ứng giảm dần, do S giảm dần; P tăng theo thời gian • Dễ vận hành Stirred-tank reactor (STR)
NHƯỢC ĐIỂM THIẾT BỊ - Chi phí vận hành cao - Điều kiện phản ứng thay đổi liên tục trong suốt QT - Khả năng điều khiển và nâng cấp thiết bị khó khăn - Phản ứng chuyển hóa S->P với điều kiện S0/Km=10 - Thời gian phản ứng thường dài hơn so với lý thuyết
3.2. THIẾT BỊ PHẢN ỨNG LIÊN TỤC Continuous flow reactor • Cấu tạo tương tự TB pứ gián đoạn, nhưng vận hành liên tục • Vận tốc S vào TB = vt dòng S và P ra khỏi TB • Vận hành với enzyme cố định, V TB thiết kế gấp 5-10 lần thể tích khối enzyme cđ. • Thời gian phản ứng ngắn (t=V/F, V-thể tích TB; F-vận tốc dòng cơ chất)
ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA THIẾT BỊ • Cấu tạo đơn giản, tác dụng đa năng, giá thành rẻ, cho phép nạp hoặc thay đổi enzyme dễ dàng. • Khả năng đảo trộn đồng đều cho phép kiểm soát pH và t phản ứng dễ dàng • S không tan hoặc tạo keo khó tiếp xúc với E • Chất mang E có thể bị phân tách khi khuấy đảo
3.3. TB PHẢN ỨNG E DẠNG MÀNG - Màng bán thấm: cho P, S đi qua, nhưng E thì ko - MBT – solophan, sợi xốp nhỏ, d=200µm; độ dày màng 50µm - Có thể dùng cho E tự do và cố định - Làm việc liên tục/gián đoạn - Có thể dùng ở quy mô nhỏ vài kg S/P Membrane reactor - Dễ dàng thay thế enzyme
3.4. THIẾT BỊ PHẢN ỨNG E DẠNG CỘT • Cấu tạo hình trụ • Nhồi chất mang gắn enzyme, hoặc enzyme cố định • S đi từ dưới lên trên, ko bị khuấy trộn • S tiếp xúc với E tối ưu • Thiết bị vận hành liên tục Packed bed reactor
3.5. THIẾT BỊ PHẢN ỨNG TẦNG SÔI • Dùng cho E cố định kích thước 20-40 µm. • Vận tốc dòng khí 0,2-1m/s để tạo “trạng thái sôi” • Khí nguyên liệu (S); Tầng khí tuần hoàn là khí sôi trơ không lẫn vào S và P • Khó nâng cấp thiết bị vì điều tiết dòng xục khí khó khăn
3.6. LỰA CHỌN TB PHẢN ỨNG E • Đặc tính phản ứng enzyme: thuận nghịch/không thuận nghịch; E có bị ức chế bởi S hay P? • Đặc tính sản phẩm: lỏng/rắn/khí • Dạng E sử dụng: tự do/cố định • Ngoài ra, phụ thuộc vào năng suất và quy mô QT, mức độ kiểm soát QT như pH, t, nồng độ S/P • Chi phí mua sắm thiết bị, chi phí vận hành,…