固定化酶反应器

1、固定床反应器,1. 定义：凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置。固体催化剂颗粒堆积起来所形成的固定床层静止不动，气体反应物自上而下流过床层，进行反应的装置称作固定床反应器。,一、固定床反应器定义,催化剂作用的定义与基本特征,定义：催化剂是一种物质，它能够加速化学反应的速率而不改变反应的标准自由焓的变化，这种作用称为催化作用。基本特征：1、催化剂能够加快化学反应速率。2、催化剂对反应具有选择性3、催化剂只能加速热力学上可能进行的化学反应，而不能加速热力学上无法进行的反应。4、催化剂只能改变。

2、反应器反应过程与设备,1：固定床反应器 2：流化床反应器,made by running partner,固定床反应器,固定床反应器又称填充床反应器，装填有固体催化剂或固体反应物用以实现多相反应过程的一种反应器。固体物通常呈颗粒状，粒径215mm左右，堆积成一定高度或厚度的床层。床层静止不动，流体通过床层进行反应。,分类及其应用,固定床 反应器,不同的传热要求和传热方式,绝热式,二段 三段 四段,冷激式,反应特征,单段绝热式,段间反应气冷却或加热方式,中间间接换热式,多段绝热式,原料气冷激式,非原料气冷激式,换热式,对外换热式,自热式,加压热水（240。

3、固定床反应器的工艺计算,第三组汇报人：丁志娇组员：丁志娇 孟各丽 潘利颖 李阳 曹秀 曹蓉 张伟 李培华 周礼靳,固定床反应器的工艺计算,固定床反应器工艺设计原则 工艺设计不只是一个单纯的催化剂用量及优化计算，而是根据工艺的特点和工程实际情况，应用工程的观点来确定最优工艺操作参数。 应根据工艺操作参数、设备制备和检修、催化剂的装卸等方面的要求综合起来选用催化床的类型和结构。 高压反应器的筒体内要设置催化床、床外换热器、冷激气管和热电偶管，有时还要放置开工预热用的电加热器。这些部件要在反应器内合理地组合，催化剂。

4、第五章 固定床反应器,见P184-185介绍： 催化剂不动； 流体相是气，液或气液并流,逆流； 应用很广：合成NH3，H2SO4，CO水煤气变换制H2，乙烯氧化制环氧二烷，乙苯脱H2制苯,轻油蒸汽裂解制乙烯；石化产品：橡胶，纤维，树脂中均大量用固定床催化反应器。 主要问题是散热方案：催化剂床层导热差,微观可逆性原理指出：如正向反应是基元反应，则逆向反应也必是基元反应，且正、逆向在进行时必然是通过同一个过渡态（活化络合物）。据此，可把动力学中的反应速率常数k与热力学中的平衡常数K关联起来。,则有，,是基元反应，,若,当体系达到平衡时。

5、第九章 酶反应器,生物反应器是为适应生物反应（或生化反应）的特点而设计的反应设备。生物反应（或生化反应）是由各种不同的、或一系列的生物催化剂酶在各种不同条件下催化的一个或一系列的反应。生物反应器本质上就是酶反应器。酶反应器：用于酶进行催化反应的容器及其附属设备。不同于化学反应器，是在低温、低压下发挥作用，反应时的耗能和产能较少，也不同于发酵反应器，因为它不表现自催化方式，即细胞的连续再生。,生物反应器是生物工程中最重要的设备之一,一般生化反应过程,生物反应器在生物过程中，具中心作用，是实现产品产业化。

6、第九章 酶反应器,目录,一.酶反应器的概念和特点二.酶反应器的类型三.酶反应器的选择四.酶反应器的设计五.酶反应器的操作六.酶反应器的发展,定义：以酶或固定化酶作为催化剂进行酶促反应的装置称为酶反应器(Enzyme reactor)。,1.酶反应器的概念和特点,作用：用于完成酶促反应的核心装置，为酶催化反应提供合适的场所和最佳反应条件，以便在酶的催化下，使底物最大限度地转换成产物。处于酶催化反应的中心地位，是连接原料和产物的桥梁。,2.酶反应器的类型,（1）按结构分： 搅拌罐式反应器（Stirred Tank Reactor, STR） 填充床式反应器(pac。

7、第五章,流态化反应器李欣,5.1概述 5.1.1概念,流态化：一般指固体流态化，简称流化，它是利用流动流体的作用，将固体颗粒群悬浮起来，从而使固体颗粒具有某些流体表观特征，利用这种流体与固体间的接触方式实现生产过程的操作。 流化床反应器：一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。在用于气固系统时，又称沸腾床反应器。,将一批固体颗粒堆放在多孔的分布板上形成床层，使流体自下而上通过床层。由于流体的流动及其与颗粒表面的摩擦，造成流体通过床层的压力降。

8、固定床反应器,一、固定床反应器的工业背景 二、固定床反应器的工作原理1、固定床反应器的工作原理2、固定床反应器的原理动画 三、固定床反应器的结构形式 四、固定床反应器的工艺仿真说明1、固定床反应器的DCS图2、固定床反应器的现场图,固定床反应器的工业背景,反应器是化工生产中的关键设备，是人们通过一定的手段抑制副反应、提高转化率、提高生产能力的化学反应设备。在反应器内不仅有化学变化过程，还有传质和穿热过程。按反应物系聚集状态可分为均相和非均相反应器； 按换热方式分类有绝热式、对外换热式和自热式； 以反应器的结构。

9、Chapter 7 Reactors for enzymatic catalysis酶反应器,制作：郑穗平,Contents of chapter 5,1、什么是酶反应器,2、理想的酶反应器的要求,3、各种酶反应器的特点,4、酶反应器的选择和使用,Go,Go,Go,Go,5、酶反应器的设计,Go,7.1 什么是酶反应器,酶和固定化酶在体外进行催化反应时，都必需在一定的反应容器中进行，以便控制酶催化反应的各种条件和催化反应的速度。,用于酶进行催化反应的容器及其附属设备称为酶反应器。,酶反应器是用于完成酶促反应的核心装置。它为酶催化反应提供合适的场所和最佳的反应条件，以便在酶的催化下，使底物（原。

10、第十三章 酶反应器,1、什么是酶反应器,2、理想的酶反应器的要求,3、各种酶反应器的特点,4、酶反应器的选择和使用,Go,Go,Go,Go,5、酶反应器的设计,Go,1、什么是酶反应器,酶和固定化酶在体外进行催化反应时，都必需在一定的反应容器中进行，以便控制酶催化反应的各种条件和催化反应的速度。,（1）概念：用于酶进行催化反应的容器及其附属设备称为酶反应器。,酶反应器是用于完成酶促反应的核心装置。它为酶催化反应提供合适的场所和最佳的反应条件，以便在酶的催化下，使底物（原料）最大限度地转化成产物。它处于酶催化应过程的中心地位，是。

11、第六章 固定床反应器,重要过程： 丙烯氧化制丙烯酸 乙炔HCl制氯乙烯 乙烯环氧化制环氧乙烷 烃类加氢 乙苯脱氢制苯乙烯 煤气化 ,结构简单 高空速 很少催化剂损耗 很小气固返混 较长的扩散时间及距离 高床层压降 床内取热供热困难 催化剂取出更新困难 催化剂颗粒大，效率低,一、固定床反应器的特点,6.1 概述,流体通过固定的固体物料所形成的床层。,二、固定床反应器的种类 （1）绝热式反应器,图6-3 多段绝热床反应器,图6-1 绝热床反应器,间接换热式,冷激式,（2）对外换热式反应器,特点：单位床层体积具有的传热面积大，传热性能良好；反应器。

12、第五章 酶反应工程,5.1 酶反应动力学,讨论酶催化反应速度问题，研究各种因素对反应速度的影响，提出从反应物到产物之间可能进行为历程。 它遵守化学反应动力学的一般规律，但又有其自身特点.酶催化反应体系很复杂，且影响酶反应的因素很多，包括底物浓度、酶浓度、产物、pH、温度、抑制剂和激活剂等。,发展概况,1902年Henri和Brown分别提出了酶促反应中酶-底物络合物生成，并推出数学公式。 1913Michaelis和Menten推导出单底物动力学模型。 1925年Briggs和Haldane引入恒态概念，解释动力学性质。 1965年Monod,Wyman和changeus建立了变构酶。

13、Chapter 7 Reactors for enzymatic catalysis酶反应器,Contents of chapter 5,1、什么是酶反应器,2、理想的酶反应器的要求,3、各种酶反应器的特点,4、酶反应器的选择和使用,Go,Go,Go,Go,5、酶反应器的设计,Go,7.1 什么是酶反应器,酶和固定化酶在体外进行催化反应时，都必需在一定的反应容器中进行，以便控制酶催化反应的各种条件和催化反应的速度。,定义：用于酶进行催化反应的容器及其附属设备称为酶反应器。,酶反应器是用于完成酶促反应的核心装置。它为酶催化反应提供合适的场所和最佳的反应条件，以便在酶的催化下，使底物（原料）最。

14、酶反应器类型,常见酶反应器,搅拌罐式反应器（stirred tank reactor, STR）,搅拌罐式反应器： 一种带有搅拌罐的罐式反应器，在酶催化反应中最常见的反应器！,适用的搅拌方式，分批式、流加分批式、连续式。试用的酶，游离酶、固定化酶。搅拌罐式反应器特点：由搅拌罐、搅拌器和保温装置组成，设备简单，操作容易，酶与底物混合较均匀，传质阻力较小，反应比较完全，反应条件容易调节和控制。,填充床式反应器(packed column reactor, PCR),填充床式反应器：是将固定化酶堆叠在反应器中进行催化反应的一类反应器。适用的搅拌方式：连续式适用。

15、酶膜反应器 酶膜反应器产生背景 酶作为高效 专一的催化剂 在生物转化过程中起到重要作用 膜过程在混合物分离 分级 浓缩和纯化方面具有显著的技术优势 如果将酶促反应与膜分离有效集成 过程将具有很高的应用效率 基于上述设想 20世纪60年代膜Blatt等人提出了酶膜反应器的概念 定义 膜反应器是基于利用选择性的半透膜来分离酶及产物 或者底物 利用膜两侧的推动力 化学势 压差 电势差等 将可渗透的溶质从。

16、 酶反应器,重点,一 游离酶反应器,分批搅拌罐式反应器： 膜反应器：用于价格高的游离酶反应,二 固定化酶反应器,搅拌罐式反应器： 固定床式反应器： 流化床式反应器： 膜式反应器： 鼓泡式反应器：,三 酶反应器的选用,鼓泡式反应器：用于反应物。

17、Chapter 7 Reactors for enzymatic catalysis酶反应器,制作：郑穗平,Contents of chapter 10,1、什么是酶反应器,2、理想的酶反应器的要求,3、各种酶反应器的特点,4、酶反应器的选择和使用,Go,Go,Go,Go,5、酶反应器的设计,Go,10.1 什么是酶反应器,酶和固定化酶在体外进行催化反应时，都必需在一定的反应容器中进行，以便控制酶催化反应的各种条件和催化反应的速度。,用于酶进行催化反应的容器及其附属设备称为酶反应器。,酶反应器是用于完成酶促反应的核心装置。它为酶催化反应提供合适的场所和最佳的反应条件，以便在酶的催化下，使底物（。

18、三、固定化酶（细胞）的反应器及应用,Immobilized Enzyme （Cell）Reactor techniques and Its Applications,夫勤博脓方爆牺镑扇背喻辐皿慌膊马煞凛矿剂只铝遮纺梢高蓟殴诉当习啊第七讲 固定化酶反应器第七讲 固定化酶反应器,三、固定化酶（细胞）的反应器,1. 固定化酶反应器的类型和特点 2. 固定化酶反应器的选择依据 3. 固定化酶反应器的性能评价 4. 固定化酶反应器的操作,汛卵颇蔫脆冠骂绑索鸵朱妹税真苇齐核匿掂泄八泡兵序矢皿牢堡太哑陵褒第七讲 固定化酶反应器第七讲 固定化酶反应器,1. 固定化酶反应器的类型和特点,反应器的形式很。

19、固定化酶反应器,利用生物催化剂进行生物技术产品生产的反应装置称为生物催化反应器，称为生物反应器(bioreactor)。 以催化剂进行生物反应的场所为酶反应器。根据酶催化剂类别的不同，酶反应器可分为游离酶反应器，即均相酶反应器；另一类是应用固定化酶进行的非均相酶反应器，即固定化酶反应器。固定化酶反应器又可分为固定化单一酶、复合酶、细胞器和细胞(微生物、动物和植物)等型式的反应器。,固定化酶反应器,1、分批搅拌罐反应器（Stirred tank batch reactor,STR） 反应器包括搅拌浆、固定的挡板。酶包埋于珠状或吸附于特定载体上，在。