第三章 固定化生物催化剂反应过程动力学.ppt

3、零级反应 临界厚度 最大厚度 第六十页，共八十七页，2022年，8月28日 梯勒模数Φ 定义式 物理意义 动力学控制 内扩散控制 第六十一页，共八十七页，2022年，8月28日 Fick定律 第二十八页，共八十七页，2022年，8月28日 二、宏观反应速率的求解 外表面扩散速率（Fick定律） 外表面反应速率 第二十九页，共八十七页，2022年，8月28日 动力学控制 外扩散控制 第三十页，共八十七页，2022年，8月28日 求取过程 引入无因次变量 第三十一页，共八十七页，2022年，8月28日 丹克莱尔准数★ 定义式 物理意义 Da1 Da1 第三十二页，共八十七页，2022年，8月28日 三、外扩散有效因子 动力学控制 外扩散控制 消除外扩散的方法 第三十三页，共八十七页，2022年，8月28日 对任意n级反应的有效因子 n=1 n=2 第三十四页，共八十七页，2022年，8月28日 四、外扩散限制与化学抑制同时存在 非竞争性抑制 底物抑制 第三十五页，共八十七页，2022年，8月28日 1、非竞争性抑制 第三十六页，共八十七页，2022年，8月28日 负协同效应 第三十七页，共八十七页，2022年，8月28日 2、底物抑制 第三十八页，共八十七页，2022年，8月28日 稳态操作点 非稳态操作点 第三十九页，共八十七页，2022年，8月28日 第三节 扩散对反应速率的限制效应 问题的引出 内扩散过程的特点 第四十页，共八十七页，2022年，8月28日 一、载体的结构参数 外表面积AP、比表面积Sg 平均微孔半径 颗粒体积VP、孔隙体积Vg 孔隙率 第四十一页，共八十七页，2022年，8月28日 颗粒真实密度 颗粒表观密度 颗粒堆积密度 第四十二页，共八十七页，2022年，8月28日 微孔内的扩散机理 以浓度差为推动力 Knudson扩散 分子扩散（Fick定律） 有效分子扩散系数 De 第四十三页，共八十七页，2022年，8月28日 二、微孔内的浓度分布（球状固定化酶） 简化假设 载体和酶均匀分布 等温、等De 不考虑酶的失活 扩散传质 浓度是半径的函数 第四十四页，共八十七页，2022年，8月28日 S流入速率－S流出速率＝S消耗速率 第四十五页，共八十七页，2022年，8月28日 解与rs有关 第四十六页，共八十七页，2022年，8月28日 1、M-M方程 第四十七页，共八十七页，2022年，8月28日 无解析解，只有数值解 第四十八页，共八十七页，2022年，8月28日 2、一级反应 第四十九页，共八十七页，2022年，8月28日 方程的解 第五十页，共八十七页，2022年，8月28日 常数的求解 第五十一页，共八十七页，2022年，8月28日 颗粒内底物浓度分布函数 第五十二页，共八十七页，2022年，8月28日 3、零级反应 第五十三页，共八十七页，2022年，8月28日 临界半径Rc 最大颗粒半径Rmax 第五十四页，共八十七页，2022年，8月28日 三、微孔内的浓度分布（膜状固定化酶） 第五十五页，共八十七页，2022年，8月28日 理论模型（单面扩散） 第五十六页，共八十七页，2022年，8月28日 输入－输出＝消耗 第五十七页，共八十七页，2022年，8月28日 1、米氏方程 第五十八页，共八十七页，2022年，8月28日 2、一级反应 第五十九页，共八十七页，2022年，8月28日 第一页，共八十七页，2022年，8月28日 第三章固定化生物催化剂反应过程动力学 第二页，共八十七页，2022年，8月28日 第一节 固定化生物催化剂概论 酶固定化的意义 酶固定化的方法 影响固定化酶反应动力学的因素 第三页，共八十七页，2022年，8月28日 均相酶反应系统的缺点 酶随产物排出，无法重复使用； 增加产物纯化难度； 不稳定，易变性失活 第四页，共八十七页，2022年，8月28日 一、什么是固定化酶？ 通过物理或化学的方法使溶液酶结合在不溶于水的载体上，或被限制在有限空间内，能与反应液分离，保留在反应器内或能够被回收并反复利用，不溶于水但仍具有酶活力的酶 第五页，共八十七页，2022年，8月28日 固定化酶的优点 容易从反应体系中分离 可以重复使用 机械强度和稳定性增加 便于连续化、自动化生产 第六页，共八十七页，2022年，8月28日 固定化技术的发展 固定化酶 固定化细胞 1916年Nelson和Griffin发现酵母蔗糖酶能被骨炭粉末吸附并在吸附状态下仍具有催化活性，后来科学家开始了固定化酶的研究工作。 首例工业化应用固定化酶是1969年由Chibata及其同事在日本TanakeSciyaku公司实