مفاعل إنزيمي
تخمير
مفاعل إنزيمي
المواصفات الفنية
الموديل: سلسلة ENZ
1. نظرة عامة على المنتج
المفاعل الإنزيمي هو معدات تفاعل متخصصة تستخدم التحفيز الإنزيمي لتحويل الركائز إلى المنتجات المستهدفة بكفاءة في ظروف مضبوطة. وبالمقارنة مع التحفيز الكيميائي، يتميز التحفيز الإنزيمي بظروف تفاعل معتدلة وكفاءة تحفيز عالية وانتقائية قوية، ويُستخدم على نطاق واسع في الصناعات الدوائية والغذائية والكيميائية. وحسب شكل وجود الإنزيم ينقسم إلى مفاعلات الإنزيم الحر (خزان مقلقل) ومفاعلات الإنزيم المثبت (حشوي / طبقة مائعة / غشائي). ويتطلب المفاعل تحكماً دقيقاً في درجة الحرارة وpH وتركيز الركيزة للحفاظ على النشاط الحفزي للإنزيم ومعدل التفاعل وتحقيق تحويل حيوي عالي الكفاءة.
الخصائص الرئيسية
- كفاءة تحفيز إنزيمي عالية وظروف تفاعل معتدلة (حرارة وضغط عاديان)
- انتقائية قوية، نواتج جانبية قليلة، نقاوة عالية للمنتج
- تحكم دقيق في درجة الحرارة ±0.2°م للحفاظ على نشاط الإنزيم الأمثل
- مراقبة pH عبر الإنترنت مع تعديل تلقائي
- أشكال متعددة للمفاعل: مقلقل / حشوي / طبقة مائعة / غشائي
- CIP/SIP تنظيف وتعقيم عبر الإنترنت
- GMP, 21 CFR Part 11
2. مبدأ العمل
تفاعل الإنزيم الحر
يذوب الإنزيم الحر مباشرة في سائل التفاعل ليتلامس مع الركيزة ويجري التفاعل الحفزي. بعد انتهاء التفاعل يُفصل الإنزيم عن المنتج بالترشيح الفائق أو الكروماتوغرافيا. يُعتمد عادة شكل الخزان المقلقل حيث يضمن التقليب تلامساً متجانساً بين الإنزيم والركيزة. الميزة هي كفاءة انتقال المادة العالية، والعيب هو عدم إمكانية استرجاع الإنزيم؛ وهو مناسب عندما يكون الإنزيم منخفض التكلفة أو للاستخدام لمرة واحدة.
تفاعل الإنزيم المثبت
يثبَّت الإنزيم على حامل (راتنج أو سيليكا هلامية أو غشاء أو كريات دقيقة)، ويمرّ محلول الركيزة عبر طبقة الإنزيم المثبت ليحدث التفاعل الحفزي. يمكن إعادة استخدام الإنزيم المثبت مرات عديدة مما يخفض تكلفة استخدامه. الأشكال الشائعة: المفاعل الحشوي (تدفق الركيزة من الأعلى إلى الأسفل)، ومفاعل الطبقة المائعة (الحامل معلق في تيار السائل)، والمفاعل الغشائي (الإنزيم مثبت على سطح الغشاء أو داخل مسامه).
تفاعل التدفق المستمر
يمرّ محلول الركيزة باستمرار عبر المفاعل بمعدل تدفق ثابت بينما يتدفق المنتج إلى الخارج باستمرار. يحقق هذا الأسلوب جودة منتج مستقرة وكفاءة عالية في استخدام المعدات، وهو مناسب للإنتاج واسع النطاق. زمن المكوث هو المعلمة الأساسية ويُحسَّن وفق الخصائص الحركية للإنزيم.
3. تصنيف الأنظمة
حسب شكل وجود الإنزيم
1. مفاعل إنزيم حر (خزان مقلقل)
2. مفاعل إنزيم مثبت (حشوي/طبقة مائعة/غشائي)
حسب طريقة التشغيل
1. مفاعل دفعي
2. مفاعل تدفق مستمر
3. مفاعل دفعي مع تغذية
4. المعلمات الفنية التفصيلية
المعلمات الأساسية
| المعلمة | المواصفات |
|---|---|
| الموديل | ENZ-10/50/200/1000 |
| الحجم الفعلي | 5-800 لتر |
| حرارة التشغيل | 10-80°م (تفاعل) / 121°م (SIP) |
| سرعة الدوران | 20-500 دورة/دقيقة (مقلقل) |
معلمات المفاعل
| الموديل | الحجم(لتر) | دورة/دقيقة | دقة الحرارة | المحرك(كВт) |
|---|---|---|---|---|
| ENZ-10 | 7 | 20-500 | ±0.2°C | 0.37 |
| ENZ-50 | 35 | 20-400 | ±0.2°C | 0.55 |
| ENZ-200 | 140 | 20-300 | ±0.2°C | 1.5 |
| ENZ-1000 | 700 | 15-200 | ±0.2°C | 4.0 |
5. اختيار المكونات الأساسية
جسم المفاعل
فولاذ SUS316L مع تلميع كهربائي للسطح الداخلي بدقة Ra≤0.4 ميكرومتر. مزوّد بسترة للتحكم الحراري، ومنافذ حساسات الحرارة وpH، وكرة تنظيف CIP، وصمام سحب عينات معقم، ومنفذ SIP، ونافذة معاينة لملاحظة سائل التفاعل.
نظام الخلط
تصميم ريش منخفض القص لتقليل التلف الميكانيكي للإنزيم والحامل. محرك بتردد متغير 20-500 دورة/دقيقة: ريش توربيني قياسي للإنزيم الحر، وريش نوع المرساة للإنزيم المثبت لتقليل تآكل الحامل.
نظام التحكم الحراري
دوران ماء التبريد أو التسخين عبر السترة مع تحكم PID بدقة ±0.2°م. تفاعلات الإنزيم شديدة الحساسية لدرجة الحرارة، ودقة التحكم تؤثر مباشرة على نشاط الإنزيم ومعدل التفاعل. مزوّد بحساس PT100.
نظام ضبط pH
قطب pH عبر الإنترنت مع جرعات تلقائية للأحماض أو القلويات للحفاظ على القيمة المستهدفة؛ مضخات تمعجية دقيقة بدقة تغذية ±0.5%.
نظام التحكم
متحكم PLC من SIEMENS/AB مع شاشة لمس 7-12 بوصة. مراقبة فورية للحرارة وpH والأكسجين المذاب وسرعة الدوران والتدفق، وإدارة الوصفات، وتسجيل البيانات وفق 21 CFR Part 11.
6. مجالات التطبيق النموذجية
التحفيز الإنزيمي الدوائي
تخليق الأدوية كيرة اليد، المضادات الحيوية نصف المصنعة، وسائط أدوية الستاتين، مشتقات الأحماض الأمينية، الأدوية النوكليوزيدية
التحفيز الإنزيمي الغذائي
سكرنة النشا، تحلل اللاكتوز، ترويق العصائر، تحلل الدهون والزيوت، إنتاج السكريات المتعاكسة
التحفيز الإنزيمي الكيميائي
إنتاج الديزل الحيوي، الفصل كيرة اليد، الأسترة، البلمرة
7. معايير التصميم والشهادات
متوافق مع المعايير ومتطلبات الاعتماد التالية
1. GMP
2. FDA 21 CFR Part 210/211
3. ISO 9001/14001
4. CE
8. خيارات التخصيص
| الخيار | التفاصيل |
|---|---|
| شكل المفاعل | مقلقل/حشوي/طبقة مائعة/غشائي |
| الحجم | 10-1000 لتر |
| الحامل | راتنج/سيليكا/غشاء/كريات دقيقة |
| التشغيل | دفعي/مستمر/دفعي مع تغذية |
| pH | عبر الإنترنت + تلقائي |
| CIP/SIP | تنظيف/تعقيم عبر الإنترنت |
| التحكم | يدوي/PLC آلي |
9. شروط الضمان
| الحالة | الضمان | النطاق |
|---|---|---|
| جديد | 12 شهراً | جسم الخزان، نظام الخلط، التحكم الحراري، نظام التحكم |
| مجدد | 6 أشهر | نظام الخلط، نظام التحكم |
10. التعبئة والتسليم
| البند | التعبئة |
|---|---|
| الوحدة الرئيسية | معالجة ضد الصدأ وغلاف بلاستيكي وتثبيت في صندوق خشبي |
| الحامل | تعبئة فردية محكمة الإغلاق |
| الوثائق | كيس مقاوم للماء |
مدة التسليم: 60-120 يوم عمل للمعدات الجديدة؛ 30-60 يوم عمل للمعدات المجددة.
11. المعلومات المطلوبة لطلب السعر
للحصول على عرض سعر دقيق، يرجى تقديم المعلومات التالية:
نوع الإنزيم ونوع التفاعل
أسماء الركيزة والمنتج
شكل المفاعل المفضل
الحجم الفعلي المطلوب
نطاق حرارة التشغيل وpH
طريقة التشغيل
الحاجة إلى حامل تثبيت
متطلبات CIP/SIP
متطلبات المواد
طريقة التحكم المفضلة
الجهد والتردد المحليان
حالة المعدات: جديد/مجدد
شروط التسليم وميناء الوجهة