Reactor Enzimatico
Fermentación
Reactor Enzimático
Modelo: Serie ENZ
1. Descripción del producto
Un reactor enzimático es un equipo de reacción especializado que aprovecha la catálisis enzimática para convertir sustratos en los productos deseados de forma eficiente y en condiciones controladas. Frente a la catálisis química, la catálisis enzimática ofrece condiciones de reacción suaves, elevada eficiencia catalítica y gran selectividad, y se aplica ampliamente en las industrias farmacéutica, alimentaria y química. Según la forma de la enzima, los reactores se dividen en tipos de enzima libre (tanque agitado) y de enzima inmovilizada (lecho empacado / lecho fluidizado / membrana). Es necesario controlar con precisión la temperatura, el pH y la concentración de sustrato para mantener la actividad enzimática y la velocidad de reacción, logrando una bioconversión eficiente.
Características principales
- Alta eficiencia catalítica, condiciones suaves
- Gran selectividad, mínimos subproductos
- Temperatura precisa ±0,2 °C
- Monitorización de pH en línea y ajuste automático
- Diversos tipos de reactor: CSTR/PBR/FBR/MR
- CIP/SIP
- GMP, 21 CFR Part 11
2. Principio de funcionamiento
Reacción con Enzima Libre
La enzima libre se disuelve directamente en el licor de reacción y entra en contacto con el sustrato para catalizarlo. Tras la reacción, la enzima se separa del producto por ultrafiltración o cromatografía. Normalmente se emplea la configuración de tanque agitado, donde la agitación asegura un contacto uniforme entre enzima y sustrato. La transferencia de materia es muy eficiente, pero la enzima no puede recuperarse; resulta indicada para enzimas económicas o de un solo uso.
Reacción con Enzima Inmovilizada
La enzima se inmoviliza sobre un soporte (resina, gel de sílice, membrana o microesferas) y la solución de sustrato fluye a través del lecho de enzima inmovilizada para la catálisis. La enzima inmovilizada puede reutilizarse repetidamente, lo que reduce los costes de enzima. Formas habituales: reactores de lecho empacado (el sustrato fluye de arriba hacia abajo), reactores de lecho fluidizado (el soporte queda en suspensión en la corriente líquida) y reactores de membrana (la enzima se fija en la superficie de la membrana o en sus poros).
Reacción de Flujo Continuo
La solución de sustrato atraviesa el reactor de forma continua a un caudal controlado mientras el producto sale también de forma continua. El funcionamiento continuo proporciona una calidad de producto estable y una alta utilización del equipo, lo que lo hace apto para la producción a gran escala. El tiempo de residencia (tiempo espacial) es el parámetro clave y se optimiza según la cinética enzimática.
3. Clasificación del sistema
Según la Forma de la Enzima
1. Reactor de enzima libre (tanque agitado)
2. Reactor de enzima inmovilizada (empacado/fluidizado/membrana)
Según el Modo de Operación
1. Reactor discontinuo
2. Reactor de flujo continuo
3. Reactor alimentado por lotes
Según el Tipo de Reactor
1. CSTR
2. Lecho empacado (PBR)
3. Lecho fluidizado (FBR)
4. Reactor de membrana (MR)
4. Parámetros técnicos detallados
Parámetros básicos
| Parámetro | Especificación |
|---|---|
| Modelo | ENZ-10 / ENZ-50 / ENZ-200 / ENZ-1000 |
| Volumen de trabajo | 5–800L |
| Temperatura de trabajo | 10–80 °C (reacción) / 121 °C (SIP) |
| Presión de trabajo | Atmosférica / 0,3 MPa |
| Velocidad de agitación | 20–500 rpm (CSTR) |
| Rango de pH | 3.0–10.0 |
| Caudal | 0,1–10 L/min (continuo) |
Parámetros del Reactor
| Modelo | Volumen(L) | Velocidad(rpm) | Precisión de temperatura | Motor(kW) |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Propiedades de los Materiales
| Componente | Material | Descripción |
|---|---|---|
| Recipiente | SUS316L | Electropulido Ra≤0,4 μm |
| Camisa | SUS304 | Camisa completa |
| Impulsor | SUS316L | Diseño de bajo cizallamiento |
| Soporte | Resina/Sílice/Membrana | Según necesidad |
5. Selección de componentes principales
Recipiente de Reacción
Acero inoxidable SUS316L con superficie interior electropulida, Ra≤0,4 μm. Incorpora control de temperatura por camisa, puertos para sensores de pH y temperatura, bola de rociado CIP, válvula de muestreo estéril, conexión SIP y mirilla para observar el licor de reacción.
Sistema de Agitación
Diseño de impulsor de bajo cizallamiento para minimizar el daño mecánico a las enzimas y a los soportes. Variador de frecuencia 20–500 rpm.
Control de Temperatura
Por la camisa circula agua de refrigeración o de calefacción con control PID a ±0,2 °C. Las reacciones enzimáticas son muy sensibles a la temperatura y la precisión de control afecta directamente a la actividad enzimática y a la velocidad de reacción. Se incorpora un sensor de temperatura PT100.
Ajuste de pH
Electrodo de pH en línea con dosificación automática de ácido/álcali para mantener el pH objetivo; las bombas peristálticas dosifican el líquido de alimentación con una precisión de ±0,5 %.
Sistema de control
PLC SIEMENS/AB con pantalla táctil HMI de 7–12 pulgadas. Monitorización en tiempo real de temperatura, pH, OD, velocidad del agitador y caudal; gestión de recetas y registro de datos según 21 CFR Part 11.
6. Campos de aplicación típicos
Catálisis Enzimática Farmacéutica
Síntesis de fármacos quirales, antibióticos semisintéticos, intermedios de estatinas, derivados de aminoácidos y fármacos nucleósidos
Catálisis Enzimática Alimentaria
Sacarificación del almidón, hidrólisis de la lactosa, clarificación de zumos, hidrólisis de grasas y aceites, producción de azúcar isomerizado
Catálisis Enzimática Química
Biodiésel, resolución quiral, esterificación, polimerización
7. Normas de diseño y certificaciones
Cumple las siguientes normas y certificaciones
1. GMP
2. FDA 21 CFR Part 210/211
3. ISO9001/14001
4. CE
8. Configuraciones opcionales personalizadas
| Opción | Detalles |
|---|---|
| Tipo de reactor | CSTR/PBR/FBR/Membrana |
| Volumen | 10/50/100/200/500/1000 L |
| Soporte | Resina/Sílice/Membrana/Microesfera |
| Operación | Discontinuo/Continuo/Alimentado |
| pH | En línea + automático |
| Temperatura | ±0,2 °C/±0,5 °C |
| CIP/SIP | Limpieza/esterilización en línea |
| Control | PLC manual/semiautomático/totalmente automático |
9. Términos de garantía
| Estado | Garantía | Alcance |
|---|---|---|
| Nuevo | 12meses | Recipiente, agitación, control de temperatura, sistema de control |
| Reacondicionado | 6meses | Agitación, sistema de control |
10. Embalaje y entrega
| Artículo | Embalaje |
|---|---|
| Unidad principal | Antióxido, film plástico, caja de madera |
| Soportes | Sellado individual |
| Componentes eléctricos | A prueba de humedad |
| Documentos | Bolsa impermeable |
Plazo de entrega: 60–120 días laborables para equipos nuevos; 30–60 días laborables para equipos reacondicionados.
11. Información requerida para la consulta
Para un presupuesto exacto, indique:
Tipo de enzima y tipo de reacción
Nombres del sustrato y del producto
Tipo de reactor preferido
Volumen de trabajo requerido
Temperatura de operación y rango de pH
Modo de operación (discontinuo/continuo)
Necesita soporte de inmovilización
Requisitos de CIP/SIP
Requisitos de material
Modo de control preferido
Tensión y frecuencia locales
Estado del equipo: nuevo/reacondicionado
Condiciones de entrega y puerto de destino