酶反应器
发酵设备
酶反应器
产品技术规格说明书
型号：ENZ 系列
1. 产品概述
酶反应器是利用酶的催化作用，在受控条件下将底物高效转化为目标产物的专用反应设备。与化学催化相比，酶催化具有反应条件温和、催化效率高、选择性强的特点，在制药、食品、化工等领域广泛应用。酶反应器根据酶的存在形式可分为游离酶反应器（搅拌罐式）和固定化酶反应器（填充床式/流化床式/膜式）。反应器需精确控制温度、pH、底物浓度等参数，以维持酶的催化活性和反应速率，实现高效的生物转化。
主要特点
- 酶催化效率高，反应条件温和（常温常压）
- 选择性强，副产物少，产物纯度高
- 精确温控±0.2℃，维持酶最佳活性
- pH在线监测与自动调节
- 多种反应器形式：搅拌罐/填充床/流化床/膜式
- CIP/SIP在线清洗灭菌
- 符合GMP要求，21 CFR Part 11
2. 工作原理
游离酶反应
游离酶直接溶解在反应液中，与底物充分接触进行催化反应。反应结束后需通过超滤或层析将酶与产物分离。游离酶反应器通常采用搅拌罐形式，搅拌确保酶与底物均匀接触。优点是传质效率高，缺点是酶无法回收利用。适用于酶价格低廉或一次性使用的场景。
固定化酶反应
酶固定在载体上（如树脂、硅胶、膜、微球），底物溶液流经固定化酶床层进行催化反应。固定化酶可反复使用多次，降低酶的使用成本。常见形式包括填充床反应器（底物从顶部流入底部流出）、流化床反应器（载体在液流中悬浮）和膜反应器（酶固定在膜表面或膜孔内）。
连续流动反应
底物溶液以一定流速连续通过反应器，产物连续流出。连续流动反应可实现稳定的产品质量和高效的设备利用率，适合大规模生产。停留时间（空时）是关键参数，需根据酶的动力学特性优化。
3. 系统分类
按酶的存在形式
1. 游离酶反应器（搅拌罐）
2. 固定化酶反应器（填充床/流化床/膜式）
按操作方式
1. 间歇式反应器
2. 连续流动式反应器
3. 补料间歇式反应器
按反应器形式
1. 搅拌罐式反应器（CSTR）
2. 填充床反应器（PBR）
3. 流化床反应器（FBR）
4. 详细技术参数
基本参数
| 参数 | 规格 |
|---|---|
| 型号 | ENZ-10 / ENZ-50 / ENZ-200 / ENZ-1000 |
| 有效容积 | 5～800 L |
| 工作温度 | 10～80℃（酶反应）/ 121℃（SIP） |
| 工作压力 | 常压 / 0.3 MPa |
| 搅拌转速 | 20～500 rpm（搅拌罐式） |
| pH控制范围 | 3.0～10.0 |
| 底物流速 | 0.1～10 L/min（连续式） |
酶反应器参数
| 型号 | 容积(L) | 转速(rpm) | 温控精度 | 电机(kW) |
|---|---|---|---|---|
| ENZ-10 | 7 | 20～500 | ±0.2℃ | 0.37 |
| ENZ-50 | 35 | 20～400 | ±0.2℃ | 0.55 |
| ENZ-200 | 140 | 20～300 | ±0.2℃ | 1.5 |
| ENZ-1000 | 700 | 15～200 | ±0.2℃ | 4.0 |
材料属性
| 部件 | 材质 | 说明 |
|---|---|---|
| 罐体 | SUS316L | 内壁电解抛光Ra≤0.4μm |
| 夹套 | SUS304 | 整体夹套 |
| 搅拌桨 | SUS316L | 低剪切设计 |
| 固定化载体 | 树脂/硅胶/膜 | 按需选配 |
5. 核心部件选型
反应罐体
SUS316L不锈钢，内壁电解抛光Ra≤0.4μm。配备夹套温控、pH/温度传感器接口、CIP清洗球、无菌取样阀、SIP接口。可视镜观察反应液状态。
搅拌系统
低剪切搅拌桨设计，减少对酶和固定化载体的机械损伤。变频电机驱动20～500rpm。游离酶反应器采用标准涡轮桨，固定化酶反应器采用锚式桨减少载体磨损。
温控系统
夹套通入冷却水/热水循环，PID温控±0.2℃。酶反应对温度极为敏感，温控精度直接影响酶活性和反应速率。配备PT100温度传感器。
pH调节系统
在线pH电极监测，自动补加酸碱液维持目标pH。蠕动泵精密供液，补液精度±0.5%。
控制系统
SIEMENS/AB PLC控制器，7～12英寸触摸屏HMI。实时监测温度、pH、DO、转速、流量。配方管理，21 CFR Part 11数据记录。
6. 典型应用领域
制药酶催化
手性药物合成、抗生素半合成、他汀类药物中间体、氨基酸衍生物、核苷类药物
食品酶催化
淀粉糖化、乳糖水解、果汁澄清、油脂水解、异构化糖生产
化工酶催化
生物柴油制备、手性拆分、酯化反应、聚合反应
7. 设计标准与认证
符合以下标准与认证要求
1. GMP（药品生产质量管理规范）
2. FDA 21 CFR Part 210/211
3. ISO 9001 / ISO 14001
4. CE 认证
8. 定制可选配置
| 可选项 | 详情 |
|---|---|
| 反应器形式 | 搅拌罐/填充床/流化床/膜式 |
| 容积 | 10/50/100/200/500/1000L |
| 固定化载体 | 树脂/硅胶/膜/微球 |
| 操作方式 | 间歇/连续/补料间歇 |
| pH控制 | 在线+自动 |
| 温控精度 | ±0.2℃/±0.5℃ |
| CIP/SIP | 在线清洗/在线灭菌 |
| 控制方式 | 手动/半自动/全自动PLC |
9. 质保条款
| 设备状态 | 质保期 | 质保范围 |
|---|---|---|
| 全新设备 | 12个月 | 罐体、搅拌系统、温控系统、控制系统 |
| 翻新设备 | 6个月 | 搅拌系统、控制系统 |
10. 包装与交付
| 项目 | 包装方式 |
|---|---|
| 主机 | 防锈处理后塑料薄膜包裹，木箱固定 |
| 固定化载体 | 独立密封包装 |
| 电气箱 | 防潮处理后独立包装 |
| 随机文件 | 防水袋封装 |
交货期：全新设备60～120个工作日；翻新设备30～60个工作日。
11. 询价所需提供资料
为获得准确报价，请提供以下信息：
酶类型及反应类型
底物和产物名称
反应器形式偏好
要求有效容积
工作温度和pH范围
操作方式（间歇/连续）
是否需要固定化载体
CIP/SIP要求
材质要求
控制方式偏好
当地电压和频率
设备状态偏好：全新/翻新
交货条款及目的港