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作為一種酶催化反應(yīng)設(shè)備，酶生物反應(yīng)器設(shè)計的目的是使酶發(fā)揮最大的催化效率，以最低的生產(chǎn)成本生產(chǎn)出質(zhì)量最高、數(shù)量最多的產(chǎn)品。因此，評價該反應(yīng)器的主要標(biāo)準就是反應(yīng)器生產(chǎn)能力的大小和產(chǎn)品質(zhì)量的高低。

  
對于理想的酶生物反應(yīng)器，其需要達到以下幾點標(biāo)準：
1. 所用生物催化劑應(yīng)具有較高的比活和酶濃度，從而得到較大的產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率。
2. 可以通過電腦自動檢測和調(diào)控，從而獲得最佳的反應(yīng)條件。
3. 具有良好的傳質(zhì)和混合性能，傳質(zhì)阻力是反應(yīng)器速度限制的主要因素。
4. 具有最佳的無菌條件，雜菌污染會導(dǎo)致反應(yīng)器的生產(chǎn)能力下降。
 
酶生物反應(yīng)器在設(shè)計時的基本要求是通用和簡單，并保證在時間、空間、經(jīng)濟上最佳，所以在設(shè)計酶生物反應(yīng)器時應(yīng)考慮如下因素：
1. 底物的酶促反應(yīng)動力學(xué)及溫度、壓力、pH等操作參數(shù)對此特性的影響。
2. 反應(yīng)器的類型和反應(yīng)器內(nèi)流體的流動狀態(tài)及傳熱特性。
3. 需要的生產(chǎn)量和生產(chǎn)工藝流程。
 
 
上述三項組合所建立的方程被稱為設(shè)計方程式或操作方程式。通常情況下，要建立數(shù)學(xué)模型，把所要設(shè)計和控制的各個量，即設(shè)計變量和操作變量等以數(shù)量表示，制定出計劃進行最優(yōu)化的定量函數(shù)。表示物料平衡、熱量平衡、反應(yīng)動力學(xué)和流動特性等的關(guān)系式是反應(yīng)器設(shè)計所必須的。因此，根據(jù)設(shè)計原理，酶生物反應(yīng)器的設(shè)計主要包括反應(yīng)器類型的確定、反應(yīng)器制造材料的確定、熱量衡算、物料衡算等。

 

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