Переваги і недоліки різних типів реакторів

Проточний колонний реактор. У реакторі колонного типу можливе використання більших концентрацій субстрату – до 300...400 г/л (для порівняння, у реакторі з перемішуванням – тільки до 80...100 г/л), що приводить до істотного збільшення продуктивності процесу. Постійне видалення продуктів із зони гідролізу дозволяє зменшити їх пригнічуючий вплив на целюлази й у підсумку досягти більше високого ступеня конверсії целюлози й продуктивності. У колонному реакторі можна застосовувати для гідролізу культуральну рідину продуцентів целлюлаз навіть із порівняно невеликою активністю, оскільки принцип роботи реактора дозволяє концентрувати ферменти на поверхні целюлози за рахунок їх селективної (аффінної) сорбції. При цьому відбувається також очищення від домішок, що містяться в культуральній рідини, що в підсумку приводить до одержання більш чистих гідролизатів. Ферменти, які десорбуються в процесі гідролізу і виходять разом із продуктами, можна повторно адсорбувати на свіжих порціях сировини, що подаються у реактор за принципом протитоку. Таким чином, здійснюється авторегенерація ферментів, і процес гідролізу є безперервним, що дає додаткові технологічні переваги.

Недоліками колонного реактора є необхідність використання тільки міцно адсорбованих препаратів целлюлаз, а також високий гідродинамічний опір, що не дозволяє створити досить високу швидкість потоку. Крім того, у колонному реакторі доцільно використати як сировину відносно чисту (делігніфіковану) целюлозу, оскільки лігнін, що накопичується в процесі гідролізу, здатний адсорбувати та інактивувати целюлолітичні ферменти, тобто при підготовці сировини необхідна стадія делігніфікації.

Реактор періодичної дії з перемішуванням. До переваг реактора періодичної дії належить те, що в ньому можна застосовувати ферментні препарати з будь-якою, навіть поганою адсорбційною здатністю, наприклад, целюлазні комплекси з аспергілів з високою целобіазною активністю, які здатні давати як єдиний продукт гідролізу глюкозу (целобіаза погано адсорбується на целюлозі). До переваг реактора можна віднести також простоту апаратурного оформлення й менш жорсткі вимоги до сировини. Недоліками реактора періодичної дії є швидке зменшення швидкості реакції через інгібування продуктами гідролізу, що заважає досягати високого ступеня конверсії, а також низька продуктивність процесу. До того ж мала ефективність використання ферментів, і виникають проблеми відокремлення ферментів від продуктів реакції й подальшого очищення гідролізату.

Проточний реактор з перемішуванням. Даний тип реактора займає проміжне місце між проточним колонним і реактором періодичної дії й поєднує переваги й недоліки останніх.