三大理想反应器的流型与浓度剖面
BSTR · CSTR · CPFR 的混合状态与 Michaelis-Menten 动力学下的 [S] 时空变化
BSTR、CSTR、CPFR 三类理想反应器示意与浓度曲线 三列并排展示三类反应器的装置示意与底物/产物浓度随时间或管长的变化曲线,突出 CSTR 内部浓度等于出口低浓度、CPFR 沿管长梯度下降的特征。 三类理想反应器:装置示意 + [S]/[P] 浓度剖面 BSTR 分批搅拌罐 均一混合 · 无空间梯度 [S] 反应时间 t → [S] [P] 可完全转化 ✓ CSTR 连续全混流 S 进 P 出 内部浓度 = 出口浓度 [S] 位置 / 时间 → [S] [P] 转化率受限 ⚠ CPFR 活塞流 S 进 P 出 [S]高 [S]中 [S]低 沿管长梯度下降 · 无返混 [S] 管长 L → [S] [P] 可完全转化 ✓
BSTR — 设备简单、可完全转化;大规模时体积产率低,固定化酶受机械剪切。
CSTR — 内部浓度恒等于出口低浓度,转化率受限;多级串联可逼近活塞流。
CPFR — 沿管长形成浓度梯度,转化率最高;固定床/管式均可实现。
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