均相系統

物質分散成一定大小的質點而分佈於另一物質中所成的多相體系。分散的物質稱“分散相”，是不連續相；分散他物的物質稱“分散介質”，是連續相。按分散相粒子的大小，可分為粗分散系統與膠體分散系統，這些系統統合在一起就形成了均相系統。

在攪拌過程中存在三種擴散方式：總體對流擴散、渦流擴散和分子擴散。

排出流和誘導流造成釜內液體大範圍宏觀流動，並使整個釜內液體產生流動循環，這種流動稱為總體流動。由此產生的整個攪拌釜範圍內的擴散稱為對流擴散。總體流動能使液體宏觀上均勻混合(大尺度一L的混合)。為達到大尺度上的均勻混合，必須合理設計攪拌裝置和釜體，注意消除不流動的死區。

當攪拌具備一定條件時。釜內流體的局部或整體的流動將處於湍流區，湍流區的流體處於湍流場中，由於射流中心與周圍液體交界處的速度梯度很大而產生強的剪切作用，對低黏度的液體形成大量旋渦。旋渦的分裂、破碎及能量傳遞，使微團尺寸減小(最小尺寸可達微米級)，從而達到小尺寸的微觀均勻混合。

均相液體在分子尺度的均勻混合靠分子擴散。釜內液體強的湍動使微團的尺寸減小，可大大加速分子擴散。

在大多數混合過程中，上述三種混合機理同時發揮作用。總體對流擴散將液體微團帶到釜內各處，達到宏觀上的均勻混，合；渦流擴散使大尺寸的液體團塊分割成尺寸較小的流體微團；分子擴散使流體微團最終消失，釜內液體達到分子尺度的均勻混合。一般來説，渦流擴散在整個混合過程中占主導地位。

對於低黏度液體，總體流動將液體破碎成較大的液團並帶至釜內各處，更小尺度上的混合則是由高度湍動液流中的旋渦造成的。不同尺寸和不同強度的旋渦對液團有不同程度的破碎作用。旋渦尺寸越小，破碎作用越大，所形成的液團也越小。通常攪拌條件下最小液團的尺寸約為幾十微米。大尺度的旋渦只能產生較大尺寸的液團，因為小尺寸液團將被大旋渦捲入與其一起旋轉而不被破碎。旋渦的尺寸和強度取決於總體流動的湍動程度。總體流動的湍動程度越高，旋渦的尺寸越小，數量也越多。因此，為達到更小尺度上的宏觀混合，除選用適當的攪拌器外，還可採用其他措施人為地促進總體流動的湍動。

對於高黏度流體．在經濟的操作範圍內不可能獲得高度湍動而只能在層流狀態下流動，此時的混合作用主要依賴於充分的總體流動，但同時也依賴於由速度梯度的剪切引起的液體微團的分散和破碎。為加強軸向流動，採用帶上下往復運動的旋轉攪拌器則混合效果更佳。 ^[1-2] 

均相的有機溶劑體系是指用與水不互溶的有機溶劑取代所有的溶劑水(>98%)，形成固相酶分散在有機溶劑中的非均相反應體系。處於這種體系中的酶，其表面必須有殘餘的結構水，才能保證其催化活性。一般有機溶劑中含有小於2%的微量水。常用的與水不互溶的有機溶劑有烴類、醚、芳香族化合物、鹵代烴等，它們的疏水指數較大。固相酶在有機溶劑中具有催化活性是酶的一項重要特性，在過去二十多年的研究中，已證明這種體系是可行、可靠和多用途的。

對許多酶的應用而言，顯著減少反應混合物的含水量是有利的。由於酶在低含水系統中通常不溶，故得到的是非均相反應混合物。酶既可以以遊離酶粉(無論純度如何)的形式直接使用，也可先固定在固相載體上再使用。但兩者都要求酶處於對催化最適合的離子化狀態，因此必須在將酶製備成粉末或固定化顆粒之前將溶液的pH調節到最佳值。 ^[3]