南京工业大学生物反应工程试卷2006A.docx

南京工业大学 生物反应工程 试题（A）卷（开） 20 05--20 06 学年 第 二 学期 使用班级 生 0301-02 班级 学号 姓名 题号 题号 总分 得分 一、填空题（每题 4 分，共 20 分）： 1、对于简单酶反应动力学方程参数的求取，不同的方法所得的结果不同，四种方法的 斜 率 分 别 为 L－B 法 ；H-W 法 ；E-H 法 和积分法 。 2 、 一 个 固 定 化 在 实 心 球 表 面 的 葡 萄 糖 氧 化 酶 ， 其 动 力 学 参 数 为 r max ? 4 ?10?3 mol L?1 min?1 和 K m ? 2 ?10?3 mol L?1 ，现将该固定化酶放置于葡萄糖浓度 为 5mol·L-1 的反应体系中，其反应受 控制，有效因子为 。已知葡萄糖的体积传质系数为 4×10-1min。 33、葡萄糖为碳源，NH 为氮源进行酵母厌氧培养。培养中分析结果表明，消耗 100mol 3 32葡萄糖和 12mol NH 生成了 57mol 菌体、43mol 甘油、130mol 乙醇、154molCO 和 3 2 3.6molH2O。此时酵母细胞的分子式为 4 、采用带有外循环的 CSTR 反应器与普通 CSTR 反应器相比，其临界稀释率 ；反应器的稳定性 。 5、设 θ 为无因次时间。当反应器为活塞流反应器、θ＝0.8 时，F（θ） ，E （θ） ；当反应器为全混流反应器、θ＝0.8 时，F（θ） ，E（θ） 。 二、名词解释（每题 2 分，共 10 分）： 1、抑制百分数 2、梯勒模数 3、Gaden 分类 4、反应－分离耦合过程 5、停留时间分布密度函数 三、简答题（每题 5 分，共 30 分）： 1、细胞生长的 Monod 方程的基本假设和适用范围是什么？什么是均衡生长？ 2、反应器内流体停留时间分布函数有那些？如何采用实验方法测定停留时间分布？ 实验方法中的各自缺陷是什么？停留时间分布函数的统计特征值是什么？ 3、在固定化酶反应中，若存在底物抑制采用什么样反应器较为合适？若存在产物抑 制，采用何种反应器较好？为什么？ 4、什么叫做“返混”？根据返混的不同可以将理想反应器分为几种？其各自特征参 数值有什么特点？ 5、一般情况下微生物的间歇培养采用什么方法考察菌体的增殖情况，发酵过程分为 那些阶段？如何改变迟滞期的长短？如何计算倍增时间 td？ 6、k a 测定方法有哪几种？简述各方法的基本原理。 L 四、计算（每题 10 分，共 30 分）： 1、纤维二糖在固定在藻朊酸钠凝胶上的β －葡萄糖苷酶的作用下水解为葡萄糖，该固定化酶为球形，其直径 d=2.5mm 。假设在颗粒内发生的反应为零级反应， k =0.0765mol/(s·m3),纤维二糖通过颗粒内有效扩散系数 D =0.6×10-5cm2/s，试求当 0 e 纤维二糖在液相主体中浓度为 10mol/m3 时，该固定化酶有效因子是多少？ 2、在一两段 CSTR 串联系统，其中V R 1 =500L，V R 2 =300L，第一个 CSTR 用于生产细 胞，第二个 CSTR 用于生产代谢产物。对第一个反应器加料速率为 V=100L/h,加料中葡萄糖浓度为 CS0=5g/L，并已知μ max=0.3h-1，KS=0.1g/L，YX/S=0.4。 试确定： 在第一个 CSTR 出口物流中细胞和基质的浓度为多少？ 假定在第二个 CSTR 中细胞的生长可忽略，已知 q =0.02gP/(gcell·h),Y =0.6， p 求出在第二个 CSTR 出口物流中基质和产物的浓度。 P/S 3、在一间歇操作的实验反应器中进行微生物反应，并用亚硫酸钠氧化法测定其 k ? ? C ? L L ? 0.1mol /(L ? h) ，细胞在指数生长期内的倍增时间为30min，Y  x / O2 ? 0.6 。试 求：(1)、在指数生长期内，细胞的比生长速率为多少？（ 2）、当发酵液中溶氧浓度接近耗尽时，细胞浓度为多大? 五、实验（每题 5 分，共 10 分） 1、用亚硫酸钠氧化法测定生物反应器的氧传递的体积传质系数。试分析和确定如下 情况：1、k ? 随通气量的增加而如何变化？随搅拌转速的提高如何变化？随亚硫酸 L 钠浓度变小如何变化？2、当硫代硫酸钠滴定体积变化不大时，是何原因造成？3、k ? L 的单位是什么？ 2、停留时间分布的实验中，通过示踪法来测定反应器的停留时间分布函数。其中，1、对于示踪剂的选择有何要求？2、酸碱指示剂是否可作为示踪剂？3、当采用 3 个CSTR 进行串联时，其? 2 为多少？ ?