南京工业大学生物反应工程试卷2006B

南京工业大学生物反应工程试题（B）卷（开）2005--2006学年第二学期使用班级生0301-02班级学号姓名题号总分得分一、填空题（每题4分，共20分）：1、相对于无抑制酶促反应方程的maxr和mK，当存在竞争性抑制时，动力学方程中参数maxr，mK；当存在反竞争性抑制时，动力学方程中参数maxr，mK。2、某酶以游离形式进行酶促反应时所得的动力学参数为Km＝0.05mol/L和rmax＝10mol/(L·min)。该酶进行固定化后进行同一酶促反应，所得动力学参数为Km’＝0.1mol/L和'maxr＝6mol/(L·min)。当底物浓度为1mol/L时，该固定化酶的有效因子η＝。3、以乙醇为唯一碳源进行产气杆菌培养，菌体初始浓度为0.1g/L，培养到3.2h，菌体浓度为8.44g/L，如果不考虑延迟期，比生长速率一定，则倍增时间td＝。4、同样的酶进行催化反应，在转化条件相同的情况下，若要达到相同的转化率，采用CSTR反应器的体积CPFR的反应器体积。5、对于活塞流反应器来说，所有流体粒子的停留时间平均停留时间，而对于全混流反应器来说，有流体粒子停留时间大于平均停留时间。二、名词解释（每题2分，共10分）：1、酶活回收率2、丹克莱尔准数3、均衡生长4、反应－分离耦合过程5、活塞流模型三、简答题（每题5分，共30分）：1、Monod方程建立的几点假设是什么？Monod方程与米氏方程主要区别是什么？2、酶固定化会引起酶活性和稳定性如何变化？为什么要进行酶的固定化？3、内扩散的梯勒模数φ代表什么意义？其值大小与什么有关？与内扩散之间的关系是什么？4、细胞反应产物生成动力学的Gaden分类是按照什么方法进行分类？具有分类有那些？分别写出不同分类的动力学方程？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、kLa测定方法有哪几种？简述各方法的基本原理。四、计算（每题15分，共30分）：1、在一间歇操作的反应器中进行均相酶催化反应，已知该反应的动力学方程为：SEssCCCr22000(mol/L·min)。已知CE0=1×10-3mol/L，CS0=10mol/L.。试求当底物浓度下降到0.025mol/L时，所需的反应时间是多少？2、假设某细胞生长服从Monod动力学，已知，μmax=0.5h-1，Ks=2g/L，若在一CSTR中进行培养，其加料V0＝100L/h，CS0=50g/L，YX/S=0.5。求：（1）、当细胞生产速率最大时，VR＝？（2）、在上述情况下，CX和CS各为多少？（3）、如果将上述反应器出口物料接着进入第二个CSTR，并使最后CS=1g/L，则第二个CSTR体积为多少？（4）、如果第二个反应器体积等于第一个反应器体积，则第二个反应器出口CX和CS各为多少？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、Lk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、Lk的单位是什么？2、用酒精酵母进行生物反应器性能实验。在非无菌条件下，先进行BSTR间歇反应实验，使反应器内的菌体增殖到最大静止期，然后进行CSTR连续反应实验，培养基的连续流进和流出用恒流泵来实现。试分析和确定以下情况：1、从BSTR间歇培养到CSTR连续培养，反应器内菌体浓度和菌体种类如何变化？2、在CSTR操作时流量不稳定，对反应器内菌体浓度与理想CSTR情况下有何偏差？3、BSTR开始时，接种量对菌体生长延迟期有何影响？