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南京工业大学生物反应工程试卷2006B.doc

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南京工业大学 生物反应工程 试题(B)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 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和,当存在竞争性抑制时,动力学方程中参数 , ;当存在反竞争性抑制时,动力学方程中参数 , 。 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=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8.44 g/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:(mol/L·min)。已知CE0=1×10-3mol/L,CS0=10mol/L.。试求当底物浓度下降到0.025 mol/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、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、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?
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