生化工程习题

1．发酵罐直径D＝1.8m，圆盘六弯叶涡轮直径Di＝0.6m，一只涡轮，罐内装4块标准挡板，搅拌器转速n＝168r/min，通气量Q＝1.42m3/min，罐压P＝1.5绝对大气压，醪液粘度μ＝1.96×10－3 N·s/m2，醪液密度ρ＝1020kg/m3。计算Pg。

已知；P0=NpDi5n3ρ（W）；ReM＝Di2nρ/μ

圆盘六平直叶涡轮Np≈6；圆盘六弯叶涡轮Np≈4.7；圆盘六箭叶涡轮Np≈3.7。

设与电机传动相关的参数：三角皮带效率为0.92，滚动轴承效率为0.99，滑动轴承效率为0.98端面轴封增加功率为1.0％。

2．在分批培养中，培养基组成时刻都在变化，某一时刻的瞬时得率YX/S＝dX/dS＝μ/qS，YP/S＝dP/dS＝qP/qS，试计算葡萄糖生成乙醇发酵中的得率系数。已知该发酵过程限制性培养基中细胞生长方程和产物生成量计量式及底物比消耗速率可分别表示如下（X ATP代表能量的消耗与生成）。

（1）1.12CH2O+0.15NH3+0.507XA TP＝CH1.62O0.88N0.15+0.12CO2+其他

（2）1.5CH2O＝CH3O0.5+0.5CO2+0.5X ATP（假定产物除CO2只有乙醇，且生成的ATP全部用于细胞生长过程的耗能即不考虑维持代谢）

（3）q S＝1.12μ＋1.5 q P

英汉互译

1. 生物技术

2. 生长曲线

3. 洗出

4. 亚单位

5. 关键酶

6. 迟滞期

7. 分批培养8. Immobilized enzyme

9. Optimal temperature 10. Product inhibitor

11. Allosteric effect 12. Dilution rate

13. K G a 14. Sterilization

15. On-line

常用的酶固定化的方法有哪些？简述去固定化原理。

1．请问以下结论是否正确？并阐明原由。

在同一温度下灭菌，连续式全混流型反应器（CFSTR）的灭菌时间要比活塞流模型反应器（PFR）的长得多，比批式全混流反应器的灭菌时间长得同样多。

2．发酵工业中，空气除菌的方法有哪些？广泛采用的是哪种方法？

3．空气过滤器设计的理论基础是什么？

4．测量体积溶氧系数k L a的方法有哪些？动态法用溶氧电极测体积溶氧系数的原理是什么？

5．下图是均相酶反应动力学方程的E-H图形，直线1代表该酶反应得类型是无抑制的酶反应，请标出未知直线所代表的酶反应类型。

-6-4-202468

6．按几何相似的原则放大设备，放大倍数与单位容积液体具有的罐的横截面积之间有何关联？在此基础上，若保持vvm 相等，则放大罐和原型罐中的罐内空截面气速v s 存在何种关系？

7．（10分）为什么说在P 0/V 相等的条件下，D/T 比愈小，造成的剪率也愈大？

填空

1、反应器的D/H 越大，越接近_______型反应器。

2、单纤维捕集效率中，重要的三个机制是_______ _______ 和 _______ 。

3、评价好氧发酵罐最重要的两个指标是_______和_______ 。

4、酶或细胞的固定化方法有_______、_______和 _______。

5、发酵产物的生成速率与菌体生长速率之间大致存在三种不同类型的关联，它们是_______、 _______和_______。

6、工程上广泛采用的培养基灭菌方法有_______和_______。

7、发酵罐比拟放大时需要确定的操作参数主要是空气流量、搅拌功率和搅拌转数，需要确定的罐几何尺寸主要是_______和_______。

8、生物反应器设计的主要目标是 _______，_______

问答题

1、 固定化酶和固定化细胞在实际应用中的显著特点是什么？

2、 高温快速杀菌的原因是什么？灭菌的控制参数是什么？

3、 生物反应器设计和操作的限制因素有那些？

4、 缩短微生物分批培养延迟期常采用的方法是什么？

5、 提高发酵液中氧传递速率的主要途径是什么？

6、 有一发酵罐内装40m 3培养基，在121温度下进行实罐灭菌。原污染程度为每1m

3有2*105个耐热细菌芽孢，121度时灭菌速度常数为1.8min -1

。求灭菌失败机率为

0.001时所需要的灭菌时间。

7、生物反应器开发的趋势和方向。

8、有细胞回流的单级连续培养是怎样的操作方式？与单级恒化器相比有什么优点？