第七章 生物反应器习题

第七章生物反应器习题
1.何谓恒化器，何谓恒浊器，二者有何区别？
2.某一酶促反应可以米氏方程表达，已知Km = 0.03mol/ L, r m=13 mol /(L⋅min),底物流量F = 10L/ min, 入口底物浓度S in= 10mol /L，底物的95%转化为产物，计算以下反
应器条件下所需反应器体积：（1）CSTR 条件下；（2）CPFR 条件下。

3． 初始浓度为0.1mol /m3的麦芽糖在酶的作用下加水水解生成葡萄糖， 底物流量
F = 0.002m3/ s ，转化率χ = 80%，反应符合米氏反应规律，
r max= 4.39 ×10 -3mol/( m3⋅s) ,K =1.03mol /m3。

求（1）采用单级CPFR 反应器时
所需体积；（2）采用单级CSTR 反应器时所需体积；（3）其他条件不变，采用两个CSTR 反应器时的反应体积；比较上述3 种情况。

4．利用海藻酸钙凝胶包埋法固定化葡萄汁酵母，采用填充床式反应器，连续加入葡萄糖底
=0.80的反应器。

生物反应可采用米氏方程物，产物为乙醇。

试设计一确定保转化率χ
2
来描述，已知， K′= 1.74 ×102mol /m3。

空隙率为0.4; 入口处底物浓度为S in =10mol /m3；底物流量F = 5.0×10-3m3/ s 。

5. 带有挡板的通用式发酵罐，罐直径D1=0.5m，安装涡轮搅拌器，转速为150rpm，若以单位体积搅拌功率一定，放大至D2=1.5m，问大型罐涡轮搅拌器的转速N2 为多少？另外，若两罐内的液体循环速度相同，N2 为多少？假定以上各状态反应液均为湍流状态。

6. 有一发酵产品，采用具有六弯叶涡轮搅拌器的通用式发酵罐进行实验。

经小罐到大罐逐步放大，试验证明：这种发酵能有效地采用单位体积等功率地放大方法。

最后在500L 中间规模试验发酵罐中，得到最高产率时地工艺条件是：搅拌转速为300r/min；风量比
0.3m3/（m3•min），并测得在通风情况下得功率消耗为0.53kW。

现放大到10m3，求大罐的工艺条件。

罐的装填系数为0.7。