最新南京工业大学生物反应工程试卷(A)

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

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

311max 410min r mol L ---=⨯和31210m K mol L --=⨯，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4×10-1

min 。

3、葡萄糖为碳源，NH 3为氮源进行酵母厌氧培养。培养中分析结果表明，消耗100mol 葡萄糖和12mol NH 3生成了57mol 菌体、43mol 甘油、130mol 乙醇、154molCO 2和3.6molH 2O 。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t d？

6、k L a 测定方法有哪几种？简述各方法的基本原理。

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=0.0765mol/(s ·m 3),纤维二糖通过颗粒内有效扩散系数D e =0.6×10-5cm 2/s ，试求当纤维二糖在液相主体中浓度为10mol/m 3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1R V =500L ，2R V =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C S0=5g/L ，并已知μmax =0.3h -1，K S =0.1g/L ，Y X/S =0.4。 试确定：

1) 在第一个CSTR 出口物流中细胞和基质的浓度为多少？

2) 假定在第二个CSTR 中细胞的生长可忽略，已知q p =0.02gP/(gcell ·h),Y P/S =0.6，

求出在第二个CSTR 出口物流中基质和产物的浓度。

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

)/(1.0h L mol C k L L ⋅=⨯*

α，细胞在指数生长期内的倍增时间为30min ，6.02/=O x Y 。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、αL 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

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、

αL k 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

σ为多少？进行串联时，其2

θ