南京工业大学生物反应工程试卷(b)

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

1、相对于无抑制酶促反应方程的max r 和m K ，当存在竞争性抑制时，动力学方程中参数max r ，m K ；当存在反竞争性抑制时，动力学方程中参数

max r ，m K 。

2、某酶以游离形式进行酶促反应时所得的动力学参数为K m ＝0.05mol/L 和r max ＝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K m ’＝

0.1mol/L 和'm ax r ＝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t d ＝ 。

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：

S

E s s C C C r +=

22000

(mol/L ·min)。已知C E0=1×10-3mol/L ，C S0=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V 0＝100L/h ，C S0=50g/L ，Y X/S =0.5。求：（1）、当细胞生产速率

最大时，V R＝？（2）、在上述情况下，C X和C S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C S=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C X和C S 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

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？随亚硫酸情况：1、α

L

k

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、α

L 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？