《生物反应工程》思考题计算题(07版本)

2011复习提纲与作业一、思考题1、恒化器的洗出状态、有关参数与变量2、以符合M-M方程的酶反应动力学为例，比较同一反应在CSTR与CPFR中的空时（作图说明）3、固定化酶外扩散-反应过程的Da准数的物理意义4、固定化酶内扩散-反应过程的Φ模数的物理意义5、底物抑制酶反应的动力学特征6、试说明半间歇半连续操作方式的反应器生产能力，为何对这种方式进一步优化以提高之7、说明气升式动物细胞反应皿（注：这个字本来是这样的）中流体剪切力的主要影响因素8、无泡通气搅拌动物细胞反应器的设计原理9、细胞反应的产物生成的Gaden分类10、大型反应器中一般相对小型反应器存在较大的细胞生长环境参数分布，由此现象讨论生物反应器放大的主要考虑11、试对大型反应器和小型反应器，试比较积分剪切因子ISF和叶端速度UL,tip的大小12、为达到一定的氧传递系数KL,a，可采用提高搅拌速度和通气速率两种方式，究竟如何配置？13、生物反应过程优化的主要决策变量14、得率系数的主要意义15、细胞生长的自催化特性，它对循环式恒化器和多级串联恒化器设计的作用16、补料分批培养方式的特点，从生物反应动力学特性上选择它的主要理由17、根据产物形成与细胞生长部分相关的动力学模型，说明循环式膜反应器的设计思想18、固定化酶动力学研究的有效因子法的要点如何？19、说明恒流量流加操作的基本特点1920、解释空时、空速的概念，在反应器操作上的用途21、写出微生物反应器氧的供需关系表达式，从供氧关系分析反应器中溶氧浓度的变化22、理想流动与非理想流动23、生物反应器中的微观混合与哪些反应器性能参数有关24、反混概念、连续流动反应器的非理想流动的原因有哪些？二、计算题1、一机械搅拌反应器中进行指数式流加发酵，已知它的生长动力学符合Monod方程，μmax=0.2h-1，Ks=2×10-3g/L,yx|o=1.8g/g,且反应器有效体积VR=30m3,反应器直径D=2.48m,通气功率Pg=1800W,通气速率Qg=0.25m3/s,饱和溶氧C*oL=37.12mg/L,氧传递系数KLa=2.6×10-2(PgVR)0.4Us0.5,控制培养液中底物浓度Cs=0.03g/L。问细胞浓度Cx估计多少时，细胞生长速率为氧传递速率限制？2、在乙酸上的假单胞菌生长符合Monod方程μmax=0.289h-1,Ks=1.3g/L,yx|s=0.46g/g,若进行恒化器培养，Cs=3g/L,试求：（1）细胞产率最大时的稀释率和细胞产率。（2）当稀释率D=0.5Dopt时的细胞浓度Cx，底物浓度Cs和细胞产率。3、假定以恒速加料方式进行补料分批培养，过程参数处于拟稳态。已知：氧传递系数KLa=476.2h-1,饱和溶氧C*oL=0.21mmol/L,yx|o=0.6g/g,底物饱和系数Ks=8g/L,底物浓度Cs=3g/L,稀释率D=0.2h-1.试求：（1）细胞的比生长速率和最大比生长速率（2）当供氧速率的限制使培养液中溶氧浓度为0时，细胞浓度Cx为多少？（3）假定COL≥0.4C*OL时为生长限制，COL≤0.1C*OL时为传质限制。试确定处于两种状态间时的细胞浓度Cx的范围。4、微生物连续培养过程，动力学方程为rx=0.38+csCx,g/(L·min),进料底物浓度Cso=3g/L,yx|o=0.4g/g,试求：（1）若在体积为500L的CSTR中进行反应，求最佳加料速率、最大细胞生长速率、相应反应器内的细胞浓度。（2）若将上述反应器出口物料接着流入第二个CSTR,并保持系统加料速度不变，使最后的出料的Cs2=0.1g/L,则第二个反应器的体积应为多少？5、从细胞质量衡算公式推导τm=Cx−Cxorx==是我一个字一个字敲出来的….没校对过~~杨晨