南京工业大学生物反应工程试卷2006A

南京工业大学生物反应工程试题（A）卷（开）2005--2006学年第二学期使用班级生0301-02班级学号姓名题号总分得分一、填空题（每题4分，共20分）：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311max410minrmolL和31210mKmolL，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4×10-1min。3、葡萄糖为碳源，NH3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12molNH3生成了57mol菌体、43mol甘油、130mol乙醇、154molCO2和3.6molH2O。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td？6、kLa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，k0=0.0765mol/(s·m3),纤维二糖通过颗粒内有效扩散系数De=0.6×10-5cm2/s，试求当纤维二糖在液相主体中浓度为10mol/m3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1RV=500L，2RV=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CS0=5g/L，并已知μmax=0.3h-1，KS=0.1g/L，YX/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qp=0.02gP/(gcell·h),YP/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)/(1.0hLmolCkLL，细胞在指数生长期内的倍增时间为30min，6.02/OxY。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、Lk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、Lk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进行串联时，其2为多少？