生物反应工程_贾士儒_试卷1
生物反应工程贾士儒试卷1
生物反应工程考试试卷（2003年6月）班级姓名成绩一、名词解释(10分)流加式操作：能量生长非偶联型：返混：搅拌器轴功率：固定化酶：二、请列出下列物理量的数学表达式(10分)停留时间：呼吸商：稀释率：Da准数：转化率：三、判断题(10分)1、单罐连续培养稳态下，D=μ。
( )2、流加培养达到拟稳态时，D=μ。
( )3、单罐连续培养，在洗出稀释率下，稳态时罐内底物浓度为零。
( )4、Da 准数是决定固定化酶外扩散效率的唯一参数，Da 准数越大，外扩散效率越高。
( )5．酶经固定化后，稳定性增加，活性增大。
( )四、图形题（15分）图1为酶促反应1/r ~1/S 曲线，指出曲线Ⅰ、Ⅱ中哪条代表竞争性抑制，哪条代表无抑制情况。
图2为流体的流变学曲线，试说出每条曲线所代表的流体类型。
图1 图2ⅠⅡ1/rd/d图3为连续培养的数学模型，请在图中标出临界稀释率D crit和最大生产强度下的稀释率D m。
图4为微生物生长模型，请图示说明如何判断限制性基质？图3 图4五、简答题（25分）1、莫诺方程与米氏方程的区别是什么？XDX2、CSTR、PFR代表什么含义？比较CSTR型和PFR型酶反应器的性能。
3、何谓恒化器，何谓恒浊器，二者有何区别？4、影响k L a的因素有哪些，如何提高k L a或N v？5、如何进行流加培养的控制、优化？六、计算题（30分）1、乙醇为基质，通风培养酵母，呼吸商RQ=0.6。
反应方程为：C2H5OH+aO2+bNH3 c（CH1。
75N0。
15O0。
5）+dCO2+ eH2O 求各系数a、b、c、d及菌体得率Y X/S。
2、推导非竞争性抑制酶促反应动力学方程。
3．某微生物的生长可用Monod方程来描述，并且m=0.5/h，K S=2g/L。
连续培养中，流加基质浓度S o=48g/L，Y X/S=0.45g/g，在稳定状态下，菌体的最大生产强度为多少？4、在一定的培养条件下培养大肠杆菌，测得实验数据如下表所示。
生物反应工程试题答案高中
生物反应工程试题答案高中一、选择题1. 生物反应工程主要研究的是：A. 生物物质的物理性质B. 生物体内化学反应的过程C. 生物过程的工程控制与优化D. 生物分子的结构与功能答案：C2. 下列哪个不是生物反应器的类型？A. 批次反应器B. 连续搅拌反应器C. 固定床反应器D. 热交换器答案：D3. 在生物反应过程中，细胞生长的最适pH值通常是多少？A. 4.0-6.0B. 6.0-7.0C. 7.0-8.0D. 8.0-10.0答案：C4. 以下哪种微生物是好氧型的？A. 乳酸菌B. 酵母菌C. 硫酸盐还原菌D. 硝化细菌答案：D5. 在生物反应工程中，通常用来表示细胞生长速率的参数是：A. 底物浓度B. 产物浓度C. 细胞密度D. 比生长速率答案：D二、填空题1. 生物反应工程的核心是利用__________原理来设计和控制生物过程，以达到提高生物产品产量和质量的目的。
答案：生物化学2. 在生物反应过程中，__________是影响细胞生长和产物形成的重要因素，需要严格控制。
答案：环境条件3. 生物反应器的设计需要考虑的因素包括温度、pH值、氧气供应、搅拌速度等，以确保生物过程的__________和效率。
答案：稳定性4. 通过__________技术可以有效地提高产物的浓度，这是现代生物反应工程中常用的一种方法。
答案：分离纯化5. 微生物代谢工程是一种通过基因工程手段改变微生物的__________，从而提高特定产物的产量。
答案：代谢途径三、简答题1. 简述生物反应工程在食品工业中的应用。
答：生物反应工程在食品工业中的应用主要包括利用微生物发酵生产酒类、啤酒、酸奶等传统食品，以及通过生物转化过程生产食品添加剂、酶制剂等。
此外，生物反应工程还用于开发新型食品和改善食品的营养价值和安全性。
2. 描述生物反应过程中底物抑制现象，并举例说明。
答：底物抑制是指在生物反应过程中，底物浓度过高时会抑制微生物的生长和代谢活动。
生化反应工程试题
生化反应工程试题(总5页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--22（1）微生物的热阻：微生物对热的抵抗力称为热阻。
是指微生物在某一特定条件(主要是温度和加热方式)下的致死时间。
表征不同微生物对热抵抗能力强弱的指标。
（2）有效电子数：1摩尔碳源完全氧化时，所需的氧的摩尔数的4倍，称为该基质的有效电子数。
（3）k L a ：以(C *-C)为推动力的体积溶氧系数(h -1)（4）混合：指的是相同停留时间、不同空间位置的物料之间的一种以达到均匀状态为目的过程。
（5）停留时间：指反应物料从进入反应器时算起，至离开反应器时为止所经历的时间。
）（6）写出定义式：细胞生长得率Yx/s=生成细胞的质量（干重）/消耗底物的质量 选择性1.何为生化工程，生化工程的研究内容有哪些？生化工程全称是生物化学工程（BiochemicalEngineering)，是为生物技术服务的化学工程。
它是利用化学工程原理和方法对实验室所取得的生物技术成果加以开发，使之成为生物反应过程的一门学科，是生物化学与工程学相互渗透所形成的一门新学科。
它应用工程学这一实践技术，以生物体细胞（包括微生物细胞、动物细胞、植物细胞）作为研究的主角、生物化学作为理论基础，从动态、定量、微观的角度，广泛而深刻地揭示了生物工业的过程。
所以生化工程是化学工程的一个分支，也是生物工程的一个重要组成部分。
具体的研究内容：① 原料预处理：即底物（酶催化反应中的作用物）或培养基(发酵过程中的底物及营养物，也称营养基质)的制备过程，包括原料的物理、化学加工和灭菌过程。
②生物催化剂的制备：生物催化剂是指游离或固定化的活细胞或酶，微生物是最常用的活细胞催化剂，酶催化剂则从细胞中提取出来。
()S S a P S sp p-=033③生物反应的主体设备：即生物反应器，凡反应中采用整体微生物细胞时，反应器则称发酵罐；凡采用酶催化剂时，则称为酶反应器。
生物反应工程原理复习题答案
生物反应工程原理复习题答案一、选择题1. 生物反应器的基本类型包括：A. 搅拌槽式B. 填充床式C. 流化床式D. 所有以上选项2. 微生物生长的四个阶段包括：A. 滞后期B. 对数生长期C. 稳定期D. 衰减期E. 所有以上选项3. 以下哪个不是生物反应器操作模式？A. 批式操作B. 连续操作C. 半连续操作D. 周期性操作二、填空题1. 生物反应器的设计通常需要考虑_________、_________和_________三个主要因素。
2. 在生物反应器中，_________是用来描述微生物生长速率的参数。
3. 微生物的代谢途径可以分为_________代谢和_________代谢。
三、简答题1. 简述批式操作和连续操作的区别。
2. 描述生物反应器中氧气传递的重要性及其影响因素。
四、计算题1. 假设一个生物反应器的体积为1000升，其中微生物的浓度为5克/升。
如果微生物的比生长速率为0.2/小时，计算1小时内生物量的增长量。
2. 给定一个流化床生物反应器，其气体流量为1000升/分钟，气体中氧气的体积分数为21%。
如果反应器的体积为5立方米，计算在30分钟内氧气的总传递量。
五、论述题1. 论述生物反应器中混合和传质的重要性，并举例说明如何优化这些过程。
2. 分析在工业生产中，为什么需要对生物反应器进行规模放大，并讨论规模放大过程中可能遇到的挑战。
六、案例分析题1. 某制药公司使用生物反应器生产抗生素。
在生产过程中，他们发现微生物的生长速率突然下降。
请分析可能的原因，并提出解决方案。
2. 一个废水处理厂使用活性污泥法处理工业废水。
请根据活性污泥法的原理，分析废水处理过程中可能出现的问题，并提出改进措施。
七、实验设计题1. 设计一个实验来评估不同搅拌速度对微生物生长速率的影响。
2. 设计一个实验来测定生物反应器中氧气的溶解度。
八、结束语通过本复习题的练习，希望能够帮助学生更好地理解和掌握生物反应工程的原理，为进一步的学习和研究打下坚实的基础。
生物反应工程答案
生物反应工程答案【篇一：生物反应工程原理习题答案(部分)贾士儒版】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？答： monod方程建立的基本假设：微生物生长中，生长培养基中只有一种物质的浓度（其他组分过量）会影响其生长速率，这种物质被称为限制性基质，并且认为微生物为均衡生长且为简单的单一反应。
monod 方程与米氏方程的主要区别如下表所示：monod 方程与米氏方程的区别5．举例简要说明何为微生物反应的结构模型？答：由于细胞的组成是复结的，当微生物细胞内部所含有的蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸、维生素等的含量随环境条件的变化而变化时，建立起的动力学模型称为结构模型。
8.缺9．在啤酒酵母的生长试验中，消耗了0.2kg 葡萄糖和0.0672kgo2，生成 0.0746kg 酵母菌和0.121kgco2，请写出该反应的质量平衡式，计算酵母得率yx/s 和呼吸商 rq。
解：假设反应的质量平衡式为：10.微生物物繁殖过程中分裂一次生成两个子细胞，也有 4 分裂或 8分裂的，试证明当 n分裂时，有如下式子：td/t g= ln 2/ lnn ，式中： td 为倍增时间，tg为世代时间。
13.缺15.缺第五章复习题第三章复习题4.解5．【篇二：生物反应工程习题】1. 名词解释：生物工程；生化工程生物技术（biotechnology）又称生物工程，是指人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段，对生命有机体在分子水平、细胞水平、组织水平、个体水平进行不同层次的创造性设计和改造，使之能定向组建具有特定性状的新物种或新品系，从而造福人类的现代应用技术。
（百度定义：应用生命科学及工程学的原理，借助生物体作为反应器或用生物的成分作工具以提供产品来为社会服务的生物技术。
包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程等。
）：（①生物技术是一门多学科、综合性的科学技术；②过程中需要生物催化剂的参与；③其最终目的是建立工业生产过程或进行社会服务。
生物反应工程试卷
生物反应工程试卷生物反应工程试卷篇一：生物反应工程原理习题答案(部分)贾士儒版第四章复习题4．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？答：Monod方程建立的基本假设：微生物生长中，生长培养基中只有一种物质的浓度（其他组分过量）会影响其生长速率，这种物质被称为限制性基质，并且认为微生物为均衡生长且为简单的单一反应。
Monod 方程与米氏方程的主要区别如下表所示：Monod 方程与米氏方程的区别5．举例简要说明何为微生物反应的结构模型？答：由于细胞的组成是复结的，当微生物细胞内部所含有的蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸、维生素等的含量随环境条件的变化而变化时，建立起的动力学模型称为结构模型。
8.缺9．在啤酒酵母的生长试验中，消耗了0.2kg 葡萄糖和0.0672kgO2，生成0.0746kg 酵母菌和0.121kgCO2，请写出该反应的质量平衡式，计算酵母得率YX/S 和呼吸商RQ。
解：假设反应的质量平衡式为：10.微生物物繁殖过程中分裂一次生成两个子细胞，也有 4 分裂或8 分裂的，试证明当n分裂时，有如下式子：td/t g= ln 2/ lnn ，式中：td 为倍增时间，tg为世代时间。
dX/Xdt=μ, 边界条件，t=0,X=X0,积分得ln(X/X0)= μtt=td,, X/X0=2,所以td=ln2/μ13.缺15.缺第五章复习题第三章复习题4.解5．生物反应工程试卷篇二：反应工程试卷一．在实验室无梯度反应器中进行等温一级气固催化反应：A?R，采用球形颗粒催化剂，其直径为4mm，催化剂颗粒体积为5mL，进料气体流量为Q0?0.4mL/s，CA042x?60%?0.1mol/L，出口转化率Af，DeA?10cm/s。
已知外扩散阻力可忽略，试求在上述反应条件下，催化剂的内扩散有效因子和以颗粒体积为基准的速率常数的值。
解：无梯度反应器就是CSTRxAf?xA0xAf?xA0xAf?xA0VPRAfkPCAfkPCA01xAf Q0CA0xAf?xA0VP50.6??∴Q0?kP1?xAf∴0.4?kP1?0.6∴?kP?0.12s12k0.222PssR40.124845∵∴内扩散严重DeA100.1299?10.1875kP??0.64s∴∴?s48?二．在一实验室无梯度反应器中进行等温一级气固催化反应：A?R，得到下列结果，试判断是否受内扩散阻力的影响（外扩散阻力已消除，T1?T2）：dp(mm) Q0(cm/s) xAf3 8 0.66 3 0.8 催化剂质量一定，CA0?100mol/m。
生物反应工程试题答案解析
生物反应工程试题答案解析一、选择题1. 生物反应器中，通常用于好氧微生物培养的是哪种气体？A. 氧气B. 氮气C. 二氧化碳D. 氩气答案：A解析：在生物反应器中，好氧微生物需要氧气来进行呼吸作用，因此通常使用的气体是氧气。
氮气、二氧化碳和氩气在好氧微生物培养中不是必需的。
2. 下列哪种微生物代谢方式属于厌氧代谢？A. 硝化作用B. 反硝化作用C. 光合作用D. 有氧呼吸答案：B解析：反硝化作用是一种厌氧代谢过程，其中微生物将硝酸盐还原为氮气。
硝化作用是好氧微生物将氨转化为硝酸盐的过程。
光合作用是植物、藻类和某些细菌利用光能将二氧化碳转化为有机物的过程。
有氧呼吸是大多数生物在氧气存在的条件下进行的能量获取过程。
3. 在生物反应工程中，哪个参数是影响细胞生长和产物形成的关键因素？A. 温度B. pH值C. 氧气供应D. 所有以上选项答案：D解析：在生物反应工程中，温度、pH值和氧气供应都是影响细胞生长和产物形成的关键因素。
适宜的温度可以保证酶的活性和细胞的代谢活动，pH值影响酶的活性和微生物的生长环境，氧气供应对于好氧微生物的生长至关重要。
4. 以下哪种培养基成分不适合用于培养大肠杆菌？A. 蛋白胨B. 酵母提取物C. 氯化钠D. 葡萄糖答案：C解析：氯化钠通常用于培养基中以调节渗透压，但高浓度的氯化钠对大肠杆菌等许多微生物是有毒的，因此不适合用于培养大肠杆菌。
蛋白胨、酵母提取物和葡萄糖是常用的营养物质，可以提供碳源和氮源，促进大肠杆菌的生长。
二、填空题1. 在生物反应器的设计中，通常需要考虑的三个主要因素是________、________和________。
答案：温度、pH值、氧气供应解析：生物反应器的设计需要考虑多种因素，其中温度、pH值和氧气供应是影响微生物生长和产物形成的三个主要因素。
2. 微生物代谢可以分为________和________两种类型。
答案：好氧代谢、厌氧代谢解析：微生物代谢根据氧气的需求可以分为好氧代谢和厌氧代谢两种类型。
生物反应工程计算题解析
生物反应工程计算题解析《生物反应工程》讲稿（生物反应工程与生物反应器）课程简介：1绪论1.1生物反应工程的发展过程20世纪40年代抗菌素工业诞生，对无菌操作、通风溶氧技术十分拍切，吸引了大量化学工程人员参与技术攻关，于是有微生物学、生物化学、化学工程形成了一门交叉学科——生物化学工程（生化工程），当初的生化工程研究的核心，通风搅拌无菌操作。
1942年monod研究连续发酵，研究的目的就是提高发酵速率，60-70年代，单细胞蛋白生产，污水处理的重视，对菌体生长速率、底物的反应速率等的研究越来越重视，于是人们就把微生物反应动力学的研究与生物反应器结合起来形成了生化工程的一个重要分支-——生物反应工程。
这门课（生物反应工程）是一门以生物反应动力学为基础，研究生物反应器的设计、放大和生物反应过程的优化操作和控制的学科。
生物反应工程课程有好多名称，在上世纪80年代初，江南大学（原轻工业学院）王鸿祺教授给研究生开设了《生化反应动力学与生化反应器》，科技大学贾士儒教授给研究生开设了《生物反应工程与生物反应器》，后来改为《生物反应工程原理》。
90年代出版了高校教材《生物化工原理》，化工大学戚以政、王叔雄编著了《生化反应动力学与反应器》（1995年第二版），以后有编写了《生物反应工程》。
本学学院最早给研究生开这门课名称是《生物反应工程与生物反应器》，2010年改为《生物反应工程》。
1.2生物反应工程的主要容1）生物反应动力学研究生物反应过程速率及其影响因素，是理论基础。
微观动力学（本征动力学，是研究分应的固有速率，与温度、浓度、PH、催化剂等有关，与传递无关。
另一种反应是宏观动力学，也称反应器动力学。
与反应器的传质、传热及物料流动类型有关。
实验室研究可以看作微观动力学，从工程角度要研究的是宏观动力学。
2）生物反应器设计、优化与放大（设计包括结构型式、操作方式及尺寸的确定），实际生物反应器设计是将生化反应动力学特征和生化反应器特征结合的设计。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
生物反应工程考试试卷（2003年6月）班级姓名成绩一、名词解释(10分)流加式操作：能量生长非偶联型：返混：搅拌器轴功率：固定化酶：二、请列出下列物理量的数学表达式(10分)停留时间：呼吸商：稀释率：Da准数：转化率：三、判断题(10分)1、单罐连续培养稳态下，D=μ。
( )2、流加培养达到拟稳态时，D=μ。
( )3、单罐连续培养，在洗出稀释率下，稳态时罐内底物浓度为零。
( )4、Da 准数是决定固定化酶外扩散效率的唯一参数，Da 准数越大，外扩散效率越高。
( )5．酶经固定化后，稳定性增加，活性增大。
( )四、图形题（15分）图1为酶促反应1/r ~1/S 曲线，指出曲线Ⅰ、Ⅱ中哪条代表竞争性抑制，哪条代表无抑制情况。
图2为流体的流变学曲线，试说出每条曲线所代表的流体类型。
图1 图2ⅠⅡ1/r图3为连续培养的数学模型，请在图中标出临界稀释率D crit和最大生产强度下的稀释率D m。
图4为微生物生长模型，请图示说明如何判断限制性基质？图3 图4五、简答题（25分）1、莫诺方程与米氏方程的区别是什么？XDX2、CSTR、PFR代表什么含义？比较CSTR型和PFR型酶反应器的性能。
3、何谓恒化器，何谓恒浊器，二者有何区别？4、影响k L a的因素有哪些，如何提高k L a或N v？5、如何进行流加培养的控制、优化？六、计算题（30分）1、乙醇为基质，通风培养酵母，呼吸商RQ=0.6。
反应方程为：C2H5OH+aO2+bNH3 c（CH1。
75N0。
15O0。
5）+dCO2+ eH2O 求各系数a、b、c、d及菌体得率Y X/S。
2、推导非竞争性抑制酶促反应动力学方程。
3．某微生物的生长可用Monod方程来描述，并且 m=0.5/h，K S=2g/L。
连续培养中，流加基质浓度S o=48g/L，Y X/S=0.45g/g，在稳定状态下，菌体的最大生产强度为多少？4、在一定的培养条件下培养大肠杆菌，测得实验数据如下表所示。
求该条件下,大肠杆菌的最大比生长速率μm和半饱和常数K。
SS(mg/L) 6 13 33 40 64 102 122 153 170 221 210 μ(h-1) 0.06 0.12 0.24 0.31 0.43 0.53 0.60 0.66 0.69 0.70 0.735．以葡萄糖为唯一碳源，在通风条件下连续培养Azotobacter vinelandii ，从实验数据中求出碳源维持常数m=0.9⨯10-3mol/g.h ，碳源对菌体的理论得率Y G =54g/mol ，氧的维持常数m o =5.4⨯10-3mol/g.h ，氧对菌体的理论得率Y GO =14.5g/mol 。
计算与能量衡算相应的维持常数m /、m o /，Y G /、Y GO /。
生物反应工程考试试卷标准答案四、名词解释(10分)流加式操作：先将一定量基质加入反应器内，在适宜条件下将微生物菌种接入反应器中，反应开始，反应过程中将特定的限制性基质按照一定要求加入反应器内，以控制限制性基质浓度保持一定，当反应终止时取出反应物料的操作方式。
能量生长偶联型：当有大量合成菌体材料存在时，微生物生长取决于ATP 的供能，这种生长就是能量生长偶联型。
返混：不同停留时间的物料的混合，称为返混。
搅拌器轴功率：搅拌器输入搅拌液体的功率是指搅拌器以既定的转速回转时，用以克服介质的阻力所需用的功率，简称轴功率。
它不包括机械传动的摩擦所消耗的功率，因此它不是电动机的轴功率。
酶的固定化技术：是指将水溶性酶分子通过一定的方式如静电吸附、共价键等与载体结合，制成固相酶的技术。
五、请列出下列物理量的数学表达式 (10分)停留时间：fV =τ 呼吸商：22/O CO Q Q RQ =稀释率：VF D =Da 准数： mmN r Da =转化率：00S S S t-=χ 六、判断题(10分)1、单罐连续培养稳态下，D=μ。
( √ )2、流加培养达到拟稳态时，D=μ。
( √ )3、单罐连续培养，在洗出稀释率下，稳态时罐内底物浓度为零。
( ⨯ )4、Da 准数是决定固定化酶外扩散效率的唯一参数，Da 准数越大，外扩散效率越高。
( ⨯ )5．酶经固定化后，稳定性增加，活性增大。
( ⨯ )四、图形题（15分）图1为酶促反应1/r ~1/S 曲线，指出曲线Ⅰ、Ⅱ中哪条代表竞争性抑制，哪条代表无抑制情况。
图2为流体的流变学曲线，试说出每条曲线所代表的流体类型。
ⅠⅡ1/r图1 图2图3为连续培养的数学模型，请在图中标出临界稀释率D crit 和最大生产强度下的稀释率D m 。
图4为微生物生长模型，请图示说明如何判断限制性基质？图3 4S crit 如图所示。
若S<S crit ，此基质为限制性基质五、简答题 （25分）1、莫诺方程与米氏方程的区别是什么？XDX答：莫诺方程与米氏方程的区别如下表所示。
莫诺方程：SK SS +=max μμ米氏方程：SK Sr r m +=max描述微生物生长 描述酶促反应经验方程 理论推导的机理方程 方程中各项含义： μ：生长比速(h -1)μmax ：最大生长比速(h -1) S: 单一限制性底物浓度(mol/L) K S :半饱和常数(mol/L)方程中各项含义：r ：反应速率(mol/L.h) r max ：最大反应速率(mol/L.h) S ：底物浓度(mol/L) K m ：米氏常数(mol/L)适用于单一限制性底物、不存在抑制的情况 适用于单底物酶促反应不存在抑制的情况2、CSTR 、PFR 代表什么含义？比较CSTR 型和PFR 型酶反应器的性能。
答：CSTR 代表连续全混流酶反应器。
PFR 代表连续活塞式酶反应器。
CSTR 型和PFR 型酶反应器的性能比较：1）达到相同转化率χ时，PFR 型酶反应器所需停留时间较短。
2）在相同的停留时间达到相同转化率时，CSTR 型反应器所需酶量要大大高于PFR 型反应器。
因此一般来说，CSTR 型反应器的效果比PFR 型差，但是，将多个CSTR 型反应器串联时，可克服这种不利情况。
3）与CSTR 型酶反应器相比，PFR 型酶反应器中底物浓度较高，而产物浓度较低，因此，发生底物抑制时，PFR 型酶反应器转化率的降低要比CSTR 型剧烈得多；而产物抑制对CSTR 型酶反应器影响更显著。
3、何谓恒化器，何谓恒浊器，二者有何区别？答：恒化器、恒浊器指的是两种控制方法。
恒化器是通过控制流量而达到相应的菌体浓度。
恒浊器则是通过监测菌体密度来反馈调节流量。
前者通过计量泵、溢流管来保证恒定的流量；后者通过光电池监测细胞密度，以反馈调节流量来保证细胞密度的恒定。
恒化器便于控制，其应用更为广泛。
4、影响k L a的因素有哪些，如何提高k L a或N v？答：影响k L a的因素有：①设备参数如设备结构尺寸、搅拌器直径；②操作参数如搅拌转速、通风量；③发酵液性质，如流变学性质。
提高k L a或N v的措施有：①提高转速N，以提高P g，从而提高k L a。
②增大通风量Q。
当Q不大时，增大Q可明显提高k L a；但当Q已较大时，继续提高Q，将降低P g，其综合效果不会明显提高k L a，甚至可能降低，因此有些调节措施是将提高转速N和增大通风量Q二者结合。
③为了提高N V，除了提高k L a之外，提高C*也是可行的方法之一。
通入纯氧或在可行的条件下提高罐内操作压力，均可提高C*。
④丝状菌的生长导致发酵液粘度的急剧上升和k L a的急剧下降。
过分提高转速和通气量可能导致菌丝体的机械破坏和液泛。
在此情况下可重复地放出一部分发酵液，补充新鲜灭菌的等体积培养基，这样可使k L a大幅度回升。
⑤向发酵液中添加少量氧载体，可提高k L a。
5、如何进行流加培养的控制、优化？答：流加培养的控制方法有反馈控制和无反馈控制，前者又包括直接反馈控制和间接反馈控制。
流加培养优化是指控制适当的稀释率或菌体生长比速，是生产强度和得率尽可能最大。
大量的菌体时产生产物的前提，因此在菌体生长阶段，应控制较高的生长比速，使菌体量快速增长。
进入产物生成阶段后，应控制较低的菌体生长比速，以减少基质的消耗，并保证“壮龄”细胞在细胞群体中占绝大多数。
进行流加培养优化时，还应考虑以下边界条件： 1)最大比生长速率m μ。
流加操作拟定态要求m D μ<。
2)临界比生长速率crit μ，应满足crit D μ>，保证“壮龄”细胞在细胞群体中占绝大多数。
3)发酵罐最大允许细胞浓度。
4)细胞对底物的耐受力。
六、计算题（30分）1、乙醇为基质，通风培养酵母，呼吸商RQ=0.6。
反应方程为： C 2H 5OH+aO 2+bNH 3 c （CH 1。
75N 0。
15O0。
5）+dCO 2+ eH 2O 求各系数a 、b 、c 、d 及菌体得率Y X/S 。
解：根据元素平衡式有：C ： 2 = c + d (1) H: 6+3b=1.75c+2e (2) O: 1+2a=0.5c+2d+e (3) N: b=0.15c (4)已知RQ=0.6，即d=0.6a (5)以上5式联立求解，得a=2.394b=0.085c=0.564d=1.436e=2.634因此反应式为：C2H5OH+2.394O2+0.085NH3 0.564（CH1。
75N0。
15O0。
5）+1.436CO2+ 2.634H2O菌体得率Y X/S=0.564 23.85/46=0.292、推导非竞争性抑制酶促反应动力学方程。
3．某微生物的生长可用Monod 方程来描述，并且μm =0.5/h ，K S =2g/L 。
连续培养中，流加基质浓度S o =48g/L ，Y X/S =0.45g/g ，在稳定状态下，菌体的最大生产强度为多少？解：D m =μm [1-K S 1/2/(K S +S 0)1/2]=0.4(1/h)(DX)m =D m Y X/S (S 0-S)= D m Y X/S [S 0-K S D m /(μm -D m )]=7.2(g/L.h) 因此在稳定状态下菌体的最大生产强度为7.2g/L.h4、在一定的培养条件下培养大肠杆菌，测得实验数据如下表所示。
求该条件下,大肠杆菌的最大比生长速率μm 和半饱和常数K S 。
解：计算S/μ，列入数据表。
S(mg/L) 61333 4064102 122 153 170 221 μ(h -1)0.06 0.12 0.240.31 0.430.530.600.660.690.70S/μ(mg.h/L) 100 108.3 137.5 129 148.8 192.5 203.3 231.8 246.4 315.7绘制S S~μ曲线。
0501001502002503003500100200300S（mg/L）S /μ(m g .h /L )由图中可知：直线截距为C=95,斜率为K=0.93,则)(08.111-==h Km μ,L g L mg C K m S /102.0/102===μ5．以葡萄糖为唯一碳源，在通风条件下连续培养Azotobacter vinelandii ，从实验数据中求出碳源维持常数m=0.9⨯10-3mol/g.h ，碳源对菌体的理论得率Y G =54g/mol ，氧的维持常数m o =5.4⨯10-3mol/g.h ，氧对菌体的理论得率Y GO =14.5g/mol 。