生物反应工程原理 第三版 课后答案 (贾士儒).doc

简答题1、说明动物细胞培养反应器中流体剪切力得主要来源?P210主要来源为:机械剪切力、气体搅拌剪切力2、说明固定化酶反应得Φ模数得物理意义,它与那些变量与参数有关?P103Φ=表面浓度下得反应速率/内扩散速率=最大反应速率得特征值/最大内扩散速率得特征值一级反应: Φ1=Φ1(VP,SP,kV1,De)Φ与内扩散速率、反应速率、内扩散阻力、对反应速率得限制程度、有效因子η等有关,而内扩散得有效因子又与颗粒粒度、颗粒活性、孔隙率、孔径、反应温度等有关3、哪些传递过程特性与流体流动得微观效应有关?P223,P2987-30,PPTP1图4、从反应器内物料混合得角度说明反应器放大过程中传递过程特性得变化?P235有流体流变特性、流体剪切作用、传质特性、氧得传递、质量传递5、说明生物反应器中对流体剪切力得估计参数有哪些?P210通过混合,可使反应器中物料组成与温度、pH分布更趋于均匀,可强化反应体系得传质与传热,使细胞或颗粒保持悬浮状态(1)宏观混合:机械搅拌反应物流发生设备尺寸环流,物料在设备尺度上得到混合,对连续流动反应器即为返混(2)微观混合:物料微团尺度上得混合,反映了反应器内物料得聚集状态6、生物反应器操作选择补料分批培养得理由有哪些?P131,P177(1)积分剪切因子ISF=ΔμL/Δx=2πNd/(D-d)(2)时均切变率γave(3)最小湍流漩涡长度λ7、说明临界溶氧浓度得生理学意义?P62,P219补料分批操作得特点就是:可调节细胞反应过程环境中营养物质得浓度,一方面可避免某些营养成分得初始浓度过高而出现底物抑制得现象;另一方面又可防止某些限制性营养成分在反应过程中被耗尽而影响细胞生长及产物形成。同时还可解除产物得反馈抑制及葡萄糖得分解阻遏效应等。故在细胞反应过程中,实施流加操作可有效对反应过程加以控制,以提高反应过程得水平。8、说明得率系数得实质,它与哪些条件有关?P42对于好氧微生物细胞反应,微生物细胞对于氧有一个最低得要求,将能满足微生物呼吸得最低氧浓度称为“临界溶氧浓度”,用COL,C表示。当溶氧浓度COL值较低时,即COL<COL,C,氧得比消耗速率qO2则随COL得升高而近似线性递增,细胞生长速率与溶氧浓度得关系可近似瞧作一级动力学关系,细胞生长将受氧浓度限制得影响;当COL>COL,C时,此时qO2不再随着COL得变化而变化,qO2=qO2,max,细胞生长速率与溶氧浓度无关。故对于好氧微生物细胞反应,为了消除氧限制得影响,应要求将反应液中溶氧浓度得水平控制在其临界值以上。9、对半连续操作方式,GadenIII类反应器就是否合适?P70GadenIII分类为非生长得率型产物,即生成产物与细胞生长无直接关系,产物为次级代谢产物,而半连续操作可以得到高密度细胞,可延长细胞生长稳定期得时间,适合次级代谢产物合成得特点,以提高其产量,所以该反应器适合。10、举例说明应用生物反应工程得研究方法及原理?P162有:CSTR与膜过滤组合得细胞循环系统,对废水得生物处理系统。原理:该过程由于活性污泥得沉降性能很好,很容易利用沉降得方法,将待处理水中得污泥进行浓缩,再返回反应器(曝气池)中,通过活性污泥大量循环得方法,来保持曝气池中得活性污泥浓度,解决了要求得废水处理量远大于活性污泥得比生长速率矛盾,这样既可以增加反应器得处理能力,又可以提