生物反应工程原理-第三版-课后答案-(贾士儒)word版.doc

简答题
1、说明动物细胞培养反应器中流体剪切力的主要来源？
P210
主要来源为：机械剪切力、气体搅拌剪切力
2、说明固定化酶反应的Φ模数的物理意义，它与那些变量与参数有关？
P103
Φ = 表面浓度下的反应速率 / 内扩散速率
= 最大反应速率的特征值 / 最大内扩散速率的特征值
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、对反应速率的限制程度、有效因子η等有关，而内扩散的有效因子又和颗粒粒度、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的微观效应有关？
P223，P298 7-30，PPT P1图
4、从反应器内物料混合的角度说明反应器放大过程中传递过程特性的变化？
P235
有流体流变特性、流体剪切作用、传质特性、氧的传递、质量传递
5、说明生物反应器中对流体剪切力的估计参数有哪些？
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，可强化反应体系的传质与传热，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：物料微团尺度上的混合，反映了反应器内物料的聚集状态
6、生物反应器操作选择补料分批培养的理由有哪些？
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λ
7、说明临界溶氧浓度的生理学意义？
P62，P219
补料分批操作的特点是：可调节细胞反应过程环境中营养物质的浓度，一方面可避免某些营养成分的初始浓度过高而出现底物抑制的现象；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。同时还可解除产物的反馈抑制及葡萄糖的分解阻遏效应等。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，以提高反应过程的水平。
8、说明得率系数的实质，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的要求，将能满足微生物呼吸的最低氧浓度称为“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，氧的比消耗速率qO2则随COL的升高而近似线性递增，细胞生长速率与溶氧浓度的关系可近似看作一级动力学关系，细胞生长将受氧浓度限制的影响；当COL > COL,C时，此时qO2不再随着COL的变化而变化，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，为了消除氧限制的影响，应要求将反应液中溶氧浓度的水平控制在其临界值以上。
9、对半连续操作方式，Gaden III类反应器是否合适？
P70
GadenIII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的时间，适合次级代谢产物合成的特点，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的研究方法及原理？
P162
有：CSTR与膜过滤组合的细胞循环系统，对废水的生物处理系统。
原理：