工程設(shè)備習(xí)題

1、復(fù)習(xí)題一一、填空題 1.固體物料的輸送方法有四種分別為：氣體輸送、螺旋輸送、皮帶輸送、斗式提升。2. 體外培養(yǎng)的動物細(xì)胞有兩種類型，它們分別是非貼壁依賴性細(xì)胞和貼壁依賴性細(xì)胞。3.啤酒廠糖化設(shè)備多利用四器組合完成，四器主要是指：糊化鍋、糖化鍋、過濾槽（壓慮機(jī)）和麥汁煮沸鍋。4. 生物工程產(chǎn)品研究開發(fā)必須經(jīng)歷的3個階段是實(shí)驗(yàn)室研究、中試階段和工廠化規(guī)模。5. 離子交換樹脂單元由兩部分組成分別為：不可移動且具有立體結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)骨架和可移動的活躍性離子。6. CIP清洗系統(tǒng)之意即：就地清洗系統(tǒng)，其關(guān)鍵設(shè)備是噴嘴，一種固定噴嘴，另一種回轉(zhuǎn)噴嘴。7.在發(fā)酵生產(chǎn)的比擬放大的實(shí)踐中證明，高耗氧微生物應(yīng)用等KL

2、a的原則進(jìn)行放大，而黏度較高的非牛頓性流體或高密度細(xì)胞培養(yǎng)中應(yīng)用的原則進(jìn)行放大效果好。8.對于弱酸性陽離子交換樹脂，其交換能力受溶液PH值得影響，對羧基樹脂應(yīng)使溶液的PH值維持在PH7，酚羥基樹脂應(yīng)使溶液的PH值維持在PH9。9空氣過濾除菌過程中，當(dāng)氣流速度處在比較大、中等時、較低時，分別是那種機(jī)理在其主要起作用：慣性沖擊、攔截、擴(kuò)散。10.常用的生物傳感器是由固定化的生物材料和適當(dāng)?shù)膿Q能元件組成的，后者的作用是把生化反應(yīng)信號轉(zhuǎn)換成定量的檢測信號。11在真空式、壓力式和混合式三種氣流輸送流程中，即使系統(tǒng)設(shè)備中出現(xiàn)漏孔也不會使粉塵外泄的輸送流程是： 。12.動物細(xì)胞培養(yǎng)的中空纖維反應(yīng)器由無數(shù)根纖

3、維形成內(nèi)外兩個腔，貼壁細(xì)胞接種在外腔管壁，培養(yǎng)液進(jìn)入到內(nèi)腔，代謝目標(biāo)產(chǎn)物在外腔，代謝廢物在內(nèi)腔。13.錘式粉碎機(jī)的矩形錘刀兩端各打一軸孔，一個刀片兩頭反正可調(diào)換4次。14. 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐中軸封的作用是防止雜菌和泄露。 15. 離心機(jī)的離心分離因數(shù)指的是：離心力與重力的比值或離心加速度與重力加速度的比值。（P242）16根據(jù)生物反應(yīng)目的不同，總的可以把反應(yīng)器分為：厭氣生物反應(yīng)器、通氣生物反應(yīng)器、光照生物反應(yīng)器、膜生物反應(yīng)器。（P1）17.轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)的圓筒內(nèi)徑可以分為三個區(qū)域分別為：過濾、脫水洗滌、卸渣再生。按照過濾、洗滌、吸干、吹松、卸餅等項(xiàng)操作順序進(jìn)行。18.雙轉(zhuǎn)盤圓盤鋼磨和單轉(zhuǎn)盤的

4、區(qū)別是它有兩個可同時旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤、并產(chǎn)生更大的剪切作用。效果較好。(P199)20.固體物料中的水分分為：游離水和結(jié)合水；干燥過程中有兩個基本過程同時進(jìn)行，一是熱量由氣體傳遞給濕物料，另一個是物粒內(nèi)部的水分向表面擴(kuò)散，并在表面汽化被氣流帶走。（P333）21真空式氣力輸送裝置的閉風(fēng)器應(yīng)裝在： ；壓送式氣力輸送裝置的閉風(fēng)器應(yīng)裝在：加料口處。22. 常用的三種粉碎機(jī)械是錘式粉碎機(jī)、圓盤鋼磨和錕式粉碎機(jī)。（P198）23.代謝產(chǎn)物和蛋白質(zhì)釋放到生長培養(yǎng)基中或者在細(xì)胞內(nèi)積累，產(chǎn)物的形成可以分為四種形式。這四種細(xì)胞產(chǎn)物的合成動力學(xué)可以簡單的分成兩類： 分別是 、 。24、機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐中，最常用的機(jī)械

5、消泡裝置為 耙式 消泡器。（P31）25、近年來，酒精發(fā)酵罐已逐步采取水加噴射洗滌裝置，從而改善了工人勞動強(qiáng)度。（P87）26、新型啤酒發(fā)酵罐中，目前廠家使用最多的是錐形罐。（P79）27、動物細(xì)胞培養(yǎng)除了貼壁培養(yǎng)和懸浮培養(yǎng)，還有固定化培養(yǎng)。（P108）28、雙轉(zhuǎn)子錘式粉碎機(jī)能消除單轉(zhuǎn)子錘式粉碎機(jī)中的能耗高現(xiàn)象。29、調(diào)節(jié)發(fā)酵液的PH值到蛋白質(zhì)的多電7點(diǎn)是除去蛋白質(zhì)的有效方法。30、由 低壓渦輪空氣 壓縮機(jī)提供發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)所用低壓空氣最為合理。31、物料干燥中恒速干燥階段主要排除 游離水分 。32、冷凍干燥中水的三相點(diǎn)是 沸點(diǎn)、 冰點(diǎn) 的重合，冷凍干燥操作的必要條件是干燥過程和壓力應(yīng)低于操作溫

6、度下冰的飽和蒸汽壓。33、在糖蜜為原料的酒精廠中，多采用液相過塔的兩塔蒸餾流程。34、當(dāng)從幾個不同的地點(diǎn)向一個卸料點(diǎn)卸料時，應(yīng)采取 風(fēng)力輸送最為合適。和管路的徹底滅菌，管道應(yīng)有一定的斜度，最低取 。35沸騰造粒干燥過程中，影響產(chǎn)品顆粒大小的因素有停留時間、摩擦作用 和干燥溫度。（P359）36.噴霧干燥中噴距是指在某一半徑的周圍內(nèi)有90%到95%液滴下落，不再具有水平速度。37通風(fēng)發(fā)酵罐中常用的攪拌器形式有平葉式圓盤、渦輪攪拌器、彎葉或圓盤渦輪攪拌器。38通風(fēng)發(fā)酵過程中，提高溶氧的推動力的方法主要有提高攪拌轉(zhuǎn)速、增大攪拌葉輪直徑。39啤酒糖化設(shè)備的組合方式有兩器組合、四器組合、六器組合。現(xiàn)代啤

7、酒生產(chǎn)廠家一般采用 組合。（P211）40依據(jù)發(fā)酵液的流變，主要有擬塑型流體、漲塑型流體、牛頓型流體和賓漢型流體。其中牛頓型流體的黏度不隨著攪拌剪切速率和剪應(yīng)力的改變而改變。（P41）41.下面哪一種產(chǎn)品不能用蒸餾方法提取檸檬酸。42.錘式粉碎機(jī)的主要作用力為沖擊力 。43.機(jī)械攪拌自吸式發(fā)酵罐的主要構(gòu)件是吸氣攪拌葉輪和導(dǎo)輪。也被稱為轉(zhuǎn)子和定子。44.酒精發(fā)酵過程中，常采用罐頂噴水淋于罐外壁表面冷卻。為避免發(fā)酵車間的潮濕和積水，要求在罐底沿四周設(shè)有集水槽。45.動物細(xì)胞培養(yǎng)的操作方式主要有5種，其中灌注培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)的區(qū)別是細(xì)胞接種后進(jìn)行培養(yǎng)。46籠式通氣攪拌器中，氣液交換在由200目不銹鋼絲

8、制成的通氣腔進(jìn)行，鼓泡通氣過程中產(chǎn)生的泡沫在消泡腔中經(jīng)鋼絲破碎分成氣液兩部分。（P112）47.好氧發(fā)酵液中溶氧濃度的測定通常用溶氧電極法。厭氧發(fā)酵和亞需氧生物反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)，微量的溶氧濃度可用 指示。48.微生物傳感器由載體固定的微生物細(xì)胞和相關(guān)的電化學(xué)檢測器件組合構(gòu)成，可以分為微生物呼吸性測定型傳感器和 代謝產(chǎn)物電極毒性物質(zhì)測定型傳感器 。49.原料粉碎可以分為干式粉碎 和 濕式粉碎，其中干式粉碎的車間內(nèi)布滿灰塵，需要有除塵措施。50.蒸煮糖化過程中，加熱器是由三層直徑不同的套管組成，粉漿流過中層管，高壓加熱蒸氣從內(nèi)外兩側(cè)進(jìn)入。氣液接觸均勻，加熱比較全面。（P204）51.過濾介質(zhì)的透過性是指

9、在一定的壓力差下，單位時間單位過濾面積上通過濾液的體積量。52.工業(yè)操作中，為降低濾餅的比阻，常在懸浮液中添加絮凝劑，其機(jī)理是使細(xì)小的膠體粒子，架橋長大，從而形成大孔徑的濾餅層。53.管式離心機(jī)分為GQ型和GF型，其中GF型主要處理乳濁液而進(jìn)行液液分離操作。54.碟式離心機(jī)的排渣方式主要有人工排渣、噴嘴排渣、活口排渣。55、反滲透的推動力是壓力差。56、酒精蒸餾三塔式流程，其中三塔分別指的是粗餾塔、精餾塔、排醛塔。57、工業(yè)生產(chǎn)中“無菌空氣”是指經(jīng)過除菌處理，使空氣中含菌量降到到零或極低，從而使污染的可能性降至極小。58、閉風(fēng)機(jī)的葉片轉(zhuǎn)速較低，防止物料被甩出。轉(zhuǎn)速一般為 。59、空氣除塵過程中

10、，布袋濾塵器的布袋作用是主要捕集較大的灰塵顆粒，防止壓縮機(jī)受磨損，同時也減輕總過濾器的負(fù)荷。（410）60、物料在水平管道中的運(yùn)動狀態(tài)受到氣體流速的影響。有三種不同的運(yùn)動狀態(tài)，分別是_、_、_。二、判斷題1、在氣體攪拌式反應(yīng)器中，加大通氣量增加溶氧量對培養(yǎng)植物細(xì)胞是有利的。（X）2、生物反應(yīng)三種不同類型的過程中，其中傳遞過程是生物反應(yīng)器比擬放大的核心問題。（）3、從理論上講工業(yè)生產(chǎn)過程中，采用高溫滅菌時，時間越長效果越好。（）4、離心分離設(shè)備的分離因數(shù)f越大，分離效果越好。（）6、分級粉碎保證了粉碎精度，卻增加了能耗。（）7、在粒子交換反應(yīng)中，顆粒越小交換速度越快。（）8、冷凍干燥是指利用升華

11、原理將物料中的水份直接干燥到產(chǎn)品指標(biāo)要求。（）10、應(yīng)用因次分析法進(jìn)行反應(yīng)器放大，準(zhǔn)數(shù)取得越多，放大效果越準(zhǔn)確。（）11、助濾劑顆粒越小，過濾速度越快。（）12、植物細(xì)胞的體積比微生物大，植物細(xì)胞培養(yǎng)的氧傳質(zhì)速率大于微生物培養(yǎng)。（）13、植物細(xì)胞的培養(yǎng)液大多是牛頓性流體，黏度不隨著剪應(yīng)力的改變而改變（）14、飽充CO2、沉淀蛋白質(zhì)和消除異味均是啤酒后發(fā)酵的目的。（）15、擬塑型流體剪切力和剪切速率的關(guān)系滿足=K*n（n1）。（）16、換熱夾套裝置因結(jié)構(gòu)簡單、加工方便，往往應(yīng)用于大型發(fā)酵罐中。（X）17、發(fā)酵罐的公稱容積就是全體積，包括筒身體積和上、下封頭體積。（X）18、氣升式發(fā)酵罐內(nèi)設(shè)導(dǎo)流筒

12、，把培養(yǎng)液分在兩大區(qū)域，即導(dǎo)流筒區(qū)和環(huán)間隙。其中導(dǎo)流筒區(qū)內(nèi)的混合和溶氧較好，環(huán)間隙內(nèi)易出現(xiàn)缺氧現(xiàn)象。（）19、錐形罐可單獨(dú)用于啤酒的前發(fā)酵和后發(fā)酵，但不可以將前、后發(fā)酵合并在一個罐中進(jìn)行。（）20、酶電極檢測某溶液時，輸出信號達(dá)到穩(wěn)態(tài)值得95%所需的時間為響應(yīng)時間。（）21、麥汁煮沸鍋的作用是濃縮麥汁、浸出酒花的苦味和芳香物質(zhì)和分解蛋白質(zhì)。（）22、細(xì)菌滅死的活化能比培養(yǎng)基中營養(yǎng)成分破壞的活化能要小得多。（）23、板框式壓濾機(jī)主要由濾板和濾框組成，板式壓濾機(jī)全部由濾板組成。（）24、板框式壓濾機(jī)在洗滌時，要求洗滌板和非洗滌板的濾液出口均打開。（X）25、板框式壓濾機(jī)洗水分別通過兩個濾布，過濾面

13、積為過濾操作時的2倍。（X）26、轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)在筒軸頸端面的分配頭沿徑向隔離成3個室，其中一個室與真空管道相連，另外兩個室與壓縮空氣管道相連。（）27、管式離心機(jī)的重液出口靠近軸線，輕液出口遠(yuǎn)離軸線。（）28、碟式離心機(jī)設(shè)有錐形碟片，液體在碟片間呈薄層狀流動而分離，減少了沉降距離和沉降面積，提高了分離效率和生產(chǎn)能力。（）29、板式膜、管式膜均有膜的支撐體，中空纖維膜沒有膜支撐體。（X）30、透析和反滲透均是透過小分子物質(zhì)和水。（）31、中空纖維膜的操作分為內(nèi)壓式和外壓式，其中外壓式是指料液從管外流動，透過液從纖維管內(nèi)流出。（）32、管式和碟式離心機(jī)主要通過提圈改變重液出口半徑（rH）。rH越

14、大，離心機(jī)的分界半徑越小，重液層變厚。（）33、吸附樹脂在工業(yè)中操作，主要有攪拌罐和固定床兩種方法，其中固定床是最普遍也是最重要的操作方法。（）34、物料干燥過程中，無論哪一階段，熱量均用于水分的汽化和物料溫度的升高。（）35、長管式氣流干燥，要求熱空氣流速大于物料顆粒的沉降速度。（）36、氣流干燥的特點(diǎn)有強(qiáng)度大、時間短、適用性廣，特別適合于對晶形有要求、黏度大的物料。（）37、三塔式酒精蒸餾流程，工廠常采用間接式，產(chǎn)品質(zhì)量高，能生產(chǎn)出高純度酒精。（）38、空氣壓縮機(jī)主要有渦輪式和往復(fù)式，其中生物工業(yè)常選用往復(fù)式。（）39、帶式輸送機(jī)和螺旋輸送機(jī)均用于水平或帶有一定傾斜角度的物料輸送。（）40

15、、壓送式氣力輸送的閉風(fēng)機(jī)是與卸料器配合使用。（）41、斗式提升機(jī)的牽引帶為膠帶時，適用于低速輕載。（）42、吸送式氣力輸送的風(fēng)機(jī)是安置在整個系統(tǒng)得前端，混合式是安置在中間。（）43、氣液分離的旋風(fēng)式分離機(jī)，氣體流速越大，離心力越大，分離效果越好。（）44、冷凍干燥是將水在低溫下凍結(jié)成固態(tài)，在高度真空下，直接升華成氣態(tài)而除去水分。干燥過程中不需要加熱。（）45、斜孔塔板的孔口與板面成一定角度，同一排孔的孔口方向、相鄰兩排孔的孔口方向均相同。（）三、簡答題1.簡要說明大型啤酒發(fā)酵罐設(shè)計(jì)時應(yīng)該怎么考慮耐壓、傳質(zhì)和熱交換、防止真空。(P80)2.簡要說明泡罩塔板的主要結(jié)構(gòu)。（P376）3.簡要說明生物

16、傳感器的結(jié)構(gòu)、原理。(P145)4.簡述轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)的工作原理和過程。(P235)6.簡要敘述固體物料的粉碎按其受力可以分為哪幾種？（P192）答：擠壓、沖擊、研磨、剪切、劈裂。7.ALR的工作原理是什么？并簡要說明其特點(diǎn)。（P51）8.簡述氣流輸送的三種流程、操作特點(diǎn)。9.簡述空氣過濾介質(zhì)除菌的機(jī)理。（P405-407）10.簡述以淀粉制原料生產(chǎn)酒精生產(chǎn)的分為幾個步驟，并說明每個步驟的主要設(shè)備和目的。11.簡要說明如何確定連續(xù)發(fā)酵的理論罐數(shù)？（P91）12.空氣除菌中要除去水霧和油霧的原因是什么?答：防止壓縮機(jī)受磨損，同時也減輕總過濾器的負(fù)荷13.氣流式噴霧干燥中,噴嘴、分配盤和螺旋導(dǎo)風(fēng)管

17、的作用是什么?（P351）14.機(jī)械攪拌生物反應(yīng)器（發(fā)酵罐）的主要構(gòu)件及其作用。（P30）15指出板框壓濾機(jī)的型號“BAS40/635-25”中各個字母和數(shù)字代表的含義。答：B板框壓濾機(jī)；A暗流；S手動壓緊；代號后面的數(shù)字表示過濾面積、鋁框規(guī)格及框的厚度。16.簡述多級離心萃取級EK10007的工作原理。（P272）17、簡述沸騰造粒干燥器的工作過程。（P358）四、綜合題1.下圖是罐式連續(xù)蒸煮和糖化的工藝流程設(shè)備，回答下列問題：（1）分別指出設(shè)備3、4、5、6、7、10、11、12的名稱。（2）淀粉質(zhì)原料蒸煮的目的是什么？（3）在罐式連續(xù)蒸煮中，蒸煮罐的工作原理是什么？蒸煮罐和后熟器的直徑為

18、什么不能太大？（4）在糖化之前的冷卻是采用真空冷卻，簡要說明其原理。2.萃取設(shè)備主要有混合氣和分離器組成，（1）繪出三級逆流萃取的流程圖并標(biāo)明萃取相和萃余相的流向；（2）說明多級逆流和錯流的區(qū)別；（3）當(dāng)萃取因數(shù)E=5時，分別計(jì)算三級逆流和錯流的收率。3. 已知兩級冷卻、分離、加熱的空氣除菌流程圖如上：回答下列問題 ：（1）指出1、2、3、4、5、7、8、9設(shè)備的名稱。（2）說明該流程中兩個分離器選擇的依據(jù)，并說明旋風(fēng)分離器的直徑為什么在設(shè)計(jì)的時候不應(yīng)該太大？（3）空氣貯罐的作用是什么？（4）如果我們選擇流程中過濾器的通風(fēng)量為10m3/min，含菌量為5000個/ m3，發(fā)酵周期為100h，要

19、求倒罐率為0.1%（即1000次發(fā)酵周期漏進(jìn)一個雜菌）過濾常數(shù)K=13.5/m，求過濾層的厚度L？4.由下圖指出起主要作用的除菌機(jī)理是什么？并說明為什么當(dāng)氣速過大時隨氣速的增加捕集效率又有所下降？5.（1）機(jī)械攪拌式通風(fēng)發(fā)酵罐內(nèi)的攪拌器和擋板的主要作用是什么簡要說明（2）已知KLa和Pg時通風(fēng)發(fā)酵罐的主要性能參數(shù)，計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式如下：KLa=KPg/V10.059×Vs0.67×1/h Pg =2.25P0nDi/Vg0.080.39×10-3試問當(dāng)通氣量增大時，為了強(qiáng)化溶氧傳質(zhì)效率應(yīng)該采取什么措施？6. 一臺連續(xù)滅菌設(shè)備，培養(yǎng)液流量18立方米/小時，發(fā)酵罐裝料36

20、立方米，原始污染度為105個/毫升，要求滅菌度為10-3個/罐，滅菌溫度398開，k=11min-1。裝料系數(shù)為0.9,維持時間系數(shù)為0.5。求維持時間和維持罐容積。7.纖維素固定床吸附乳酸脫氫酶。已知固定床直徑0.8cm，高度100cm。空隙率為0.3，酶的稀溶液濃度為1.7mg/L，在此條件下，吸附等溫線q（mg/cm3）=38c（mg/L）。在一定流速下，操作6.4h出現(xiàn)突變點(diǎn)，10h后固定床失去吸附能力，計(jì)算：（1）突變時吸附段的高度；（2）平衡段的高度；（3）固定床的吸附率。8.在一混合罐中進(jìn)行萃取操作，料液流量3 m3/h，溶劑流量1 m3/h，料液中溶質(zhì)濃度為12kg/m3，且K

21、=30。請計(jì)算萃取相與萃余相理論濃度、萃取因數(shù)及產(chǎn)物得率。復(fù)習(xí)題二一、名詞解釋VVM；Yx/s；qs ；YP/S ；KL；kLa；kd；D；Dcrit；Ks；Km；YP/X；max；qCO2；qO2；td；YATP；補(bǔ)料分批發(fā)酵；臨界氧濃度；呼吸商； 過濾效慮；雷諾準(zhǔn)數(shù)；比熱死速率常數(shù)（K）；活塞流反應(yīng)器（PF）；連續(xù)式全混流型反應(yīng)器（CFSTR）；返混；連續(xù)培養(yǎng)；高密度培養(yǎng)；補(bǔ)料培養(yǎng)；生產(chǎn)強(qiáng)度；固定化酶；固定化細(xì)胞；傳氧效率活塞流反應(yīng)器（PF）：在反應(yīng)器內(nèi)與流體流向相垂直的橫截面上的流速帆布是均一的（不存在返混）長徑比很大的管式反應(yīng)器接近于這種。連續(xù)式全混流式反應(yīng)器（CFSTR）：設(shè)定反應(yīng)器

22、內(nèi)的返混足夠強(qiáng)烈，因而反應(yīng)器內(nèi)的物料的濃度處處香等，如果溫度均一。反應(yīng)速度也處處相等不隨時間而變。攪拌強(qiáng)烈的實(shí)際連續(xù)反應(yīng)器，可以接近于CFSTR的特性。返混：反應(yīng)器中停留時間不同的物料之間的混合稱為返混。連續(xù)培養(yǎng)：以一定速率不斷地向混合均勻的發(fā)酵罐中供給新鮮培養(yǎng)基，同時等量地排除發(fā)酵液，維持發(fā)酵罐中液量一定的培養(yǎng)方法。高密度培養(yǎng)：是指為了獲得大量產(chǎn)品，在培養(yǎng)過程中盡量增大細(xì)胞密度的一種培養(yǎng)方式，不同的微生物高密度培養(yǎng)的濃度不一樣。代謝產(chǎn)物的合成石靠菌體來完場的。菌量越多，自然產(chǎn)量越大，但其前提條件是菌的生產(chǎn)力能保持在最佳狀態(tài)和具備適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)條件，包括足夠的產(chǎn)物合成所需的基質(zhì)、前體、誘導(dǎo)物等和沒

23、有有害代謝物的積累。補(bǔ)料培養(yǎng)：在間歇培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，流加一種或幾種底物或前體物進(jìn)行培養(yǎng)的過程。生產(chǎn)強(qiáng)度：是單位時間內(nèi)，使用同一套裝置生產(chǎn)出的產(chǎn)品數(shù)量的多少。固定化酶:在一定空間內(nèi)呈閉鎖狀態(tài)存在的酶，能連續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的酶可回收重復(fù)使用。固定化細(xì)胞：固定在載體上并在一定的空間范圍內(nèi)進(jìn)行生命活動的細(xì)胞。也成為固定化活細(xì)胞或固定化增殖細(xì)胞。傳氧效率：把每溶解1kg溶解氧所消耗的電能定義為傳氧效率指標(biāo)。也可直接稱1mol單位溶解氧功耗。37、影響分批發(fā)酵過程總的體積產(chǎn)率的因素有哪些？你認(rèn)為生產(chǎn)上提高發(fā)酵產(chǎn)率可采用哪些可行性措施？39、以下三種酶反應(yīng)抑制的L-B圖中分別判斷各為什么性質(zhì)的抑制，并說明抑

24、制劑對Km和rmax有什么影響？ A BC40、判斷下圖為何種生物反應(yīng)器？請簡述其操作原理。 41、指出下列分批發(fā)酵中的產(chǎn)物合成各屬于哪種動力學(xué)模型，并簡述之。生物量 代謝物42、發(fā)酵操作方式可分為分批、流加和連續(xù)三種，試述三種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。43、MONOD方程與米氏方程有何區(qū)別？44、全混流反應(yīng)器與活塞流反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)？45、深層過濾的對數(shù)穿透定律。46、什么是雙膜理論？47、 試述流變模型的定義？發(fā)酵液流體的類型共有哪幾種？48、生物反應(yīng)器的放大方法有哪些？49、什么是選擇性培養(yǎng)基？它在工業(yè)微生物學(xué)工作中有何重要性？試舉一例并分析其中的選擇性原理。50、以氨基酸代謝為例，說明為什么有些突變

25、菌株對末端代謝產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)類似物具有抗性？三、計(jì)算題1、在一定培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)大腸桿菌，測定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：S（mg/L）100120153170220（h-1）0.6670.7060.7540.7730.815求(1)在該培養(yǎng)條件下，大腸桿菌的最大比生長速率MAX,飽和常數(shù)KS(2)比生長速率為MAX時的倍增時間d。2、某菌株的比生長速率為0.15h-1，試求該微生物的倍增時間。 3、設(shè)計(jì)一臺通風(fēng)量為50M /min的棉花活性炭空氣過濾器， 空氣壓力為 0.4 MPa(絕對壓力)，已知棉花纖維直徑 d=16 微米，填充系數(shù)= 8%，空氣線速度為 0.1 M/sec，若進(jìn)入空氣過濾器的空氣含菌量是

26、 5000 個/M ， 要求因空氣原因引起的倒罐率為0.1%，發(fā)酵周期 100 hr。工作溫度為 40，平均氣溫為 20，計(jì)算空氣過濾器的尺寸(過濾介質(zhì)厚度和過濾器直徑)。表1 纖維直徑 d=16 微米，填充系數(shù)= 8% 時棉花纖維的K'值空氣流速 v (M/sec)0.05 0.10 0.50 1.0 2.0 3.0k' (1/cm)0.193 0.135 0.1 0.1951.32 2.55 4、Monod在其發(fā)表的論文中首次提出了以他的名字命名的著名monod方程。作為該方程的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，他提供了在一間歇操作的釜式反應(yīng)器中進(jìn)行的四組反應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。反應(yīng)器中進(jìn)行的是在乳糖溶液中

27、培養(yǎng)細(xì)菌的生長。下面摘錄了其中一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，試用MoMod方程擬合上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并求其動力學(xué)參數(shù)(實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2)。表2序號1234567t0.540.360.330.350.370.380.37CS13711490432992CX15.523.023.030.03038.838.848.548.558.358.361.361.362.55、某一發(fā)酵過程是在一連續(xù)攪拌的釜式反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)基質(zhì)連續(xù)穩(wěn)定地加入，反應(yīng)產(chǎn)物連續(xù)穩(wěn)定流出。假設(shè)其發(fā)酵反應(yīng)可表示為S十XX十P 若已知Cx00，Cp00，反應(yīng)器有效體積為1L?，F(xiàn)改變加入反應(yīng)器內(nèi)基質(zhì)的流量和濃度，同時測定反應(yīng)器出口未反應(yīng)基質(zhì)和細(xì)菌的濃度，得

28、到的數(shù)據(jù)列在表3。試根據(jù)上述數(shù)據(jù)，確定其速率方程式。表36、室溫下蔗糖在蔗糖酶的催化作用下水解得到產(chǎn)物。蔗糖的初始濃度Cs01.0mm0l/L，酶的初始濃度C E00.01lmmol/L?，F(xiàn)在一間歇式操作的實(shí)驗(yàn)反應(yīng)器測得了不同時間下蔗糖的濃度(見表4)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)提供的數(shù)據(jù)確定，(1)該反應(yīng)速率能否用MM方程描述?(2)如可以，試求動力學(xué)參數(shù)Km和k+2的值。表4t(h)1234567891011Cs(mmol/L)0.840.680.530.380.270.160.090.040.0180.0060.0057、在含有相同酶濃度的五個反應(yīng)物系中，分別加入不同濃度的底物，并測定其初始速率，然后再在

29、同樣五個反應(yīng)物系中分別加入濃度為2.2×10-1mmolL的抑制劑，并測其初始的反應(yīng)速率，其數(shù)據(jù)見表5。試根據(jù)表中數(shù)據(jù)決定其其抑制類型及動力學(xué)參數(shù)值。表5南陽理工學(xué)院2010-2011學(xué)年第二學(xué)期試卷課程_生物工程設(shè)備 （A卷）評卷人（簽名）復(fù)核人（簽名）_題號一二三四五六七八合計(jì)得分一、填空題1根據(jù)生物反應(yīng)目的不同，總的可以把反應(yīng)器分為：厭氣生物反應(yīng)器、通氣生物反應(yīng)器、光照生物反應(yīng)器、膜生物反應(yīng)器。2.酒精蒸餾過程中精餾塔的作用是：把粗塔來的酒精氣體或液體提濃到產(chǎn)品要求、除去其他雜質(zhì)。3.啤酒廠糖化設(shè)備多利用四器組合完成，四器主要是指：糊化鍋、糖化鍋、過濾槽和麥汁煮沸鍋。4.轉(zhuǎn)筒真

30、空過濾機(jī)的圓筒內(nèi)徑可以分為三個區(qū)域分別為：過濾區(qū)、洗滌脫水區(qū)、卸渣再生區(qū)。按照過濾、洗滌、吸干、吹松、卸餅等項(xiàng)操作順序進(jìn)行。5.雙轉(zhuǎn)盤圓盤鋼磨和單轉(zhuǎn)盤的區(qū)別是有兩個可同時旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤、并產(chǎn)生更大的剪切作用。效果較好。6.常用的生物傳感器是由固定化的生物材料和適當(dāng)?shù)膿Q能元件組成的，后者的作用是把生化反應(yīng)信號轉(zhuǎn)換成定量的檢測信號。7. CIP清洗系統(tǒng)之意即就地清洗系統(tǒng)，其關(guān)鍵設(shè)備是噴嘴，一種固定噴嘴，另一種回轉(zhuǎn)噴嘴。8.在發(fā)酵生產(chǎn)的比擬放大的實(shí)踐中證明，高耗氧微生物應(yīng)用等KLa的原則進(jìn)行放大，而黏度較高的非牛頓性流體或高密度細(xì)胞培養(yǎng)中應(yīng)用 的原則進(jìn)行放大效果好。9.中空纖維反應(yīng)器由無數(shù)根纖維形成內(nèi)外兩個腔，貼臂細(xì)胞接種在外腔管壁，培養(yǎng)液進(jìn)入到內(nèi)腔，代謝目標(biāo)產(chǎn)物在外腔，代謝廢物在內(nèi)腔。10.固體物料中的水分分為：結(jié)合水分和游離水分；干燥過程中有兩個過程同時進(jìn)行，一是熱量由