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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 环境 » 交流探讨 » 急需求解两道生物化学工程的两道计算题（monod方程及pH和酶浓度）
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glidingwater

银虫 (小有名气)

[求助] 急需求解两道生物化学工程的两道计算题（monod方程及pH和酶浓度）

各位侠客！
若有时间，请帮忙解答两道计算题！（看附图）
在此！万般感谢！

第一道



第二道

[ Last edited by glidingwater on 2012-8-28 at 13:26 ]
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如果社会的黑暗侵蚀了学府，我该往何处？
1楼 2012-08-28 13:00:27
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glidingwater

银虫 (小有名气)
come on！给一点力吧！各位大侠！
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如果社会的黑暗侵蚀了学府，我该往何处？
2楼2012-08-28 13:39:07
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wptom

铁虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
bestlike: 金币+2, 交流积极！ 2012-08-29 12:59:44
glidingwater: 金币+30, ★★★很有帮助, 公式中尚有两个未知数，及f和S，如此尚不能解。但非常感谢您的回复！ 2012-08-29 14:32:09
glidingwater: 金币+5, ★有帮助, 针对你回答的第二道题（在下面无法评分），这里的解离常数属于酶和底物的反应内，并不是酸碱的问题！同样感谢您的回帖！谢谢！ 2012-08-29 14:36:48
1.所谓生长速率最大，就是u X值最大。也就是
f= u X = S/(S+Ks)*umax *X
求 f的最大值。
根据物料衡算：X=Y(S0 - S )
带入上式：
f=S/(S+ks)*umax*Y*(S0-S)
这个求极值问题，直接求解有点难度，还是用数值法，或者计算机求解吧。
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3楼2012-08-29 12:52:52
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wptom

铁虫 (正式写手)
★
bestlike: 金币+1, 交流积极！ 2012-08-29 12:59:51

第二道题 要列出 反应式。

F = F- + H+
F=F+ + OH-

这个难度不大。翻书看着自己算，就行了。
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4楼2012-08-29 12:59:10
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再来一发少年

铜虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
TonyGeN: 金币+3, EEPI+1, 解答详细 辛苦了 2012-08-30 10:54:53
dX/dt = umax * S/(Ks+S) * X             (1)
dS/dt = umax/Y * S/(Ks+S) * X          (2)

上2式得出：
dX/dt＝Y * dS/dt，即
X-X0 = Y (S0-S),即
X= X0 + Y (S0-S)                             (3)
代入(1),得
dX/dt = umax * S/(Ks+S) * （X0 + Y (S0-S)）
dX/dt = 0.5 * S/(2+S) * (50-S)）
求dX/dt的max，excel 画图，求得 S＝8g/l

和2楼完全是一样的意思

PS：这是哪里来的题目？X0＝0，那微生物如何生长呢？
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5楼2012-08-29 23:06:03
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再来一发少年

铜虫 (小有名气)
补充下图片

捕获.JPG
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6楼2012-08-29 23:07:14
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再来一发少年

铜虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

3.1（2）这题条件太含糊了。。。
提示：有回流的推流反应器在忽略衰减反应时的稳态解为：

V/(Qin+Qr) = Y/umax * ((K/(X0+Y*S0)+1/Y) * ln(X0+YS0-YS) - (K/(X0+YS0)) * ln(S*X0/S0) - 1/Y * ln(X0)

R = Qr/Q

R＝8是，是CSTR，R<8是plug flow，
求2个组合的最优解

...这什么破题目？？考试的时候不利用计算机能求解吗？
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7楼2012-08-29 23:38:15
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wptom

铁虫 (正式写手)
引用回帖:
3楼: Originally posted by wptom at 2012-08-29 12:52:52
1.所谓生长速率最大，就是u X值最大。也就是
f= u X = S/(S+Ks)*umax *X
求 f的最大值。
根据物料衡算：X=Y(S0 - S )
带入上式：
f=S/(S+ks)*umax*Y*(S0-S)
这个求极值问题，直接求解有点难度，还是用数值法， ...

你估计是准备考研的吧？
这道题第一问的本质是求极值。
y=A *x^2  + B *x +  C
典型的二次方程。中学学过吧，那这个极值怎么求？
令方程求导，再令导数为零。
但是monod方程难于求导。
所以，数值方法最合适。也就是试错法。因为S的范围已知，【0 S0】。
令 S = 0.5 S0，计算Y值。再令S=0.4 S0或者0.6 S0，比较y 值大小后，再决定下一个S值，如此反复。直至找到最大值。一般都要列出计算表格。
第二问 含混不清，不知所云。
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8楼2012-08-30 08:30:23
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wptom

铁虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

第二道题
这个是求活性酶的比例。意思是酶离解后，将失去活性。
F = F- + H+
F =F+ +  OH-

根据已知条件：
K酸=[F-]*[H+]/[F]=0.0002
K碱=[F+]*[OH-]/[F]=0.0003
[H+]=10^(-4)
[H+]*[OH-]=10^(-14)
求f= [F]/([F-]+[F+]+[F])
先求1/f
1/f = [F-]/[F] + [F+]/[F] +1
下面就自己算吧
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9楼2012-08-30 08:41:10
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