分离工程综合复习资料
分离工程复习资料 整理版
分离工程复习资料整理版1、生物分离过程的特点：①生物物质的活性，遇高温，pH变化，化学药物时不稳定，料液中常有讲解目标产物的物质（酶），设计合理的分离过程和操作条件，快速分离纯化得到高活性的目标产物。
②与人类生命相关的产物，应除去对人类有害的物质，并防止其从外界混入。
③存在于目标产物相似的分子或异构体，采用多种分离方法或多个分离步骤。
整个过程的总回收率YT=Y1+Y2+.....Yi 回收率低，成本大提高回收率：提高每一步的回收率，减少步骤④原料液中目标产物浓度低，需要进行高浓度浓缩，成本高。
2、生物分离技术和原理物理性质：①力学性质（密度、尺寸、形状）②热力学性质（溶解度、挥发度、表面活性、相间分配平衡）③传质性质（粘度、扩散系数）④电磁性质（电荷特性、电荷分布、等电点、磁性）化学性质：化学平衡、反应速率、激光激发作用生物学性质：利用分子识别作用、利用酶反应的立体选择性 3、对于特定的分离方法或分离设备，评价指标包括分离容量capacity：单位体积的分离设备处理料液或目标产物的体积或质量。
分离速度speed：单批次分离所需的时间，或连续分离过程的进料速度。
分辨率resolution：目标产品的纯化效果或杂志的去除能力。
4、重力沉降球形固体颗粒的匀速沉降速度为Vg=dp2（ρS -ρL）g / 18μL5、如何提高重力沉降？①在中性盐的作用下，可使菌体表面双电层排斥电位降低，利于菌体之间产生凝聚。
②向菌体的料液中加入高分子絮凝剂，可使菌体之间产生架桥作用而形成较大的凝聚颗粒。
凝聚或絮凝有利于重力沉降，还可以提高过滤速度和质量。
培养液中含有蛋白质时，可使部分蛋白质凝聚而同时过滤除去。
6、单位质量的物质所受到的离心力为Fc=rω27、差速离心differential centrifugation以菌体细胞的收集或除去为目的的固液离心分离是分级离心操作的一种特殊情况，即为以及分级分离。
菌体和细胞一般在500-5000g的离心力下就可以完全沉降。
分离工程综合复习资料
《分离工程》综合复习资料一、填空题1. 请在下列选项中选择：超滤属于 、 过程；沉降属于 ；共沸精馏属于 、 过程。
A. 平衡分离 B. 传质分离 C. 机械分离 D. 速率分离 2. 膜分离的推动力可以是 、 或 。
3. 相平衡状态下，从热力学上看，整个物系自由焓处于 ；从动力学来看，相间 。
4. 宽沸程混合物闪蒸的热衡算更主要地取决于 ，因此将热衡算放在 循环中。
5. 推导Underwood 公式所用假设是：1） ；2） 。
6. 根据右图中恒浓区（阴影部分）的位置， HNK 为 ，LNK 为 。
7. 汽相为理想气体，液相为非理想溶液时，活度系数法计算相平衡常数的简化形式是 。
8. 液液平衡的分离因子又称为 。
9. 化学工业中最常使用的结晶技术是 和 。
10. MESH 方程分别指 ； ； ； 。
11.分离过程是将 分成 的两种或几种产品的操作。
12.平衡分离过程是借助 ，使均相混合物系统变成 ，再以混合物中各组分在处于 的两相中 为依据而实现分离。
13.传质分离过程用于各种 混合物的分离，其特点是有 发生，依据 的不同，传质分离过程又分为 过程和 过程。
14.活度系数的基准态是指活度系数等于 的状态。
15.从动力学上讲，相平衡是指相间 为零的状态。
16.膜分离过程包括 、 、 、 、微孔过滤、气体分离等多种分离过程。
17.恩特伍德公式的假设条件是（1） ；（2） 数。
（第6题18.由设计者指定浓度或提出要求的两个组分称为，其中相对易于挥发的组分成为，不易挥发的组分称为。
19.相平衡指的是混合物或溶液形成若干相，这些相保持着而的状态。
20．吸收过程是用液体处理气体混合物，是利用不同而达到分离有关组分的传质分离过程。
21．分离媒介包括和。
22．离子交换的步骤分为、、交换反应、、五步。
23．相平衡常数计算方法有、两种计算方法。
24．最小理论塔板数与无关，只取决于。
25．萃取剂的作用是和。
二、简答题1. 试描述“逆行精馏”效应，实际操作中如何减弱或消除？2. 萃取精馏流程中，溶剂加入口如何确定？解释原因。
分离工程复习资料
第一章绪论1、生物工程学的概念：生物工程学亦称生物技术，是指通过技术手段，利用生物体或生物过程生产有经济价值产品的学科，生物工程是基础科学和应用科学相结合的产物。
生物工程学的研究领域：基因工程、细胞工程、微生物工程、酶工程。
2、生物分离工程的概念：是生物化学工程的一个重要组成部分，指从发酵液、酶反应液或动植物细胞培养液中分离、纯化生物产品的过程，因它处于整个生物产品生产过程的后端，又称为生物工程下游技术。
它描述了生物产品分离、纯化过程的原理、方法和设备。
3、生物分离加工过程按工艺流程顺序可分为四个主要阶段：发酵液的预处理、提取、精制和成品加工。
第二章发酵液的预处理1、发酵液的一般特征有哪些？发酵液预处理的目的和要求有哪些？（1）组分大部分是水；（2）产物浓度低；（3）固形物主要是菌体和蛋白的胶状物；（4）含有培养基残留成分；（5）含有代谢副产物；（6）含有色素、毒性物质、热原质等有机杂质。
（一）发酵液预处理的目的1）改变发酵液中固体粒子的物理性质，提高固液分离的效率；2）使产物转入便于后处理的某一相中；3）去除发酵液中部分杂质，以利于后续各步操作。
总之，改变发酵液的性质，以利于固液分离。
（二）、发酵液预处理的要求1、菌体的分离(正确控制发酵终点);2、固体悬浮物的去除；3、蛋白质的去除；4、重金属离子的去除；5、色素、热原质、毒性物质等有机杂质的去除；6、改变发酵液的性质，以利于提取和精制后续工序的操作顺利进行；7、调节适宜的pH值。
2、发酵液预处理的方法有哪些？并简述各种方法的原理和特点？（一）凝聚和絮凝1、凝聚：在投加的化学物质作用下，胶体脱稳并使粒子相互聚集成1mm大小块状凝聚体的过程。
(使胶体粒子间的排斥电位降低而发生沉淀)2、絮凝：指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成粗大絮凝团的过程。
（二）、加热法①降低发酵液的粘度；②去除某些热变性蛋白等物质；③降低悬浮液的最终体积，破坏凝胶结构，增加滤饼的孔隙度，使固液分离变得十分容易。
《分离工程》综合复习
分离工程综合复习资料（答案）一、 不定项选择1.下列属于机械分离的是（ A C ）A ．沉降 B. 超滤 C. 静电除尘 D. 吸附分离 2.膜分离属于（B D ）A. 平衡分离B. 传质分离C. 机械分离D. 速率分离 3.ESA 被用于下列哪种分离过程？（ B D ）A. 机械分离B. 速率分离C. 平衡分离D. 传质分离 4.公式V i L i i f f K / 适用于下面哪种情况？（ A ）A. 汽相为理想溶液，液相为理想溶液；B. 汽相为理想气体，液相为理想溶液；C. 汽相为理想溶液，液相为非理想溶液；D. 汽相为理想气体，液相为非理想溶液；5.已知：T ，y 1，y 2 ……y C ；求解：P ，x 1，x 2……x C 属于哪种计算类型（ A ）A . 露点压力 B. 泡点温度 C. 露点温度 D. 泡点压力6.在设计变量中，e a N 表示（ C ）A. 装置设计变量数B. 单元固定设计变量数C. 单元可调设计变量数D. 装置固定设计变量数 7.HNK 表示（ C ）A. 重组分 B . 重关键组分 C. 重非关键组分 D .8.根据图中恒浓区（阴影部分）的位置，判断下列说法正确的是（B ）A. HNK 为分配组分，LNK 为非分配组分；B. HNK 为非分配组分，LNK 为分配组分；C. HNK为分配组分，LNK 为分配组分；D. HNK 为非分配组分，LNK 为非分配组分；9. 根据图中恒浓区（阴影部分）的位置，判断下列说法正确的是（ A. HNK 为分配组分，LNK 为非分配组分；B. HNK 为非分配组分，LNK 为分配组分；C. HNK 为分配组分，LNK 为分配组分；D. HNK 为非分配组分，LNK 为非分配组分； 10.液液平衡的分离因子又称为（ C ？ P14）A. 相对挥发度B. 分配系数C. 相对选择性D. 回收率11.图Ⅰ中的汽相浓度变化曲线，描述的是图Ⅱ中的哪个区域？（ D ）（第8题） （第9题）A. 属于1区B. 属于3区C. 属于4区12. 图Ⅰ中的汽相浓度变化曲线，描述的是图Ⅱ中的哪个区域？（ B ）A. 属于1区B. 属于3区C. 属于4区D. 属于6区13.分离丙酮-甲醇的共沸物，加入下面哪种物质可使得丙酮成为轻组分？（ A ） 见P75A. 水B. 乙酸甲酯C. 正己烷D. 乙醚二、1. 有其它轻组分，这种情况称为～。
生物分离工程复习资料
《生物分离工程》复习资料一、名词解释1、双电层：偏离等电点的蛋白质的净电荷或正或负，成为带电粒子，在电解质溶液中就、吸引相反电荷的离子，由于离子的热运动，反离子层并非全部整齐的排列在一个面上，而是距表面由高到低有一定的浓度分布，形成分散双电层简称双电层。
2、stern层（吸附层）：相距胶核表面有一个离子半径的stern平面以内，反离子被紧密束缚在胶核表面。
3、扩散层：在stern平面以外，剩余的反离子则在溶液中扩散开去，距离越远，浓度越小，最后达到主体溶液的平均浓度。
4、超临界流体萃取：利用超临界流体为萃取剂的萃取操作。
5、细胞破碎：指利用外力破坏细胞膜和细胞壁，使细胞内容物包括目的产物成分释放出来8、凝聚：在化学物质（铝、铁盐等）作用下，胶体脱稳并使粒子相互聚集成１ mm 大小块状凝聚体的过程。
9、絮凝：絮凝剂（大分子量聚电解质）将胶体粒子交联成网，形成10mm大小絮凝团的过程。
10、错流过滤：液体的流向和滤膜相切，使得滤膜的孔隙不容易堵塞。
被过滤的发酵液在压力推动下，带着混浊的微粒，以高速在管状滤膜的内壁流动，而附着在滤膜上的残留物质很薄，其过滤阻力增加不大，因而能在长时间内保持稳定不变的过滤速度。
凝聚沉淀法：，废水中悬浮固体浓度也不高，但具有凝聚的性能，在沉淀的过程中，互相粘合，结合成为较大的絮凝体，其沉淀速度是变化的。
道南（Donnan）效应：离子和荷电膜之间的作用即相同电荷排斥而相反电荷吸引的作用。
电渗析：利用分子的荷电性质和分子大小的差别进行分离的膜分离法。
高效液相色谱：高效液相色谱是色谱法的一个重要分支，以液体为流动相，采用高压输液系统，将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱，在柱内各成分被分离后，进入检测器进行检测，从而实现对试样的分析电渗析：利用分子的荷电性质和分子大小的差别进行分离的膜分离法。
14、截留率：表示膜对溶质的截留能力,可用小数或百分数表示,在实际膜分离过程中,由于存在浓度极化,真实截留率为R。
分离工程复习
式中：ND—设计变量数
NV—总变量数 NC—独立方程数
独立方程
• • • • • • 物料衡算方程 M 相平衡方程 E 热衡算方程 H 摩尔分率加和式 S 内在关系式（温度恒等、压力恒等） 其他特定情况下的特殊关系
要求
1. 理解关键组分的概念，总结清晰分割 的两种计算方法，了解非清晰分割物 料衡算的计算思路。 2. 熟悉简捷法求算精馏过程理论板数的 步骤。 3. 掌握多组分精馏、恒沸和萃取精馏的 基本原理、流程。
多组分精馏物系组成
轻非关键组分（LNK），轻组分 轻关键组分（LK） 中间组分 重关键组分（HK） 重非关键组分（HNK），重组分
根据组分是否在精馏塔的两端都出现， 可分为分配组分和非分配组分。 非分配组分：只在塔顶或塔釜出现的组分； 分配组分：在塔顶和塔釜均出现的组分。
清晰分割： 馏出液中除了重关键组分之外，没有其它 重组分；釜液中除了轻关键组分之外，没有 其它轻组分。
Fenske
Nm
Underwood
Rm
Gilliland
R、N
19
萃取精馏
1.恒沸精馏和萃取精馏的区别及各自适用 情况 2.掌握萃取精馏过程特点，萃取精馏的原 理 3. 理解精馏过程溶剂作用原理，溶剂选择 原则。
恒沸精馏
1.恒沸精馏和萃取精馏的含义；均相恒沸 物和非均相恒沸物的特征。 2.掌握分离恒沸物的双压精馏过程分析。 3. 理解恒沸组成和恒沸精馏过程的计算方 法
吸收
1. 吸收的定义；分类，吸收因子、吸收率、 相对吸收率的含义 2.掌握多组分吸收的简捷计算法，用平均 吸收因子法求解理论板数或吸收因子、 液气比等。
• 吸收因子
Ai
L VK
i
L
生物分离工程考试复习资料
生物分离工程1. 等密度梯度离心的密度梯度中最大密度需要大于待分离的目标产物的密度，最小密度需要小于目标产物的的密度。
2. 层析不属于发酵液的预处理。
3. 采用丁酯萃取发酵液中的青霉素（pK=2.75）时，发酵液中有一酸性杂质（pK=2.05），此时萃取体系的pH应控制在2.35。
4. 离子交换法是应用离子交换剂作为吸附剂，通过静电作用将溶液中带相反电荷的物质吸附在离子交换剂上。
5.离子交换层析是一种液-固相层析。
6. 在一定的温度和pH条件下，改变盐的浓度（离子强度）达到沉淀的目的，称为K S盐析法。
7. 磺酸基团（-SO3 H）是强酸性阳离子交换树脂的活性交换基团。
8. 真空转鼓过滤机工作一个循环经过过滤区、缓冲区、再生区、卸渣区。
9. 在葡聚糖与聚乙二醇形成的双水相体系中，目标蛋白质存在于上相。
10. 不能用于固液分离的手段为超滤。
11. 当向蛋白质纯溶液中加入中性盐时，蛋白质溶解度先增大后减小。
12. 从四环素发酵液中去除铁离子,可用加黄血盐。
13. 在膜分离当中，分离精度由小到大的排列正确的是：微滤＜超滤＜纳滤＜反渗透。
14. 工业上强酸型和强碱型离子交换树脂在使用时为了减少酸碱用量且避免设备腐蚀，一般先将其转变为钠型和氯型。
15. 液一液萃取时常发生乳化作用，如何避免升温。
16. 超滤和微滤是利用膜的筛分性质以膜两侧的压力差为传质推动力。
17. 有机溶剂沉淀法中可使用的有机溶剂为丙酮。
18.无机盐的存在有利于溶质向有机相中分配。
19. 分配常数与分配系数在溶质在两相中的分子形态相同情况下相同。
20. 在电渗析过程中，主要的推动力是电势差。
21.超临界流体可以用来萃取;微生物细胞破碎;酶促反应介质。
22.在膜的制备过程中，需要具备：透过速度、选择性、机械强度和稳定性。
23. 超临界流体萃取的三种典型工艺流程包括等温法;等压法;吸附法。
24. 离子交换树脂由载体;活性基团和可交换离子组成。
分离工程复习资料
分离工程考试大纲第一章绪论一、学习目的与要求通过本章的学习，能对传质分离过程有一个总体了解。
二、考核知识点与考核目标（一）、化工分离操作在化工生产中的重要性（一般）（二）、分离过程的分类和特征（次重点）识记：分离过程的分类和特征，传质分离过程的分类和特征。
（三）、分离因子的含义和计算方法第二章多组分分离基础一、学习目的与要求通过本章的学习，使学生正确理解相平衡热力学中的基本概念，掌握平衡常数、泡点、露点和闪蒸过程的计算方法。
二、知识考核点与考核目标（一）设计变量（重点）识记：设计变量、可调设计变量、固定设计变量的含义。
（二）设计变量的确定（重点）理解：设计变量、可调设计变量、固定设计变量的确定分法。
(三) 相平衡条件（重点）识记：相平衡条件；汽液、液液平衡表示方法。
（四）相平衡常数（重点）识记：相平衡常数的含义；状态方程法、活度系数法表示的汽液平衡常数。
应用：用状态方程法、活度系数法计算汽液平衡常数。
（五）活度系数法计算汽液平衡常数的通式及计算（重点）应用：用活度系数法计算汽液平衡常数的前三种简化形式计算汽液平衡常数。
（六）泡点和露点计算（重点）识记：泡点和露点的含义及四种计算类型。
（七）相态判断（重点）。
识记：核实闪蒸问题是否成立的两种方法。
（八）等温闪蒸和绝热闪蒸过程应用：等温闪蒸和绝热闪蒸过程的推导及计算。
第三章精馏一、学习目的与要求通过本章的学习，使学生掌握精馏分离过程的基本原理、流程及其简捷计算；了解塔内流量、浓度和温度分布特点。
二、考核知识点和考核目标（一）多组分精馏过程分析（重点）识记：关键组分、清晰分割和非清晰分割的定义。
识记：分配组分、非分配组分的含义。
应用：塔内流量、液相浓度和温度分布特点。
理解：分析最小回流比下恒浓区的部位。
（二）最小回流比（重点）应用：用恩德伍德法计算最小回流比。
（三）最少理论板数和组分的分配（重点）识记：全回流、最少理论板数的含义及芬斯克公式。
理解：求最少理论板数的几种表示形式。
化工分离工程考试复习资料
化工分离工程1.有相变的膜分离过程是渗透蒸发2.膜分离过程中，推动力不同于其它过程的是透析3. 约束变量关系数就是变量之间可以建立的方程数和给定的条件4. 等焓节流之后压力降低，温度也降低5. 塔板上液层越厚，气泡越分散，表面湍动程度越高，则点效率越高6. 当把一个气体溶液冷凝时，开始产生液滴的点叫作露7. 对多组分物系的分离，应将分离要求高的组分最后分离8.与板式塔相比，填料塔常具有的特点是压降小9. 吸收操作中，若要提高关键组分的相对吸收率应采用措施是增加液汽比10. 某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成x A=0.5时泡点为t1，与之相平衡的气相组成y A=0.75时，相应的露点为t2，则t1=t211. 膜分离是速率分离过程12. 当物系处于泡、露点之间时，体系处于气液两相13.一般吸收过程，可调设计变量数为1个14. 下列哪一个不是吸收的有利条件？提高温度15. 关于简捷法的描述那一个不正确？计算结果准确16.全回流操作时，精馏塔进料F、馏出液D和釜液W 的流率应为W = 0，D = 0，F = 017. 适合于选用填料塔的情况为物料具有腐蚀性时18. 电渗析膜分离过程不能用筛分原理来解释19. 每一单股进料均有C+2个设计变量。
20. 闪蒸是单级蒸馏过程，所能达到的分离程度较低21. 组分i、j之间不能分离的条件是分离因子等于122. 分离过程是一个熵减少的过程23.分离最小功是指完全可逆过程中所消耗的功24.与填料塔相比，压降小不属于板式塔的特点25. 纯组分的蒸发不是闪蒸过程26. 气体浓度不是影响吸收因子的物理量27. 利用液体混合物各组分在液体中溶解度的差异而使不同组分分离的操作称为萃取28. 以下分离方法中技术成熟度和应用成熟度最高的是精馏29. 汽液平衡关系pyi=γixipi0的适用条件是低压条件下的非理想液相30. 汽液相平衡K值越大，说明该组分越易挥发31. 溶解度与物质化学性质、溶剂性质及温度无关。
分离工程期末考试复习资料
《分离工程》课程综合复习资料一、单选题1．图Ⅰ中的汽相浓度变化曲线，描述的是图Ⅱ中的（）区域。
A．属于1区B．属于3区C．属于4区D．属于6区答案：D2．根据图中恒浓区（阴影部分）的位置，判断下列说法正确的是（）。
A．HNK为分配组分，LNK为非分配组分B．HNK为非分配组分，LNK为分配组分C．HNK为分配组分，LNK为分配组分D．HNK为非分配组分，LNK为非分配组分答案：AN表示（）。
3．在设计变量中，eaA．装置设计变量数B．单元固定设计变量数C．单元可调设计变量数D．装置固定设计变量数答案：C4．已知：T ，y1，y2……yC ；求解：P ，x1，x2……xC 属于（）计算类型。
A ．露点压力B ．泡点温度C ．露点温度D ．泡点压力答案：A5．公式V i L i i f f K / 的适用条件是（）。
A ．汽相为理想溶液，液相为理想溶液B ．汽相为理想气体，液相为理想溶液C ．汽相为理想溶液，液相为非理想溶液D ．汽相为理想气体，液相为非理想溶液答案：A6．吸收是利用液体处理气体混合物，根据气体混合物中各组分在液体中（）的不同，而达到分离目的传质过程。
A ．挥发度B ．吸附性C ．渗透性D ．溶解度答案：D7．借助一定的（），实现混合物中组分的分级、浓缩、富集、纯化、精制与隔离等的过程称为分离过程。
A ．设备B ．吸收剂C ．分离剂D ．溶剂答案：C8．若板式精馏塔塔板发生雾沫夹带，应该增大（）。
A ．气体流速B ．开孔率C ．塔板直径D．塔板间距答案：D9．共沸精馏属于（）过程。
A．平衡分离B．速率分离C．机械分离答案：A10．超滤属于（）过程。
A．平衡分离B．传质分离C．机械分离答案：B11．下列不是分离设备的是（）。
A．离心泵B．吸收器C．闪蒸罐D．填料塔答案：A12．平衡分离过程用到的分离媒介不包括（）。
A．热能B．溶剂C．吸收剂D．生物膜答案：D13．绿色分离工程主要针对的是工业过程对环境的影响而言，下列（）不是它的别称。
分离工程总复习(计算部分)
由于氢气的相对挥发度很大，该组分全部从塔顶馏出液中采出。 Di N D i 3 m 3 和 Fi Di Bi 分别计算组分 4、5、6、7 的分布。 由 Bi B3 对组分 4：
D4 1.328 N m D3 4 0.6433.92 0.0074；而 25.7 B4 B3 31.872
D4 B4
由此计算得 D4 0.189 ； B4 25.511 对组分 5：
D5 D3 1.328 m iN 0.1183.92 0.00001；而 0.5 D5 B5 5 B5 B3 31.872
由此计算得 D5 0.0 ； B5 0.50
将计算结果列表如下： 组 H2 CH4 C2H4 C2H6 C3H6 C3H8 C4 分
4.4 化学吸收
克雷姆塞尔方程
vN 1 v1 AN 1 A i N 1 vN 1 v0 A 1
A lg( ) 1 N 1 lg A
分离工程
2 多组分分离基础 3 精馏 4 气体吸收和解吸
6 分离过程及设备的效率与节能
6 分离过程及设备的效率与节能
某精馏塔的操作压力为0.1Mpa，其进料组成为 组 分 正丁烷 正戊烷 正己烷 正庚烷 正辛烷 总合 0.17 0.65 0.10 0.03 1.00 组成（摩尔分数）0.05 试求： ①露点进料的进料温度。 ②泡点进料的进料温度。
20℃
xi yi 0.05 0.17 0.65 0.10 0.03 7.734 1 Ki 2.1 0.56 0.17 0.055 0.017
2.4 单级平衡分离过程计算
过冷液体
∑kizi<1 ∑kizi>1,∑zi/ki>1
分离工程复习资料
第一章绪论1、生物工程学的概念：生物工程学亦称生物技术，是指通过技术手段，利用生物体或生物过程生产有经济价值产品的学科，生物工程是基础科学和应用科学相结合的产物。
生物工程学的研究领域：基因工程、细胞工程、微生物工程、酶工程。
2、生物分离工程的概念：是生物化学工程的一个重要组成部分，指从发酵液、酶反应液或动植物细胞培养液中分离、纯化生物产品的过程，因它处于整个生物产品生产过程的后端，又称为生物工程下游技术。
它描述了生物产品分离、纯化过程的原理、方法和设备。
3、生物分离加工过程按工艺流程顺序可分为四个主要阶段：发酵液的预处理、提取、精制和成品加工。
第二章发酵液的预处理1、发酵液的一般特征有哪些？发酵液预处理的目的和要求有哪些？（1）组分大部分是水；（2）产物浓度低；（3）固形物主要是菌体和蛋白的胶状物；（4）含有培养基残留成分；（5）含有代谢副产物；（6）含有色素、毒性物质、热原质等有机杂质。
（一）发酵液预处理的目的1）改变发酵液中固体粒子的物理性质，提高固液分离的效率；2）使产物转入便于后处理的某一相中；3）去除发酵液中部分杂质，以利于后续各步操作。
总之，改变发酵液的性质，以利于固液分离。
（二）、发酵液预处理的要求1、菌体的分离(正确控制发酵终点);2、固体悬浮物的去除；3、蛋白质的去除；4、重金属离子的去除；5、色素、热原质、毒性物质等有机杂质的去除；6、改变发酵液的性质，以利于提取和精制后续工序的操作顺利进行；7、调节适宜的pH值。
2、发酵液预处理的方法有哪些？并简述各种方法的原理和特点？（一）凝聚和絮凝1、凝聚：在投加的化学物质作用下，胶体脱稳并使粒子相互聚集成1mm大小块状凝聚体的过程。
(使胶体粒子间的排斥电位降低而发生沉淀)2、絮凝：指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成粗大絮凝团的过程。
（二）、加热法①降低发酵液的粘度；②去除某些热变性蛋白等物质；③降低悬浮液的最终体积，破坏凝胶结构，增加滤饼的孔隙度，使固液分离变得十分容易。
分离工程复习
2. 恒沸精馏
恒沸物的特点：
特殊精馏习题-2,3
yi xi Pyi pis i xi 1 1 2 p2s p1s
夹带剂的选择特点 恒沸精馏的操作特点 ① 精馏产物与塔的分离能力有关，与全部进料总组成
(F组成、S用量)有关。 ② 当MF一定，有不同的塔釜组成xBi, 服从杠杆规则； ③ 塔内温度不会出现极值。
G(e) ( yi xi ) 0
迭代变量 1/T P T P
e=V/F
3
分离工程复习
2. 泡、露点计算的基本方程
习题1-①
相平衡关系
yi Ki xi
(i 1, ,c)
归一方程
yi 1 xi 1
2
i
i
相平衡常数式 Ki fi (P,T, x, y)
(i 1, ,c)
重组分H全部到塔底；bi＝fi，di＝0
给出： η—例题2-5 x—习题-3,5
LK、HK关键组分根据分离要求作物料衡算。
② 非清晰分割法基本假定： 部分回流的浓度分布≈全回流的浓度分布
11
分离工程复习
五．特殊精馏
1、萃取精馏
溶剂的作用
ln12/S
ln
p1s p2s
1
T>Td T=Td T<Td
T<Tb T=Tb T>Tb
过热蒸汽 饱和蒸汽
不确定
过冷液体 饱和液体
不确定
同时满足 ∑ziKi>1 和 ∑zi/Ki>1 则是汽液混合物。
6
分离工程复习
三．精馏操作型严格计算
1、 MESH方程
M——i组分的物料衡算方程 E ——i相平衡方程 S ——摩尔流率加和归一方程 H ——热量衡算方程（j板）
030109分离工程-18
《分离工程》综合复习资料一、选择题（1-4题为多选题，其余为单选题) 1.下列属于机械分离的是（ ）A ．沉降B. 超滤C. 静电除尘D. 吸附分离2.膜分离属于（ ）A. 平衡分离B. 传质分离C. 机械分离D. 速率分离3.ESA 被用于下列哪种分离过程？（ ）A. 机械分离B. 速率分离C. 平衡分离D. 传质分离4.HNK 表示（ ）A. 重组分B. 重关键组分C. 重非关键组分D. 轻非关键组分5.公式V i L i if f K / 的适用条件是（ ）A. 汽相为理想溶液，液相为理想溶液；B. 汽相为理想气体，液相为理想溶液；C. 汽相为理想溶液，液相为非理想溶液；D.汽相为理想气体，液相为非理想溶液；6.已知：T ，y 1，y 2 ……y C ；求解：P ，x 1，x 2……x C 属于哪种计算类型（ ）A. 露点压力B. 泡点温度C. 露点温度D. 泡点压力二、填空题1.由设计者指定浓度或提出要求的两个组分称为 ，其中相对易于挥发的组分称为 ，不易挥发的组分称为 。
2.膜分离的推动力可以是 、 或 。
3．在分离工程中，分离过程分为机械分离和传质分离两大类。
传质分离过程用于 混合物的分离。
工业上的传质分离过程可分为 和 。
4．膜分离的推动力可以是 、 或 。
5．相平衡状态下，从热力学上看，整个物系自由焓处于 ；从动力学来看，相间 。
6．宽沸程混合物闪蒸的热衡算更主要地取决于 ，因此将热衡算放在 循环中。
7．推导Underwood 公式所用假设是：1） ；2） 。
8．液液平衡的分离因子又称为 。
9．萃取剂的作用是 和 。
10．离子交换的步骤分为 、 、交换反应、 、 五步。
三、名词解释 清晰分割： 四、简答题1.简述塔序排列的五条经验原则。
2.理想的共沸剂应具备哪些特性？3.精馏过程的热力学不可逆性主要表现在哪几方面?4.推导恩特伍德(Underwood)公式时所用的假没是什么?5.下面几种膜分离过程的推动力各是什么? ⑴ 超滤⑵ 反渗透⑶渗析6.试描述“逆行精馏” 效应，实际操作中如何减弱或消除？7.如何判断闪蒸问题是否成立？8. 萃取精馏流程中，溶剂加入口如何确定？解释原因。
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《分离工程》综合复习资料一、填空题1. 请在下列选项中选择：超滤属于 、 过程；沉降属于 ；共沸精馏属于 、 过程。
A. 平衡分离 B. 传质分离 C. 机械分离 D. 速率分离 2. 膜分离的推动力可以是 、 或 。
3. 相平衡状态下，从热力学上看，整个物系自由焓处于 ；从动力学来看，相间 。
4. 宽沸程混合物闪蒸的热衡算更主要地取决于 ，因此将热衡算放在 循环中。
5. 推导Underwood 公式所用假设是：1） ；2） 。
6. 根据右图中恒浓区（阴影部分）的位置， HNK 为 ，LNK 为 。
7. 汽相为理想气体，液相为非理想溶液时，活度系数法计算相平衡常数的简化形式是 。
8. 液液平衡的分离因子又称为 。
9. 化学工业中最常使用的结晶技术是 和 。
10. MESH 方程分别指 ； ； ； 。
11.分离过程是将 分成 的两种或几种产品的操作。
12.平衡分离过程是借助 ，使均相混合物系统变成 ，再以混合物中各组分在处于 的两相中 为依据而实现分离。
13.传质分离过程用于各种 混合物的分离，其特点是有 发生，依据 的不同，传质分离过程又分为 过程和 过程。
14.活度系数的基准态是指活度系数等于 的状态。
15.从动力学上讲，相平衡是指相间 为零的状态。
16.膜分离过程包括 、 、 、 、微孔过滤、气体分离等多种分离过程。
（第617.恩特伍德公式的假设条件是（1）；（2）数。
18.由设计者指定浓度或提出要求的两个组分称为，其中相对易于挥发的组分成为，不易挥发的组分称为。
19.相平衡指的是混合物或溶液形成若干相，这些相保持着而的状态。
20．吸收过程是用液体处理气体混合物，是利用不同而达到分离有关组分的传质分离过程。
21．分离媒介包括和。
22．离子交换的步骤分为、、交换反应、、五步。
23．相平衡常数计算方法有、两种计算方法。
24．最小理论塔板数与无关，只取决于。
25．萃取剂的作用是和。
二、简答题1. 试描述“逆行精馏”效应，实际操作中如何减弱或消除？2. 萃取精馏流程中，溶剂加入口如何确定？解释原因。
3.某厂一多组分精馏塔，正常操作时塔顶底产品都合格，乙班接班后操作两小时分析发现塔顶产品不合格，请你告诉操作工如何调节操作参数?4．非均相催化反应精馏的定义是什么？利用非均相催化反应精馏进行反应与固定床反应器相比有什么优点?5．萃取精馏和共沸精馏的相同点和不同点是什么？6．画出萃取精馏的流程简图，指出萃取剂的加入位置，并说明原因？7．计算最小回流比所用恩特伍德公式的假设条件是什么？当简单精馏塔在最小回流比下操作时，当轻重组分均为分配组分和均为非分配组分两种情况下，塔内恒浓区的位置分布情况。
8．物理吸收过程与精馏相比，传质特点是什么？吸收塔内气液相浓度和温度如何变化？9．如何判断闪蒸问题是否成立？10.简述简单分离塔序排列的五条经验原则。
三、综合题（20分）1.对再沸器单元求相应设计变量数，要求写出详细步骤。
（5分）2. 某原料含有A、B、C、D和E五个组分。
已知αA＞αB＞αC＞αD＞αE其中E的含量很高，B与C最难分离。
试设计一个合理的精馏分离塔序,画出流程示意图，将各组分分为纯组分。
（5分）3．如图所示一精馏塔，进料为四组分。
塔顶采用全凝器，塔釜采用部分再沸器。
该塔通过侧线采出部分产品。
忽略压降。
请计算该装置的设计变量数，并指定固定设计变量和设计型可调设计变量。
4．甲乙酮（MEK）和水在常压下形成二元均相正偏差共沸物，共沸组成为含甲乙酮65％，而在0.7MPa的压力下，共沸组成变化为含甲乙酮50%。
现有一甲乙酮和水的混合物，其中甲乙酮含量为35％，请设计一流程对此混合物进行分离，要求画出流程图，在图上指出进料和出料，并通过T-x-y图说明你所设计的流程。
5．某原料含有A、B、C、D和E五个组分。
已知αA＞αB＞αC＞αD＞αE，其中E的含量很高，B与C最难分离。
试设计一个合理的精馏分离塔序，画出流程示意图，将各组分分为纯组分。
四、计算题（15分）1. 今有A、B、C、D四元混合物送入精馏塔分馏，进料组成及相对挥发度见下表。
要求馏出液中B的收率为98％（mol），釜液中D的收率为99％（mol）。
计算最少理论板数和全回流操作下的组分分配。
LV oL oQ注：Fensk 公式：HKLK W HK D LK W HK D LK m N -⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--•=αϕϕϕϕlg )1)(1(lg ,,,,2. 设计一个脱乙烷塔，从含有4个轻烃的混合物中回收乙烷，进料组成、各组分的平均相对挥发度见设计条件表，要求馏出液中乙烷的收率为97％，釜液中丙烯的收率为85％（mol.）。
试求最小理论板数及在全回流条件下馏出液和釜液的组成。
脱乙烷塔的设计条件编号 进料组分 mol% α 1 甲烷 10.0 7.35 2 乙烷 40.0 2.09 3 丙烯 25.0 1.00 4丙烷25.00.90二、简答题1.答：精馏塔的作用是使轻、重关键组分的摩尔分率比从再沸器中的最低值提到冷凝器中的较高值，接近最小回流比下操作时，在进料板上下区域会出现随蒸汽逐级上升，此比值反而下降，及精馏成果被抵消的情况，称为“逆行精馏”效应。
提高回流比或改变进料位置均可以减弱或消除该效应。
2.答：因为溶剂的沸点比被分离组分高，为了使塔内维持较高溶剂浓度，溶剂加入口一定要位于进料板之上，但需要与塔顶保持有若干块塔板，起到回收溶剂的作用，称为溶剂回收段。
3.答：所谓塔顶产品不合格，是指塔顶馏出物中重组分含量较多。
因此，可以通过适当加大回流量或适当降低塔釜操作温度进行调节。
4．答：非均相催化反应精馏，即将催化剂填充于精馏塔中，它既起加速反应的催化作用，又作为填料起分离作用。
优点:1).对于受平衡制约的反应，采用催化精馏能够大大超过固定床的平衡转化率。
2).由于精馏作用移出物系中较重的污染物，使催化剂保持清洁，延长了催化剂的寿命。
5．答：相同点：都是加入溶剂改变原溶液的相对挥发度，使其可以用精馏方法分离。
不同点：1)可供选择的共沸剂数目远不及萃取剂多，且萃取剂用量不像共沸剂受限制；2)共沸剂从塔顶蒸出，萃取剂从塔底出，因此消耗能量多；3)共沸精馏受组成限制，操作条件比较苛刻，萃取精馏可在较大范围变化，操作比较容易，流程较简单，只用于连续操作；4)同样压力下共沸精馏温度低，适于热敏性物料。
6．答：加入位置：溶剂的加入口一定要位于进料板以上，但需要与塔顶保持有若干块塔板。
原因：溶剂的沸点比被分离组分高，为了使塔内维持较高的溶剂浓度，溶剂的加入口一定要位于进料板以上。
但需要与塔顶保持有若于块塔板，起回收溶剂的作用。
1：萃取精馏塔2：溶剂回收塔7．答：假定：1) 塔内汽相和液相均为恒摩尔流率；2）各组分的相对挥发度均为常数；8．答：物理吸收过程是气相分子向液相的单方向分子扩散和传质过程。
吸收塔内从塔顶到塔釜，气、液相浓度都是上升的，温度也是上升的。
9．答：方法一：分别用泡点方程和露点方程计算在闪蒸压力下进料混合物的露点和泡点温度，然后核实闪蒸温度是否处于泡露点温度之间。
若该条件成立，则闪蒸问题成立。
方法二：计算ΣK i z i 和Σz i /K i ,若ΣK i z i >1, 说明T B <T ；若Σz i /K i >1，说明T D >T 。
综合两种试算结果，只有T B <T<T D 成立，才构成闪蒸问题。
10. 答：1）按相对挥发度递减的顺序逐个从塔顶分离出各组分； 2）最困难的分离应放在塔序的最后；3）应使各个塔的馏出液的摩尔数与釜液的摩尔数尽量接近； 4）分离很高挥手率的组分的塔应放在塔序的最后； 5）进料中含量高的组分尽量提前分出。
三、综合题1. 解： 73+=C N ev32+=C N e c4+=C N e i 3+=C N ex1=e a N2. 解：ABCD A BC BE BCD D C2.解：固定设计变量N x E ：[2分] 一股进料：c+2=4+2=6 一个压力等级：1 N x E =6+1=7固定设计变量指定［2分］：进料温度、压力、流率，其中三个组分的浓度，塔的操作压力 可调设计变量N a E ：［3分］ 3个串级： 3 分配器： 1 全凝器： 1 侧线采出单元：1 再沸器： 1 N a E =7设计型设计变量指定：［3分，注此题标准答案不止下述一种］ 塔顶出料中轻关键组分浓度 侧线采出馏分中轻关键组分的浓度 轻关键组分在这两股出料中的回收率 回流比 适宜出料位置 适宜进料位置4. 解：浓度为35%的甲乙酮首先进入低压塔（I ），塔顶产品为含甲乙酮65%的溶液，塔釜产品为纯水。
I 塔的塔底产品进入高压塔（II ），塔釜为纯甲乙酮，塔顶为含甲乙酮为50%的溶液做为塔I 的循环进料。
3分MEKX F H 2O T5.解：A+B+C+D+EEA+B+C+D BCADB+C四、计算题1.解：由题意，组分B和D分别为轻、重关键组分，用公式计算最少理论板数：HKLKWHKDLKWHKDLKmN-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--•=αϕϕϕϕlg)1)(1(lg,,,,=76.4lg)99.01)(89.01(99.089.0lg⎥⎦⎤⎢⎣⎡--⨯=3.68583/0.6776=5.43948全回流下组分分配计算：（假设100mol/h进料）由此计算非关键组分含量：以组分D为参考组分组分进料馏出液釜液数量mol%数量mol%数量mol% A20.219.99339.320.004960.01B30.329.457.820.61.22C 10 0.1 1.0512 2.07 8.948818.21 D 40 0.1 0.4 0.79 39.6 80.56 合计10010050.8442100.0049.15376100.002 解：假设100kmol/h 进料, 由题意，乙烷（2）和丙烯（3）分别为轻、重关键组分。
用Fensk 公式计算最少理论板数：HKLK W HK D LK W HK D LK m N -⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--•=αϕϕϕϕlg )1)(1(lg ,,,,=09.2lg )85.01)(97.01(85.097.0lg ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--⨯=2.26/0.32=7.07（块）d2=38.8kmol/h ，w2=1.2kmol/h ，d3=3.75kmol/h ，w3=21.25kmol/h 。
由此计算非关键组分含量：以组分3为参考组分，计算结果： 编号进料组分f i , kmol/hd i , kmol/hw i , kmol/h1 甲烷 10.00 10.00 0 2乙烷40.0038.801.203丙烯25.00 3.7521.25 4丙烷25.00 1.9323.07。