最新生化分离工程题目答案(仅供参考)资料

1.生化分离工程是生化工程的一个重要组成部分，它是描述回收生物产品分离过程原理和

方法的一个术语，指从发酵液或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。

2.生物技术下游加工过程的一般步骤和单元操作:

(1) 发酵液的预处理与固液分离

选用的单元操作有限，一般选用过滤和离心的方法，有时也伴有沉降操作，错流过滤也较为常用。对非外泌性产物，还需进行细胞破碎。

(2) 初步纯化（或称产物的提取）

通过一个和几个单元操作以除去与目标产物性质有很大差异的杂质，提高了产物的浓度和质量。单元操作如吸附、萃取和沉淀。

(3) 高度纯化（或称产物的精制）

选用的单元操作有限，所用的技术对产物有高度的选择性，典型的单元操作有层析、电泳和沉淀等。

(4) 成品加工

产物的最终用途和要求，决定了最终的加工方法，浓缩和结晶常常是操作的关键。

3.工艺设计原则是什么？

1）技术路线、工艺流程尽量简单化、集成化，尽量降低成本；

2）将完整工艺划分为不同的操作单元；

3）采用成熟技术与可靠设备；

4）纯化开始前编写、备好书面标准操作程序等技术文件；

5）适宜的检测方法。

4.简述本课程所介绍的公用设施及设备。

1）洁净空气制备系统。空气调节的目的主要是通风以及通过各种空气处理（如净化、加热或冷却、加湿或除湿等）来维持室内适宜的温度环境。

①洁净空气调节系统的组成：小规模、单分区洁净空气调节系统；中大规模、多分区洁净空气调节系统两类

②空气净化和空气过滤器：由于不同的洁净室对洁净级别的要求不同，因此采用不同种类的空气过滤器，有初效中效高效静电过滤四种方式过滤器。

2）洁净室及洁净空气调节系统的测定

①洁净室，包括乱流和层流洁净室

②洁净室的物理指标和生物学指标：温度、相对湿度、噪度、照度、静压差、层流风速、换气次数。

③洁净空气调节系统的测定和调整：

A：空气调节系统的空气平衡测定和调整:N=Q

B：洁净室参数的测定：

a)室内温度和相对湿度的测定b）室内静压差的测定c）室内洁净度的测定d)室内浮游菌和沉降菌的测定e）室内噪声的测定f）室内噪度的测定

3）低温环境系统：制冷技术应用的三个温区：低温（-120℃），中温(-120℃~5℃)、高温

①冷库制冷系统的基本组成：冷冻压缩机、冷凝器、蒸发皿、水冷却皿以及其他组件

②冷库的类型：由保温围护系统、冷冻系统、电控网络系统等组成的用于冷冻、冷藏的成套设备。

A：按用途分：生产性冷库、分配性冷库、零售消费性冷库。

B：按围护结构的特点分：土建式冷库和装配式冷库。

4）生产用水供应系统：

①制药用工艺用水：工艺用水中使用的水，按化学成分和微生物为纯度指标的不同分为饮用水、纯化水和注射用水3大类：

②水系统：设备操作原理为：

A：预处理系统：沙滤、活性碳过滤、微滤

B：反渗透系统

C：多效蒸馏系统：生产无菌、无热原水、重现性要好

D：纯水/注射用水储罐。

5.错流过滤：料液给过滤介质表面一个平行的大流量冲刷，则过滤介质表面积累的滤饼就

会减少到可以忽略的程度，而通过过滤介质的流速会比较小，称切向流过滤。

板框过滤：是工业上常用的过滤方式，属于滤饼过滤，由多组滤板和滤框交替排列而成，板与框用机架支撑，在滤板的两边覆盖以过滤纸板，过滤面积大，过滤推动力能大幅度调整，并能耐受较高压力差，对不同过滤特性的发酵液适应性强。

6.如欲提高固体剪切法（珠磨技术）的破碎效率，应从哪些方面考虑？

珠磨技术破碎的速率和效率是所有操作参数的函数，这些因素包括转盘外缘速度 u、细胞浓度c、珠粒大小、温度和流量Q，故欲提高固体剪切法的破碎效率，应从这些因素考虑。

1）转盘外缘速度 u 的影响：在一定的范围内，破碎的比速度与这个外缘速度成正比，但由于高速能量旋转所引起的能量消耗、高的热量产生和珠粒的磨损以及因剪切而

引起的产物的失活，必须限制圆盘外缘的速度，故实际生产中应控制合适的速度。

2）细胞浓度 c 的影响：产生的热量随细胞浓度的降低而下降，但是单位细胞重量所消耗的功率却会增加，故应使细胞浓度控制在合适的范围。

3）珠粒大小的影响：磨珠越小，细胞破碎速度也越快，但磨珠太小又易于漂浮，对于一定的细胞，存在适宜的的微珠粒径，使细胞破碎率最高，故应选择最合适的粒径。

4）温度的影响：一般用冷却夹套和搅拌轴的方式来调节磨室的温度，降低温度主要是保证所分离的成分不失活。

5）流量Q的影响：流量增加，破碎量下降，单位质量的能耗降低；流量降低，弥散和返混增加。故使控制合适的流量以提高破碎效率。

7.超声波的作用：a.机械作用：使物质作激烈的强迫机械作用，并产生单向力作用。

b.空化作用: 在液固两相的交界处，存在一些小空泡，声波的稀疏

阶段使小空泡迅速地涨大，在声波的压缩阶段，小泡又突然被极

度地压缩。在小泡突然被压缩时，液体以极大的速度来填充空穴，

使小泡附近的液体或固体都受到上千个大气压的高压。这种现象

称为空化现象。

c. 热作用：媒质对超声的吸收会引起温度上升，往往造成分界面处

的局部高温。

超声波破碎细胞的原理：在细胞悬浮液中输入高的声能时，在细胞周围会形成许多小气泡，在压缩相中气泡会被压缩，直到不能被压缩时，气泡破裂，释放出猛烈的震波。这种震波通过介质传播，此时大量声能被转化成弹性波形式的机械能，引起局部的剪切梯度使细胞破碎。

8.离心沉降：利用固液两相的相对密度，在离心机无孔转鼓或管子中进行悬浮液的分

离操作

离心过滤：利用离心力并通过过滤介质，在有孔转鼓离心机中分离悬浮液的操作

9.F r表示粒子在离心机中产生的离心加速度与自由下降的加速度之比；F r=ω2r/g

来定量评价分离的效果：F r愈大，愈利于分离。