生物分离工程(孙彦)1-4章部分答案
生物分离工程(三版)(孙彦)04
微滤的原理
微滤通常采用孔径为0.02~10微米的微孔膜进行，其 可截留直径0.01-10微米的固体粒子或分子量大于 1000kDa的高分子物质。料液在压差作用下流经微滤 膜，料液中的溶剂和溶质分子透过微孔形成透过液； 而尺寸大于膜孔的固形成分则被截留，从而实现料液 中固形成分与溶液的分离。 微滤膜对微粒的截留也是基于筛分作用，其膜的分离 效果是膜的物理结构，孔的形状和大小所决定。
膜的概念 在一种流体相间有一层薄的凝聚相 物质，其把流体相分隔开来成为两部分， 这一薄层物质称为膜。 膜分离 膜分离是利用具有一定选择性透过 特性的过滤介质进行物质的分离纯化。
分离过程中膜的功能
物质的识别和透过
其是使混合物中各组分之间实现分离的内在因素；
界面
其提供一种状态，将透过液和保留液分为互不混合的 两相
反应场
膜表面及孔内表面含有与特定溶质具有相互作用能力 的官能团，通过物理、化学或生化反应提高膜分离的 选择性和分离度；
各种膜分离方法及其原理
反渗透 超滤和微滤 透析 电渗析 渗透气化
要求
学习要求：各种膜分离法及其原理 理解：微滤、超滤、反渗透、透析、电 渗析和渗透汽化等方法的原理 应用：掌握各种膜的应用范围
电渗析概念
电渗析是利用分子的荷电性质荷分子大小 的差别进行分离的膜分离法。
电渗析过程采用的膜材料 主要为离子交换膜，其表 面和孔道内键合有离子交 换基团。
电渗析原理
渗透气化原理
渗透气化原理如图所示。 疏水膜的一侧通入料液，另 一侧（透过侧）抽真空或通 入惰性气体，使膜两侧产生 溶质分压差。在分压差作用 下，料液中溶质溶于膜内， 扩散通过膜，在透过侧发生 气化，气化的溶质被膜装置 外设置的冷凝器回收。渗透 气化是根据溶质间透过膜的 速度不同，使混合物得到分 离。
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第一、二章习题填空题生物产品的分离过程包括目标产物的，，和是分离过程的核心。
发酵液常用的固液分离方法有、和等。
细胞破碎技术中常用的机械破碎方法有、、和。
从操作的角度可将分离技术分为两大类，一是，二是。
和不仅有利于重力沉降，而且还可以在过滤分离中大大提高过滤速度。
判断题在工业规模的差速离心操作中，为提高分离速度，所以用离心力较大。
差速离心是生化研究中常用的离心分离方法，而区带离心是生化工业中常用的离心分离方法。
过滤是一种膜分离法。
革兰氏阳性菌比革兰氏阴性菌容易破碎。
团状和线状菌不适合采用珠磨法破碎。
化学破碎比机械破碎的选择性高，胞内产物的总释放率低。
选择题以分离纯化为目的时，最关心的是下列哪个因素（）A、目标产物的浓度B、目标产物的浓缩率C、目标产物的分离因子D、目标产物的回收率不需要冷却的细胞机械破碎方法为（）能够用于分离细胞器的细胞破碎方法为（），A、高压匀浆法B、珠磨法C、喷雾撞击法D、超声波破碎法简答题何谓差速分离与平衡分离，两者操作应注意什么？答：差速分离：利用外力使目标产物与杂质移动速度不同进行分离的方法。
离心、膜分离、电泳等。
平衡分离：根据目标产物与杂质在两相间分配平衡的差异实现分离的方法。
萃取、结晶、吸附等。
注意：差速分离外力大小适中，在一定时间内产生足够大的差异，操作时间不能太长否则目标产物又混合。
平衡分离需要达到平衡的足够时间。
何谓凝聚和絮凝，简述其在细胞分离中的应用。
答：凝聚是指在无机盐类作用下，使发酵液中的成分形成1mm大小的块状凝聚体的过程。
凝聚剂主要是铝、铁等的无机盐。
其作用是中和表面电荷，破坏双电层或形成氢键和配位键等。
絮凝则是采用天然或合成高分子聚电解质将发酵液成分交联成网，形成10mm大小的絮凝团的过程。
絮凝剂主要是聚丙烯酰胺或聚乙烯亚胺等高分子化合物。
其作用主要是通过与发酵液中带电荷的成分形成离子键起到架桥作用。
在细胞分离过程中主要应用于重力沉降和过滤。
可以使菌体或蛋白分子形成较大的颗粒，提高重力沉降速度和过滤速度与质量。
生物分离工程题目及答案
一、单选题1、凝聚与絮凝的主要原理为（）。
A.破坏胶体粒子的稳定性B.重力沉降C.筛分作用D.水化层作用我的答案：A2、凝集是指发酵液中的胶体粒子相互凝集成为直径为（）左右块状絮凝体的过程。
A.1mmB.3 mmC.5mmD.7mm我的答案：A3、生物悬浮液由（）组成。
A.水，培养基B.代谢产物C.生物碎片D.A，B和C我的答案：D4、下列物质不属于凝聚剂的有（）。
A.明矾B.石灰C.聚丙烯类D.硫酸亚铁我的答案：C5、其他条件均相同时，优先选用哪种固液分离手段（）A.离心分离B.过滤C.沉降D.超滤我的答案：B6、不能用于固液分离的手段为（）A.离心B.过滤C.双水相萃取D.超滤我的答案：D7、等密度区带离心的密度梯度中最大密度（）待分离的目标产物的密度。
A.大于B.小于C.等于D.以上均可我的答案：A8、差速区带离心的密度梯度中最大密度（）待分离的目标产物的密度。
A.大于B.小于C.等于D.以上均可我的答案：B9、下列哪项不属于发酵液的预处理（）A.加热B.调pHC.絮凝和凝聚D.离心我的答案：D10、能够除去发酵液中钙、镁、铁离子的方法是（）A. 过滤B.萃取C.离子交换D.蒸馏我的答案：C11、过滤的透过推动力是（）。
A.渗透压B.电位差C.自由扩散D.压力差我的答案：D12、颗粒与流体的密度差越小，颗粒的沉降速度（）A.越小B.越大C.不变D.无法确定我的答案：A二、填空题1、根据目标产物存在的位置：分为____________或____________。
根据目标产物存在的形式：分为____________或____________。
我的答案：第1空：胞内第2空：胞外第3空：活性产物第4空：包含体2、固液分离的主要方法有______和______。
发酵液预处理中，体积较小的细菌和酵母菌，采用________分离；细胞体积较大的丝状体（霉菌放线菌），采用________分离。
我的答案：第1空：离心分离第2空：过滤分离第3空：离心第4空：过滤3、为使过滤进行的顺利通常要加入__________。
生物分离工程总结 课后思考题
二、盐析的原理是什么？影响因素有哪些？ 水溶液中蛋白质溶解度一般在生理离子强度范围内（0.15-0.2mol/kg） 最大，低于或高于此范围溶解度降低，蛋白质在高离子强度的溶液中溶 解度降低发生沉淀的现象称为盐析。 蛋白质的盐析行为随蛋白质的相对分子质量和立体结构而已，不同蛋白 质β值不同，KS值随蛋白质相对分子质量的增大或分子不对称性的增强 而增大，盐析沉淀结构不对称的高相对分子质量蛋白质所需的盐浓度较 低，对特定蛋白质影响蛋白质盐析的主要因素有无机盐的种类，浓度， 温度和pH值 盐的种类影响KS值，离子半径小而带电荷较多的阴离子盐析效果好 温度和pH值影响β，在高离子强度溶液中，温度上升，有利于某些蛋白 质失水，因此温度升高，蛋白质溶解度下降 pH值接近蛋白质等电点有利于提高盐析效果 四、常用的有机溶剂沉淀剂有哪些？ 丙酮和乙醇 第四章 一、分配定律（分配系数概念）及其应用条件是什么？ 在恒温恒压条件下，溶质在互不混溶的两相中达到平衡系数时，其在两 相中的浓度之比为一常数，该常数称为分配系数，即 上式应用条件：（1）稀溶液；（2）溶质对溶剂之间的互溶度没有影 响；（3）溶质之间不发生缔合或解离 二、弱电解质在溶剂萃取两相中的分配平衡有何特点，pH值如何影响 弱酸、弱碱的萃取 弱电解质在水相中发生不完全解离，仅仅是游离酸或游离碱在两相产生 分配平衡，而酸根或碱基不能进入有机相，所以萃取达到平衡状态时， 一方面弱电解质在水相中达到解离平衡，另一方面，未解离的游离电解 质在两相中达到分配平衡。对酸来说，越酸萃取效果越好，对碱来说越 碱效果越好 三、化学萃取及其应用领域 化学萃取是利用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应生成脂溶性复合分 子实现水溶性溶质向有机相的分配，主要用于一些氨基酸和极性较大的 抗生素的萃取
萃取过程
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
生物分离工程(三版)(孙彦)01
生物分离本质
有效地识别混合物中不同溶质间物理、 化学和生物学性质的差别，利用能够识 别这些差别的分离介质和（或）扩大这 些差别的分离设备实现溶质间的分离或 目标组分的纯化。
常用的分离技术及其机理
物理性质 化学性质 生物学性质
力学性质 热力学性质 传质性质 电磁性质 化学热力学 反应动力学 光化学性质 分子识别 输送性质 反应、响应、控制
生物物质的种类和特性；下游加工过程的一般 流程 ；
应用：运用生物分离技术的评价方法分析实
际问题；
何谓工程（学）？
The application of scientific and mathematical principles to practical ends such as the design, manufacture, and operation of efficient and economical structures, machines, processes, and systems.
超滤 反渗透
的差异实现分离 （速度分离法）
反渗析
推动力：压力差、电位 梯度和磁场梯度
电泳和磁泳
扩散分离 原理：根据溶质在两相 中分配平衡状态的差异
蒸馏、蒸发 吸收、吸附和离子交换
实现分离 （平衡分离法）
萃取
推动力：偏离平衡态的 浓度差
结晶
分离效果的评价
分离因子 收率 纯化因子 选择性
重力、离心力、筛分 状态变化、相平衡 粘度、扩散、热扩散 电泳、电渗、磁化 化学平衡 反应速率 激光激发、离子化 生物亲和作用、生物学识别 生物膜输送 免疫系统
分 离 过 程
机械分离
过滤
对象：非均相物系，
生物分离工程每章节期末重点名词及习题
一、绪论1、生物分离工程的特点是什么？生物分离工程：是指从发酵液、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。
又称为下游加工过程。
特点：○1产品品种很多.○2物质分离的难度比一般化工产品大.○3常无固定操作方法可循;○4生物材料组成非常复杂, 分离操作步骤多，成本高却不易获得高收率。
2、生物分离工程可分为几大部分，分别包括哪些单元操作？答：分为不溶物的去除（过滤、离心，使产物浓度和质量得到了提高）、产物粗分离（离子交换、吸附、萃取，目的去除体系中大部分杂质，提高目标产物浓度）、纯化（色谱、电泳、沉淀等单元操作，这些技术具有产物的高选择性和杂质的去除性）、精制（结晶技术和色谱分离，目的是提高产物浓度，形成最终产品形态）。
二、过滤.凝聚：在某些电解质作用下，使扩散双电层的排斥电位降低，破坏胶体系统的分散状态，使胶体粒子聚集的过程。
凝聚和絮凝的区别——在电介质作用下，破坏溶质胶体颗粒表面的双电层，破坏胶体系统的分散状态，使胶体粒子聚集的过程。
凝聚：简单电解质降低胶体间的排斥力。
从而范德华引力起主导作用，聚合成较大的胶粒，粒子的密度越大，越易分离。
絮凝：指在某些高分子絮凝剂存在下，在悬浮粒子之间发生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团的过程助滤剂：为防止滤渣堆积过于密实，使过滤顺利进，而使用的细碎程度不同的不溶性惰性材料。
重力沉降式固液分离设备：矩形水平流动池、圆形水平流动池、垂直流动式沉降池、斜板式沉降池发酵液为何需要预处理？处理方法有哪些？由于发酵液和生物溶液是高粘度的非牛顿型流体，所以过滤是相当困难的，高黏性的可压缩滤饼有事呈难渗透的胶体，使过滤难以进行，菌丝体尤其如此。
预处理的的方法：加热法（较稳定的产物）、凝聚和絮凝（明矾、氧化铝、氧化镁、多糖）、助滤剂上的吸附（硅藻土、珍珠岩、活性炭）、调节PH值。
三、离心和沉降离心：离心分离是基于固体颗粒和周围液体密度存在差异，在离心场中使不同密度的固体颗粒加速沉降的分离过程。
生物分离工程习题库与答案
生物分离工程习题库与答案一、单选题（共52题，每题1分，共52分）1.乳化液膜的制备中强烈搅拌（）。
A、应用在被萃取相与W/O的混合中B、是为了让浓缩分离充分C、应用在膜相与反萃取相的乳化中D、使内水相的尺寸变小正确答案：A2.在液膜分离的操作过程中，（）主要起到稳定液膜的作用。
A、表面活性剂B、膜溶剂C、载体D、增强剂正确答案：A3.真空转鼓过滤机工作一个循环经过（）。
A、过滤区、再生区、缓冲区、卸渣区B、过滤区、缓冲区、再生区、卸渣区C、缓冲区、过滤区、再生区、卸渣区D、过滤区、缓冲区、卸渣区、再生区正确答案：B4.适合小量细胞破碎的方法是（）A、超声破碎法B、高压挤压法C、高速珠磨法D、高压匀浆法正确答案：A5.分配层析中的载体（）。
A、能吸附溶剂构成固定相B、是流动相C、是固定相D、对分离有影响正确答案：A6.关于分配柱层析的基本操作错误()。
A、用硅藻土为载体，需分批小量地倒入柱中，用一端是平盘的棒把硅藻压紧压平B、分配柱层析适用于分离极性比较小、在有机溶剂中溶解度大的成分，或极性很相似的成分。
C、装柱分干法和湿法两种D、分配柱层析法使用两种溶剂，事先必须先使这两个相互相饱和正确答案：B7.以下哪项不是颗粒在离心力场中受到的力（）A、阻力B、重力C、离心力D、向心力正确答案：B8.下面哪一种是根据酶分子专一性结合的纯化方法（）。
A、亲和层析B、凝胶层析C、盐析D、离子交换层析正确答案：A9.蛋白质具有两性性质主要原因是（）A、蛋白质分子有一个羧基和一个氨基B、蛋白质分子有多个羧基和氨基；C、蛋白质分子有苯环和羟基D、以上都对正确答案：B10.关于疏水柱层析的操作错误()A、疏水柱层析分辨率很高、流速慢、加样量小B、洗脱后的层析柱再生处理，可用8mol/L尿素溶液或含8mol/L尿素的缓冲溶液洗涤，然后用平衡缓冲液平衡C、疏水层析柱装柱完毕后，通常要用含有高盐浓度的缓冲液进行平衡D、疏水层析是利用蛋白质与疏水性吸附剂之间的弱疏水性相互作用的差别进行分离纯化的层析技术正确答案：A11.乳化液膜的制备中强烈搅拌（）。
生物分离工程答案1
《生物分离工程》练习题一（第1~3章）一、选择题1、下列物质不属于凝聚剂的有（ C ）。
A、明矾B、石灰C、聚丙烯类D、硫酸亚铁2、发酵液的预处理方法不包括（C ）A. 加热B絮凝 C.离心 D. 调pH3、其他条件均相同时，优先选用那种固液分离手段（B ）A. 离心分离B过滤 C. 沉降 D.超滤4、那种细胞破碎方法适用工业生产（ A ）A. 高压匀浆B超声波破碎 C. 渗透压冲击法 D. 酶解法5、为加快过滤效果通常使用（ C ）A.电解质B高分子聚合物 C.惰性助滤剂 D.活性助滤剂6、不能用于固液分离的手段为（ C ）A.离心B过滤 C.超滤 D.双水相萃取7、下列哪项不属于发酵液的预处理：（ D ）A.加热B.调pHC.絮凝和凝聚D.层析8、能够除去发酵液中钙、镁、铁离子的方法是（ C ）A．过滤B．萃取C．离子交换D．蒸馏9、从四环素发酵液中去除铁离子,可用（ B ）A．草酸酸化B．加黄血盐C．加硫酸锌D．氨水碱化10、盐析法沉淀蛋白质的原理是（ B ）A.降低蛋白质溶液的介电常数B.中和电荷，破坏水膜C.与蛋白质结合成不溶性蛋白D.调节蛋白质溶液pH到等电点11、使蛋白质盐析可加入试剂（ D ）A：氯化钠；B：硫酸；C：硝酸汞；D：硫酸铵12、盐析法纯化酶类是根据（ B ）进行纯化。
A.根据酶分子电荷性质的纯化方法B.调节酶溶解度的方法C.根据酶分子大小、形状不同的纯化方法D.根据酶分子专一性结合的纯化方法13、盐析操作中，硫酸铵在什么样的情况下不能使用（ B ）A.酸性条件B碱性条件 C.中性条件 D.和溶液酸碱度无关14、有机溶剂沉淀法中可使用的有机溶剂为（ D ）A.乙酸乙酯B正丁醇 C.苯 D.丙酮15、有机溶剂为什么能够沉淀蛋白质（ B ）A.介电常数大B介电常数小 C.中和电荷 D.与蛋白质相互反应16、蛋白质溶液进行有机溶剂沉淀，蛋白质的浓度在（ A ）范围内适合。
A. 0.5％～2％B1％～3％ C. 2％～4％ D. 3％～5％17、生物活性物质与金属离子形成难溶性的复合物沉析，然后适用（ C ）去除金属离子。
生物分离工程：01-绪论(2008)
Bi os e p ar at ion生物分离工程林东强/张林浙江大学化学工程与生物工程学系生物工程研究所玉泉校区教10 -5113Tel: 87951982e-mail: lindq@2008.4-2008.7B i o s e p a 教材《生物分离工程》第二版孙彦编著化学工业出版社2005B i o s e p a 教材《生物分离工程》第一版孙彦编著化学工业出版社1998B i o s e p a 主要参考书《生物分离原理及应用》欧阳平凯主编化学工业出版社，1999B i o s e p a 主要参考书《生化分离工程》严希康编著俞俊棠主审化学工业出版社，2001B i o s e p a 主要参考书《生物工程下游技术》第二版刘国诠主编化学工业出版社，2003B i o s e p a 主要参考书《生物分离过程科学》刘铮、詹劲等翻译清华大学出版社，2004B i o s e p a 主要参考书Bioseparations Science and Engineering Roger G. Harrison et alOxford University Press , Inc.ISBN: 0-19-512340-92003.B i o s e p a 学科和技术基础化工分离过程？化工单元操作Separation processUnit operationB i o s e p a 课程内容和安排第1章、绪论（3课时）第2章、细胞分离和破碎（3课时）第3章、初级分离（3课时）第5章、萃取（6课时）第6章、吸附（6课时）第7章、层析（9课时）第8章、亲和纯化（3课时）第4章、膜分离（6课时）第9章、电泳（3课时）第10章、蛋白质复性（3课时）第11-12章、结晶和干燥（3课时）教材：《生物分离工程》第二版，孙彦编著B i o s e p a ra t i on生物分离工程第一章. 绪论B i o s e p a ra t i on生物工程的地位生命科学生命科学生物技术产业生物技术产业生物工程生物工程BioengineeringB i o s e p a ra t i on围绕生物技术产品的相关技术支撑产品发酵工程基因工程细胞工程蛋白质工程或酶工程微生物工程菌蛋白质或酶动、植物个体或细胞优良的动植物品系生物分离工程B i o s e p a ra t i on生物分离工程的发展20世纪后半叶20世纪上半叶20世纪中叶20世纪前生物分离技术的发展生物技术的发展B i o s e p a ra t i on生物技术的发展历史20世纪前利用自然界中的微生物来制酒、酱、面包、奶酪等各种食物疾病的预防我国古代的酿酒作坊种牛痘预防天花不分离或简单分离B i o s e p a 生物技术的发展历史20世纪上半叶（1900-1940）筛选和培养微生物来生产特殊的产品，典型例子发酵生产丙酮/丁醇/乙醇德国科学家Weizmann 将筛选获得的厌氧菌株用于工业化发酵1940年,丁醇和丙酮的年产量已经超过45,000 和90,000 吨。
生物分离工程题库答案
生物分离工程题库答案库程》题《生物分离工一、填充题精P 纯化和I 产物分离，P 1. 生物产品的分离包括R 不溶物的去除，；制等；离心过滤和 2. 发酵液常用的固液分离方法有等型式；碟片式套筒式， 3. 离心设备从形式上可分为管式，，超滤膜微滤膜，4. 膜分离过程中所使用的膜，依据其膜特性（孔径）不同可分为；反渗透膜纳滤膜和两大类；和葡聚糖凝胶离子交换剂离子交换纤维素5. 多糖基离子交换剂包括；螺旋式和中空纤维式板式，管式，6. 工业上常用的超滤装置有吸附物和盐的浓度，溶液pH值，影响吸附的主要因素有7. 吸附质的性质，温度；的浓度与吸附剂的用量可（活性基）和（载体），联结骨架上的功能基团离子交换树脂由8. 网络骨架组成。
交换离子提供催化丙烯酰胺和双丙烯酰胺聚电泳用凝胶制备时，过硫酸铵的作用是引发剂（9.；合所必需的自由基）（丙烯酰胺单体和交联剂甲叉双丙烯酰胺催化剂的作交联剂甲叉双丙烯酰胺的作用是；用下聚合而成的含酰胺基侧链的脂肪族长链）（催化过硫酸胺形成自由基而加速丙烯酰胺和双丙烯酰胺的增速剂TEMED的作用是；）聚合；pH 和温度影响盐析的因素有溶质种类，溶质浓度，10；和晶种起晶法自然起晶法，刺激起晶法在结晶操作中，工业上常用的起晶方法有11.三步；和化学交换反应 12.简单地说离子交换过程实际上只有外部扩散、内部扩散qc0在生物制品进行吸附或离子交换分离时，通常遵循/doc/284186455.htmlngmuir吸附方程，其形式为?qK?c14.反相高效液相色谱的固定相是疏水性强的，而流动相是极性强的；常用的固定相有C 辛8烷基和十八烷基C ；常用的流动相有乙腈和异丙醇；1815.超临界流体的特点是与气体有相似的粘度和扩散系数，与液体有相似的密度；16.离子交换树脂的合成方法有加聚法和逐步共聚法两大类；17.常用的化学细胞破碎方法有渗透冲击法，酶消化法，增溶法，脂溶法和碱处理法；18.等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其等电点的不同；19.离子交换分离操作中，常用的洗脱方法有静态洗脱和动态洗脱；20.晶体质量主要指晶体大小，形状和纯度三个方面；21.亲和吸附原理包括配基固定化，吸附样品和样品解析三步；22.根据分离机理的不同，色谱法可分为吸附、离交、亲和、凝胶过滤色谱23.盐析实验中用于关联溶质溶解度与盐浓度的Cohn方程为lgS=β-KI；当在一定pH和温度下，s改变体系离子强度（盐浓度）进行盐析的方法称为Ks盐析法；当在一定离子强度下，改变pH和温度进行盐析称为β盐析法；24.蛋白质分离常用的色谱法有免疫亲和色谱法，疏水作用色谱法，金属螯合色谱法和共价作用色谱法；电泳制胶时，加入十二烷基磺酸钠（SDS）的目的是消除各种待分离蛋白的分子形状和电荷差异，而将分子量作为分离的依据；26.常用的蛋白质沉析方法有等电点沉析法，盐析法和有机溶剂沉析；27.常用的工业絮凝剂有有机高分子聚合物和无机高分子聚合物两大类；28.典型的工业过滤设备有板框压滤机、垂直叶片式硅藻土过滤机和真空转鼓过滤机；29.常用离心设备可分为离心沉降设备和离心过滤设备两大类；30.根据物化理论，萃取达到平衡时，溶质在萃取相和萃余相中的化学势相等；31.根据吸附剂与吸附质之间存在的吸附力性质的不同，可将吸附分为物理吸附、化学吸附和交换吸附；32.影响亲和吸附的因素有配基浓度、空间位阻、配基与载体的结合位点、微环境和载体孔径；33.阳离子交换树脂按照活性基团分类，可分为强酸性阳离子交换树脂、弱酸性和中SOH、、；；其典型的活性基团分别有强酸性COOH?)OH?PO(3234.阴离子交换树脂按照活性基团分类，可分为强碱性、弱碱性和中强碱性；其典型的活??RN(CH)OH、、兼有以上两种基团；性基团分别有NH?332 Sepharose是阴离子交换树脂，其活性基团是；)CH(NHH??OC??25252Sepharose是阳离子交换树脂，其活性基团是；COOHO?CH?237.影响离子交换选择性的因素有离子水合半径、离子价、离子强度、溶液pH 、有机溶剂、和交联度、膨胀度、分子筛；38.离子交换操作一般分为静态和动态两种；39.蛋白质等生物大分子，在溶液中呈稳定的分散状态，其原因是由于静电斥力作用和水化膜层；40.盐析用盐的选择需考虑盐析作用要强、盐析用盐需有较大的溶解度、受温度影响小、盐必须是惰性的、来源丰富、经济等几个方面的因素；41.影响有机溶剂沉淀的因素有温度、溶液pH 、离子强度、样品浓度和金属离子的助沉作用；42.常用的超滤装置有板式、管式、螺旋式和中空纤维式；43.依据电泳原理，现有电泳分离系统可分为移动界面电泳、区带电泳和稳态电泳；44.依据建立pH梯度的原理不同，等电聚焦（IEF）可分为载体两性电解质电泳和同相电泳；45.双相电泳中，第一相是等电聚焦；第二相是 SDS-PAGE ；46.结晶包括三个过程过饱和溶液的形成、晶核的形成和晶体生长；47.过饱和溶液的形成方法有热饱和溶液冷却、部分溶剂蒸发、真空蒸发冷却法、化学反应结晶法和盐析法；48.晶核自动形成时，体系总的吉布斯自由能的改变ΔG由表面过剩吉布斯自由能ΔG和体积过S剩吉布斯自由能ΔG 组成；V49.物料中所含水分可分为机械结合水、物化结合水和化学结合水三种；50.根据干燥曲线，物料干燥可分为恒速干燥和降速干燥两个阶段；51.工业生产中常用的助滤剂有硅藻土和珍珠岩；52.液－液萃取从机理上分析可分为物理萃取和化学萃取两类；53.基本的离子交换过程由外部扩散、内部扩散和化学交换组成；54.吸附包括将待分离的料液通入吸附剂中，吸附质被吸附到吸附剂表面，料液流出和解吸四个过程组成；55.大孔网状吸附剂有非极性，中等极性和极性三种主要类型；56.亲和吸附剂表面连接的“手臂链”的作用是降低空间位阻的影响；57.根据修饰基团的不同，离子交换树脂可分为强酸性阳离子交换树脂，强碱性阴离子交换树脂，弱酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂等四大类；58.根据聚合方法，离子交换树脂的合成方法可分为加聚法和缩聚法两类；59.根据聚合单体，离子交换树脂的合成方法可分为共聚法和均聚法两类；60.影响离子交换速度的因素有颗粒大小、交联度、温度、离子化合价、离子大小、搅拌速率和溶液浓度；61.分配色谱的基本构成要素有载体、固定相和流动相；62.反相色谱常用的流动相有乙腈和异丙醇等；63.反相色谱常用的固定相有 C 和 C 等；188系列的离子交换树脂的载体是琼脂糖凝胶注：葡聚糖凝胶（sephadex系列）；65.分子筛色谱（凝胶色谱）的主要应用是脱盐、生物大分子的分离；66.因重复被删67.根据膜材料的不同，常用的膜可分为合成有机聚合物膜和无机材料膜两类；68.根据膜结构的不同，常用的膜可分为对称性膜、不对称膜和复合膜三类；69.强制膜分离过程是指超滤和反渗透过程；70.电泳系统的基本组成有电泳槽、电源、灌胶模具、外循环恒温系统、凝胶干燥器、电泳转移装置、电泳洗脱仪和凝胶扫描和摄录装置；71.电泳后，样品的主要染色方法有考马斯亮蓝和银染法；－PAGE电泳中，SDS的加入是为了消除不同样品分子间形状和电荷的差异；加入二硫叔糖醇的目的是强还原剂，破坏半胱氨酸间的二硫键；73.电泳过程中，加入溴酚兰的目的是指示蛋白的迁移位置；74.固体可分为晶体和无定形固体两种状态；75.因重复被删76.结晶的前提是溶液达到过饱和状态；结晶的推动力是过饱和度；77.根据晶体生长扩散学说，晶体的生长包括溶质通过扩散作用穿过靠近晶体表面的一个滞流层，从溶液中转移到晶体的表面、到达晶体表面的溶质长入晶面，使晶体增大，同时放出结晶热和结晶热传递回到溶液中三个过程；78.影响晶体生长的主要因素有杂质、搅拌和温度；压力超临界流体萃取过程中溶质与溶剂分离的常用方法有和79. ；改变温度80.常用于描述吸附过程的数学模型有langmuir吸附模型和freundlich吸附模型，其形式qc n0；和分别为?q Kcq?K?c二. 讨论题1.请结合图示简述凝胶排阻色谱（分子筛）的分离原理；答：凝胶排阻色谱的分离介质（填料）具有均匀的网格结构，其分离原理是具有不同分子量的溶质分子，在流经柱床是，由于大分子难以进入凝胶内部，而从凝胶颗粒之间流出，保留时间短；而小分子溶质可以进入凝胶内部，由于凝胶多孔结构的阻滞作用，流经体积变大，保留时间延长。
(完整版)生物分离工程练习题二(第4-5章)
《生物分离工程》练习题二（第4～5章)一、选择题（22分）1、以下哪项不是在重力场中，颗粒在静止的流体中降落时受到的力( B ）A.重力 B。
压力 C.浮力 D. 阻力2、颗粒与流体的密度差越小,颗粒的沉降速度( A ）A.越小B.越大 C。
不变 D.无法确定3、等密度区带离心的密度梯度中最大密度（ A ）待分离的目标产物的密度.A.大于B.小于C.等于D.以上均可4、差速区带离心的密度梯度中最大密度（ B ）待分离的目标产物的密度。
A.大于B.小于C.等于D.以上均可5、以下各物质可用于密度梯度离心介质的是（ D ）。
A。
蔗糖 B。
聚蔗糖 C。
氯化铯 D。
以上均可6、当两种高聚物水溶液相互混合时，二者之间的相互作用不可能产生（D）A。
互不相溶，形成两个水相 B. 两种高聚物都分配于一相，另一相几乎全部为溶剂水C。
完全互溶，形成均相的高聚物水溶液 D. 形成沉淀7、超临界流体萃取中，如何降低溶质的溶解度达到分离的目的(C）A.降温 B升高压力 C。
升温 D。
加入夹带剂8、物理萃取即溶质根据（B）的原理进行分离的A。
吸附 B.相似相溶 C分子筛 D 亲和9、超临界流体萃取法适用于提取（ B ）A、极性大的成分B、极性小的成分C、离子型化合物D、亲水性成分10、在萃取液用量相同的条件下，下列哪种萃取方式的理论收率最高（C）A。
单级萃取 B。
三级错流萃取 C.三级逆流萃取 D.二级逆流萃取11、关于萃取下列说法正确的是(C)A。
酸性物质在酸性条件下萃取 B碱性物质在碱性条件下萃取C. 两性电解质在等电点时进行提取D. 两性电解质偏离等电点时进行提取12、液一液萃取时常发生乳化作用，如何避免（D)A.剧烈搅拌 B低温 C.静止 D.加热13、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（A）A.上相 B下相 C.葡聚糖相 D。
以上都有可能14、超临界流体萃取中,如何降低溶质的溶解度达到分离的目的（C）A.降温 B升高压力 C.升温 D.加入夹带剂15、关于反萃取的概念,下列说法正确的是：（A)。
(完整版)生物分离工程部分习题和答案
第一章导论一解释名词生物下游加工过程（生物分离工程），生物加工过程1 、生物下游加工过程（生物分离工程）：从发酵液、酶反应液或动/植物细胞培养液中将目标产物提取、浓缩、分离、纯化和成品化的过程。
（ppt 第一章、课本page 1）2、生物加工过程：一般将生物产品的生产过程叫生物加工过程，包括优良生物物种的选育、基因工程、细胞工程、生物反应工程及目标产物的分离纯化过程。
（课本page 1）二简答题1 生物产品与普通化工产品分离过程有何不同？（生物下游加工过程特点是什么？）答：生物下游加工过程特点：<1>：发酵液组成复杂，固液分离困难——这是生物分离过程中的薄弱环节<2>：原料中目标产物含量低，有时甚至是极微量——从酒精的1/10到抗菌素1/100，酶1/100万左右，成本高。
<3>：原料液中常伴有降解目标产物的杂质——各种蛋白酶降解基因工程蛋白产物，应快速分离。
<4>：原料液中常伴有与目标产物性质非常相近的杂质——高效纯化技术进行分离。
<5>：生物产品稳定性差——严格限制操作条件，保证产物活性。
<6>：分离过程常需要多步骤操作，收率低，分离成本高——提高每一步的产物收得率，尽可能减少操作步骤。
<7>：各批次反应液性质有所差异——分离技术具有一定的弹性。
2 生物分离工程在生物技术中的地位？答：生物技术的主要目标产物是生物物质的高效生产，而分离纯化是生物产品工程的重要环节，而且分离工程的质量往往决定整个生物加工过程的成败，因此，生物分离纯化过程在生物技术中极为重要。
3 分离效率评价的主要标准有哪些？各有什么意义？（ppt）答：根据分离目的的不同，评价分离效率主要有3个标准：以浓缩为目的：目标产物浓缩程度（浓缩率m）以纯度为目的：目标产物最终纯度（分离因子a）以收率为目的：产品收得率（%）4 生物分离工程可分为几大部分，分别包括哪些单元操作？（简述或图示分离工程一般流程及基本操作单元）答：生物分离工程分四大部分：<1>、发酵液预处理与液固分离。
《生物分离工程》题库+答案
《生物分离工程》题库一、填充题1. 生物产品的分离包括R 不溶物的去除，I 产物分离，P 纯化和P精制；2. 发酵液常用的固液分离方法有过滤和离心等；3. 离心设备从形式上可分为管式，套筒式，碟片式等型式；4. 膜分离过程中所使用的膜，依据其膜特性（孔径）不同可分为微滤膜，超滤膜，纳滤膜和反渗透膜；5. 多糖基离子交换剂包括离子交换纤维素和葡聚糖凝胶离子交换剂两大类；6. 工业上常用的超滤装置有板式，管式，螺旋式和中空纤维式；7. 影响吸附的主要因素有吸附质的性质，温度，溶液pH值，盐的浓度和吸附物的浓度与吸附剂的用量；8. 离子交换树脂由网络骨架（载体），联结骨架上的功能基团（活性基）和可交换离子组成。
9. 电泳用凝胶制备时，过硫酸铵的作用是引发剂（提供催化丙烯酰胺和双丙烯酰胺聚合所必需的自由基）；甲叉双丙烯酰胺的作用是交联剂（丙烯酰胺单体和交联剂甲叉双丙烯酰胺催化剂的作用下聚合而成的含酰胺基侧链的脂肪族长链）；TEMED的作用是增速剂（催化过硫酸胺形成自由基而加速丙烯酰胺和双丙烯酰胺的聚合）；10 影响盐析的因素有溶质种类，溶质浓度， pH 和温度；11.在结晶操作中，工业上常用的起晶方法有自然起晶法，刺激起晶法和晶种起晶法；12.简单地说离子交换过程实际上只有外部扩散、内部扩散和化学交换反应三步；13.在生物制品进行吸附或离子交换分离时，通常遵循Langmuir吸附方程，其形式为cK c q q 0+= 14.反相高效液相色谱的固定相是 疏水性强 的，而流动相是 极性强 的；常用的固定相有C 8 辛烷基 和 十八烷基C 18 ；常用的流动相有 乙腈 和 异丙醇 ；15.超临界流体的特点是与气体有相似的 粘度和扩散系数 ，与液体有相似的 密度 ；16.离子交换树脂的合成方法有 加聚法 和 逐步共聚法 两大类；17.常用的化学细胞破碎方法有 渗透冲击法 ， 酶消化法，增溶法 ， 脂溶法和 碱处理法 ；18.等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其 等电点 的不同；19.离子交换分离操作中，常用的洗脱方法有 静态洗脱 和 动态洗脱 ；20.晶体质量主要指 晶体大小 ， 形状 和 纯度 三个方面；21.亲和吸附原理包括 配基固定化 ， 吸附样品 和 样品解析 三步；22.根据分离机理的不同，色谱法可分为 吸附、离交、亲和、凝胶过滤色谱23.盐析实验中用于关联溶质溶解度与盐浓度的Cohn 方程为 lgS=β-K s I ；当 在一定pH 和温度下，改变体系离子强度（盐浓度）进行盐析的方法 称为Ks 盐析法；当 在一定离子强度下，改变pH 和温度进行盐析 称为β盐析法；24.蛋白质分离常用的色谱法有 免疫亲和色谱法， 疏水作用色谱法 ， 金属螯合色谱法 和 共价作用色谱法 ；25.SDS-PAGE 电泳制胶时，加入十二烷基磺酸钠（SDS ）的目的是消除各种待分离蛋白的 分子形状 和 电荷 差异，而将 分子量 作为分离的依据；26.常用的蛋白质沉析方法有 等电点沉析法， 盐析法 和 有机溶剂沉析 ；27.常用的工业絮凝剂有 有机高分子聚合物 和 无机高分子聚合物 两大类；28.典型的工业过滤设备有 板框压滤机 、 垂直叶片式硅藻土过滤机 和 真空转鼓过滤机 ；29.常用离心设备可分为 离心沉降设备 和 离心过滤设备 两大类；30.根据物化理论，萃取达到平衡时，溶质在萃取相和萃余相中的 化学势 相等；31.根据吸附剂与吸附质之间存在的吸附力性质的不同，可将吸附分为 物理吸附 、 化学吸附 和 交换 吸附；32.影响亲和吸附的因素有 配基浓度 、 空间位阻 、 配基与载体的结合位点 、 微环境 和 载体孔径 ；33.阳离子交换树脂按照活性基团分类，可分为 强酸性阳离子交换树脂 、 弱酸性 和 中强酸性 ；其典型的活性基团分别有 3 、 COOH - 、2)(OH PO -；34.阴离子交换树脂按照活性基团分类，可分为强碱性、 弱碱性 和 中强碱性 ；其典型的活性基团分别有-+OH CH RN 33)(、2NH -、兼有以上两种基团；35.DEAE Sepharose 是 阴 离子交换树脂，其活性基团是25252)(H C NH H C O ----；36.CM Sepharose 是 阳 离子交换树脂，其活性基团是COOH CH O 2--；37.影响离子交换选择性的因素有 离子水合半径 、 离子价 、 离子强度 、 溶液pH 、 有机溶剂 、和 交联度、膨胀度、分子筛 ；38.离子交换操作一般分为 静态 和 动态 两种；39.蛋白质等生物大分子，在溶液中呈稳定的分散状态，其原因是由于静电斥力作用 和 水化膜层 ；40.盐析用盐的选择需考虑 盐析作用要强 、 盐析用盐需有较大的溶解度 、 受温度影响小、 盐必须是惰性的、 来源丰富、经济 等几个方面的因素；41.影响有机溶剂沉淀的因素有 温度 、 溶液pH 、 离子强度、 样品浓度 和 金属离子的助沉作用；42.常用的超滤装置有 板式 、 管式 、 螺旋式 和 中空纤维式 ；43.依据电泳原理，现有电泳分离系统可分为 移动界面电泳、 区带电泳 和稳态电泳 ； 44.依据建立pH 梯度的原理不同，等电聚焦（IEF ）可分为 载体两性电解质电泳 和同相电泳；45.双相电泳中，第一相是 等电聚焦 ；第二相是 SDS-PAGE ；46.结晶包括三个过程 过饱和溶液的形成 、 晶核的形成 和 晶体生长 ；47.过饱和溶液的形成方法有 热饱和溶液冷却 、 部分溶剂蒸发 、 真空蒸发冷却法、 化学反应结晶法 和 盐析法 ；48.晶核自动形成时，体系总的吉布斯自由能的改变ΔG 由 表面过剩吉布斯自由能ΔG S 和 体积过剩吉布斯自由能ΔG V 组成；49.物料中所含水分可分为机械结合水、物化结合水和化学结合水三种；50.根据干燥曲线，物料干燥可分为恒速干燥和降速干燥两个阶段；51.工业生产中常用的助滤剂有硅藻土和珍珠岩；52.液－液萃取从机理上分析可分为物理萃取和化学萃取两类；53.基本的离子交换过程由外部扩散、内部扩散和化学交换组成；54.吸附包括将待分离的料液通入吸附剂中，吸附质被吸附到吸附剂表面，料液流出和解吸四个过程组成；55.大孔网状吸附剂有非极性，中等极性和极性三种主要类型；56.亲和吸附剂表面连接的“手臂链”的作用是降低空间位阻的影响；57.根据修饰基团的不同，离子交换树脂可分为强酸性阳离子交换树脂，强碱性阴离子交换树脂，弱酸性阳离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂等四大类；58.根据聚合方法，离子交换树脂的合成方法可分为加聚法和缩聚法两类；59.根据聚合单体，离子交换树脂的合成方法可分为共聚法和均聚法两类；60.影响离子交换速度的因素有颗粒大小、交联度、温度、离子化合价、离子大小、搅拌速率和溶液浓度；61.分配色谱的基本构成要素有载体、固定相和流动相；62.反相色谱常用的流动相有乙腈和异丙醇等；63.反相色谱常用的固定相有 C8 和 C18等；64.Sepharose系列的离子交换树脂的载体是琼脂糖凝胶注：葡聚糖凝胶（sephadex系列）；65.分子筛色谱（凝胶色谱）的主要应用是脱盐、生物大分子的分离；66.因重复被删67.根据膜材料的不同，常用的膜可分为合成有机聚合物膜和无机材料膜两类；68.根据膜结构的不同，常用的膜可分为对称性膜、不对称膜和复合膜三类；69.强制膜分离过程是指超滤和反渗透过程；70.电泳系统的基本组成有电泳槽、电源、灌胶模具、外循环恒温系统、凝胶干燥器 、 电泳转移装置 、 电泳洗脱仪 和 凝胶扫描和摄录装置；71.电泳后，样品的主要染色方法有 考马斯亮蓝 和 银染法 ；72.SDS －PAGE 电泳中，SDS 的加入是为了消除不同样品分子间 形状 和 电荷 的差异；加入二硫叔糖醇的目的是 强还原剂，破坏半胱氨酸间的二硫键 ；73.电泳过程中，加入溴酚兰的目的是 指示蛋白的迁移位置 ；74.固体可分为 晶体 和 无定形固体 两种状态；75.因重复被删76.结晶的前提是 溶液达到过饱和状态 ；结晶的推动力是 过饱和度 ；77.根据晶体生长扩散学说，晶体的生长包括 溶质通过扩散作用穿过靠近晶体表面的一个滞流层，从溶液中转移到晶体的表面 、 到达晶体表面的溶质长入晶面，使晶体增大，同时放出结晶热 和 结晶热传递回到溶液中 三个过程；78.影响晶体生长的主要因素有 杂质 、 搅拌 和 温度 ；79.超临界流体萃取过程中溶质与溶剂分离的常用方法有 改变温度 和 压力 ；80.常用于描述吸附过程的数学模型有 langmuir 吸附模型 和 freundlich 吸附模型 ，其形式分别为cK c q q 0+=和n Kc q =； 二. 讨论题1.请结合图示简述凝胶排阻色谱（分子筛）的分离原理；答：凝胶排阻色谱的分离介质（填料）具有均匀的网格结构，其分离原理是具有不同分子量的溶质分子，在流经柱床是，由于大分子难以进入凝胶内部，而从凝胶颗粒之间流出，保留时间短；而小分子溶质可以进入凝胶内部，由于凝胶多孔结构的阻滞作用，流经体积变大，保留时间延长。
生物分离工程总结课后思考题
⽣物分离⼯程总结课后思考题⽣物分离⼯程思考题第⼀章⼀、凝聚、絮凝的概念凝聚作⽤：向胶体悬浮液中加某种电解质，使胶粒双电层电位降低，排斥作⽤降低，使胶体体系不稳定，胶体间相互碰撞产⽣凝聚的现象。
特点是凝聚体的颗粒⽐较⼩絮凝作⽤：当⼀个⾼分⼦聚合物的许多链节分别吸附在不同的胶体表⾯上，产⽣架桥联接，形成较⼤絮凝团的过程，特点是可形成粗⼤的絮凝体⼆、影响过滤速度的因素有哪些？如何提⾼过滤速度？过滤操作⼀般以压⼒差为透过推动⼒，只靠重⼒很难达到⾜够⼤的透过速度透过速度:()L m c dV A Pdt R Rµ=+过滤速度与过滤⾯积，介质两侧压⼒差，滤液粘度，介质和滤饼阻⼒有关，适当增加过滤⾯积，提⾼介质两侧压⼒差，加⼊助滤剂均可提⾼过滤速度三、什么是分离因素？据此离⼼机可以分为哪⼏类？影响分离速度的因素还有哪些？离⼼设备所能达到的离⼼⼒与重⼒的⽐值称为分离因素分离因素：224N r Zgπ=根据分离因素可将离⼼机分为低速离⼼机，⾼速离⼼机和超⾼速离⼼机三类分离速度:()2218P S LsLd rVρρωµ-=与颗粒直径、颗粒密度、液体密度和液体粘度有关密度差越⼤，分离速度越⼤；密度差存在时，固体颗粒尺⼨越⼤，越容易离⼼；粘度增⼤时，不容易离⼼；颗粒密度与液体密度差异⼩，固体颗粒不⼤，粘度很⼤时，增加离⼼⼒能提⾼离⼼速率细胞破碎思考题⼀、试述微⽣物细胞壁的组成和结构特点？⾰兰⽒阳性菌的细胞壁主要由肽聚糖层组成，细胞壁较厚，约15-50nm，肽聚糖含量占40%-90%⾰兰⽒阴性菌的细胞壁在肽聚糖层的外侧还有分别有脂蛋⽩和脂多糖及磷脂构成的两层外壁层，肽聚糖层约1.5-2.0nm，外壁层约8-10nm，肽聚糖含量占5%-10%酵母的细胞壁由葡聚糖（30%-40%），⽢露聚糖（30%）和蛋⽩质组成，⽐⾰兰⽒阳性菌的细胞壁厚霉菌由多聚糖（⼏丁质+葡聚糖）（80%-90%）构成破碎难度霉菌＞酵母＞⾰兰⽒阳性菌＞⾰兰⽒阴性菌⼆、常⽤微⽣物细胞破碎的⽅法有哪些？机械法：珠磨法、X-Press法、超声破碎法和⾼压匀浆法⾮机械法：溶酶法、化学法、渗透压法和冻结融化法三、选择细胞破碎法的原则⼀般原则（1）、仅破坏或破碎⽬标产物的位置周围，当⽬标产物存在于细胞膜附近时，可采⽤较温和的⽅法，如酶溶法（包括⾃溶法），渗透压冲击法和冻结融化发等，当⽬标产物存在于细胞质内时，则需采⽤强烈的机械破碎法（2）、选择性溶解⽬标产物，当⽬标产物处于与细胞膜或细胞壁结合的状态时，调节溶液pH值，离⼦强度或添加与⽬标产物具有亲和性的试剂如螯合剂，表⾯活性剂等，使⽬标产物容易溶解释放，同时，溶液性质应使其他杂质不易溶出，另外，机械法和化学法并⽤可使操作条件更温和，在相同的⽬标产物释放率的情况下，降低细胞的破碎程度。
生物分离工程三版孙彦
第一章 绪论
授课内容
生物下游加工技术简介
生物下游加工过程的特点
分离机理和分离操作
生物物质
分离效率的评价
学习目的和要求
总体要求：对本课程具有比较初步的认识； 掌握：生物下游加工技术的特点；生物分离
下游加工技术的一般流程
生物下游加工过程是指目 标产物的分离纯化过程， 包括
产物提取(isolation) 产物浓缩(concentration) 产物纯化(purification) 成品化(polishing) 注意：
多步分离导致收率降低；
分离技术的选择依据
产物所处的位置；
产物性质（分子大小、疏水性、 电荷形式和溶解度等）；
过程的单元操作原理；
了解：生物分离技术的研究内容和发展情况 ；
生物物质的种类和特性；下游加工过程的一般 流程 ；
应用：运用生物分离技术的评价方法分析实
际问题；
何谓工程（学）？
The application of scientific and mathematical principles to practical ends such as the design, manufacture, and operation of efficient and economical structures, machines, processes, and systems. 将科学及数学原理运用于实际用途的应用手段， 如设计、制造并操纵高效、经济的结构、机器、过 程及系统
生物分离工程(孙彦)1-4章部分答案
加入原点对Q2-t 做线性回归，比不包括原点时回归数据的相关度增加了。
第二章 细胞分离与破碎
方法三： 二次回归：
利用二次回归所得拟合方程最为精确，也为恒压过滤中介质比阻可以忽略提供依据
第二章 细胞分离与破碎
2.3
第二章 细胞分离与破碎 – 第二次作业
第二章 细胞分离与破碎
2.4 (式2.44a)
得
log 0.26 K S 9.0 （2） 由（1 ）和（2）解得：K S 1.107, 9.378 所以Cohn方程为： log S 9.378 1.107 I
第三章 初级分离
当C3＝3.5 mol时， I 3＝1/ 2 （2 3.5 1 ＋3.5 2 ）
第三章 初级分离
3.4
（式3.13-式3.15）
第三章 初级分离
( 2)沉淀颗粒直径达到 100 m时，假设生长过程中 粒子总体积不变 , 则：＝d 3CN / （式 6 3.19） 3.14 1.125 10 2.84 10 4 P 750 Kg /( m * s ) V P 4 P 1/ 2 [ v ] 759.55,由式C C 0 exp( [ v ]1 / 2 t ) V V 求得：t＝2002.24S 又v 1.3 10 3 Kg /( m * s ),
d (Vc) Qc(1 RT ) dt
① ②
dV Qdt
得：
V0 RT c ( ) c0 V 代入数据得：
5 1000 0.99 ( ) 1 V
V 196.78(m L)
由②积分得：
dV Qdt dV 0.5 dt
V0 0 V t
t
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微滤（MF）
有明显孔道、弯 曲孔道，对称膜
0.1-1nm小分子 1.0-10MPa
盐、氨基酸、糖的 浓缩；淡水制造
1-50nm生物大分子 0.1-1.0MPa
蛋白质、多肽、多糖的 回收浓缩；分离病毒
10nm-10μm 0.05-0.5MPa 菌体、细胞和 病毒的分离
型号分类
操作原理 相同点 传质推动力 通量模型
（2）透析过滤： 保持料液量不变，则目标蛋白和小分子溶质得物料衡算为：
dcT V Qc T (1 RT ) dt
dcC V QcC (1 Rc ) dt
VD Qt
积分得：
VD cT cT 0 exp[ (1 RT ) ] V VD cC cC 0 exp[ (1 Rc ) ] V
生物分离工程 2~5章作业
第二章 细胞分离与破碎
2.2
(式2.32) (式2.33) (式2.34), 得： 方法一： (式2.33a) 求出多个Ki, 求均值： 忽略介质比阻α，未考虑虚拟体积V0和虚拟时间t0 方法二： 线性回归： • Q2-t 做线性回归： ，得K, 忽略虚拟体积的影响。
•
对于三级逆流萃取，依题意， n=0.005 由式（4-54）得：
0.005
EA 1 , EA 5.5 4 EA 1
基本做对，第二小题中 A 的平均纯度的理解
第五章 萃取
5.4
第五章 萃取
图5.22
第五章 萃取
第五章 萃取
（2 ）
这次的作业，有好几位同学证明题没有做
24
0.2 3 23 10 6 . 023 10 /6 5 2.5 10
（式3.21）
第四章 膜分离
4.1
反渗透（RO） 结构 截留尺寸 差别 操作压差 应用范围
无明显孔道、海绵 状结构，不对称膜
超滤（UF）
有明显孔道、多为指 状结构，不对称膜
C A / C A,0 exp( k D , A t ) 200 exp(2.3 10 exp( ) 10 60) 8.314 293.15 ＝99.97％
29
C B / C B ,0 exp( k D , B t ) 99.99％ 同理，当T 323.15 K时 C A / C A,0 exp( k D , A t )＝53.6％ C B / C B ,0 exp( k D , B t ) 28.7％
进水水质TDS、径
膜的选择性透过、筛分原理 压差 科泽尼方程，浓度极化或凝胶极化模型
第四章 膜分离
4.2
（式4.24）
第四章 膜分离
4.3 推导稳态操作条件下，表达超滤膜表面浓度极化层浓度分布 的微分方程
（式4.24）
第四章 膜分离
4.5 解： （1）开路循环：由
得
log 0.26 K S 9.0 （2） 由（1 ）和（2）解得：K S 1.107, 9.378 所以Cohn方程为： log S 9.378 1.107 I
第三章 初级分离
当C3＝3.5 mol时， I 3＝1/ 2 （2 3.5 1 ＋3.5 2 ）
d (Vc) Qc(1 RT ) dt
① ②
dV Qdt
得：
V0 RT c ( ) c0 V 代入数据得：
5 1000 0.99 ( ) 1 V
V 196.78(m L)
由②积分得：
dV Qdt dV 0.5 dt
V0 0 V t
t
V V0 1000 196.78 1606 ( s) 0.5 0.5
③
④
由蛋白质纯度为95％，即： cT 95% cT cC
cT cT cC
⑤
把③④代入⑤ ，又 VD Qt 得：
cT 0 exp[(1 RT )
95% Q Q cT 0 exp[(1 RT ) t ] cC 0 exp[(1 Rc ) t ] V V 0.5 1 exp[(1 0.99) t] 1000 95% 0.5 0.5 1 exp[(1 0.99) t ] 3 exp[(1 0.5) t] 1000 1000
第三章 初级分离
3.1 解：溶解酶浓度为2.8 mol/dm3时， 1 1 2 I1 C i Z i ( 2.8 22 2 2.8 12 ) 8.4mol / dm 3 2 2 同理，当溶菌酶的浓度为30mol/dm3时，I2＝9.0mol/dm3
由Cohn方程 log S K S I log1.2 K S 8.4 （1 ）
第三章 初级分离
3.4
（式3.13-式3.15）
第三章 初级分离
( 2)沉淀颗粒直径达到 100 m时，假设生长过程中 粒子总体积不变 , 则：＝d 3CN / （式 6 3.19） 3.14 1.125 10 2.84 10 4 P 750 Kg /( m * s ) V P 4 P 1/ 2 [ v ] 759.55,由式C C 0 exp( [ v ]1 / 2 t ) V V 求得：t＝2002.24S 又v 1.3 10 3 Kg /( m * s ),
2 2
＝10.5 mol / L 所以 log S3 9.378 1.107 10.5 2.246 g / L 即S3＝5.68 10－3 g / L
第三章 初级分离
3.
第三章 初级分离
dm3
dm3
dm3 dm3
有的同学没有注意到题中离子强度用硫酸铵浓度表示； 第二小题中计算杂蛋白沉淀量直接用 mx=100×(5-S’)计算，而没有考虑到体积 的变化
第三章 初级分离
3.3 将温度带入求出 A 和 B的热变性速率常数，后直接套用 公式3.8 即 c = c0 exp (-kDt ) 及 残留率定义c / c0
已知：A和B的热变性速率常数 200 29 分别为k D , A 2.3 10 exp( ) RT 250 37 k D , B 5.6 10 exp( ) RT 求：T 293.15 K 时，t 10 min, C A / C A,0和CB / CB ,0 T 323.15 K 时，t 10 min, C A / C A,0和CB / CB ,0 解：根据C C0 exp( k D t )得C / C0 exp( k Dt ) 当T 293.15 K 时，
∵细胞破碎率：
第二章 细胞分离与破碎 2.5 解： （1）对于珠磨法间歇破碎操作，细胞破碎动力学为 已知S = 90% = 0.9，k = 0.048 min-1，代入数据得： t = ln10/0.048 = 48.0 min （2）对于连续操作，使破碎率达到90%的平均停留 时间等于间歇操作时的破碎操作时间，即t = 48.0 min， 又 t = V/Q Q = V/t = 10/48 = 0.208 dm3.min-1。
加入原点对Q2-t 做线性回归，比不包括原点时回归数据的相关度增加了。
第二章 细胞分离与破碎
方法三： 二次回归：
利用二次回归所得拟合方程最为精确，也为恒压过滤中介质比阻可以忽略提供依据
第二章 细胞分离与破碎
2.3
第二章 细胞分离与破碎 – 第二次作业
第二章 细胞分离与破碎
2.4 (式2.44a)
Q t] V
代入数据解得：t=16500 (s) 此时
cT V cT VD exp[(1 RT ) ] exp(0.01 0.5 103 16500 ) 92.5% REC= cT 0V cT 0 V
第五章 萃取 （P175）
5.3
2.57 ，故n=3
第五章 萃取