(完整版)生物分離工程部分習(xí)題和答案

1、第一章 導(dǎo)論一 解釋名詞生物下游加工過程（生物分離工程），生物加工過程1 、生物下游加工過程（生物分離工程）： 從發(fā)酵液、酶反應(yīng)液或動/植物細(xì)胞培養(yǎng)液中將目標(biāo)產(chǎn)物提取、濃縮、分離、純化和成品化的過程。（ ppt 第一章 、課本page 1）2、生物加工過程：一般將生物產(chǎn)品的生產(chǎn)過程叫生物加工過程，包括優(yōu)良生物物種的選育、基因工程、細(xì)胞工程、生物反應(yīng)工程及目標(biāo)產(chǎn)物的分離純化過程。（課本 page 1）二 簡答題1 生物產(chǎn)品與普通化工產(chǎn)品分離過程有何不同？（生物下游加工過程特點(diǎn)是什么？）答： 生物下游加工過程特點(diǎn)：< 1>：發(fā)酵液組成復(fù)雜，固液分離困難 這是生物分離過程中的薄弱環(huán)節(jié)&l

2、t;2>：原料中目標(biāo)產(chǎn)物含量低，有時甚至是極微量 從酒精的1/10 到抗菌素1/100，酶 1/100 萬左右，成本高。< 3>：原料液中常伴有降解目標(biāo)產(chǎn)物的雜質(zhì) 各種蛋白酶降解基因工程蛋白產(chǎn)物，應(yīng)快速分離。< 4>：原料液中常伴有與目標(biāo)產(chǎn)物性質(zhì)非常相近的雜質(zhì) 高效純化技術(shù)進(jìn)行分離。< 5>：生物產(chǎn)品穩(wěn)定性差 嚴(yán)格限制操作條件，保證產(chǎn)物活性。< 6>：分離過程常需要多步驟操作，收率低，分離成本高 提高每一步的產(chǎn)物收得率，盡可能減少操作步驟。< 7>：各批次反應(yīng)液性質(zhì)有所差異 分離技術(shù)具有一定的彈性。2 生物分離工程在生物技術(shù)中的

3、地位？答： 生物技術(shù)的主要目標(biāo)產(chǎn)物是生物物質(zhì)的高效生產(chǎn)，而分離純化是生物產(chǎn)品工程的重要環(huán)節(jié)，而且分離工程的質(zhì)量往往決定整個生物加工過程的成敗，因此，生物分離純化過程在生物技術(shù)中極為重要。3 分離效率評價的主要標(biāo)準(zhǔn)有哪些？各有什么意義？（ppt）答： 根據(jù)分離目的的不同，評價分離效率主要有3 個標(biāo)準(zhǔn)：以濃縮為目的：目標(biāo)產(chǎn)物濃縮程度（濃縮率m）以純度為目的：目標(biāo)產(chǎn)物最終純度（分離因子a）以收率為目的：產(chǎn)品收得率（）4生物分離工程可分為幾大部分，分別包括哪些單元操作？（簡述或圖示分離工程一般流程及基本操作單元）答：生物分離工程分四大部分：1、發(fā)酵液預(yù)處理與液固分離?；静僮鲉卧哼^濾、離心2、初步純

4、化?；静僮鲉卧焊鶕?jù)產(chǎn)品性質(zhì)而定3、高度純化。基本操作單元：根據(jù)產(chǎn)品性質(zhì)而定，技術(shù)要有高度選擇性4、成品加工?；静僮鲉卧航Y(jié)晶、干燥5在設(shè)計(jì)下游分離過程前，必須考慮哪些問題方能確保我們所設(shè)計(jì)的工藝過程最為經(jīng)濟(jì)、可靠？（PPt）答：1、目標(biāo)產(chǎn)物性質(zhì)及其共存雜質(zhì)的特性2、充分考慮目標(biāo)產(chǎn)物商業(yè)價值3、考慮生物加工過程自身規(guī)模4、采用步驟次序相對合理5、盡可能采用最少步驟6、產(chǎn)品穩(wěn)定性與物性7、產(chǎn)品規(guī)格與型式8、生產(chǎn)過程中廢水等排放6下游加工過程的發(fā)展趨勢有哪些方面？ （ppt）答：成本控制和質(zhì)量控制7純化生物產(chǎn)品的得率是如何計(jì)算的？若每一步純化產(chǎn)物得率為90%,共6步純化得到符合要求產(chǎn)品，其總收

5、率是多少？答：得率=產(chǎn)品中目標(biāo)產(chǎn)物總量/原料中目標(biāo)產(chǎn)物總量總收率=（90%） 6 =53.1441%第二章發(fā)酵液預(yù)處理一 解釋名詞凝聚：在中性鹽作用下，由于雙電層排斥電位降低使膠體體系不穩(wěn)定的現(xiàn)象。絮凝：在絮凝劑高分子聚合分子的作用下，基于架橋作用，膠體顆粒和聚合物交連成網(wǎng)，形成10 mm大小的絮凝團(tuán)過程。是一種以物理集合為主的過程。凝聚劑：讓不穩(wěn)定的膠體微粒（或者凝結(jié)過程中形成的微粒）聚合在一起形成集合體的過程中所投加的試劑的統(tǒng)稱。過濾：利用多孔介質(zhì)（如濾布、微孔膜、致密膜）截流懸浮液中的固體粒子，進(jìn)行液固分離的過程。離心：在離心力作用下，利用固體和液體之間的密度差達(dá)到沉降分離目的。細(xì)胞破碎

6、：利用外力破壞細(xì)胞膜和細(xì)胞壁，使細(xì)胞內(nèi)容物包括目的產(chǎn)物成分釋放出來的技術(shù)包含體：指細(xì)胞或細(xì)菌中高表達(dá)的蛋白質(zhì)（也可以匯同其他細(xì)胞成分）聚集而成的不溶性顆粒。二簡答題1為什么要進(jìn)行發(fā)酵液的預(yù)處理？常用處理方法有哪幾種？答：提高過濾速度與過濾質(zhì)量改變發(fā)酵液性質(zhì)（黏度J、顆粒 、顆粒穩(wěn)定性J ）去除部分雜質(zhì) 使產(chǎn)物轉(zhuǎn)入到易處理的相中（通常是液相）方法：加熱、調(diào)節(jié)、pH凝聚、絮凝2凝集與絮凝過程有何區(qū)別？如何將兩者結(jié)合使用？常用的絮凝劑有哪些？答：凝集：在中性鹽作用下，由于雙電層排斥電位降低使膠體體系不穩(wěn)定的現(xiàn)象。機(jī)制：破壞雙電層、水化層解體膠體吸附、氫鍵結(jié)合等。絮凝劑種類：A、陽離子類：如聚丙烯酰胺

7、 （+）、聚苯烯酸二烷基胺乙酯、聚二烯丙基四胺；B、陰離子類：如聚丙烯酸鈉、聚苯乙烯磺酸、聚丙烯酰胺（-）;C、非離子類：如聚丙烯酰胺 （0）、環(huán)氧化乙烯。3發(fā)酵液預(yù)處理中凝聚劑主要起什么作用？絮凝機(jī)理是什么？答：絮凝劑主要起中和電荷、架橋和網(wǎng)絡(luò)作用（范德華力、氫鍵） 。在絮凝劑高分子聚合分子的作用下，基于架橋作用，膠體顆粒和聚合物交連成網(wǎng)，形成10mm大小的絮凝團(tuán)過程。是一種以物理集合為主的過程。4細(xì)胞破碎的方法包括哪幾類？工業(yè)上常用的方法有哪些？為什么？答：機(jī)械法：固體剪切法（珠磨法、壓榨法、撞擊法）液體剪切法（高壓勻漿法、超聲波破碎）非機(jī)械法：酶溶胞作用、化學(xué)溶胞作用（酸堿法、表面活性劑

8、法、抗生素）、物理溶胞作用（有機(jī)溶劑膨脹法、滲透沖擊、凍融、 激光、高速切相流撞擊、冷凍噴射）、干燥處理工業(yè)常用方法：高壓勻漿法、高速珠磨法5 沉降與離心的異同？答： 沉降：溶液中的顆?；蛉苜|(zhì)在重力或離心力作用下發(fā)生沉淀的現(xiàn)象。沉降的結(jié)果使分散體系發(fā)生相分離?？衫脩腋≡诹黧w（氣體或液體）中的固體顆粒下沉而與流體分離。利用懸浮的固體顆粒本身的重力而獲得分離的稱做重力沉降。利用懸浮的固體顆粒的離心力作用而獲得分離的稱做離心沉降。離心：在離心力作用下，利用固體和液體之間的密度差達(dá)到沉降分離目的。離心力（3 2）大小對固液分離度很有影響，細(xì)胞懸浮液和其他顆粒尺寸多不大，并且液體黏度通常較大，因此要通

9、過增大離心力來提高分離效果。6 離心設(shè)備可分為哪兩大類？按分離因子Fr 不同，離心機(jī)一般分為哪幾類？答： 管式離心機(jī)（最簡單，可供較大離心力；可用冷卻水冷卻；懸浮液由管底進(jìn)，澄清液由管口出），蝶片式離心機(jī)（流速與碟片數(shù)、微粒與轉(zhuǎn)鼓軸間距離有關(guān)）按分離因子不同，可分：1）、常速離心機(jī)2）、高速離心機(jī)3）、超速離心機(jī)7 常用的離心沉降設(shè)備有哪些？常用的過濾設(shè)備有哪些？答： 離心沉降設(shè)備：管式離心機(jī)、多室離心機(jī)（管式離心機(jī)的變形）、碟式離心機(jī)（人工排渣式、噴嘴排渣式、活塞排渣式等）、螺旋卸料沉降離心機(jī)、離心過濾機(jī)、三足式離心機(jī)過濾設(shè)備可分：加壓過濾設(shè)備（板框過濾機(jī)、加壓葉濾機(jī)）減壓過濾設(shè)備（轉(zhuǎn)鼓真空

10、過濾器、圓盤真空過濾器、帶式真空過濾器）重力過濾設(shè)備（離心過濾機(jī)）8 固 -液分離主要包括哪些方法和設(shè)備？答： 1、過濾 （重力過濾、加壓過濾、減壓過濾）2、離心沉降（各種離心機(jī)）3、重力沉降4、氣懸浮過濾設(shè)備類型：加壓過濾設(shè)備：板框過濾機(jī)、加壓葉濾機(jī)減壓過濾設(shè)備：轉(zhuǎn)鼓真空過濾器、圓盤真空過濾器、帶式真空過濾器重力過濾設(shè)備：離心過濾機(jī)離心設(shè)備：生物工業(yè)所用的離心機(jī)多為高速離心機(jī)。離心機(jī)主要包括以下幾類：管式離心機(jī)：多室離心機(jī)（管式離心機(jī)的變形）碟式離心機(jī)：（人工排渣式、噴嘴排渣式、活塞排渣式等）螺旋卸料沉降離心機(jī) 離心過濾機(jī)三足式離心機(jī)9 試比較固液分離中過濾和離心分離技術(shù)的特點(diǎn)。答： 過濾在

11、結(jié)晶體類、顆粒相對較大時（非粘性物料）的處理時較好用。離心在顆粒細(xì)微（最小可達(dá)到納米級別），或是粘性物料處理時比較合適。10 高壓勻漿與高速珠磨破碎法各有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？答： 高壓勻漿：優(yōu)點(diǎn)是細(xì)胞經(jīng)歷了高速造成的剪切、碰撞、高壓到常壓的變化，從而造成細(xì)胞破碎。缺點(diǎn)是較容易造成堵塞的絲狀真菌、放線菌以及較小的G+菌不適合用本法。? 能耗：蛋白質(zhì)與酶的失活主要是由于勻漿過程中產(chǎn)生熱所至。將溫度控制在35?C 以下，損失可以忽略不計(jì)。? 高壓勻漿一般需多級循環(huán)操作，每次循環(huán)前需要進(jìn)行級間冷卻。? 壓力可提高細(xì)胞破碎效果，但同時需要增加能耗和帶走熱量付出的代價。? 主要能耗是高壓和維持低溫操作能量消耗。高

12、速珠磨破碎法：破碎率與能耗成正比。增加裝珠量或延長破碎時間或增加轉(zhuǎn)速均可提高破碎率，但同時能量消耗和產(chǎn)熱增加，提高了制冷費(fèi)和總能源消耗量。當(dāng)破碎率R80% ，能耗急劇增加。11 比較工業(yè)常用的過濾設(shè)備優(yōu)缺點(diǎn)。離心與過濾各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答： 板框過濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是過濾面積大、過濾壓力可較大幅度調(diào)整和耐受較高壓力差，應(yīng)用范圍廣；結(jié)構(gòu)簡單，價廉，動力消耗少；缺點(diǎn)是不能連續(xù)操作，勞動強(qiáng)度大，衛(wèi)生條件差，非生產(chǎn)周期長。加壓葉濾機(jī)：在密閉條件下操作，適應(yīng)無菌過濾；機(jī)械裝卸簡單，清洗容易；價高，更換過濾介質(zhì)困難。轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)：能連續(xù)操作和自動化生產(chǎn)；壓差小，主要適應(yīng)于霉菌發(fā)酵液。離心法分離液體和固體的優(yōu)點(diǎn)是技

13、術(shù)容易掌握，分離結(jié)果重復(fù)性好，通過增加轉(zhuǎn)速和延長離心時間可以使得一些難以過濾的物質(zhì)（細(xì)胞碎片等）沉降下來，但缺點(diǎn)是難以除去一些密度較小的物質(zhì)。生產(chǎn)投資較高，噪聲較大等。過濾技術(shù)難以掌握，影響因素很多，常出現(xiàn)顆粒泄漏和膜堵塞等問題，生產(chǎn)中穩(wěn)定性不 如離心好，常需要有經(jīng)驗(yàn)的工人從事操作。但如果分離介質(zhì)選擇恰當(dāng)和掌握好技術(shù)，對于 一些密度差小離心難以分離的顆粒物質(zhì)?？扇砍?。第三章沉淀與結(jié)晶一 解釋名詞沉 淀：由于物理環(huán)境變化（加入試劑、加熱等），改變?nèi)軇┖腿苜|(zhì)的能量平衡來降低溶質(zhì)溶解度，使溶質(zhì)生成固體顆粒沉降析出的現(xiàn)象。結(jié) 晶：從均勻液相或氣相形成一定形狀、大小的分子、原子或離子有規(guī)則排列的固體

14、顆粒的過程。（工業(yè)結(jié)晶一般以液相為主）鹽 析：蛋白質(zhì)在高離子強(qiáng)度溶液中溶解度降低產(chǎn)生沉淀的現(xiàn)象。鹽 溶：低鹽離子強(qiáng)度下，隨著離子強(qiáng)度增加蛋白質(zhì)溶解度升高的現(xiàn)象。鹽析Z晶：在高離子強(qiáng)度溶液中，蛋白質(zhì)形成一定形狀、大小的分子、原子或離子有規(guī)則排列的固體顆粒的過程。鹽析沉淀：由于溶液中離子的加入試劑，改變?nèi)軇┖腿苜|(zhì)的能量平衡來降低溶質(zhì)溶解度，使溶質(zhì)生成固體顆粒沉降析出的現(xiàn)象。硫酸錢飽和度：指在100g硫酸俊溶液中硫酸鏤在溶液中所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)。晶 種：在結(jié)晶法中，通過加入不溶的添加物即晶種，形成晶核，加快或促進(jìn)與之晶型或立體構(gòu)型相同的對映異構(gòu)體結(jié)晶的生長。晶 核：晶體的生長中心。晶 型：飽和溶液：如果向

15、溶劑中加入足夠量的固體溶質(zhì)，一定時間后溶劑中的溶質(zhì)濃度不再升高， 溶質(zhì)在固液之間達(dá)到平衡，此時溶液中的濃度稱為溶解度或飽和濃度；該溶液稱為飽和溶液。過飽和溶液：一定溫度、壓力下，當(dāng)溶液中溶質(zhì)的濃度已超過該溫度、壓力下溶質(zhì)的溶解 度，而溶質(zhì)仍不析出的現(xiàn)象叫過飽和現(xiàn)象，此時的溶液稱為過飽和溶液。飽和度：某種溶液的飽和度是指在 100g該溶液中溶質(zhì)在溶液中所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)。二簡答題1根據(jù)加入沉淀劑的不同沉淀分離主要包括哪幾類？答：沉淀分離的主要方法：1）鹽析沉淀法2）有機(jī)溶劑沉淀法3） |pH 水 -p I| Value 調(diào)節(jié)法4）親水聚合物沉淀法5）聚電解質(zhì)絮凝法6）高價金屬離子沉淀法7）親和沉淀法2

16、常用的蛋白質(zhì)沉淀方法有哪些？有機(jī)溶劑沉淀蛋白質(zhì)的機(jī)理什么？用乙醇沉淀蛋白質(zhì)時應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？答：常用的蛋白質(zhì)沉淀方法有：蛋白質(zhì)鹽析沉淀、蛋白質(zhì)等電點(diǎn)沉淀、有機(jī)溶劑沉淀法及運(yùn)用沉淀動力學(xué)沉淀法等。有機(jī)溶劑沉淀蛋白質(zhì)的機(jī)理是：向蛋白質(zhì)溶液中加入有機(jī)溶劑，水的活度降低。隨著有機(jī)溶劑溶度的增大，水對蛋白質(zhì)分子表面荷電基團(tuán)的水化程度降低，液體的介電常數(shù)下降，蛋白質(zhì)分子間的靜電引力增大，從而凝聚和沉淀。用乙醇沉淀蛋白質(zhì)時應(yīng)注意的事項(xiàng)：1、低溫條件下操作可以提高收率和減少蛋白質(zhì)失活變性（加入有機(jī)溶劑為放熱反應(yīng)）2、采用的有機(jī)溶劑必須與水互溶，與蛋白質(zhì)不發(fā)生作用；3、蛋白質(zhì)分子量越大，需要加入的溶劑量越少；4

17、、一種蛋白質(zhì)的溶解度常會因?yàn)榱硪环N蛋白質(zhì)存在而降低；5、沉淀的蛋白如果不能再被溶解，可能已經(jīng)變性；6、很多酶和蛋白質(zhì)在20-50% （ V/V ）就能產(chǎn)生沉淀；當(dāng)溶劑量達(dá)到50% 時，通常只有 分子量W 1500的蛋白留在溶液中；7、 PH=PI 時，需要加入的溶劑量減少；8、鹽析法沉淀的蛋白質(zhì)采用有機(jī)溶劑精制時必須與先進(jìn)行透析。3 影響鹽析的主要因素有哪些？在工藝設(shè)計(jì)中如何應(yīng)用？答： 用 Cohn 經(jīng)驗(yàn)公式來看 lgS=- 3 -KsI影響鹽析的主要因素有:3 :與蛋白質(zhì)種類、溫度、 pH有關(guān)，與無機(jī)鹽種類無關(guān)Ks：與無機(jī)鹽種類、蛋白質(zhì)種類（不同蛋白之間溶解度相差不超過1倍）有關(guān)，與溫度、

18、pH 無關(guān) .在工藝設(shè)計(jì)中如何應(yīng)用？4 如何確定鹽析過程中需要加入硫酸銨的量？答：。300C溶解度變化很小，加入水中后溶液體積會變大（必須考慮到）。200C 1L 加至飽和濃度時體積變大為：1.425L（ 實(shí)際應(yīng)加入） 761g因此， 要使 1L 溶液濃度由M1 增加到 M2 需要加入多少克（ NH 4） 2SO4 需要按下式計(jì)算：200C 時G=533 （ M2-M1 ） /（ 4.05-0.3M2 ）或533（ S2-S1） /（ 100-0.3S2）00C 時G=505（ M2-M1 ） /（ 3.825-0.285M2 ）或505（ S2-S1） /（ 100-0.285S2）5 簡述

19、有機(jī)溶劑沉淀的原理。答：有機(jī)溶劑沉淀的原理：親水性有機(jī)溶劑加入溶液后降低了介質(zhì)的介電常數(shù)，使溶質(zhì)分子之間的靜電引力增加，聚集形成沉淀；水溶性有機(jī)溶劑的水合作用降低了自由水的濃度，壓縮了親水溶質(zhì)分子表面原有水化層的厚度，降低了它的親水性，導(dǎo)致脫水凝集。6 沉淀與結(jié)晶有何不同？答： 結(jié)晶為同類分子或離子以有規(guī)則排列形式析出，沉淀為溶質(zhì)分子或離子以無規(guī)排列形式析出，構(gòu)成成分復(fù)雜（目標(biāo)分子、雜質(zhì)、溶劑等）（沉淀與結(jié)晶的聯(lián)系：在本質(zhì)上都是新相析出的過程，主要是物理變化，當(dāng)然也存在化學(xué)反應(yīng)的沉淀或結(jié)晶。）7結(jié)晶操作的原理是什么？常用結(jié)晶器包括哪兩種類型？如何選擇結(jié)晶設(shè)備？答：結(jié)晶操作的基本原理：使溶液處于

20、過飽和狀態(tài)。工業(yè)結(jié)晶設(shè)備主要有：冷卻式、蒸發(fā)式（常壓蒸發(fā)、減壓蒸發(fā)）結(jié)晶器的選擇：根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)物溶解度曲線確定一一目標(biāo)產(chǎn)物溶解度隨溫度升高而顯著 升高則可選用其中任何一類；否則只能選用蒸發(fā)式結(jié)晶設(shè)備。8粒子大小與溶解度有何關(guān)系？答：粒子大小與溶解度：顆粒直徑越小，溶解度越大。溶解度還與顆粒大小有關(guān)，微小顆粒的溶解度大于較大直徑的顆粒。從熱力學(xué)方法可得到顆粒大小與溶解度的關(guān)系 ：（C普遍晶體溶解度Cs半徑為rc的晶體溶解度b結(jié)晶界面張力Vm晶體摩爾體積R氣體常數(shù) T絕對溫度）9有哪些方法造成溶液過飽和？答：冷卻；蒸發(fā)結(jié)晶；加溶質(zhì) 。10繪制飽和溫度曲線和過飽和溫度曲線，并標(biāo)明穩(wěn)定區(qū)、亞穩(wěn)定區(qū)和不穩(wěn)

21、定區(qū)。并簡述其意義t c 2aVmm RTrc凈柘過飽和與超用解攫曲線乂一賽定區(qū)I萬_第一井電惺，C-第二介卷6G D不處£1 -傅第度曲般 2-M .膽醇.山曲糕1A葡二;M癖聊黃曲蝶4檢定隊(duì)明碰和氏蚊區(qū)破腳使 富融存在也會自動落斯R篇一介軀，即肛過密海區(qū).例謳 城內(nèi)不會自發(fā)蟋，當(dāng)加入僦雕時，囑 會蛀，麻鏟蛙品抵這利隊(duì)的鼐 廉佳#為晶為（sttdcr於惚Is%C第二介甑酣第二過惚和處餓區(qū)域 內(nèi)也不會餓成%值姒腫后,糕晶生 長的醐會麻品核產(chǎn)也1不籟區(qū)D不軀,是自就核雙，鼻州觀大 懿水晶帽龍生品核交跣T介贛區(qū)的亶度卜一窿解度曲線.2-超靜解度曲段11影響硫酸錢鹽析效果的主要因素有哪些？

22、公式 Ig S=3- Ks I中3、Ks各與什么因素有關(guān)？答：影響硫酸錢鹽析的因素：Ig S= 3 - Ks I。式中，S為蛋白質(zhì)的溶解度（g/L）;I為離子強(qiáng)度；m為鹽的摩爾濃度；PI3值為蛋白質(zhì)在純水中（I=0時）的假想溶解度對數(shù)值，是 pH值和溫度的函數(shù)。在蛋白質(zhì)時最小，與蛋白質(zhì)種類、溫度、 pH有關(guān)，與無機(jī)鹽種類無關(guān)；Ks為鹽析常數(shù)，與鹽和蛋白質(zhì)種類有關(guān)，與溫度和pH值無關(guān)。第四章萃取1萃取：是利用溶質(zhì)在互不相溶的兩相之間分配系數(shù)的不同，使溶質(zhì)得到純化或濃縮，從而 提取原料中目標(biāo)產(chǎn)物的方法。2反萃取(Back extraction):調(diào)節(jié)水相條件，將目標(biāo)產(chǎn)物從有機(jī)相轉(zhuǎn)入水相的萃取操作過

23、程。3分配系數(shù)：溶質(zhì)在兩相中的總濃度之比。4有機(jī)溶劑萃?。河门c水互不相溶的有機(jī)溶劑作為萃取劑，利用生物物質(zhì)在兩相中分配系數(shù)的差異進(jìn)行分離的過程5分離因子：衡量分離的程度用分離因子表示6乳化：水或有機(jī)溶劑以微小液滴形式分散于有機(jī)相或水相中的現(xiàn)象。7膠 團(tuán)(micelles):表面活性劑在連續(xù)的水相自發(fā)締合形成納米尺度水溶性聚集體。是種透明的、熱力學(xué)穩(wěn)定的體系。8臨界膠束濃度： 是S在水溶劑中形成膠束的最低濃度。9.反膠團(tuán)(reverse micelles):表面活性劑在連續(xù)有機(jī)溶劑中自發(fā)締合形成納米尺度水溶 性聚集體，是一種透明的、熱力學(xué)穩(wěn)定的體系。瓦脫團(tuán)軍解:殳利時表面活不理在有機(jī)相中用皈全散

24、的常次就思潴，便會白質(zhì)炎10生物活牲物質(zhì)港解"中時種生物匹桂也其本質(zhì)衣海液有機(jī)落刊萃機(jī)11溶解度參數(shù)：是衡量液體材料相容性的一項(xiàng)物理常數(shù)。其物理意義是材料單位體積 內(nèi)聚能密度的開平方12介電常數(shù)：是化合物 mol極化程度的量度，又稱電容率。表征電介質(zhì)極化性質(zhì)的宏 觀物理量。定義為電位移 D和電場強(qiáng)度E之比D= e E13 HLB值：親水一親油平衡值。=(親水基團(tuán)的分子量/疏水基團(tuán)的分子量 )*2014萃取因數(shù)：也稱萃取比，其定義為被萃取溶質(zhì)進(jìn)入萃取相的總量與該溶質(zhì)在萃余相中總 量之比。15帶溶劑：帶溶劑是指易溶于溶劑中并能夠和溶質(zhì)形成復(fù)合物且此復(fù)合物在一定條 件下又容易分解的物質(zhì)，也

25、稱為化學(xué)萃取劑。對于水溶性強(qiáng)的溶質(zhì)，可利 用脂溶性萃取劑與溶質(zhì)間的化學(xué)反應(yīng)生成脂溶性復(fù)合分子，使溶質(zhì)向有機(jī)相轉(zhuǎn)移。這種溶劑稱為帶溶劑16超臨界流體：是指超過臨界溫度與臨界壓力狀態(tài)的流體.17超臨界流體萃取：利用超臨界流體為萃取劑的萃取操作。18雙水相萃?。豪蒙镂镔|(zhì)在互不相溶的兩水相間分配系數(shù)的差異進(jìn)行分離的過程19液膜萃?。阂砸耗榉蛛x介質(zhì)、以濃差為推動力的液-液萃取與反萃過程結(jié)合為一體的分離過程。20多級逆流萃?。篜105二簡答題1生物物質(zhì)的萃取與傳統(tǒng)的萃取相比有哪些不同點(diǎn)？答：生物萃取要盡可能保證分離目標(biāo)產(chǎn)物的活性。目標(biāo)分離物量少。還有超臨界流體萃取 等新萃取技術(shù)的使用。2 溶劑萃取按

26、參與溶質(zhì)分配的兩相不同而分為哪5 類？有機(jī)溶劑萃取中產(chǎn)生乳化后使有機(jī)相和水相分層困難，一般會出現(xiàn)哪兩種夾帶？各產(chǎn)生什么后果？答： 有機(jī)溶劑萃取，雙水相萃取，液膜萃取，反膠團(tuán)萃取，超臨界流體萃取兩種夾帶及后果：發(fā)酵液中夾帶有機(jī)溶劑微滴，使目標(biāo)產(chǎn)物受到損失；有機(jī)溶劑中夾帶發(fā)酵液給后處理操作帶來困難。3 萃取過程（方式）設(shè)計(jì)分為哪幾種類型？答： 混合-澄清式，多級錯流接觸萃取，多級逆流接觸萃取，分餾萃取，微分萃取4 pH 對弱電解質(zhì)的萃取效率有何影響？答： 弱酸性電解質(zhì)分配系數(shù)雖ph 減小而增大，弱堿性電解質(zhì)相反。5 發(fā)酵液乳化現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的？對分離純化產(chǎn)生何影響? 影響乳濁液穩(wěn)定的因素主要有哪些

27、？如何有效消除乳化現(xiàn)象？答：是發(fā)酵液中存在的蛋白質(zhì)和固體顆粒等物質(zhì)，這些物質(zhì)具有表面活劑性的作用，使有機(jī)溶劑和水的表面張力降低（乳化劑），產(chǎn)生兩種乳濁液：油包水型W/O 乳濁液、水包油型O/W 型乳濁液。乳化后使有機(jī)相和水相分層困難，出現(xiàn)兩種夾帶：發(fā)酵液中夾帶有機(jī)溶劑微滴，使目標(biāo)產(chǎn)物受到損失；有機(jī)溶劑中夾帶發(fā)酵液給后處理操作帶來困難。影響因素：表面活性劑的種類，濃度影響表面張力，介質(zhì)黏度：較大時能增強(qiáng)保護(hù)膜的機(jī)械強(qiáng)度。液滴帶電：相同電荷的顆?；ハ嗯懦舛S持乳濁液穩(wěn)定。如何消除：P101 在操作前，對發(fā)酵液進(jìn)行過濾或絮凝沉淀處理，可除去大部分蛋白質(zhì)及固體微粒，防止乳化現(xiàn)象的發(fā)生。乳化產(chǎn)生后，采取

28、適當(dāng)?shù)钠迫槭侄挝锢矸椒ǎ哼^濾或離心沉降 乳化現(xiàn)象不嚴(yán)重，可采用的方法。加熱稀釋吸附加電解質(zhì)化學(xué)方法：對于 O/W 型乳濁液，加入親油性表面活性劑，可使乳濁液從O/W 型轉(zhuǎn)變成W/O型，對于W/O型乳濁液，加入親水性表面活性劑， 如SDS （十二烷基磺酸鈉） 或PPB （澳 代十五烷基砒碇）可達(dá)到破乳的目的。6 液液萃取從機(jī)理上分析可分為哪兩類？答：物理萃取（Physical extraction） ：根據(jù)相似相溶原理，溶質(zhì)在兩相之間達(dá)到分配平衡，萃取劑與溶質(zhì)之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的萃取操作?；瘜W(xué)萃取（Physical extraction） ：利用脂溶性萃取劑與溶質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成脂溶性復(fù)合分

29、子，使溶質(zhì)優(yōu)先向有機(jī)相分配的萃取操作。7 常見物理萃取體系由那些構(gòu)成要素？答： 萃取劑，原溶劑（稀釋劑），溶質(zhì)（被萃取的物質(zhì)）8 何謂萃取的分配系數(shù)？其影響因素有哪些？答： 溶質(zhì)在兩相中的總濃度之比。影響因素：水相ph ，溫度，無機(jī)鹽，有機(jī)溶劑或稀釋劑種類。9 何謂超臨界流體萃??？其特點(diǎn)有哪些？提高超臨界流體萃取選擇性的原則是什么？答：它是利用超臨界流體（supercritical fluid , SCF）,即其溫度和壓力略超過或靠近臨 界溫度（Tc）和臨界壓力（pc）,物理性質(zhì)介于氣體和液體之間的流體作為萃取劑，從固 體或液體中萃取出某種高沸點(diǎn)或熱敏性成分，以達(dá)到分離和提純的目的萃取操作。特

30、點(diǎn)：1）具有與液體同樣的凝聚力、溶解力。2）黏度小、擴(kuò)散系數(shù)接近氣體，有很高的萃取速度；滲透性好，可簡化預(yù)處理過程。3）密度隨T、 P 產(chǎn)生較大變化，對物質(zhì)萃取具有良好的選擇性，萃取后容易分離。提高超臨界流圖選擇性的基本原則：1 ）操作溫度與臨界溫度接近2）超臨界流體化學(xué)性質(zhì)與目標(biāo)產(chǎn)物接近10 何謂雙水相萃取? 影響生物分子在兩水相中分配的因素有哪些？常見的雙水相構(gòu)成體系有哪些？答： 雙水相萃取是利用生物物質(zhì)在互不相溶的兩水相間分配系數(shù)的差異進(jìn)行分離的過程影響因素：成相聚合物分子量與濃度，無機(jī)鹽的種類和濃度，PH 值，溫度雙聚合物系統(tǒng)聚乙二醇（PEG）/葡聚糖（Dx）體系。聚合物與無機(jī)鹽的混合

31、溶液，例如，PEG/磷酸鉀、PEG/磷酸鏤、PEG/硫酸鈉等常用于生物產(chǎn)物的雙水相萃取。11 影響生物分子在兩水相中分配的因素有哪些？兩水相萃取應(yīng)用中最突出的問題是什么？答：因素（成相聚合物分子量與濃度，無機(jī)鹽的種類和濃度，PH 值，溫度）突出問題：表面張影響分配系數(shù)的因素好很多，給雙水相系統(tǒng)的選擇和設(shè)計(jì)帶來很大困難，成本，回收。12 反膠團(tuán)萃取特點(diǎn)有哪些？反膠團(tuán)溶解作用機(jī)理有哪幾種理論模型？答：P149， P15113 圖示單級萃取、多極錯流萃取、多極逆流萃取設(shè)備流程。答： P101,102,10514圖示反膠束萃取多步間歇混合一澄清和連續(xù)萃取一反萃取設(shè)備流程。答：P162,16315圖示或

32、簡述超臨界流體萃取的操作方法。P173答：等溫法：改變壓力、溫度不變；高壓萃取低壓分離。等壓法：改變溫度實(shí)現(xiàn)萃取。吸附法：利用選擇性吸附劑吸附目標(biāo)產(chǎn)物，有利于提高萃取選擇性。草余糧多級錯流孽取系統(tǒng)第五章吸附與離子交換一 解釋名詞吸附(adsorption):溶質(zhì)從液相或氣相轉(zhuǎn)移到固相的現(xiàn)象。吸附劑(adsorbent):用于吸附操作的、在表面上能發(fā)生吸附作用的固體。吸附等溫線：即在一定溫度下，固體吸附量是濃度的函數(shù)。大網(wǎng)格樹脂吸附劑：有機(jī)高分子聚合物的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。具有選擇性好、解吸容易、機(jī)械強(qiáng)度好、流體阻力較小、價格高的特點(diǎn)。離子交換劑：一種含有可解離基團(tuán)的物質(zhì)，常用作離子交換層析介質(zhì)，其解

33、離基團(tuán)能與溶液中的其他離子起交換作用，可分為陽離子交換劑和陰離子交換劑。離子交換樹脂：帶有官能團(tuán)、具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、不溶性的高分子化合物。交換容量(exchange capacity):指單位質(zhì)量的干燥離子交換劑或單位體積的濕離子交換劑所能吸附的一價離子的毫摩爾數(shù)(mmol)。交聯(lián)度：合成樹脂中單體中 DVB (二乙烯苯)的百分含量。(通常為812%)交聯(lián)度越大， 樹脂越堅(jiān)固，在水中越不容易膨脹；達(dá)到平衡速度慢，選擇性高。穿透點(diǎn)(breakthrough point):出口處溶質(zhì)濃度開始上升的點(diǎn)穿透曲線(breakthrough curve):指吸附塔中溶質(zhì)濃度的變化曲線二 簡答題1 影響吸附過程

34、因素有哪些？如何選擇吸附分離的操作條件（包括吸附與解吸）？答： 固體在溶液中的吸附比較復(fù)雜，影響因素也較多，主要有吸附劑、吸附質(zhì)、溶劑的性質(zhì)以及吸附過程的具體操作條件等。主要因索簡述如下（ 1.）吸附劑的特性（組成結(jié)構(gòu)、容量、穩(wěn)定性）2 2） .吸附物的性質(zhì)（熔點(diǎn)、締合、離解、氫鍵等）（ 3.）溶劑（單、混合）3 親和吸附的原理和特點(diǎn)是什么？答： 親和吸附原理：親和吸附依靠于涪質(zhì)和樹脂之間特殊的化學(xué)作用，這不同于依靠范德華力的傳統(tǒng)吸附及離子交換靜電吸附。親和吸附具有更高的選擇性，吸附劑由載體與配位體兩部分組成。載體與配位體之間以共價鍵或離子簇相連，但載體不與溶質(zhì)反應(yīng)。相反，被束縛的配位體有選擇

35、地與溶質(zhì)反應(yīng)，當(dāng)涪質(zhì)為大分子時，這種作用表示為“鑰匙和鑰匙”的機(jī)制，大致可分為三步：配基固定化選舞合適的配基與不溶性的支撐載體偶聯(lián)，或共價結(jié)合成具有特異親和性的分離介質(zhì)。吸附樣品親和吸附介質(zhì)選擇性吸附酶或其他生物活性物質(zhì)，雜質(zhì)與層折介質(zhì)問沒有親和作用，故不能被吸附而被洗滌去除。樣品解析選擇適宜的條件，使被吸附的親和介質(zhì)上的酪或其他生物活性物質(zhì)解吸。親和吸陽的特點(diǎn)：親和吸附酌最大優(yōu)點(diǎn)在于，利用它從租提液中經(jīng)過一次簡單的處理便可得到所需的高純度活性物質(zhì)。此外親和吸附具有對設(shè)備要求不高、操作簡便、適用范圍廣、特異性強(qiáng)、分離速度快、分離效果好、分離條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，其主要缺點(diǎn)是親和吸附劑通用性較差，要分

36、離一種物質(zhì)得重新制備專用的吸附劑；由于洗脫條件較苛刻，須很好地控制洗脫條件，以避免生物活性物質(zhì)的變性失話。4 常用的離子交換樹脂類型有哪些？影響離子交換速度的因素有哪些？答：離子交換樹脂有多種分類力濁，主要有四種：第 種按樹脂骨架的主要成分分類，如聚苯乙烯型樹脂、聚丙烯酸測樹脂、環(huán)氧氯丙烷型多烯多胺型樹脂、酚醛型樹脂等；第二種按聚合的化學(xué)反應(yīng)分為共聚型樹脂和縮聚型樹脂；第三種按骨架的物理結(jié)構(gòu)分類，可分為凝膠型樹脂亦稱微孔樹脂、大網(wǎng)格樹脂亦稱大孔樹脂、以及均孔樹脂；第四種按活性基團(tuán)分類，分為含酸性基團(tuán)陽離子交換樹脂和含堿性基閉的陰離子交換樹脂。由于活性基團(tuán)的電離程度強(qiáng)弱不同又可分為強(qiáng)酸性和弱酸性

37、陽離子交換樹脂及強(qiáng)堿性和弱堿性陰離子交換樹脂。此外，還有含其他功能基團(tuán)的整合樹脂、氧化還原樹脂以及兩性樹脂等。影響交換速度的因素有：顆粒大?。唤宦?lián)度；溫度；離子的化合價；離子 的大??；攪拌速度；溶液濃度4、用于蛋白質(zhì)提取分離的離子交換劑有哪些特殊要求，主要有哪幾類？答： 蛋內(nèi)質(zhì)是高相對分子質(zhì)量化合物，它的體積比無機(jī)離子大很多；蛋白質(zhì)是帶有許多可解高基團(tuán)的多價的兩性電解質(zhì)，在不同的pH 值下，可以帶不同數(shù)目的正電荷或負(fù)電荷；蛋白質(zhì)有四級結(jié)構(gòu)，只有在溫和條件下，才能維持高級結(jié)構(gòu)，否則將遭到破壞而變性。因此，陳一般樹脂具備的性能外，適用于蛋白質(zhì)分離純化用樹脂還需有特殊的性能，首先， 必須具備良好的親

38、水性；其次需具備均勻的大網(wǎng)結(jié)構(gòu)，以容納大體積蛋白質(zhì)；選擇適當(dāng)電荷密度的交換劑， 以免引起蛋白質(zhì)空間構(gòu)象變化導(dǎo)致失活粒度越小， 分辨率越高，一般分為租、中粗、細(xì)、 超細(xì)等不同規(guī)格，要求粒徑均勻；根據(jù)應(yīng)用目的的不同可選用工業(yè)級、分析級、 生物級、分子生物級等不同級別的交換別。用于蛋白質(zhì)提取分離的離子交換劑主要有：多糖類，以多糖為母體的離子交換劑是經(jīng)典的分離生物大分子的材料。纖維素、交聯(lián)葡萄糖、 交聯(lián)瓊脂糖樹脂均為具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的親水性骨架，可允許生物大分子透過而不發(fā)生變性；聚乙烯酵類；聚丙烯酸經(jīng)乙酯類；M o n o系離子交換樹脂5 試比較固定床、膨脹床、流化床的優(yōu)缺點(diǎn)。固定床：優(yōu)點(diǎn)：流體在介質(zhì)層中

39、基本上呈平推流，返混小，柱效率高。缺點(diǎn)： 無法處理含顆粒的料液，因會堵塞床層，造成壓力降增大而最終使操作無法進(jìn)行。流化床：優(yōu)點(diǎn)：壓降小，可處理高黏度或固體顆粒的粗料液。不需要特殊吸附劑，設(shè)備操作簡單。缺點(diǎn)：存在嚴(yán)重的返混，特別是高徑比很小的流化床，使床層理論塔板數(shù)降低，吸附劑的利用率低。膨脹床：優(yōu)點(diǎn)：綜合固定床和流化床的優(yōu)點(diǎn)，使吸附顆粒實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定分級，順利通過床層?？芍苯犹幚砭w發(fā)酵液或細(xì)胞勻漿液，提高目標(biāo)產(chǎn)物收率，降低分離純化過程成本。缺點(diǎn)：操作較復(fù)雜和繁瑣，需要一定的手工控制，多操作人員的技能和熟練程度要求較高；必須控制料液在適當(dāng)濃度范圍內(nèi)；介質(zhì)的污染嚴(yán)重，需要嚴(yán)格的清洗和再生操作。6 離子

40、交換劑性能評價主要包括哪些方面？各有什么意義？1 外觀 ）大多數(shù)商品樹脂多制成球形，其直徑為0.21.2mm 。球形的優(yōu)點(diǎn)是增大比表面積、提高機(jī)械強(qiáng)度和減少流體阻力。2膨脹度：膨脹是可逆地進(jìn)行的，其程度隨樹脂的交聯(lián)度、相反離子的種類和濃度、外部溶液的濃度而變化，交聯(lián)度大的樹脂，膨脹度小，因而由于實(shí)驗(yàn)條件的變化而引起的膨脹度的差異就小。但交聯(lián)度小的樹脂，會顯著膨脹或收縮，往往造成操作上的種種困難。3交聯(lián)度：樹脂的性質(zhì)隨著作為交聯(lián)劑的DVB 的含量不同而有所差異。合成樹脂時，單體中 DVB 的含量百分?jǐn)?shù)稱為交聯(lián)度，在商品樹脂中，通常是8%12% 。但合成時，通過改變它和苯乙烯的混合比，可制出不同含

41、量的產(chǎn)品。一般說來，交聯(lián)度越大，樹脂越堅(jiān)固，在水中不易溶脹。而交聯(lián)度減少，樹脂變得柔軟，容易溶脹。4交換容量交換容量是單位質(zhì)量的干燥離子交換劑或單位體積的濕離子交換劑所能吸附的一價離子的毫摩爾數(shù)，是表征樹脂交換能力的主要參數(shù)。7 如何測定離子交換劑的交換容量？答：陽離子交換劑：用 HCl 將其處理成氫型，稱重并測定其含水量；稱數(shù)克交換劑，加入到過量已知濃度的NaOH溶液，發(fā)生交換反應(yīng)，待反應(yīng)達(dá)到平衡后（強(qiáng)酸性的需要靜置 24h,弱酸性的需靜置數(shù)日），測定剩余的NaOH 摩爾數(shù)，就可求得陽離子交換劑的交換容量。陰離子交換劑：用HCl將陰離子交換劑轉(zhuǎn)換成 Cl型后，取一定量的 Cl型交換劑，通入

42、Na2SO4,用銘酸 鉀作指示劑，用硝酸銀溶液滴定流出液的Cl-,根據(jù)Cl-量計(jì)算交換容量。2R+Cl- + Na2SO4 ?R+2SO4= + 2 Na+Cl-第六章 膜分離一 解釋名詞1 膜 ：在一個流體相內(nèi)或兩個流體相之間將流體分隔成兩個部分的薄層聚合物2 膜分離：利用具有一定選擇性的過濾介質(zhì)（半透膜）作為選擇性障礙層，允許某些物質(zhì)通過，而截流混合物中的其他組分達(dá)到分離目的的操作單元3 膜污染：膜在使用過程中盡管操作條件不變，但通量仍然下降的現(xiàn)象4 膜組件：由膜、固定膜的支撐體、間隔物和收容這些部件的容器構(gòu)成的膜分離裝置5 膜生物反應(yīng)器： 是將生物降解作用與膜的高效分離技術(shù)結(jié)合而成的一種

43、新型高效的水處理設(shè)備與回用工藝。6 微濾：又稱微孔過濾，一般精度范圍在哦微米以上，能過濾微米級的物質(zhì)，而大量溶劑小分子及大分子溶質(zhì)都能透過的膜分離過程。7 超濾：利用膜的篩分性質(zhì)壓差為推動力，根據(jù)高分子溶質(zhì)間或高分子與小分子 溶質(zhì)間相對分子質(zhì)量的差別進(jìn)行分離的方法。8納米過濾：以致密膜（也有人認(rèn)為納米膜是多孔膜，平均孔徑2nm,介于UF與 RO 之間） ，以壓力差為傳質(zhì)推動力，從溶液中分離分子量為200-1 000D 小分子物質(zhì)的膜分離操作9 滲透 ：水分子或其他熔劑分子通過半透膜，從相對濃度高的地方向相對濃度低的地方擴(kuò)散的現(xiàn)象10 反滲透 ：對膜一側(cè)的料液施加壓力，當(dāng)壓力超過它的滲透壓時，溶

44、劑逆著自然滲透的方向滲透，這種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作為反滲透11 透析 ：利用具有一定孔徑大小高分子溶質(zhì)不能透過的親水膜將含有高分子溶質(zhì)和其他小分子溶質(zhì)的溶液與純水或緩沖液分隔，在濃差的作用下，高分子溶液中的小分子溶質(zhì)透向另一側(cè)，而另一側(cè)的水透向高分子側(cè)。12 滲透氣化 ：以滲透選擇性膜為介質(zhì)，基于溶質(zhì)膜透過性差別，在膜兩側(cè)蒸汽分壓差作用下，使溶液混合物質(zhì)部分蒸發(fā)從而達(dá)到分離目的13截留率：膜對溶質(zhì)的截留能力，可用小數(shù)或百分?jǐn)?shù)表示二 簡答題1 簡述膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)答： 1）處理效率高，設(shè)備易放大；操作方便，易于自動化；設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、維修成本低。2）分離條件溫和，對于熱

45、敏感物質(zhì)的分離很重要；3）化學(xué)與機(jī)械損害小，有利于減少產(chǎn)物失活；4）膜分離不涉及相變，能耗低。對能量要求低，與蒸餾、結(jié)晶和蒸發(fā)相比有較大的差異；5）有良好的選擇性，濃縮的同時可達(dá)到部分純化的效果；6）選擇適當(dāng)?shù)哪づc操作參數(shù)，可得到較高的產(chǎn)品收率；7）系統(tǒng)可在密閉的環(huán)境下操作，有利于防止外來污染；8）不需外加化學(xué)物質(zhì)，節(jié)約成本減少環(huán)境污染。2 膜分離型式包括哪幾主要類型（簡述或圖示過濾的基本形式）？各有何特點(diǎn)？答：A,微濾：同一般過濾，膜兩側(cè)的操作壓在0.05-0.5Mpa,除去0.1um14um的顆粒B 超濾：消除了濾餅的阻力，過濾效率高；超濾回收率高；濾液的質(zhì)量好；減少處理步驟C 反滲透：

46、對膜一側(cè)的料液施加壓力溶劑逆著自然滲透的方向滲透，可用于海水淡化，抗生素和氨基酸等濃縮，回收有機(jī)溶劑等D 納米過濾：截留小分子物質(zhì)的同時能透析出鹽（集透析與濃縮為一體）；操作壓力低，節(jié)約動力E 透析：透析方法和設(shè)備簡單，價格低廉；實(shí)驗(yàn)室最常用的樣品脫鹽方法透析的速度緩慢；溶質(zhì)稀釋F 電透析 :設(shè)備簡單 ; 透析速度極快（提高幾十倍）; 電流直接指示電透析終點(diǎn);減輕溶質(zhì)的稀釋G 電滲析 : 可大規(guī)模生產(chǎn); 能耗高H 滲透氣化: 單級選擇性好; 過程操作簡單，易于掌握; 操作中無需加壓，不會造成膜壓密；有相變，耗能高；蒸發(fā)通量?。?2 000g/m2.h,選擇性高的膜100g/m2.h）3 常用的

47、膜分離組件有哪些類型？請畫出四種市售膜分離裝置結(jié)構(gòu)示意圖。答： 管式膜組件平板式膜組件中空纖維式膜組件螺旋卷式膜組件4 膜污染有哪些途徑造成？如何有效防止和清除膜污染？答：污染的原因有A、凝膠極化引起的凝膠層，阻力為 Rg B、溶質(zhì)在膜表面的 吸附層，阻力為Ras C、膜孔堵塞，阻力為Rp D、膜孔內(nèi)溶質(zhì)吸附，阻力為Rap 膜的清洗一般選擇水、鹽溶液、稀酸、稀堿、表面活性劑、絡(luò)合劑、氧化劑和酶溶液等為清洗劑，一般采用的清洗方法有反向清洗，試劑置換，化學(xué)降解消化。具體采用何種清洗劑和清洗方法根據(jù)具體的膜確定。在采用有效清洗的同時，需要采取必要措施預(yù)防或減少膜污染，一般可從膜的預(yù)處理（用乙醇浸y聚

48、碉膜），料液預(yù)處理（調(diào)pH,預(yù)過濾），開發(fā)抗污染膜，臨界壓 力操作等方面進(jìn)行。5 錯流微濾與傳統(tǒng)過濾相比有何優(yōu)點(diǎn)？如何使用助濾劑?答：與傳統(tǒng)過濾性比，錯流過濾有如下優(yōu)點(diǎn)：A 透過通量大；B 濾液澄清，菌體回收率高；C 不須添加助濾劑或絮凝劑，回收的菌體純凈，有利于進(jìn)一步分離操作 （如菌體的破碎、胞內(nèi)產(chǎn)物的回收等）。 D 適合于大規(guī)模連續(xù)操作；E 易于進(jìn)行無菌操作，防止雜菌污染助濾劑的方法：當(dāng)濾漿中含有極細(xì)的顆粒時，在濾過介質(zhì)上構(gòu)成了致密的細(xì)孔道的濾餅， 或梗塞過濾介質(zhì)的孔道，使濾過無法進(jìn)行。別的當(dāng)濾漿中含有粘性或膠凝性或高度可緊縮性顆粒時，構(gòu)成的濾餅對濾液的阻力很大。這時可將助濾劑加入濾漿，形

49、成松散的濾餅，使濾液暢流。6 制造膜的材料種類主要包括哪3 大類？為實(shí)現(xiàn)高效膜分離，對膜材料有些什么要求？超濾、微濾的MWCO 大致分別在什么范圍？答：高分子材料（包括天然和合成），無機(jī)材料，復(fù)合材料對膜材料的要求：A、起過濾作用的有效膜厚度小，超濾和微濾的孔隙率高，過 濾阻力?。籅、不吸附被分離物質(zhì)，從而膜不易污染和堵塞；C、使用的pH和溫度范圍廣，耐高溫滅菌，耐酸堿清洗，穩(wěn)定性高；D、使用壽命長：經(jīng)濟(jì)；E、易通過清洗恢復(fù)透過性能；F、適應(yīng)性廣：滿足實(shí)現(xiàn)分離的各種要求，如對菌體細(xì)胞的截留， 對生物大分子的通透性或截留作用超濾MWCO大概為0.0010.02 m , 120 nm 微濾為0.0

50、2520 m7 影響膜截留率的因素有哪些？答：A、分子特征：分子量相同時，線形分子截留率較低；支鏈分子較高，球狀分子最大B、 電荷： 對于荷電膜，膜相同的分子截留率低；反之， 截留率較高C、膜吸附：溶質(zhì)與膜有相互吸附的，截留率高；相反，截留率較低 D、其他高分子 的影響：a、競爭性抑制；b、濃度的極現(xiàn)象使膜表面的濃度高于主體濃度 E、操 作條件：溫度升高，黏度下降，則截留率降低膜面流速增大，則濃度極化減低，截留率升高F、 pH 值：當(dāng)料液的pH 值等于蛋白質(zhì)的pI 時，溶質(zhì)的截留率高于其他 pH 下的截留率8簡述濃差極化模型理論要點(diǎn)答：1濃度極化現(xiàn)象：在膜分離操作中，所有溶質(zhì)均被透過液傳送到膜

51、表面，不 能完全透過膜的溶質(zhì)受到膜的截留作用,在膜表面附近濃度升高。這種在膜表面 附近濃度高于主體濃度的現(xiàn)象謂之濃度極化2透過膜的通量（m3/s） 一般表示為：Jv=P-由于不能完全通過膜的溶質(zhì)受到膜面阻力吸附在膜上形成極化層也會形成阻 力，梆注溝留層阻透K液JvCp=JvC-D*dc/dx邊界條件為：C=Cb X=0C=Cm X= ?故有: 當(dāng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時，溶質(zhì)對流進(jìn)入膜單元的速度等于透過膜的速度和反擴(kuò)散速度之 和：利用上述邊界條件積分的濃差極化方程:第七章層析一、名詞解釋：層析：是利用混合物中各組分在兩相中分配系數(shù)不同，當(dāng)流動相推動樣品中的組分通過固定相時，在兩相中進(jìn)行連續(xù)反復(fù)多次分配，從而

52、形成差速移動，達(dá)到分離的方法。色譜峰：一種組分通過色譜柱時由于遷移速度和分子離散，再流出層析柱過程的峰形濃度分布稱為色譜峰。色譜圖：一種組分通過色譜柱時由于遷移速度和分子離散，再流出層析柱過程的峰形濃度分布稱為色譜峰。峰高： 色譜峰頂與基線間的垂直距離比移值：溶質(zhì)譜帶平均移動速度與流動相平均移動速度之比相對保留值：某組份 2與組份1的校正保留值之比，試樣從進(jìn)樣到柱后出現(xiàn)峰極大點(diǎn)時所經(jīng)歷的時間與不被固定相吸附或溶解的物質(zhì)進(jìn)入色譜柱時，從進(jìn)樣到出現(xiàn)峰極大值所需的時間之差為校正保留時間。峰底分離度：兩個相鄰組分保留值之差與峰底平均寬度之比。凝膠層析：利用凝膠粒子為固定相， 依據(jù)篩分原理，根據(jù)料液中溶

53、質(zhì)分子的相對分子質(zhì)量進(jìn) 行分離。離子交換層析：利用離子交換劑為固定相，根據(jù)荷電溶質(zhì)與離子交換劑之間靜電相互作用力的差別進(jìn)行溶質(zhì)分離的洗脫層析法。疏水相互作用層析：是利用表面偶聯(lián)弱疏水性基團(tuán)（疏水性配基）的疏水性吸附劑為固定相， 根據(jù)蛋白質(zhì)與疏水性吸附劑之間的弱疏水性相互作用的差別進(jìn)行蛋白質(zhì)類生物大分子分離純化的一種層析法。層析聚焦：基于離子交換的原理。根據(jù)兩性電解質(zhì)分子間等電點(diǎn)的差別進(jìn)行分離純化的洗脫色譜法。反相層析：利用表面非極性的反相介質(zhì)為固定相，極性有機(jī)溶劑的水溶液為流動相，是根據(jù)溶質(zhì)極性的差別進(jìn)行分離純化的洗脫色譜法。親和層析：利用生物分子之間的親和作用進(jìn)行分離純化的洗脫色譜法.二、簡答題：1 層析裝置的基本部件A:色譜柱B ：恒流泵C:檢測器D ：記錄儀F ：部分收集器書上P250有柱層析裝置簡圖2 層析技術(shù)分類：凝膠過濾層析，離子交換層析，反相層