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1、2010-2011-2生物分离工程期末考试试卷（ B）考试时间： XXXXXX一、填空题（40 分，每空 1 分）1. 膜分离过程中所使用的膜，依据其膜特性（孔径）不同可分为 ， ， 和 ；2. 工业上常用的超滤装置有 ， ， 和 。3. 影响吸附的主要因素有 ， ， ， ， 和 。4. 离子交换树脂由 ， 和 组成。5. 影响盐析的因素有 ， ， 和 ；6.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 ；7.超临界流体的特点是与气体有相似的 ，与液体有相似的 ； 8.常用的化学细胞破碎方法有 ， ， ， 和 三 四题号 一 二 1 2 3 4 5得分签名
2、总分：总分人：复核人：；9.离子交换分离操作中，常用的洗脱方法有 和 ；10. 盐析实验中用于关联溶质溶解度与盐浓度的 Cohn 方程为 ；当 _ 时称为 Ks盐析法；当 称为 盐析法。11. 蛋白质分离常用的色谱法有 ， ，_ 和 。12. 常用的蛋白质沉析方法有 ， 和 。二、简答题（30 分）1. 简述凝胶排阻色谱（分子筛）的分离原理(6 分)2. 何谓亲和吸附，有何特点？（8 分）3. 何谓超临界流体萃取，并简述其分离原理（8 分）4、何谓等电点沉析（8 分）三.计算题（20 分）1、用醋酸戊酯从发酵液中萃取青霉素，已知发酵液中青霉素浓度为 0.2Kg/m3，萃取平衡常数为 K=40，
3、处理能力为 H=0.5m3/h，萃取溶剂流量为 L=0.03m3/h，若要产品收率达96%，试计算理论上所需萃取级数？（10 分） 2、应用离子交换树脂作为吸附剂分离抗菌素，饱和吸附量为 0.06 Kg（抗菌素）/Kg（干树脂） ；当抗菌素浓度为 0.02Kg/m3时，吸附量为 0.04Kg/Kg；假定此吸附属于 Langmuir等温吸附，求料液含抗菌素 0.2Kg/m3时的吸附量（10 分）四、论述题（10 分）简述生物分离的流程与单元操作参考答案一、 填空题1. 微滤膜，超滤膜，纳滤膜，反渗透膜2. 板式，管式，螺旋卷式，中空纤维式3. 吸附剂的性质，吸附质的性质，温度，溶液 pH 值，盐
4、浓度，吸附物浓度和吸附剂用量4. 载体，活性基团，可交换离子5. 溶质种类，溶质浓度，pH 值，温度6. Q q0C/(k+C)7. 粘度（扩散系数） ，密度8. 渗透压冲击，增溶法，脂溶法，酶消化法，碱处理法9. pH 梯度，离子强度（盐）梯度10. lgS KsI；保持体系温度、pH 值不变，仅改变溶液离子强度进行的盐析操作；保持离子强度不变，改变温度、pH 值进行的盐析操作；11. 吸附色谱，分配色谱，离子交换色谱，凝胶色谱12. 盐析，等电点沉析，有机溶剂沉析二、简答题1.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
5、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。这样，分子量不同的溶质分子得以分离。2. 答：亲和吸附是吸附单元操作的一种，它是利用亲和吸附剂与目标物之间的特殊的化学作用实现的高效分离手段。亲和吸附剂的组成包括：惰性载体、手臂链、特异性亲和配基。亲和吸附的特点是高效、简便、适用范围广、分离速度快、条件温和，但载体制备难度大，通用性差，成本较高。3. 答：超临界流体萃取是利用超临界流体具有的类似气体的扩散系数，以及类似液体的密度（溶解能力强）的特点，利用超临界流体为萃取剂进行的萃取单元操作。其特点是安
6、全、无毒、产品分离简单，但设备投资较大。4. 答：蛋白质再等电点下的溶解度最低，根据这一性质，再溶液中加入一定比例的有机溶剂，破坏蛋白质表面的水化层和双电层，降低分子间斥力，加强了蛋白质分子间的疏水相互作用，使得蛋白质分子得以聚集成团沉淀下来。三、计算题1、 解：由题设，可求出萃取系数 E，即 根据4.25.034HkL，得 n4%961nEP2、 解：由题设，根据 Langmuir 吸附等温式可求出 K 值，即：01.,4.02.60 kkCKq则当料液含抗菌素 0.2Kg/m3时的吸附量可计算如下： kgq/57.2.01.6四、论述题 原料液预处理(加热、调pH、凝聚与絮凝)细胞分离(过滤、离心、沉降) 胞外产物胞外产物细胞破碎(匀化、研磨、溶胞) 细胞碎片分离(离心、过滤、双水相萃取)提取(沉淀、吸附、离子交换、萃取、超滤) 精制(色谱、电泳) 成品加工(浓缩、结晶、无菌过滤、去热原、干燥 )
