生物分离工程部习题和答案.doc

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（%） 5 在设计下游分离过程前，必须考虑哪些问题方能确保我们所设计的工艺过程最为经济、可靠？(ppt) 答：1、目标产物性质及其共存杂质的特性 2、充分考虑目标产物商业价值 3、考虑生物加工过程自身规模 4、采用步骤次序相对合理 5、尽可能采用最少步骤 6、产品稳定性与物性 7、产品规格与型式 8、生产过程中废水等排放 6 下游加工过程的发展趋势有哪些方面？（ppt） 答：成本控制 和 质量控制 第二章 发酵液预处理 一 解释名词 凝聚剂：让不稳定的胶体微粒（或者凝结过程中形成的微粒）聚合在一起形成集合体的过程中所投加的试剂的统称。 过滤：利用多孔介质（如滤布、微孔膜、致密膜）截流悬浮液中的固体粒子，进行液固分离的过程。 离心：在离心力作用下，利用固体和液体之间的密度差达到沉降分离目的。 细胞破碎：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的技术 包含体：指细胞或细菌中高表达的蛋白质(也可以汇同其他细胞成分)聚集而成的不溶性颗粒。 二 简答题 1 为什么要进行发酵液的预处理？常用处理方法有哪几种？ 答：提高过滤速度与过滤质量 改变发酵液性质(黏度↓、颗粒-、颗粒稳定性↓) 去除部分杂质 使产物转入到易处理的相中（通常是液相） 方法： 加热、调节、pH、凝聚、絮凝 2 凝集与絮凝过程有何区别？如何将两者结合使用？常用的絮凝剂有哪些？ 答：凝集：在中性盐作用下，由于双电层排斥电位降低使胶体体系不稳定的现象。 机制：破坏双电层、水化层解体胶体吸附、氢键结合等。 絮凝剂种类：A、阳离子类：如聚丙烯酰胺(+)、聚苯烯酸二烷基胺乙酯、聚二烯丙基四胺； B、阴离子类：如聚丙烯酸钠、聚苯乙烯磺酸、聚丙烯酰胺(-)； C、非离子类：如聚丙烯酰胺(0)、环氧化乙烯。 3 发酵液预处理中凝聚剂主要起什么作用？絮凝机理是什么？ 答：絮凝剂主要起中和电荷、架桥和网络作用（范德华力、氢键）。 在絮凝剂高分子聚合分子的作用下，基于架桥作用，胶体颗粒和聚合物交连成网，形成10 mm大小的絮凝团过程。是一种以物理集合为主的过程。 4 细胞破碎的方法包括哪几类？工业上常用的方法有哪些？为什么？ 机械法：固体剪切法(珠磨法、压榨法、撞击法) 液体剪切法（高压匀浆法、超声波破碎） 非机械法：酶溶胞作用、化学溶胞作用（酸碱法、表面活性剂法、抗生素）、物理溶胞作用（有机溶剂膨胀法、渗透冲击、冻融、 激光、高速切相流撞击、冷冻喷射）、干燥处 工业常用方法：高压匀浆法、高速珠磨法 6 离心设备可分为哪两大类？按分离因子Fr不同，离心机一般分为哪几类？ 答：管式离心机（最简单，可供较大离心力；可用冷却水冷却；悬浮液由管底进，澄清液由管口出），蝶片式离心机（流速与碟片数、微粒与转鼓轴间距离有关） 按分离因子不同，可分： 1)、常速离心机 2)、高速离心机 3)、超速离心机 8 固-液分离主要包括哪些方法和设备？ 答：1、过滤 (重力过滤、加压过滤、减压过滤) 2、离心沉降（各种离心机） 3、重力沉降 4、气悬浮 过滤设备类型：加压过滤设备： 板框过滤机、加压叶滤机 减压过滤设备： 转鼓真空过滤器、圆盘真空过滤器、带式真空过滤器 重力过滤设备： 离心过滤机 离心设备：生物工业所用的离心机多为高速离心机。离心机主要包括以下几类： 管式离心机： 多室离心机（管式离心机的变形） 碟式离心机：（人工排渣式、喷嘴排渣式、活塞排渣式等） 螺旋卸料沉降离心机 离心过滤机 三足式离心机 沉 淀: 由于物理环境变化（加入试剂、加热等），改变溶剂和溶质的能量平衡来降低溶质溶解度，使溶质生成固体颗粒沉降析出的现象。 结 晶: 从均匀液相或气相形成一定形状、大小的分子、原子或离子有规则排列的固体颗粒的过程。（工业结晶一般以液相为主） 硫酸铵饱和度: 指在100g硫酸铵溶液中硫酸铵在溶液中所占质量分数。 晶 种: 在结晶法中，通过加入不溶的添加物即晶种，形成晶核，加快或促进与之晶型或立体构型相同的对映异构体结晶的生长。 晶 核