分离工程计算题

1、溶菌酶在2.8mol/L 和3.0mol/L 硫酸溶液中的溶解度分别为1.2g/L 和0.26g/L ，试计算溶菌酶在3.5mol/L 硫酸铵溶液中的溶解度？解：由Cohn 经验方程21lg ,2Ci S KsI I Zi β=-=∑，得 ()()2211/22.821 2.828.4/I mol L=⨯⨯+⨯-=12lg1.2s=lg 0.26=KsI KsI βββ=-=-，有K 1.1070，有9.3781()()2221/23.021 3.029/I mol L =⨯⨯+⨯-= 当在3.5mol/L 硫酸铵溶液中的溶解度为： ()()2231/23.521 3.5210.5/I mol L =⨯⨯+⨯-=，33lg 5.56810/S KsI g L β-=-=⨯2、溶剂萃取分离A 和B 两种抗生素，初始水相中A 和B 的质量浓度相等，A 和B 的分配系数与其浓度无关，分别为10和0.1.利用混合、澄清式萃取操作，设每级萃取均达到分配平衡，并且萃取前后各相体积保持不变。

（1）若采用一级萃取，萃取水相中90%的A ，所需相比（有机相与水相的体积比）为多少？此时有机相中A 的纯度（即A 占抗生素总质量的百分比）是多少？（2）若采用多级错流接触萃取，每级萃取用新鲜的有机相，相比均为0.5，计算使A 在有机相中的收率达到99%以上所需的最小萃取级数，并计算有机相中A 的实际最大收率和平均纯度？（3）若采用三级逆流萃取，计算使A 在有机相中的收绿城达到与第（2）问相同所需的相比。

解：（1）由1/1=0.99A A A A E E E ϕ-=+=，所以又/,=9=10;/=0.9A A S F A A S F E K V V E K V V =且，所以同理：=/=0.10.9=0.09B B S F E K V V ⨯ 所以1/10.083B B B E E ϕ-=+≈又因初始水相质量浓度A=B ，故A 的纯度为：0.9/(0.90.083)91.6%+≈（2）/100.55A A S F E K V V ==⨯= ，=/=0.10.5=0.05B B S F E K V V ⨯由()n n n 116-111,1-==1-0.99(1)66n n A n E E ϕϕ+--=≥+得 则6100,3n n ≥≥，即可，故最小萃取级数为3当n 大于等于3时，有机相中A 的最大实际收率为：33111/699.5%A ϕ-=-≈此时B 的收率为33111/1.0513.6%B ϕ-=-≈故平均纯度为0.995/(0.9950.136)0.88+≈ （3）131199.5%,/1n A A S F n E E E K V V E ϕ++--===-，所以,故此时相比为0.55()()1/2211222S F m m N R m F m F -=++，0(1)R V V mF =+ 3、 某凝胶过滤介质的排阻极限为200000，填充柱体积为100ml ，用其测得的A 和B 两种蛋白质的洗脱体积分别为58ml 和64ml ，相对分子质量2×10 6的蓝色葡聚糖的洗脱体积为40ml 。

1、溶菌酶在2.8mol/L 和3.0mol/L 硫酸溶液中的溶解度分别为1.2g/L 和0.26g/L ，试计算溶菌酶在3.5mol/L 硫酸铵溶液中的溶解度？解：由Cohn 经验方程21lg ,2Ci S KsI I Zi β=-=∑，得 ()()2211/22.821 2.828.4/I mol L=⨯⨯+⨯-=12lg1.2s=lg 0.26=KsI KsI βββ=-=-，有K 1.1070，有9.3781()()2221/23.021 3.029/I mol L =⨯⨯+⨯-= 当在3.5mol/L 硫酸铵溶液中的溶解度为： ()()2231/23.521 3.5210.5/I mol L =⨯⨯+⨯-=，33lg 5.56810/S KsI g L β-=-=⨯2、溶剂萃取分离A 和B 两种抗生素，初始水相中A 和B 的质量浓度相等，A 和B 的分配系数与其浓度无关，分别为10和0.1.利用混合、澄清式萃取操作，设每级萃取均达到分配平衡，并且萃取前后各相体积保持不变。

（1）若采用一级萃取，萃取水相中90%的A ，所需相比（有机相与水相的体积比）为多少？此时有机相中A 的纯度（即A 占抗生素总质量的百分比）是多少？（2）若采用多级错流接触萃取，每级萃取用新鲜的有机相，相比均为0.5，计算使A 在有机相中的收率达到99%以上所需的最小萃取级数，并计算有机相中A 的实际最大收率和平均纯度？（3）若采用三级逆流萃取，计算使A 在有机相中的收绿城达到与第（2）问相同所需的相比。

解：（1）由1/1=0.99A A A A E E E ϕ-=+=，所以又/,=9=10;/=0.9A A S F A A S F E K V V E K V V =且，所以同理：=/=0.10.9=0.09B B S F E K V V ⨯ 所以1/10.083B B B E E ϕ-=+≈又因初始水相质量浓度A=B ，故A 的纯度为：0.9/(0.90.083)91.6%+≈（2）/100.55A A S F E K V V ==⨯= ，=/=0.10.5=0.05B B S F E K V V ⨯由()n n n 116-111,1-==1-0.99(1)66n n A n E E ϕϕ+--=≥+得 则6100,3n n ≥≥，即可，故最小萃取级数为3当n 大于等于3时，有机相中A 的最大实际收率为：33111/699.5%A ϕ-=-≈此时B 的收率为33111/1.0513.6%B ϕ-=-≈故平均纯度为0.995/(0.9950.136)0.88+≈ （3）131199.5%,/1n A A S F n E E E K V V E ϕ++--===-，所以,故此时相比为0.55()()1/2211222S F m m N R m F m F -=++，0(1)R V V mF =+ 3、 某凝胶过滤介质的排阻极限为200000，填充柱体积为100ml ，用其测得的A 和B 两种蛋白质的洗脱体积分别为58ml 和64ml ，相对分子质量2×10 6的蓝色葡聚糖的洗脱体积为40ml 。

第二章习题一、填空题1.衡量分离的程度用（）表示，处于相平衡状态的分离程度是（）。

固有分离因子是根据（）来计算的。

它与实际分离因子的差别用（）来表示。

2.分离过程分为( )和( )两大类。

传质分离过程分为（）和（）两大类。

下列属于机械分离过程是（），速率分离过程是（），平稳分离过程是（）。

（吸收、萃取、膜分离、渗透、过滤、离心分离、蒸馏）3.汽液相平衡是处理（）过程的基础。

相平衡的条件是（）。

Lewis 提出了等价于化学位的物理量（），它是（）压力。

4.气液相平衡常数定义为（）。

理想气体的相平衡常数与（）无关。

5.精馏塔计算中每块板由于（）改变而引起的温度变化，可用（）确定。

在多组分精馏中塔顶温度是由（）方程求定的，其表达式为( )。

在多组分精馏中塔釜温度是由（）方程求定的，其表达式为( )。

6.低压下二元非理想溶液的对挥发度α12等于( )。

7.泡点温度计算时若∑Kixi>1，温度应调（）。

泡点压力计算时若∑Kixi>1，压力应调（）。

8.当混合物在一定的温度、压力下，满足（）条件即处于两相区，可通过（）计算求出其平衡汽液相组成。

若组成为Zi的物系,∑Kixi>1,且∑KiZi>1时，其相态为（）。

若组成为Zi的物系,Kixi＜1时其相态为（）。

若组成为Zi的物系,∑Zi/Ki＜1时，其相态为（）。

9.绝热闪蒸过程，饱和液相经节流后会有（）产生，节流后的温度（）。

二、选择题1.溶液的蒸气压大小（）a.只与温度有关b.不仅与温度有关，还与各组分的浓度有关c.不仅与温度和各组分的浓度有关，还与溶液的数量有关2.对两个不同纯物质来说，在同一温度压力条件下汽液相平衡K值越大，说明该物质沸点（）a.越低b.越高c.不一定高，也不一定低3.汽液相平衡K值越大，说明该组分越（）a.易挥发b.难挥发c.沸点高d.蒸汽压小4.气液两相处于平衡时（）a.两相间组份的浓度相等b.只是两相温度相等c.两相间各组份的化学位相等d.相间不发生传质5. 当物系处于泡、露点之间时，体系处于（ ）系统温度大于露点时，体系处于（ ）系统温度小于泡点时，体系处于（ ）。

一、填空题（每空2分，共30分）1．相对挥发度依次降低顺序排列的混合物ABCDEFG分离，要求馏出液中D组分的浓度≤2.5mol%，釜液中C组分的浓度≤5.0mol%，则轻关键组分是，重关键组分是。

假定为清晰分割，则馏出液中的组分为 ,釜液中的组分为。

2．利用状态方程法计算汽液相平衡常数K i的公式为；活度系数法计算汽液相平衡常数的通式是，当汽相为理想气体，液相为非理想溶液时，活度系数法计算汽液相平衡常数的通式简化为。

3．萃取精馏中溶剂的作用可以概括为两点：和，当原有两组分的沸点接近，非理想性不大时，加入溶剂主要目的是。

4．多组分多级分离严格计算平衡级的理论模型，简称为方程，分别是、、和方程。

二、选择题（每题1分，共10分）1．按所依据的物理化学原理不同，传质分离过程可分为两类，即速率分离过程和（ C ）两大类。

A．机械分离；B．膜分离；C．平衡分离。

2．在多组分精馏中，最小回流比下由于非关键组分的存在使塔中出现（ C ）个恒浓区。

A．3； B．2； C．1； D．4。

3.在化工生产中常常会遇到欲分离组分之间的相对挥发度接近于1或形成共沸物的系统，如向这种溶液中加入一种新组分，该新组分和被分离系统中的一个或几个组分形成最低共沸物从塔顶蒸出，这种特殊精馏称为（ D ）。

A.热泵精馏；B．萃取精馏； C．普通精馏；D．共沸精馏。

4．多组分吸收和精馏同属于传质过程，多组分吸收过程中，对操作起关键作用的关键组分有（ C ）个。

A．2； B．3； C．1； D．0。

5．萃取塔内两相之间的相际传质面积愈大，传质效率（ B ）。

A．愈大； B．愈小； C．不变； D．先增大后减小。

6．在给定温度下进行闪蒸计算时，先需核实闪蒸问题是否成立，可采用泡点方第 1 页共3 页第 2 页 共 3 页程和露点方程计算在闪蒸压力下进料混合物的泡点温度和露点温度，如果闪 蒸温度（ ）泡露点温度，则闪蒸问题成立。

A ．大于； B ．介于； C ．小于； D ．不等于。

生物分离工程试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 生物分离工程中常用的离心分离技术不包括以下哪一项？A. 差速离心B. 密度梯度离心C. 过滤离心D. 沉降离心答案：C2. 在生物分离过程中，以下哪种方法不适用于细胞破碎？A. 高压均质机B. 超声波C. 酶解法D. 渗透压调节答案：D3. 以下哪种物质不适合作为色谱分离的固定相？A. 硅胶B. 离子交换树脂C. 活性炭D. 聚丙烯酰胺凝胶答案：C4. 在蛋白质的盐析过程中，通常使用的盐类是？A. 高浓度的氯化钠B. 高浓度的硫酸铵C. 低浓度的氯化钠D. 低浓度的硫酸铵答案：B5. 以下哪种方法不是蛋白质纯化中常用的层析技术？A. 凝胶渗透层析B. 离子交换层析C. 亲和层析D. 电泳答案：D6. 以下哪种设备不适用于大规模生物分子的分离？A. 超滤膜B. 离心机C. 色谱柱D. 微孔滤膜答案：D7. 在蛋白质的提取过程中，通常使用的缓冲液pH值范围是？A. 4-5B. 6-8C. 8-10D. 10-12答案：B8. 以下哪种物质不是生物分离过程中常用的稳定剂？A. 甘油B. 蔗糖C. 氯化钠D. 柠檬酸钠答案：C9. 在生物分离工程中，以下哪种方法不适用于蛋白质的定量分析？A. 紫外-可见光谱法B. 比色法C. 高效液相色谱法D. 电泳答案：D10. 以下哪种设备在生物分离过程中不常用于浓缩和纯化？A. 蒸发器B. 冷冻干燥机C. 超滤膜D. 蒸馏塔答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 生物分离工程中常用的过滤技术包括以下哪些？A. 微滤B. 超滤C. 纳滤D. 反渗透答案：A、B、C2. 以下哪些因素会影响蛋白质的沉淀？A. 温度B. pH值C. 离子强度D. 蛋白质浓度答案：A、B、C、D3. 在生物分离工程中，以下哪些是影响色谱分离效果的因素？A. 固定相的性质B. 流动相的流速C. 温度D. 样品的浓度答案：A、B、C4. 以下哪些是生物分离过程中常用的浓缩技术？A. 蒸发B. 冷冻干燥C. 超滤D. 离心答案：A、B、C5. 以下哪些是生物分离工程中常用的检测方法？A. 紫外-可见光谱法B. 比色法C. 高效液相色谱法D. 电泳答案：A、B、C、D三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述生物分离工程中常用的沉淀技术有哪些？答：生物分离工程中常用的沉淀技术包括盐析法、有机溶剂沉淀法、等电点沉淀法和变性沉淀法。

《分离⼯程》试题库及参考答案分离⼯程试题库⽬录第⼀部分填空题 (1)第⼆部分选择题 (6)第三部分名词解释 (13)第四部分问答题 (15)第五部分计算题 (19)参考答案 (55)第⼀部分填空题1.分离作⽤是由于加⼊（）⽽引起的，因为分离过程是（）的逆过程。

2.衡量分离的程度⽤（）表⽰，处于相平衡状态的分离程度是（）。

3.分离过程是（）的逆过程，因此需加⼊（）来达到分离⽬的。

4.⼯业上常⽤（）表⽰特定物系的分离程度，汽液相物系的最⼤分离程度⼜称为（）。

5.固有分离因⼦是根据（）来计算的。

它与实际分离因⼦的差别⽤（）来表⽰。

6.汽液相平衡是处理（）过程的基础。

相平衡的条件是（）。

7.当混合物在⼀定的温度、压⼒下，满⾜（）条件即处于两相区，可通过（）计算求出其平衡汽液相组成。

8.萃取精馏塔在萃取剂加⼊⼝以上需设（）。

9.最低恒沸物，压⼒降低是恒沸组成中汽化潜热（）的组分增加。

10.吸收因⼦为（），其值可反应吸收过程的（）。

11.对⼀个具有四块板的吸收塔，总吸收量的80%是在（）合成的。

12.吸收剂的再⽣常采⽤的是（），（），（）。

13.精馏塔计算中每块板由于（）改变⽽引起的温度变化，可⽤（）确定。

14.⽤于吸收过程的相平衡关系可表⽰为（）。

15.多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（）型计算和（）型计算。

16.在塔顶和塔釜同时出现的组分为（）。

17.吸收过程在塔釜的限度为（），它决定了吸收液的（）。

18.吸收过程在塔顶的限度为（），它决定了吸收剂中（）。

19.吸收的相平衡表达式为（），在（）操作下有利于吸收，吸收操作的限度是（）。

20.若为最⾼沸点恒沸物，则组分的⽆限稀释活度系数与饱和蒸汽压的关系式为（）。

21.解吸收因⼦定义为（），由于吸收过程的相平衡关系为（）。

22.吸收过程主要在（）完成的。

23.吸收有（）关键组分，这是因为（）的缘故。

24.图解梯级法计算多组分吸收过程的理论板数，假定条件为（），因此可得出（）的结论。

分离工程习题四、计算题：1、已知某混合物含0.05乙烷，0.30丙烷和0.65正丁烷（摩尔分率），操作压力下各组分的平衡常数可按下式进行计算，试求其泡点温度。

乙烷: K=0.13333t+5.46667 丙烷: K=0.06667t+1.13333 正丁烷: K=0.02857t+0.08571 （t 的单位为℃）解：设温度为10℃， 用泡点方程∑=1x K i i 进行试差，不满足泡点方程, 设温度为7.2℃，重新试差，满足泡点方程，泡点温度为7.2℃,结果见表。

2、已知某混合物含0.05乙烷，0.30丙烷和0.65正丁烷（摩尔分率），操作压力下各组分的平衡常数可按下式进行计算，试求其露点温度。

乙烷: K=0.13333t+5.46667 丙烷: K=0.06667t+1.13333 正丁烷: K=0.02857t+0.08571 （t 的单位为℃）解：设温度为24℃， 用泡点方程∑=1K /y i i 进行试差，不满足露点方程, 设温度为23℃，重新试差，满足露点方程，露点温度为23℃,结果见表。

3、一轻烃混合物进行精馏塔的计算，求得最小回流比Rm=1.45，最小理论板数Nm=8.6，现取操作回流比 为R=1.25Rm ，全塔平均板效率为n=0.60，求所需的实际塔板数。

解：R=1.25Rm=1.25×1.45=1.8125R R R m -+=-+=118125145181251013.... 由图查得，N Nm-=053.实际板数为=19.43/0.6 =32.4=33块4、某多组分精馏塔的原料组成、产品组成（组分1为轻关键组分）及各组分的相对挥发度如表所示，已知提馏段第n 板上升的气相组成，提馏段操作线方程为x n+1,i =0.8y n,i +0.2x w,i ，精馏段操作线方程为x y x n i n i D i ,,,..=--12021。

试求离开第n+2板的液相组成。

分离工程习题四、计算题：1、已知某混合物含0.05乙烷，0.30丙烷和0.65正丁烷（摩尔分率），操作压力下各组分的平衡常数可按下式进行计算，试求其泡点温度。

乙烷: K=0.13333t+5.46667 丙烷: K=0.06667t+1.13333 正丁烷: K=0.02857t+0.08571 （t 的单位为℃）解：设温度为10℃， 用泡点方程∑=1x K i i 进行试差，不满足泡点方程, 设温度为7.2℃，重新试差，满足泡点方程，泡点温度为7.2℃,结果见表。

组份 组成 设温度为10℃设温度为7.2℃圆整 i Ki i x K i Ki i x K乙烷 0.05 6.8000 0.340 6.4266 0.321 0.323 丙烷0.301.8000 0.540 1.6134 0.484 0.487 正丁烷 0.65 0.3714 0.241 0.29140.189 0.190 ∑1.001.1210.9941.0002、已知某混合物含0.05乙烷，0.30丙烷和0.65正丁烷（摩尔分率），操作压力下各组分的平衡常数可按下式进行计算，试求其露点温度。

乙烷: K=0.13333t+5.46667 丙烷: K=0.06667t+1.13333 正丁烷: K=0.02857t+0.08571 （t 的单位为℃）解：设温度为24℃， 用泡点方程∑=1K /y i i 进行试差，不满足露点方程, 设温度为23℃，重新试差，满足露点方程，露点温度为23℃,结果见表。

组份 组成 设温度为24℃设温度为23℃圆整 i Ki i K /yi Ki i K /y乙烷 0.05 8.6666 0.006 8.5333 0.006 0.006 丙烷0.302.7334 0.110 2.6667 0.112 0.113 正丁烷 0.65 0.7714 0.843 0.74280.875 0.881 ∑1.000.9590.9931.0003、一轻烃混合物进行精馏塔的计算，求得最小回流比Rm=1.45，最小理论板数Nm=8.6，现取操作回流比 为R=1.25Rm ，全塔平均板效率为n=0.60，求所需的实际塔板数。

(1) P18一液体混合物的组成为：苯0.50；甲苯0.25；对二甲苯0.25(摩尔分率)。

分别用平衡常数法和相对挥发度法计算该物系在100kPa 式的平衡温度和汽相组成。

假设为完全理想系。

解1：(1)平衡常数法： 设T=368K 用安托尼公式得：kPa P s24.1561= ；kPa P s 28.632= ；kPa P s 88.263= 由式(2-36)得：562.11=K ；633.02=K ；269.03=K 781.01=y ；158.02=y ；067.03=y ；006.1=∑iy由于∑iy>1.001，表明所设温度偏高。

由题意知液相中含量最大的是苯，由式(2-62)得： 553.11'1==∑iy K K 可得K T 78.367'= 重复上述步骤： 553.1'1=K ；6284.0'2=K ；2667.0'3=K 7765.0'1=y ；1511.0'2=y ；066675.0'3=y ；0003.1=∑iy在温度为367.78K 时，存在与之平衡的汽相，组成为：苯0.7765、甲苯0.1511、对二甲苯0.066675。

解2：(1)平衡常数法。

假设为完全理想系。

设t=95℃苯： 96.11)36.5215.27395/(5.27887936.20ln 1=-+-=sP ； ∴ Pa P s 5110569.1⨯=甲苯： 06.11)67.5315.27395/(52.30969065.20ln 2=-+-=sP ；∴Pa P s 4210358.6⨯=对二甲苯：204.10)84.5715.27395/(65.33469891.20ln 3=-+-=sP ；∴Pa P s 4310702.2⨯= 569.11010569.15511=⨯==P P K s；6358.022==PP K s2702.033==PP K s∴011.125.06358.025.02702.05.0596.1=⨯+⨯+⨯=∑i i x K选苯为参考组分：552.1011.1569.112==K ；解得T 2=94.61℃∴05.11ln 2=s P ；Pa P s 4210281.6⨯=19.10ln 3=s P ；Pa P s 43106654.2⨯=∴2K =0.62813K =0.2665∴19997.025.02665.025.06281.05.0552.1≈=⨯+⨯+⨯=∑i i x K故泡点温度为94.61℃，且776.05.0552.11=⨯=y ；157.025.06281.02=⨯=y ；067.025.02665.03=⨯=y(2)相对挥发度法 设t=95℃，同上求得1K =1.569，2K =0.6358，3K =0.2702∴807.513=α，353.223=α，133=α∴∑=⨯+⨯+⨯=74.325.0125.0353.25.0807.5i i x α 0.174.325.0174.325.0353.274.35.0807.5=⨯+∑∑⨯+⨯=∑=ii i i i x x y αα故泡点温度为95℃，且776.074.35.0807.51=⨯=y ；157.074.325.0353.22=⨯=y ；067.074.325.013=⨯=y(2) P19一烃类混合物含甲烷5%(mol)，乙烷10%，丙烷30%及异丁烷55%，试求混合物在25℃时的泡点压力和露点压力。

生物分离工程期末试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 生物分离工程中常用的色谱技术有哪些？A. 凝胶渗透色谱B. 离子交换色谱C. 亲和色谱D. 所有选项2. 以下哪种不是生物分离过程中常用的离心方法？A. 差速离心B. 等密度离心C. 沉降离心D. 过滤离心3. 膜分离技术中，哪种膜的孔径最小？A. 微滤膜B. 超滤膜C. 纳滤膜D. 反渗透膜4. 在亲和色谱中，常用的配体有哪些？A. 蛋白质B. 多肽C. 核酸D. 所有选项5. 以下哪种方法不是用于蛋白质的纯化？A. 电泳C. 透析D. 离心6. 凝胶渗透色谱中，分子大小与洗脱速度的关系是什么？A. 分子越大，洗脱速度越快B. 分子越小，洗脱速度越快C. 分子大小与洗脱速度无关D. 以上都不正确7. 离子交换色谱中，离子强度对分离效果有何影响？A. 离子强度越高，分离效果越好B. 离子强度越低，分离效果越好C. 离子强度对分离效果无影响D. 离子强度适中时，分离效果最佳8. 亲和色谱中，配体与目标分子的结合力是什么？A. 静电作用B. 范德华力C. 特异性结合D. 疏水作用9. 以下哪种不是膜分离技术的优点？A. 操作简便B. 选择性高C. 能耗低D. 需要大量溶剂10. 以下哪种方法可以用于蛋白质的定量分析？A. 紫外-可见光谱法B. 凝胶渗透色谱D. 透析答案：1-5 D,D,D,D,A；6-10 A,D,C,D,A二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述生物分离工程的基本过程。

2. 描述膜分离技术在生物制药中的应用。

3. 解释亲和色谱的原理及其在蛋白质纯化中的应用。

三、计算题（每题25分，共50分）1. 假设某蛋白质样品通过凝胶渗透色谱进行纯化，已知样品的分子量为50kDa，色谱柱的孔径为100nm。

请计算该蛋白质在色谱柱中的洗脱体积，并解释其洗脱速度。

2. 某生物制药厂使用超滤膜进行蛋白质浓缩，已知膜的截留分子量为100kDa，蛋白质溶液的初始浓度为1mg/mL，体积为1L。

化工分离工程考试题目附答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪种分离操作可以将固体和液体分离？（）A. 过滤B. 萃取C. 蒸馏D. 吸附答案：A2. 在吸收操作中，下列哪种因素会影响吸收效率？（）A. 吸收剂的种类B. 吸收剂的流量C. 气体流量D. 温度答案：A3. 下列哪种塔适用于分离易挥发组分的混合物？（）A. 填料塔B. 板式塔C. 固定床塔D. 流动床塔答案：B4. 在分离过程中，下列哪种方式可以提高分离效果？（）A. 增加压力B. 降低温度C. 增加流量D. 减小塔径答案：B5. 下列哪种方法可以实现气体的净化？（）A. 吸附B. 吸收C. 冷凝D. 膜分离答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 分离过程中，平衡分离系数是衡量分离效果的一个重要参数，其表达式为_________。

答案：α = (y_out / y_in) / (x_out / x_in)2. 在蒸馏操作中，塔内液相的组成与塔顶液相组成之比称为_________。

答案：回流比3. 吸收操作中，吸收剂的选择应考虑其_________。

答案：溶解能力、挥发性、成本等4. 填料塔的塔内压降主要与填料的_________、_________及操作条件有关。

答案：形状、材质、流速等5. 在分离过程中，提高_________可以提高分离效果。

答案：塔板效率三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述萃取和吸附的区别。

答案：萃取是利用溶剂将目标组分从混合物中溶解出来，而吸附则是利用吸附剂将目标组分固定在表面。

萃取适用于在溶剂中有较高溶解度的组分，而吸附适用于在吸附剂上有较高吸附能力的组分。

2. 简述板式塔和填料塔的优缺点。

答案：板式塔优点是结构简单，操作稳定，适用于气液两相流动；缺点是塔板效率较低，压力降较大。

填料塔优点是塔内压降小，塔板效率高，适用于气液两相流动；缺点是结构复杂，安装困难，填料的堵塞和磨损问题。

3. 简述膜分离的原理及应用。

生物分离工程期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 生物分离工程中，常用的分离方法不包括以下哪一项？A. 离心分离B. 膜分离C. 蒸馏分离D. 沉淀分离2. 在层析技术中，下列哪项不是色谱法的类型？A. 凝胶渗透层析B. 离子交换层析C. 吸附层析D. 蒸馏层析3. 以下哪种物质不适合用于凝胶渗透层析？A. 蛋白质B. 核酸C. 多肽D. 离子4. 膜分离技术中，反渗透膜主要用于分离什么物质？A. 蛋白质B. 核酸C. 离子D. 细胞5. 以下哪种设备不是用于生物分离的？A. 离心机B. 层析柱C. 蒸馏塔D. 超滤装置二、填空题（每空2分，共20分）6. 生物分离工程中，_________是利用不同物质在不同介质中的溶解度差异进行分离。

7. 凝胶渗透层析通常用于分离_________大小不同的分子。

8. 反渗透膜分离技术主要利用的是_________原理。

9. 在离子交换层析中，离子交换柱中的_________可以吸附带电的分子。

10. 超滤技术通常用于分离_________和大分子。

三、简答题（每题10分，共30分）11. 简述离心分离技术的原理及其在生物分离中的应用。

12. 解释什么是超滤技术，并说明其在生物制药中的重要性。

13. 描述离子交换层析的过程，并举例说明其在生物分离中的具体应用。

四、计算题（每题15分，共30分）14. 假设有一个蛋白质溶液，其浓度为2g/L，需要通过超滤装置进行浓缩，超滤装置的截留分子量为10kDa，求浓缩后的蛋白质浓度。

15. 给定一个离子交换层析实验，柱子的体积为100mL，流速为1mL/min，样品体积为5mL，求样品通过柱子所需的时间。

答案：一、选择题1. C2. D3. D4. D5. C二、填空题6. 溶剂萃取7. 分子8. 选择性渗透9. 离子交换树脂10. 小分子三、简答题11. 离心分离技术是利用离心力将混合物中的不同组分按密度分离。

分离工程试卷一、选择题 (每题2分，共40分)1.在多组分吸收中,吸收主要发生于塔顶附近几个级的组分是( )。

A.易溶组分B.难溶组分C.关键组分D.所有组分2.绝热操作的简单平衡级设计变量数为( )。

A.个B.个C.个D.个3.关于吸收的描述下列哪一个不正确( )。

A.根据溶解度的差异分离混合物B.适合处理大量气体的分离C.效率比精馏低D.能得到高纯度的气体4.吸收作用发生的条件为( )。

A.B.C.D.5.下列关于吸附剂的描述哪一个不正确( )。

A.分子筛可作为吸附剂B.多孔性的固体C.外表面积比内表面积大D.吸附容量有限6.下面哪一个膜分离过程不能用筛分原理来解释( )A.反渗透B.电渗析C.微滤D.超滤7.反应精馏工艺中,决定精馏段、反应段、提馏段三者关系的因素是( )A.温度B.加料位置C.回流比D.反应时间8.下列哪一个是速率分离过程( )。

A.蒸馏B.膜分离C.离心分离D.吸收9.组分i,j之间不能分离的条件是( )。

A.分离因子大于1B.分离因子小于1C.分离因子等于110.当精馏塔的回流比小于最小的回流比时( )。

A.液相不能汽化B.不能完成给定的分离任务C.气相不能冷凝D.无法操作11.关于均相恒沸物的描述不正确的是( )。

A.p-x线上有最高或最低点B.p-y线上有最高或最低点C.沸腾的温度不变D.部分汽化可以得到一定程度的分离12.随着构成恒沸物的各组分的纯组分的蒸气压差的增大,恒沸组成变化规律为( )。

A.向含低沸点组分多的浓度区移动B.最低恒沸物向含低沸点组分多的浓度区移动,最高恒沸物向含高沸点组分多的浓度区移动C.向含高沸点组分多的浓度区移动D.最高恒沸物向含低沸点组分多的浓度区移动,最低恒沸物向含高沸点组分多的浓度区移动13.萃取精馏过程选择的萃取剂最好应与沸点低的组分形成( )。

A.正偏差溶液B.理想溶液C.负偏差溶液D.不一定14.当板上液体达到完全混合时,点效率与板效率的关系为( )。

一、填空(每空2分,共20分)1. 如果设计中给定数值的物理量的数目等于 设计变量 ，设计才有结果。

2. 在最小回流比条件下，若只有重组分是非分配组分，轻组分为分配组分，存在着两个恒浓区，出现在 精镏段和进料板 位置。

3. 在萃取精镏中，当原溶液非理想性不大时，加入溶剂后，溶剂与组分1形成具有较强 正 偏差的非理想溶液，与组分2形成 负偏差或理想 溶液 ，可提高组分1对2的相对挥发度。

4. 化学吸收中用增强因子表示化学反应对传质速率的增强程度，增强因子E 的定义是 化学吸收的液相分传质系数（k L ）/无化学吸收的液相分传质系数（k 0L ） 。

5. 对普通的N 级逆流装置进行变量分析，若组分数为C 个，建立的MESH 方程在全塔有 NC+NC+2N+N=N(2C+3) 个。

6. 热力学效率定义为=η ； 实际的分离过程是不可逆的，所以热力学效率必定 于1。

7. 反渗透是利用反渗透膜选择性的只透过 溶剂 的性质，对溶液施加压力，克服 溶剂的渗透压 ，是一种用来浓缩溶液的膜分离过程。

二、推导(20分)1. 由物料衡算，相平衡关系式推导图1单级分离基本关系式。

1(1)0(1)1ci i i i z K K ψ=-=-+∑ 式中： K i ——相平衡常数；ψ——气相分率（气体量/进料量）。

2. 精馏塔第j 级进出物料如图1，建立MESH 方程。

三、简答(每题5分,共25分)1.什么叫相平衡？相平衡常数的定义是什么？由混合物或溶液形成若干相，这些相保持物理平衡而共存状态。

热力学上看物系的自由焓最小；动力学上看相间表观传递速率为零。

K i =yi/xi。

2.关键组分的定义是什么；在精馏操作中，一般关键组分与非关键组分在顶、釜的分配情况如何？由设计者指定浓度或提出回收率的组分。

LK绝大多数在塔顶出现，在釜中量严格控制；HK绝大多数在塔釜出现，在顶中量严格控制；LNK全部或接近全部在塔顶出现；HNK全部或接近全部在塔釜出现。

分离工程习题 一、填空： 1、分离过程分为（机械分离方法）和（传质分离）两大类。

2、传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。

3、分离剂可以是（能量）和（物质）。

4、机械分离过程是（过滤、离心分离）、旋风分离、静电除尘 5、速率分离过程是超滤、渗析（膜分离、渗透）。

6、平衡分离过程是（吸收、萃取）、精馏、蒸发。

7、气液平相衡常数定义为（气相组成与液相组成的比值）。

8、理想气体的平衡常数与（组成）无关。

9、活度是（修正的）浓度。

10、低压下二元非理想溶液的相对挥发度α12等于（022011p p γγ）。

11、气液两相处于平衡时，（化学位）相等。

12、Lewis 提出了等价于化学位的物理量（逸度）。

13、逸度是（修正的）压力。

14、在多组分精馏中塔顶温度是由（露点方程）方程求定的。

15、露点方程的表达式为（∑=1K /y i i ）16、泡点方程的表达式为（∑=1x K i i ）。

17、泡点温度计算时若1x K i i >∑，温度应调（小）。

18、泡点压力计算时若1x K i i >∑，压力应调（大）。

19、在多组分精馏中塔底温度是由（泡点）方程求定的。

20、绝热闪蒸过程，节流后的温度（降低）。

21、若组成为Z i 的物系，1K /Z 1Z K i i i i >∑>∑且时，其相态为（气液两相）。

22、若组成为Z i 的物系，1Z K i i <∑时，其相态为（过冷液相）。

23、若组成为Z i 的物系，1K /Z i i <∑时，其相态为（过热气相）。

24、绝热闪蒸过程，饱和液相经节流后会有（气相）产生。

25、设计变量与独立变量之间的关系可用下式来表示（Ni ＝Nv －Nc ）。

26、设计变量分为（固定设计变量）与（可调设计变量）。

27、回流比是（可调）（固定、可调）设计变量。

28、关键组分的相挥发度越大，精馏过程所需的最少理论板数（越少）。

1.例题2－2 以枯草杆菌为菌种发酵生产蛋白酶，拟用过滤法分离菌体，加助滤剂硅藻土后料液含固体悬浮物的质量体积比为，黏度。

在实验室用直径为0.05m的布氏漏斗进行真空抽滤试验，真空度维持在，经24min 获得滤液；且测得滤饼的的压缩系数，现使用每板面积，框数15的板框压滤机过滤，处理上述发酵液，若操作过程不排渣，且过滤介质阻力可忽略不计。

求过滤压降时所需的过滤时间。

2.例题2－3 欲使用转鼓真空过滤机处理一抗生素发酵液，处理量为每小时，过滤面积，回转速度为，操作真空度为。

由于加入了硅藻土助滤剂，滤饼可视作不可压缩的。

若滤饼过滤阻力参数，洗涤后滞留于滤饼的可溶性物质为洗涤前的1％（），洗涤效率，滤液滞留量为，求：转鼓回转一周的过滤时间，洗涤时间，，根据滤饼洗涤效率方程，，代入题给数据得，n=3.8;由式子（2－23）可得，解得滤饼洗涤时间为3.例题3－1 许多动物细胞都能在葡聚糖颗粒的载体上培养，这些细胞沉降颗粒或微团密度为，直径，一个50升的反应器用来培养细胞，使其生长出一种疫苗，当搅拌停止时，游离的微团下沉而与抗体分离，容器高度与直径之比为1.5：1，液体密度为，黏度为,假设颗粒速度达到平衡速度，求沉降时间。

如果成立，则此结论成立，引入雷诺数，液体高度可由搅拌器容积求得，，微粒沉降时间是穿过整个容器高度所需时间即4.例题3－2 在酵母细胞的离心回收试验中，离心机由一组垂直于旋转轴的圆筒组成，离心过程中液体表面到旋转轴的距离为3cm, 圆筒底部到旋转轴的距离为10cm,假设酵母细胞为球形，直径为，密度为，液体的物理性质接近于纯水，转速为，求完全分离酵母细胞所需时间9－1 、现有一种超滤膜，厚度为, 在1.2MPa的压差下，纯水滤速为，若用这种超滤膜处理1mol/L 尿素溶液，求其超滤速率第7章色谱技术色谱法的塔板理论，第r块塔板上溶质的质量分数为，n为色谱柱的理论塔板数，, 当n 很大时，二项分布近似的服从正态分布，即,当时，f r 最大，即最大浓度塔板时，而最大浓度塔板上溶质的量为（7-11），，可见，n值越大，即加入溶剂愈多，展开时间愈长，即色带愈往下流动，其高峰浓度逐渐减小，色带逐渐扩大。