分离工程复习思考题.doc

复习思考题第一章绪论1、分离过程是一个（）a.熵减少的过程；b.熵增加的过程；c.熵不变化的过程；d. 自发过程2、组分i、j之间不能分离的条件是（）a.分离因子大于1；b.分离因子小于1；c.分离因子等于13、平衡分离的分离基础是利用两相平衡时（）实现分离。

a. 组成不等；b. 速率不等；c. 温度不等4.下述操作中，不属于平衡传质分离过程的是（）a. 结晶；b. 吸收；c. 加热；d. 浸取。

5、下列分离过程中属机械分离过程的是（）：a.蒸馏；b. 吸收；c. 膜分离；d.离心分离。

6、当分离过程规模比较大，且可以利用热能时，通常在以下条件选择精馏法（）：a. 相对挥发度<1.05；b. 相对挥发度>1.05；c. 相对挥发度<1.5；d. 相对挥发度>1.5。

1、a；2、c；3、a；4、c；5、d；6、b1、何为分离过程？分离过程的特征？2、什么是分离剂、分离因子和固有分离因子？分离因子，它与固有分离因子有何不同？3、分离过程按有无物质传递现象发生分成几类？4、按所依据的物理化学原理不同，传质分离过程可分为那两类？5、说明分离过程的特征和与分离工程的区别？6、说明什么是逐级经验放大法。

名词解释分离过程分离因子分离剂固有分离因子机械分离过程传质分离过程平衡分离速率分离膜分离分离工程逐级经验放大法数学模型法第二章多组分分离基础1、约束变量关系数就是（）a. 过程所涉及的变量的数目；b. 固定设计变量的数目；c. 独立变量数与设计变量数的和；d. 变量之间可以建立的方程数和给定的条件。

2、每一单股进料均有（）个设计变量。

a. c；b. c +1；c. c +2；d. c +33、一般吸收过程，可调设计变量数为（）：a.5个；b.4个；c. 1个；d. 2个4、绝热操作的简单平衡级设计变量数为（）：a. 2c +3个；b. 2 c +4个；c. c +5个；d. 2 c +5个。

分离工程课程 思考题1．气液相平衡系统分几类？各类相应的i K 的计算式怎样？2．工程计算中求取相平衡常数的常用途径有哪两条？各自的i K 计算式怎样？3．应用状态方程计算L i ϕ和V i ϕ的方程相同，那么如何确定算得的结果是L i ϕ和V i ϕ？4．现有乙烷，丙烷和异丁烷组成的三元混合物，采用SRK 状态方程计算它们的相平衡常数i K ,试问需要查取哪些基础数据才能计算它们的i K ?5．现有乙醇，水，正丙烷组成的三元混合物，采用Wilson 活度系数和Virial 方程计算气相逸度系数，试问需要查取哪些基础数据才能计算它们的i K ？6．何谓真实气体的理想溶液？当气液两相均可作为理想溶液处理时，i K 取决于哪些因素？7．以局部组成概念为基础的活度系数方程用来预计多元系的气液平衡，比起Wohl 型一类方程有哪些优点？8．教材介绍的泡点计算的框图用来计算压力不十分高系统泡点十分有效，试分析原因。

9．如何比较简单地判别一个混合物状态？试归纳相态判别的关系式。

10.等温闪蒸计算机的计算，采用目标函数何迭代变量是什么？用它们有什么优点？11．构成一个计算机计算的要点是什么？试以Wang - Hanke 法为例进行剖析并由此说明算法的局限性。

12．试推导多级分离过程的MESH 方程组。

13．三对角线的BP 法何SR 法的框图怎样？两法各自适用的物系是哪些？14．精馏塔的操作压力的上，下限各由什么因素决定？增大操作压力对分离效果和能耗有何影响？15．何谓关键组分？精馏分离的多元混合物可能含有哪些组分？16．有A ，B ，C ，D （以挥发度递减次序排列）四组分组成的料液加入精馏塔中进行分离。

试对A ，B : B ，C 或C ，D 是轻重关键组分时，塔在m R 下操作时塔中的恒沸区位置进行分析。

因为什么组分的变化而引起恒浓区位置的变化？17．估算精馏塔塔顶和塔底产品的量和组成有哪两种方法？各自的基本假定有哪些？18．试应用教材中推导的s /12α计算式（式2－175），说明萃取精馏中溶液的作用。

《生化分离工程》思考题及习题第一章绪论1、何为生化分离工程bioseparation engineering/下游加工过程, biotechnology？其主要研究那些内容？2、生化分离技术依据的分离原理有哪些？3、生化分离工程有那些特点？其包括那几种主要分离方法？4、何为传质分离过程？5、简述生化分离工程的发展趋势。

6、亲和技术目前已衍生出那些子代分离技术？7、生化反应与生化分离耦合技术有那些特点？8、为何在生物技术领域中往往出现“丰产不丰收”的现象？9、生物产品与普通化工产品分离过程有何不同？10、设计生物产品的分离工艺应考虑哪些因素？11、初步纯化与高度纯化分离效果有何不同？12、如何除去蛋白质溶液中的热原质？13、生物分离为何主张采用集成化技术？14、若每一步纯化产物得率为90%，共6步纯化得到符合要求产品，其总收率是多少？第二章预处理与固-液分离法1、发酵液预处理的目的是什么？主要有那几种方法？2、何谓絮凝？何谓凝聚？各自作用机理是什么？3、絮凝剂可分为那三种？有那些因素影响絮凝过程？4、在生化工业中常用的过滤方式那两种？各自有何特点？5、离心分离分那两大类？各自有何特点及用途？常用离心法有那几种？6、何谓密度梯度离心？其工作原理是什么？7、如何使用助滤剂?8、错流微滤与传统过滤相比有何优点？第三章细胞破碎法1、细菌细胞壁与真菌（酵母）细胞壁在组成上有何区别？2、细胞破碎主要有那几种方法？3、机械法细胞破碎方法非机械破碎方法相比有何特点？4、何谓脂溶破碎法？其原理是什么？包括那几种？5、酶法细胞破碎常用那几种酶类？6、包涵体是如何产生的?如何使重组蛋白复性?7、如何测定细胞破碎程度？第四章沉淀法1.理解概念：盐溶，盐析2.常用的沉淀法有哪几种？3.生产中常用的盐析剂有哪些？其选择依据是什么？4.何谓分步盐析沉淀？5.有机沉淀法与盐析沉淀法相比有何优缺点？第五章溶剂萃取法1、何谓溶剂萃取？其分配定律的适用条件是什么？2、在溶剂萃取过程中pH值是如何影响弱电解质的提取？3、何谓乳化液？乳化液稳定的条件是什么？常用去乳化方法有那些？4、在发酵工业中，去乳化有何实际意义？5、理解概念：HLB，分配系数，分离因子，介电常数，带溶剂6、生物物质的萃取与传统的萃取相比有哪些不同点？7、pH 对弱电解质的萃取效率有何影响？8、发酵液乳化现象是如何产生的？对分离纯化产生何影响? 如何有效消除乳化现象？9、什么叫超临界流体？10、为何在临界区附近，稍微改变流体的压力和温度，都会引起流体密度的大副变化？11、要提高超临界流体萃取的效率，可以考虑哪些方面？12、名词解释：胶束/反胶束13、影响反胶束萃取蛋白质的因素有哪些？第六章双水相萃取1、何谓双水相萃取？2、双水相体系可分为那几类？目前常用的体系有那两种？3、为什么说双水相萃取适用于生物活性大分子物质分离？4、影响双水相萃取的因素有那些？当电解质存在，PH是如何影响双水相萃取的？5、用双水相萃取细胞破碎（匀浆）液时，一般是把目标产物分布在上相，而细胞碎片、杂蛋白等杂质分布在下相，为什么？6、何谓双水相亲和萃取？第七章膜分离法1、何谓膜分离？主要有那几种膜分离方法？2、膜在结构上可分为那几种？膜材料主要用什么？3、膜组件在形式上有那几种？各自有何优缺点？4、为何说非对称性膜的发明为膜分离走向工业化奠定了基础？5、简述微滤、超滤膜、反渗透膜在膜材料、结构、性能及其应用等方面的异同点6、膜分离的表征参数有那些？何谓膜截留分子量？7、何谓浓差极化现象？它是如何影响膜分离的？减少浓差极化现象的措施？8、膜的清洗及保存方法有那几种？9、膜分离设备按膜组件形式可分为几种？相比较的优缺点？10、反渗透与超滤在分离机理上有何区别？11、超滤、反渗透膜分离主要有那些方面应用？12、比较膜分离技术与亲和层析技术的特点13、亲和剂由哪几部分组成？14、简述亲和膜分离的过程？15、液膜由哪几部分组成？各自的功能是什么？17、影响液膜稳定性的因素有哪些？第八章吸附法1、吸附作用机理是什么？2、吸附法有几种？各自有何特点？3、大孔网状聚合物吸附与活性炭吸附剂相比有何优缺点？4、影响吸附过程的因素有那些？5、何谓穿透曲线？6、膨胀床吸附的特点是什么？第九章离子交换法1、何谓离子交换法?一般可分为那几种?2、离子交换树脂的结构、组成？按活性基团不同可分为那几大类？3、离子交换树脂的命名法则是什么？4、离子交换树脂有那些理化性能指标？5、何谓真密度、湿真密度？6、大孔径离子交换树脂有那些特点？7、pH值是如何影响离子交换分离的？8、普通型离子交换树脂为何不能用来分离提取蛋白质分子？9、各类离子交换树脂的洗涤、再生条件是什么？10、软水、去离子水的制备工艺路线？11、对生物大分子物质，离子交换剂是如何选择的？12、理解概念：交换容量，工作交换容量，膨胀度，湿真密度，交联度13、为何阴树脂交换容量用动态法测定而阳树脂用静态法测定？第十章色层分离1、何谓色层分离法？可分为那几大类？2、何谓保留值、分配容量K、分离度？3、色层图中分离度有那几种表示方法？4、层析剂有那几种？各自有何特点？5、何谓亲和色层分离法？亲和力的本质是什么？亲和色层中常用的亲和关系有那几种？6、何谓疏水作用层析？其最大的特点是什么？7、柱层析法与固定床吸附法有何异同点？8、苯硼酸亲和介质用于分离哪些目标物？原理是什么?9、凝胶层析分离机理是什么?10、亲和层析的机理是什么？11、配基偶联后残留电荷对分离有何影响？如何消除？12、小分子配基为何需插入手臂？13、何谓色层分离法？可分为那几大类？14、简述柱层析系统的工艺流程。

复习思考题（一）填空题1、常用的汽液相平衡关系为（）。

2、相对挥发度的定义为两组分的（）之比，它又称为（）。

3、活度系数方程中A可用来判别实际溶液与理想溶液的（）。

4、一定压力下加热液体混合物，当液体混合物开始汽化产生第一个汽泡的温度叫（）。

5、一定温度下压缩气体混合物，当开始冷凝产生第一个液滴时的压力叫（）。

6、计算泡点温度时，若£k,x,>i温度应调（）。

7、在分离流程中常遇到的部分汽化和冷凝过程属（）。

8、单级分离是指两项经（）后随即分离的过程。

9、若组成为z,•的物质，£ z < 1时其相态为（）。

10、在进行闪蒸计算时，需判断混合物在指定温度和压力下是否处于（）。

（二）选择题1、平衡常数计算式K「=P；/p在（）条件下成立。

a.气相是理想气体，液相是理想溶液b.气相是理想气体，液相是非理想液体c.气相是理想溶液，液相是理想溶液d.气相是理想溶液，液相是非理想溶液2、汽液相平衡K值越大，说明该组分越（）oa,易挥发 b.难挥发 c.沸点高 d.蒸气压小3、当汽相为理想气体混合物，液相为非理想液体时，其汽液相平衡关系为（）。

A V八Ia.Py,=P,°x,b.c. Py,=Y,.P,0^.d. P（p y=P（pi4、关于溶液的蒸汽压大小说法正确的是（）oa,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d.与上述因素均无关5、当把一个气体溶液冷凝时，开始产生液滴的点叫作（）。

a.露点b.临界点c.泡点d.峪点6、计算溶液泡点时，若则Z K,X,T>0说明（）。

a.温度偏低b.正好泡点c.温度偏高d.正好露点7、在一定温度和压力下，由物料组成计算出的£K,X,-I>O,且£（Z,./K,）-I<O该进料状态为（）。

a.过冷液体b.过热气体c.汽液混合物d.饱和液体8、进行等温闪蒸时，对满足（）条件时系统处于两相区。

复习思考题（一）填空题1、多组分精馅根据指定设计变量不同可分为（）型计算和（）型计算。

2、在塔顶和塔釜同时出现的组分为（）o3、非清晰分割法假设各组分在塔内的分布与在（）时分布一致。

4、精馅塔计算中每个级由于（）改变而引起的温度变化，可用（）确定。

5、萃取精馅塔在萃取剂加入口以上需设（）。

6、采用液相进料的萃取精馅时，要使萃取剂的浓度在全塔内为一恒定值，所以在（）。

7、当原溶液为非理想型较强的物系，则加入萃取剂主要起（）作用。

8、要提高萃取剂的选择性，可（）萃取剂的浓度。

9、最低恒沸物，压力降低使恒沸组成中汽化潜热（）的组分增加。

10、在一定温度和组成下，A、B混合液形成最低沸点恒沸物的条件为（）。

11、不加恒沸剂可完成恒沸物分离的方法有（）和（）两种。

12、分布组分是指在馅出液和釜液（）；非分配组分是指仅在（）出现的组分。

13、多组分精馅中，关键组分是指（）的组分。

14、回收率（PH K W釜液W中（）与进料中HK的流率之比，回收率（P LK,D是馅出液D 中（）与进料中LK的流率之比。

15、清晰分割是指馅出液中除了（）夕卜，没有其他重组分，釜液中除了（）夕卜，没有其他轻组分。

16、若加入的新组分和被分离系统的一个或几个组分形成最低恒沸物从（）蒸出。

这种特殊精馅叫恒沸精馅。

加入的新组分叫（）。

17、若加入的新组分不与原系统中任一组分形成恒沸物，而其沸点又较原系统任一组分高，从釜液离开精馅塔。

这类特殊精馅叫（），所加入的新组分叫作（）。

18、在萃取精馅中所选的萃取剂使Ais值越大，溶剂的选择性（）。

19、萃取精馅塔中，萃取剂是从塔（）出来。

20、恒沸剂与组分形成最高沸点的恒沸物时，恒沸剂从塔（）出来。

21、均相恒沸物在低压下其活度系数之比Y1/K应等于（）与（）之比。

22、特殊精馅是既加入（），又加入（）的精馅过程。

（二）、选择题1、A （轻组分）、B两组分的相对挥发度CUB越小，则（）。

a.A、B两组分越容易分离；b.原料中含轻组分越多，所需的理论级数越少;c.A、B两组分越难分离；d.与A、B两组分的分离难易程度无关。

分离工程课程 思考题1．试分析：平衡分离过程和速率分离过程，在分离机理、过程计算等方面的主要区别。

分别举例说明，采用能量分离剂和质量分离剂的分离过程的分离机理。

2．气液相平衡系统分几类？各类相应的i K 的计算式怎样？3．工程计算中求取相平衡常数的常用途径有哪两条？各自的i K 计算式怎样？4．何谓真实气体的理想溶液？当气液两相均可作为理想溶液处理时，i K 取决于哪些因素？5．应用状态方程计算L i ϕ和V i ϕ的方程相同，那么如何确定算得的结果是L i ϕ和V i ϕ？6．现有乙烷、丙烷和异丁烷组成的三元混合物，采用SRK 状态方程计算它们的相平衡常数i K ,试问需要查取哪些基础数据才能计算它们的i K ?7．由乙醇、水、正丙烷组成的三元混合物，采用Wilson 活度系数和Virial 方程计算气相逸度系数，试问需要查取哪些基础数据才能计算它们的i K ？8．以局部组成概念为基础的活度系数方程用来预计多元系的气液平衡，比起Wohl 型一类方程有哪些优点？9．本课程教材中介绍的泡点计算的框图用来计算压力不十分高系统泡点十分有效，试分析原因。

10．如何比较简单地判别一个混合物状态？试归纳相态判别的关系式。

11. 等温闪蒸的编程计算，采用目标函数何迭代变量是什么？用它们有什么优点？12．试推导多级平衡分离过程的MESH 方程组。

13．编程计算求解多级平衡分离过程的要点是什么？试以Wang - Hanke 法为例进行剖析并由此说明算法的局限性。

14．三对角线的BP 法和SR 法的框图怎样？两法各自适用的物系是哪些？15．全变量迭代法是求解多级精馏分离的常用算法。

按照Naphtali-Sandholm 的建议，迭代变量和对应的剩余函数是如何排列的？为什么要这么安排？16．总结一下，进行多组分精馏的简捷计算，需要掌握哪些资源？17．何谓关键组分？精馏分离的多元混合物可能含有哪些组分？18．有A ，B ，C ，D （以挥发度递减次序排列）四组分组成的料液加入精馏塔中进行分离。

第一章绪论1、何为生化分离技术?其主要研究那些内容?生化分离技术是指从动植物组织培养液和微生物发酵液中分离、纯化生物产品的过程中所采用的方法和手段的总称。

2、生化分离的一般步骤包括哪些环节及技术？一般说来,生化分离过程主要包括4个方面:①原料液的预处理和固液分离，常用加热、调PH、凝聚和絮凝等方法；②初步纯化(提取)，常用沉淀、吸附、萃取、超滤等单元操作；③高度纯化（精制),常选用色谱分离技术；④成品加工，有浓缩、结晶和干燥等技术。

3、生化分离工程有那些特点，及其重要性？特点：1、目的产物在初始物料(发酵液）中的含量低;2、培养液是多组分的混合物，除少量产物外,还有大量的细胞及碎片、其他代谢物（几百上千种)、培养基成分、无机盐等；3、生化产物的稳定性低,易变质、易失活、易变性，对温度、pH值、重金属离子、有机溶剂、剪切力、表面张力等非常敏感；4、对最终产品的质量要求高重要性：生物技术产品一般存在于一个复杂的多相体系中.唯有经过分离和纯化等下游加工过程，才能制得符合使用要求的产品。

因此产品的分离纯化是生物技术工业化的必需手段。

在生物产品的开发研究中，分离过程的费用占全部研究费用的50%以上；在产品的成本构成中,分离与纯化部分占总成本的40～80％；精细、药用产品的比例更高达70～90%。

显然开发新的分离和纯化工艺是提高经济效益或减少投资的重要途径。

4、生物技术下游工程与上游工程之间是否有联系？它们之间有联系.①生物工程作为一个整体，上游工程和下游工程要相互配合，为了利于目的产物的分离与纯化,上游的工艺设计应尽量为下游的分离纯化创造条件,例如，对于发酵工程产品，在加工过程中如果采用液体培养基,不用酵母膏、玉米浆等有色物质为原料，会使下游加工工程更方便、经济；②通常生物技术上游工程与下游工程相耦合。

发酵-分离耦合过程的优点是可以解除终产物的反馈抑制效应，同时简化产物提取过程，缩短生产周期，收到一举数得的效果。

（—）⏹1 生物工程下游技术的主要内容、根本任务和主要目标？⏹2 生物产品与普通化工产品分离过程有何不同？⏹3 设计生物产品的分离工艺应考虑哪些因素？⏹4 初步纯化与高度纯化分离效果有何不同？⏹5 分离纯化的得率与纯化倍数如何计算？⏹6 现化生物分离技术研究方向有哪些特点？（二）1.为什么要进行发酵液预处理？处理的目标及内容分别是什么？①.发酵液多为黏度大的悬浮液；②.目标产物在发酵液中的浓度常较低；③.成分复杂，固体粒子可压缩性大，悬浮物颗粒小，相对密度与液相相差不大。

因此，不易通过过滤或离心进行细胞分离。

对发酵液进行适当的预处理，以便于固液分离，使后续的分离纯化工序顺利进行。

发酵液的预处理过程包括：①发酵液杂质的去除，包括除去杂蛋白、无机盐离子以及色素、热原、毒性物质等有机物质；②改善发酵液的处理性能，主要通过降低发酵液的黏调节适宜的PH值和温度、絮凝和凝聚。

2.发酵液金属离子的去除方法分别有哪些？（1）钙离子的去除⏹加入草酸，生成草酸钙，沉淀去除。

⏹草酸与镁离子结合生成草酸镁，去除Mg2+⏹草酸酸化发酵液，改变其胶体状态，有助于目标产物转入液相。

⏹在用量大时，可用其可溶性盐。

⏹反应生成的草酸钙还能促使蛋白质凝固，提高滤液质量。

（2）镁离子的去除⏹可加入三聚磷酸钠，形成络合物。

⏹还可用磷酸盐处理，大大降低钙和镁离子。

（3）铁离子的去除⏹一般用黄血盐去除，形成普鲁士蓝沉淀。

3.杂蛋白去除的方法和机理分别是什么？去除方法主要有：盐析法、等电点沉淀法、加热法、有机溶剂沉淀法、吸附法等盐析：在蛋白质溶液中加入一定量的中性盐（如硫酸铵、硫酸钠、氯化钠等）使蛋白质溶解度降低并沉淀析出的现象称为盐析（salting out）。

这是由于这些盐类离子与水的亲和性大，又是强电解质，可与蛋白质争夺水分子，破坏蛋白质颗粒表面的水膜。

另外，大量中和蛋白质颗粒上的电荷，使蛋白质成为既不含水膜又不带电荷的颗粒而聚集沉淀。