1、第二章1、预处理的目的答：1、改变发酵液的物理性质，促进从悬浮液中分离固形物的速度，提高固液分离器的效率。2、尽可能使产物转入便于后处理的某一项中，（多数为液相）3、去除发酵液中部分杂质，以利于后续各步操作2、凝聚和絮凝的定义及区别答：凝聚指在投加的化学物质（如铝、铁的盐类或石灰等）作用下，胶体脱稳并使离子相互聚集成 1mm 大小块状凝聚体的过程。凝聚剂的作用有：中和电荷、消除双电荷层、通过氢键或其他形式与离子结合而产生凝聚。絮凝指使用絮凝剂（常为天然或合成的大分子量聚电解质）将胶体离子交联成网，形成 10mm 大小絮凝团的过程。絮凝剂的主要作用起架桥作用。3、何谓过滤及过滤的基本形式答：过滤
2、是将料液通过固体支持或者过滤介质时，使得固体物质从溶液中分离，对于好的定形的晶体，这是一种最直接的步骤。 有滤渣层过滤、深层过滤和筛滤 3 种方式。滤渣层过滤：过滤初期过滤介质只能截留大的固体颗粒，小颗粒随滤液穿过过滤介质。在形成初始滤渣层后，滤渣层对过滤起主要作用，这时大、小颗粒均被截留，例如板框压滤机的过滤。 深层过滤：过滤介质较厚，悬浮液中含固体颗粒较少，且颗粒小于过滤介质的孔道。过滤时，颗粒进入后被吸附在孔道内，例如多孔砂滤器的过滤。筛滤：过滤截留的固体颗粒都大于过滤介质的孔隙，过滤介质内部不吸附固体颗粒，例如转筒式过滤筛滤去污水中的粗粒杂质。在实际的过滤过程中，三种方式常常是同时或相
3、继出现。4、过滤设备分类答：重力过滤，加压过滤，真空过滤，离心过滤5、常用过滤设备及其特点板框压滤机:结构简单，装配紧凑，过滤面积大，允许采用较大的操作压力，辅助设备及动力小，过滤及洗涤的质量好，能分离某些含固形物少的，难以过滤的悬浮液或胶体悬浮液，对固形物含量高的也适用，滤饼的含水率低，可洗涤，维修方便，可用不同的材料以适应具有腐蚀性的物料；设备笨重，间歇操作，装拆板框劳动强度大，占地面积广，辅助时间长，生产效率低垂直叶片式硅藻土过滤机：真空转鼓过滤机：Continuous operation，More or less compact ，Allows drying of product ，A
4、utomated，Low labor cost Low drum force (vacuum)，Complicated design with many moving partsand seals1、过滤前生物物料预处理的方法有哪些？分别说明其特点。加热：能使液体的黏度降低，加快过滤速率凝聚和絮凝加助滤剂2、采用连续旋转真空过滤机进行过滤，整个过程包括哪几步？滤饼的生成，洗涤，卸渣，再生3、常用的过滤设备有哪几种？板框压滤机，垂直叶片硅藻土式过滤机，真空转鼓过滤机4、P21 题 11、应用转鼓真空过滤机处理柠檬酸发酵液，已知发酵液柠檬酸含量为 86kg/m3，过滤面积为 15m2，转鼓转速为
5、0.75r/min，过滤介质阻力可忽略不计。滤饼属于不可压缩的，其过滤常数为 0/2P=8.5105s/m2。滤饼洗涤效率为 60%，过滤结束时滞留于滤饼的滤液占 7%，工艺要求通过洗涤把滞留与滤饼上的柠檬酸洗出90%。求：处理量为 2.5m3/h 时，过滤机回转一周的过滤时间和洗涤时间。 第三章1、何谓沉降与离心沉降：当静置悬浮液时，密度较大的固体颗粒在重力的作用下逐渐下沉的过程离心：固体颗粒和周围的液体密度存在差异，在离心场中使不同密度的固体颗粒加速沉降的过程。2、沉降与离心的异同力的不同3、沉降与离心的速度方程4、离心设备可分为哪两大类离心沉降，离心过滤5、常用的离心沉降设备有哪些管式离
6、心机，碟片式离心机6、常用的离心过滤设备有哪些三足式离心机，卧式刮刀卸料离心机，螺旋卸料离心机离心分离的原理rds22)(18 1dRe常用于生物分离的离心装备有哪几种？喷嘴碟片式，螺旋式，间歇排渣式，假如有一微生物细胞密度为 1.02 g/cm3，直径 150 um，用一个 100L 的反应器来进行培养，当搅拌停止后，游离菌团下降，设反应器的高径比为 2：1 ，液体密度为 1 g/cm3，粘度为 1.15cp，颗粒速度达平均速度，求沉降所需时间。实验室采用离心机收集大肠杆菌，离心机由一组垂直于旋转轴的圆筒组成，操作过程中液体表面离旋转轴为 2.8cm，离心管底部离轴 9.5cm，设该菌为球形
7、，直径为8.0um，密度为 1.05g/cm3，液体的物化性质接近于纯水，转速为 3000r/min，试计算完全分离大肠杆菌所需时间？ P.36 习题 1.第四章1、细胞破碎的意义2、常用的细胞破碎方法化学法：酶消化法，脂溶法，增溶法，渗透冲击法，碱处理法机械法：匀浆法（片型） ，匀浆法（孔型） ，研磨法，珠磨破碎法，超声波法3、渗透压计算方法Pout-Pin=(RT/VH2o)ln(1-x1)=(RT/VH2o) (-x1-)=-RTc1+ 4、了解机械破碎法所用设备一、通过本章学习应掌握的内容1、细胞破碎的意义2、常用的细胞破碎方法3、渗透压计算方法4、了解机械破碎法所用设备1、细胞破碎常
8、用的方法有哪些，并分别叙述其特点 化学法：酶消化法，脂溶法，增溶法，渗透冲击法，碱处理法机械法：匀浆法（片型） ，匀浆法（孔型） ，研磨法，珠磨破碎法，超声波法试描述原核生物、真核生物细胞壁结构，并画出相应的示意图,试述细胞壁结构与细胞破碎间的关系.3、 P44 习题 4.1，4.2第五章 萃取的概念 利用在两个互不相溶的液相中各种组分（包括目的产物）溶解度的不同，从而达到分离的目的。 液液萃取从机理上分析可分为哪两类？ 物理接萃取和化学萃取 常见物理萃取体系由那些构成要素？ 萃取剂，萃余剂，溶质 何谓萃取的分配系数？其影响因素有哪些？ 分配系数- -衡量萃取体系是否合理的重要参数： y-平衡
9、时溶质在轻相中的浓度 X-平衡时溶质在重相中的浓度 改变萃取剂，改变溶质( 如果可解离，则改变离子对；改变 ph 值) 掌握单级萃取过程的计算解析方法。H给料溶剂量，kg；L萃取剂量，kg ；x0给料中溶质浓度；y0进入萃取系统的溶质浓度(通常 y0 0 ）x萃取平衡后萃余相溶质浓度；y萃取平衡后萃取相溶质浓度。 何谓超临界流体萃取？其特点有哪些？ 超临界流体萃取是国际上最先进的物理萃取技术 。由于它具有低能耗、无污染和适合处理易受热分解的高沸点物质等特性，使其在化学工业、能源、食品和医药等工业中广泛的应用。一种溶剂对固体和液体的萃取能力和选择性在其超临界状态下较之在其常温常压条件下可获得极大
10、的提高。 1、由于超临界流体的黏度低、扩散系数高，因此，超临界萃取体系的传质效率大大高于液-液两相体系。 2、由于超临界流体的表面张力极低，其在固态物料中的渗透速度非常快。 3、超临界萃取同时具有精馏和液相萃取的特点，即在萃取过程中由于被分离物质间的挥发度的差异和它们分子间亲和力的不同，这两种因素同时发生作用而产生相际分离效果。如烷烃被超临界乙烯带走的先后是以它们的沸点高低为序；超临界二氧化碳对咖啡因和芳香素具有不同的选择件等。 4、超临界萃取具有独一无二的优点是它的萃取能力的大小取决于流体的密度，而xyk/Lyxx0流体密度很容易通过调节温度和压力来加以控制。 5、超临界萃取的溶剂回收方法简
11、单并且大大节省能源。被萃取物可通过等温降压或等压升温的办法与萃取剂分离；而萃取剂只需再经压缩便可循环使用。 6、高沸点物质往往能大量地、有选择性地溶解于超临界流体中而形成超临界流体相。由于超临界萃取工艺不一定需要在高温下操作故特别适合十分易受热分解的物质。 何谓双水相萃取?常见的双水相构成体系有哪些？ 双水相萃取是利用物质在不相溶的两水相间分配系数的差异进行萃取的方法反胶团的构成以及反胶团萃取的基本原理 萃取的概念 常见物理萃取体系有哪些基本构成？ 何谓超临界流体萃取？其原理和特点有哪些？ 何谓双水相萃取?常见的双水相构成体系有哪些？ 反胶团的基本结构？反胶团萃取的特点有哪些？ 极性“水核”具
12、有较强的溶解能力。 生物大分子由于具有较强的极性，可溶解于极性水核中，防止与外界有机溶剂接触，减少变性作用。 由于“水核”的尺度效应，可以稳定蛋白质的立体结构，增加其结构的刚性，提高其反应性能 食用油脂浸提的溶剂选择及工艺 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，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？ 第六章 什么是吸附过程？ 吸附是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力，使其富集在吸附剂表面的过程。 吸附过程通常包括：待分离料液与吸附剂
13、混合、吸附质被吸附到吸附剂表面、料液流出、吸附质解吸回收等四个过程。 吸附的类型有哪些？它们是如何划分的？ 物理吸附： 吸附作用力为分子间引力 (范德华力） 、无选择性、无需高活化能、吸附层可以是单层，也可以是多层、吸附和解吸附速度通常较快。 化学吸附：吸附作用力为化学键合力，需要高活化能、只能以单分子层吸附，选择性强、吸附和解吸附速度较慢。 交换吸附：吸附剂表面如为极性分子或离子所组成，则它会吸引溶液中带相反电荷的离子而形成双电层，这种吸附称为极性吸附 常用的吸附剂种类有哪些？ 活性炭，活性炭纤维，球性碳化树脂，大孔网状聚合物吸附剂 什么是吸附等温线？其意义何在？ 当温度一定时，吸附量与浓度
14、之间的函数关系称为吸附等温线。 影响吸附过程的因素有哪些？ 吸附剂的性质： 比表面积 粒度大小 吸附质的性质： 对表面张力的影响 溶解度： 极性： 相对分子量 温度：吸附一般是放热过程，蛋白质或酶类的类吸附是一个吸热过程，加热时需考虑吸附质的稳定性 溶液 pH 值：影响吸附质的解离 盐浓度：影响复杂，要视具体情况而定 吸附物浓度与吸附剂用量 在稀溶液中，吸附质的吸附量与与其浓度的一次方成正比，用活性炭脱色和去热源时，应将料液适当稀释；用吸附法对蛋白和酶进行分离时，浓度低于 1%，可增强吸附剂对吸附质的选择性。 吸附剂用量过多，成本增加，吸附选择性降低，有效成分损失大，应综合考虑。 什么是亲和吸
15、附？其特点有哪些？ 亲和吸附分离是利用溶质和吸附剂之间特殊的化学作用，从而实现分离。 效率高：利用亲和吸附可以从粗提液中一次性分离得到高纯度的活性物质。 （以胰岛素为配基从肝脏中提胰岛素受体，一步就纯化了 8000 倍） 分离精度高：可用于分离含量极低，结构相近的化合物 对设备要求不高，操作者简单，适用范围广，特异性强，分离速度快，分离效果好，分离条件温和 通用性较差，洗脱条件苛刻 常用的吸附单元操作有哪些方式？ 间歇吸附 与单级萃取相似 连续搅拌吸附适宜大规模生产 固定床吸附-最普通、最重要 什么是离子交换？ 离子交换法是通过带电的溶质分子与离子交换剂中可交换的离子进行交换而达到分离纯化的方
16、法。 利用离子交换树脂作为吸附剂，将溶液中的待分离组分，依据其电荷差异，依靠库仑力吸附在树脂上，然后利用合适的洗脱剂将吸附质从树脂上洗脱下来，达到分离、浓缩和提纯的目的。 离子交换树脂的分类？其主要的理化性质有哪些？ 阳离子，阴离子，新型离子交换树脂，螯合树脂，两性树脂，均孔型离子交换树脂，多糖基离子交换剂 外观：球形、浅色为宜，粒度大小为 1660 目90% 机械强度：商品树脂90%；生物分离95% 含水量：0.30.7g/g 树脂；湿态密封包装，防冻 交换容量：重量交换容量、体积交换容量、工作交换容量或称表观交换容量（在某一条件下） ； 稳定性：化学稳定性、热稳定性； 膨胀度：受交联度、活性基团的性质与数量、活性离子的性质，介质的性质和浓度、骨架结构等因素影响
