分离工程计算

五、`计算

1. 进料中含正已烷0.33，正庚烷0.33，正辛烷0.34（平均摩尔分数）。今要求馏出液中正庚烷浓度 X D2 ≤0.015，釜液中正已烷浓度x w3≤0.011，若进料流率为100kmol/h ，按清晰分割法求馏出液和釜液的流率及组成。

试计算精馏系统的最小回流比。已知进料中的液相分率为0.4。

解：根据上例的已知条件及计算结果，其数据如下

组分 αi X F,i X D,i

1 正辛烷 1 0.34 0.0

2 正庚烷 2.27 0.3

3 0.01

3 正己烷 5.25 0.33 0.99

由（3-45）式得

用试差法求出θ＝3.814，代入（3-46）式

故

2.现设计一脱乙烷塔，其原料组成和操作条件下的相对挥发度如下表。馏出液中丙烯浓度为

2.5x ％，釜液中乙烷浓度为5.0x ％，塔顶操作压力为2.76MPa （绝）。进料为泡点进料，回流为饱和液相，全塔平均板效率为75％，求所需的塔板数。

进料中组分 X F,i ％ α 进料中组分 X F,i ％ α

甲烷 5.0 7.356 丙 烷 20.0 0.901

乙烷 35.0 2.091 异丁烷 10.0 0.507

丙烯 15.0 1.000 正丁烷 15.0 0.408

解：以100mol 进料为基准，假设在釜液中不出现甲烷，在馏出液中不出现丙烷及更重的组分，按清晰分割计算塔顶、塔釜组成，初步物料衡算如下表：

组分 进料/mol 馏出液/mol 釜液/mol

甲烷 5.0 5.0 －

乙烷（LK ） 35.0 35.0-x x

丙烯（HK ） 15.0 15.0-y y

丙烷 20.0 － 20.0

异丁烷 10.0 － 10.0

正丁烷 15.0 － 15.0

∑ 100.0 55.0-x-y 45+x+y

θθθ-?+-?+-=-25.525.533.027.227.233.0134.04.01605.3814.325.599.025.5814.327.201.027.21=-?+-?=+m R 605

.21605.3=-=m R 根据要求

025.0550.15=---y x y 05.045=++y x x

解上述两式得 x ＝3.11 y ＝14.05

故馏出液及釜液的组成为

组分 馏出液/mol 釜液/mol

DX Di /mol X Di /％ WX Wi /mol X Wi /％

甲烷 5.0 13.2 － －

乙烷 31.89 84.3 3.11 5.0

丙烯 0.95 2.5 14.05 22.6

丙烷 20.00 32.2

异丁烷 10.00 16.1

正丁烷 15.00 24.1

37.84 100.0 62.16 100.0

所以 Rm ＝1.378

取操作回流比为最小回流比的1.25倍，则R ＝1.722

N=14.9

如果使用的再沸器为部分再沸器，塔顶冷凝器为全凝器，则塔内需13.9块理论板，实际板数N ’=13.9/0.75=18.5

利用芬斯克方程式求最少理论板数 79.6091

.2lg 11.305.1495.089.31lg =????????? ????? ??=m N 利用恩特伍德方程计算最小回流比

q x i i F i -=-∑1,θαα求得

325.1=θ根据

1,+=-∑m i i D i R x θαα则 ()()()

()126.01722.1378.1722.11=+-=+-R R R m 由吉利兰特图查得

()()51.01=+-N N N m

3. 试求总压力为0.0867MPa 时，氯仿（1）－乙醇（2）的恒沸组成与恒沸温度。已知

解：除上述四个关系式外，根据恒沸物的特性和相平衡关系式还有三个等式

现已知p=0.0867MPa ，共7个方程，7个未知数，有唯一解。

使用试差法计算

进料位置 ??????????? ????? ????? ??=???

????????? ?????? ????? ?????? ??22,,025.005.035.015.084.3716.62lg 206.0lg 206.0lg D HK W LK F LK HK x x x x D W N N ＝提精块块；；＝＋＝精提精提提精提精1192.103.85.18238.1====N N N N N N N N 可解得 t p t p x x x x +-=+-=-=+=48.23105.115221337.8lg 2270.116390328.6lg )66.142.1(ln )66.159.0(ln 020122

1212

21γγ0.12

12

221011010221=++==x x x p x p p p p γγγγi o x P P C t ??→?→=??→?=解出计算）（设212101

02ln 55γγγγ?????+=→→≤≤2

2110222011110x x P x P x P x Yes No x i i i γγγγγ计：由：无解判断：

4.在维尼纶生产中有一醋酸甲酯（1）和甲醇的混合物，含醋酸甲酯x1＝0.649（摩尔分数）。要求塔顶得到0.95（摩尔分数）的醋酸甲酯，且要求其回收率为98％。现以水为溶剂进行萃取精馏，塔内液相中水的浓度保持xp=0.80（摩尔分数）。操作回流比为最小回流比的1.5倍。进料为饱和气相。试求所需的溶剂量和理论板数。

查得与本系统有关的范拉尔常数值为

把各二元系看作非对称性不大的系统

解：（1）以100kmol 进料为基准进行物料衡算。 由给定条件可得出 1''64.90.9863.6D D x =?=因为 112''0.95('''')D D D D x D x D x =+2'35.131.75W W x =-=故

212'' 3.35'63.6 3.3566.95''64.963.6 1.3''35.1 3.3531.75

D W

W D x D W x W x ==+==-==-=所以

12' 1.331.7533.05' 1.3/33.050.0393'31.75/33.050.9607W

W W x x =+=====（2）计算平均相对挥发度

p )(12α30.136.0447.01212

===P P A A A 82.022.0411.01221===P P A A A 429.0)(21'21

1212=+=A A A 29

.0' ;06.1'21==P P A A

（a ）当x ’1=0时，（x1=0 , x2=0.2 , xp=0.8)

P 10/P 20 随温度的变化较小可按组分1、2的恒沸温度54℃来计算。则相对挥发度

（b ）当x ’1=1时，（x1=0.2 , x2=0 , xp=0.8)

所以相对挥发度

（3）根据 作y ’－x ’图可按二元系的平衡关系式

求得不同x ’1下的y ’1,得图。

（4）用图解法求理论板数

由图（2－29）可得最小回流比Rm

所以回流比R ＝1.5×0.74＝1.1 利用（2－67）计算 21γγ012.570

.0)29.006.1(8.0)02.0(429.0lg 2

121==-?+-?=γγγγ85.6495677012.502012112=?=?=p p γγα39.3530.0)29.006.1(8.0)2.00(429.0lg 2121==-?+-?=γγγγ74.5285.664.464.449567739.302012112==?=?=＋＝平均αγγαp p 故得 111')1(1''x x y -+?=平平αα240

.0649.0649.095.0--=m

R

根据图解法画出操作线可得理论板数为N=6，进料板为从上往下数第三块。 (5)确定溶剂用量P 根据式 按（2）相同的方法，当x ’1=0.95 (x1=0.19), x ’2=0.05 (x2=0.01) , xP=0.80时可求得 精馏段的液相量 L=P+RD ’=P+1.1×66.95＝P+73.65 所以 Xp=0.8 β=0.0415 由式（2－77）可得溶剂用量为 因本题未提出塔顶产品中溶剂浓度的要求，否则可算出溶剂加入板上升气相量和溶剂浓度yP ，然后按二元溶液计算出回收段所需的理论板数。现可根据经验取1～2块理论板为回收段 5.某厂裂解气组成如下，13.2x%氢、37.18x%甲烷、30.2x%乙烯、9.7x%乙烷、8.4x%丙稀和1.32x%异丁烷。拟用C4馏分做吸收剂，从裂解气中回收99x%的乙烯。该吸收塔处理的气体量为100kmol/h ，操作压力为4.053MPa ，平均操作温度为－14℃。试计算： 1）最小液气比 2）操作液气比为最小液气比的1.5倍时所需的理论板数 3）各组分的吸收率和塔顶尾气的数量和组成 4）塔顶应加入的吸收剂的量 解：在4.053MPa 和－14℃下各组分的相平衡常数如下： 组分 氢 甲烷 乙烯 乙烷 丙烯 异丁烷 K ∞ 3.1 0.72 0.52 0.15 0.058、 1）最小液气比的计算 在最小液气比下操作时，理论板数为无穷多。这时关键组分乙烯的吸收因子为 A ＝φ＝0.99

P P x x x x 221121ααβ++=4

.5;1.2521==P P αα

0415.04

.501.01.2519.001.019.0=?+?+=βh km ol P /19580.0)0415.01(18.018.095.660415.0)0415.01(8.065.73=?---??--??=7128.099.072.0=?==??? ??m A V L m

2）理论板数的计算

已知操作液气比为最小液气比的1.5倍。

在操作液气比下，乙烯的吸收因子为

按式（3－14），理论板数为

（3）尾气数量和组成的计算

以甲烷为例

被吸收量为

塔顶尾气

依次计算各组分的尾气量，结果见P162.

（4）塔顶加入的吸收剂量

塔内气体的平均流率为

塔内液体的平均流率为

塔顶加入吸收剂的量为 0692.17128.05.15.1=?=??? ??=m V L V L 485.172.00692.1===mV L A 1.4850.99lg lg 110.99119.8618.86lg lg1.485

A N A ??----=-=-=-=3448.013449.03449.03449.013449.01.30692.186.986.911=--=--==++N N A A A V m L A ＝＝甲甲甲?h kmol /64.1234.0%18.37100=??h kmol /54.24)34.01(%18.37100=-??h kmol V /03.69294.61100=-=h kmol L L L /97.30294.6100+=+=因为 03

.690692.197.300692.10?=+=L V L

6. 某吸收塔有20块实际塔板，板效率为20％，在0.507MPa 下操作，进塔原料气温度32℃，其组成为甲烷28.5x%、乙烷15.8x%、丙烷24.0x%、正丁烷16.9x%、正戊烷14.8x ％。吸收剂可设为nC8，其中含有在循环中未脱完的正丁烷和正戊烷分别为2x%和5x%，流率为原料气的1.104倍，温度为32℃。 试计算产物的流率和组成。 解：以每小时处理100kmol 原料气为基准，则吸收剂用量为110.4kmol/h 假设吸收过程由于溶解热效应而使平均吸收温度为37℃ 按（4－27）式求吸收因子进行估算 n-C4为例

依此类推得到初步估算结果

在此基础上再算平均吸收因子

采用平均液气比（L/V ）均对吸收液和尾气再进行一次计算

对温度进行校核，采用热量衡算的方法进行

计算各物流的焓值，

离塔吸收液的热量＝原料气热量＋尾气热量－吸收剂热量

离塔吸收液的温度用试差法求取，

求得tN ＝57℃

利用式（4－41）~（4－44）计算各板的流率和温度，

以上计算为平均吸收因子法的估算

7.某厂裂解气分离车间采用中压油吸收分离工艺，脱甲烷塔进料100kmo1/h ，组成及操作条件下各组分的相平衡常数如表所示。所用的吸收剂中不含所吸收组分，要求乙烯的

回收率达到98%，操作液气比为最小液气比的1.5倍。试求：(1)最小液气比；(2)所需理论板数；(3)甲烷的吸收因子、吸收率；(4)甲烷塔顶尾气的数量。

组分 H2 CH4 C2= C20 C3= C30 i-C40 Σ

组成（x ） 15.0 30.0 28.0 5.0 19.0 1.0 2.0 100

m ∞ 3.2 0.65 0.47 0.12 0.10 0.046

8.已知某脱甲烷塔的进料组成如下：

塔的操作压力为3.45MPa ，塔顶、塔底的平均温度为－50℃（表中的Ki 按此条件查得）。要求塔底乙烯的回收率为93.4%，塔顶甲烷的回收率为98.9%。

试求：（1）塔顶、塔底产品组成；

（2）确定最少理论板数。 故

h kmol v l v l N N /81.153.321.29.16101=-+=-+=+h km ol L /84.420=90.00111=--++v v v v N N 则

h kmol v /3.3)75.19.16(90.09.161=--=

组分甲烷乙烯乙烷丙稀Σ

xF,i 29.17 27.10 41.40 2.33 100.00

Ki 1.7 0.34 0 .24 0.015

9.现设计一脱乙烷塔，其原料组成和操作条件下的相对挥发度如下表。馏出液中丙烯浓度为0.025，釜液中乙烷浓度为0.05（以上均为摩尔分率）。泡点进料，泡点回流。试按清晰分割法计算塔顶、塔釜组成及最少理论板数。

组分甲烷乙烷丙烯丙烷异丁烷正丁烷Σ

xF,i 0.05 0.35 0.15 0.20 0.10 0.15 1.00

α7.356 2.091 1.000 0.901 0.507 0.408

10.某分离乙烷和丙烯的连续精馏塔，其进料组成如下表所示。要求馏出液中丙烯浓度不大于2.5%，釜液中乙烷浓度不大于5%。并假定釜液中不出现甲烷，馏出液中不出现丙烷及更重的组分。试求：（1）馏出液和釜液的流量及组成；（2）按清晰分割法求最少理论板数。组分甲烷乙烷丙烯丙烷异丁烷正丁烷Σ

流量/(kmol·h 1 ) 5 35 15 20 10 15 100

α10.95 2.59 1.00 0.884 0.422 0.296

11.具有三块理论板的吸收塔，用来处理某气体混合物（已知数据见表），贫油及气体温度为32℃，塔在2.06MPa下操作，富气流率为100kmol/h，贫油流率为20kmol/h，请用平均吸收因子法求吸收后塔顶气体V1中各组分的流率和组成。

组分CH4 C2H6 C3H8 n-C4H10 n -C8H18 ∑

vN+1,i 70 15 10 5 0 100

l0i 0 0 0 0 20 20

mi 12.991 2.181 0.636 0.186 0.0014

12.某吸收塔用稳定汽油吸收催化裂化富气中的轻烃。已知进塔气体组成如下表。

进塔气体量为400kmol/h，富气中丙烯的吸收率要求达到90%。试求：（1）最小液气比（2）操作液气比为最小液气比的1.8倍，完成此任务所需的理论板数；（3）乙烯的吸收因子和吸收率；（4）乙烯塔顶尾气的组成及数量。

组分氢气甲烷乙烯乙烷丙烯丙烷异丁烷正丁烷

组成/% 35 8 5 10 15 8 12 7

m ∞19.4 6.28 4.32 1.78 1.58 0.74 0.54

13.一烃类气相混合物，其组成（摩尔分数）为

求该混合物在压力p ＝3.24MPa 下露点温度T 和平衡液相组成xi

14.已知某混合物中含乙烷0.10，丙烷0.25，正丁烷0.65(以上均为摩尔分率)。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℃)

15.有烃类混合物，正丁烷20％（摩尔分数），正戊烷50％，正己烷30％，在压力为1.01MPa ，温度132℃条件下进行平衡汽化。试求其汽化率和平衡的气、液相组成。

0002.0,0048.0,1851.0,8099.0033022======C C C C y y y y

生物分离工程期末考试试卷B

试卷编号： 一、名词解释题（本大题共3小题，每小题3分，总计9分） 1.Bioseparation Engineering：回收生物产品分离过程原理与方法。 2.双水相萃取：某些亲水性高分子聚合物的水溶液超过一定浓度后可形成两相， 并且在两相中水分均占很大比例，即形成双水相系统(two aqueous phase system)。 利用亲水性高分子聚合物的水溶液可形成双水相的性质，Albertsson于50年代 后期开发了双水相萃取法(two aqueous phase extraction)，又称双水相分配法(two aqueous phase partitioning)。 3.电渗：在电场作用下，带电颗粒在溶液中的运动。 二、辨别正误题并改正，对的打√，错的打×（本大题共15小题，每小题2分，总计30分） 1.壳聚糖能应用于发酵液的澄清处理是由于架桥作用。错（不确定） 2.目前国内工业上发酵生产的发酵液是复杂的牛顿性流体,滤饼具有可压缩性。错 3.盐析仅与蛋白质溶液PH和温度有关，常用于蛋白质的纯化。错 4.超临界流体是一种介于气体和液体之间的流体，可用于热敏性生物物质的分离。 对 5.膜分离时，当截留率δ=1时,表示溶质能自由透过膜。错 6.生产味精时，过饱和度仅对晶体生长有贡献。对 7.阴离子纤维素类离子交换剂能用于酸性青霉素的提取。对 8.卡那霉素晶体的生产可以采用添加一定浓度的甲醇来沉淀浓缩液中的卡那霉 素。 9.凝胶电泳和凝胶过滤的机理是一样的。错 10.PEG-硫酸钠水溶液能用于淀粉酶的提取。对 11.乙醇能沉淀蛋白质是由于降低了水化程度和盐析效应的结果。对 12.冷冻干燥一般在-20℃—-30℃下进行，干燥过程中可以加入甘油、蔗糖等作为保 护剂。对 13.反相层析的固定相和流动相都含有高极性基团，可用来分离生物物质。错 14.大网格吸附剂由于在制备时加入致孔剂而具有大孔径、高交联度，高比表面积 的特点。错（不确定） 15.PEG沉淀蛋白质是基于体积不相容性。错 三、选择题（本大题共10小题，每小题2分，总计20分） 1.对于反胶束萃取蛋白质，下面说法正确的是：A A 在有机相中，蛋白质被萃取进表面活性剂形成的极性核里 B 加入助溶剂，可用阳离子表面活性剂CTAB萃取带正电荷的蛋白质 C 表面活性剂浓度越高越好 D 增大溶液离子强度，双电层变薄，可提高反胶束萃取蛋白质的能力 2.能进行海水脱盐的是：C A 超滤 B 微滤

工程测量计算题

1.已知H A=358.236m， H B=63 2.410m，求h AB和h BA 2.设A点高程为101.352m，当后视读数为1.154m，前视读数为1.328m时，问高差是多少，待测点B的高程是多少？试绘图示意。 3.试计算水准测量记录成果，用高差法完成以下表格： 5.闭合水准路线计算。 6.水准测量成果整理

f h=50mm＜f h容=±40=±89mm 7.完成表格并写出计算过程。 测 点距离（km）实测高差（m）改正数（m m）改正后高差（m）高程（m） BM0 1.50 3.326 -0.005 3.321 23.150 A 26.471 1.30 -1.763 -0.004 -1.767 B 24.704 0.85 -2.830 -0.003 -2.833 C 21.871 0.75 -0.132 -0.002 -0.134 D 21.737 1.80 1.419 -0.006 1.413 BM0 23.150 Σ 6.200.020-0.020 0 f h=20mm＜f h容=±40=±99mm 8.一支水准路线AB。已知水准点A的高程为75.523m，往、返测站平均值为15站。往测高差为-1.234m，返测高差为+1.238m，试求B点的高程。 解：高差闭合差： 高差容许闭合：; 改正后高差： B点高程：9.完成表格并写出计算过程。 测 点距离（km）实测高差（m）改正数（m m）改正后高差（m）高程（m） BM7 130 0.533 -30.530 47.040 A 47.570 200 -0.166 -4-0.170 B 47.400 490 0.193 -100.183 C 47.583 370 0.234 -70.227 D 47.810 410 1.028 -8 1.020

生物分离工程试题

山科大生物分离工程试题（ A ）卷 一、填充题（40分，每小题2分） 1. 生物产品的分离包括R ，I ，P 和P 。 2. 发酵液常用的固液分离方法有和等。 3. 离心设备从形式上可分为，，等型式。 4. 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； 5. 多糖基离子交换剂包括和两大类。 6. 工业上常用的超滤装置有，，和。 7. 影响吸附的主要因素有，，，，和。 8. 离子交换树脂由，和组成。 9. 电泳用凝胶制备时，过硫酸铵的作用是；甲叉双丙烯酰胺的作用 是；TEMED的作用是； 10 影响盐析的因素有，，和； 11.在结晶操作中，工业上常用的起晶方法有，和； 12.简单地说，离子交换过程实际上只有，和三个步骤； 13.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； 14. 反相高效液相色谱的固定相是的，而流动相是的；常用的固定相有和；常用的流 动相有和； 15.超临界流体的特点是与气体有相似的，与液体有相似的； 16.离子交换树脂的合成方法有和两大类； 17.常用的化学细胞破碎方法有，，，和； 18.等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其的不同； 19.离子交换分离操作中，常用的洗脱方法有和； 20. 晶体质量主要指，和三个方面； 三.计算题（30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，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） 3、一种耐盐细胞其能积累细胞内低分子量卤化物，适应高渗透压，能在含有0.32mol/LNaCl, 0.02mol/LMgCl2, 0.015mol/LCaCl2, 0.01mol/LFeCl3 的培养基这培养，当其从含盐量高的培养基中转移至清水中，在数分钟内能将胞内

生物分离工程期末复习

生物分离工程复习题 第一章绪论 简答题： 1、简述生物分离技术的基本涵义及内容。 答：基本涵义：生物分离技术是指从动植物与微生物的有机体或器官、生物工程产物（发酵液、培养液）及其生物化学产品中提取、分离、纯化有用物质的技术过程。 内容主要包括：离心分离、过滤分离、泡沫分离、萃取分离、沉淀（析）分离、膜分离、层析（色谱）分离、电泳分离技术以及产品的浓缩、结晶、干燥等技术。 2、物质分离的本质是有效识别混合物中不同溶质间物理、化学和生物学性质的差别，利用能够识别这些差别的分离介质和扩大这些差别的分离设备实现溶质间的分离或目标组分的纯化。请从物质的理化性质和生物学性质几个方面简述生物活性物质分离纯化的主要原理。 答：生物大分子分离纯化的主要原理是： 1）根据分子形状和大小不同进行分离，如差速离心与超离心、膜分离、凝胶过滤等； 2）根据分子电离性质（带电性）差异进行分离，如离子交换法、电泳法、等电聚焦法； 3）根据分子极性大小及溶解度不同进行分离，如溶剂提取法、逆流分配法、分配层析法、盐析法、等电点沉淀及有机溶剂分级沉淀等； 4）根据物质吸附性质的不同进行分离，如选择性吸附与吸附层析等； 5）根据配体特异性进行分离，如亲和层析法等。 填空题： 1.为了提高最终产品的回收率：一是提高每一级的回收率，二是减少操作 步骤。 2、评价一个分离过程效率的三个主要标准是：①浓缩程度②分离纯化程

度③回收率。 判断并改错： 原料目标产物的浓度越高，所需的能耗越高，回收成本越大。(×)改：原料目标产物的浓度越低。 选择题： 1. B 可以提高总回收率。 A.增加操作步骤 B.减少操作步骤 C.缩短操作时间 D.降低每一步的收率2．分离纯化早期，由于提取液中成分复杂，目的物浓度稀，因而易采用（ A ） A、分离量大分辨率低的方法 B、分离量小分辨率低的方法 C、分离量小分辨率高的方法 D、各种方法都试验一下，根据试验结果确定 第二章细胞分离与破碎 概念题： 过滤：是在某一支撑物上放多孔性过滤介质，注入含固体颗粒的溶液，使液体通过，固体颗粒被截留，是固液分离的常用方法之一。 离心过滤：使悬浮液在离心力作用下产生离心压力，使液体通过过滤介质成为滤液，而固体颗粒被截留在过滤介质表面，从而实现固液分离，是离心与过滤单元操作的集成，分离效率更高。 填空题： 1.在细胞分离中，细胞的密度ρ S 越大，细胞培养液的密度ρ L 越小，则细 胞沉降速率越大。 2.过滤中推动力要克服的阻力有介质阻力和滤饼阻力，其中滤饼占主导作 用。 3.重力沉降过程中，固体颗粒受到重力，浮力，摩擦阻力的作用，当 固体匀速下降时，三个力的关系重力=浮力+摩擦阻力。 4.区带离心包括差速区带离心和平衡区带离心。

工程测量计算题

工程测量计算题

四．计算题 （一）测量学基础知识（1-18题） 1.用钢尺丈量一条直线，往测丈量的长度为217.30m，返测为217.38m，今规定其相对误差不应大于1/2000，试问： （1）此测量成果是否满足精度要求？（2）按此规定，若丈量100m，往返丈量最大可允许相差多少毫米？ 2.对某段距离往返丈量结果已记录在距离丈量记录表中，试完成该记录表的计算工作，并求出其丈量精度，见表1。 表1 测线整尺 段零尺段总 计 差 数 精 度 平均 值 AB 往50 5?18.964 返50 4?46.456 22.300

3.在对S 3 型微倾水准议进行i 角检校时，先将水准 仪安置在A 和B 两立尺点中间，使气泡严格居中，分别读得两尺 读数为1 a ＝1.573m ， b 1 ＝1.415m ，然后将仪器搬 到A 尺附近，使气泡居中，读得2 a ＝1.834m ，b 2 ＝1.696m ，问 （1）正确高差是多少？（2）水准管轴是否平行视准轴？（3）若不平行，应如何校正？ 4．如图1所示，在水准点BM 1 至BM 2 间进行水 准测量，试在水准测量记录表中（见表2）。 进行记录与计算，并做计算校核（已知 m BM m BM 110.142,952.13821==）。 图1 表2：水准测量记录表

测点后视读 数（m） 前视读数 （m） 高差（m）高程 （m） ＋－ 5．在水准点B a M和b BM之间进行水准测量，所测 得的各测段的高差和水准路线长如图2所示。已 知B a M的高程为5.612m，b BM的高程为5.400m。试将有关数据填在水准测量高差调整表中（见 表3），最后计算水准点1和2的高程。 图2 表3：水准测量高程调整

分离工程期末A卷试题答案

2007 —2008 学年第1、2学期分离工程课程期末考试试卷（A 卷）答案及评分标准 二、选择题（本大题20分，每小题2分） 1、由1-2两组分组成的混合物，在一定T 、P 下达到汽液平衡，液相和汽相组成分别为 11,y x ，若体系加入10 mol 的组分（1），在相同T 、P 下使体系重新达到汽液平衡，此时汽、液相的组成分别为 ' 1'1,y x ，则 （ C ） （A ）1'1x x >和 1'1y y > （B ）1'1x x <和1'1y y < （C ）1'1x x =和1'1y y = （D ）不确定 2、对于绝热闪蒸过程，当进料的流量组成及热状态给定之后，经自由度分析，只剩下一个自由度由闪蒸罐确定，则还应该确定的一个条件是 （ D ） （A ）闪蒸罐的温度 （B ）闪蒸罐的压力 （C ）气化率 （D ）任意选定其中之一 3、某二元混合物，其中A 为易挥发组分，液相组成5.0=A x 时泡点为1t ，与之相平衡的气相组成75.0=A y 时，相应的露点为2t ，则 （ A ） （A ）21t t = （B ）21t t > （C ）21t t < （D ）不能确定 4、用郭氏法分析可知理论板和部分冷凝可调设计变量数分别为 （ A ） （A ）1，1 （B ）1，0 （C ）0，1 （D ）0，0 5、如果二元物系有最高压力恒沸物存在，则此二元物系所形成的溶液一定是 （ A ） （A ）正偏差溶液 （B ）理想溶液 （C ）负偏差溶液 （D ）不一定 6、用纯溶剂吸收混合气中的溶质，逆流操作，平衡关系满足亨利定律。当入塔气体浓度y 1上升，而其它入塔条件不变，则气体出塔浓度y 2和吸收率的变化为 （ C ） （A ）y 2上升，下降 （B ）y 2下降，上升 （C ）y 2上升，不变 （D ）y 2上升，变化不确定 7、逆流填料吸收塔，当吸收因数A 1且填料为无穷高时，气液两相将在哪个部位达到平衡 （ B ） (A) 塔顶 (B)塔底 (C)塔中部 (D)塔外部 8、平衡常数较小的组分是 （ D ） （A ）难吸收的组分 （B ）较轻组份 （C ）挥发能力大的组分 （D ）吸收剂中的溶解度大 9、吸附等温线是指不同温度下哪一个参数与吸附质分压或浓度的关系曲线。 （ A ） (A) 平衡吸附量 (B) 吸附量 (C) 满吸附量 (D)最大吸附量 10、液相双分子吸附中，U 型吸附是指在吸附过程中吸附剂 （ A ） (A) 始终优先吸附一个组分的曲线 (B) 溶质和溶剂吸附量相当的情况 (C) 溶质先吸附，溶剂后吸附 (D) 溶剂先吸附，溶质后吸附

生物分离工程期末复习题

填空题 1. .根据吸附剂与吸附质之间存在的吸附力性质的不同，可将吸附分为物理吸附、化学吸附和交换吸附； 2. 比表面积和孔径是评价吸附剂性能的主要参数。 3. 层析操作必须具有固定相和流动相。 4. 溶质的分配系数大，则在固定相上存在的几率大，随流动相的移动速度 小。 5. 层析柱的理论板数越多，则溶质的分离度越大。 6. 两种溶质的分配系数相差越小，需要的越多的理论板数才能获得较大的 分离度。 7. 影响吸附的主要因素有吸附质的性质，温度，溶液pH值，盐的浓度和吸附物的浓度与吸附剂的用量； 8. 离子交换树脂由网络骨架（载体），联结骨架上的功能基团（活性基）和可交换离子组成。 9. 电泳用凝胶制备时，过硫酸铵的作用是引发剂（提供催化丙烯酰胺和双丙烯酰胺聚合所必需的自由基）；甲叉双丙烯酰胺的作用是交联剂（丙烯酰胺单体和交联剂甲叉双丙烯酰胺催化剂的作用下聚合而成的含酰胺基侧链的脂肪族长链）；TEMED的作用是增速剂（催化过硫酸胺形成自由基而加速丙烯酰胺和双丙烯酰胺的聚合）； 10. 影响盐析的因素有溶质种类，溶质浓度，pH 和温度； 11. 在结晶操作中，工业上常用的起晶方法有自然起晶法，刺激起晶法和晶种起晶法； 12. 简单地说离子交换过程实际上只有外部扩散、部扩散和化学交换反应三步；

13. 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c K c q q 0+= 14. 反相高效液相色谱的固定相是 疏水性强 的，而流动相是 极性强 的； 15. 等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其 等电点 的不同； 16. 离子交换分离操作中，常用的洗脱方法有 静态洗脱 和 动态洗脱 ； 17. 晶体质量主要指 晶体大小 ， 形状 和 纯度 三个方面； 18. 亲和吸附原理包括 配基固定化 ， 吸附样品 和 样品解析 三步； 19. 根据分离机理的不同，色谱法可分为 吸附、离交、亲和、凝胶过滤色谱 20. 蛋白质分离常用的色谱法有 免疫亲和色谱法， 疏水作用色谱法 ， 金属螯合色谱法 和 共价作用色谱法 ； 21. SDS-PAGE 电泳制胶时，加入十二烷基磺酸钠（SDS ）的目的是消除各种待分离蛋白的 分子形状 和 电荷 差异，而将 分子量 作为分离的依据；加入二硫叔糖醇的目的是 强还原剂，破坏半胱氨酸间的二硫键 ； 22. 影响亲和吸附的因素有 配基浓度 、 空间位阻 、 配基与载体的结合位点 、 微环境 和 载体孔径 ； 23. 阳离子交换树脂按照活性基团分类，可分为 强酸性阳离子交换树脂 、 弱酸性 和 中强酸性 ；其典型的活性基团分别有 3 、 COOH - 、2)(OH PO -； 24. 阴离子交换树脂按照活性基团分类，可分为强碱性、 弱碱性 和 中强碱 性 ；其典型的活性基团分别有-+OH CH RN 33)(、2NH -、兼有以上两种基团； 25. 影响离子交换选择性的因素有 离子水合半径 、 离子价 、 离子强度 、 溶液pH ，温度 、溶液浓度 、 搅拌速率 、和 交联度、膨胀度、颗粒大小 ；

分离工程期末习题

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

生物分离工程期末复习资料

第一章 1．生物分离工程的一般过程P4 答：①发酵液的预处理主要采用凝聚和絮凝等技术来加速固相，液相分离，提高过滤速度。过滤、离心是其最基本的单元操作。 ②产物的提取采用沉淀、吸附、萃取、超滤等单元操作。 ③产物的精制常采用色谱分离技术，有层析、离子交换、亲和色谱、吸附色谱、电色谱。 ④成品的加工处理浓缩、结晶、干燥 第二章 一、概念： 1.发酵液的预处理：指采用凝聚和絮凝等技术来加速固相、液相分离，提高过滤速度。 2.凝集（凝聚）：指在投加的化学物质（如水解的凝聚剂，铝、铁的盐类或石灰等）作用下，发酵液中的 胶体脱稳并使粒子相互凝集成为1mm大小块状絮凝体的过程。 3.絮凝：指某些高分子絮凝剂能在悬浮粒子之间产生桥梁作用，使胶粒形成粗大絮凝团的过程。 4.离心分离：指在离心场的作用下，将悬浮液中的固相和液相加以分离的方法。主要用于颗粒较细的悬 浮液和乳浊液的分离。（分为差示离心、均匀介质离心、密度梯度离心、等密度梯度离心和平衡等密度离心。） 5.等电点沉淀法：利用蛋白质等两性化合物在等电点时溶解度最低，易产生沉淀的性质，用酸化剂或碱化 剂调节发酵液的pH，使其达到菌体蛋白的等电点而产生沉淀。 二、填空： 1、按过滤时料液流动方向的不同，分为常规过滤和错流过滤。 2、可溶性杂蛋白的去除法包括：等电点沉淀法、热处理法、化学变性沉淀法和吸附法 三、问答 1、发酵液的一般特征？ ①组成大部分为水； ②发酵产物的浓度较低； ③发酵液中的悬浮固形物主要是菌体和蛋白的胶状物； ④含有培养基中的残留成分，如无机盐类、非蛋白质大分子及其降解产物； ⑤含有其他少量代谢副产物；

⑥含有色素、毒性物质。热原质等有机杂质。 2、常用的絮凝剂有什么？ 无极絮凝剂：Al2(SO4)3·18H2O (明矾)、氯化钙、氯化镁碱式氯化铝、高分子无机聚合物等。 有机絮凝剂：壳多糖及其衍生物、明胶、丙烯酰胺类、聚苯乙烯类、聚丙烯酰类聚乙烯亚胺类。 3、影响絮凝效果的因素？ 答：①絮凝剂的种类； ②絮凝剂浓度； ③ pH; 最关键因素，影响絮凝剂活性基团的解离度。 ④搅拌转速和时间。 4、发酵液预处理的方法？ 答：①凝聚和絮凝方法 ②加热法 ③调节PH法 ④加水稀释法 ⑤加入助滤剂法 ⑥加吸附剂法或加盐法 ⑦高价态无机离子去除法 Ca2+——草酸、草酸钠→形成草酸钙沉淀 Mg2+——三聚磷酸钠(Na5P3P10)→形成三聚磷酸钠镁可溶性络合物 Fe3+——黄血盐(K4Fe(CN)6) →普鲁士蓝淀 ⑧可溶性杂蛋白的去除法 3、VB12发酵液絮凝预处理的研究 答：由正交试验确定影响絮凝的主要因素，结果表明，最佳絮凝条件：絮凝剂为聚合氯化铝、加入体积分数7%，pH6、搅拌速度14r/min、搅拌时间45s。通过加压过滤实验，得到絮凝后

工程测量复习题各章问答题计算题

复习题 第一章高程测量 1.已知水准点5的高程为531.272米，四次隧道洞内各点高程的过程和尺读数如下图所示 （测洞顶时，水准尺倒置），试求1、2、3、4点的高程。 2.影响水准测量的误差有哪些？如何消除或削减其影响？自动安平水准仪的自动安平的 原理是什么？试述这类仪器的优点及使用方法。 3水准测量中，为什么一般要求前后视距尽量相等？ 第3题答案： 水准测量中要求前后视距保持相等可消除或减弱下列误差： (1)当调焦时，调焦透镜光心移动的轨迹和望远镜光轴不重合，则改变调焦就会引起 视准轴的改变，从而改变了视准轴与水准管轴的关系。如果在测量中保持前视后 视距离相等，就可在前视和后视读数过程中不改变调焦，避免因调焦而引起的误 差。 (2)仪器虽经过校正，但i角仍会有微小的残余误差，也就是视准轴与水准管轴不完全 平行，当在测量时如能保持前视和后视的距离相等，这种因i角引入的观测误差就 能消除。 (3)可完全消除地球曲率引起的误差。 (4)可减弱大气折光的影响。 第二章角度测量 1.什么角水平角？用经纬仪照准同一竖直面内不同高度的两目标时，在水平度盘上的读数 是否一样 2.说明测回法及全圆观测法测水平角的方法和步骤。 （设为90°）因对中有误差，在CB 3.测水平角时对中的目的是什么？设要测出ABC

的延长线上偏离B 点10毫米，即仪器中心在B ’点，问因对中而引起的角误差有多大？ 4. 整平的目的是什么？整平的操作方法如何？ 5. 测ABC ∠时，没有照准C 点标杆的底部而瞄准标杆顶部，设标杆顶端偏离BC 线15毫 米，问因目标偏心引起的测角误差有多大？ 6. 什么叫竖直角？用经纬仪测竖直角的步骤如何？ 7. 竖盘指标水准管起什么作用？盘左、盘右测得的竖直角不一样，说明什么？ 8. 根据水平角观测原理，经纬仪应满足哪些条件？如何检验这些条件是否满足？怎么进行 校正？其检验校正的次序是否可以变动？为什么？ 9. 经纬仪测角时，用盘左盘右两个位置观测同一角度，能消除哪些误差对水平角观测成果 的影响？ 10. 影响水平角观测精度的因素有哪些？如何防止、消除或减低这些因素的影响？ 15.在做经纬仪竖盘指标差检验校正时，若用全圆顺时针注记的威而特T 1经纬仪盘左盘右分别瞄准同一目标，得盘左竖盘读数为75°24.3′，盘右竖盘读数为284°38.5′，问此时视准轴水平时盘左的竖盘读数是否为90°，如不满足此条件，怎样校正指标水准管？ 答案： 先求竖盘指标差x ： 42123605.832843.42752360' ''+=-'+'=-+= R L x 若视准轴水平时，竖盘的读数为421090''' ，不满足为 90的条件且竖盘指标差大于 03''，因此，仪器竖盘指标水准管要校正，校正步骤如下： 1. 保持盘右照准原来的目标不变，这时的正确读数应为 6073284421000383284'''='''-'''=- x R 100米 100米 A C B’ B 10毫米 15mm A C C’ B

生物分离工程期末复习题

填空题 1. 为了提高最终产品的回收率一是（提高每步分离效率），二是（减少分离步骤）。 2. 评价一个分离过程效率的三个主要标准是：（浓缩率），（分离系数）和（产品回收程度） 3?生物产品的分离过程包括发酵液的预处理和（液固分离），（产品的提取），（产品的精制） 和（产品的加工处理）。 4?生化反应所起的作用是产生目的产物，指标是（产率）和（转化率），而生物分离解决的 是如何从反应液中获取这些物质，涉及的是（收率）和（纯度）。 5?生物分离的主要任务：从发酵液和细胞培养液中以（最高的效率），（理想的纯度）和（最小的能耗）把目的产物分离出来。 6?生物分离过程的特点包括：（生物分离过程的体系特殊），（生物分离过程的工艺流程特殊），（生物分离过程的成本特殊）。 7. 物质分离的本质是识别混合物中不同溶质间（物理），（化学）和（生物）性质的差别利用 能识别这些差别的（分离介质）和扩大这些差别的（分离设备） 8. 性质不同的溶质在分离操作中具有不同的（传质速率）和或（平衡状态） 9. 平衡分离是根据溶质在两相间（分配平衡）的差异实现分离；溶质达到分配。平衡为扩散 传质过程，推动力仅取决于系统的（热力学性质）。 10. 差速分离是利用外力驱动溶质迁移产生的（速度差）进行分离的方法。 1. 在细胞分离中，细胞的密度越（大），细胞培养液的密度越（小），则细胞沉降 2. 区带离心包括（差速）区带离心和（等密度）区带离心。

3. 为使过滤进行的顺利通常要加入（惰性助滤剂）。 4. 发酵液常用的固液分离方法有（离心）和（过滤）等。 5?常用离心设备可分为（离心沉降）和（离心过滤）两大类； 6?常用的工业絮凝剂有（无机絮凝剂）和（有机絮凝剂）两大类。 7. 工业生产中常用的助滤剂有（硅藻土）和（珍珠岩粉）。 8. 重力沉降过程中，固体颗粒受到（重力），（浮力），（摩擦阻力）的作用， 固体匀速下降时，三个力的关系（重力=浮力+摩擦阻力）。 9. 发酵液预处理的方法包括：（凝集），（絮凝），（加热法）；（调节pH法），（加水稀释法），加入（助滤剂）和（吸附剂）。 10. 发酵液中胶粒保持稳定的原因：（双电层）和（蛋白质周围水化层）结构。 11. 发酵液预处理过程中的相对纯化主要包括去除（高价态无机离子），（可溶性杂蛋白质），（色素）和（多糖类物质）。 12. 发酵液中杂蛋白的去除方法主要有（等电点沉淀法），（热处理法）和（化学变性沉淀法）。 13. 差速区带离心用于分离（大小）不同的颗粒，与颗粒（密度）无关。等密度区带离心包 括（预形成梯度密度离心）和（自形成梯度密度离心）两种方式。离心达到平衡后，样品颗粒的区带形状和平衡位置（不再发生变化）。 1?单从细胞直径的角度，细胞（直径越小），所需的压力或剪切力越大，细胞越 2. 常用的化学细胞破碎方法有（.酸碱法），（盐法），（表面活性剂处理），（有机溶剂法）和（螯合剂）。 3. 包涵体的溶解需要打断蛋白质分子和分子间的（共价键），（离子键），疏水作用及静电 作用等，使多肽链伸展。因此，包涵体的溶解需要强的变性剂，如（8mol/L尿素）和（6mol/L 盐

工程测量计算题汇总

1. 已知 H A =358.236m ， H B =632.410m ，求 h AB 和 h BA 分析：h A B 指 B 点相对于 A 点高差，即 B 点比 A 点高多少（用减法）， h BA 亦然。 解：h A B =H B -H A =632.410-358.236=274.174m h B A =H A -H B =358.236-632.410=-274.174m 2. 设 A 点高程为 101.352m ，当后视读数为 1.154m ，前视读数为 1.328m 时，问高差 是多少，待测点 B 的高程是多少？试绘图示意。 分析：高差为后视读数减去前视读数，B 点高程可用仪高法或高差法，高差已求，故用后 者。 解：h A B =1.154-1.328=-0.174m H B =H A +h AB =101.352-0.174=101.178m 3. 已知 H A =417.502m ，a=1.384m ，前视 B 1 ，B 2 ，B 3 各点的读数分别为：b 1 =1.468m ，b 2 =0.974m ，b 3 =1.384m ，试用仪高法计算出 B 1 ，B 2 ，B 3 点高程。 分析：仪高法先求视线高程，再按分别减去各前视读数，求得高程。 解：i=H A +a=417.502+1.384=418.886m H B 1 =i-b 1 =418.886-1.468=417.418m H B 2 =i-b 2 =418.886-0.974=417.912m H B 3 =i-b 3 =418.886-1.384=417.502m 算 校 5.核 闭合水准路线计算。

生物分离工程试卷C

一、填空题。（2*12） 1、萃取利用在两个互不相溶的液相中各种组分_____的不同，从而达到分离的目的。 2、液膜的膜相组成有_____________ 3、超临界流体萃取的典型流程有______________。 4、细胞破碎是破坏_________和______。 5、在非机械法破碎细胞的方法中增溶法是利用__________溶解细胞壁。 6、蛋白质沉淀的屏障有______和________用盐析法来分级沉淀目标产物时进一步纯化时常用____________。蛋白质沉淀的屏障有_____和_______。 7、蛋白质的常用沉淀技术有__________；________；_______；______；______ 8、蛋白质沉淀的屏障有_____和_______ 9、阳离子交换树脂含____。（选填酸性基团或碱性基团） 10、不对称膜表面为_____，起_____作用；下面是_______，起________作用。 11、表征膜性能的参数主要有______和_______。 12、吸附色谱，分配色谱，离子交换色谱，凝胶色谱和亲和色谱分别依据________，___，_______,_______物化原理进行分离的。 二、选择题。（2*8） 1、反胶团是向有机溶剂中加入一定浓度（）形成的 A、水 B、盐溶液 C、有机溶液 D、表面活性剂 2、差速-区带离心中密度梯度液中最大介质密度必须()样品中粒子的最小密度。 A、小于 B、大于 C、等于 D、都可以 3、高压匀浆法适用于下列那种细胞的破碎（） A、团状或丝状菌 B、包含体 C、质地坚硬的亚细胞 D、革兰氏阴性菌 4、Ks盐析法是改变体系的（）进行盐析的方法。 A、pH B、温度 C、盐浓度 D、同时改变温度和pH 5、平衡区带离心是根据各组分（）形成区带. A、密度差 B、浓度差 C、平衡系数差 D、速度差 6、强阴离子交换剂的交换容量与pH的关系，下述哪个选项正确。（） A、随pH增大而增大 B、随pH增大而减小 C、与pH无关 D、随pH减小而增大 7、下列以压力差为推动力的膜中用于分离悬浮颗粒和病毒的是（）。 A、纳滤 B、反渗透 C、微滤 D、超滤 8、渗透是以（）为推动力的。 A、压力差 B、浓度差 C、静电引力 D、溶质分压差 三、名词解释。（3*4’） 1、双水相萃取： 2、液膜萃取： 3、RCF： 四、简答题。(34’) 1、简述生物分离工程的内容及任务。(5’) 2、简述凝聚和絮凝作用差异。（6’） 3、改善发酵液过滤特性的方法有哪些？(5’) 4画出生物分离流程与单元操作(6’) 5．、在离子交换色谱中，对pI=5.2的蛋白，选择哪种类型离子交换剂并简述理由。(6’) 6、提高亲和色谱操作容量的方法有哪些？(6’) 五、计算题。（2*7’）

化工分离工程Ⅰ期末复习试题库及答案

分离工程复习题库 第一部分填空题 1、分离作用是由于加入（分离剂）而引起的，因为分离过程是（混合过程）的逆过程。 2、分离因子是根据（气液相平衡）来计算的。它与实际分离因子的差别用（板效率）来表示。 3、汽液相平衡是处理（汽液传质分离）过程的基础。相平衡的条件是（所有相中温度压力相等，每一组分的化学位相等）。 4、精馏塔计算中每块板由于（组成）改变而引起的温度变化，可用（泡露点方程）确定。 5、多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（设计）型计算和（操作）型计算。 6、在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。 7、吸收有（轻）关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。 8、对多组分吸收，当吸收气体中关键组分为重组分时，可采用（吸收蒸出塔）的流程。 9、对宽沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（进料热焓）决定，故可由（热量衡算）计算各板的温度。 10、对窄沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（组成的改变）决定，故可由（相平衡方程）计算各板的温度。 11、为表示塔传质效率的大小，可用（级效率）表示。 12、对多组分物系的分离，应将（分离要求高）或（最困难）的组分最后分离。 13、泡沫分离技术是根据（表面吸附）原理来实现的，而膜分离是根据（膜的选择渗透作用）原理来实现的。 14、新型的节能分离过程有（膜分离）、（吸附分离）。

15、传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。 16、分离剂可以是（能量）和（物质）。 17、Lewis 提出了等价于化学位的物理量（逸度）。 18、设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示( Ni=Nv-Nc即设计变量数=独立变量数-约束关系) 19、设计变量分为（固定设计变量）与（可调设计变量）。 20、温度越高对吸收越（不利） 21、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。 22、用于吸收过程的相平衡关系可表示为（V = SL）。 23、精馏有（两个）个关键组分，这是由于（双向传质）的缘故。 24、精馏过程的不可逆性表现在三个方面，即（通过一定压力梯度的动量传递），（通过一定温度梯度的热量传递或不同温度物流的直接混合）和（通过一定浓度梯度的质量传递或者不同化学位物流的直接混合）。 25、通过精馏多级平衡过程的计算，可以决定完成一定分离任务所需的（理论板数），为表示塔实际传质效率的大小，则用（级效率）加以考虑。 27、常用吸附剂有（硅胶），（活性氧化铝），（活性炭）。 28、恒沸剂与组分形成最低温度的恒沸物时，恒沸剂从塔（顶）出来。 29、分离要求越高，精馏过程所需的最少理论板数（越多）。 30、回流比是（可调）设计变量。 第二部分选择题 1、下列哪一个是速率分离过程（） a. 蒸馏 b.吸收 c.膜分离 d.离心分离

生物分离工程期末总复习

第一章绪论 一、生物分离工程在生物技术中的地位？ 二、生物分离工程的特点是什么？ 1．产品丰富产品的多样性导致分离方法的多样性 2．绝大多数生物分离方法来源于化学分离 3．生物分离一般比化工分离难度大 3.生物分离工程可分为几大部分，分别包括哪些单元操作？ 三、生物分离过程一般分四步： 1.固-液分离（不溶物的去除） 离心、过滤、细胞破碎 目的是提高产物浓度和质量 2.浓缩（杂质粗分） 离子交换吸附、萃取、溶剂萃取、反胶团萃取、超临界流体萃取、双水相萃取 以上分离过程不具备特异性，只是进行初分，可提高产物浓度和质量。 3．纯化 色谱、电泳、沉淀 以上技术具有产物的高选择性和杂质的去除性。 4．精制结晶、干燥 四、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？ （1）产品价值 （2）产品质量 （3）产物在生产过程中出现的位置 （4）杂质在生产过程中出现的位置 （5）主要杂质独特的物化性质是什么？ （6）不同分离方法的技术经济比较 上述问题的考虑将有助于优质、高效产物分离过程的优化。 五、.生物分离效率有哪些评价指标？ 1.目标产品的浓缩程度——浓缩率m 2．系数α回收率REC 第二章细胞分离与破碎

1．简述细胞破碎的意义 一、细胞破碎的目的 由于有许多生化物质存在于细胞内部，必须在纯化以前将细胞破碎，使细胞壁和细胞膜受到不同程度的破坏（增大通透性）或破碎，释放其中的目标产物，然后方可进行提取。 二、细胞破碎方法的大致分类 破碎方法可归纳为机械破碎法和非机械破碎法两大类，非机械破碎法又可分为化学（和生物化学）破碎法和物理破碎法。 1．机械破碎 处理量大、破碎效率高速度快，是工业规模细胞破碎的主要手段。 细胞的机械破碎主要有高压匀浆、研磨、珠磨、喷雾撞击破碎和超声波破碎等。 2．化学（和生物化学）渗透破碎法 （1）渗透压冲击法（休克法）（2）酶溶（酶消化）法 3．物理破碎法 1）冻结－融化法（亦称冻融法）（2）干燥法 空气干燥法真空干燥法冷冻干燥法喷雾干燥法 三、化学渗透法和机械破碎法相比有哪些优缺点？ 化学渗透破碎法与机械破碎法相比优点：化学渗透破碎法比机械破碎法的选择性高，胞内产物的总释放率低，特别是可有效地抑制核酸的释放，料液的粘度小，有利于后处理过程。 化学渗透破碎法与机械破碎法相比缺点：化学渗透破碎法比机械破碎法速度低，效率差，并且化学或生化试剂的添加形成新的污染，给进一步的分离纯化增添麻烦。 第三章初级分离 一、常用的蛋白质沉淀方法有哪些？ 盐析沉淀,等电点沉淀,有机溶剂沉淀,热沉淀 二、影响盐析的主要因素有哪些？ （1）离子强度：Ks和β值, 强度越大,蛋白质溶解度越小； （2）蛋白质的性质:因相对分子质量和立体结构而异,结构不对称、相对分子质量大的蛋白质易于盐析； （3）蛋白质的浓度：蛋白质浓度大，盐的用量小，共沉作用明显，分辨率低；蛋白质浓度小，盐的用量大，分辨率高；2.5%～3.0% 时最适合； （4）pH值：通常调整到pI附近，盐浓度较大会对等电点产生较大影响，pH对不同蛋白质的共沉影响；

生物分离工程计算

三、问答题 1、什么是生物技术下游加工过程？ 从发酵液或酶反应液或动植物细胞培养液中提取、分离、纯化、富集生物产品的过程。 2、针对分离对象而言，生物分离过程有何特点 （1）发酵液或培养液是产物浓度很低的水溶液：发酵液中生物产品的浓度很低，而杂质含量却很高，如发酵液 (0.1-10g/L) 或培养液(5-50mg/L)，青霉素（4.2%）、庆大霉素（0.2%）、干扰素（<50ug/ml，0.005%）胰岛素0.002%。这使分离所需能量以及产品价格大大提高。 （2）培养液是多组分的混合物：培养液是一个复杂的多相体系，含有菌体、未消耗尽的固体培养基等固体成分和大量的液相；未消耗完的培养基成分，包括各种无机盐和有机物；除所需产物外，还含有其他副产物以及色素等杂质，有些杂质的性质与产物很接近。很难通过单一手段将产物分离和纯化。 （3）生化产品的稳定性差：许多发酵产品具有生理活性，很容易变性失活，如原料液中常存在降解目标产物的蛋白酶、菌体也可能自溶、容易被杂菌污染：遇热、极端pH 值、有机溶剂会引起失活或分解，特别是蛋白质的生物活性与一些辅因子、金属离子的存在和分子的空间构型有关。甚至剪切力也会影响空间构型和使分子降解，对蛋白质的活性有很大影响，因此，分离过程中的pH值、温度和搅拌等条件必须特别注意。发酵液放罐后，应及时快速操作，要求采用快速的分离纯化方法除去影响目标产物稳定性的杂质。 （4）对最终产品的质量要求高：对产物的要求：保持生物产物的活性、纯度要求高，当生物技术产品是食品或药物时，要求无污染物、无对映体、无病毒、无热原、无致敏原等。 3、生物分离工程的一般步骤是什么？各步骤中的单元操作主要有哪些？ 一般包含四个步骤，如图所示。 预处理中有加热、调pH、絮凝等单元操作；细胞分 离中有沉降、离心、过滤、错流过滤等操作步骤；细胞破 碎中有均质化、研磨、溶胞等单元操作；细胞碎片分离中 有离心、萃取、过滤、错流过滤等单元操作；初步纯化中 有沉淀、吸附、萃取、超滤等单元操作；高度纯化中有层 析、离子交换、亲和、疏水、吸附、电泳等单元操作；成 品加工中有无菌过滤、超滤、冷冻干燥、喷雾干燥、结晶等单元操作。 4、生物分离过程的选择准则是什么？

分离工程期末A卷试题答案

二、选择题（本大题20分，每小题2分） 1、由1-2两组分组成的混合物，在一定T 、P 下达到汽液平衡，液相和汽相组成分别为 11,y x ，若体系加入10 mol 的组分（1），在相同T 、P 下使体系重新达到汽液平衡，此时汽、液相的组成分别为 '1'1,y x ，则 （ C ） （A ）1'1x x >和 1'1y y > （B ）1'1x x <和1'1y y < （C ）1'1x x =和1'1y y = （D ）不确定 2、对于绝热闪蒸过程，当进料的流量组成及热状态给定之后，经自由度分析，只剩下一个自由度由闪蒸罐确定，则还应该确定的一个条件是 （ D ） （A ）闪蒸罐的温度 （B ）闪蒸罐的压力 （C ）气化率 （D ）任意选定其中之一 3、某二元混合物，其中A 为易挥发组分，液相组成5.0=A x 时泡点为1t ，与之相平衡的气相组成75.0=A y 时，相 应的露点为2t ，则 （ A ） （A ）21t t = （B ）21t t > （C ）21t t < （D ）不能确定 4、用郭氏法分析可知理论板和部分冷凝可调设计变量数分别为 （ A ） （A ）1，1 （B ）1，0 （C ）0，1 （D ）0，0 5、如果二元物系有最高压力恒沸物存在，则此二元物系所形成的溶液一定是 （ A ） （A ）正偏差溶液 （B ）理想溶液 （C ）负偏差溶液 （D ）不一定 6、用纯溶剂吸收混合气中的溶质，逆流操作，平衡关系满足亨利定律。当入塔气体浓度y 1上升，而其它入塔条件不变，则气体出塔浓度y 2和吸收率的变化为 （ C ） （A ）y 2上升，下降 （B ）y 2下降，上升 （C ）y 2上升，不变 （D ）y 2上升，变化不确定 7、逆流填料吸收塔，当吸收因数A 1且填料为无穷高时，气液两相将在哪个部位达到平衡 （ B ） (A) 塔顶 (B)塔底 (C)塔中部 (D)塔外部 8、平衡常数较小的组分是 （ D ） （A ）难吸收的组分 （B ）较轻组份 （C ）挥发能力大的组分 （D ）吸收剂中的溶解度大 9、吸附等温线是指不同温度下哪一个参数与吸附质分压或浓度的关系曲线。 （ A ） (A) 平衡吸附量 (B) 吸附量 (C) 满吸附量 (D)最大吸附量

ZXM生物分离工程期末复习

概念题： 萃取： 利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的方法称为萃取。 亲和吸附：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。 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。 等电点沉淀法：蛋白质在等电点下的溶解度最低，根据这一性质，在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。 反渗透：在只有溶剂能通过的渗透膜的两侧，形成大于渗透压的压力差，就可以使溶剂发生倒流，使溶液达到浓缩的效果，这种操作成为反渗透。 流动相：在层析过程中，推动固定相上待分离的物质朝着一个方向移动的液体、气体或租临界体等，都称为流动相。 离子交换平衡：当正反应、逆反应速率相等时，溶液中各种离子的浓度不再变化而达平衡状态，即称为离子交换平衡。 凝聚：在电解质作用下，破坏细胞菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态，使胶体粒子聚集的过程。 分配系数：在一定温度、压力下，溶质分子分布在两个互不相溶的溶剂里，达到平衡后，它在两相的浓度为一常数叫分配系数。 絮凝：指在某些高分子絮凝剂存在下，在悬浮粒子之间发生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团的过程。 过滤：是在某一支撑物上放过滤介质，注入含固体颗粒的溶液，使液体通过，固体颗粒留下，是固液分离的常用方法之一。 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。 离心过滤：使悬浮液在离心力场作用下产生的离心力压力，作用在过滤介质上，使液体通过过滤介质成为滤液，而固体颗粒被截留在过滤介质表面，从而实现固液分离，是离心与过滤单元操作的集成，分离效率更高。 有机溶剂沉淀：在含有溶质的水溶液中加入一定量亲水的有机溶剂，降低溶质的溶解度，使其沉淀析出。 膜分离：利用膜的选择性（孔径大小），以膜的两侧存在的能量差作为推动力，由于溶液中各组分透过膜的迁移率不同而实现分离的一种技术。