第四章 萃取综合

第四章萃取

一、名词解释

萃取：是利用液体或超临界流体为溶剂提取原料中目标产物的分离纯化操作。

反萃取：通过调节水相条件，将目标产物从有机相转入水相的萃取操作成为反萃取。

分配系数：在恒温恒压条件下，溶质在互不相容的两相中达到分配平衡时，其在两相中的浓度之比为一常数，该常数称为分配系数。即K=溶质在萃取相中的浓度/溶质在萃余相中的浓度=C2/C1。

分离因子：萃取剂对溶质A和B的选择或分离能力可以用分离因子表示。即α=(C2A/CIA)/(C2B/C1B)=KA/KB

(C:浓度；下标1,2分别表示萃余相和萃取相；A、B：溶质；α越大，A和B越容易分离，分离效果越好)

超临界流体：物质均具有其固有的临界温度和临界压强，在P-T相图上称为临界点，在临界点以上物质处于即非液体也非气体的超临界状态，这时的物质称为超临界流体。

化学萃取：化学萃取是指利用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应生成脂溶性复合因子实现水溶性溶质向有机相的分配，主要用于一些氨基酸和极性较大的抗生素的萃取。

双水相体系：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，并且在两相水分均占有很大比例，即形成双水相系统。

萃取因子：即萃取平衡后萃取相和萃余相中质量之比。用E表示。

盐效应：由于同一双水相系统中添加不同的盐产生的相间电位不同，故分配系数与静电荷数的关系因无机盐而异，这称为盐效应。

二、选择

1.萃取利用的是物质在两相之间的___B___不同来实现分离或纯化。

A.溶解度比

B.分配系数

C.分离系数

D.稳定常数

2.下列搭配中不适合双水相萃取的是____C__。

A.聚乙二醇/磷酸盐

B.葡聚糖/甲基纤维素

C.聚乙二醇/丙三醇

D. 聚乙二醇/葡聚糖

3.荷电溶质分配系数的对数与溶质的净电荷数成___A___关系，称为______。

A.正比/盐效应

B.指数/塞曼效应

C.非线性/道南效应

D.反比/法拉第效应

4.对于超临界流体萃取，溶解萃取物时通常__C____；分离萃取物时通常______。

A.降压降温/加压加温

B.降压加温/加压降温

C.加压降温/降压加温

D.加压降温/降压加温

5. 对于液液萃取时的两相，下列名词中搭配正确的是_A B D_____。

A.上相/下相

B.萃取相/萃余相

C.萃取相/料液相

D.溶剂相/物料相

6. 下列说明中正确的是__BC__。

A.pH值越小有利于弱碱的萃取

B.pH值越大有利于弱碱的萃取

C.pH值越小有利于弱酸的萃取

D.pH值越大有利于弱酸的萃取

7. 下列属于多级逆流萃取的特点的是____A D__。

A.萃取液消耗量较小

B.萃取时耗能很大

C.萃取产物浓度较低

D.萃取比较完全

8. 溶剂萃取时,在水相加入下列哪个物质能使CH3COOH易于萃取（ A ）

A.HCL

B.H2O 3.CH3CH2OH 4.NH3.H2O

9.PH=3.8的澄清发酵液中含有两种化学修饰的头孢菌素(cephalosporin)A和B,活性分别为1和2(任意单位).用醋酸戊酯萃取,分配系数分别为m A=31,m B=11.利用多级逆流多级萃取,H=9.6L/h,L=0.51L/h,回收90%的头孢菌素A,计算所需级数及萃取相浓度.( )

A.2, y n,A=8.47 y n,B=19.8

B.2, y n,A=16.9 y n,B=8.65

C.3, y n,A=8.47 y n,B=8.65

D.3, y n,A=16.9 y n,B=19.8

10.在PEG/Dx系统中,若降低葡聚糖的相对分子质量且成相系统的总浓度越高,则分配系数和系线( B )

A.减小越短

B.增加越长

C.减小越长

D.增加越短

11.通过测定不同盐类存在下分配系数与PH值之间的关系曲线的交点,可测定蛋白质,细胞器以及微粒的( D )

A. △φ

B. M

C. HF

D. PI

12.超临界萃取,临界点附近的超临界状态下等温线的斜度,随压力升高超临界流体密度( C )

A.平缓增大

B.平缓减小

C.陡峭增大

D.陡峭减小

13.当分离因子增大的时候，溶质A和溶质B的分离效果（ A ）

A.越好

B.越差

C.不影响

14.工业萃取的主要步骤有（ABC ）<多选>

A.混合

B.分离

C.溶剂回收

D.清洗

15.无机盐对物质分配平衡的影响（ B ）

A、蛋白质表面电荷数

B、蛋白质疏水性

C、室温条件

D、相对分子量

16.以下哪种方法可通过改变操作压力实现溶质的萃取和回收，同时温度保持不变的（A ）

A、超临界流体萃取

B、等温法

C、吸收法

D、萃取法

17. 能行成双水相的体系为：（A ）

A．两水相互不相容

B．两水相符合凝聚

C．两水相完全互溶

D．两水相相互反应

18.无机盐离子对物质分配平衡的影响不包括：（B ）

A．对相间电位的影响

B．对沉淀系数的影响

C．对蛋白质疏水性的影响

D．对双水相系统组成的影响

19.萃取分配定律成立的条件为 C 。

A.恒温恒压

B.恒温恒压，溶质在两相中相对分子质量相等

C.恒温恒压，溶质在两相中相对分子质量相等，且低浓度范围

D.恒温恒压，低浓度范围

20. 分配系数在 C 情况下是常数。

A.溶质在两相中的分子形态相同

B.达到相平衡时

C.低浓度范围

D.较高浓度时

21.在多级错流萃取中，若萃取平衡符合线性关系，并且各级萃取流量之和为一常数，各级萃取流量均相等时萃取分率

A 。

A.大

B.相等

C.小

D.不确定

22.在pH为等电点的双水相中蛋白质的分配系数的对数值与双水相的疏水因子HF呈线性关系，则直线的斜率定义为

A 。

A.双水相的疏水性因子

B.蛋白质的分配系数

C.蛋白质的静电荷数

D.蛋白质的表面疏水性

23.在pH为等电点的双水相中，蛋白质主要根据 C 产生各自分配。

A.荷电荷的大小

B.分子量差异

C.疏水性差异

D.荷电荷性质

24.在pH=pI的双水相中，若双水相疏水因子HF=0，则蛋白质在两相中的分配系数为 C 。

A.无穷大

B.零

C.1

D.0

25.有机溶剂萃取通常操作是在A C 下进行有利于目标产物的回收与纯化，

A.较低温度

B.较高温度

C.室温

D.任何温度

26.液固萃取是利用液体提取固体的有用成分的 C 分离操作。

A.溶解

B.吸附

C.扩散

D.渗透

27. 溶质在液—液两相中达到萃取平衡时，萃取速率为（ B ）。

A.常数

B.零

C.最大值

D.最小值

28.溶质在两相达到分配平衡时，溶质在两相中的浓度（ C ）。

A.相等

B.轻相大于重相中的浓度

C.不再改变

D.轻相小于重相中的浓度

29.红霉素是碱性电解质，采用有机溶剂萃取，水相从pH 9.8降至pH 5.5时，分配系数会

（ B ）。

A.不改变

B.降低

C.先升后降

D.增加

30.青霉素是较强的有机酸，采用有机溶剂萃取时，水相中pH 从3 升至6时，分配系数会

（ A ）。

A.明显降低

B.变化不大

C.明显增加

D.恒定不变

31.非电解质溶质在双水相中的分配系数随相对分子质量的增大而（ A ）。

A.减小

B.增大

C.趋近无穷

D.变化不大

32.疏水因子HF 一般随聚合物的相对分子质量、浓度和盐析浓度的增大而（ B ）。

A.减少

B.增大

C.恒定

D.趋近于零

33.在PEG/DX 双水相中，若添加的无机盐使相间电位差0??<，要使蛋白质分配于富含PEG 的上相中，应调节pH （ B ）。

A.等于蛋白质的等电点

B.大于等电点

C.小于等电点

D.等于7

34.在有机溶剂萃取中，无机盐的存在（ B ）溶质向有机相中分配。

A.不影响

B.有利于

C.不利于

D.以上答案都不对

35.双水相的疏水因子HF 值越大，则溶质的分配系数越（ A ）。

A.大

B.小

C.趋近于1

D.趋近于零

36.超临界流体在其临界温度和压力附近的微小变化，都会引起其（ C ）发生很大的变化。

A.粘度

B.体积

C.密度

D.质量

37.超临界流体萃取的萃取速度（ C ）液—液萃取。

A.低于

B.等于

C.大于

D.近似等于

38.以下关于有机溶剂或稀释剂的选择标准中不正确的是 ABC

A ．与目标产物极性相似的有机溶剂做萃取剂

B ．与水相互不相溶

C ．毒性低、腐蚀性小、闪点高的溶剂

D ．与水相有较大密度差，表面张力适中

39.在某有机酸的萃取中，轻相溶质的浓度x 与重相溶质浓度y 符合Henry 定律y=0.3x ，上下相的体积比为1.5:1，则该萃取分率为 B 。

A ．69.97% B.31.03% C.57% D.43%

三、填空

1.以液体为萃取剂时，如果含有目标产物的原料也为液体，则称此操作为 ；如果含有目标产物的原料为固体，则称此操作为 。

2.在液液萃取中，根据萃取剂的种类和形式的不同又分为 ， ， 和 等。

3.物理萃取时，弱酸性电解质的分配系数随PH 值降低而 ，而弱碱性电解质则 。

4.萃取操作一般在 温或 温下进行。

5.无机盐的存在可 溶质在水相中的溶解度，有利于溶质向有机相中分配。

6.单级混合-澄清式萃取，萃取分数（回收率）为 ；多级错流接触萃取，萃取分数为 ；多级逆流萃取，萃取分数为 。

7.可形成双水相的双聚合物体系很多，如 ， ， 。

8.生物大分子的分配系数取决于溶质与双水相系统间的各种相互作用，其中主要的有 、 和 等。

9.若降低聚合物的相对分子质量，则蛋白质易分配于 该聚合物的相中。

10. 水或有机剂以微小液滴形式分散于有机相或水相中的现象称为________

11. 分配系数可用下式计算的条件为 ； ；

21C K C ==溶质在萃取相中的浓度溶质在萃余相中的浓度

12.化学萃取是利用脂溶性萃取剂与溶质之间的发生 ________生成脂溶性的复合分子的过程。

13. 在有机溶剂萃取中，分离因子a=KA/KB, 其越___，A 组分和B 组分越容易分离，当a= ___ 时，A 与B 几乎不能分离。

14. 二氧化碳由于其临界温度仅有________度，其接近常温又无毒稳定 价格低廉，故常常用作超临界流体。其临界压力为________Mpa 。

15.超临界流体萃取的过程是由________ 过程和_________过程组合而成的。

16.双水相萃取的规模放大非常容易，是因为其能耗___，时间___，容易实现_____ 性操作。

17.请写出分配定律的公式：_________________，其应用条件是________________，________________，________________

18. 弱电介质在两相中分离平衡应考虑两方面的因素：________________，________________

19.化学萃取平衡主要应用于：________________，________________

20.化学萃取氨基酸常用的溶剂有________________，________________

21.常用抗生素萃取剂、。

22.常用的破乳化方法（请写出三个）：________________，________________，________________

23.双水相萃取的分配平衡常数受、、

、影响。

24.物质在超临界流体中的溶解度C与超临界流体密度之间的关系_____________________________。（写公式即可）

25. 关于超临界流体的密度与温度、压力的关系：在压力一定的情况下（如1

26. 根据萃取过程中超临界流体的状态变化和溶质的分离回收方式不同，超临界流体萃取操作主要分为___________、_____________、______________

27.弱酸性电解质的分配系数随pH 而增大，弱碱性电解质随pH 而减小。

28.发酵液中夹带有机溶剂微滴形成型乳浊液；有机相中夹带发酵液形成型乳浊液。

29.双水相相图中，系线，两相间的性质差别。

30.溶质在两相中的分配平衡时，状态函数与萃取操作形式关。

31.Henry型平衡关系，y=mx在浓度范围内适用。

https://www.wendangku.net/doc/f818565246.html,ngmuir型平衡方程，

1

2

m x

y

m x

=

+

在浓度范围适用。

33.PEG/DX双水相中，若降低PEG的相对分子质量，则蛋白质的分配系数，若降低DX的相对分子质量，则分配系数。

34.双水相中无机盐的添加对溶质分配系数的影响主要反映在对和的

影响。

35.利用溶质在互不相溶的两相之间不同而使溶质分离的方法称为萃取。

四、判断

1.萃取是利用液体或超临界流体为溶剂提取原料中目标产物的分离纯化操作。（）

2.一般蛋白质表面均存在疏水区，疏水区占总表面积的比例越大，疏水性越强。（）

3.双水相萃取过程包括：双水相的形成，溶质在双水相中的分配和双水相的分离。（）

4.聚合物与无机物的混合液可形成双水相。（）

5.常用的氨基酸萃取剂有季铵盐类。（）

6.氨基酸等两性电解质不能采用化学萃取法，而是应该采用物理萃取法。（）

7.分配系数：K=溶质在萃取相中的浓度/溶质在萃余相中的浓度=C2/C1;上式的应用条件为：（1）稀溶液：（2）溶质对溶剂之间的互溶度没有影响（）

8.萃取剂对溶质A和溶质B的选择性或分离能力可以用分离因子α表征：α=ＫＡ／ＫＢ,α越大，Ａ、Ｂ越难分离。（）

9．工业萃取操作一般包括三个步骤：①混合；②分离；③溶剂回收（）

10．在双水相系统相图中，图中的曲线称为双节线。双节线以下的区域为均相区，以上的区域为两相区，连结双节线上的两点的直线称为系线，在系线各点处的总浓度不同，但均分成组成不同而体积相同的两相。（）

11．在实施萃取操作前，对发酵液进行过滤或絮凝沉淀处理，可除去大部分蛋白质及固体微粒，防止乳化现象的发生。（）

12.大规模双水相处理耗能高，达到平衡时间短。（）

13.当闪点越高的时候引发火灾的危险性越大。（）

14.物理萃取时，弱酸性电解质的分配系数随pH值降低而增大，弱碱性电解质也如此。（）

15.用氯仿为萃取剂的时候，有机溶剂在上相中。（）

16.压强增大，超临界流体的密度增大，不利于其溶解。（）

17.超临界流体的密度接近液体，因此具有与液体相近的溶解能力。（）

18.由于超临界流体粘度小，自扩散系数大，所以可以迅速渗透到物体的内部溶解目标物质，快速达到萃取平衡。（）

19.使用双水相萃取时，萃取达相平衡的时间极短通常为几秒钟。（）20.若降低聚合物的相对分子量，则蛋白质不易分配于富含该聚合物的相中。（）

21.萃取因子是表示萃取相中溶质的量与萃余相中溶质的量之比。（）

22.萃取分率是表示萃取相与原料液中溶质的量之比。（）

23.荷电溶质在双水相中分配系数的对数与溶质的净电荷数成反比。 ( )

24.双水相中荷电溶质的分配系数不仅与溶质的净电荷数有关，还与添加的无机盐的种类有关。（）

25.由于温度影响相水系统的相图，因而影响蛋白质的分配系数，因此温度对双水相系统中蛋白质的影响很大。( )

26.超临界流体萃取的萃取速度小于液—液萃取。（）

27.双水相中无机盐的添加对溶质分配系数的影响主要反映在对相间电位差和表面疏水性的影响。（）

28.超临界流体在其临界温度和压力附近的微小变化，都会引起质量发生很大的变化。（）

29.萃余分率是表示萃余相与原料液中溶质的量之比。（）

30.反萃取是将目标产物从有机相转移至水相的过程。（）

31.以超临界流体为萃取剂时，含有目标成分的原料只能是液体。（）

32.水相PH值对弱电解质分配系数有显著影响。（）

33.为防止乳化现象，可除去大部分蛋白质及固体微粒。（）

五、简答

1.简述分配定律？

在恒温恒压条件下，溶质在互不相容的两相中达到分配平衡时，其在两相中的浓度之比为一常数，该常数称为分配系数。即K=溶质在萃取相中的浓度/溶质在萃余相中的浓度=C2/C1。

上式应用条件：（1）稀溶液；（2）溶质对溶剂之间的互溶度没有影响；（3）溶质之间不发生缔合或解离。

2.掌握双水相系统相图，理解双节线、系线、系统的总浓度、上、下相组成、杠杆规则等概念。试说出两种常用的

双水相萃取体系, 为什么说双水相萃取适合胞内酶和蛋白的萃取？

相图中的曲线称为双结点线，双结点线以下的区域为均相区，以上的区域为两相区

连接双结点线上的直线为系线，在系线上各点处系统总浓度不同，但均分组成相同而体积不同的两相

杠杆规则：均分组成相同而体积不同的两相，两相体系近似服从杠杆规则，即

T

B

V BM V MT

其中，V T，V B分别为上相和下相体积，BM，MT分别为B点和M点与T点之间的距离

系线长度是衡量两相间相对差别的尺度，系线越长，两相间的性质差别越大，反之则越小，当系线长度趋向于零时，两相差别消失，任何溶质在两相中的分配系数均为1，该点称为临界点

系统总浓度：初始浓度

上下相组成：双水相平衡后，上相中的浓度与下相中的浓度

常用双水相萃取系统：有高聚物/高聚物体系，如聚乙二醇（PEG）/葡聚糖（Dx）体系，高聚物/无机盐体系，如PEG/磷酸盐体系（KPi）

双水相萃取法可选择性地使细胞碎片分配与双水相系统的下相，而且目标产物分配于上相，同时实现目标产物的部分纯化和细胞碎片的除去，从而节省利用离心或膜分离除去细胞碎片的过程，因此说双水相萃取适合胞内酶和蛋白的萃取。

3.试列出1－2种双水相萃取中回收目标蛋白和PEG溶液的方法。

1、蛋白质在富含PEG的上相中，上相加盐，形成新的双水相体系，适当条件下，蛋白质被重萃进入盐相，PEG回

收，盐相少量PEG超滤或透析除去

2、膜分离选择性孔径大小的半透膜，截留蛋白质，同时除去PEG进行回收

3、使用离子交换和吸附通过蛋白质与基质的选择性相互作用进行的

4.CO2的临界温度和压力是多少？采用CO2作为超临界流体萃取的优点。

CO2的临界温度为31.3℃，临界压力为73.8×105Pa

CO2的临界点较低，特别是临界温度接近常温，并且无毒，化学稳定性高，价格低廉，是最常用的超临界流体萃取剂

5.在P-T图上指出超临界流体存在的区域。

6.弱电解质在溶剂萃取两相中的分配平衡有何特点，pH值如何影响弱酸、弱碱的萃取？

弱电解质在水相中发生不完全解离，仅仅是游离酸或游离碱在两相产生分配平衡，而酸根或碱基不能进入有机相，所以萃取达到平衡状态时，一方面弱电解质在水相中达到解离平衡，另一方面，未解离的游离电解质在两相中达到分配平衡。对酸来说，越酸萃取效果越好，对碱来说越碱效果越好

7.影响双水相体系平衡的因素有哪些，如何影响？

1、成相聚合物及其浓度

若降低聚合物的相对分子量，则蛋白质易于分配于富含该聚合物的相中，适用于任何成相聚合物和生物大分子溶液

成相体系总浓度上升，系线远离临界点，系线长度增加，两相性质差别增大，蛋白越容易分配于其中某一相中

2、盐的种类和浓度

对相间电位的影响：在体系中加入适当盐类，会大大促进带相反电荷的两种蛋白质的分离

对蛋白质疏水性的影响：无机盐的种类和浓度影响蛋白质表面疏水性增量，从而影响蛋白质的分配系数

对双水相系统组成的影响：改变成相物质的组成和体积比，这种相组成即相性质的改变直接影响蛋白质的分配系数

3、pH的影响

由于pH值影响蛋白质的解离度，调节pH值可改变蛋白质的表面电荷数，因而改变分配系数。因此。pH值与蛋白质的分配系数存在一定的关系

4、温度的影响

温度影响双水相系统的相图，因而影响蛋白质的分配系数，但一般来说，当双水相系统离临界点足够远时，温度的影响很小，1-2℃的温度改变不影响目标产物的萃取分离

六、论述

1. 双水相萃取与有机溶剂萃取有何不同？？（从溶剂体系、适用对象、萃取过程及所需设备等方面分析）

2. 试从超临界流体的特点（SCF），说明超临界萃取的原理及其特点。

物质均有其固定的临界温度和临界压力，在P-T相同上称为临界点，在临界点以上物质处于既非液体也非气体的超临界状态，称为SCF，SCF特征如下：

（1）、SCF的密度接近液体，因此具有与液体相近的溶解能力

（2）、由于SCF粘度小（比液体小10-100倍），自扩散系数大（比液体高10-100倍），所以可以迅速渗透到物体的内部溶解目标物质，快速达到萃取平衡

（3）、在临界点附近流体的物理化学性质随温度和压力的变化及其敏感，在不改变化学组成的条件下，即可通过温度和压力调节流体的性质

这是SCF作为萃取剂优于液体的主要优点，这一特点在提取固体内有用成分时尤为重要

超临界萃取的原理：利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，而其密度又可通过压强和温度进行调节，因此超临界流体萃取是利用压强和温度对超临界流体的密度的影响，进而影响其溶解能力的。

超临界流体萃取的优点

1、SCF萃取同时具有液相萃取和精馏的特点，SCF萃取过程是由两种因素，即被分离物质挥发度之间的差异和它们分子间亲和力的大小不同，同时发生作用而产生相际分离效果，尤其适用于脂溶性，挥发性物质的提取

2、SCF萃取的独特优点是它的萃取能力取决于流体的密度，而密度很容易通过调节温度和压力来加以控制

3、SCF萃取中的溶剂回收很简便，并能大大节省能源，被萃取物可通过等温减压或等温升压的办法与萃取剂分离，而萃取剂只需重新压缩便可循环使用

4、SCF萃取工艺可以不在高温下操作，因此特别适合于热稳定性较差的物质，同时产品中无其他物质残留

七、计算

1. 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，设每级萃取相均达到分配平衡，并且萃取前后各项体积保持不变。

（1）如采取以及萃取，萃取水相中90%的A，所需相比应是多少？此时有机相中的A的纯度？

（2）若采取多级错流萃取，每级萃取用新鲜的有机相，相比为0.5，计算使A在有机相中的收率达到99%以上所需的

生物分离工程第四章综合测试

第四章萃取 一、名词解释 萃取：是利用液体或超临界流体为溶剂提取原料中目标产物的分离纯化操作。 反萃取：通过调节水相条件，将目标产物从有机相转入水相的萃取操作成为反萃取。 分配系数：在恒温恒压条件下，溶质在互不相容的两相中达到分配平衡时，其在两相中的浓度之比为一常数，该常数称为分配系数。即K=溶质在萃取相中的浓度/溶质在萃余相中的浓度=C2/C1。 分离因子：萃取剂对溶质A和B的选择或分离能力可以用分离因子表示。即α=(C2A/CIA)/(C2B/C1B)=KA/KB (C:浓度；下标1,2分别表示萃余相和萃取相；A、B：溶质；α越大，A和B越容易分离，分离效果越好) 超临界流体：物质均具有其固有的临界温度和临界压强，在P-T相图上称为临界点，在临界点以上物质处于即非液体也非气体的超临界状态，这时的物质称为超临界流体。 化学萃取：化学萃取是指利用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应生成脂溶性复合因子实现水溶性溶质向有机相的分配，主要用于一些氨基酸和极性较大的抗生素的萃取。 双水相体系：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，并且在两相水分均占有很大比例，即形成双水相系统。 \ 萃取因子：即萃取平衡后萃取相和萃余相中质量之比。用E表示。 盐效应：由于同一双水相系统中添加不同的盐产生的相间电位不同，故分配系数与静电荷数的关系因无机盐而异，这称为盐效应。 二、选择 1.萃取利用的是物质在两相之间的___B___不同来实现分离或纯化。 2. A.溶解度比 B.分配系数 C.分离系数 D.稳定常数 3.下列搭配中不适合双水相萃取的是____C__。 4. A.聚乙二醇/磷酸盐 B.葡聚糖/甲基纤维素 5. C.聚乙二醇/丙三醇 D. 聚乙二醇/葡聚糖 6.荷电溶质分配系数的对数与溶质的净电荷数成___A___关系，称为______。 7. A.正比/盐效应 B.指数/塞曼效应 8. C.非线性/道南效应 D.反比/法拉第效应 9.对于超临界流体萃取，溶解萃取物时通常__C____；分离萃取物时通常______。 10. A.降压降温/加压加温 B.降压加温/加压降温 11. C.加压降温/降压加温 D.加压降温/降压加温 5. 对于液液萃取时的两相，下列名词中搭配正确的是_A B D_____。 A.上相/下相 B.萃取相/萃余相 C.萃取相/料液相 D.溶剂相/物料相

生物分离工程题库+答案

《生物分离工程》题库 一、填充题 1. 生物产品的分离包括R 不溶物的去除 ，I 产物分离 ，P 纯化 和P 精 制 ； 2. 发酵液常用的固液分离方法有 过滤 和 离心 等； 3. 离心设备从形式上可分为 管式 ， 套筒式 ， 碟片式 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 微滤膜 ， 超滤膜 ， 纳滤膜 和 反渗透膜 ； 5. 多糖基离子交换剂包括 离子交换纤维素 和 葡聚糖凝胶离子交换剂 两大类； 6. 工业上常用的超滤装置有 板式 ， 管式 ， 螺旋式和 中空纤维式 ； 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 、内部扩散 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；常用的固定相有C 8 辛烷基 和 十八烷基C 18 ；常用的流动相有 乙腈 和 异丙醇 ； 15.超临界流体的特点是与气体有相似的 粘度和扩散系数 ，与液体有相似的 密度 ； 16.离子交换树脂的合成方法有 加聚法 和 逐步共聚法 两大类；

分离工程

生物分离工程复习题 第一章导论 一解释名词 生物下游加工过程（生物分离工程）， 二简答题 1 生物产品与普通化工产品分离过程有何不同？（生物下游加工过程特点是什么？生物分离工程的特点是什么？） 2 生物分离工程在生物技术中的地位？ 3 分离效率评价的主要标准有哪些？各有什么意义？ 4 生物分离工程可分为几大部分，分别包括哪些单元操作？（简述或图示分离工程一般流程及基本操作单元） 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？ 6 下游加工过程的发展趋势有哪些方面？ 7 纯化生物产品的得率是如何计算的？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？ 第二章发酵液预处理 一解释名词 凝聚，絮凝，凝聚剂，过滤，离心，细胞破碎，包含体 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？ 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？ 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？ 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？ 5 沉降与离心的异同？ 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？ 7 常用的离心沉降设备有哪些？常用的过滤设备有哪些？ 8 固-液分离主要包括哪些方法和设备？ 9 试比较固液分离中过滤和离心分离技术的特点。 10 高压匀浆与高速珠磨破碎法各有哪些优缺点？ 11 比较工业常用的过滤设备优缺点。离心与过滤各有什么优缺点？

第三章沉淀与结晶 一解释名词 沉淀，结晶，盐析，盐溶，盐析结晶，盐析沉淀，硫酸铵饱和度，晶种，晶核，晶型, 饱和溶液，过饱和溶液，饱和度 二简答题 1 根据加入沉淀剂的不同沉淀分离主要包括哪几类？） 2 常用的蛋白质沉淀方法有哪些？有机溶剂沉淀蛋白质的机理什么？用乙醇沉淀蛋白质时应注意哪些事项？ 3 影响盐析的主要因素有哪些？在工艺设计中如何应用？ 4 如何确定盐析过程中需要加入硫酸铵的量？ 5 简述有机溶剂沉淀的原理。 6沉淀与结晶有何不同？ 7 结晶操作的原理是什么？常用结晶器包括哪两种类型？如何选择结晶设备？ 8 粒子大小与溶解度有何关系？ 9 有哪些方法造成溶液过饱和？ 10 绘制饱和温度曲线和过饱和温度曲线，并标明稳定区、亚稳定区和不稳定区。并简述其意义 11 影响硫酸铵盐析效果的主要因素有哪些？公式Ig S=β- Ks I 中β、Ks各与什么因素有关？ 第四章萃取 一解释名词 萃取，反萃取，分配系数，有机溶剂萃取，分离因子，乳化，胶团，反胶团，反胶团萃取，临界胶束浓度，溶解度参数，介电常数，HLB 值，萃取因素，带溶剂，超临界流体，超临界流体萃取，双水相萃取，液膜萃取，多级逆流萃取 二简答题 1 生物物质的萃取与传统的萃取相比有哪些不同点？ 2 溶剂萃取按参与溶质分配的两相不同而分为哪5类？有机溶剂萃取中产生乳化后使有机相和水相分层困 难，一般会出现哪两种夹带？各产生什么后果？ 3 萃取过程（方式）设计分为哪几种类型？ 4 pH 对弱电解质的萃取效率有何影响？ 5 发酵液乳化现象是如何产生的？对分离纯化产生何影响? 影响乳浊液稳定的因素主要有哪些？如何有 效消除乳化现象？

第四章、萃取的习题解答Word版

第四章 萃取的习题解答 2．在单级萃取装置中,用纯水萃取含醋酸309毛(质量分数,下同)的醋酸一庚晦3棍合液1刷屿,要求萃余相中醋酸组成不大于1096。操作条件下的平衡数据见习题1。试求:")水的用量为若干公斤?(2)萃余相的量及醋酸的萃余率(即萃余相中的醋酸占原料液中醋酸的百分数)。 解： 由30%F x =在AB 边上确定'F .(见习题1附图1) 5联接'F S 过 由10%R x =在溶解度曲线上确定'R ,过'R 作联结线''R E 并与'F S 线交于'M ,则水的用量和萃余相的量可根据杠杆规则确定，即 （1） 水的用量S ''59 10001283'46 F M S F kg M S =? =?= （2） 萃余相的量和萃余率 100012832283M F S k =+=+= ''29 2283807.482'' E M R M kg E R =? =?= 所以萃余率＝' '807.40.1 26.91%10000.3 R F Rx Fx ?==? 3. 在25℃下,用甲基异丁基甲酮(MBK)从含丙酮40%(质量分数)的水溶液中萃取丙酮。原料液的流量为1500kg/h 。试求: (1)当要求在单级萃取装置中获得最大组成的萃取液时,萃取剂的用量为若干(kg/h)? (2)若将(l)求得的萃取剂用量分作两等份进行两级错流萃取,试求最终萃余相的流量和组成。 (3)比较(1)(2)两种操作方式中丙酮的回收率(即萃出率)。 操作条件下的平衡数据见本题附表。 习题3附表1溶解度曲线数据(质量分数)

习题3附表2联结线数据(丙酮的质量分数) 解：根据附表数据绘溶解度曲线及辅助曲线如附图所示 （1）萃取剂用量 过S 作溶解度曲线的切线SE 并延长交AB 边于点'E ，过点E 作联结线ER 与 FS 交于点M ,利用杠杆规则求得 36 1500760/71FM S F kg h MS =? =?= （3） 两级错流萃取的最终萃余相的组成和流量 每级溶剂的用量1 760380/2 S kg h =?= 由1S 和F 的流量确定1M ，且1M 150********/kg h =+= 过1M 作联结线11R E ,由杠杆规则确定1 R

生物分离工程练习题

《生物分离工程》练习题 绪论 1.生物分离过程包括目标产物的提取、浓缩、纯化。 2.生物分离过程的显着特点是什么？ 1、条件温和 2、安全性、卫生性要求高 3、方法需要具有高选择性 4、对原 料高度浓缩 3.评价一个分离过程的效率主要有三个标准，目标产物的浓缩程 度、分离纯化程度、回收率。 4.图中F表示流速，c表示浓度；下标T和X分别表示目标产物和杂质。C、P 和W分别表示原料、产品和废料。写出产品浓缩率m、分离因子α、回收率REC 的计算公式。书本第九页 第一章细胞分离与破碎 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过滤介质阻力和滤饼阻力，其中滤 饼占主导作用。 3.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 4.重力沉降过程中，固体颗粒不受C的作用。 A.重力 B.摩擦力 C.静电力 D.浮力 5.过滤的透过推动力是 D 。 A.渗透压 B.电位差 C.自由扩散 D.压力差 6.在错流过滤中，流动的剪切作用可以B。 A.减轻浓度极化，但增加凝胶层的厚度 B.减轻浓度极化，但降低 凝胶层的厚度 C.加重浓度极化，但增加凝胶层的厚度 D.加重浓度极化，但降低 凝胶层的厚度

7.重力沉降过程中，固体颗粒受到重力，浮力，流体摩擦阻力的 作用，当固体匀速下降时，三个力的关系平衡 8.撞击破碎适用于D的回收。 A.蛋白质 B.核酸 C.细胞壁 D.细胞器 9.区带离心包括差速区带离心和平衡区带离心。 10.管式和碟片式离心机各自的优缺点。 管式，优点:离心力较大缺点：沉降面积小，处理能力降低 碟片式，优点：沉降面积大缺点：转速小，离心力较小 11.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 胞越难破碎 12.细胞的机械破碎主要方法有高压匀浆、珠磨、喷雾撞击破碎、 超声波破碎 13.细胞的化学破碎技术包括酸碱处理、酶溶、化学试剂处 理。 第二章初级分离 1.防止蛋白质沉淀的屏障有蛋白质周围水化层和双电层。 2.判断：当蛋白质周围双电层的ζ电位足够大时，静电排斥作用抵御蛋白质分子之间的分子间力，使蛋白质溶液处于稳定状态而难以沉淀。（正确） 3.降低蛋白质周围的水化层和双电层厚度，可以破坏蛋白质溶液的稳定性，实现蛋白质沉淀。 4.常用的蛋白质沉淀方法有：盐析沉淀，等电点沉淀，有机溶剂沉淀。

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；

萃取分离法习题

萃取分离法习题 1、目前常用的萃取方法有哪几种？各有何特点？ 2、衡量萃取完全的指标是什么？其影响因素有哪些？ 3、衡量萃取速度的指标是什么？其影响因素有哪些？ 4、衡量萃取分离效率的指标是什么？它在评价一个萃取分离方法中的作用是什么？ 5、试述萃取剂的选择原则。 6、试述萃取溶剂的选择原则。 7、说明分配系数、分配比和分离因数三者的物理意义 8、在形成螯合物的萃取体系中PH1/2表示了什么？它的大小由什么因素决定的？对于PH1/2相差较大的离子，应如何使它们分离？对于PH1/2相差较小的离子又如何使它们分离？分别举例加以说明。 9、什么是盐析剂？为什么盐析剂作用可以提高萃取效率？ 10、当HgI2溶液中有I-存在时，形成HgI3-和HgI42-。试推导用有机溶剂萃取HgI2时，HgI2的分配比与[I-]间的关系。 11、A和B化合物的分配比分别为9和2，通过多次萃取可以将它们分开吗？为什么？ 12、试计算：当所用提取溶剂与被萃液的相比（R）分别为0.5，1，2时的萃取率E（假设萃取体系的分配比D为1）。由上述计算，可说明什么问题。 13、当三氟乙酰丙酮分配在CHCl3和水中时得到如下的结果：当溶液的PH值为1.16时，分配比为2.00；当PH值为6.39时，分配比为1.40。求它在氯仿和水中的分配系数K D 和离解常数K i。 14、用8-羟基喹啉为萃取剂，用氯仿为溶剂，萃取分离Fe3+，Co2+，Mn2+时，已知它们萃取曲线的PH1/2值分别为1.5、5.2、6.7。问这三种离子是否可用这样的溶剂萃取法进行分离？如果可以，萃取分离时溶液的PH值应控制在什么范围内？（分离完全时β≧104）。 15、若一次萃取的E1=50%，欲达到En=99%，需连续萃取几次？欲达到En=99.9%，又必须连续萃取几次？ 16、什么是反胶束萃取？反胶团萃取的特点有哪些？它在蛋白质分离中有何应用？ 17、什么是双水相萃取？双水相构成体系有哪些？它在生物分离中有何应用？ 18、影响反胶束萃取和双水相萃取的因素有哪些？ 19、（1）简述超临界流体萃取的原理和应用，在超临界流体萃取中应注意哪些操作条件？ (2)简述超声辅助萃取、微波协助萃取以及固相萃取和固相微萃取技术的原理、特点、操作条件和应用。 20、设计方案，用超临界流体萃取法分离提取银杏内酯的分析方案。 21、设计方案，用超声法或微波协助萃取法分离提取山楂总黄酮的分析方案。 22、设计方案（包括方法、试剂、主要工艺流程等)，用固相萃取或固相微萃取技术分离提取牛蒡苷元的分析方案。

《生物分离工程》复习题(解答版)

《生物分离工程》复习题 《绪论细胞分离》 1.在细胞分离中，细胞的密度ρS越大，细胞培养液的密度ρL越小，则细胞沉降速率越大。 2.表示离心机分离能力大小的重要指标是 C 。 A.离心沉降速度 B.转数 C.分离因数 D.离心力 3.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。 4.简答：对微生物悬浮液的分离（过滤分离），为什么要缓慢增加操作压力 5.判断并改错：在恒压过滤中，过滤速率会保持恒定。（×）改：不断下降。 6.简答：提高过滤效率的手段有哪些 7.判断并改错：生长速率高的细胞比生长速率低的细胞更难破碎。(×)改：更易破碎。 8.简答：采用哪种方法破碎酵母能达到较高的破碎率 9.简答：蛋白质复性收率低的主要原因是什么 10.简答：常用的包含体分离和蛋白质复性的工艺路线之一。 11. 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 12.重力沉降过程中，固体颗粒不受 C 的作用。 A.重力 B.摩擦力 C.静电力 D.浮力 13.过滤的透过推动力是 D 。 A.渗透压 B.电位差 C.自由扩散 D.压力差 14.在错流过滤中，流动的剪切作用可以 B 。 A.减轻浓度极化，但增加凝胶层的厚度 B.减轻浓度极化，但降低凝胶层的厚度 C.加重浓度极化，但增加凝胶层的厚度 D.加重浓度极化，但降低凝胶层的厚度 15.目前认为包含体的形成是部分折叠的中间态之间 A 相互作用的结果。 A.疏水性 B.亲水性 C.氢键 D.静电 16.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。

《分离工程》思考题及习题(整理)(1)

《生化分离工程》思考题及习题 第一章绪论 2、生化分离工程有那些特点？ 3、简述生化分离过程的一般流程？ 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、发酵液中去除杂蛋白的原因是什么？方法主要有那些？ 7、何谓密度梯度离心？其工作原理是什么？ 第三章细胞破碎法 1、革兰氏阳性菌和阴性菌在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、何谓化学破碎法？其原理是什么？包括那几种？ 5、何谓酶法破碎法？有何特点？常用那几种酶类？ 第四章萃取分离法 1、何谓溶媒萃取？其分配定律的适用条件是什么？ 2、在溶媒萃取过程中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？ 5、某澄清的发酵液中含260mg/l放线菌D, 现用醋酸丁酯进行多级萃取。已知平衡常数K=57.0，料液流量450升/时，有机相流量20升/时。为达到此抗生素收率为98%的要求，需要多少级的萃取过程？(计算题) 8、何谓双水相萃取？双水相体系可分为那几类？目前常用的体系有那两种？ 9、为什么说双水相萃取适用于生物活性大分子物质分离？ 第五章沉淀分离法 1）何谓盐析沉淀？其沉淀机理是什么？有何特点？ 2) 生产中常用的盐析剂有哪些？其选择依据是什么？ 3) 何谓分步盐析沉淀？ 4）何谓等电点沉淀？其机理是什么？pH是如何影响pI的？ 第六章吸附分离法 1、吸附作用机理是什么？ 2、吸附法有几种？各自有何特点？ 5、已知80g的活性炭最多能吸附0.78 mol腺苷三磷酸（ATP），这种吸附过程符合兰缪尔等温线。其中b=2.0×10E3mol/L,请问在1.2L的料液浓度为多少时才能使活性炭吸附能力达90%? （计算题） ★第七章离子交换法 1、何谓离子交换法（剂）?一般可分为那几种? 2、离子交换剂的结构、组成？按活性基团不同可分为那几大类？ 3、pH值是如何影响离子交换分离的？ 5、在离子交换层析分离过程中，离子交换剂是如何选择的？ 6、各类离子交换树脂的洗涤、再生条件是什么？ 7、软水、去离子水的制备工艺路线？ ★第八章膜分离技术 2）膜在结构上可分为那几种？膜材料主要用什么？ 3）简述微滤、超滤、纳滤及反渗透膜在膜材料、结构、性能、分离机理及其应用等方面的异同点 5）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？

第四章、萃取得习题解答

第四章萃取得习题解答 2.在单级萃取装置中,用纯水萃取含醋酸309毛(质量分数,下同)得醋酸一庚晦3棍合液1刷屿,要求萃余相中醋酸组成不大于1096。操作条件下得平衡数据见习题1。试求:")水得用量为若干公斤?(2)萃余相得量及醋酸得萃余率(即萃余相中得醋酸占原料液中醋酸得百分数)。 解:由在边上确定、(见习题1附图1) 5联接过 由在溶解度曲线上确定,过作联结线并与线交于,则水得用量与萃余相得量可根据杠杆规则确定,即 （1）水得用量 （2）萃余相得量与萃余率 所以萃余率＝ 3、在25℃下,用甲基异丁基甲酮(MBK)从含丙酮40%(质量分数)得水溶液中萃取丙酮。原料液得流量为1500kg/h。试求: (1)当要求在单级萃取装置中获得最大组成得萃取液时,萃取剂得用量为若干(kg/h)? (2)若将(l)求得得萃取剂用量分作两等份进行两级错流萃取,试求最终萃余相得流量与组成。 (3)比较(1)(2)两种操作方式中丙酮得回收率(即萃出率)。 操作条件下得平衡数据见本题附表。 习题3附表1溶解度曲线数据(质量分数)

习题3附表2联结线数据(丙酮得质量分数) 解:根据附表数据绘溶解度曲线及辅助曲线如附图所示 (1)萃取剂用量 过作溶解度曲线得切线并延长交边于点,过点作联结线与交于点,利用杠杆规则求得 （3）两级错流萃取得最终萃余相得组成与流量 每级溶剂得用量 由与得流量确定,且 过作联结线,由杠杆规则确定 联结,由与确定,过作联结线 由杠杆规则确定第二级萃余相得流量,即 由图读得 （4）两种操作方式中丙酮得萃取率 单级萃取: 丙酮得萃取率

4、在多级错流接触萃取装置中,以水作萃取剂从含乙醛6%(质量分数,下同)得乙醛一甲苯混合液中提取乙醛。原料液得流量为120kg/h,要求最终萃余相中乙醛含量不大于0、5%。每级中水得用量均为25kg/h。操作条件下,水与甲苯可视作完全不互溶,以乙醛质量比组成表示得平衡关系为:Y=2、2X。试在X-Y坐标系上用作图法与解析法分别求所需得理论级数。 解:由题给条件可知 （1）用作图法求理论级数 由平衡关系知,分配曲线为通过原点得直线,如本题附图所示 操作线斜率为: 由在横轴上确定点、过点作斜率为得操作线交分配曲线于点,点代表第一级所对应得萃取相与萃余相组成得坐标点,过点作轴得垂线交轴于点,过点做操作线,如此重复, 。即共需6、5个理论级。 （2）解析法求理论级数 5.将习题3得两级错流接触萃取改为两级逆流接触萃取,其她条件均相同,试求丙嗣得萃取率。 解:由题给条件知 ,, 由习题3得平衡数据作溶解度曲线与辅助曲线,由已知量确定点 由于为未知,故需试差法。即先假设,若由作图求得得与假设相符,则计算结果有效。 假设,由此确定,连接,延长后与溶解度曲线交于,联结与,两线近似平行,可按操作线平行试差。试差结果表明,原设正确,由图读得。 根据杠杆规则 丙酮得萃取率 6.在级式接触萃取器中用纯溶剂S逆流萃取A、B棍合液中得溶质组分A。原料液得流量为1000kg/h其中A得组成为0、30(质量分数,下同),要求最终萃余相

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组分的富集?为什么? 分离技术思考题与习题第一章绪论 1?分离技术在定量分析中有什么重要性? 2?定量分离分析对常量和微量组分的回收率要求分别是什么? 3?选择分离方法的依据主要是什么? 第二章沉淀与共沉淀分离法 1.设计下列各组离子的系统分离方案 (1).Ag\ K+、Fe3+、Cr3+、Hg2+ (2). Hg22\ Cu2+、Al"、Ba2+ 2.氢氧化物沉淀分离中，常用控制溶液pH的试剂有哪些？举例说明。 3.用氢氧化物沉淀分离时，常有共沉淀现象，有什么方法可以减少沉淀对其他 组分的吸附? 4?写出下列有机试剂的分子式或结构式: 毗危六次甲基四胺，尿素；丁二酮肪，8?羟基哇咻, 铜试剂（DDTC）,铜铁试剂。 5.某试样含Fe, Al, Ca, Mg, Ti元素，经碱熔融后，用水浸取，盐酸酸化, 加氨水中和至出现红棕色沉淀（pH约为3左右），再加六亚甲基四胺加热过滤, 分出沉淀和滤液。试问：为什么溶液中刚出现红棕色沉淀时，表示pH为3左右? 过滤后得到的沉淀是什么？滤液又是什么？试样中若含Zn2+和Mn2+,它们是 在沉淀中还是在滤液中? 6.査阅资料，在药物分析中，沉淀分离法有哪些类型？各有何特点? （以后小组讨论） 7.什么是共沉淀现象？沉淀分离法和共沉淀分离法的区别是什么？ 8.什么是均匀分配？什么是非均匀分配？均匀分配和非均匀分配谁更有利于微 9.分析影响吸附共沉淀分离的主要因素。

[HP 為 =3.16 X 10-5 8. 第3章《萃取分离法》习题 1.饮用水中有少量CHC13,取水样lOOmL,用10mL 戊醇萃取，有91.9%的 CHCb 被萃取。计算取10mL 水样用lOmL 戊醇萃取时，氯仿被萃取的百分 率。 2.当三氯乙酰丙酮分配在CHCh 和水中时，得到如下结果：当溶液的pH=1.16 时，分配比为2.00,当pH=6?39时，分配比为1.40o 求它在氯仿和水中的分 配系数K D 和离解常数K HAO 3?毗庭（Py ）时一种弱碱，在水中有下列平衡: 毗睫在水和氯仿之间的分配系数为K D =2.74 xlO 4,求在pH=4时，毗腱在水和 CHCb 之间的分配比是多大？（设毗腱Py 在CHCb 中没有聚合反应）。 4.在pH=6时，用双硫腺氯仿溶液萃取A,其萃取率为95%。同样条件下，B 仅 被萃取5%,求这两种金属离子的分离系数是多少？ 5.有一金属离子鳌合物于pH3从水相萃入甲基异丁基酮中，其分配比为5.96, 现 取50.0毫升含该金属离子的试液，每次用25.0毫升甲基异丁基酮于pH3 萃取，要求萃取率为99.9%,问一共要萃取多少次？ 6.用30毫升10_3mol

生物分离工程第四章综合测试汇编

生物分离工程第四章 综合测试

第四章萃取 一、名词解释 萃取：是利用液体或超临界流体为溶剂提取原料中目标产物的分离纯化操作。 反萃取：通过调节水相条件，将目标产物从有机相转入水相的萃取操作成为反萃取。 分配系数：在恒温恒压条件下，溶质在互不相容的两相中达到分配平衡时，其在两相中的浓度之比为一常数，该常数称为分配系数。即K=溶质在萃取相中的浓度/溶质在萃余相中的浓度=C2/C1。 分离因子：萃取剂对溶质A和B的选择或分离能力可以用分离因子表示。即 α=(C2A/CIA)/(C2B/C1B)=KA/KB (C:浓度；下标1,2分别表示萃余相和萃取相；A、B：溶质；α越大，A和B越容易分离，分离效果越好) 超临界流体：物质均具有其固有的临界温度和临界压强，在P-T相图上称为临界点，在临界点以上物质处于即非液体也非气体的超临界状态，这时的物质称为超临界流体。 化学萃取：化学萃取是指利用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应生成脂溶性复合因子实现水溶性溶质向有机相的分配，主要用于一些氨基酸和极性较大的抗生素的萃取。 双水相体系：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，并且在两相水分均占有很大比例，即形成双水相系统。 萃取因子：即萃取平衡后萃取相和萃余相中质量之比。用E表示。 盐效应：由于同一双水相系统中添加不同的盐产生的相间电位不同，故分配系数与静电荷数的关系因无机盐而异，这称为盐效应。 二、选择 1.萃取利用的是物质在两相之间的___B___不同来实现分离或纯化。 2. A.溶解度比 B.分配系数 C.分离系数 D.稳定常数 3.下列搭配中不适合双水相萃取的是____C__。

《生物分离工程》知识点讲解整理

《生物分离工程》知识点讲解整理生物分离工程 第一章(绪论) 生物分离工程的定义和过程 生物分离工程定义(名词解释): 为提取生物产品时所需的原理、方法、技术及相关硬件设备的总称,指从发酵液、动植物细胞培养液、酶反应液和动植物组织细胞与体液等提取、分离纯化、富集生物产品的过程。过程: 目标产物捕获 目标产物初步纯化(萃取、沉淀、吸附等方法) 目标产物高度纯化和精制 细胞分离三种手段:重力沉降离心沉降过滤 第二章 离心分离原理和方法: 原理:离心沉降是在离心力的作用下发生的。 单位质量的物质所受到的离心力: 式: r为离心半径,即从旋转轴心到沉降颗粒的距离;

ω为旋转角速度; N为离心机的转数,s-1 方法:(1)差速离心分级 (2)区带离心(差速区带离心、平衡区带离心) 离心分离设备: 离心力(转速)的大小:低速离心机、高速离心机、超离心机 按用途:分析性、制备性 按工业应用:管式离心机、碟片式离心机 实验室用以离心管式转子离心机,离心操作为间歇式 悬浮液的预处理方法和目的: 方法: 1.加热:最简单和最廉价的处理方法。黏度、促凝聚、固体成分体积、破坏凝胶结构、增加空隙率 调pH值:方法简单有效、成本低廉 2.凝聚:在凝聚剂(如铝盐、铁盐、石灰和NaCl)作用下,细胞蛋白质等胶体去稳定,并聚集成1mm大小的凝聚块的过程。(机理:破坏双电层,水解后胶体吸附,氢键结合等) 3.絮凝:在絮凝剂高分子聚合电解质的作用下,胶体颗粒和聚合电解质交连成网,形成10mm大小的絮凝团过程。(机理:絮凝剂主要起和电荷、桥架和网络作用)

4.惰性助滤剂:一种颗粒均匀、质地坚硬的粒状物质,用于扩大过滤表面的适应范围,减轻细小颗粒的快速挤压变形和过滤介质的堵塞。(使用方法:预涂层;按一定比率混合。助滤剂种类:硅藻土、纤维素、未活化的炭、炉渣、重质碳酸钙等。) 目的:提高过滤速度和过滤质量是过滤操作的目标。 各种细胞破碎技术原理和优缺点: 原理:许多生物产物在细胞培养过程保留在细胞内,需破碎细胞,使目标产物选择性地释放到液相。破碎的细胞或其碎片去除后,上清液用于进一步的分离纯化。 细胞破碎技术分为:机械破碎法、化学法、物理渗透法 机械法和化学法的比较 机械破碎法缺点: A、高能、高温、高噪音、高剪切力,易使产品变性失活; B、非专一性,胞内产物均释放,分离纯化困难; C、细胞碎片大小不一,难分离。 化学破碎法缺点: A、费用高; B、化学或生化试剂的添加引起新的污染; C、破碎速度低,效率差,一般只有有限的破碎,常与机械 法连用。