生物分离工程部分习题集和答案解析

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1、第一章导论一解释名词生物下游加工过程（生物分离工程），生物加工过程1、生物下游加工过程（生物分离工程）：从发酵液、酶反应液或动/植物细胞培养液中将目标产物提取、浓缩、分离、纯化和成品化的过程。（ppt第一章、课本page1）2、生物加工过程：一般将生物产品的生产过程叫生物加工过程，包括优良生物物种的选育、基因工程、细胞工程、生物反应工程及目标产物的分离纯化过程。（课本page1）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？）答：生物下游加工过程特点：<1>：发酵液组成复

2、杂，固液分离困难——这是生物分离过程中的薄弱环节<2>：原料中目标产物含量低，有时甚至是极微量——从酒精的1/10到抗菌素1/100，酶1/100万左右，成本高。<3>：原料液中常伴有降解目标产物的杂质——各种蛋白酶降解基因工程蛋白产物，应快速分离。<4>：原料液中常伴有与目标产物性质非常相近的杂质——高效纯化技术进行分离。<5>：生物产品稳定性差——严格限制操作条件，保证产物活性。<6>：分离过程常需要多步骤操作，收率低，分离成本高——提高每一步的产物收得率，尽可能减少操作步骤。<7>：各批次反应液性质

3、有所差异——分离技术具有一定的弹性。2生物分离工程在生物技术中的地位？答：生物技术的主要目标产物是生物物质的高效生产，而分离纯化是生物产品工程的重要环节，而且分离工程的质量往往决定整个生物加工过程的成败，因此，生物分离纯化过程在生物技术中极为重要。3分离效率评价的主要标准有哪些？各有什么意义？（ppt）答：根据分离目的的不同，评价分离效率主要有3个标准：以浓缩为目的：目标产物浓缩程度（浓缩率m）以纯度为目的：目标产物最终纯度（分离因子a）以收率为目的：产品收得率（%）4生物分离工程可分为几大部分，分别包括

4、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）答：生物分离工程分四大部分：<1>、发酵液预处理与液固分离。基本操作单元：过滤、离心<2>、初步纯化。基本操作单元：根据产品性质而定<3>、高度纯化。基本操作单元：根据产品性质而定，技术要有高度选择性<4>、成品加工。基本操作单元：结晶、干燥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？(ppt)答：<1>、目标产物性质及其共存杂质的特性<2>、充分考虑目标产物商业价值<3>、考虑生物加工过程自身规模<4>、采

5、用步骤次序相对合理<5>、尽可能采用最少步骤<6>、产品稳定性与物性<7>、产品规格与型式<8>、生产过程中废水等排放6下游加工过程的发展趋势有哪些方面？（ppt）答：成本控制和质量控制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？答：得率=产品中目标产物总量/原料中目标产物总量总收率=（90%）6=53.1441%第二章发酵液预处理一解释名词凝聚：在中性盐作用下，由于双电层排斥电位降低使胶体体系不稳定的现象。絮凝：在絮凝剂高分子聚合分子的作用

6、下，基于架桥作用，胶体颗粒和聚合物交连成网，形成10mm大小的絮凝团过程。是一种以物理集合为主的过程。凝聚剂：让不稳定的胶体微粒（或者凝结过程中形成的微粒）聚合在一起形成集合体的过程中所投加的试剂的统称。过滤：利用多孔介质（如滤布、微孔膜、致密膜）截流悬浮液中的固体粒子，进行液固分离的过程。离心：在离心力作用下，利用固体和液体之间的密度差达到沉降分离目的。细胞破碎：利用外力破坏细胞膜和细胞壁，使细胞内容物包括目的产物成分释放出来的技术包含体：指细胞或细菌中高表达的蛋白质(也可以汇同其他细胞成分)聚集而成的

7、不溶性颗粒。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？答：提高过滤速度与过滤质量改变发酵液性质(黏度↓、颗粒、颗粒稳定性↓)去除部分杂质使产物转入到易处理的相中（通常是液相）方法：加热、调节、pH凝聚、絮凝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？答：凝集：在中性盐作用下，由于双电层排斥电位降低使胶体体系不稳定的现象。机制：破坏双电层、水化层解体胶体吸附、氢键结合等。絮凝剂种类：A、阳离子类：如聚丙烯酰胺(+)、聚苯烯酸二烷基胺乙酯、聚二烯丙基四胺；B、阴离子类：

8、如聚丙烯酸钠、聚苯乙烯磺酸、聚丙烯酰胺(-)；C、非离子类：如聚丙烯酰胺(0)、环氧化乙烯。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？答：絮凝剂主要起中和电荷、架桥和网络作用（范德华力、氢键）。在絮凝剂高分子聚合分子的作用下，基于架桥作用，胶体颗粒和聚合物交连成网，形成10mm大小的絮凝团过程。是一种以物理集合为主的过程。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？答：机械法：固体剪切法(珠磨法、压