分离工程思考题(1).doc

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1、(―)■2生物工程下游技术的主要内容、根本任务和主要目标?生物产品与普通化工产品分离过程有何不同?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；%1•冃标产物在发酵液中的浓度常较低；%1•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

2、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。■草酸与镁离了结合生成草酸镁，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

3、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：在蛋白质溶液屮加入一定量的屮性盐（如硫酸鞍、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（saltingout）。这是由于这些盐类离了与水的亲和性大,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，大量屮和蛋白质颗粒上的电荷，使蛋白质成

4、为既不含水膜又不带电荷的颗粒而聚集沉淀。等电点沉淀法：处于等电点时，蛋白质分子之间的静电排斥力最小，使它失去了作为胶体体系稳定的基本因素，迅速结合成聚集体，极易沉淀析出。有机溶剂法：有机溶剂和水的亲和力大，能夺取蛋白质表面的水分子，即破坏蛋白质胶体的水化膜，同时也可降低溶液的介电常数，导致蛋白质分子间的静电引力增大，产生凝聚和沉淀。发酵液处理性能的改善有哪些方法?①降低发酵液的黏度，包括加热法和加水稀释法；②调节pH值;③絮凝絮凝和凝聚的概念、机理分别是什么？⑴絮凝是指在某些高分子絮凝剂存在下，基于架桥作用，使胶粒形

5、成粗大的絮凝团的过程,是一种以物理的集合为主的过程。⑵凝聚是指在中性盐作用下，由于双电层排斥电位的降低（或由于微粒所带电荷被加入的带有相反电荷的高价离子中和），而使胶体体系不稳定，微粒互相黏着在一起的现象。有哪些絮凝剂可以使用？从化学结构看，主要分为三类：高聚物、无机盐、有机溶剂和表面活性剂。冃前最常见的高聚物絮凝剂是有机合成的聚丙烯酰胺类衍生物、壳聚糖絮凝剂、聚苯乙烯类衍生物等。高聚物絮凝剂具有长链状的结构，利用长链上的活性基团，通过静电引力,形成桥架连接，从而生成菌团沉淀。有机溶剂如乙醇、内酮和甲醛等对发酵液的絮

6、凝有一定的作用。表面活性剂如三杲丙醇胺聚氧乙烯聚氧丙烯醸，也可以提高絮凝处理效果。（三）液分离的方法有哪些？其原理分别是什么?固液分离的方法有分离筛、悬浮分离、重力沉降以及离心和过滤等。用于发酵液周液分离的主要是离心和过滤。过滤就是利用多孔性介质（如滤布）截留固液悬浮液中的固体颗粒，从而实现固液分离。离心：依靠惯性离心力的作用而实现的沉降过程。适用于两相密度差较小，颗粒粒度较细,在重力场小的沉降效率很低的非均相体系。2.生物产业过滤和离心分离常用的设备是什么?在牛:物丁业中，常用的过滤发酵液的设备主要有板框过滤机、加

7、压过滤机和真空过滤机三类。工业生产中主要采用沉降式离心机，包括碟片式离心机、管式离心机和倾析式离心机。3.改善过滤过程的方法有哪些？①絮凝；②助滤剂，助滤剂是一种不可压缩的多孔微粒，悬浮液屮的大量胶体粒子吸附在助滤剂表面，改变滤饼的结构，从而降低过滤的阻力；③反应剂，反应剂之间能互相作用或能和发酵液中的杂质反应，生成CaS04>A1P04等不溶性沉淀，从而提高过滤速率。（四）■1•微生物细胞、植物细胞的细胞壁都分别具有哪些特点?微革兰氏革兰氏酵母菌真菌生阳性细菌阴性细菌物壁20-80nm10-13nm100-300n

8、m100-250nm厚层单层多层多层多层次主駄聚糖肽聚糖葡聚糖多聚糖要(40-90%)(5-10%)(30-40%)(80-90%)组多糖脂蛋白甘露聚糖脂类成胞壁酸脂多糖(30%)蛋口质蛋白质(11-22%)蛋白质脂多糖磷脂(6-8%)(1-4%)蛋白质脂类(&5-13.5%)■植物细胞壁：对于己生长结朿的植物细胞壁可分为初生壁和次生壁两部分。