生物分离工程(孙彦)1-4章部分答案

1、2021/3/131生物分离工程生物分离工程 25章作业章作业2021/3/1322021/3/133第二章 细胞分离与破碎 求出多个Ki, 求均值: 忽略介质比阻,未考虑虚拟体积未考虑虚拟体积V V0 0和虚拟时间和虚拟时间t t0 0方法二: 线性回归: Q2-t 做线性回归: ,得K, 忽略虚拟体积的影响。忽略虚拟体积的影响。 加入原点对Q2-t 做线性回归,比不包括原点时回归数据的相关度增加了。2.2(式2.33a)(式2.32)(式2.33)(式2.34), 得:方法一:2021/3/1342021/3/135第二章 细胞分离与破碎方法三: 二次回归:利用二次回归所得拟合方程最为精确

2、利用二次回归所得拟合方程最为精确, ,也为恒压过滤中介质比阻可以忽略提供依据也为恒压过滤中介质比阻可以忽略提供依据2021/3/136第二章 细胞分离与破碎2.32021/3/137第二章 细胞分离与破碎 第二次作业2021/3/138 第二章 细胞分离与破碎 2.4(式2.44a)细胞破碎率：2021/3/1392.5 解:（1）对于珠磨法间歇破碎操作,细胞破碎动力学为已知S = 90% = 0.9,k = 0.048 min-1,代入数据得: t = ln10/0.048 = 48.0 min（2）对于连续操作,使破碎率达到90%的平均停留时间等于间歇操作时的破碎操作时间,即t = 48.

3、0 min, 又 t = V/Q Q = V/t = 10/48 = 0.208 dm3.min-1。第二章 细胞分离与破碎 2021/3/1310第三章 初级分离3.1 解：溶解酶浓度为解：溶解酶浓度为2.8 mol/dm3时，时， 32221/4 . 8)18 . 2228 . 2(2121dmmolZCIii同理，当溶菌酶的浓度为同理，当溶菌酶的浓度为30mol/dm3时，时，I29.0mol/dm3loglog1.28.41log0.269.02121.107,9.378log9.378 1.107SSSSCohnSK IKKKCohnSI由方程得（）（ ）由（）和（ ）解得：所以方程

4、为：2021/3/1311第三章 初级分离33223333.5 mol1/ 22 3.5 13.5 210.5 mol/log9.378 1.107 10.52.246/5.68 10/CILSg LSg L 当时，（）所以即 2021/3/1312第三章 初级分离3.2021/3/1313第三章 初级分离有的同学没有注意到题中离子强度用硫酸铵浓度表示有的同学没有注意到题中离子强度用硫酸铵浓度表示; ;第二小题中计算杂蛋白沉淀量直接用第二小题中计算杂蛋白沉淀量直接用 m mx x=100=100(5-S)(5-S)计算计算, ,而没有考虑到体积的而没有考虑到体积的变化变化 3dm3dm 3dm

5、3dm2021/3/1314第三章 初级分离3.3 将温度带入求出将温度带入求出 A 和和 B的热变性速率常数的热变性速率常数,后直接套用公后直接套用公式式3.8 即即 c = c0 exp (-kDt ) 及及 残留率定义残留率定义c / c029,37,0,0,0,0002002.3 10exp()2505.6 10exp()293.1510min,/323.1510min,/exp()/exp()293.15D AD BAABBAABBDDABkRTkRTTKtCCCCTKtCCCCCCk tC Ck tTK已知： 和 的热变性速率常数分别为求：时，和时，和解：根据得当时，2021/3/

6、1315时时同同理理，当当7 .28)exp(/6 .53)exp(/15.32399.99)exp(/97.99)6010)15.293314. 8200exp(103 . 2exp()exp(/,0 ,0 ,0 ,29,0 , tkCCtkCCKTtkCCtkCCBDBBADAABDBBADAA2021/3/1316第三章 初级分离3.4（式（式3.13-式式3.15）2021/3/1317第三章 初级分离S24.2002t)4exp(,55.759)*/(750),*/(103 . 11084. 26/10023. 610105 . 22 . 010125. 114. 36/,m100)

7、2(2/102/1342335243求得：求得：由式由式又又则：则：粒子总体积不变粒子总体积不变时，假设生长过程中时，假设生长过程中沉淀颗粒直径达到沉淀颗粒直径达到tvVPCCvVPsmKgVPsmKgvCNd 这次的作业，有好几位同学证明题没有做这次的作业，有好几位同学证明题没有做（式（式3.19）（式（式3.21）2021/3/1318第四章 膜分离反渗透（反渗透（RO）超滤（超滤（UF）微滤（微滤（MF）差别差别结构结构无明显孔道、海绵无明显孔道、海绵状结构状结构,不对称膜不对称膜有明显孔道、多为指有明显孔道、多为指状结构状结构,不对称膜不对称膜有明显孔道、弯有明显孔道、弯曲孔道曲孔道,

8、对称膜对称膜截留尺寸截留尺寸0.1-1nm小分子小分子1-50nm生物大分子生物大分子10nm-10m操作压差操作压差1.0-10MPa0.1-1.0MPa0.05-0.5MPa应用范围应用范围盐、氨基酸、糖的盐、氨基酸、糖的浓缩浓缩;淡水制造淡水制造蛋白质、多肽、多糖的蛋白质、多肽、多糖的回收浓缩回收浓缩;分离病毒分离病毒菌体、细胞和菌体、细胞和病毒的分离病毒的分离型号分类型号分类进水水质进水水质TDS、水通量水通量截留相对分子质量截留相对分子质量膜平均孔径膜平均孔径相同点相同点操作原理操作原理膜的选择性透过、筛分原理膜的选择性透过、筛分原理传质推动力传质推动力压差压差通量模型通量模型科泽尼

9、方程科泽尼方程,浓度极化或凝胶极化模型浓度极化或凝胶极化模型4.12021/3/1319第四章 膜分离4.2（式（式4.24）2021/3/1320第四章 膜分离4.3 推导稳态操作条件下推导稳态操作条件下,表达超滤膜表面浓度极化层浓度分布表达超滤膜表面浓度极化层浓度分布的微分方程的微分方程（式（式4.24）2021/3/1321第四章 膜分离4.5 解解:（1）开路循环:由 得:代入数据得:()(1)Td VcQcRdtQdtdV TRVVcc)(00)(78.196mLV 99. 0)1000(15V2021/3/1322由由积分得积分得:0000.51000 196.781606 ( )

10、0.50.5VtVdVQdtdVdtVVts（2）透析过滤透析过滤: 保持料液量不变保持料液量不变,则目标蛋白和小分子溶质得物料衡算为则目标蛋白和小分子溶质得物料衡算为:)1 (TTTRQcdtdcV)1 (cCCRQcdtdcVQtVD2021/3/1323积分得:)1 (exp0VVRccDTTT)1 (exp0VVRccDcCC由蛋白质纯度为由蛋白质纯度为95,即即:%95CTTccc 把把代入代入 , ,又又 得得: :QtVD%95)1 (exp)1 (exp)1 (exp000tVQRctVQRctVQRcccccCTTTTCTT%9510005 . 0)5 . 01 (exp310005 . 0)99. 01 (exp110005 . 0)99. 01 (exp1ttt2021/3/1324代入数据解得代入数据解得:t=16500 (s)此时此时REC=%5 .92)16500105 . 001. 0exp()1 (exp300VVRccVcVcDTTTTT2021/3/1325第五章 萃取 （P175）5.32.57 ，故，故n=32021/3/1326第五章 萃取基本做对基本做对, ,第二小题中第二小题中 A