计算题复习课件

书21.第1、2题解：V:2.5m3/h，A＝15m2，转速0.75r/min，过滤阻力常数μαρo/2△P＝8.5×105s/m2,滞留可溶物质量为之前的10％（r=0.1),洗涤效率为ε＝60％，滤液滞留量为f＝7%。（1）回转一周除去的滤液量为：

Vf=(2.5/3600)×60/0.75=0.056m3由式3.4,tf=(μαρo/(2△P))×(Vf/A)2=8.5×105×(0.25/40)2

=11.85s(2)根据滤饼洗涤效率方程r=(1-ε)n,带入题给数据，得0.1=(1-0.60)n,

lg0.1=nlg0.41=n×0.40

n=2.5由式3.9tw/tf=2nf则tw/11.83=2×2.5×0.07tw＝4.148s盐析公司Cohn经验公式(empiricalformula)S—蛋白质溶解度，mol/L;I—离子强度c:离子浓度；Z：离子化合价β，Ks—常数例：用结晶方法从大豆甾醇中把豆甾烯醇和谷甾醇分离处理，二者总量为1000kg，混合物中豆甾烯醇含量为86.5％（w/w)，结晶后豆甾烯醇晶体为550kg，纯度为96.5%（w/w)，分离结晶后母液中固形物的豆甾烯醇含量为75％。求结晶过程豆甾烯醇和谷甾醇的分离因素解：根据ß

＝Ep/Ei分离因素为ß＝E1/E2豆甾烯醇结晶因素为：E1=550×96.5%/[(1000-550)×75%]=1.573谷甾醇结晶因素为：E2=550×(1-96.5%)/[(1000-550)×(1-25%)]=0.171分离因素为：ß＝E1/E2＝1.573/0.171=9.2过滤与洗涤tf=(μαρo/(2△P1-s))*(Vf/A)2(3.4)tf-滤饼形成时间Vf-滤饼形成期间被集中的滤液体积（滤液流量）残留可溶物的分数常与洗液体积有关

r=(1-ε)n

(3.7)r为洗涤之后的溶质含量与洗涤之前滤饼中最初溶质含量比n-洗液的体积与滤饼中残液的体积之比ε-滤饼的洗涤效率r值0～1.r值越低，洗涤效果越好例：使用转鼓真空过滤机处理抗菌素发酵液，处理量为每小时15立方米，过滤面积A＝40立方米，回转速度为1r/min，操作真空度为7*104Pa。加入了硅藻土助滤剂，为不可压缩过滤饼。如过滤阻力常数μαρo/2△P＝2.9×105s/m2,洗涤后滞留于滤饼的可溶物质量为之前的1％（r=0.01),洗涤效率为ε＝70％，滤液滞留量为f＝1.0％。求：（1）转鼓回转一周的过滤时间；（2)洗涤时间tw。重力沉降对于沉降，重力沉降加速度为重力加速度）

νg=d2(ρs-ρ)g/(18μ)(3.6)d-微粒直径，mρs

，ρ-分别为微粒和液体介质密度，kg/m3μ连续介质粘度上式适用于球形粒子，即Re<1时成立

Re=dρν/μ<1(3.3)例1：动物细胞能够在葡聚糖颗粒载体上培养。细胞沉降颗粒密度为1.02g/cm2，直径150微米，一个40L反应器用来培养细胞，使其生长出一种疫苗，当搅拌停止时，游离的颗粒下沉与抗体分离，容器高度与直径之比为1.5：1，液体密度为1.00g/cm2，粘度为1.1cP，假设颗粒速度达到平衡速度，求沉降时间。解：由公式νg=d2(ρs-ρ)g/(18μ)

(3.6)可知平衡沉降速度为：νg=d2(ρs-ρ)g/(18μ)＝（1.5×10－6）2（1.02-1.00)×1000×9.81/(18×1.1×10－3）=2.33×10－4m/s验证该颗粒是否符合雷诺数<1的规定。Re=dρν/μ=150×10－6×2.33×10－4×1000/（1.1×10－3)=0.03<1液体高度可由搅拌器容积计算得到：πD2l/4=V,由l/D=1.5:1，V=40×10－3可π（l/1.5)2×l/4=40×10－3,计算得l＝0.523m则微粒沉积时间为穿过整个高度得时间，即t=l/vg=0.532/(2.33×10－4)=2345s=39.1min例2：酵母细胞离心回收实验中，离心机由垂直于旋转轴得圆筒组成，离心过程中液体表面到旋转轴的距离为3cm，圆筒底部到旋转轴的距离为10cm，假设酵母为球形，直径为8.0μm，密度为1.05g/cm3,液体性质近似于水，转速为1000r/min，求完全分离酵母所需时间。解：离心沉降公式：dr/dt=νω=d2(ρs-ρ)rω2/(18μ)从液体表面沉降到底部时间最长，达到完全分离，则方程边界条件为t=0,r0=3cm；t=t1,r1=10cm，在此边界条件下积分上式可得分离时间，t=18μln(r1/r0)/d2(ρs-ρ)ω2=18×10－3ln(10/3)/[(8.0×10－6）2（1.05-1.00)×103（1000×2π/60）2]=618s吸附量的计算例：应用离子交换树脂作为吸附剂分离抗菌素，饱和吸附量为0.06Kg（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时的吸附量解答：以Langmuir等温吸附公式计算，q=q0c/(K+c)式中，q0和K为常数，两边求倒数1/q=1/q0+K/q0c

将饱和吸附量为0.06Kg（抗菌素）/Kg（干树脂）知道，q0＝0.06,

将抗菌素浓度为0.02Kg/m3时，吸附量为0.04Kg/Kg带入公式，K=0.01

故，1/q=1/0.06+1/6c，将c=0.2Kg/m3带入得q=0.057Kg/Kg.渗透压的计算例：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产物释放出来，试估计细胞膜所受渗透压的大小。（设操作温度为25℃

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