生物工程下游技术3

26、对于有实用意义的离子交换树脂有何要求?1)外观:一般要求颜色较淡,球形利于减少流体阻力,颗粒大小一般选用20~60目;(2)具有一定交联度;(3)化学稳定性能好;(4)具有一定的机械强度;(5)较大的交换容量。

27、影响树脂交换速度的因素有哪些?树脂颗粒、树脂交联度、溶液流速、溶液浓度、温度、离子大小、离子的化合价

28、阴阳离子交换树脂用途、结构上有何差别?离子交换树脂长期以来用于水的处理,食品、生物制品的提取精制及金属的回收。在生物工业中,离子交换树脂广泛用于xxx、氨基酸、有机酸等工业。阳离子交换树脂是一类骨架上结合有磺酸或者羧酸等酸性官能团的聚合物;阴离子交换树脂是一类骨架上结合有季胺基、伯胺基、仲胺基、叔胺基的高分子聚合物

29、什么叫凝胶色谱(GC),有什么用途?凝胶色谱(GC):以凝胶为固定相,是一种根据各物质分子大小不同而进行分离的色谱技术,因而又称为分子筛色谱(MSC),空间排阻色谱或R寸排阻色谱(SEC)。用途:主要用于脱盐、分级分离及分子量测定。

30、分配色谱与凝胶色谱的Kd有什么不同?

分配色谱的Kd:在一定条件下,一定量的溶质在两种互不相溶的溶剂中达到平衡时,溶质在两种溶剂中的浓度之比为一常数,称为分配常数KdKd=CS/CmCSCm分别是固定相和流动相中的浓度。

凝胶色谱的Kd:表示某溶质分子可以进入凝胶颗粒内部空隙的分数,当Kd=1时,意味着溶质分子xx不被排阻,流出色谱柱外,当Kd=0时意味着溶质分子xx被排阻于凝胶颗粒的微孔之外,而{zx0}被洗脱,而对于中等分子,只有部分凝胶的空间能进入,其分配系数为0<Kd<1

31、为什么径向色谱优于轴向色谱?径向色谱原理:色谱分离原理同膜分离过程相结合,在径向色谱柱中,样品和流动相是从柱的圆周围流向柱圆心。1、截面积较大所以径向色谱上需要的反压降较低;2、增大柱长就可以线形放大处理量;3、由圆周流向圆心,可在较小的柱床层高度使用;4、可以串并联使用。

32、工业色谱分离所用层析剂有什么要求?①不溶于流动相,且有较好的化学稳定性和机械强度;能经受使用、清洗和再生时的各种环境条件;对于生物活性物质的分离,还必须耐受生物降解作用。②具有较大的表面积和孔隙度,且粒度、孔径分布均匀。③有较高的回收率和负载量(溶质质量/单位质量or体积),能达到所需的分离效率,且重现性好。④有些分离过程、层析剂使用前后需要高压xx,此时层析剂应具有较好的热稳定性。⑤xx性,即分离过程不引起目的产物的变性或失活。⑥价格低廉。

33、色谱柱的柱长和直径对分离效果有何影响?柱的分离效率与柱长成正比,与柱的直径成反比。柱直径的影响:柱径的增加可使样品负载量成平方地增加,但柱径大时,流动很难均匀,色带不易规则,因而分离效果差;柱径太小时,进样量少,且使用不便,装柱困难。柱长的影响:柱的最小长度取决于所要达到的分离程度,目的产物的分离程度高,分辨率低,需要较长的色谱柱;较大的柱直径需要较长色谱柱;柱较长,l/d(柱长/柱直径)比值越大,越难得到均匀的填装,而填装的好坏,对色谱分离的效果有很大的影响。

34以酒精蒸馏为例,简述差压蒸馏的方法与原理。各种浓度的酒精—水混合物,在不同的压力条件下有不同的沸点,并成正比关系,即压力高,沸点低,压力低,沸点高。酒精的减压蒸馏中,把粗馏塔减压到0.0507MPa,塔底温度为81.2C,再将精馏塔加压到0.304MPa,塔底温度为132.9C,塔顶温度为107C,这时就可以利用精馏塔塔顶的酒精蒸汽作为粗馏塔塔釜的热源,同样也可以将粗馏塔加压,精馏塔减压。在设有两座或两座以上蒸馏塔的酒精蒸馏系统中,都可以采用差压蒸馏。

35差压蒸馏的工艺特征.①加压精馏塔优化回流比的确定;②减压粗馏塔塔顶架设冷凝器;③低压降塔板的应用;④动态偶联控制。

36、二次成核对结晶过程的影响,如何控制二次成核?影响:容易导致晶体产品的粒度及粒度分布不合格。控制措施:①维持稳定的过饱和度,防止结晶器在局部范围内产生过饱和度的波动;②限制晶体生长率;③尽可能减低晶体的机械碰撞能量及几率;④对溶液进行加热、过滤等预处理,以xx溶液中可能成为晶核的微粒;⑤使符合要求的晶粒得以及时排除,而不使其在器内继续参与循环;⑥将含有过量细晶的母液取出后加热或稀释,使细晶溶解,然后送回结晶器;⑦调节原料溶液的pH值或加入某些具有选择性的添加剂,以改变成核速率。

37画出DTB结晶器的示意图并简述其工作原理。

工作原理:低转速运转有效降低二次成核现象,环形挡板间隔晶体生长区和澄清区以利于粒度分级排料、倒流筒设置有利于实现良好的内循环有利于晶体生长并从而避免沸腾液面因过饱和而产生大量晶核、清母液外循环溢流以进行细晶xx和产品淘洗等技术。

38升膜式蒸发器的原理和适用场合:原理:原料液经预热后由蒸发器的底部进入,在加热管内溶液受热沸腾气化,所生成的二次蒸汽在管内以高速上升,带动液体沿管内壁呈膜状向上流动,溶液在上流的过程中不断地蒸发,进入分离室后,完成液与二次蒸汽分离,由分离室底部排出。升膜蒸发器使用于相对蒸发量较大(即较稀的溶液)、热敏性及易生泡沫的溶液,不适用于高粘度、有晶体析出或者易结垢的溶液和浓溶液。

39降膜式蒸发器原理和适用场合:原理:原料液有加热室的顶部进入,在重力作用下沿管内壁呈膜状向下流动,在下流的过程中被蒸发增浓。气液混合物从管下端流出,进入分离室,气液分离后,完成液由分离室底部排出。降膜蒸发器可蒸发浓度、粘度较大的溶液,但不适用于蒸发易结晶或者易结垢的溶液。

40简述清洁生产的评价标准和实现途径?清洁生产的评价标准(三方面):技术、经济、环境。实现清洁生产的有效途径:资源综合利用、改革工艺和装备、改进操作和加强管理、必要的末端治理。



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