生物分离工程孙彦章部分答案

1、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：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，也为恒压过滤中介质比阻可以忽略提供依据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第二章 细胞分离与破碎2.3第

2、二章 细胞分离与破碎 第二次作业 第二章 细胞分离与破碎 2.4(式2.44a)细胞破碎率：2.5 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 = 48.0 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 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

3、/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：所以方程为：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 第三章 初级分离3.第三章 初级分离有的

4、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，而没有考虑到体积计算，而没有考虑到体积的变化的变化 3dm3dm 3dm3dm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，后直接套用的热变性速率常数，后直接套用公式公式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()29

5、3.1510min,/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，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 , tkCCtkCCKTtkCCtkCCBDBBADAABDBBADAA第三章 初级分离3.4（式（式3.13-式式3.15）第三

6、章 初级分离S24.2002t)4exp(,55.759)*/(750),*/(103 . 11084. 26/10023. 610105 . 22 . 010125. 114. 36/,m100)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）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

7、构结构无明显孔道、海绵无明显孔道、海绵状结构，不对称膜状结构，不对称膜有明显孔道、多为指有明显孔道、多为指状结构，不对称膜状结构，不对称膜有明显孔道、弯有明显孔道、弯曲孔道，对称膜曲孔道，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；淡水制造浓缩；淡水制造蛋白质、多肽、多糖的蛋白质、多肽、多糖的回收浓缩；分离病毒回收浓缩；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

8、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方程，浓度极化或凝胶极化模型科泽尼方程，浓度极化或凝胶极化模型4.1第四章 膜分离4.2（式（式4.24）第四章 膜分离4.3 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的微分方程的微分方程（式（式4.24）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)(78.196

9、mLV 99. 0)1000(15V由由积分得：积分得：0000.51000 196.781606 ( )0.50.5VtVdVQdtdVdtVVts（2）透析过滤：透析过滤： 保持料液量不变，则目标蛋白和小分子溶质得物料衡算为：保持料液量不变，则目标蛋白和小分子溶质得物料衡算为：)1 (TTTRQcdtdcV)1 (cCCRQcdtdcVQtVD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 (exp000tVQRctVQR

10、ctVQRcccccCTTTTCTT%9510005 . 0)5 . 01 (exp310005 . 0)99. 01 (exp110005 . 0)99. 01 (exp1ttt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 (exp300VVRccVcVcDTTTTT第五章 萃取 （P175）5.32.57 ，故，故n=3第五章 萃取基本做对，第二小题中基本做对，第二小题中 A A 的平均纯度的理解的平均纯度的理解对于三级逆流萃取，依题意，对于三级逆流萃取，依题意， n=0.005由式（由式（4-54）得：）得

11、：410.005,5.51AAAEEE第五章 萃取5.4第五章 萃取图图5.225.22第五章 萃取第五章 萃取（2 2）第二章 细胞分离与破碎 第二次作业 第二章 细胞分离与破碎 2.4(式2.44a)细胞破碎率：第三章 初级分离S24.2002t)4exp(,55.759)*/(750),*/(103 . 11084. 26/10023. 610105 . 22 . 010125. 114. 36/,m100)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tvVPCCvVP

12、smKgVPsmKgvCNd 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）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，不对称膜状结构，不对称膜有明显孔道、多为指有明显孔道、多为指状结构，不对称膜状结构，不对称膜有明显孔道、弯有明显孔道、弯曲孔道，对称膜曲孔道，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；淡水制造浓缩；淡水制造蛋白质、多肽、多糖的蛋白质、多肽、多糖的回收浓缩；分离病毒回收浓缩；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方程，浓度极化