2025 年大学生化分离技术（膜分离技术应用）期末考核卷

2025年大学生化分离技术（膜分离技术应用）期末考核卷

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、单项选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填写在括号内）1.以下哪种膜分离技术主要依据分子大小进行分离？（）A.反渗透B.超滤C.电渗析D.微滤2.膜分离过程中，截留分子量越小，表明膜的孔径（）。A.越大B.越小C.不变D.不一定3.超滤膜的材质通常不包括（）。A.聚砜B.醋酸纤维素C.聚丙烯腈D.石墨4.下列关于膜通量的说法，错误的是（）。A.与压力差成正比B.与膜面积成正比C.与温度有关D.与溶质浓度有关5.微滤主要用于截留（）。A.细菌B.小分子有机物C.离子D.病毒6.反渗透膜的透过物主要是（）。A.水B.溶质C.大分子D.胶体7.膜污染会导致膜通量（）。A.增加B.不变C.下降D.先升后降8.下列哪种方法可用于减轻膜污染？（）A.提高操作压力B.降低温度C.定期清洗D.增加溶质浓度9.纳滤膜对（）有较好的截留效果。A.单价离子B.二价离子C.小分子有机物D.气体10.膜分离技术的优点不包括（）。A.无相变B.能耗低C.设备简单D.分离效率高二、多项选择题（总共5题，每题5分，每题至少有两个正确答案，请将正确答案填写在括号内）1.膜分离技术包括以下哪些类型？（）A.超滤B.反渗透C.离子交换D.电渗析E.萃取2.影响超滤过程的因素有（）。A.压力B.温度C.膜材质D.溶质浓度E.操作时间3.反渗透的推动力可以是（）。A.压力差B.浓度差C.电位差D.温度差E.重力差4.膜污染的类型有（）。A.吸附污染B.孔堵塞C.凝胶极化D.微生物污染E.化学污染5.提高膜分离效率的方法有（）。A.选择合适的膜B.优化操作条件C.预处理原料液D.定期更换膜E.增加膜面积三、判断题（总共10题，每题2分，判断下列说法的对错，正确的打√，错误的打×）1.微滤膜的孔径比超滤膜大。（）2.膜分离过程中，溶质浓度越高，膜通量越大。（）3.反渗透可以用于海水淡化。（）4.超滤只能截留大分子物质，不能截留小分子有机物。（）5.膜的截留率越高，分离效果越好。（）6.电渗析主要用于分离离子。（）7.膜污染是不可逆的。（）8.纳滤膜对一价离子的截留率高于二价离子。（）9.膜分离技术适用于所有物质的分离。（）10.提高操作压力可以无限提高膜通量。（）四、简答题（总共3题，每题10分，请简要回答以下问题）1.简述超滤的原理及应用领域。2.分析膜污染产生的原因及危害。3.比较反渗透和超滤的异同点。五、案例分析题（总共1题，20分，请阅读以下案例并回答问题）某生物制药公司采用膜分离技术从发酵液中分离蛋白质。在超滤过程中，发现膜通量逐渐下降，产品收率也有所降低。经过分析，发现是由于发酵液中含有较多的胶体物质导致膜污染。1.请提出至少两种减轻膜污染的措施。2.如何优化超滤操作条件以提高蛋白质的收率？答案：一、单项选择题1.B解析：超滤主要依据分子大小进行分离，截留分子量较大的物质。2.B解析：截留分子量越小，膜的孔径越小，能截留更小的分子。3.D解析：超滤膜材质常见的有聚砜、醋酸纤维素、聚丙烯腈等，不包括石墨。4.B解析：膜通量与膜面积无关，与压力差、温度、溶质浓度等有关。5.A解析：微滤主要截留细菌等较大颗粒。6.A解析：反渗透膜透过物主要是水。7.C解析：膜污染会导致膜通量下降。8.C解析：定期清洗可减轻膜污染。9.B解析：纳滤膜对二价离子有较好截留效果。10.C解析：膜分离技术设备相对复杂，不是简单。二、多项选择题1.ABD解析：膜分离技术包括超滤、反渗透、电渗析等。2.ABCDE解析：压力、温度、膜材质、溶质浓度、操作时间等都会影响超滤过程。3.AB解析：反渗透推动力主要是压力差和浓度差。4.ABCDE解析：膜污染类型包括吸附污染、孔堵塞、凝胶极化、微生物污染、化学污染等。5.ABCE解析：选择合适膜、优化操作条件、预处理原料液、增加膜面积可提高膜分离效率，定期更换膜不一定能提高效率。三、判断题1.√解析：微滤膜孔径一般在0.1-10μm，超滤膜孔径一般在0.0l-0.1μm，微滤膜孔径大。2.×解析：溶质浓度越高，膜通量越小。3.√解析：反渗透可用于海水淡化。4.×解析：超滤也能截留部分小分子有机物。5.√解析：截留率越高，分离效果越好。6.√解析：电渗析主要用于分离离子。7.×解析：部分膜污染可通过清洗等方式恢复，不是不可逆。8.×解析：纳滤膜对二价离子截留率高于一价离子。9.×解析：膜分离技术有适用范围，不是所有物质。10.×解析：提高操作压力会导致膜污染等问题，不能无限提高膜通量。四、简答题1.超滤原理：以压力差为推动力，利用超滤膜孔径大小不同，截留大于膜孔径的大分子物质，实现固液分离。应用领域：生物制药中蛋白质等大分子物质分离、食品工业中果汁澄清、乳制品加工等、水处理中去除细菌、胶体等杂质。2.膜污染产生原因：原料液中杂质吸附在膜表面、溶质在膜表面形成凝胶层、微生物在膜表面生长繁殖、膜孔被堵塞等。危害：导致膜通量下降，增加操作压力和能耗，降低产品收率，影响产品质量，缩短膜使用寿命。3.相同点：都是以压力差为推动力的膜分离技术，都能分离不同大小的物质。不同点：反渗透截留小分子物质如盐类、水等，超滤截留大分子物质如蛋白质、多糖等；反渗透操作压力高，超滤操作压力相对低；反渗透用于海水淡化、纯水制备等，超滤用于生物大分子分离、水处理等。五、案例分析题1.减轻膜污染措施：发酵液预处理，去除部分胶体物质；选择合适的抗污染膜材料；定期用合适的清洗剂清洗膜；优化超滤操作条件，如降低压力、提高温度等，减少胶体物质在膜表面吸附。2