分离工程习题解答

［例2-3］

求含正丁烷（1）0.15、正戊烷（2）0.4、和正已烷（3）0.45（摩尔分数）之烃类混合物在0.2MPa 压力下的泡点温度。B. 露点温度

a. 解：因各组分都是烷烃，所以汽、液相均可看成理想溶液， K i 只取决于温度和压力。如计算要求不高，可使用烃类的 p －T －K 图（见图 2-1）。

假设 T ＝ 50℃， p ＝0.2MPa ，查图求 K i ，组分 xi Ki yi=Kixi 正丁烷 0.15 2.5 0.375 正戊烷 0.40 0.76 0.304 正已烷 0.45 0.28 0.126

说明所设温度偏低,选正丁烷为K G ,95.0805

.076

.03==∑=

i G y K K 。查p-t-k 图t 为58.7, 再设 T ＝ 58.7℃，重复上述计算得

故泡点温度为 58.7℃。

解：B. 露点温度, 假设 T ＝ 80℃， p ＝0.2MPa ，查图求 K i ，组分 xi Ki yi/Ki=xi 正丁烷 0.15 4.2 0.036 正戊烷 0.40 1.6 0.25 正已烷 0.45 0.65 0.692

1978.0≠=∑=∑∴i

i K y x

选正戊烷为参考组分，则

56.1978.06.14=?=∑?=i G x K K

由56.14=K ,查图2-1a 得t=78℃ K 1=4，K 2=1.56， K 3=0.6，

1053.175.0267.00375.0≈=++=∑

=∑∴i

i K y x 故混合物在78℃。

［例2-7］

进料流率为 1000kmol/ h 的轻烃混合物，其组成为：丙烷 (1)30% ；正丁烷 (2)10% ；正戊烷 (3)15% ；正已烷 (4)45%( 摩尔 ) 。求在 50 ℃和 200kPa 条件下闪蒸的汽、液相组成及流率。

解：该物系为轻烃混合物，可按理想溶液处理。由给定的 T 和 p ，从 p - T - K 图查 K i ，再采用上述顺序解法求解。

(1)核实闪蒸温度

假设 50℃为进料泡点温度，则

假设 50℃为进料的露点温度，则

说明进料的实际泡点和露点温度分别低于和高于规定的闪蒸温度，闪蒸问题成立。 (2)求 Ψ ，令 Ψ 1 =0.1(最不利的初值)

=0.8785

因f (0.1)>0，应增大Ψ 值。

因为每一项的分母中仅有一项变化，所以可以写出仅含未知数Ψ 的一个方程:

计算

R - R 方程导数公式为：

当

Ψ 1 =0.1时,

由(2-62):

以下计算依此类推，迭代的中间结果列表如下：

迭代次数Ψ f ( Ψ ) df ( Ψ )/ d ( Ψ )

1 2 3 4 0.1

0.29

0.46

0.51

0.8785

0.329

0.066

0.00173

4.631

1.891

1.32

—

f (Ψ4)数值已达到p - T - K 图的精确度。

(3)用式(2-57)计算x i ，用式(2-58)计算y i

由类似计算得: x 2 =0.0583, y 2 =0.1400

x 3 =0.1670, y 3 =0.1336

x 4 =0.6998, y 4 =0.2099

(4) 求V ，L

kmol/h

(5)核实和

，

因Ψ值不能再精确，故结果已满意。

(1)

(2)

(3)一烃类混合物含甲烷5%(mol)，乙烷10%，丙烷30%及异丁烷55%，试求混合

物在25℃时的泡点压力和露点压力。

K值只取决于温解1：因为各组分都是烷烃，所以汽、液相均可以看成理想溶液，

i 度和压力。可使用烃类的P-T-K图。

⑴泡点压力的计算：75348

假设P=2.0MPa，因T=25℃，查图求

组分i甲乙丙异丁∑

∑i

K =0.919＜1，说明所设压力偏高，重设P=1.8MPa

∑i

K =1.005≈1，故泡点压力为1.8MPa 。

⑵露点压力的计算：

假设P=0.6MPa ，因T=25℃,查图求i K

∑i

K y

=1.0688＞1.00，说明压力偏高，重设P=0.56MPa 。

∑i

K y

=1.006≈1，故露点压力为0.56MPa 。

解2：(1)求泡点压力：

设P 1=1000KPa ，由25℃，1000KPa ，查P-T-K 列线图得i K

1K =16.5 2K =3.2 3K =1.0 4K =0.43

所以168.143.055.00.13.02.31.05.1605.0>=?+?+?+?=∑i y

选异丁烷为参考组分

282.0907

.0256

.042

43===∑i

y K K ，查得P=1771KPa

在此条件下求得

∑i

=1.02≠1，继续调整

279.002.1282.043

44===

∑i

y K K ，查得P=1800KPa

(2)求露点压力

设P 1=1000KPa ，由25℃，1000KPa ，查P-T-K 列线图得i K

1K =16.5

2K =3.2

3K =1.0 4K =0.43

所以

∑∑=++==614.143

.055.02.310.05.1605.0i i

K y

x 选异丁烷为参考组分

694.0614.143.04142=?=?=∑i x K K

由25℃，42K =0.694查得P=560KPa ，查得各组分的i K 值求得1990.0≈=∑i

故混合物在25℃时的露点压力为560Kpa

P86

6).以烃类蒸汽混合物含有甲烷a.5%，乙烷b.10%，丙烷c.30%及异丁烷d.55%。⑴试求混合物在25℃时的露点压力与泡点压力，⑵并确定在t=25℃，p=1MPa 大气压时的气相分率。

解：a.求混合物在25℃时的露点压力

设p=1MPa=101.3kPa ，由t=25℃查图2-1a 得：

K 1=165，K 2=27， K 3=8.1， K 4=3.2 12129.02.355

.01.830.02710.016505.0≠=+++=∑=∑∴i i i K y x

选异丁烷为参考组分，则

6813.02129.02.34=?=∑?=i G x K K

由6813.04=K 和t=25℃查图2-1a 得p=650kPa ： K 1=28，K 2=5.35， K 3=1.7， K 4=0.681

1003.1681

.055.07.130.035.510.02805.0≈=+++=∑

=∑∴i i i K y x 故混合物在25℃时的露点压力为650kPa 。 b.求混合物在25℃时的泡点压力

设p=1MPa=101.3kPa ，由t=25℃查图2-1a 得： K 1=165，K 2=27， K 3=8.1， K 4=3.2

114.1555.02.330.01.810.02705.0165≠=?+?+?+?=∑=∑∴i i i x K y

选异丁烷为参考组分，则 2114.014

.152.34==∑=i G y K K

由2114.04=K 和t=25℃查图2-1a 得p=2800kPa ： K 1=6.1，K 2=1.37， K 3=0.44， K 4=0.2114

16903.055.02114.030.044.010.037.105.01.6≠=?+?+?+?=∑=∑∴i i i x K y

306.06903

.02114

.04==∑=

i G y K K 由306.04=K 和t=25℃查图2-1a 得p=1550kPa ： K 1=11.0，K 2=2.2， K 3=0.70， K 4=0.306

1148.155.0306.030.07.010.02.205.00.11≠=?+?+?+?=∑=∑∴i i i x K y

27.0148

.1306.04==∑=i G y K K

由27.04=K 和t=25℃查图2-1a 得p=1800kPa ： K 1=9.6，K 2=1.9， K 3=0.62， K 4=0.27

1004.155.027.030.062.010.09.105.06.9≠=?+?+?+?=∑=∑∴i i i x K y

则混合物在25℃时的泡点压力为1800kPa 。 c.t=25℃，p=1MPa=101.3kPa

K 1=165，K 2=27， K 3=8.1， K 4=3.2

12129.02

.355.01.830.02710.016505.0<=+++=∑i i K z 114.1555.02.330.01.810.02705.0165>=?+?+?+?=∑i i z K

故在t=25℃，p=1MPa 大气压时的气相分率等于1。

某精馏塔的操作压力为0.1Mpa ，其进料组成为

组分正丁烷正戊烷正己烷正庚烷正辛烷总合组成（摩尔分数）0.05 0.17 0.65 0.10 0.03 1.00 试求：①露点进料的进料温度。 ②泡点进料的进料温度。解：①露点进料的进料温度

设t=20℃，p=0.1MPa=100kPa ，由查图2-1a 得：

K1=2.1，K2=0.56， K3=0.17， K4=0.055，K5=0.017

1734.7017.003.0055.010.017.065.056.017.01.205.0≠=++++=∑

=∑∴i i i K y x

选正己烷为参考组分，则

315.117.0734.73=?=∑?=i G x K K

由315.12=K 和p=100kPa ，查图2-1a 得t=78℃： K1=9.5，K2=3.2， K3=1.315， K4=0.56，K5=0.25

1851.025.003.056.010.0315.165.02.317.05.905.0≠=++++=∑

=∑∴i i i K y x

119.1315.1851.03=?=∑?=i G x K K

由119.12=K 和p=100kPa ，查图2-1a 得t=74℃： K1=8.5，K2=2.9， K3=1.119， K4=0.48，K5=0.20

1003.120

.003.048.010.0119.165.09.217.05.805.0≈=++++=∑

=∑∴i i i K y x 故露点进料的进料温度为74℃。 ②泡点进料的进料温度

设t=20℃，p=0.1MPa=100kPa ，由查图2-1a 得： K1=2.1，K2=0.56， K3=0.17， K4=0.055，K5=0.017

1317.003.0017.01.0055.065.017.017.056.005.01.2≠=?+?+?+?+?=∑=∑∴i i i x K y

54.0317

.017

.03==∑=

i G y K K

由54.03=K 和p=100kPa ，查图2-1a 得t=50℃： K1=5.2，K2=1.6， K3=0.54， K4=0.21，K5=0.085

1907.003.0085.01.021.065.054.017.06.105.02.5≠=?+?+?+?+?=∑=∑∴i i i x K y

60.0907

.054

.03==∑=

i G y K K

由60.03=K 和p=100kPa ，查图2-1a 得t=54℃： K1=5.5，K2=1.76， K3=0.60， K4=0.25，K5=0.095

1992.003.0095.01.025.065.06.017.076.105.05.5≈=?+?+?+?+?=∑=∑∴i i i x K y

故泡点进料的进料温度为54℃。

某混合物含丙烷a.0.451（摩尔分数），异丁烷b.0.183，正丁烷c.0.366，在t=94℃

和p=2.41Mpa 下进行闪蒸，试估算平衡时混合物的气化分率及气相和液相组成。已知K 1=1.42，K 2=0.86，K 3=0.72。

解：设φ=0.5，由t=94℃，p=2.41MPa=2410kPa ，K 1=1.42，K 2=0.86，K 3=0.72得： 1039.172

.0366.086.0183.042.1451.0>=++=∑i i K z 1061.1366.072.0183.086.0451.042.1>=?+?+?=∑i i z K

故混合物处于两相区，可进行闪蒸计算。

0)1(1)

1()()(=-+-∑=-∑=i i i i i k k Z x y F φφ

0098.0)

172.0(5.01)

172.0(366.0)186.0(5.01)186.0(183.0)142.1(5.01)142.1(451.0)(=-+-+-+-+-+-=

φF

[]1043

.0)172.0(5.01)172.0(366.0)186.0(5.01)186.0(183.0)142.1(5.01)142.1(451.0)1(1)1()(2

-=-+--

-+--

=-+-∑

-='i i i k k Z F φφ

594.01044.00098

.05.0)()(1=--='-

=+φφφφF F k k

0007.0)172.0(594.01)

172.0(366.0)186.0(594.01)186.0(183.0)142.1(594.01)142.1(451.0)(≈=-+-+-+-+-+-=

φF

故φ=0.594。由)

1(1-+=i i

i k z x φ， i i i x k y =得

361.0)142.1(594.01451.01=-+=

x ；200.0)

186.0(594.01183

.02=-+=x ；

439.02.0361.011213=--=--=x x x ；或439.0)

172.0(594.01366

.03=-+=

513.0361.042.11=?=y ；172.02.086.02=?=y ；315.0439.072.03=?=y

或315.0172.0513.011213=--=--=y y y

P185例4一4

(1) 某原料气组成如下：组分 CH 4 C 2H 6 C 3H 8 i-C 4H 10

n-C 4H 10 i-C 5H 12

n-C 5H 12

n-C 6H 14

y 0(摩尔分率) 0.765 0.045 0.035 0.025

0.045 0.015

0.025

0.045

先拟用不挥发的烃类液体为吸收剂在板式塔吸收塔中进行吸收，平均吸收温度为38℃，压力为1.013Mpa ，如果要求将i-C 4H 10回收90%。试求：

(1) 为完成此吸收任务所需的最小液气比。

(2) 操作液气比为组小液气比的1.1倍时，为完成此吸收任务所需理论板

数。

(3) 各组分的吸收分率和离塔尾气的组成。 (4)

求塔底的吸收液量

解：(1)最小液气比的计算：

在最小液气比下 N=∞，A 关=?关=0.0.85

关关）（A K V L ?=min =0.56 ?0.85=0.476

(2)理论板数的计算：

操作液气比min

2.1）（V L V L

==1.2?0.476=0.5712

02.156

.05712

.0===

关关关V K L A

32.5102

.1log 85.0185.002.1log 1log 1log =---=

---=

）（）（A A N ??

(3)尾气的数量和组成计算：

非关键组分的

i VK L

A =

吸收率

1--=++N i N i i

A A A ?

被吸收的量为i N v ??+1，塔顶尾气数量

i N v v =-?+)1(1?

塔顶组成

V v y i i =

按上述各式计算，将结果列于下表

(4)塔底的吸收量N L

塔内气体平均流率：

185.90237

.80100=+=

v Kmol/h

塔内液体平均流率：514.51185.905712.020=?=?=+=

均均）（V V L

L L L N

而

N L V L V +=++101，即100+

L =80.37+

联立求解得N L =61.33Kmol/h. 0L =41.70Kmol/h 解2：由题意知，i-C 4H 10为关键组分

由P=1.013Mpa ，t 平=38℃ 查得K 关=0.56 (P-T-K 图)

(1)在最小液气比下 N=∞，A 关=中关=0.9

关关）（A K V L ?=min =0.56 ?0.9=0.504

(2)min 1.1）（V L V L ==1.1?0.504=0.5544

99.056

.05544

.0===

关关关V K L A

所以理论板数为

48.9199

.0log 9

.019

.099.0log 1log 1log =---=---=

）

（）（A A N ??

(3)它组分吸收率公式 i i

VK L

A =，1

--=++N i N i i A A A ?

以CH4为例：

i A =

032.04

.175544

.0==i VK L

φ=32.01032.099

.0032.0148.9148.9=--++

V1(CH4)=(1-

φ)VN+1=(1-0.032)?76.5=74.05

923

.05.7605

.741

1144==

V V y CH CH ）（）（

（3）塔内气体平均流率：10.902

190

.80100=+=v Kmol/h

塔内液体平均流率：L=905.92

81.19000+=++L L L ）

（

由v l =0.5544

∴0L =40.05Kmol/h

当在1.013Mpa 压力下，以相对分子质量为220的物质为吸收剂，吸收剂温度为30℃，而塔中液相平均温度为35℃。试计算异丁烷（i-C 4H 10）回收率为0.90时所需理论塔板数以及各组分的回收率。操作液气比为最小液气比的1.07倍，求塔顶尾气的数量和组成。

解：选异丁烷为关键组分，查得在1.013Mpa 和35℃下各组分的相平衡常数列于

下表。

a.最小液气比的计算

在最小液气比下∞=N ，9.0==关关?A ，

()

531.09.059.0min

=?=?=∴关关K V L

b.理论板数的计算操作液气比()

568

.0531.007.15.1min

=?==V L

关键组分的吸收因子为

963.059

.0568

.0===

关关VK L A

理论板数

255.111963.0lg 19.0963

.09.0lg 1lg 1

lg =---=

---=

N ??

c.各个组分的回收率和塔顶尾气的数量和组成

由i

i VK L

K K A A ==

关关和

111--=

=++N i i N i i i A A A α?

以及()i

N i i v v ,1,11+-=α；∑=i v V ,11；1,1,1V v y i

i =

进行计算结果见表。

d.吸收剂量

塔内气体的平均流率为：

kmol

188

100

塔内液体的平均流率为：

906

)

(

由

568

，得h

kmol

833

生物分离工程试题

山科大生物分离工程试题（ A ）卷一、填充题（40分，每小题2分） 1. 生物产品的分离包括R ，I ，P 和P 。 2. 发酵液常用的固液分离方法有和等。 3. 离心设备从形式上可分为，，等型式。 4. 膜分离过程中所使用的膜，依据其膜特性（孔径）不同可分为，和； 5. 多糖基离子交换剂包括和两大类。 6. 工业上常用的超滤装置有，，和。 7. 影响吸附的主要因素有，，，，和。 8. 离子交换树脂由，和组成。 9. 电泳用凝胶制备时，过硫酸铵的作用是；甲叉双丙烯酰胺的作用是；TEMED的作用是； 10 影响盐析的因素有，，和； 11.在结晶操作中，工业上常用的起晶方法有，和； 12.简单地说，离子交换过程实际上只有，和三个步骤； 13.在生物制品进行吸附或离子交换分离时，通常遵循Langmuir吸附方程，其形式为； 14. 反相高效液相色谱的固定相是的，而流动相是的；常用的固定相有和；常用的流动相有和； 15.超临界流体的特点是与气体有相似的，与液体有相似的； 16.离子交换树脂的合成方法有和两大类； 17.常用的化学细胞破碎方法有，，，和； 18.等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其的不同； 19.离子交换分离操作中，常用的洗脱方法有和； 20. 晶体质量主要指，和三个方面；三.计算题（30分） 1、用醋酸戊酯从发酵液中萃取青霉素，已知发酵液中青霉素浓度为0.2Kg/m3，萃取平衡常数为K=40，处理能力为H=0.5m3/h，萃取溶剂流量为L=0.03m3/h，若要产品收率达96%，试计算理论上所需萃取级数？（10分） 2、应用离子交换树脂作为吸附剂分离抗菌素，饱和吸附量为0.06 Kg（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（10分） 3、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

分离工程例题

1.例题2－2 以枯草杆菌为菌种发酵生产蛋白酶，拟用过滤法分离菌体，加助滤剂硅藻土后料液含固体悬浮物的质量体积比为％6.3，黏度 s Pa ??=-3106.6μ。在实验室用直径为的布氏漏斗进行真空抽滤试验，真空度维持在Pa 4100.9?，经24min 获得滤液34101m －?；且测得滤饼的的压缩系数3 2 =s ，现使用每板面积2352.0m ，框数15的板框压滤机过滤，处理33m 上述发酵液，若操作过程不排渣，且过滤介质阻力m R 可忽略不计。求过滤压降Pa p 510448.3?=?时所需的过滤时间。 2.例题2－3 欲使用转鼓真空过滤机处理一抗生素发酵液，处理量为每小时315m ，过滤面积240m A =，回转速度为min /1r ，操作真空度为Pa 4107?。由于加入了硅藻土助滤剂，滤饼可视作不可压缩的。若滤饼过滤阻力参数 250 /109.22m s p ?=?μαρ，洗涤后滞留于滤饼的可溶性物质为洗涤前的1％（01.0=r ），洗涤效率%70=ε，滤液滞留量为%0.1=f ，求：?转鼓回转一周的过滤时间f t ，?洗涤时间w t 325.00 .160 360015m V f =?= ， s t f 3.11)40 25.0(109.22 5=??=，根据滤饼洗涤效率方程，n r )1(ε-=，代入题给数据得n %)701(01.0-=，n=; 由式子（2－23）可得 01.08.323 .11??=w t ，解得滤饼洗涤时间为s t w 86.0= 3.例题3－1 许多动物细胞都能在葡聚糖颗粒的载体上培养，这些细胞沉降颗粒或微团密度为3/02.1m g ，直径m μ150，一个50升的反应器用来培养细胞，使其生长出一种疫苗，当搅拌停止时，游离的微团下沉而与抗体分

生物分离工程期末考试试卷B

试卷编号：一、名词解释题（本大题共3小题，每小题3分，总计9分） 1.Bioseparation Engineering：回收生物产品分离过程原理与方法。 2.双水相萃取：某些亲水性高分子聚合物的水溶液超过一定浓度后可形成两相，并且在两相中水分均占很大比例，即形成双水相系统(two aqueous phase system)。利用亲水性高分子聚合物的水溶液可形成双水相的性质，Albertsson于50年代后期开发了双水相萃取法(two aqueous phase extraction)，又称双水相分配法(two aqueous phase partitioning)。 3.电渗：在电场作用下，带电颗粒在溶液中的运动。二、辨别正误题并改正，对的打√，错的打×（本大题共15小题，每小题2分，总计30分） 1.壳聚糖能应用于发酵液的澄清处理是由于架桥作用。错（不确定） 2.目前国内工业上发酵生产的发酵液是复杂的牛顿性流体,滤饼具有可压缩性。错 3.盐析仅与蛋白质溶液PH和温度有关，常用于蛋白质的纯化。错 4.超临界流体是一种介于气体和液体之间的流体，可用于热敏性生物物质的分离。对 5.膜分离时，当截留率δ=1时,表示溶质能自由透过膜。错 6.生产味精时，过饱和度仅对晶体生长有贡献。对 7.阴离子纤维素类离子交换剂能用于酸性青霉素的提取。对 8.卡那霉素晶体的生产可以采用添加一定浓度的甲醇来沉淀浓缩液中的卡那霉素。 9.凝胶电泳和凝胶过滤的机理是一样的。错 10.PEG-硫酸钠水溶液能用于淀粉酶的提取。对 11.乙醇能沉淀蛋白质是由于降低了水化程度和盐析效应的结果。对 12.冷冻干燥一般在-20℃—-30℃下进行，干燥过程中可以加入甘油、蔗糖等作为保护剂。对 13.反相层析的固定相和流动相都含有高极性基团，可用来分离生物物质。错 14.大网格吸附剂由于在制备时加入致孔剂而具有大孔径、高交联度，高比表面积的特点。错（不确定） 15.PEG沉淀蛋白质是基于体积不相容性。错三、选择题（本大题共10小题，每小题2分，总计20分） 1.对于反胶束萃取蛋白质，下面说法正确的是：A A 在有机相中，蛋白质被萃取进表面活性剂形成的极性核里 B 加入助溶剂，可用阳离子表面活性剂CTAB萃取带正电荷的蛋白质 C 表面活性剂浓度越高越好 D 增大溶液离子强度，双电层变薄，可提高反胶束萃取蛋白质的能力 2.能进行海水脱盐的是：C A 超滤 B 微滤

分离工程习题解答

［例2-3］求含正丁烷（1）0.15、正戊烷（2）0.4、和正已烷（3）0.45（摩尔分数）之烃类混合物在0.2MPa 压力下的泡点温度。B. 露点温度 a. 解：因各组分都是烷烃，所以汽、液相均可看成理想溶液， K i 只取决于温度和压力。如计算要求不高，可使用烃类的 p －T －K 图（见图 2-1）。假设 T ＝ 50℃， p ＝0.2MPa ，查图求 K i ，组分 xi Ki yi=Kixi 正丁烷 0.15 2.5 0.375 正戊烷 0.40 0.76 0.304 正已烷 0.45 0.28 0.126 说明所设温度偏低,选正丁烷为K G ,95.0805 .076 .03==∑=i G y K K 。查p-t-k 图t 为58.7, 再设 T ＝ 58.7℃，重复上述计算得故泡点温度为 58.7℃。解：B. 露点温度, 假设 T ＝ 80℃， p ＝0.2MPa ，查图求 K i ，组分 xi Ki yi/Ki=xi 正丁烷 0.15 4.2 0.036 正戊烷 0.40 1.6 0.25 正已烷 0.45 0.65 0.692 1978.0≠=∑=∑∴i i i K y x 选正戊烷为参考组分，则 56.1978.06.14=?=∑?=i G x K K 由56.14=K ,查图2-1a 得t=78℃ K 1=4，K 2=1.56， K 3=0.6， 1053.175.0267.00375.0≈=++=∑ =∑∴i i i K y x

故混合物在78℃。［例2-7］进料流率为 1000kmol/ h的轻烃混合物，其组成为：丙烷 (1)30% ；正丁烷 (2)10% ；正戊烷 (3)15% ；正已烷 (4)45%( 摩尔 ) 。求在50 ℃和 200kPa 条件下闪蒸的汽、液相组成及流率。解：该物系为轻烃混合物，可按理想溶液处理。由给定的T 和p ，从p - T - K 图查K i ，再采用上述顺序解法求解。 (1)核实闪蒸温度假设50℃为进料泡点温度，则假设50℃为进料的露点温度，则说明进料的实际泡点和露点温度分别低于和高于规定的闪蒸温度，闪蒸问题成立。 (2)求Ψ ，令Ψ 1 =0.1(最不利的初值) =0.8785 因f (0.1)>0，应增大Ψ 值。因为每一项的分母中仅有一项变化，所以可以写出仅含未知数Ψ 的一个方程: 计算R - R 方程导数公式为：

生物分离工程复习题库

生物分离工程复习题一、名词解释 1.凝聚：在电解质作用下，破坏细胞菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态，使胶体粒子聚集的过程。 2.分配系数：在一定温度、压力下，溶质分子分布在两个互不相溶的溶剂里，达到平衡后，它在两相的浓度为一常数叫分配系数。 3.絮凝：指在某些高分子絮凝剂存在下，在悬浮粒子之间发生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团的过程 4.过滤：是在某一支撑物上放过滤介质，注入含固体颗粒的溶液，使液体通过，固体颗粒留下，是固液分离的常用方法之一。 5.萃取过程：利用在两个互不相溶的液相中各种组分（包括目的产物）溶解度的不同，从而达到分离的目的 6.吸附：是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力，使其富集在吸附剂表面的过程。 7.反渗析：当外加压力大于渗透压时，水将从溶液一侧向纯水一侧移动，此种渗透称之为反渗透。 8.离心沉降：利用悬浮液或乳浊液中密度不同的组分在离心力场中迅速沉降分层，实现固液分离 9.离心过滤：使悬浮液在离心力场作用下产生的离心力压力，作用在过滤介质上，使液体通过过滤介质成为滤液，而固体颗粒被截留在过滤介质表面，从而实现固液分离，是离心与过滤单元操作的集成，分离效率更高 10.离子交换：利用离子交换树脂作为吸附剂，将溶液中的待分离组分，依据其电荷差异，依靠库仑力吸附在树脂上，然后利用合适的洗脱剂将吸附质从树脂上洗脱下来，达到分离的目的。 11.固相析出技术：利用沉析剂（precipitator）使所需提取的生化物质或杂质在溶液中的溶解度降低而形成无定形固体沉淀的过程。 12.助滤剂：助滤剂是一种具有特殊性能的细粉或纤维，它能使某些难以过滤的物料变得容易过滤 13.色谱技术：是一组相关分离方法的总称，色谱柱的一般结构含有固定相（多孔介质）和流动相，根据物质在两相间的分配行为不同（由于亲和力差异），经过多次分配（吸附-解吸-吸附-解吸…），达到分离的目的。 14.有机溶剂沉淀：在含有溶质的水溶液中加入一定量亲水的有机溶剂，降低溶质的溶解度，使其沉淀析出。 15.等电点沉淀：调节体系pH值，使两性电解质的溶解度下降，析出的操作称为等电点沉淀。 16.膜分离：利用膜的选择性（孔径大小），以膜的两侧存在的能量差作为推动力，由于溶液中各组分透过膜的迁移率不同而实现分离的一种技术。 17.化学渗透破壁法：某些化学试剂，如有机溶剂、变性剂、表面活性剂、抗生素、金属螯合剂等，可以改变细胞壁或细胞膜的通透性，从而使胞内物质有选择地渗透出来。 18.超临界流体：超临界流体是状态超过气液共存时的最高压力和最高温度下物质特有的点——临界点后的流体。 19.反渗透：在只有溶剂能通过的渗透膜的两侧，形成大于渗透压的压力差，就可以使溶剂发生倒流，使溶液达到浓缩的效果，这种操作成为反渗透。 20.树脂工作交换容量：单位质量干树脂或单位体积湿树脂所能吸附的一价离子的毫摩尔数称为树脂交换容量，在充填柱上操作达到漏出点时，树脂所吸附的量称为树脂工作交换容量。 21.色谱阻滞因数：溶质在色谱柱（纸、板）中的移动速率与流动相移动速率之比称为阻滞因数，以Rf表示。 22.膜的浓差极化：是指但溶剂透过膜，而溶质留在膜上，因而使膜面浓度增大，并高于主体中浓度。 23.超滤：凡是能截留相对分子量在500以上的高分子膜分离过程称为超滤，它主要是用于从溶剂或小分子溶质中将大分子筛分出来。 24.生物分离技术：是指从动植物与微生物的有机体或器官、生物工程产物（发酵液、培养液）及其生物化学产品中提取、分离、纯化有用物质的技术过程。 25.物理萃取：即溶质根据相似相溶的原理在两相间达到分配平衡，萃取剂与溶质之间不发生化学反应。 26.化学萃取：则利用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应生成脂溶性复合分子实现溶质向有机相的分配。 27.盐析：是利用不同物质在高浓度的盐溶液中溶解度的差异，向溶液中加入一定量的中性盐，使原溶解的物质沉淀析出的分离技术。 28.有机聚合物沉析：利用生物分子与某些有机聚合物形成沉淀而析出的分离技术称为有机聚合物沉析。 29.离子交换平衡：当正反应、逆反应速率相等时，溶液中各种离子的浓度不再变化而达平衡状态，即称为离子交换平衡。 30.功能基团：离子交换树脂中与载体以共价键联结的不能移动的活性基团，又称功能基团 31.平衡离子：离子交换树脂中与功能基团以离子键联结的可移动的平衡离子，亦称活性离子。 32.树脂的再生：就是让使用过的树脂重新获得使用性能的处理过程，树脂的再生反应是交换吸附的逆反应。 33.层析分离：是一种物理的分离方法，利用多组分混合物中各组分物理化学性质的差别，使各组分以不同的程度分布在两个相中。 34.流动相：在层析过程中，推动固定相上待分离的物质朝着一个方向移动的液体、气体或租临界体等，都称为流动相。 35.正相色谱：是指固定相的极性高于流动相的极性，因此，在这种层析过程中非极性分子或极性小的分子比极性大的分子移动的速度快，先从柱中流出来。

生物分离工程练习题1

生物分离工程练习题1 https://www.360docs.net/doc/a07173941.html,work Information Technology Company.2020YEAR

《生物分离工程》练习题绪论 1.生物分离过程包括目标产物的提取、浓缩、纯化。 2.生物分离过程的显著特点是什么？ 1、条件温和 2、安全性、卫生性要求高 3、方法需要具有高选择性 4、对原料高度浓缩 3.评价一个分离过程的效率主要有三个标准，目标产物的浓缩程度、分离纯化程度、回收率。 4.图中F表示流速，c表示浓度；下标T和X分别表示目标产物和杂质。C、P和W分别表示原料、产品和废料。写出产品浓缩率m、分离因子α、回收率REC的计算公式。书本第九页第一章细胞分离与破碎 1.在细胞分离中，细胞的密度ρS越大，细胞培养液的密度ρL越小，则细胞沉降速率越大。 2.过滤中推动力要克服的阻力有过滤介质阻力和滤饼阻力，其中滤饼占主导作用。 3.B可以提高总回收率。 A.增加操作步骤 B.减少操作步骤 C.缩短操作时间 D.降低每一步的收率 4.重力沉降过程中，固体颗粒不受C的作用。 A.重力 B.摩擦力 C.静电力 D.浮力 5.过滤的透过推动力是D 。 A.渗透压 B.电位差 C.自由扩散 D.压力差 6.在错流过滤中，流动的剪切作用可以B。 A.减轻浓度极化，但增加凝胶层的厚度 B.减轻浓度极化，但降低凝胶层的厚度 C.加重浓度极化，但增加凝胶层的厚度 D.加重浓度极化，但降低凝胶层的厚度 7.重力沉降过程中，固体颗粒受到重力，浮力，流体摩擦阻力的作用，当固体匀速下降时，三个力的关系平衡 8.撞击破碎适用于D的回收。 A.蛋白质 B.核酸 C.细胞壁 D.细胞器

化工分离工程Ⅰ期末复习试试题库及答案

分离工程复习题库第一部分填空题 1、分离作用是由于加入（分离剂）而引起的，因为分离过程是（混合过程）的逆过程。 2、分离因子是根据（气液相平衡）来计算的。它与实际分离因子的差别用（板效率）来表示。 3、汽液相平衡是处理（汽液传质分离）过程的基础。相平衡的条件是（所有相中温度压力相等，每一组分的化学位相等）。 4、精馏塔计算中每块板由于（组成）改变而引起的温度变化，可用（泡露点方程）确定。 5、多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（设计）型计算和（操作）型计算。 6、在塔顶和塔釜同时出现的组分为（分配组分）。 7、吸收有（轻）关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。 8、对多组分吸收，当吸收气体中关键组分为重组分时，可采用（吸收蒸出塔）的流程。 9、对宽沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（进料热焓）决定，故可由（热量衡算）计算各板的温度。 10、对窄沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（组成的改变）决定，故可由（相平衡方程）计算各板的温度。 11、为表示塔传质效率的大小，可用（级效率）表示。 12、对多组分物系的分离，应将（分离要求高）或（最困难）的组分最后分离。 13、泡沫分离技术是根据（表面吸附）原理来实现的，而膜分离是根据（膜的选择渗透作用）原理来实现的。 14、新型的节能分离过程有（膜分离）、（吸附分离）。

15、传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。 16、分离剂可以是（能量）和（物质）。 17、Lewis提出了等价于化学位的物理量（逸度）。 18设计变量与独立量之间的关系可用下式来表示（Ni-Nv-Nc 即设计变量数-独立变量数-约束关系） 19、设计变量分为（固定设计变量）与（可调设计变量）。 20、温度越咼对吸收越（不利） 21、萃取精馏塔在萃取剂加入口以上需设（萃取剂回收段）。 22、用于吸收过程的相平衡关系可表示为（V - SL ）。 23、精馏有（两个）个关键组分，这是由于（双向传质）的缘故。 24、精馏过程的不可逆性表现在三个方面，即（通过一定压力梯度的动量传递）, （通过一定温度梯度的热量传递或不同温度物流的直接混合）和（通过一定浓度梯度的质量传递或者不同化学位物流的直接混合） 25、通过精馏多级平衡过程的计算，可以决定完成一定分离任务所需的（理论板数）, 为表示塔实际传质效率的大小，则用（级效率）加以考虑。 27、常用吸附剂有（硅胶），（活性氧化铝），（活性炭）。 28、恒沸剂与组分形成最低温度的恒沸物时，恒沸剂从塔（顶）出来。 29、分离要求越高，精馏过程所需的最少理论板数（越多）。 30、回流比是（可调）设计变量。第二部分选择题 1下列哪一个是速率分离过程（） a. 蒸馏 b.吸收 c.膜分离 d.离心分离

生物分离工程题库+答案

《生物分离工程》题库一、填充题 1. 生物产品的分离包括R 不溶物的去除，I 产物分离，P 纯化和P 精制； 2. 发酵液常用的固液分离方法有过滤和离心等； 3. 离心设备从形式上可分为管式，套筒式，碟片式等型式； 4. 膜分离过程中所使用的膜，依据其膜特性（孔径）不同可分为微滤膜，超滤膜，纳滤膜和反渗透膜； 5. 多糖基离子交换剂包括离子交换纤维素和葡聚糖凝胶离子交换剂两大类； 6. 工业上常用的超滤装置有板式，管式，螺旋式和中空纤维式； 7. 影响吸附的主要因素有吸附质的性质，温度，溶液pH 值，盐的浓度和吸附物的浓度与吸附剂的用量； 8. 离子交换树脂由网络骨架（载体），联结骨架上的功能基团（活性基）和可交换离子组成。 9. 电泳用凝胶制备时，过硫酸铵的作用是引发剂（提供催化丙烯酰胺和双丙烯酰胺聚合所必需的自由基）；甲叉双丙烯酰胺的作用是交联剂（丙烯酰胺单体和交联剂甲叉双丙烯酰胺催化剂的作用下聚合而成的含酰胺基侧链的脂肪族长链）； TEMED 的作用是增速剂（催化过硫酸胺形成自由基而加速丙烯酰胺和双丙烯酰胺的聚合）； 10 影响盐析的因素有溶质种类，溶质浓度， pH 和温度； 11.在结晶操作中，工业上常用的起晶方法有自然起晶法，刺激起晶法和晶种起晶法； 12.简单地说离子交换过程实际上只有外部扩散、内部扩散和化学交换反应三步； 13.在生物制品进行吸附或离子交换分离时，通常遵循Langmuir 吸附方程，其形式为c K c q q 0+= 14.反相高效液相色谱的固定相是疏水性强的，而流动相是极性强的；常用的固定相有C 8 辛烷基和十八烷基C 18 ；常用的流动相有乙腈和异丙醇； 15.超临界流体的特点是与气体有相似的粘度和扩散系数，与液体有相似的密度； 16.离子交换树脂的合成方法有加聚法和逐步共聚法两大类；

分离工程期末A卷试题答案

2007 —2008 学年第1、2学期分离工程课程期末考试试卷（A 卷）答案及评分标准二、选择题（本大题20分，每小题2分） 1、由1-2两组分组成的混合物，在一定T 、P 下达到汽液平衡，液相和汽相组成分别为 11,y x ，若体系加入10 mol 的组分（1），在相同T 、P 下使体系重新达到汽液平衡，此时汽、液相的组成分别为 ' 1'1,y x ，则（ C ）（A ）1'1x x >和 1'1y y > （B ）1'1x x <和1'1y y < （C ）1'1x x =和1'1y y = （D ）不确定 2、对于绝热闪蒸过程，当进料的流量组成及热状态给定之后，经自由度分析，只剩下一个自由度由闪蒸罐确定，则还应该确定的一个条件是（ D ）（A ）闪蒸罐的温度（B ）闪蒸罐的压力（C ）气化率（D ）任意选定其中之一 3、某二元混合物，其中A 为易挥发组分，液相组成5.0=A x 时泡点为1t ，与之相平衡的气相组成75.0=A y 时，相应的露点为2t ，则（ A ）（A ）21t t = （B ）21t t > （C ）21t t < （D ）不能确定 4、用郭氏法分析可知理论板和部分冷凝可调设计变量数分别为（ A ）（A ）1，1 （B ）1，0 （C ）0，1 （D ）0，0 5、如果二元物系有最高压力恒沸物存在，则此二元物系所形成的溶液一定是（ A ）（A ）正偏差溶液（B ）理想溶液（C ）负偏差溶液（D ）不一定 6、用纯溶剂吸收混合气中的溶质，逆流操作，平衡关系满足亨利定律。当入塔气体浓度y 1上升，而其它入塔条件不变，则气体出塔浓度y 2和吸收率的变化为（ C ）（A ）y 2上升，下降（B ）y 2下降，上升（C ）y 2上升，不变（D ）y 2上升，变化不确定 7、逆流填料吸收塔，当吸收因数A 1且填料为无穷高时，气液两相将在哪个部位达到平衡（ B ） (A) 塔顶 (B)塔底 (C)塔中部 (D)塔外部 8、平衡常数较小的组分是（ D ）（A ）难吸收的组分（B ）较轻组份（C ）挥发能力大的组分（D ）吸收剂中的溶解度大 9、吸附等温线是指不同温度下哪一个参数与吸附质分压或浓度的关系曲线。（ A ） (A) 平衡吸附量 (B) 吸附量 (C) 满吸附量 (D)最大吸附量 10、液相双分子吸附中，U 型吸附是指在吸附过程中吸附剂（ A ） (A) 始终优先吸附一个组分的曲线 (B) 溶质和溶剂吸附量相当的情况 (C) 溶质先吸附，溶剂后吸附 (D) 溶剂先吸附，溶质后吸附

生物分离工程总复习题

第一章复习题 1.生物分离工程在生物技术中的地位？ 2.生物分离工程的特点是什么？ 3.生物分离工程可分为几大部分，分别包括哪些单元操作？ 4.在设计下游分离过程前，必须考虑哪些问题方能确保我们所设计的工艺过程最为经济、可靠？ 5.生物分离效率有哪些评价指标？第二章复习题 1．简述细胞破碎的意义 2．细胞破碎方法的大致分类 3．化学渗透法和机械破碎法相比有哪些优缺点？第三章复习题 1．常用的蛋白质沉淀方法有哪些？ 2．影响盐析的主要因素有哪些？ 3．何谓中性盐的饱和度？ 4．盐析操作中，中性盐的用量（40% 硫酸铵饱和度）如何计算？5．简述盐析的原理。6．简述有机溶剂沉析的原理。 7．简述等电点沉析的原理。第四章复习题 1．膜分离技术的概念 2．膜的概念 3．根据膜孔径大小，膜分离技术的分类 4．基本的膜材料有哪些？ 5．常用的膜组件有哪些？ 6．何谓反渗透？实现反渗透分离的条件是什么？其特点有哪些？ 7．强制膜分离的概念？ 8．电渗析的工作原理？ 9．膜污染的主要原因是什么？常用的清洗剂有哪些？如何选择？ 10．膜分离在生物产物的回收和纯化方面的应用有哪些方面？第五章复习题 1.什么是萃取过程？ 2.液－液萃取从机理上分析可分为哪两类？ 3.常见物理萃取体系由那些构成要素？ 4.何谓萃取的分配系数？其影响因素有哪些？ 5.何谓超临界流体萃取？其特点有哪些？有哪几种方法？ 6.何谓双水相萃取?常见的双水相构成体系有哪些？ 7.反胶团的构成以及反胶团萃取的基本原理第六章复习题 1.影响吸附的主要因素？ 2.亲和吸附的原理和特点是什么？ 3.常用的离子交换树脂类型有哪些？ 4.影响离子交换速度的因素有哪些？ 5.用于蛋白质提取分离的离子交换剂有哪些哪些特殊要求，主要有哪几类？第七章复习题

化工分离工程考试题目(附答案)

2013化工分离过程期中考试试题答案一、填空题（每空1分，共20分） 1. 传质分离过程分为（平衡分离过程）和（速率分离过程）两大类。 2. 分离作用是由于加入（分离剂）而引起的，因为分离过程是（混合过程）的逆过程。 3. 汽液相平衡是处理（传质分离）过程的基础，相平衡的条件是（各相温度压力相等，各组分在每一相中的化学位相等）。 4. 当混合物在一定的温度、压力下，进料组成z i 和相平衡常数K i 满足（ 1,1>>∑∑i i i i K z z K ）条件即处于两相区，可通过（物料平衡和相平衡）计算求出其平衡汽液相组成。 5. 精馏塔计算中每块板由于（组成）改变而引起的温度变化，可用（泡露点方程）确定。 6. 多组分精馏根据指定设计变量不同可分为（设计）型计算和（操作）型计算。 7. 最低恒沸物，压力降低使恒沸组成中汽化潜热（小）的组分增加。 8. 萃取精馏中塔顶产品不合格时，经常采取（增加萃取剂用量）或（减小进料量）的措施使产品达到分离要求。 9. 吸收有（1个）关键组分，这是因为（单向传质）的缘故。 10. 吸收剂的再生常采用的是（用蒸汽或惰性气体的蒸出塔）、（用再沸器的蒸出塔）和（用蒸馏塔）。二、单项选择题（每小题1分，共10分） 1. 吸收属于（A ） A.平衡分离；B.速率分离；C.机械分离；D.膜分离。 2. 计算溶液泡点时，若∑=>-C i i i X K 101，则说明（C ） A. 温度偏低； B. 正好泡点； C. 温度偏高。 3. 如果体系的汽相为理想气体，液相为非理想溶液；则相平衡常数可以简化表示为（ D ） A. L i i V i K φφ= B. s i i P K P = C. L i i V i K φφ= D. s i i i P K P γ= 4. 汽液相平衡K 值越大，说明该组分越（ A ） A.易挥发； B.难挥发； C.沸点高； D.蒸汽压小。 5. 如果塔顶采用全凝器，计算塔顶第一级的温度可以利用方程（ B ） A.泡点方程； B.露点方程； C. 闪蒸方程； D.相平衡方程。 6. 计算在一定温度下与已知液相组成成平衡的汽相组成和压力的问题是计算（ B ） A.泡点温度； B.泡点压力； C.等温闪蒸； D.露点压力。 7. 精馏中用HNK 表示（ C ） A. 轻关键组分； B. 重关键组分； C. 重非关键组分； D. 轻非关键组分。 8. 以下描述中，不属于萃取精馏中溶剂的作用的是（ D ）

分离工程练习题样本

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。《分离工程》练习题第一章绪论 ( 一) 填空题 1、分离作用是由于加入_______而引起的, 因为分离过程是熵________过程。 2、分离过程是________的逆过程, 因此需加入__________来达到分离目的。 3、衡量分离的程度用____________表示, 处于相平衡状态的分离程度是_________________.。 4、分离因子表示任一分离过程所达到的____________, 其定义为_____________________。 5、分离因子____________, 则表示组分i及j之间不能被分离。 6、分离剂能够是___________或____________, 有时也可两种同时应用。 7、平衡分离的分离基础是利用两相平衡_____________的原理, 常采用____________作为处理手段, 并把其它影响归纳于___________。 8、速率分离的机理是利用溶液中不同组分在某种___________作用下经过某种介质时的__________差异而实现分离。 9、分离过程是将一混合物转变为组成__________的两种或几种产品的哪些操作。 10、分离工程研究分离过程中分离设备的___________。 11、传质分离过程分为____________和____________两类。 12、速率分离可分为__________和__________两大类。 13、分离过程中按有无物质传递现象发生来划分, 分离过程可分为__________和__________。 ( 二) 简答题 1、列出5种使用ESA和5种使用MSA的分离操作。 2、比较使用ESA与MSA分离方法的优缺点。 3、平衡分离过程和速率分离过程各有何特点? 4、怎样用分离因子判断分离过程进行的难易程度? 5、根据两相状态不同 , 平衡分离过程可分成几类 6、为什么要进行分离过程的的耦合及集成, 有何好处?

分离工程期末习题

一、填空题（每空2分，共30分） 1．相对挥发度依次降低顺序排列的混合物ABCDEFG分离，要求馏出液中D组分的浓度≤2.5mol%，釜液中C组分的浓度≤5.0mol%，则轻关键组分是，重关键组分是。假定为清晰分割，则馏出液中的组分为 ,釜液中的组分为。 2．利用状态方程法计算汽液相平衡常数K i的公式为；活度系数法计算汽液相平衡常数的通式是，当汽相为理想气体，液相为非理想溶液时，活度系数法计算汽液相平衡常数的通式简化为。 3．萃取精馏中溶剂的作用可以概括为两点：和，当原有两组分的沸点接近，非理想性不大时，加入溶剂主要目的是。 4．多组分多级分离严格计算平衡级的理论模型，简称为方程，分别是、、和方程。二、选择题（每题1分，共10分） 1．按所依据的物理化学原理不同，传质分离过程可分为两类，即速率分离过程和（ C ）两大类。 A．机械分离；B．膜分离；C．平衡分离。 2．在多组分精馏中，最小回流比下由于非关键组分的存在使塔中出现（ C ）个恒浓区。 A．3； B．2； C．1； D．4。 3.在化工生产中常常会遇到欲分离组分之间的相对挥发度接近于1或形成共沸物的系统，如向这种溶液中加入一种新组分，该新组分和被分离系统中的一个或几个组分形成最低共沸物从塔顶蒸出，这种特殊精馏称为（ D ）。 A.热泵精馏；B．萃取精馏； C．普通精馏；D．共沸精馏。 4．多组分吸收和精馏同属于传质过程，多组分吸收过程中，对操作起关键作用的关键组分有（ C ）个。 A．2； B．3； C．1； D．0。 5．萃取塔内两相之间的相际传质面积愈大，传质效率（ B ）。 A．愈大； B．愈小； C．不变； D．先增大后减小。 6．在给定温度下进行闪蒸计算时，先需核实闪蒸问题是否成立，可采用泡点方第 1 页共3 页

生物分离工程练习题

《生物分离工程》练习题绪论 1.生物分离过程包括目标产物的提取、浓缩、纯化。 2.生物分离过程的显着特点是什么？ 1、条件温和 2、安全性、卫生性要求高 3、方法需要具有高选择性 4、对原料高度浓缩 3.评价一个分离过程的效率主要有三个标准，目标产物的浓缩程度、分离纯化程度、回收率。 4.图中F表示流速，c表示浓度；下标T和X分别表示目标产物和杂质。C、P 和W分别表示原料、产品和废料。写出产品浓缩率m、分离因子α、回收率REC 的计算公式。书本第九页第一章细胞分离与破碎 1.在细胞分离中，细胞的密度ρ S 越大，细胞培养液的密度ρ L 越小，则细胞沉降速率越大。 2.过滤中推动力要克服的阻力有过滤介质阻力和滤饼阻力，其中滤饼占主导作用。 3.B可以提高总回收率。 A.增加操作步骤 B.减少操作步骤 C.缩短操作时间 D.降低每一步的收率 4.重力沉降过程中，固体颗粒不受C的作用。 A.重力 B.摩擦力 C.静电力 D.浮力 5.过滤的透过推动力是 D 。 A.渗透压 B.电位差 C.自由扩散 D.压力差 6.在错流过滤中，流动的剪切作用可以B。 A.减轻浓度极化，但增加凝胶层的厚度 B.减轻浓度极化，但降低凝胶层的厚度 C.加重浓度极化，但增加凝胶层的厚度 D.加重浓度极化，但降低凝胶层的厚度

7.重力沉降过程中，固体颗粒受到重力，浮力，流体摩擦阻力的作用，当固体匀速下降时，三个力的关系平衡 8.撞击破碎适用于D的回收。 A.蛋白质 B.核酸 C.细胞壁 D.细胞器 9.区带离心包括差速区带离心和平衡区带离心。 10.管式和碟片式离心机各自的优缺点。管式，优点:离心力较大缺点：沉降面积小，处理能力降低碟片式，优点：沉降面积大缺点：转速小，离心力较小 11.单从细胞直径的角度，细胞直径越小，所需的压力或剪切力越大，细胞越难破碎 12.细胞的机械破碎主要方法有高压匀浆、珠磨、喷雾撞击破碎、超声波破碎 13.细胞的化学破碎技术包括酸碱处理、酶溶、化学试剂处理。第二章初级分离 1.防止蛋白质沉淀的屏障有蛋白质周围水化层和双电层。 2.判断：当蛋白质周围双电层的ζ电位足够大时，静电排斥作用抵御蛋白质分子之间的分子间力，使蛋白质溶液处于稳定状态而难以沉淀。（正确） 3.降低蛋白质周围的水化层和双电层厚度，可以破坏蛋白质溶液的稳定性，实现蛋白质沉淀。 4.常用的蛋白质沉淀方法有：盐析沉淀，等电点沉淀，有机溶剂沉淀。

分离工程》考试试卷答案

研究生《分离工程》考试试卷（2009-12）年级专业导师姓名成绩一、填空题（20分） 1. 按所依据的物理化学原理不同，传质分离过程可分为两类，即平衡分离过程和速率控制分离过程。分离过程常借助分离剂将均相混合物变成两相系统，分离剂有能量媒介（ESA ）和物质媒介（MSA ）两种类型. 2. 影响板式精馏塔分离效率的因素包括：传质速率，流型和混合效应，雾沫夹带和物性的影响。 4. 精馏操作中, 以板效率定义理论板和实际板的差异, 以汽相浓度表示的板效率定义为: (数学式,在第i 块板上) i i i+1 MV *i+1y -y E = y -y 。 5. 萃取精馏中溶剂的作用可以概括为两点：对原溶液各组分产生不同程度的作用和稀释原溶液，减小各组分相互作用。 6. 全回流精馏状态下得到的理论板数是,,,,,lg lg D lk B hk D hk B lk m lk hk x x x x N α??? ? ?? ? = 为最少理论塔板数 , 而最小回流比为 1iB Di m i iB x R ααθ=--∑ 理论塔板数无穷多时的回流比。 7. 液液萃取的分配比定义为: 达到萃取平衡时，被萃物在萃取相中的浓度与被萃物在被萃相中的浓度之比 . 8. 固膜分离技术包括: 微过滤超过滤和反渗透

等。 9. 分离的过程耦合是将不同性质的分离过程自身或与反应过程耦合起来，例如：萃取结晶、吸附蒸馏、化学吸收和化学蒸馏等. 10. 结晶图中，饱和S-S和过饱和曲线T-T将整个区域分为3个区，其中S-S和T-T之间的区称为亚稳定区，它又分为刺激结晶区和养晶区两个区。 11 相平衡常数的计算方法有状态方程法和活度系数法两种方法 12. 相平衡关系可用相图，相平衡常数和分离因子等来表达。 13. 通常所说多组分精馏的FUG简捷计算法中，F代表芬斯克方程，用于计算全回流操作时，达到分离要求所需要的最少理论塔板数，U代表恩德吾特公式，用于计算最小回流比，G代表吉利兰关联，用于确定实际回流比下所需理论塔板数。 14. 如果想用离子交换法去除溶液中的Na+，应用阳离子型的离子交换树脂，并用稀酸洗脱。二、简答题（20） 1. 什么是物料的露点？它与物料的哪些参数有关？答：物料的露点分为露点温度和露点压力两类。当压力一定时，物料蒸汽凝结出第一个液滴时的温度为露点温度；当温度一定，恒温增压到结出第一滴露珠时的压力为露点压力。它与物料的粘度，沸点等参数有关，也与气体压力以及待结露物质在气体中含量有关。。 2. 反胶束萃取的萃取效率与什么效率有关？答：影响反胶束萃取蛋白质的主要因素，如下： 1）与反胶束相有关因素包括：表面活性剂的种类、表面活性剂的浓度、有机溶剂的种类、助表面活性剂及其浓度；

分离工程计算题

分离工程习题四、计算题： 1、已知某混合物含0.05乙烷，0.30丙烷和0.65正丁烷（摩尔分率），操作压力下各组分的平衡常数可按下式进行计算，试求其泡点温度。乙烷: K=0.13333t+5.46667 丙烷: K=0.06667t+1.13333 正丁烷: K=0.02857t+0.08571 （t 的单位为℃）解：设温度为10℃，用泡点方程∑=1x K i i 进行试差，不满足泡点方程, 设温度为7.2℃，重新试差，满足泡点方程，泡点温度为7.2℃,结果见表。 2、已知某混合物含0.05乙烷，0.30丙烷和0.65正丁烷（摩尔分率），操作压力下各组分的平衡常数可按下式进行计算，试求其露点温度。乙烷: K=0.13333t+5.46667 丙烷: K=0.06667t+1.13333 正丁烷: K=0.02857t+0.08571 （t 的单位为℃）解：设温度为24℃，用泡点方程∑=1K /y i i 进行试差，不满足露点方程, 设温度为23℃，重新试差，满足露点方程，露点温度为23℃,结果见表。 3、一轻烃混合物进行精馏塔的计算，求得最小回流比Rm=1.45，最小理论板数Nm=8.6，现取操作回流比为R=1.25Rm ，全塔平均板效率为n=0.60，求所需的实际塔板数。解：R=1.25Rm=1.25×1.45=1.8125 R R R m -+=-+=118125145181251013.. .. 由图查得， N Nm -=053.

实际板数为=19.43/0.6 =32.4=33块 4、某多组分精馏塔的原料组成、产品组成（组分1为轻关键组分）及各组分的相对挥发度如表所示，已知提馏段第n 板上升的气相组成，提馏段操作线方程为x n+1,i =0.8y n,i +0.2x w,i ，精馏段操作线方程为 x y x n i n i D i ,,,..=--12021。试求离开第n+2板的液相组成。（要求各板组成列表）（塔序从下往上，第n+1 解：（1）用提馏段操作线方程x n+1,i =0.8y n,i +0.2x w,i ，计算'i ,1n x +，即 381.0013.02.0473.08.0x 2.0y 8.0x 1,W 1,n 1,1n =?+?=+=+ 其他组分的计算结果列于表。（2）用相平衡方程 ∑ +++αα= 'i ,1n 'i ,1n 'i ,1n x x y ，计算'i ,1n y +，计算结果列于表。（3）由于第n+1板为进料板为进料板，所以，用精馏段操作线方程x y x n i n i D i ,,,..=--12021，计算'i ,2n x +，即 5508.0980.02.06223.02.1x 2.0y 2.1x 1,D 1,1n 1,2n =?-?=-=++其他组分的计算结果列于表。（4）计算结果汇总 'i ,1n x + 'i ,1n x +α y 'i ,1n + i ,2n x + 1 0.3810 0.9335 0.6223 0.5508 2 0.5234 0.5234 0.3489 0.4147 3 0.0502 0.0246 0.016 4 0.0197 4 0.0454 0.0186 0.0124 0.0149 Σ 1.0000 1.5000 1.0001 5、已知组分1和组分2所构成的二元系统，当处于汽-液-液平衡时，两个平衡的液相组成如下:x x 21005005αβ==.,.，两个纯组分的饱和蒸汽压此时分别为P amt P atm 1020065075==.,.，此对称系统的范拉尔常数（用Ln 表示）为A=3.272 求:（1）γγαβ21, （2）平衡压力（３）平衡的气相组成。解：（1）由范拉尔方程计算活度系数 00818 .00.053.272)A(x ln γ953.20.05)(13.272)x 1A(ln γ2 2β1 β 2 2221=?== =-?=-=ββ 008 .1γ 16 .19γβ2 1==β 16 .19γ 008.1γ2 α1==α （2）3411.17185.06226.0x γP x γP P α 2α202β1β101=+=+=

分离工程期末A卷试题答案

二、选择题（本大题20分，每小题2分） 1、由1-2两组分组成的混合物，在一定T 、P 下达到汽液平衡，液相和汽相组成分别为 11,y x ，若体系加入10 mol 的组分（1），在相同T 、P 下使体系重新达到汽液平衡，此时汽、液相的组成分别为 '1'1,y x ，则（ C ）（A ）1'1x x >和 1'1y y > （B ）1'1x x <和1'1y y < （C ）1'1x x =和1'1y y = （D ）不确定 2、对于绝热闪蒸过程，当进料的流量组成及热状态给定之后，经自由度分析，只剩下一个自由度由闪蒸罐确定，则还应该确定的一个条件是（ D ）（A ）闪蒸罐的温度（B ）闪蒸罐的压力（C ）气化率（D ）任意选定其中之一 3、某二元混合物，其中A 为易挥发组分，液相组成5.0=A x 时泡点为1t ，与之相平衡的气相组成75.0=A y 时，相应的露点为2t ，则（ A ）（A ）21t t = （B ）21t t > （C ）21t t < （D ）不能确定 4、用郭氏法分析可知理论板和部分冷凝可调设计变量数分别为（ A ）（A ）1，1 （B ）1，0 （C ）0，1 （D ）0，0 5、如果二元物系有最高压力恒沸物存在，则此二元物系所形成的溶液一定是（ A ）（A ）正偏差溶液（B ）理想溶液（C ）负偏差溶液（D ）不一定 6、用纯溶剂吸收混合气中的溶质，逆流操作，平衡关系满足亨利定律。当入塔气体浓度y 1上升，而其它入塔条件不变，则气体出塔浓度y 2和吸收率的变化为（ C ）（A ）y 2上升，下降（B ）y 2下降，上升（C ）y 2上升，不变（D ）y 2上升，变化不确定 7、逆流填料吸收塔，当吸收因数A 1且填料为无穷高时，气液两相将在哪个部位达到平衡（ B ） (A) 塔顶 (B)塔底 (C)塔中部 (D)塔外部 8、平衡常数较小的组分是（ D ）（A ）难吸收的组分（B ）较轻组份（C ）挥发能力大的组分（D ）吸收剂中的溶解度大 9、吸附等温线是指不同温度下哪一个参数与吸附质分压或浓度的关系曲线。（ A ） (A) 平衡吸附量 (B) 吸附量 (C) 满吸附量 (D)最大吸附量