微滤（MF）
有明显孔道、弯 曲孔道，对称膜
0.1-1nm小分子 1.0-10MPa
盐、氨基酸、糖的 浓缩；淡水制造
1-50nm生物大分子 0.1-1.0MPa
蛋白质、多肽、多糖的 回收浓缩；分离病毒
10nm-10μm 0.05-0.5MPa 菌体、细胞和 病毒的分离
型号分类
操作原理 相同点 传质推动力 通量模型
（2）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：
dcT V Qc T (1 RT ) dt
dcC V QcC (1 Rc ) dt
VD Qt
积分得：
VD cT cT 0 exp[ (1 RT ) ] V VD cC cC 0 exp[ (1 Rc ) ] V
生物分离工程 2~5章作业
第二章 细胞分离与破碎
2.2
(式2.32) (式2.33) (式2.34), 得： 方法一： (式2.33a) 求出多个Ki, 求均值： 忽略介质比阻α，未考虑虚拟体积V0和虚拟时间t0 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。
•
对于三级逆流萃取，依题意， n=0.005 由式（4-54）得：
0.005
EA 1 , EA 5.5 4 EA 1
基本做对，第二小题中 A 的平均纯度的理解
第五章 萃取
5.4
第五章 萃取
图5.22
第五章 萃取
第五章 萃取
（2 ）
这次的作业，有好几位同学证明题没有做
24
0.2 3 23 10 6 . 023 10 /6 5 2.5 10
（式3.21）
第四章 膜分离
4.1
反渗透（RO） 结构 截留尺寸 差别 操作压差 应用范围
无明显孔道、海绵 状结构，不对称膜
超滤（UF）
有明显孔道、多为指 状结构，不对称膜
C A / C A,0 exp( k D , A t ) 200 exp(2.3 10 exp( ) 10 60) 8.314 293.15 ＝99.97％
29
C B / C B ,0 exp( k D , B t ) 99.99％ 同理，当T 323.15 K时 C A / C A,0 exp( k D , A t )＝53.6％ C B / C B ,0 exp( k D , B t ) 28.7％
进水水质TDS、径
膜的选择性透过、筛分原理 压差 科泽尼方程，浓度极化或凝胶极化模型
第四章 膜分离
4.2
（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 的微分方程
（式4.24）
第四章 膜分离
4.5 解： （1）开路循环：由
得
log 0.26 K S 9.0 （2） 由（1 ）和（2）解得：K S 1.107, 9.378 所以Cohn方程为： log S 9.378 1.107 I
第三章 初级分离
当C3＝3.5 mol时， I 3＝1/ 2 （2 3.5 1 ＋3.5 2 ）
d (Vc) Qc(1 RT ) dt
① ②
dV Qdt
得：
V0 RT c ( ) c0 V 代入数据得：
5 1000 0.99 ( ) 1 V
V 196.78(m L)
由②积分得：
dV Qdt dV 0.5 dt
V0 0 V t
t
V V0 1000 196.78 1606 ( s) 0.5 0.5
③
④
由蛋白质纯度为95％，即： cT 95% cT cC
cT cT cC
⑤
把③④代入⑤ ，又 VD Qt 得：
cT 0 exp[(1 RT )
95% Q Q cT 0 exp[(1 RT ) t ] cC 0 exp[(1 Rc ) t ] V V 0.5 1 exp[(1 0.99) t] 1000 95% 0.5 0.5 1 exp[(1 0.99) t ] 3 exp[(1 0.5) t] 1000 1000
第三章 初级分离
3.1 解：溶解酶浓度为2.8 mol/dm3时， 1 1 2 I1 C i Z i ( 2.8 22 2 2.8 12 ) 8.4mol / dm 3 2 2 同理，当溶菌酶的浓度为30mol/dm3时，I2＝9.0mol/dm3
由Cohn方程 log S K S I log1.2 K S 8.4 （1 ）
第三章 初级分离
3.4
（式3.13-式3.15）
第三章 初级分离
( 2)沉淀颗粒直径达到 100 m时，假设生长过程中 粒子总体积不变 , 则：＝d 3CN / （式 6 3.19） 3.14 1.125 10 2.84 10 4 P 750 Kg /( m * s ) V P 4 P 1/ 2 [ v ] 759.55,由式C C 0 exp( [ v ]1 / 2 t ) V V 求得：t＝2002.24S 又v 1.3 10 3 Kg /( m * s ),
2 2
＝10.5 mol / L 所以 log S3 9.378 1.107 10.5 2.246 g / L 即S3＝5.68 10－3 g / L
第三章 初级分离
3.
第三章 初级分离
dm3
dm3
dm3 dm3
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 mx=100×(5-S’)计算，而没有考虑到体积 的变化
第三章 初级分离
3.3 将温度带入求出 A 和 B的热变性速率常数，后直接套用 公式3.8 即 c = c0 exp (-kDt ) 及 残留率定义c / c0
已知：A和B的热变性速率常数 200 29 分别为k D , A 2.3 10 exp( ) RT 250 37 k D , B 5.6 10 exp( ) RT 求：T 293.15 K 时，t 10 min, C A / C A,0和CB / CB ,0 T 323.15 K 时，t 10 min, C A / C A,0和CB / CB ,0 解：根据C C0 exp( k D t )得C / C0 exp( k Dt ) 当T 293.15 K 时，
∵细胞破碎率：
第二章 细胞分离与破碎 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。
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。
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
第二章 细胞分离与破碎
2.3
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)
Q t] V
代入数据解得：t=16500 (s) 此时
cT V cT VD exp[(1 RT ) ] exp(0.01 0.5 103 16500 ) 92.5% REC= cT 0V cT 0 V
第五章 萃取 （P175）
5.3
2.57 ，故n=3
第五章 萃取