高等生物分离工程知识点.pdf

生化分离过程思考题：

1.生化分离工程是生化工程的一个重要组成部分，它是描述回收生物产品分离过程

原理和

方法的一个术语，指从发酵液或酶反应液或动植物细胞培养液中分离、纯化生物

产品的过程。

2.生物技术下游加工过程的一般步骤和单元操作:

（1）发酵液的预处理与固液分离

选用的单元操作有限，一般选用过滤和离心的方法，有时也伴有沉降操作，错流

过滤也较为常用。对非外泌性产物，还需进行细胞破碎。

（2）初步纯化（或称产物的提取）通过一个和几个单元操作以除去与目标产物性

质有很大差异的杂质，提高了产物的浓度和质量。单元操作如吸附、萃取和沉淀。

（3）高度纯化（或称产物的精制）

选用的单元操作有限，所用的技术对产物有高度的选择性，典型的单元操作有层

析、电泳和沉淀等。

（4）成品加工

产物的最终用途和要求，决定了最终的加工方法，浓缩和结晶常常是操作的关键。

3.生物分离工艺的总设计原则和细节是什么？

总原则：保证目标产物的活性，保证高的回收率，工艺适度，设备适宜，提高效

、人

益细节要求：

1）技术路线、工艺流程尽量简单化、集成化，尽量降低成本；

2）将完整工艺划分为不同的操作单元；

3）采用成熟技术与可靠设备；

4）纯化开始前编写、备好书面标准操作程序等技术文件；

5）适宜的检测方法。

4.简述本课程所介绍的公用设施及设备。

1）洁净空气制备系统。空气调节的目的主要是通风以及通过各种空气处理（如净

化、加热或冷却、加湿或除湿等）来维持室内适宜的温度环境。

①洁净空气调节系统的组成：小规模、单分区洁净空气调节系统；中大规模、多分

区洁净空气调节系统两类

②空气净化和空气过滤器：由于不同的洁净室对洁净级别的要求不同，因此采用

不同种类的空气过滤器，有初效中效高效静电过滤四种方式过滤器。

2）洁净室及洁净空气调节系统的测定

①洁净室，包括乱流和层流洁净室

②洁净室的物理指标和生物学指标：温度、相对湿度、噪度、照度、静压差、层流

风速、换气次数。

③洁净空气调节系统的测定和调整：

：

A:空气调节系统的空气平衡测定和调整N=Q

B:洁净室参数的测定：

a）室内温度和相对湿度的测定b）室内静压差的测定c）室内洁净度的测定d）室

内浮游菌和沉降菌的测定e）室内噪声的测定f）室内噪度的测定

C）C

3）低温环境系统：制冷技术应用的三个温区：低温（-120,中温（-120

C

~5）、高温①冷库制冷系统的基本组成：冷冻压缩机、冷凝器、蒸发皿、水冷却

皿以

及其他组件

②冷库的类型：由保温围护系统、冷冻系统、电控网络系统等组成的用于冷冻、冷

藏的成套设备。

A:按用途分：生产性冷库、分配性冷库、零售消费性冷库。

B:按围护结构的特点分：土建式冷库和装配式冷库。

4）生产用水供应系统：①制药用工艺用水：工艺用水中使用的水，按化学成分

和微生物为纯度指标的不同分为饮用水、纯化水和注射用水3大类：

②水系统：设备操作原理为：

A:预处理系统：沙滤、活性碳过滤、微滤

B:反渗透系统

C:多效蒸馏系统：生产无菌、无热原水、重现性要好

D:纯水/注射用水储罐。

5.什么是错流过滤和板框过滤？

（1）错流过滤：料液给过滤介质表面一个平行的大流量冲刷，则过滤介质表面

积累的滤饼就会减少到可以忽略的程度，而通过过滤介质的流速会比较小，称切

向流过滤。

（2）板框过滤：是工业上常用的过滤方式，属于滤饼过滤，由多组滤板和滤框

交替排列而成，板与框用机架支撑，在滤板的两边覆盖以过滤纸板，过滤面积大，

过滤推动力能大幅度调整，并能耐受较高压力差，对不同过滤特性的发酵液适应

性强。

6.如欲提高固体剪切法（珠磨技术）的破碎效率，应从哪些方面考虑？珠磨技术破

碎的速率和效率是所有操作参数的函数，这些因素包括转盘外缘速度u、细胞浓度

c、珠粒大小、温度和流量Q,故欲提高固体剪切法的破碎效率，应从这些因素考

虑。

1）转盘外缘速度u的影响：在一定的范围内，破碎的比速度与这个外缘速度成正

比，

但由于高速能量旋转所引起的能量消耗、高的热量产生和珠粒的磨损以及因剪切而

引起的产物的失活，必须限制圆盘外缘的速度，故实际生产中应控制合适的速

度。

2）细胞浓