第十一章

1。发酵产物提取精制过程可分为哪几大部分？在设计工艺流程前，必须考虑哪些因素？

答：发酵产物提取精制过程大致可分为两个阶段:产物的粗分离阶段和纯化精制阶段。

在设计工艺前必须考虑根据具体情况来分别确定单元操作和多个单元操作的确定，分离纯化步骤尽可能少，成本低，无环境污染等因素。

2。凝聚和絮凝的区别是什么？常用的絮凝剂有哪些？

答：凝聚是在电解质中异电离子的作用下，胶粒的双电层电位降低，使胶体体系不稳定，从而相互碰撞而产生的现象。而徐凝是高分子聚合物的许多链节分别吸附在不同的胶粒表面上产生架桥连接时形成的絮团。常用的絮凝剂有聚合铝盐，聚合铁盐，明胶，几丁质，脱乙酰几丁质，海藻酸类，多糖类胶黏物，聚丙烯酰胺类衍生物等。

3。影响发酵液过滤分离的因素有哪些？如何提高过滤效率？

答：影响因素有，过滤速率即菌种，发酵条件等；发酵终点时间的选择；过滤器和过滤介质的选择；还受无菌和负载量的要求，水的平衡要求等因素。提高过滤效率就要设法改善过滤性能，适当降低滤饼的比阻值，提高过滤速率，正确选择发酵终点时间。

4。比较沉降与离心的异同，常用的离心沉降设备有哪些？

答：相同点：分离的对象都是非均相混合液。

异同点：作用力不同。离心操作利用惯性力而沉降操作的作用力可以是离心力也可以是重力。常用的离心沉降设备有碟式人工排渣分离机和螺旋卸料沉降离心机等。

5。 简述细胞破碎的意义，细胞破碎的方法大致可分为几类？如何检测细胞的破碎程度？

答：有许多发酵产物都位于微生物细胞内，如谷胱甘肽，虾青素，花生四烯酸以及一些基因工程产物如胰岛素，干扰素，生长激素等都是胞内物质，分离提取这些产物时必须将细胞破壁，使产物释放，才能进一步提取和纯化。细胞破碎的方法大致可分为三类:物理法（高压匀浆破碎法，高速珠磨法，超声破碎），化学法(化学渗透法)，生物酶溶法。

最常用的检测细胞破碎效果的方法是通过显微镜直接观察。如用各种染色法

对细胞染色后则更为方便。

6。何谓膜分离？微滤和超滤有何区别？反渗透和透析有何区别？

答：膜分离是指利用具有一定选择透过特性的过滤介质（高分子薄膜），将不同大小，不同形状和不同特性的物质颗粒和分子进行分离的技术。 超滤和微滤都利用膜的筛分性质，以压差为传质推动力。但超滤过程中的膜孔径为0.001～0.05微米而微滤的膜孔经为0.05～10微米，从而操作压力比超滤更小。透析膜的孔径一般比反渗透的孔径大。透析膜一般制作成管状而反渗透膜没有。

7.工业生产中,常用两步盐析法纯化酶蛋白,即第一步用25%~30%饱和度的硫酸铵去除杂质,第二步用55%~60%饱和度的硫酸铵沉淀酶蛋白,试问0摄氏度和25摄氏度时,1.5t酶的粗提液需加多少千克固体硫酸铵才能使其达到25%的饱和度?再加多少千克固体硫酸铵才能使其达到55%的饱和度? 解:这1.5t酶的粗提液的密度可看作是1000g/L。 在25摄氏度时:

由公式g=[541(S2-S1)]/(100-0.3 S2)得： m1=1500*1.3535=2030.3g m2=1500*1.625=2438.52g

8.在生物产品的分离纯化中,物理吸附和化学吸附有何区别?常见的吸附剂有哪些?

答:(1)

A. 物理吸附是依靠吸附剂与溶剂之间的分子间力进行吸附的,而化学吸

附是吸附剂表面活性点与溶质之间发生化学结合产生电子转移或分子与表面共用电子对而形成的。

B. 物理吸附中的吸附热小，而化学吸附中吸附热大。

C. 物理吸附中，被吸附的溶质易脱落(只需改变某些物理条件)而化学吸

附不易脱落,需要添加化学洗脱剂.

(2)常用的化学吸附剂有 :活性炭,硅胶,氧化铝,羟基磷灰石,聚丙烯酰胺。 9.什么是萃取过程？影响溶剂萃取的因素有哪些？ 答：（1）利用溶质在互不相溶的两相溶剂之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的方法叫做萃取。萃取分离技术是发酵工业中常用的一种提取方法和混合物粗分离的单元操作。 （2）影响因素：

A.萃取剂的选择性和选择性系数；B.萃取剂和稀释剂的互溶度；C.萃取剂回收的难易程度。

10.何谓双水相萃取？常见的双水相构成体系有哪些？ 答：（1）利用亲水性高分子聚合物水溶液的双水性性质进行物质分离的方法称为双水相萃取技术。

（2）常见的萃取体系有：聚乙二醇/葡聚糖；聚丙二醇/聚乙二醇；甲基纤维素/葡聚糖。

11.何谓超临界流体萃取?其特点有哪些?

超临界流体萃取在临界温度和临界压力以上的范围内,物质状态处于气体和液体之间,可作为溶剂进行萃取,分离单体.

特点为溶剂具有类似气体的较强的穿透力和类似于液体的较大密度和溶解度,具有良好的溶剂特性.

？12.试设计利用离子交换技术分离一种含等电点分别为4.0,6.0,7.5和9.0的蛋白质混合液的方案,并简介理由(不必考虑蛋白质的稳定性). 用强酸性离子交换剂,洗脱等电点为4.0的蛋白质 用弱酸性离子交换剂,洗脱等电点为6.0的蛋白质 用强碱性离子交换剂,洗脱等电点为9.0的蛋白质 用弱碱性离子交换剂,洗脱等电点为7.5的蛋白质

13.凝胶过滤分离生物大分子物质的机理是什么?相对分子质量为8万和10万的蛋白质能否在Sephadex G-75柱中分开?为什么?

机理是分子量大的生物分子由于不能进入或不能完全进入凝胶内部的网状孔，沿着凝胶颗粒间的空隙或大的网状孔通过，大分子相对于小分子迁移的路径近，在柱内停留时间短，保留值最小，所以在色谱过程中迁移率最快，走在小分子的前面，先从色谱柱中流出。

相对分子质量为8万和10万的蛋白质不能在Sephadex G-75柱中分开，因为Sephadex G-75表示凝胶吸水量为7.5，孔径小于8和10，故不能将它们分离。

14.亲和吸附的原理和特点是什么?

亲和吸附剂是亲和色谱的关键步骤之一。它包括基质和配体的选择、基质的活化、配体与基质的偶联等等。采用的吸附剂为粒径小，内表面积大且蛋白质可迅速扩散至颗粒内固定化配基处。

15.沉淀与结晶有何区别?影响结晶生成的因素有哪些? 结晶是使溶质呈晶态从溶液中析出的过程; 沉淀是表示一个新的凝结相的形成过程.

影响结晶生成的因素有:过饱和率,温度,黏度,搅拌,冷却速度,PH和等电点以及晶种等.

16.冷冻干燥的原理是什么?它在生物产品干燥中有何重要意义?

冷冻干燥的原理是先将物料冷冻至冰点以下,使水分结冰,然后在较高的真空条件下,使冰直接升华为水蒸气而除去.

意义为适宜于具有生理活性的生物大分子和酶制剂,维生素及抗生素等热敏发酵产物的干燥.

第十二章

1、 什么是清洁生产？为什么要清洁生产？

清洁生产是一种新的创造性思想，该思想将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中，以增加生态效率和减少人类及环境的风险。 因为清洁生产可以对产品和产品的生产过程采用预防污染的策略来削减或消灭污染物的产生，从而满足生产可持续发展的需要。 2、 清洁生产与末端治理有何不同？

1、末端治理没有将污染控制与生产过程控制秘结结合起来，资源和能源不

能在舌根年产过程中得到充分利用，而清洁生产对产品和生产过程储蓄运用整体预防的环境保护策略。

2、末端治理对污染物产生后在进行处理，处理设施基建投资大，运行费用

高，而清洁生产是使污染物产生量、流失量和治理量达到最小，使资源充分利用。

3、 清洁生产的实现途径有哪些？

1、强化内部管理。在实施过程中强化内部管理是十分重要的，生产过程、

原料贮存、设备维修和废物处置各个环节都可以强化管理，这是一种经济、易行的做法。

2、加快工艺技术改革。通过工艺改革可以预防废物产生、增加产品产量和

收率，提高产品质量，减少元才来和能源消耗。 3、综合利用废弃物。 4、 请举例说明如何在发酵生产中进行清洁生产？

以啤酒生产行业为例说明。

通过清洁生产审计、整改方案的实施，提高企业的整体素质，完善了企业的管理制度，促进了生产工艺技术的进步，提高了产品的质量，增加了产品附加值，减轻了生产工艺过程中污染物的排放，取得了明显的经济效益和环境效益，具体表现在以下方面。

A、严格原料的管理，避免原料的损失，提高原料的质量。

B、优化工艺路线，调整工艺参数，使能源、原料、辅料等得到节约。

C、针对生产工艺过程中所产生污染物的合理处理，有效的增加了物质的再利用率。下面为生产工艺及污染物产出流程图：

麦芽、大米 糖化 发酵 过滤 罐装 啤酒

废水

麦糟 废弃酵母 污水处理站

回收 回收

重油 锅炉 烟囱 SO2、烟尘、废气

主要污染物处理流程图：

废水 粗细筛分机 调节池 均质调节池