2025年大學(xué)生化分離技術(shù)（膜分離技術(shù)應(yīng)用）期末考核卷

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______一、單項(xiàng)選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案填寫在括號(hào)內(nèi)）1.以下哪種膜分離技術(shù)主要依據(jù)分子大小進(jìn)行分離？（）A.反滲透B.超濾C.電滲析D.微濾2.膜分離過程中，截留分子量越小，表明膜的孔徑（）。A.越大B.越小C.不變D.不一定3.超濾膜的材質(zhì)通常不包括（）。A.聚砜B.醋酸纖維素C.聚丙烯腈D.石墨4.下列關(guān)于膜通量的說法，錯(cuò)誤的是（）。A.與壓力差成正比B.與膜面積成正比C.與溫度有關(guān)D.與溶質(zhì)濃度有關(guān)5.微濾主要用于截留（）。A.細(xì)菌B.小分子有機(jī)物C.離子D.病毒6.反滲透膜的透過物主要是（）。A.水B.溶質(zhì)C.大分子D.膠體7.膜污染會(huì)導(dǎo)致膜通量（）。A.增加B.不變C.下降D.先升后降8.下列哪種方法可用于減輕膜污染？（）A.提高操作壓力B.降低溫度C.定期清洗D.增加溶質(zhì)濃度9.納濾膜對(duì)（）有較好的截留效果。A.單價(jià)離子B.二價(jià)離子C.小分子有機(jī)物D.氣體10.膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)不包括（）。A.無相變B.能耗低C.設(shè)備簡單D.分離效率高二、多項(xiàng)選擇題（總共5題，每題5分，每題至少有兩個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案填寫在括號(hào)內(nèi)）1.膜分離技術(shù)包括以下哪些類型？（）A.超濾B.反滲透C.離子交換D.電滲析E.萃取2.影響超濾過程的因素有（）。A.壓力B.溫度C.膜材質(zhì)D.溶質(zhì)濃度E.操作時(shí)間3.反滲透的推動(dòng)力可以是（）。A.壓力差B.濃度差C.電位差D.溫度差E.重力差4.膜污染的類型有（）。A.吸附污染B.孔堵塞C.凝膠極化D.微生物污染E.化學(xué)污染5.提高膜分離效率的方法有（）。A.選擇合適的膜B.優(yōu)化操作條件C.預(yù)處理原料液D.定期更換膜E.增加膜面積三、判斷題（總共10題，每題2分，判斷下列說法的對(duì)錯(cuò)，正確的打√，錯(cuò)誤的打×）1.微濾膜的孔徑比超濾膜大。（）2.膜分離過程中，溶質(zhì)濃度越高，膜通量越大。（）3.反滲透可以用于海水淡化。（）4.超濾只能截留大分子物質(zhì)，不能截留小分子有機(jī)物。（）5.膜的截留率越高，分離效果越好。（）6.電滲析主要用于分離離子。（）7.膜污染是不可逆的。（）8.納濾膜對(duì)一價(jià)離子的截留率高于二價(jià)離子。（）9.膜分離技術(shù)適用于所有物質(zhì)的分離。（）10.提高操作壓力可以無限提高膜通量。（）四、簡答題（總共3題，每題10分，請(qǐng)簡要回答以下問題）1.簡述超濾的原理及應(yīng)用領(lǐng)域。2.分析膜污染產(chǎn)生的原因及危害。3.比較反滲透和超濾的異同點(diǎn)。五、案例分析題（總共1題，20分，請(qǐng)閱讀以下案例并回答問題）某生物制藥公司采用膜分離技術(shù)從發(fā)酵液中分離蛋白質(zhì)。在超濾過程中，發(fā)現(xiàn)膜通量逐漸下降，產(chǎn)品收率也有所降低。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)是由于發(fā)酵液中含有較多的膠體物質(zhì)導(dǎo)致膜污染。1.請(qǐng)?zhí)岢鲋辽賰煞N減輕膜污染的措施。2.如何優(yōu)化超濾操作條件以提高蛋白質(zhì)的收率？答案：一、單項(xiàng)選擇題1.B解析：超濾主要依據(jù)分子大小進(jìn)行分離，截留分子量較大的物質(zhì)。2.B解析：截留分子量越小，膜的孔徑越小，能截留更小的分子。3.D解析：超濾膜材質(zhì)常見的有聚砜、醋酸纖維素、聚丙烯腈等，不包括石墨。4.B解析：膜通量與膜面積無關(guān)，與壓力差、溫度、溶質(zhì)濃度等有關(guān)。5.A解析：微濾主要截留細(xì)菌等較大顆粒。6.A解析：反滲透膜透過物主要是水。7.C解析：膜污染會(huì)導(dǎo)致膜通量下降。8.C解析：定期清洗可減輕膜污染。9.B解析：納濾膜對(duì)二價(jià)離子有較好截留效果。10.C解析：膜分離技術(shù)設(shè)備相對(duì)復(fù)雜，不是簡單。二、多項(xiàng)選擇題1.ABD解析：膜分離技術(shù)包括超濾、反滲透、電滲析等。2.ABCDE解析：壓力、溫度、膜材質(zhì)、溶質(zhì)濃度、操作時(shí)間等都會(huì)影響超濾過程。3.AB解析：反滲透推動(dòng)力主要是壓力差和濃度差。4.ABCDE解析：膜污染類型包括吸附污染、孔堵塞、凝膠極化、微生物污染、化學(xué)污染等。5.ABCE解析：選擇合適膜、優(yōu)化操作條件、預(yù)處理原料液、增加膜面積可提高膜分離效率，定期更換膜不一定能提高效率。三、判斷題1.√解析：微濾膜孔徑一般在0.1-10μm，超濾膜孔徑一般在0.0l-0.1μm，微濾膜孔徑大。2.×解析：溶質(zhì)濃度越高，膜通量越小。3.√解析：反滲透可用于海水淡化。4.×解析：超濾也能截留部分小分子有機(jī)物。5.√解析：截留率越高，分離效果越好。6.√解析：電滲析主要用于分離離子。7.×解析：部分膜污染可通過清洗等方式恢復(fù)，不是不可逆。8.×解析：納濾膜對(duì)二價(jià)離子截留率高于一價(jià)離子。9.×解析：膜分離技術(shù)有適用范圍，不是所有物質(zhì)。10.×解析：提高操作壓力會(huì)導(dǎo)致膜污染等問題，不能無限提高膜通量。四、簡答題1.超濾原理：以壓力差為推動(dòng)力，利用超濾膜孔徑大小不同，截留大于膜孔徑的大分子物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)固液分離。應(yīng)用領(lǐng)域：生物制藥中蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)分離、食品工業(yè)中果汁澄清、乳制品加工等、水處理中去除細(xì)菌、膠體等雜質(zhì)。2.膜污染產(chǎn)生原因：原料液中雜質(zhì)吸附在膜表面、溶質(zhì)在膜表面形成凝膠層、微生物在膜表面生長繁殖、膜孔被堵塞等。危害：導(dǎo)致膜通量下降，增加操作壓力和能耗，降低產(chǎn)品收率，影響產(chǎn)品質(zhì)量，縮短膜使用壽命。3.相同點(diǎn)：都是以壓力差為推動(dòng)力的膜分離技術(shù)，都能分離不同大小的物質(zhì)。不同點(diǎn)：反滲透截留小分子物質(zhì)如鹽類、水等，超濾截留大分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)、多糖等；反滲透操作壓力高，超濾操作壓力相對(duì)低；反滲透用于海水淡化、純水制備等，超濾用于生物大分子分離、水處理等。五、案例分析題1.減輕膜污染措施：發(fā)酵液預(yù)處理，去除部分膠體物質(zhì)；選擇合適的抗污染膜材料；定期用合適的清洗劑清洗膜；優(yōu)化超濾操作條件，如降低壓力、提高溫度等，減少膠體物質(zhì)在膜表面吸附。2