问答题
利用切割分子量MWCO=100000的超滤膜分离发酵液中的蛋白质，采用全回流(见本题附图)的操作方式。初始目标蛋白质(Mr=155000)的质量浓度为1g/L，杂蛋白(Mr=23000)的质量浓度为3g/L，发酵液体积1000L，透过液流量为0.5L/s。超滤膜对目标蛋白质的截留率为0.99，对杂蛋白的截留率为0.5，设料液槽内浓度均匀一致，循环管路内液体流量可忽略不计。
问答题
若采用浓缩操作，求目标蛋白质的浓度达到5g/L所需时间；
【正确答案】求浓度达到5g/L时的时间。
设在超滤的任意时刻t，发酵液体积为V，目标蛋白质的浓度为Cb，透过液中目标蛋白质的浓度为Cp。在dt时间间隔内对发酵液体积和目标蛋白质做衡算：
-Vcdt=dV (1)
-VcCpdt=d(VCb) (2)
积分式(1)可得：
V=V0-Vct (3)
将式(3)及Cp=(1-R)Cb代入式(2)，整理并积分可得：
[*]
代入已知数据：
[*]
解得：t=1606(s)=0.446(h)。
设在超滤的任意时刻t，发酵液体积为V，目标蛋白质的浓度为Cb，透过液中目标蛋白质的浓度为Cp。在dt时间间隔内对发酵液体积和目标蛋白质做衡算：
-Vcdt=dV (1)
-VcCpdt=d(VCb) (2)
积分式(1)可得：
V=V0-Vct (3)
将式(3)及Cp=(1-R)Cb代入式(2)，整理并积分可得：
[*]
代入已知数据：
[*]
解得：t=1606(s)=0.446(h)。
【答案解析】
问答题
若采用洗滤操作去除杂蛋白，料液槽中添加缓冲液使料液体积保持恒定，求目标蛋白质的纯度(总蛋白中目标蛋白质的质量分数)提高到95%所需时间，并计算此时目标蛋白质的收率。
【正确答案】求目标蛋白质纯度达95%的时间及回收率。
在dt时间间隔内目标蛋白质和杂蛋白做衡算：
-VcCb(1-R)dt=V0dCb (4)
-VcC'b(1-R')dt=V0dC'b (5)
因为[*]
所以Cb2=19C'b2
积分(4)、(5)两式可得：
[*]
代入已知数据：
[*]
解得：C'b2=0.04846(g/L)
所以[*]
目标蛋白质的回收率：
[*]
在dt时间间隔内目标蛋白质和杂蛋白做衡算：
-VcCb(1-R)dt=V0dCb (4)
-VcC'b(1-R')dt=V0dC'b (5)
因为[*]
所以Cb2=19C'b2
积分(4)、(5)两式可得：
[*]
代入已知数据：
[*]
解得：C'b2=0.04846(g/L)
所以[*]
目标蛋白质的回收率：
[*]
【答案解析】