2022年制药工程原理与设备知识点总结.docx

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1、制药工程原理与设备重点肯定压力 ：以肯定真空为基准测得的压力称为肯定压力；表压： 当被测流体的压强高于外界的大气压强时,用压强表测量,其读书反映了被测流体的肯定压强高于外界压强的数值,简称表压； 真空度： 当被测流体压强低于外加大气压强时,用真空表测量,其读数反应了流体的肯定压强低于外界大气压强的数值,称为真空度； 稳态流淌 ,在流体流淌系统中,如任一点处的温度,压力, 流速等与流淌有关的参数仅随位置而变,而不随时间而变,这种流淌即为稳态 流淌,（随时间转变即为 非稳态流淌 ）；直管阻力 ,流体流经肯定管径的直管时,因流体的内摩擦而产生的阻力称为直管阻力；局部阻力： 流体流经管路中的管件（弯头

2、,三通）,阀门以及进口,出口,扩大,缩小等局部位置时,其流速的大小和方向都会发生变化,且流淌会受到剧烈的干扰和冲击,使涡流加剧,由此产生的阻力称为局部阻力； 雷诺数 Re 2000 流体为层流； Re4000 流体为湍流； 气缚现象 ：在泵启动前,由于泵内存在部分空气,空气的密度远小于液体的密度,叶轮旋转对其产生的离心力很小,叶轮中心处所形成的低压不足以造成吸入液体所需的真空度,此时泵启动了但不能输送液体这叫做气缚现象； 气蚀现象 ,泵内的低压区产生的气泡飞向高压区时破裂或凝聚,在金属表面破裂凝聚时产生很高的压强,液体指点打击金属,使泵体产生振动和噪声,仅随说明逐步疲惫而破坏这种现状叫做气蚀现

3、象；打旋现象： 搅拌过程中,如液体为低粘度液体,且叶轮转速足够高,就液体在离心力的作用下涌向釜壁并下凹,再沿釜壁上升,结果形成一个漏斗形的旋涡,且叶轮的转速越大,旋涡的下凹深度就越深,这种现象称为打旋；溶解度：在肯定温度下,溶质在溶剂中的最大溶解才能称为该溶质在该溶剂中的溶解度；过饱和度： 同一温度下,过饱和溶液与饱和溶液的浓度差；过饱和现象 ：在肯定温度 T1 下加入溶剂得到饱和溶液,但是弱降低温度到T2,此时溶液的浓度稍高于 T2 下的溶解度,溶液不会析出晶体,显现了溶液浓度高于溶解度的现象,称为过饱和现象；相对挥发度 ：溶液中易挥发组分与难挥发组分的挥发度之比称为相对挥发度；理论板：如离

4、开塔板的气相组成 yn 与液相组成 xn 之间达到平稳,就称这种塔板为理论板； 回流比：习惯上将回流液体量与塔板产品采出量之比称为回流比； 漏液,如孔速过低,就板上液体会从筛孔直接落下,这种现象称为漏液；液泛： 当气相或液相的流量过大,以至降液管内的液体不能顺当流下时, 液体便开头在管内积存；当管内液位增高至溢流堰顶部时,两板间的液体将连为一体,该塔板便产生积液,并依次上升,这种现象称为液泛或淹塔；露点： 对于不饱和湿空气,维护总压 P 和湿度 H不变,将其冷却至饱和状态时的温度称为露点； 平稳水分 ：在给定干燥条件下,物料中不能除去的水分称为平稳水分；目： 以每英寸（ 25.4mm）筛网长度

5、上的孔数即目； 干法粉碎 ：是通过干燥处理使药物中的含水量降至肯定限度后再进行粉碎的方法；湿法粉碎： 是在固体药物中加入适量液体进行研磨粉碎的方法,所用液体不能影响药效；低温粉碎： 是利用药物在低温下脆性较大的特点进行粉碎的方法；超微粉碎是利用现代超微粉碎技术将原生药粉碎至5-10um 以下；伯努利方程式的几种形式： 位能；动能；静压能；外功；能量缺失；离心泵的流量调剂： 1. 转变管路特性曲线； 2. 转变泵的转速； 3. 切割叶轮外径； 往复泵的流量调剂 :1 旁路调剂； 2 转变转速或活塞行程； 小直径高转速搅拌器 1 推动式搅拌器； 2 涡轮式搅拌器； 大直径低转速搅拌器1 桨式搅拌器

6、 2 锚式和框式搅拌器 3 螺带式搅拌器； 搅拌过程的强化： 1. 提高搅拌器的转速； 2. 排除打旋现象； 3. 设置导流筒； 搅拌器挑选 ：1. 低黏度均相液体的混合,推动式搅拌器； 2. 高黏度均相液体的混合,一般用大尺寸低俗搅拌器；3. 分散,固体悬浮,固体溶解,气体吸取,结晶,用涡轮式搅拌器；8. 传热,传热小用桨式, 大用推动式或涡轮式； 药材有效成分的提取过程及机制： 1. 润湿与渗透阶段,润湿表面,渗透内部； 2. 溶解阶段,药材内的各种可溶性成分转移至溶剂中；3.扩散阶段,溶剂溶解药物形成浓度差,这是提取过程的动力；超临界 CO2的特点:1.CO2 临界温度 31.1C 接近

7、室温,因此以超临界 CO2为萃取剂可防止常规提取过程中可能产生的氧化,分解现象,从而保持药物成分的原有特性；2.CO2 临界压力 7.38MPa ,属于中压范畴,该压力范畴工业上简单实现；3. 超临界二氧化碳具有极高的扩散系数和较强的溶解才能,有利于快速萃取和分别；4. 超临界二氧化碳萃取的产品纯度高,掌握相宜的温度和压力可获得高纯度提取物； 5. 二氧化碳化学性质稳固,具有抗氧化灭菌作用以及无毒,无味,无色, 不腐蚀,无污染,无溶剂残留,价格廉价等特点；6. 超临界二氧化碳易于萃取挥发油,烃,酯,等非极性物质； 常用吸附剂： 1. 活性白土； 2. 活性碳； 3. 硅胶； 4. 氧化铝； 5

8、. 分子筛； 6. 大孔吸附树脂； 吸附过程： 1. 接触过滤式吸附过程； 2. 固定床吸附过程； 吸附剂的再生： 1. 热再生法,用加热的方法使吸附质从吸附剂表面脱附出来达到吸附剂再生的目的；2. 溶剂再生法,将吸附剂与另一溶剂相接触,利用溶剂与吸附质间的相互作用,使吸附质脱落或将其置换出来达到目的； 3. 生物再生法,利用微生物将吸附剂表面所吸附的有机物质氧化成 CO2 和 H2O； 4. 氧化分解再生法,利用氧化剂将吸附剂表面所吸附的各种有 机物质氧化分解成小分子,达到再生的目的；离子交换树脂 包括阳离子树脂和阴离子树脂；阳离子包括强酸性和弱酸性,阴离子包括强碱性和弱碱性；影响蒸汽冷凝传

9、热的主要因素： 1. 蒸汽中的不凝性气体； 2. 冷凝水； 3. 蒸汽的流速和流向； 4. 流体的物性冷凝壁面的状况； 传热过程的强化途径： 1. 提高总传热系数 K,包括提高流体流速,防止结垢和准时清除垢层；2. 增大传热面积 S；3. 增大平均温差 t m；多效蒸发 3 种流程： 1. 并流流程； 2. 逆流流程； 3. 平流流程；蒸发过程的节能措施： 1. 多效蒸发； 2. 回收冷凝水的热量； 3. 额外蒸汽； 4. 热泵蒸发； 结晶操作的掌握： 1. 连续结晶的操作,连续结晶的操作过程中一般需实行“ 过饱和度掌握” 和“ 细晶排除” 等措施,改善晶体的小粒度和宽分布等缺陷,过饱和度是结

10、晶过程中应加以严格掌握的一个重要参数,其值一般维 持在介稳区范畴内； 2. 间歇结晶的掌握,间歇结晶可获得粒度相对匀称的高纯晶体产品,通常需对结晶的成核速率加以严格掌握,生产中可通过添加晶种的 方法实现,工业中仍通过再结晶的方式获得；精馏原理 ：将上一级的液相回流并与下一级的气相接触是精馏过程的必要条件,10-11 中分别保留了最上一级的冷凝器和最下一级的加热器,最上一级的上升蒸汽经冷凝气冷凝后并非全部 作为产品,而是将其中一部分与组成为y2 的料液混合,这部分返回设备的产品成为回流,它是保证精馏过程能够连续稳固操作的必要条件,最下一级的加热 器又称为再沸气,犹如设备上部的回流一样,也是保证精

11、馏过程能够连续稳固 操作的必要条件； 图解法：图解法与逐板运算法的原理完全相同,只是将逐板运算过程在相平稳图上直观的表示出来,与逐板运算法相比,图解法的精确性 较差,但过程简便；回流比的影响与挑选 ,回流比对精馏塔的设计与操作有着重要作用,如回流比增大,精馏段操作线的截距将减小,两操作线的交点d 将向下移动,提馏段操作线亦随之向下移动,即两操作线均向偏离平稳线或靠近对角线的方向移动, 从而使达到规定分别任务所需的理论板数将削减；但增大回流比会增加冷却剂 和加热剂的消耗,使塔径,再沸器,冷凝器的传热面积增加；从而使投资费用降至 x, 物料表面温度达到空气湿球温度,空气传递给物料的水分全部用于气化

12、物料的水分,传热速率与干燥速率保持恒定,恒速段气化的水分为非结合水 分,物料内部的水分向表面传递的速率与水分气化的速率相相宜,以维护物料表面物料说明的恒定状态； 降速干燥阶段 ：物料内部的非结合水已经不多,因而内部水分不能准时扩散至物料表面,物料表面不能连续全部潮湿,水分气化 量削减,干燥速率逐步减小,物料表面温度上升,这是第一阶段,其次阶段物 料表面变干,水分由内向外传递的速率越来越小,物料表面的温度连续上升,干燥速度最终将为 0；超细粉碎设备 ：振动磨；搅拌磨；气流粉碎机；胶体磨；电磁振动筛： 由接触器,电磁铁、衔铁、筛网和弹簧等部件构成；固定型混合机： 1. 槽式混合机； 2. 锥式混合

13、机； 回转型混合机 ：1.V 形混合机； 2. 二维运动混合机； 3. 三维运动混合机； 滴制式软胶囊机工作原理 ,工作时,明和消耗费用增加； 1. 全回流和最小理论塔板数 2. 最小回流比 3. 相宜回流比的挑选,图中总费用最低时的回流比即为相宜回流比；恒速干燥阶段 ：物料含水量胶液和油状药液分别由计量泵的活塞压入喷嘴的内层和外层,并以不同速度喷出；当肯定量的油状药液被定量的明胶液包裹后,滴入冷却柱；在冷却柱中, 外层明胶液被冷却液冷却,并在表面张力作用下形成球形,逐步凝固成胶丸；胶丸随液体石蜡流入过滤器,并被收集于滤网上；所得胶丸经清洗、烘干等工序后既得成品软胶囊制剂；当安瓿被移瓶齿板送至

14、封口工位时,安瓿的颈部靠在固定齿板的齿槽上,下部放在蜗轮蜗杆箱的滚轮上,底部就落在呈半球形的支头上,上部就由压瓶滚轮压住；此时,蜗轮转动带动压瓶滚轮旋转,使安瓿环绕自身轴线缓慢旋转,同时喷嘴喷出的高温火焰对瓶颈加热；当瓶颈加热部位呈熔融状态时,拉丝钳张口向下,到达最低位置收口,将安瓿颈部钳 住,随后拉丝钳向上运动将安瓿熔化丝头抽断并使安瓿闭合；当拉丝钳运动至最高位置时,钳口启闭两次,将夹住的玻璃丝头甩掉；安瓿封口后,压瓶凸轮1 和摆杆 2 使压瓶滚轮 4 松开,随后移瓶齿板将安瓿送出；肯定压力 ：以肯定真空为基准测得的压力称为肯定压力；表压： 当被测流体的压强高于外界的大气压强时,用压强表测量

15、,其读书反映了被测流体的肯定压强高于外界压强的数值,简称表压； 真空度： 当被测流体压强低于外加大气压强时,用真空表测量,其读数反应了流体的肯定压强低于外界大气压强的数 值,称为真空度； 稳态流淌 ,在流体流淌系统中,如任一点处的温度,压力, 流速等与流淌有关的参数仅随位置而变,而不随时间而变,这种流淌即为稳态流淌,（随时间转变即为 非稳态流淌 ）；直管阻力 ,流体流经肯定管径的直管时,因流体的内摩擦而产生的阻力称为直管阻力；局部阻力： 流体流经管路中的管件（弯头,三通）,阀门以及进口,出口,扩大,缩小等局部位置时,其流速的大小和方向都会发生变化,且流淌会受到剧烈的干扰和冲击,使涡流加剧,由此

16、产生的阻力称为局部阻力； 雷诺数 Re 2000 流体为层流； Re4000 流体为湍流； 气缚现象 ：在泵启动前,由于泵内存在部分空气,空气的密度远小于液体的密度,叶轮旋转对其产生的离心力很小,叶轮中心处所形成的低压不足以造成吸入液体所需的真空度,此时泵启动了但不能输送液体这叫做气缚现象； 气蚀现象 ,泵内的低压区产生的气泡飞向高压区时破裂或凝聚,在金属表面破裂凝聚时产生很高的压强,液体指点打击金属,使泵体产生振动和噪声,仅随说明逐步疲惫而破坏这种现状叫做气蚀现象；打旋现象： 搅拌过程中,如液体为低粘度液体,且叶轮转速足够高,就液体在离心力的作用下涌向釜壁并下凹,再沿釜壁上升,结果形成一个漏

17、斗形的旋涡,且叶轮的转速越大,旋涡的下凹深度就越深,这种现象称为打旋；溶解度：在肯定温度下,溶质在溶剂中的最大溶解才能称为该溶质在该溶剂中的溶解度；过饱和度： 同一温度下,过饱和溶液与饱和溶液的浓度差；过饱和现象 ：在肯定温度 T1 下加入溶剂得到饱和溶液,但是弱降低温度到T2,此时溶液的浓度稍高于 T2 下的溶解度,溶液不会析出晶体,显现了溶液浓度高于溶解度的现象,称为过饱和现象；相对挥发度 ：溶液中易挥发组分与难挥发组分的挥发度之比称为相对挥发度；理论板：如离开塔板的气相组成 yn 与液相组成 xn 之间达到平稳,就称这种塔板为理论板； 回流比：习惯上将回流液体量与塔板产品采出量之比称为回

18、流比； 漏液,如孔速过低,就板上液体会从筛孔直接落下,这种现象称为漏液；液泛： 当气相或液相的流量过大,以至降液管内的液体不能顺当流下时, 液体便开头在管内积存；当管内液位增高至溢流堰顶部时,两板间的液体将连为一体,该塔板便产生积液,并依次上升,这种现象称为液泛或淹塔；露点：对于不饱和湿空气,维护总压 P 和湿度 H不变,将其冷却至饱和状态时的温度称为露点； 平稳水分 ：在给定干燥条件下,物料中不能除去的水分称为平稳水分；目： 以每英寸（ 25.4mm）筛网长度上的孔数即目； 干法粉碎 ：是通过干燥处理使药物中的含水量降至肯定限度后再进行粉碎的方法；湿法粉碎： 是在固体药物中加入适量液体进行研

19、磨粉碎的方法,所用液体不能影响药效；低温粉碎： 是利用药物在低温下脆性较大的特点进行粉碎的方法；超微粉碎是利用现代超微粉碎技术将原生药粉碎至5-10um 以下；伯努利方程式的几种形式： 位能；动能；静压能；外功；能量缺失；离心泵的流量调剂： 1. 转变管路特性曲线； 2. 转变泵的转速； 3. 切割叶轮外径； 往复泵的流量调剂 :1 旁路调剂； 2 转变转速或活塞行程； 小直径高转速搅拌器 1 推动式搅拌器； 2 涡轮式搅拌器； 大直径低转速搅拌器1 桨式搅拌器 2 锚式和框式搅拌器 3 螺带式搅拌器； 搅拌过程的强化： 1. 提高搅拌器的转速； 2. 排除打旋现象； 3. 设置导流筒； 搅拌

20、器挑选 ：1. 低黏度均相液体的混合,推动式搅拌器； 2. 高黏度均相液体的混合,一般用大尺寸低俗搅拌器；3. 分散,固体悬浮,固体溶解,气体吸取,结晶,用涡轮式搅拌器；8. 传热,传热小用桨式, 大用推动式或涡轮式； 药材有效成分的提取过程及机制： 1. 润湿与渗透阶段,润湿表面,渗透内部； 2. 溶解阶段,药材内的各种可溶性成分转移至溶剂中；3.扩散阶段,溶剂溶解药物形成浓度差,这是提取过程的动力；超临界 CO2的特点:1.CO2 临界温度 31.1C 接近室温,因此以超临界 CO2为萃取剂可防止常规提取过程中可能产生的氧化,分解现象,从而保持药物成分的原有特性；2.CO2 临界压力 7.

21、38MPa ,属于中压范畴,该压力范畴工业上简单实现；3. 超临界二氧化碳具有极高的扩散系数和较强的溶解才能,有利于快速萃取和分别；4. 超临界二氧化碳萃取的产品纯度高,掌握相宜的温度和压力可获得高纯度提取物； 5. 二氧化碳化学性质稳固,具有抗氧化灭菌作用以及无毒,无味,无色,不腐蚀,无污染,无溶剂残留,价格廉价等特点；6. 超临界二氧化碳易于萃取挥发油,烃,酯,等非极性物质； 常用吸附剂： 1. 活性白土； 2. 活性碳； 3. 硅胶； 4. 氧化铝； 5. 分子筛； 6. 大孔吸附树脂； 吸附过程： 1. 接触过滤式吸附过程； 2. 固定床吸附过程； 吸附剂的再生： 1. 热再生法,用加

22、热的方法使吸附质从吸附剂表面脱附出来达到吸附剂再生的目的；2. 溶剂再生法,将吸附剂与另一溶剂相接触,利用溶剂与吸附质间的相互作用,使吸附质脱落或将其置换出来达到目的； 3. 生物再生法,利用微生物将吸附剂表面所吸附的有机物质氧化成 CO2 和 H2O； 4. 氧化分解再生法,利用氧化剂将吸附剂表面所吸附的各种有 机物质氧化分解成小分子,达到再生的目的；离子交换树脂 包括阳离子树脂和阴离子树脂；阳离子包括强酸性和弱酸性,阴离子包括强碱性和弱碱性；影响蒸汽冷凝传热的主要因素： 1. 蒸汽中的不凝性气体； 2. 冷凝水； 3. 蒸汽的流速和流向； 4. 流体的物性冷凝壁面的状况； 传热过程的强化途

23、径： 1. 提高总传热系数 K,包括提高流体流速,防止结垢和准时清除垢层；2. 增大传热面积 S；3. 增大平均温差 t m；多效蒸发 3 种流程： 1. 并流流程； 2. 逆流流程； 3. 平流流程；蒸发过程的节能措施： 1. 多效蒸发； 2. 回收冷凝水的热量； 3. 额外蒸汽； 4. 热泵蒸发； 结晶操作的掌握： 1. 连续结晶的操作,连续结晶的操作过程中一般需实行“ 过饱和度掌握” 和“ 细晶排除” 等措施,改善晶体的小粒度和宽分布等缺陷,过饱和度是结晶过程中应加以严格掌握的一个重要参数,其值一般维 持在介稳区范畴内； 2. 间歇结晶的掌握,间歇结晶可获得粒度相对匀称的高纯晶体产品,通

24、常需对结晶的成核速率加以严格掌握,生产中可通过添加晶种的 方法实现,工业中仍通过再结晶的方式获得；精馏原理 ：将上一级的液相回流并与下一级的气相接触是精馏过程的必要条件,10-11 中分别保留了最上一级的冷凝器和最下一级的加热器,最上一级的上升蒸汽经冷凝气冷凝后并非全部 作为产品,而是将其中一部分与组成为y2 的料液混合,这部分返回设备的产品成为回流,它是保证精馏过程能够连续稳固操作的必要条件,最下一级的加热 器又称为再沸气,犹如设备上部的回流一样,也是保证精馏过程能够连续稳固 操作的必要条件； 图解法：图解法与逐板运算法的原理完全相同,只是将逐板运算过程在相平稳图上直观的表示出来,与逐板运算

25、法相比,图解法的精确性 较差,但过程简便；回流比的影响与挑选 ,回流比对精馏塔的设计与操作有着重要作用,如回流比增大,精馏段操作线的截距将减小,两操作线的交点d 将向下移动,提馏段操作线亦随之向下移动,即两操作线均向偏离平稳线或靠近对角线的方向移动, 从而使达到规定分别任务所需的理论板数将削减；但增大回流比会增加冷却剂 和加热剂的消耗,使塔径,再沸器,冷凝器的传热面积增加；从而使投资费用和消耗费用增加； 1. 全回流和最小理论塔板数 2. 最小回流比 3. 相宜回流比的选择,图中总费用最低时的回流比即为相宜回流比；恒速干燥阶段 ：物料含水量降至 x, 物料表面温度达到空气湿球温度,空气传递给物

26、料的水分全部用于气化物料的水分,传热速率与干燥速率保持恒定,恒速段气化的水分为非结合水分,物料内部的水分向表面传递的速率与水分气化的速率相相宜,以维护物料表面物料说明的恒定状态； 降速干燥阶段 ：物料内部的非结合水已经不多,因而内部水分不能准时扩散至物料表面,物料表面不能连续全部潮湿,水分气化 量削减,干燥速率逐步减小,物料表面温度上升,这是第一阶段,其次阶段物 料表面变干,水分由内向外传递的速率越来越小,物料表面的温度连续上升, 干燥速度最终将为 0；超细粉碎设备 ：振动磨；搅拌磨；气流粉碎机；胶体磨；电磁振动筛： 由接触器,电磁铁、衔铁、筛网和弹簧等部件构成；固定型混合机： 1. 槽式混合

27、机； 2. 锥式混合机； 回转型混合机 ：1.V 形混合机； 2. 二维运动混合机； 3. 三维运动混合机； 滴制式软胶囊机工作原理 ,工作时,明胶液和油状药液分别由计量泵的活塞压入喷嘴的内层和外层,并以不同速度喷出；当肯定量的油状药液被定量的明胶液包裹后,滴入冷却柱；在冷却柱中, 外层明胶液被冷却液冷却,并在表面张力作用下形成球形,逐步凝固成胶丸；胶丸随液体石蜡流入过滤器,并被收集于滤网上；所得胶丸经清洗、烘干等工序后既得成品软胶囊制剂；当安瓿被移瓶齿板送至封口工位时,安瓿的颈部靠在固定齿板的齿槽上,下部放在蜗轮蜗杆箱的滚轮上,底部就落在呈半球形的支头上,上部就由压瓶滚轮压住；此时,蜗轮转动带动压瓶滚轮旋转,使安瓿环绕自身轴线缓慢旋转,同时喷嘴喷出的高温火焰对瓶颈加热；当瓶颈加热部位呈熔融状态时,拉丝钳张口向下,到达最低位置收口,将安瓿颈部钳 住,随后拉丝钳向上运动将安瓿熔化丝头抽断并使安瓿闭合；当拉丝钳运动至最高位置时,钳口启闭两次,将夹住的玻璃丝头甩掉；安瓿封口后,压瓶凸轮1 和摆杆 2 使压瓶滚轮 4 松开,随后移瓶齿板将安瓿送出；