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第一篇 制药设备3

第一章 制药设备概述3

一、制药设备在制药生产中的地位与作用3

二、制药设备研究的对象与内容3

三、反应设备在制药过程中的地位与特点4

四、分离设备的分类及在制药过程中的地位4

第二章 反应器基本理论6

第一节 概述6

一、工业反应过程的特点6

二、反应器的放大方法7

三、反应器的分类8

第二节 理想反应器10

一、基本的反应器型式10

二、连续操作反应器的流动特性——返混11

三、理想反应器13

第三节 理想反应器的容积计算13

一、反应速度及其表达式13

二、间歇釜式反应器14

三、连续管式反应器17

四、连续釜式反应器20

五、多釜串联反应器22

第四节 反应器型式与操作方式的选择23

一、简单反应24

二、复杂反应27

三、全混釜与管式反应器的配合使用29

第五节 停留时间分布及其测定31

一、停留时间分布的数学描述31

二、停留时间分布的测定35

第六节 流动模型与停留时间分布的应用39

一、理想流动模型的停留时间分布39

二、描述非理想流动的模型41

三、停留时间分布的应用46

第三章 制药反应设备54

第一节 搅拌釜中的流动与混合54

一、混合效果的度量54

二、混合的机制55

三、提高混合效果的措施56

四、搅拌功率与混合效果57

五、混合时间58

第二节 搅拌器的选型与放大60

一、搅拌器的型式60

二、搅拌器的选型62

三、搅拌器的放大64

第三节 搅拌功率66

一、均相液体的搅拌功率66

二、非均相液体的搅拌功率70

三、非牛顿液体的搅拌功率72

第四节 搅拌釜的传热74

一、温度对化学反应的影响74

二、搅拌釜的传热装置76

三、搅拌釜的传热计算78

第五节 间歇反应釜的工艺计算83

一、反应釜的物料衡算83

二、反应釜容积与个数的确定85

三、反应釜直径与高度的计算86

四、设备之间的平衡86

第六节 连续反应釜的热稳定性88

一、全混釜的热量平衡88

二、稳定操作点89

第七节 半连续反应釜91

一、反应温度的控制91

二、稳定性与比拟放大92

第八节 管式反应器94

一、膨胀因子94

二、变容过程的动力学方程96

三、变容过程的反应器容积96

第九节 气液相反应器97

一、气液相反应97

二、气液相反应器的型式98

第十节 气液固催化反应器100

一、气液固反应类型100

二、气液固催化反应器的型式100

第四章 过滤与离心设备107

第一节 过滤分离设备107

一、过滤操作的基本概念107

二、过滤分离原理109

三、过滤机111

四、过滤机的选型115

第二节 微滤与超滤设备115

一、超滤与微滤膜的分类116

二、微滤与超滤的过程116

三、微滤与超滤设备118

四、膜组件的选用120

第三节 离心分离设备121

一、离心分离过程121

二、离心机的分类123

三、常用离心机123

四、离心机的选型129

第五章 蒸发与结晶设备131

第一节 蒸发过程与设备131

一、概述131

二、蒸发过程计算133

三、蒸发器134

四、蒸发器的选择原则140

第二节 结晶设备143

一、概述143

二、结晶原理144

三、结晶的工业方法与设备146

第六章 蒸馏设备152

第一节 概述152

第二节 双组分混合液的连续精馏计算153

一、全塔物料衡算153

二、理论板数的计算153

三、实际板数与塔效率155

四、塔径与塔高的计算155

第三节 其他蒸馏159

一、间歇精馏159

二、恒沸精馏160

三、萃取精馏161

四、水蒸气蒸馏161

五、分子蒸馏162

第四节 精馏塔设备164

一、板式塔164

二、填料塔168

第五节 精馏塔的工艺设计173

一、设计的基本原则与内容173

二、设计方案的选定174

三、塔设备的工艺设计176

四、塔体结构与附属设备的选型181

五、精馏塔设计选型示例183

第七章 萃取设备189

第一节 概述189

一、萃取过程的分类189

二、萃取在制药工业中的应用190

第二节 液-液萃取190

一、液-液萃取过程190

二、液-液萃取的相平衡与萃取速度193

三、液-液萃取设备196

四、萃取设备的选择205

第三节 固-液萃取206

一、固-液萃取概述206

二、影响固-液萃取的因素206

三、固-液萃取方法207

四、固-液萃取设备208

第四节 超声波辅助萃取211

一、超声波辅助萃取的原理212

二、超声波辅助萃取的特点212

三、超声波萃取的影响因素213

四、超声波萃取设备213

第五节 微波辅助萃取215

一、微波辅助萃取原理215

二、微波辅助萃取特点215

三、微波萃取的影响因素216

四、微波萃取设备216

第六节 超临界流体萃取217

一、超临界流体萃取基本原理218

二、超临界流体萃取的特点218

三、超临界流体萃取的影响因素219

四、超临界萃取设备220

第八章 干燥设备222

第一节 概述222

一、干燥的目的与应用222

二、干燥的方法222

三、干燥器的分类223

四、干燥的基本原理与干燥条件224

第二节 干燥过程的物料衡算与热量衡算225

一、湿物料中含水量的表示方法225

二、干燥过程的物料衡算225

三、干燥过程的热量衡算226

第三节 干燥设备228

一、厢式干燥器228

二、真空耙式干燥器230

三、气流干燥器231

四、流化床干燥器232

五、喷雾干燥器235

六、闪蒸干燥器236

七、双锥回转真空干燥器237

八、冷冻干燥器237

九、红外线辐射干燥239

十、微波干燥240

十一、组合干燥241

第四节 干燥装置的工艺设计与选型243

一、干燥装置的工艺流程243

二、干燥介质与热源的选择243

三、流动方式的选择244

四、干燥介质进口温度的选择245

五、干燥介质出口相对湿度和温度的选择245

六、物料出口温度的选择245

七、干燥器的选择246

八、药用干燥器的主要结构特征249

九、干燥介质输送设备的选择与配置249

十、细粉回收设备的选择250

十一、加料器与卸料器的选择250

十二、流化床干燥器的设计与计算250

第二篇 车间设计259

第九章 车间设计概述259

一、制药工艺设计的重要性259

二、制药工艺设计的特点259

三、学习本课程的意义260

第十章 制药工程项目设计简介262

第一节 制药工艺设计的内容与分类262

一、制药工艺设计的内容262

二、制药工艺设计的分类262

第二节 设计前期工作阶段263

一、设计前期工作的目的与内容263

二、项目建议书263

三、可行性研究264

四、设计任务书265

五、厂址的选择265

六、总图布置265

第三节 设计中期工作阶段267

一、初步设计阶段267

二、技术设计阶段271

三、施工图设计阶段272

第四节 设计后期工作阶段273

第十一章 工艺流程设计275

第一节 概述275

一、工艺流程设计的重要性275

二、工艺流程设计的任务与成果275

三、工艺流程设计的原则276

第二节 工艺流程设计的基本程序277

一、工程分析及处理277

二、工艺流程框图277

三、方案的比较与选择277

四、绘制设备工艺流程图277

五、绘制带控制点的工艺流程图279

第三节 物料流程图与带控制点的工艺流程图的绘制280

一、物料流程图的绘制280

二、带控制点的工艺流程图的绘制282

第四节 工艺流程设计的技术处理295

一、确定生产线数目295

二、确定操作方式295

三、提高设备利用率296

四、考虑全流程的弹性299

五、以化学反应为中心完善生产过程299

六、合理设计各个单元操作304

七、工艺流程的完善与简化304

八、特定过程与单元设备的特定管路系统的流程305

第十二章 物料衡算309

第一节 物料衡算的目的与意义309

第二节 物料衡算模型与物料衡算步骤309

第三节 物理过程的物料衡算311

一、物理过程的物料衡算数学模型311

二、自由度分析312

三、物理过程物料衡算举例314

第四节 化学反应过程的物料衡算323

一、发生一个化学反应系统的物料衡算数学模型323

二、同时发生多个化学反应系统的物料衡算数学模型325

三、化学反应过程的物料衡算举例325

第十三章 能量衡算337

第一节 概述337

一、能量衡算的目的与意义337

二、能量衡算的依据与必要条件337

三、能量守恒的基本方程338

四、热量衡算的分类338

第二节 热量衡算338

一、设备的热量平衡方程式338

二、单元设备热量衡算的步骤344

三、热量衡算需注意的问题344

四、有效平均温差345

第三节 常用热力学数据的计算346

一、热容347

二、汽化热351

三、熔融热352

四、升华热352

五、溶解热353

六、燃烧热355

第四节 加热剂、冷却剂及其他能量消耗的计算359

一、常用加热剂和冷却剂359

二、电能的用量362

三、燃料的用量362

四、压缩空气消耗量的计算362

五、真空的消耗量364

第十四章 工艺设备设计370

第一节 工艺设备计算370

一、工艺设备设计的目的与意义370

二、工艺设备的分类与来源370

三、工艺设备设计与选型的任务371

四、设备设计与选型的原则371

五、工艺设备选型与设计阶段373

六、定型设备选择步骤373

七、非定型设备设计的内容373

第二节 材料的腐蚀与防腐蚀375

一、材料腐蚀的形式375

二、材料腐蚀的评价377

三、耐腐蚀材料的选择378

四、材料的防腐蚀措施379

第三节 制药工程常用材料384

一、黑色金属材料384

二、有色金属材料386

三、非金属材料387

第十五章 车间与管路布置设计392

第一节 车间布置概述392

一、车间布置的重要性与目的392

二、制药车间布置设计的特点392

三、车间组成392

四、车间布置设计的内容与步骤393

第二节 车间的总体布置394

一、厂房形式394

二、厂房平面布置395

三、厂房立面布置396

四、辅助车间和行政-生活部分的布置396

第三节 工艺设备布置的基本要求397

一、满足GMP的要求397

二、满足工艺要求398

三、满足建筑要求399

四、满足安装和检修要求399

五、满足安全和卫生要求399

六、设备的露天布置400

第四节 原料药“精烘包”工序布置400

一、洁净区环境控制要求401

二、净化空调系统的空气处理403

三、原料药“精烘包”车间布置设计411

第五节 车间布置设计与布置图415

一、车间布置设计方法415

二、车间布置图416

三、初步设计车间布置图422

四、施工图设计车间布置图422

第六节 管道设计423

一、管道设计概述423

二、管道、阀门和管件及其选择424

三、管道设计的基本要求441

四、管道布置图447

第十六章 非工艺设计项目465

第一节 建筑设计概论465

一、工业厂房结构分类与基本组件465

二、土建设计条件474

第二节 公用系统476

一、工艺用水及其制备476

二、供水与排水488

三、供电490

四、冷冻492

五、采暖通风492

第三节 劳动安全495

一、防火防爆的基本概念495

二、防火防爆技术496

三、洁净厂房的防火与安全500

四、静电的消除502

第四节 工程经济503

一、制药工程项目技术经济评价的评价原则503

二、工程项目的设计概算504

三、项目投资508

四、成本估算510

五、工程项目的财务评价514

第十七章 化学制药车间设计实例520

一、设计依据与产品方案520

二、生产工艺确定与工艺流程设计521

三、物料衡算与能量衡算524

四、工艺设备选择541

五、车间设备布置设计544

六、车间管道设计548