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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