制药工程原理与设备-03分离工程基础与设备7(蒸馏)
《制药工程原理与设备》课件教案PPT 第4章 制药分离工程基础与设备
§2.固液萃取工程基础
b.在固体颗粒内的溶质由向颗粒表面的传递,在扩散距离L内, 有效成分浓度自C1变化至C2,则传递在有多孔固体物质中进行
乙醚、甘油等。乙醇、丙酮及甘油可破坏细胞结构。 浸取时应控制适当的温度和溶剂的用量,用浸渍、回流等 不同方法浸取。
§2.固液萃取工程基础
(2)植物性药材的浸出过程 植物性药材的浸出过程是由湿润、渗透、溶解 及扩散等几个相互联系的阶段所组成
中药及天然药物固液萃取过程示意图 溶剂将药材润湿、后在药材内部渗透
在多孔固体中, L为物质A的扩散距离,相当于固体颗粒尺寸
§2.固液萃取工程基础
c.停留在固体颗粒表面的溶质由界面向液相主体 的传质通量J,在扩散距离Z内,有效成分浓度自
C2变化至C3,则
K=D/Z 表示组分A在液相中的传质分系数
§2.固液萃取工程基础
d.总的传质通量J,由前两式得:
§2.固液萃取工程基础
中药和天然药物的萃取分离是中药现代化的工程
技术关键之一
§1. 概 述
目前,天然药物及中药材有效成分的工业
分离方法仍主要是溶剂浸出萃取及其基础发展起 来的新技术、新方法,包括超临界流体萃取、超 声波萃取、微波萃取,以及组合工程技术(如萃 取-膜分离)、生物酶法提取分离、反应萃取分离
等
§2.固液萃取工程基础
程、发酵工程)等解决中药资源短缺等问题
§1. 概 述
利用先进的现代科学技术手段与方法,对目前
中药生产中相对落后的生产工艺和过程实施高新技术
产业化改造,生产出“安全、高效、稳定、可控”的, 具有强大国际竞争力的现代中药产品,实现中药现代 化及国际化,是我们制药工程专业学生与制药工程学 科的科技工作者面临的重要任务。
制药工程原理与设备
制药工程原理与设备
一、制药工程原理
制药工程是一门应用技术类的学科,它主要是研究如何将药物原料及
其他原料制成用来治疗疾病的有效药物,以及如何对药物进行改良、使其
可以针对特定的人群使用。
药物工程不仅仅涉及药物以及其它医疗产品的
制造,还包括药物分析、药物学、药物包装、药物使用等方面。
1、药物分析
药物分析是各种药物的科学研究,包括对原料药物及其制剂的结构、
性质、机理、合成、稳定性等有关内容的研究。
药物分析可以检测药物中
是否有有毒物质,以及有效成分的含量,保证药物的安全性及有效性,满
足治疗疾病的需要。
2、药物学
药物学是研究用药物治疗疾病的科学,其主要内容包括药物的性质、
作用机理以及药物的分析测定、生产加工、利用方法以及药物的毒理学、
药物不良反应等。
3、药物包装
药物包装是将药物包装在一定形状的载体上并把其发送到指定的目标,以便在预定的时间内用药,是药物活动的重要环节。
药物的包装主要有两
个作用:一是保护包装容器内的药物,防止药物污染或变质;二是防止消
费者由于过量服用而对自己造成伤害。
二、制药工程设备
1、混合机。
制药工程原理与设备
制药工程原理与设备制药工程是指将药物原料通过一系列的物理、化学、生物工艺过程,制备成符合药品质量标准的工程技术。
而在整个制药工程过程中,设备的选择和运用起着至关重要的作用。
本文将围绕制药工程原理与设备展开讨论,深入探讨制药工程的基本原理和常见设备的应用。
首先,制药工程的原理是指在制药过程中所涉及的物理、化学、生物学等基本原理。
物理原理包括传质、传热、流体力学等,化学原理包括化学反应动力学、物质变迁等,生物学原理包括微生物学、生物技术等。
这些原理的理解和掌握对于制药工程的设计和操作至关重要。
其次,制药工程所涉及的设备包括但不限于反应釜、干燥设备、分离设备、输送设备等。
反应釜是制药工程中常见的设备,用于进行化学反应或生物发酵过程。
干燥设备用于将湿润的药物原料干燥成粉末或颗粒状。
分离设备包括离心机、过滤机等,用于将混合物中的不同组分进行分离。
输送设备包括螺旋输送机、皮带输送机等,用于将原料或成品在生产过程中进行输送。
在制药工程中,设备的选择和运用需要考虑到原料的特性、生产工艺的要求以及产品的质量标准。
例如,在选择反应釜时,需要考虑到反应物的性质、反应条件的要求以及反应产物的处理方式。
在选择干燥设备时,需要考虑原料的湿度、干燥温度和干燥时间等因素。
在选择分离设备时,需要考虑分离效率、操作方便性以及清洗维护等方面的因素。
除了设备的选择外,设备的运行和维护也是制药工程中不可忽视的重要环节。
良好的设备运行状态和有效的维护保养,对于保证制药工程的正常生产和产品质量具有至关重要的意义。
因此,制药企业需要建立健全的设备管理制度,加强设备操作人员的培训和技能提升,确保设备的安全运行和长期稳定性。
总的来说,制药工程原理与设备是制药工程中的核心内容,对于制药工程的设计、生产和质量控制具有重要意义。
通过深入理解制药工程的基本原理和常见设备的应用,可以更好地指导制药企业的生产实践,提高药品的质量水平,满足人民群众对药品的需求,促进制药工业的健康发展。
生物制药工程原理与设备教材
生物制药工程原理与设备教材生物制药工程是一门综合性学科,旨在运用生物工程的原理和设备来研究和开发制药产品。
这门学科涵盖了生物生产、生物转化、生物分离、生物检测、工艺优化等多个方面的知识和技能。
生物制药工程的原理主要涉及以下几个方面:1.组织工程学原理:体外培养细胞与组织,包括培养基的配制、细胞的培养条件、培养过程中的监测与控制等。
2.高效表达工程原理:通过基因工程技术,将感兴趣的基因导入到受体细胞中,并通过优化表达系统来实现高效表达目标蛋白质。
3.发酵工程原理:选择适当的微生物或细胞系,并通过调节培养条件、供应营养物质等手段来提高产酶或产蛋白质的能力。
4.生物反应器工程原理:设计和操作不同类型的生物反应器,选取合适的搅拌方式、供气方式、温度控制等参数,以实现最佳的生物转化效果。
5.生物分离工程原理:根据不同的生物制备过程,采用合适的分离工艺来提取和纯化目标产物,包括液液分离、吸附、离子交换、膜分离等多种技术。
在生物制药工程中,设备的选择和运用也是非常关键的。
常见的生物制药工程设备包括:1.培养罐:用于细胞和微生物的培养,提供合适的培养环境和条件。
2.发酵罐:用于微生物的发酵过程,提供适当的搅拌、通气和温度控制等功能。
3.生物反应器:用于各种生物转化过程,包括酶的反应、蛋白质的表达等。
4.分离设备:用于分离和纯化目标产物,包括离心机、超滤机、色谱柱等。
5.检测设备:用于监测和分析生产过程中的各项参数,如培养物中的细胞密度、代谢产物浓度、纯度等。
生物制药工程的教材内容一般包括上述原理和设备的介绍,以及实际案例和应用技术的讨论。
通过学习这门课程,学生可以了解到生物制药工程的基本原理和常用设备,掌握相关实验技术和实际应用。
此外,教材还会介绍一些前沿的研究进展和技术趋势,培养学生的创新思维和科研能力。
总而言之,生物制药工程原理与设备教材涵盖了生物制药工程学科的核心知识和技能,通过学习这门课程,可以为学生提供从事生物制药产业和科研工作的基础知识和实践能力。
制药工程原理与设备
第一章 绪论
对制药工程的研究目的:
一、揭示药物制备的热力学、动力学以及细胞生长动力学 等规律
二、揭示药物分离过程中的扩散动力学等规律,药物加工 中的混合、成型等流体动力学和分子扩散动力学规律
三、总结相关工程因素对制药的影响。 放大的方法有数学模型法和工程试验法。
第一章 绪论
已经出现的数学模型可分为两大类
制药工业是典型的流程工业
Every industrial drug’s or pharmaceutical process flow is designed to produce economically a desired product from a variety of starting materials through a succession of treatment steps
Diagram
建议的设备布置图和操作指南
工艺流程图 工艺控制图 工艺说明书
工艺包 Process Package
或基础设计 Basic Design
概略布置图 净化分区图 级别划分说明书
物料平衡及热量平衡计算,设备表,工艺数据表
原料、辅料及其他化学品、溶剂和包装材料等 公用物料的规格与消耗定额
产品、副产品的规格及产量,质量检测要求 所用物料和产品以及设备与过程的安全分析
流程工业特征
①本步产物是下一步的原料,必须完成上一步 才能进行下一步
②各步骤之间靠“管道”及运载体连接和/或 输送
Chapter 2 Design of Pharmaceutical Engineering & Process Flow
制药工业(Pharmaceutical Industry)包括 用化学的、生物的以及物理的和各种集成的方法生 产医药原料和产品的制造业,或者说包括生产原料 药和药剂的工业。
制药工程原理与设备分离工程基础与设备蒸馏-V1
制药工程原理与设备分离工程基础与设备蒸
馏-V1
正文:
制药工程原理与设备分离工程基础与设备蒸馏是制药工程中极为重要的两个学科。
本文将针对这两个学科进行重新整理,帮助读者更好地掌握它们的基本原理和设备。
一、制药工程原理
制药工程原理是一门涉及制药过程的基本原理的学科。
它主要包括生物制药、化学制药、制剂技术等方面的基本原理。
其中,生物制药包括生物反应器工艺、细胞培养工艺等;化学制药则包括药物合成、药物分离纯化等;制剂技术则主要涉及药物剂型的设计、开发和生产。
制药工程原理对于制药企业的研发工作具有重要意义。
二、设备分离工程基础
设备分离工程基础是一门与制药设备直接相关的学科,它主要研究如何利用各种设备实现药物的分离、提纯等工作。
其中,最重要的设备包括离心机、过滤器、萃取塔、结晶器等。
设备分离工程基础掌握对于制药企业的生产过程具有重要意义。
三、设备蒸馏
设备蒸馏是制药工程中的一项重要技术,它主要利用不同组分的沸点差异完成药物的分离和纯化。
设备蒸馏主要分为蒸汽蒸馏和溶剂蒸馏
两种方法。
其中,蒸汽蒸馏常用于大规模生产,而溶剂蒸馏则常用于中小规模生产和实验室研究。
综上所述,制药工程原理和设备分离工程基础与设备蒸馏是制药工程中非常重要的两个方面。
掌握这些基本概念可以帮助读者理解药物的制造过程,并为研究和开发创新型药物提供必要的技术支持。
制药工程原理与设备答案
制药工程原理与设备答案制药工程原理与设备是现代制药行业的核心知识,它涵盖了制药工程的基本原理和设备的应用。
本文将对制药工程原理与设备进行深入探讨,以期帮助读者更好地理解和应用相关知识。
一、制药工程的基本原理制药工程是一门综合性学科,它结合了化学、生物学、药学等多个学科的知识与技术。
其基本原理包括以下几个方面:1. 药物化学与药物研发:药物化学是制药工程的基础,它涉及到药物的合成、分析和改良等方面。
药物研发则是将药物化学应用于实际的药物制备过程中,包括药物的筛选、优化和工艺的设计等。
2. 药物制备技术:药物制备技术是制药工程的核心内容,它涉及到药物的生产工艺、设备的选择与设计以及生产工艺的优化等方面。
常见的药物制备技术包括溶剂法、晶体工程、干燥与粉碎、乳化与微乳化等。
3. 药物分离与纯化技术:药物在合成和制备过程中往往伴随着杂质的产生,因此需要进行药物的分离与纯化。
这涉及到各种分离技术的应用,如萃取、结晶、蒸馏、过滤等,以及纯化工艺的设计与控制等。
4. 药物包装与贮存技术:药物包装与贮存技术是药物上市后的重要环节,它关系到药物的质量与安全。
药物包装技术涉及到药物包装容器的选择、密封性能的控制、信息标签的设计等方面。
而药物贮存技术则是指药物在运输和销售过程中的保管与保存。
二、制药设备的应用制药设备是制药工程的重要组成部分,它们的应用对于实现药物的高效生产和质量控制至关重要。
以下是几种常见的制药设备及其应用:1. 反应釜:反应釜是制药工程中最常见的设备之一,它用于容纳和进行药物反应过程。
反应釜通常由高压容器、搅拌器、加热与冷却系统等组成,广泛应用于药物合成、反应控制和生产工艺的优化等方面。
2. 干燥设备:干燥设备用于将药物溶剂或水分从药物中去除,以达到干燥的目的。
常见的干燥设备包括烘箱、流化床干燥器等,广泛应用于药物制剂、原料药的干燥与粉碎等工艺。
3. 分离设备:分离设备用于将多种杂质与药物分离,以获得纯净的药物产品。
制药工程原理与设备
制药工程原理与设备引言:制药工程是指将药物原料经过一系列工艺步骤,制备成药品的一门工程学科。
制药工程原理与设备是制药工程的基础,涉及到药物原料的提取、精制、合成、制剂的制备和包装等工艺过程。
本文将从制药工程原理与设备的角度,对制药工程进行介绍。
一、制药工程原理1.药物原料的提取与精制药物原料的提取与精制是制药工程的第一步,其目的是将植物、动物或微生物中提取出的药物原料,经过物理或化学的方法进行分离、浓缩、纯化等处理,得到纯净的活性成分。
其中常用的原理有溶剂提取、蒸馏、结晶、过滤、干燥等。
2.药物原料的合成有些药物无法直接从植物或动物中提取,只能通过化学合成的方法得到。
药物合成是制药工程的重要环节之一,它涉及到有机合成反应、催化剂的选择、反应条件的控制等。
制药工程原理主要是从结构活性关系、反应动力学等方面研究药物分子的合成方法。
3.制剂的制备与包装制剂是指将活性成分与辅料经过一定配方和工艺步骤制备成口服药片、注射液、乳膏、茶剂等药物的最终产品。
制药工程原理与设备主要研究制剂的配方设计、稳定性评价和工艺参数的确定等问题。
包装是制药工程中无法忽视的环节,合理的包装可以保护药物的质量和安全性。
二、制药工程设备1.提取设备常用的提取设备有浸提设备、回流提取设备和超声波提取设备等。
浸提设备主要是用来进行草药提取的,通过药材与溶剂的接触,使溶剂中的活性成分溶解。
回流提取设备则是通过加热使溶剂蒸发,然后通过冷凝器回收溶剂中的活性成分。
2.干燥设备药物在制备过程中,一般需要进行干燥处理以去除溶剂或水分。
干燥设备主要有热风干燥箱、真空干燥箱和喷雾干燥设备等。
热风干燥箱是最常用的干燥设备之一,通过加热空气使药物快速脱水。
真空干燥箱适用于对热敏性物质进行干燥。
喷雾干燥设备适用于溶液或悬浮液的干燥,通过喷雾塔将溶液喷雾到热空气中,使溶液迅速干燥。
3.制剂设备制剂设备主要包括混合设备、制粒设备、包衣设备等。
混合设备用于将活性成分与辅料进行均匀混合,其中常用的设备有V型混合机和双锥混合机等。
制药工程原理与设备
制药工程原理与设备制药工程是一门涉及药物生产和制造的学科,它涉及到药物的研发、生产工艺、设备设计等多个方面。
在制药工程中,原理与设备是两个非常重要的部分,二者相辅相成,共同构成了制药工程的核心。
首先,让我们来看一下制药工程的原理。
制药工程的原理主要包括药物的化学成分、生物制药学、药物制剂学等。
在药物的研发过程中,需要深入了解药物的化学成分,以及药物在人体内的作用机制,这些都是制药工程原理的重要内容。
此外,生物制药学作为制药工程的重要分支,主要研究生物制剂的制备工艺和生产设备,如生物反应器、分离纯化设备等。
药物制剂学则是研究药物的制剂形式和配方,包括固体制剂、液体制剂、半固体制剂等,以及制剂的生产工艺和设备。
其次,我们来探讨一下制药工程的设备。
制药工程设备是制药生产过程中不可或缺的部分,它涉及到药物的生产、包装、贮存等多个环节。
在药物生产过程中,需要使用各种设备进行原料的混合、反应、分离等操作。
比如,反应釜用于药物的化学合成和反应过程,离心机用于分离和提取药物中的固体颗粒或液体成分,干燥设备用于将湿润的药物制剂干燥成固体制剂等。
此外,包装设备和贮存设备也是制药工程设备中的重要组成部分,它们保证了药物在生产后的质量和稳定性。
在制药工程中,原理与设备是密不可分的。
原理指导着设备的设计和使用,设备则是原理的具体实现。
只有将原理与设备紧密结合,才能够确保药物的生产质量和生产效率。
因此,对于制药工程的学习和研究,我们需要全面了解制药工程的原理和设备,不断提高自己的专业知识和技能,为药物的研发和生产贡献自己的力量。
总之,制药工程原理与设备是制药工程的重要组成部分,它们共同构成了制药工程的核心。
只有深入理解制药工程的原理,并掌握制药工程的设备,才能够在药物生产和制造过程中发挥自己的作用,为人类的健康事业做出贡献。
希望大家能够加强对制药工程原理与设备的学习和研究,不断提高自己的专业水平,为制药工程的发展做出更大的贡献。
制药工程原理与设备-分离工程基础与设备蒸馏(1)
制药工程原理与设备-分离工程基础与设备蒸
馏(1)
制药工程原理与设备-分离工程基础与设备蒸馏
1. 分离工程基础
分离工程是指将混合物中不同成分的物质分离出来的过程。
其中,分离技术至关重要,比如蒸馏、萃取、结晶等技术。
2. 蒸馏技术
蒸馏技术是制药工程中常用的分离方法之一,它基于物质沸点的差异性,将混合物分离成成分纯的物质。
蒸馏可以分为简单蒸馏和精馏两种。
3. 简单蒸馏
简单蒸馏主要用于分离两种沸点差异较大的物质,它所使用的设备主要是蒸馏瓶、冷却器和加热器。
在简单蒸馏中,混合物被放入蒸馏瓶中,然后通入加热器中进行加热,沸腾的蒸汽会进入冷却器,然后冷凝成液体,最后收集分离后的液体。
4. 精馏技术
精馏技术是用于分离沸点差异极小的物质,因此需要比简单蒸馏更加高级的设备。
精馏设备有许多种,比如反应塔、塔板等等。
5. 反应塔精馏
反应塔精馏是一种喜爱使用的精馏技术。
它主要依靠反应塔内的塔板来分离混合物成分。
换言之,塔板是用于分离混合物的关键,因为它能够加强蒸汽液体的接触,从而加快分离速度。
6. 总结
在制药工程中,分离工程技术对于制药过程起着举足轻重的作用。
因此,掌握分离工程技术,特别是蒸馏技术的原理和应用,在制药生产过程中是必不可少的。
制药分离工程知识点总结
制药分离工程知识点总结制药分离工程是制药工业中的一个重要领域,它涉及到原料药的提取、分离纯化、结晶、干燥等过程。
在这个过程中,需要应用到许多分离工程的原理和技术。
本文将对制药分离工程的知识点进行总结,包括分离原理、分离技术、设备选型等方面进行阐述,以期为制药分离工程的实践工作提供参考。
一、分离原理1. 传质基本原理在分离工程中,传质是一个基本的概念。
它涉及到物质在不同相(气、液、固)之间进行传递的过程。
传质基本原理包括扩散、对流、吸附、分配等过程。
2. 分离原理分离原理是指根据物质在不同相中的性质进行分离的原理。
例如,萃取是利用两种不同溶剂对物质的不同溶解度进行分离;结晶是利用物质在溶剂中的溶解度随温度、浓度变化的原理进行分离。
3. 平衡分离原理平衡分离原理是指在达到平衡状态时,物质的分配相对稳定,不易再发生变化的原理。
在制药分离工程中,需要根据平衡分离原理进行操作,以达到预期的分离效果。
二、分离技术1. 萃取技术萃取技术是一种利用两种或两种以上的不同溶剂,使有机成分转移到有机相,而部分或全部杂质则留在水相中的技术。
在制药分离工程中,萃取技术可以用于提取天然产物、分离分析等方面。
2. 结晶技术结晶技术是指通过溶液中溶剂浓度的变化,使溶解度超过饱和度,溶质析出结晶过程。
在制药分离工程中,结晶技术常用于药物的纯化与固化。
3. 蒸馏技术蒸馏技术是一种利用溶液物质在液相与气相之间的平衡关系,通过升华凝结、再冷凝回收的技术手段,实现液体中组分的分离。
在制药分离工程中,蒸馏技术常用于溶剂回收、水蒸气蒸馏分离等方面。
4. 结合物理化学分离技术结合物理化学分离技术是指利用物质在不同相中的特性差异,通过物理或物理化学方法进行分离的技术。
其中包括吸附分离、离子交换分离、膜分离等。
三、设备选型1. 萃取设备在萃取工程中,可以使用液液萃取、固液萃取等设备。
典型的设备包括萃取塔、萃取槽、浸提设备等。
2. 结晶设备在结晶工程中,可以使用搅拌结晶槽、冷凝结晶槽、真空挥发结晶槽等设备。
制药工程原理与设备
制药工程原理与设备制药工程是一门综合性学科,涉及药物制剂的研发、生产和相关设备的设计与运行。
制药工程原理与设备主要包括制药原理、制药流程、制药设备等方面的知识。
下面将从这几个方面来介绍制药工程原理与设备。
一、制药原理制药原理是制药工程的基础,它涉及药物的研发、生产和质量控制等方面的知识。
主要包括药物的性质和特性、药物制剂的理论基础、药物的作用机理、药物的质量控制等内容。
制药原理是制药工程师进行工艺开发、工艺改进和质量控制的理论指导。
二、制药流程制药流程是指从药物原料到成品药物的整个生产过程。
它包括原料的采购、处理和质量检验,药物的研发和生产工艺的制定,制剂的加工和包装,以及最后的质量检验和出厂。
制药流程是制药工程中最核心的环节,关系到药物质量和生产效率。
制药流程需要经过药物研发、工艺开发和生产规划等阶段,每个阶段都需要根据药物的特性和需求来确定相应的工艺参数和设备要求。
在药物的研发过程中,需要进行原料的筛选和优化,通过实验和测试来确定最佳的制剂配方和生产工艺。
在工艺开发和生产规划阶段,需要根据药物的质量要求和产能要求来选择合适的设备以及制定相应的工艺流程。
三、制药设备制药设备主要包括药物原料的处理设备、药物研发设备、生产设备和包装设备。
药物原料的处理设备包括搅拌器、过滤器、干燥器等,用于对原料进行清洁、分离和干燥处理。
药物研发设备包括试验装置、实验仪器等,用于研究药物的性质和制剂的工艺参数。
生产设备包括反应釜、干燥箱、分离器等,用于生产制剂的各个环节。
包装设备主要包括封闭机、灌装机、贴标机等,用于将成品药物进行包装和封装。
制药设备的选择需要考虑生产规模、工艺要求和质量要求等因素。
在药物生产过程中,制药设备需要具备一定的稳定性、可靠性和操控性,同时还需要符合药物的生产标准和法规要求。
总结起来,制药工程原理与设备是一门综合性的学科,涉及药物制剂的研发、生产和相关设备的设计与运行。
制药工程师需要掌握制药原理、制药流程和各种制药设备的特点与应用,以提高药物的质量和生产效率,同时确保符合药物的法规要求。
中药制药工程原理与设备复习资料
03052中药制药工程原理与设备复习资料物料衡算:是以质量守恒定律为基础对物料平衡进行计算。
热量衡算:是能量衡算的一种形式,热量衡算的理论基础是能量守恒定律。
过程速率:是指物理或化学变化过程在单位时间内的变化率。
密度:单位体积的流体所具有的质量。
压力:流体垂直作用于单位面积上的力。
流量:流体在单位时间内流过管道任意一截面的流体量称为流量。
流速:单位时间内流体在流动方向所流过的距离。
直管阻力:流体经流直管时,由于流体的内摩擦而产生的阻力。
局部阻力:流体流经管路中管件、阀门及管截面的突然扩大或缩小等引起的阻力。
Re≤2000时,流动类型属于滞流,Re≥4000时,属于湍流,Re在2000-4000为过渡流。
滞流时平均流速为管中心的最大流速的0.5,湍流时的平均流速约为管中心的最大流速的0.8.层流底层:边界层内近壁面出一层薄膜,无论边界层的流型为层流或湍流,骑流动类型均为层流。
伯努利方程的物理意义:①理想流体在管道内作稳定流动时,在任一截面上总能量为一常②能量在不同形式间可以相互转化,当某一形式能量数值,因条件而发生变化时,相应地引起其他能量数值变化。
泵:用于液体提供能量的运输设备。
风机和压缩机:用于气体提供能量的运输设备。
离心泵的工作原理:泵的主要部件有叶轮、泵壳、泵轴、排出口和吸入口。
具有若干弯曲叶片的叶轮安装在泵壳内,并紧固于泵轴上.泵壳中央的吸入口与吸入管路相连接,侧旁的排出口与排出管路相连接.泵轴用电机或其他动力装置带动.启动前,先将泵壳内灌满被输送液体,启动后,泵轴带动叶轮一起旋转,充满叶片之间的液体也随着转动,在离心力的作用下,从叶轮中心被抛向叶轮外围,以很高流速(15-25m/s)流入泵壳,在壳内减速,经过能量转换,达到较高的压力,从泵的排出口通过管路,输送至所需的场所。
气缚:由于空气密度很小,所产生的离心力也很小,在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内,虽启动离心泵,但不能输送液体,此种现象称为气缚。
制药工程原理与设备-03分离工程基础与设备7(蒸馏)
一、蒸馏的分类
1. 按操作流程:间歇蒸馏、 连续蒸馏; 2. 按蒸馏方式:简单蒸馏、平衡蒸馏(闪 蒸)、精馏、特殊精馏; 3. 按操作压力:常压蒸馏、 加压蒸馏:常压 下气态混合物、 减压蒸馏:沸点高且热敏的 混合物; 4. 按分离混合物的数目:双组分蒸馏
多组分蒸馏
2
本章主要介绍的内容
蒸馏的种类多,只介绍制药生产过程中常用的几种 蒸馏方式:间歇精馏、水蒸气蒸馏以及分子蒸馏三 种。 ➢ 间歇精馏:主要应用于化学制药药物成分的分离、纯 化; ➢ 水蒸气蒸馏:主要应用于中药制药中植物挥发油的提 取和精制; ➢ 分子蒸馏:能在远低于沸点的温度下实现分离,广泛 应用于天然药物的提取和精制。
计算
1 xc xB
和xB值,然后取
1 xc xB
和
xB值作图,
即可得
1 xc xB
~xB图形。若采取模拟计算可得出模
拟曲线的方程,这样就可以定量计算了。
➢ 产品量:D=B0-B1
➢ 产品平均浓度:
xD
B0xB0 B0
B1xB1 B1
➢ 操作时间: tB V 0 L B 1R V 1 B 0B 1B 0D B 1
15
➢ 持液量对过渡馏分 段的影响:
➢ 结论:持液量越大, 分离度越小,过渡 馏分量越大。
16
4. 计 算
(1) 一次收率:无过渡馏分的返回重蒸 e D xC B0 x0
(2) 总收率:考虑过渡馏分的重蒸(以一次蒸发为基 础进行计算)
e' D xCeW xWe(1W W)x
B 0x0
B 0x0
➢结论:上升蒸气流率越大, 理论塔板数越少。
➢理论塔板数对精馏的影响: 理论塔板数越多,产品的浓度 越高,收率越高,过渡馏分量 越小。缺点:塔设备高度越大, 设备投资越大,塔底温度越高, 能耗越大。
《制药工程原理与设备》第08章水蒸馏气蒸馏课件
本课件是《制药工程原理与设备》的第08章,将深入讲解水蒸馏和气蒸馏的 原理和应用,帮助学习者更好地理解和应用这一技术。
水蒸馏原理
溶液蒸汽压
根据溶液蒸汽压高低,采用升华、干燥等方法 降低压强。
气-固相平衡
固体催化剂对水蒸气的吸附和解吸作用影响水 蒸馏反应的平衡。
气-液相平衡
水蒸气和液体之间的相平衡关系对水蒸馏的效 率起到关键作用。
2
展望
未来随着生物技术、纳米技术和分子设计等领域的发展,气蒸馏将越来越多地用 于高端化工品的精馏和净化。
气蒸馏的特点
设备复杂
气蒸馏设备具有复杂性、大型化 和串联化等特点。
操作条件严格
材料性能要求高
气蒸馏需要在较高的温度下进行 操作,生产环境需要严格的温度、 气体流量等控制。
用于气蒸馏的材料一般选用耐压、 耐高温的玻璃、不锈钢、陶瓷等 材质。
总结与展望
1
总结
水蒸馏和气蒸馏是制药过程中的基本技术,用途广泛,但设备复杂、环境要求高。
气流蒸馏
通过气体流动将产物沉降,适用于浓缩、干燥等加工厂的生产。
气蒸馏原理
原理 应用 特点
利用组分间沸点不同的原理,在系统等温条件下 产生气化、冷凝、萃取等工艺过程。
广泛用于石油和化学工业等领域的精馏和净化, 例如烷气、烯烃、苯等化学品。
操作条件温和,不用加热,对热敏性物料、有机 物的分离效果更好,但生产周期长,设备费用高。
热量的传递
热量传递是水蒸馏原理中最关键的环节,影响 着水蒸发速度和产物纯度。
水蒸气的生成
加热水溶液
高温下溶液分子运动加快,产生 蒸汽,实现水蒸气的生成。
沸腾升华
在一定温度下维持水的沸腾,把 水蒸气升华来提高纯度。
《制药工程原理与设备》第08章水蒸馏气蒸馏
结果分析
分析实验结果,比较不同条件下的蒸馏效果, 找出最佳操作参数。
结果讨论
讨论实验结果的可能原因及实际应用价值,提出改进建议和优化方案。
05
水蒸馏气蒸馏案例分析
案例一:水蒸馏气蒸馏在制药工业中的应用
总结词
水蒸馏气蒸馏在制药工业中应用广泛,主要用于提取和纯化 药物成分。
定期对设备的轴承、链条等运动部件进行润 滑保养,确保设备运行顺畅。
维修与更换
对于损坏或磨损严重的部件应及时维修或更 换,保证设备的正常运行。
03
水蒸馏气蒸馏工艺流程Fra bibliotek工艺流程图解
原料预处理
对原料进行过滤、清洗、干燥等预处理,确 保原料的纯净度和干燥度。
冷凝
将水蒸气冷凝成水,与原料分离。
加热
将原料加热至沸腾状态,使水蒸气从原料中 释放出来。
案例三:水蒸馏气蒸馏在环保领域的应用
总结词
水蒸馏气蒸馏技术在环保领域主要用于处理工业废水。
详细描述
水蒸馏气蒸馏技术可以对工业废水进行有效的处理,通过将废水中的有机物进行分离和回收,实现废 水的资源化利用。该技术具有处理效果好、节能环保等优点,对于保护环境、促进可持续发展具有重 要意义。
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应用领域与优势
应用领域
水蒸馏气蒸馏在制药、食品、化工等 领域广泛应用,主要用于提取和分离 挥发性成分。
优势
水蒸馏气蒸馏能够有效地提取和分离 原料液中的挥发性成分,且分离效果 较好,对于一些特定成分的提取和分 离具有较高的应用价值。
02
水蒸馏气蒸馏设备
设备组成与结构
蒸馏釜
用于装载待蒸馏的液体物料, 具有耐高温、耐腐蚀的特性。
《制药工程原理与设备》第08章 水蒸馏气蒸馏ppt课件
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第3章 制药分离工程基础与设备
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3.1 萃取分离
定义:利用溶解度的不同,使混合物中的组分得 到完全或部分分离的过程。
溶剂萃取:利用化合物在两种互不相溶的溶剂中 溶解度或分配系数不同,使化合物从一种溶剂内 转移到另一种溶剂中而提取出来的方法。 溶剂萃取的特点:
1.对热敏性物质破坏少; 2.采用多级萃取时,物质浓缩倍数和纯化度高,便于连 续操作,容易实现自动控制; 3.分离效率高,生产能力大。
复杂的传热和传质过程影响因素较多机理仍待研究3276二结晶分离方法蒸馏结晶耦合法蒸馏和熔融结晶这两种分离方法有机地结合在一起利用沸点接近熔点差异很大的特性分离氧化还原结晶液膜法利用模拟生物膜的选择透过性特点来实现分离作用金属分离纯化中应用较多湿法冶金萃取结晶法用于沸点挥发度接近的组分的分离3277超临界流体结晶法在高度湍流的超临界流体中溶剂和超临界流体一般为co的溶解使有机溶剂发生膨胀内聚能降低溶解能力下降从而使药物的过饱和度增加促进药物晶体的形成
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3.1 萃取分离
3.1.2 固-液萃取
(二)浸出过程计算 1、浸出过程各阶段所需时间的计算 a. 溶剂在【药材内部】的渗透:在植物组织中有大量的毛细管 型小孔,溶剂进入药材内部后,因毛细管的作用,沿毛细管 渗透到植物组织中去,并将植物细胞和其间隙充满。 毛细管被水充满所需时间: =1.37×10-4 A•h2 • r 式中A=2 (14.46-12.5), =p0 /(p0 –p); r毛细管半径,m; h毛细管长度,m; p0毛细管压力,N/m2 ; p大气压力,N/m2
4. 相比:两液相体积比。当R为1时,萃取率E=D/D+1。
R VW / VO
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3.1 萃取分离
(二)萃取剂的选择
选择性:萃取剂S对原料液中两组份溶解能力的差异。
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3.水蒸气蒸馏的形式
➢按照加热水蒸气的状态分: 饱和水蒸气蒸馏、过热水蒸气蒸馏
① 饱和水蒸气蒸馏
水蒸气蒸馏相图: 在常压下T f*,待分离组分(挥发油)
A沸点为 ,纯水的沸点为100℃。 由于水蒸气提供热量使挥发油蒸发, 对于饱和水蒸气而言,肯定有部分要 冷凝成为水相,当水相和A液相同时 存在时,即图中的A(L)+水(L) 相区,系统沸腾温度降至该系统压力 下的最小值,即。此时系统会以恒定 的组成蒸发A和水蒸气。
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用于夹带蒸馏液的水蒸气量可以根据理想气体分
压定律计算: G水 / M 水 y水 Py水 P水
GA / M A y A Py A PA
若待分离组分与水完全不互溶,则:
P水 PA
P水0 PA0
G水 P水0 M 水
3
二、间歇精馏
1. 间歇精馏的基本原理 2. 装置流程 3. 间歇精馏过程的现象和规律(过程分析) 4. 计 算
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1. 间歇精馏的基本原理
⑴ 精馏装置的结构:塔釜、精馏 塔、冷凝器、接收罐
⑵ 精馏原理:
① 产物从塔顶采出
原料一次性投入釜中,用再沸 器加热精馏控制适当的R,产品 按沸点从低到高依次蒸出。
➢结论:上升蒸气流率越大, 理论塔板数越少。
➢理论塔板数对精馏的影响: 理论塔板数越多,产品的浓度 越高,收率越高,过渡馏分量 越小。缺点:塔设备高度越大, 设备投资越大,塔底温度越高, 能耗越大。
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③ 持液量对间歇精馏过渡馏分段的影响
➢ 持液:间歇精馏塔工作时,除塔釜有被分离物料 外,塔板上(填料层上)塔顶冷凝器及回流系统 均存在原料液,称为持液。
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4. 蒸汽量的计算
① 饱和水蒸气蒸馏方式 饱和水蒸气蒸馏时,釜内有水层和被分离组分 层,两组分的蒸气压仅与温度有关,与组成无 关,蒸气分压等于同温度下纯水和被分离组分 各自单独存在时的蒸气压,蒸气总压:
P Pa Pb
当混合液各组分的蒸气分压之和等于外界压力 时,混合液就会沸腾。此时混合液的沸点比任 意组分的沸点都低,同时也说明,总压一定时 系统的沸点也随之而定。
③无毒,无腐蚀,热稳定性好,价格低廉,易回收利 用。
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5.间歇萃取精馏的过程
将能形成共沸物的A、B 混合物一次性投入到塔釜 中,溶剂S在精馏全回流完 成之后从塔的上部加入, 由于S的存在,A、B两物 质的相对挥发度变大,共 沸点消失,可以从塔顶依 次得到沸点低的和沸点高 的两组分。由于溶剂沸点 高,将顺塔流至塔釜,在 塔釜最终得到溶剂S。
➢ 测定理论塔板数的方法:采用二元物系正庚烷-甲基 环己烷或苯-CCl4在塔底规定压力和规定上升蒸气流 率下全回流操作,当全塔达到平衡时,即塔顶塔釜 浓度XC、XB不变时,由芬斯克方程计算得理论塔板 数。
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芬斯克方程为:
N ln( xC 1 xB ) 1 xC xB
理论塔板数受上升蒸气流速 的影响较大,影响规律如图:
多组分蒸馏
2
本章主要介绍的内容
蒸馏的种类多,只介绍制药生产过程中常用的几种 蒸馏方式:间歇精馏、水蒸气蒸馏以及分子蒸馏三 种。 ➢ 间歇精馏:主要应用于化学制药药物成分的分离、纯 化; ➢ 水蒸气蒸馏:主要应用于中药制药中植物挥发油的提 取和精制; ➢ 分子蒸馏:能在远低于沸点的温度下实现分离,广泛 应用于天然药物的提取和精制。
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四、间歇萃取精馏
1. 间歇萃取精馏的原理 2. 间歇萃取精馏的适用范围 3. 间歇萃取精馏的热力学原理 4. 溶剂选择的原则 5. 间歇萃取精馏的过程
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1. 间歇萃取精馏的原理
在精馏过程中,在塔上部向塔内加入一种适当 的溶剂,增大被分离组分间的相对挥发度,从而 实现精馏的分离纯化。
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2. 适用范围
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持液对塔操作的作用
A. 持液延迟了塔身浓度梯度的稳定过程,因此需要一定的时 间建立这个过程,即开工时间。持液量越大,开工时间越 长。
B. 持液在开始蒸馏时会吸收易挥发组分,它会使釜液浓度降 低。因此浓缩时浓缩倍数增大,分离难度增大。
C.产生“飞轮效应” :蒸馏后期,虽然釜内易挥发组分很低, 但由于持液中依然含有易挥发组成,塔顶仍可馏出高浓度 产品,好似惯性一样,这种现象称为飞轮效应。 “飞轮效应”使过渡馏分段操作时间加长,馏分量增大。
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① 回流比对间歇精馏的影响
➢ 在任何情况下,回流比越大, 塔顶易挥发组分浓度越高,产 品馏出速率越小,
➢ 操作时间越长。 ➢ 回流比对过渡馏分段的影响如
右图所示: ➢ 结论:回流比R越大,过渡馏
分量越小,分离效果越好。
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② 理论塔板数对间歇精馏的影响
➢ 足够的理论塔板数为精馏塔实现分离的基本条件, 当精馏的操作压力和上升蒸气流率稳定时,理论塔 板数也相应固定。
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2. 装置流程
➢ 装置: 甲醇—乙醇—丙醇常 压间歇精馏装置
捕集器:冷凝冷凝器未 冷凝完全的物料蒸气, 防止物料从放空口挥 发损失。
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3. 间歇精馏过程的现象和规律(过程分析) ⑴ 分段恒回流
恒回流易实现,因此工业间歇精馏多采用分段恒 回流比控制塔顶产品的采出。操作过程中,当馏出 某一馏分时,回流比不变。但是馏出物的浓度随时 间变化,前期馏出物的浓度比规定值高,后期比规 定值要低,但接收罐内物料的平均浓度能符合要求。
向能形成共沸物的A、B两组分体系中加入共沸剂C,在精馏过程 中C能与A、B两组分中的一种或两种形成新的共沸物,一般情况 下为最低共沸物,精馏中首先从塔顶蒸出,直至塔内只剩下待分 离共沸物中的另一组分,然后从塔顶蒸出,实现分离。当然,形 成的新共沸物要采取措施进行分离,使共沸剂回收利用。
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2.共沸剂的选择原则
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⑵规 律
(以甲醇A—乙醇B—丙醇C常压间歇精馏为例)
塔顶馏出液组成
塔底釜液组成
XC-D/F变化曲线
XB-D/F变化曲线
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➢开始段,塔顶得到A组分,釜液中A浓度渐小,此时B、C由 于A组分的蒸出而浓度升高,当A组分全部蒸出(或几乎全部 蒸出),釜液温度升高,当达到B沸点时,B开始蒸出,因此 釜液中B浓度降低,随B的蒸出,C浓度继续升高。 ➢当然,相邻两组分馏出液接收过程中存在过渡区,称为过 渡馏分段。此段馏出物为过渡馏分,需在下一批处理物料进 料时返回塔釜重蒸。 ➢过渡馏分的量越少越好,过渡蒸馏时间越短越好。这两点 主要与回流比、理论塔板数有关。另外,过渡馏分还受到持 液量及上升蒸气流率有关。
➢ 操作时间:
t
B0 V
B1 L
R V
1
B0
B1
B0 B1 D
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三、间歇共沸精馏
1. 间歇共沸精馏的原理 2.共沸剂的选择原则
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1. 间歇共沸精馏的原理 ①共沸:指一定条件下液体混合物蒸发时气液两 相组成相同的现象,即液相中的组分以恒定的比 例被蒸出,此时无分离功能。
②原理:以A、B两组分二元体系溶液为例。 当溶液中A-B间吸引力小于A-A和B-B间的吸引力 时称为溶液对拉乌尔定律有正偏差。当相互的吸 引力减小到一定程度时就会形成最低共沸组成和 最低沸点。
共沸剂的选择是实现间歇共沸精馏的关键,选择原则如下: ① 共沸剂应该能与被分离组分形成新的共沸物,其沸点与
待分离共沸物以及混合物中的每一组分的沸点差值较大, 有利于分离。 ② 新共沸液中所含共沸剂越少越好,以便于减少共沸剂的 用量及气化、回收时所需的能量。 ③ 新共沸物最好为非均相,以便于用分层法直接分离,降 低共沸剂回收的难度。 ④ 共沸剂应无毒或低毒,无腐蚀性,热稳定性好,易于回 收,价格低廉。
当溶液中A-B间吸引力大于A-A和B-B间的吸引力 时称为溶液对拉乌尔定律有负偏差。当相互的吸 引力增大到一定程度时就会形成最高共沸组成和 最高沸点。
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T-x-y 和y-x图
形成共沸物时,气液 组成恒定不变,采用 普通蒸馏无法实现分 离,这时就必须采用 间歇共沸蒸馏进行分 离。
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③ 间歇共沸蒸馏的过程
注:产品切换时,此时蒸出的物料 一般不能满足产品的质量要求, 此时物料称为过渡馏分。蒸馏 中将过渡馏分回收到中间馏分 罐。
5
② 产物从塔底采出
➢ 组分按沸点从高到低依次蒸出。 ➢ 适用于难挥发组分为目标产品或
难挥发组分为热敏性物质。 ➢ 工业生产过程中,一般包括加
料、升温和平衡(全回流)、产 品采出、中间馏分采出、釜残液 排出(或贮罐液排放)。
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➢ 持液量对过渡馏分 段的影响:
➢ 结论:持液量越大, 分离度越小,过渡 馏分量越大。
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4. 计 算
(1) 一次收率:无过渡馏分的返回重蒸 e D xC B0 x0
(2) 总收率:考虑过渡馏分的重蒸(以一次蒸发为基 础进行计算)
e' D xC e W xW e (1 WxW )
xcdD d (BxB ) dD dB
xc dB BdxB xB dB BdxB dB(xc xB )
B1 dB xB1 dxB
B B0
xB0 xc xB
ln B1 xB1 dxB
B0
xB0 xc xB
➢
取若干组
xc
1
xB
~xB图解积分,可以求出任意变化
时釜液终量与初量的比。
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方法:图解法
➢ 一般精馏的理论板数一定,任意取一操作线方程
计算
1 xc xB
和xB值,然后取
1和
xc xB
xB值作图,
即可得
1 xc xB
~xB图形。若采取模拟计算可得出模
拟曲线的方程,这样就可以定量计算了。
➢ 产品量:D=B0-B1
➢ 产品平均浓度:
xD
B0 xB0 B0
B1 xB1 B1