(优选)制药工程原理与设备沉降与过滤
生物制药工程原理与设备
无菌生产和无菌车间的概念、空气净化过程等。
二、生物制药与其他制药的区别 1.药物的定义 用于预防、诊断和治疗人类疾病的制品。 疫苗、试剂盒、医院医生使用的各种剂型
2.药物的来源
两大类；非生命产生的和有生物产生的。 （1）非生命体产生的药物： 有机合成、天然矿物
• （2）由生命产生的
动植物组织、体液，人体、微生物、基因工程菌、淡
（2）工程大气压换算等式
1at=1kgf/cm2 =735.6mmHg=10mH2O=0.9807bar=0.9807 105Pa
例题：将 0.4at 换算成IS单位。 解：
1at=0.9807Pa 0.4at=0.9807 0.4Pa =3.63228Pa
思考题 • 1.什么叫生物药物？ • 2.生物药物的来源有那些？ • 3.生物制药过程包含那些工程技术？
水生物和海洋生物等 • 3.化学制药的概念 利用化工原料合成能预防、诊断和治疗人类疾病的物 品。 特征是有机合成。
4.中药制药
提取中药材原材料中的有效成分，制成各中中成药。 特征是利用中药材作原料。
5.生物制药的概念 提取生物组织、体液中的有效成分，并制成各
种剂型。特征是生物合成。
如：微生物、海洋生物、生物体组织、生物体体
• 3.研究内容
（1）单元过程原理
解决为什么要这样做，怎样才能做好的问题。归纳为 动量传递、热量传递、质量传递以及制剂过程的规律。 （2）单元过程设备构造及性能 解决机械设备是什么部件构成，其使用性能如何
（3）设备选型和车间布置 应该选什么型号的设备构成一条生产线，如何布置车间 （4）GMP管理知识
生物制药工程原理与设备
主讲：罗合春
生物制药工程原理与设备
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。
制药工程原理和设备
搅拌装置 轴封 罐体 附件
理想反应器特点：
1、空间完全混合，各点浓度、温度均一。 2、各组分浓度随时间而变，反应速率也随之而变。 3、所有流体质点在反应器内的停留时间相等。（具有相同的历 程）
二、 Flow & Mixture of fluid in Reactor
反应器内流体的混合状态 从混合的对象来看有两种混合状态
一台搅拌釜，所用搅拌尺寸、功率都已给定，你会通过 计算说明或书本知识知道为什么？如何进行工程技术放 大和车间工程工艺设计。
最重要的是进行反应及提取设备的放大设计与选型。
Can you tell me?
对非均相反应合成过程所用设备， （1）你认为应该是什么样的？ （2）你想知道是什么样的吗？ （3）你知道为什么是这样的吗？
Principle and Equipment of Pharmaceutical Engineering
制药工程原理与设备
e-mail:yaors163
Phone: 2901771(o) Workroom: room 709, Shenghua Building
mM+nN
在dτ内，在dVR中，对反应物A进行物料衡算得：
A输入量＝A输出量+A消耗量+A积累量
A的消耗量取决于反应速度。在dτ内，在dVR中因反应而消耗的反应物A 的量为AdVRdτ。 物料衡算式给出了反应器内反应物浓度或转化率随位置或时间的变化关
系。
反应体积微元物料平衡图
4 热量平衡方程式
分别选取微元体积dVR和微元时间dτ作为热量衡算的空间基准和时间基 准，在dτ内对dVR进行热量衡算得：
反应器的近似处理
带搅拌的釜式反应器认为是理想混合反应器 管式、固定床催化反应器近似地考虑为平推流反应器
制药工程原理与设备
制药工程原理与设备制药工程原理与设备现代医学的发展需要大量的药物来支持，而各种药物的生产离不开制药工程原理与设备。
本文将对制药工程原理与设备进行介绍和讲解。
制药工程原理1.药物的研发药物研发是医药工业的核心原理，其目的是开发新的药物并提高现有药物的质量和疗效。
药物研发涉及到许多科学和技术领域，如生物学、化学、药学和医学等。
通常，药物研发需要经历以下步骤：（1）发现研究：对潜在新药物的初始发现、筛选和评估。
（2）前期研究：通过基础研究和早期临床试验阶段，确定药物的有效性和安全性。
（3）临床试验：通过大规模的人体试验，评估药物的效果和安全性。
2.药物的生产药物生产是制药工程的重要环节，其目的是生产出符合质量要求的药物。
药物生产包括下列步骤：（1）药物的制剂设计：制定药物的剂型、工艺流程及相关设备。
（2）原料的采购：采购与生产所需的原材料，如合适的活性成分、溶剂和助剂等。
（3）药物生产：包括药物配制、混合、加热、冷却、干燥和包装等工艺步骤。
（4）质量控制：对生产过程进行监测和检测，以保证药物的质量符合标准。
制药工程设备1.反应器反应器是制药工程中最重要的设备之一，主要用于化学反应、合成和分离。
反应器的类型和结构都具有较高的灵活性和适用性，可根据研发需求进行调整。
2.分离设备分离设备是制药工程中必需的设备之一，包括离心机、蒸馏机和过滤器等。
离心机主要用于分离、纯化和检测生物分子，蒸馏机主要用于分离、纯化和脱水等操作，而过滤器则主要用于从混合物中分离固态或半固态分子。
3.干燥设备药物制剂中的大部分成分都需要干燥才能具有稳定的性质和优异的稳定性。
干燥设备可分为传热型和吸附型，其中传热型设备通常用于大批量干燥，而吸附型设备则更适用于小批量或特定成分的干燥。
4.包装设备药品生产的最后一步就是包装。
包装设备包括药品灌装设备、胶囊填充设备和选择合适的药品封口设备等。
总之，制药工程原理与设备是实现药物生产流程的关键环节和重要基础设施。
XXXX药学中级工程师-医药工程专业知识-制药工程原理与设备
XXXX 药学中级工程师-医药工程专业知识-制药工程原理与设备一．流体流淌1. 流体的密度、压强、流体静力学差不多方程式及应用 ★（1）流体的密度：单位体积流体具有的质量，ρ= m/V 单位：kg/m3 式中，m —流体的质量，kg ；V —流体的体积，m3密度有不同的单位，SI 制中单位为kg/m3，物理单位制中为g/cm3，工程单位制中为kgf.s2/m4，其换算关系为：1g/cm3 =103 kg/m3 =102 kgf.s2/m4①液体的密度：液体可视为不可压缩流体。
相对密度是液体在某温度时的密度与标准大气压下4℃时水的密度的比值，即s =ρ/ρH2O =ρ/1000式中，s-液体的相对密度，kg/m3；ρH2O-标准大气压下4℃时水的密度的比值，1000 kg/m3∑=ρ=ρ++ρ+ρ=ρn 1i i i n n 2211m x x ....x x 1 式中，ρm —混合液的密度，kg/m3；ρi —混合液中组分i 的密度，kg/m3；xi —混合液中组分i 的质量分数。
②气体的密度：液体为可压缩流体，其密度随温度和压力而变。
当压力不太高（临界压力以下）、温度不太低（临界温度以上）时，气体可视为理想气体，则RT M m nRT pV == 则 RT pM V m ==ρ 式中，p —气体的压力，kPa ；V —气体的体积，；T —气体的温度，K ；n —气体物质的量，kmol ；M —气体的摩尔质量，kg/kmol ；R —摩尔气体常数，8.314kJ/(kmol.K)标准状态（T=273.15K ，p0=101.325kPa ）下，理想气体的密度ρ0为 4.22M RT pM 0==ρ ()∑=ρ=ρ++ρ+ρ=ρn 1i i i n n 2211m y y ...y y 或 T T p p 4.22M 00m m ⨯⨯=ρ 式中，ρm —气体混合物的密度，kg/m3；ρi —同温同压下组分i 单独存在时的密度，kg/m3；yi —气体混合物中组分i 的体积分数；Mm —气体混合物的平均摩尔质量， ()∑==n1i i i m y M M式中，Mi —气体混合物中组分i 的摩尔质量，kg/kmol 。
制药工程原理复习重点
第六章 蒸发Βιβλιοθήκη 1、掌握蒸发设备及其选型；单效蒸发流程；多效蒸发流程及节能措施。
2、熟悉内容：蒸发过程物料与热量衡算；真空蒸发。
3、了解蒸发器的辅助设备；查阅图表。
第七章 蒸馏 ---------了解
1、掌握蒸馏原理和方法；蒸馏设备及其节能。
2、熟悉粉碎、混合方法。
3、了解药筛种类。
第十章 固液提取
1、掌握固液提取原理。
2、熟悉固液提取工艺流程与设备。
3、了解内固液提取工艺参数。
第十一章 成型设备
1、掌握丸剂设备；片剂设备。
2、熟悉其它制剂设备。
3、了解有关辅助设备。
第十二章 工艺设计
2、熟悉其它几种液体输送设备；气体输送机械的几种类型设备；固体输送机械的几种类型设备。
3、了解压缩机、真空泵、加料装置。
第三章 沉降与过滤
1、掌握重力沉降的基本原理；过滤原理；过滤方程式及其设备的构造和操作。
2、熟悉过滤计算；离心分离的原理；气体净制的方法。
3、了解离心机的主要类型；沉降设备。
1、掌握中成药生产车间的工艺设计。
2、熟悉总体设计；车间设计。
3、了解工艺设计原则。
2、熟悉流体的主要物理量、流量和流速、稳定流动和不稳定流动、连续性方程、流体的粘度、流动类型、流速的分布、简单管路的计算。
3、了解简单管路布置和安装的原则，文氏流量计。
第二章 输送机械
1、掌握离心泵的工作原理，特性（流量、扬程、效率、功率、安装高度及气蚀余量）参数及影响这些参数的主要因素；离心泵的特性曲线及其应用；离心泵的型号和选用、操作和调节。
制药工程专业化工原理.
附录查得，20℃时水的密度为998.2kg/m3,μ=1.005×10-3Pa.s
2019/9/9
制药工程专业《化工原理》
23
2019/9/9
制药工程专业《化工原理》
19
思考题：
影响重力沉降速度的主要因素是什么？为了增大沉降速 度以提高除尘器的生产能力，你认为可以采取什么措施？
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制药工程专业《化工原理》
20
重力沉降速度的计算
ut 试差法：
设流型
ut
重设
ut
Y
Re
ut 正确
N
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制药工程专业《化工原理》
沉降分离法－－利用微粒受重力、离心力或惯性力作用 过滤分离法－－利用固体微粒不能通过过滤介质的性质 此外还有液体洗涤除尘法、电除尘法即湿法净制; 静电除尘：高压电场中，带电粒子定向运动，聚集分离。
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制药工程专业《化工原理》
4
分离 连续相与分散相 机械 分散相和连续相
分离
不同的物理性质
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制药工程专业《化工原理》
2
非均相物系分离的依据是连续相与分散相具有不同 的物理性质（如密度），故可用机械方法进行分离。利 用密度差进行分离时，必须使分散相与连续相产生相对 运动，因此，分离非均相物系的单元操作遵循流体力学 的基本规律，按两相运动方式的不同分为沉降和过滤。
非均相物系的分离主要用于：
重力沉降应用—分级沉降（补充）
一．分级沉降
自考中药制药工程原理与设备
一、绪论和流体流动三传概念、单元操作的概念•定态流动概念；•滞流和湍流时质点的流动方式、雷诺准数的区别；•不同流动类型下，在穆迪图中如何查摩擦系数？•水力当量直径的计算；•管路直管阻力和局部阻力认识;•如何查管件、阀门当量长度；•教材中由能量衡算、物料衡算推导出来的一些公式；二、流体流动•离心泵性能参数表的认识和工作原理、“特性曲线”概念和工作特点；•离心泵内的损失有那几个；•离心泵的汽蚀及其危害和两个控制指标；•当操作条件出现哪些变化时，应对离心泵性能曲线进行换算;•离心泵铭牌上标示的性能参数以何为依据？•防止电动机过载，启动离心泵时应采取的措施；•离心泵的工作点及流量调节机理；•单吸泵，双吸泵流量扬程特点；•往复泵的适用流量、压强范围；•往复压缩机的多级压缩作用;•各种真空区的范围；•旋片式真空泵的工作；•喷射泵喷嘴、扩大管的作用；•密相气力输送概念；•通风机风压定义；三、粉碎、筛分、混合•粉碎度表征的粉碎程度（如细碎）•闭路粉碎概念；•湿法粉碎概念•增强弹性药材的脆性，采用的方法；•只能用于湿法粉碎的设备；•中国标准药筛和泰勒筛的对应，尤其是九号筛；•筛分分离效率的表示方式？各自如何确定？•混合程度的表述和表示不同混合效果下的数值范围；•物料混合中期和后期的混合；•槽形混合机的混合效果实现方式；•粒径差异大和组分的比例相差悬殊时的混合方式；四、提取•提取传质过程的基础；•渗漉法概念；•回流提取时，回流到罐内的物质是什么？•单级多次提取概念；•最节约溶剂用量的提取方法；•履带式连续提取器适用的提取方法；•超临界萃取的方式五、沉降与过滤•过滤概念；过滤压强差的产生；•减压过滤概念；•助滤剂的性质、概念和使用方法；•先恒速后恒压过滤计算公式的几个字母代号含义；•转筒真空过滤机的浸没度和回转一圈时表面部分的过滤时间关系？•转筒真空过滤机的操作连续性；•高效、中效、亚高效、粗效过滤的范围•超滤原理；•超滤膜组件的基本结构型式？原料错流流向的原因；•沉降概念；两种沉降基本方式和各自原理；•降尘室的机理、多层水平降尘室的机理；•离心分离因数概念；•旋风分离器的临界粒径；•离心机和旋风分离器的离心力场产生方式；六、传热与蒸发•复合传热概念；•工业意义热对流；•金属、非金属、液体、气体导热系数分布•蒸发器内温度差损失原因•黑体概念；•几种流动传热方式的传热平均温度差对比（变温传或介质之一不变温）；•提高传热速率的常用方法；•固定管板式换热器流动路径的选择中，如冷热流体的温度差较大，对流传热系数大的流体的路径安排和原因；热补偿方式；•换热器选型原则；•多效蒸发概念；•蒸发传热和普通传热的不同；•升膜式蒸发器的原料需预热到沸点或接近沸点；蒸发器的基本结构和附属设施；•提高蒸发器的生产强度的措施；•减压蒸发与常压蒸发比较；为什么减压蒸发常用？•蒸发热量应用于哪些方面；•波纹面传热的作用；•总传热系数为何总是趋向于两对流传热系数中数值更小的一个？七、精馏•蒸馏操作适用的相对挥发度范围；•精馏原理和常用的精馏设备；连续精馏塔内的压强、温度、浓度分布规律•规整填料概念；•不同进料热状况，对精馏和提馏两端气相、液相流量的影响；•回流比概念；理论版概念；•计算理论塔板的几种方法；逐板计算法的计算顺序；•全回流和最小回流比下的理论塔板层数；八、干燥•水的饱和蒸汽压只取决于水的哪个物理量；•空气与露点温度以上、以下的物料进行热量交换的湿度、相对湿度变化；•干燥热效率概念；•平衡水分、自由水分定义，何者可干燥除去？•恒速干燥阶段干燥时间的计算；物料表面温度；•流化床概念及其对空气气速要求；•流化床概念、流化干燥的不正常现象和解决方法；•喷雾干燥机理；防止喷雾干燥粘壁的措施；•冷冻干燥机理•复叠式制冷概念；九、成型设备•小丸制丸机的工作；•丸剂泛制的基本步骤；•丸剂滴制生产设备的分散装置作用；•一步制粒机的喷头喷出的物料；•干法造粒的方法；•干法造粒设备；•有气喷雾包衣法概念；九、成型设备•注射剂灌封联动线的工艺单元构成和工艺实现；•滚模式软胶囊机制备软胶囊时，胶带注入注射器之前的内表面温度；•气水喷射式安瓿洗瓶机组中压缩空气的处理、温度和压强；•电磁感应封口机实现药用容器的铝箔封口的过程；。
《制药工程原理与设备》沉降与过滤课件
误差及控制方法
1 误差分析
剖析沉降与过滤过程中可能出现的误差，并 深入探讨其对制药生产的影响。
2 控制方法
提供一系列控制方法，帮助制药工程师优化 沉降与过滤过程，提高生产效率和产品质量。
应用案例分享
制药行业中的应用
通过实际案例，展示沉降与过滤在制药行业中的广 泛应用，以及其中所涉及的挑战和解决方案。
沉降与过滤在生产过程中的重要性
揭示沉降与过滤在制药生产过程中的重要性，以及 如何确保产品的高质量和符合标准。
结论及展望
1 总结
总结沉降与过滤的关键要点，并ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ其在制药工程中的应用和发展进行简要回顾。
2 展望
展望沉降与过滤的未来趋势和发展方向，以及其在新兴制药工艺中的应用前景。
《制药工程原理与设备》 沉降与过滤课件
在这个课件中，我们将深入探讨沉降与过滤的原理、作用和重要性，以及制 药行业中的应用案例，为您带来全新的视角和理解。
沉降与过滤的概述
1 沉降原理介绍
深入了解沉降的整体流程、各个步骤的作用和特点，揭示其在制药工程中的重要性。
2 过滤原理介绍
比较不同过滤方式，介绍常见的过滤设备，探索过滤在制药工程中的应用。
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。
3052中药制药工程原理与设备
3052中药制药工程原理与设备绪论一、学习目的和要求通过本章的学习，掌握物料衡算、热量衡算、过程速率等基本概念，熟悉中药制药生产过程中单元操作的概念，了解本课程的性质任务、内容及教学目的。
二、考核知识点与考核目标识记：物料衡算、热量衡算、过程速率等基本概念；理解：中药制药生产过程中单元操作的概念。
第一章流体流动一、学习目的和要求通过本章的学习，掌握流体静力学基本方程式、流体流动连续性方程、柏努利方程及其应用、流体在管内流动阻力的计算。
熟悉层流与湍流的特征、管流速度分布公式及应用、流量测量。
了解计算阻力损失的各种数据图表的使用。
（一）流体静力学基本方程式识记：密度、压力定义；理解：压力的表示方法；应用：流体静力学基本方程式及应用。
（二）流体在管内的流动识记：流量与流速的定义；理解：稳定流动及非稳定流动雷诺准数的物理意义、流体流动型态及其判断；应用：流体流动连续性方程、柏努利方程及其应用。
（三）流体在管内的流动阻力识记：直管阻力、局部阻力的定义；理解：雷诺准数的物理意义、流体流动型态及其判断；应用：流体在管内流动阻力的计算。
（四）流量测量理解：常用的流量测量仪的测量原理及方法。
第二章输送机械一、学习目的和要求通过本章的学习，掌握离心泵工作原理、性能参数、特性曲线及应用；熟悉离心通风机的工作原理、性能参数；了解气体输送机械、固体输送机械使用方法。
（一）流体输送机械识记：离心泵工作原理、离心泵气缚现象、气蚀现象；理解：离心泵的工作点和流量调节；应用：离心泵的性能参数、特性曲线及应用。
（二）气体输送机械识记：离心通风机的工作原理、性能参数。
（三）固体输送机械识记：固体输送机械使用方法。
第三章沉降与过滤一、学习目的和要求通过本章的学习，掌握重力沉降、过滤操作的基本原理及过滤基本方程式；熟悉过滤的计算、重力沉降速度的计算；了解离心机的主要类型。
二、考核知识点与考核目标（一）沉降识记：重力沉降的基本原理；理解：重力沉降速度的计算。
第04章 沉降与过滤1 - 最新中国药科大学《制药化工原理》ppt课件
化工原理
4.ut的计算： 试差法：
计算图法 非试差法： 摩擦数群法
无因次判据法
1
化工原理
试差法：假设 流型
选择 公式
计算
ut
验算
计算
Ret
1
化工原理
例：求直径40μm球形颗粒在30℃大气中的自由沉降 速度。已知ρ颗粒为2600kg/m3,大气压为0.1MPa。
解： 查30℃、0.1MPa空气： 1.165kg m3
dut
4d (s )g 3 ut2
Ret2
d 2ut2 2 2
1
化工原理
Ret2
4d (s )g 3 ut2
d
2ut2 2
2
4d 3(s )g 3 2
以
Re
2 t
～
Re
t
作图，标绘在双对数坐
标系中
▪已知ut求d
Re t
dut
Re
1 t
dut
Re
1 t
4d (s 3
)g
ut2
第四章 沉降与过滤 Settling and Filtration
化工理
内容提要
概述 重力沉降Gravitational settling 沉降速度 降尘室 离心沉降Centrifugal settling
过滤Filtration 基本概念 基本方程式 恒压过滤 恒速过滤 过滤常数的测定
过滤设备 滤饼的洗涤
自由沉降速度公式
1
化工原理
2.阻力系数 的计算
f(,d,u, , ) f(, Re )
d u
Re s t
٭球形度
ut-沉降速度,m/s ds-颗粒的粒径,m
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。
制药工程原理与设备知识点总结
制药工程原理与设备重点绝对压力：以绝对真空为基准测得的压力称为绝对压力。
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绝对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绝对压强低于外界大气压强的数值，称为真空度。
稳态流动，在流体流动系统中，若任一点处的温度，压力，流速等与流动有关的参数仅随位置而变，而不随时间而变，这种流动即为稳态流动，（随时间改变即为非稳态流动）。
直管阻力，流体流经一定管径的直管时，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，且流动会受到强烈的干扰和冲击，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；Re≥4000 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结，在金属表面破裂凝结时产生很高的压强，液体指点打击金属，使泵体产生振动和噪声，仅随表明逐渐疲劳而破坏这种现状叫做气蚀现象。
打旋现象：搅拌过程中，若液体为低粘度液体，且叶轮转速足够高，则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：在一定温度下，溶质在溶剂中的最大溶解能力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：在一定温度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，出现了溶液浓度高于溶解度的现象，称为过饱和现象。
制药化工过程及设备-沉降与过滤
1.86 10 Pa s
5
d 2 ( s ) g (40 106 )2 9.81 ( 2600 1.165) ut 18 18 1.86 10 5
0.12m s
校核：
14
《化工原理》课件——第3章 沉降与过滤
说明： ①某一粒径的粒子，只要满足
第1节 重力沉降 二、降尘室
t
， ，
则该粒径的粒子可以100％被分离 ②某一粒径的粒子，如果不满足 t 则该粒径的粒子不能被100％分离
③对于一降尘室,存在一能100％被除去的最小粒子, 用 d sc 表示；其沉降速度最小，用 utc 表示， 称为临界沉降速度。
10 Re 2
4
——Stokes定律区
24 Re
d (s )g ut 18
2
过渡区
2 Re 500 ——Allen定律区
10 4 g 2 ( s )2 0.5 ut d Re 225
10
《化工原理》课件——第3章 沉降与过滤
单层
H t ut
Vs ut c bL
L u
L ' u'
t N t' ut ' N Vs ut c N ut c ' bL N
18 ut c ' 18 ut c 1 d sc ' d sc (s )g (s )g N N
H
N层
d sc
多层降尘室： Vs bLutc N
H h N
19
《化工原理》课件——第3章 沉降与过滤
《制药工程原理与设备》课程教学大纲适用于制药工程等专业课程基本情况
《制药工程原理与设备》课程教学大纲（适用于：制药工程等专业）一、课程基本情况二、课程教学目的《制药工程原理与设备》是一门以药剂学、ＧＭＰ（药品生产质量管理规范）、工程学及相关工程技术为基础来综合研究制剂生产实践的应用性工程学科，是中药制药技术专业的一门重要核心技术课。
（1）知识教学目标：本门课程的教学本课程主要介绍制剂生产设备的基本构造、工作原理和工程验证，制剂车间的ＧＭＰ工程设计原则和方法以及与制剂生产工艺相配套的公用工程的构成和工作原理。
（2）能力培养目标：本门课程的教学，注重培养学生分析问题和解决问题的能力以及勇于开拓的创新精神。
培养学生掌握中药制药工程原理与设备的基础知识和基本操作能力；培养学生运用中药制药工程原理与设备知识解决问题的能力；使学生掌握化学药品制造工和设备工程师的必备专业知识和技能。
（3）思想教育目标：具有热爱科学、实事求是的学风，具有创新意识和创新精神；具有良好的职业道德和环境保护意识。
三、教学方法与手段教学手段：采用多媒体课件、实物模型展示等教学手段。
教学方法建议：以课堂讲授为主，多媒体结合板书，讨论讲解课堂习题。
学习方法：学生必须做到课前预习、课后复习，认真完成每章的课后习题。
四、课程的重点、难点教学重点：制药工程的原理及各类设备的原理及应用。
教学难点：制药工程计算。
五、课程教学内容及教学环节安排课程教学环节学时分配表第一章绪论项目1总论【知识点提示】明确课程的性质与任务，中药制药工业发展沿革，常用名词术语等。
【教学要求】了解：课程的性质与任务。
理解：中药制药工业发展沿革。
掌握：常用名词术语。
【重、难点提示】重点：常用名词术语。
难点：制药设备代码。
一、课程的性质与任务二、中药制药工业发展沿革三、常用名词术语单元操作、物料守恒、热量守恒、过程平衡与速率、经济核算四、制药设备代码五、本课程在中药制药专业课程体系中的地位和作用项目2 流体流动【知识点提示】通过本项目的学习，掌握流体静力学、流体动力学等概念，熟悉各类型的流量计的原理及应用。
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《化工原理》电子教案/目录
❖ 工业上常需要对非均相物系进行分离目的
1）回收有用的分散物质
2）净化（精制）分散介质
3）劳动保护和环境卫生的需要为了保护人类生态环境， 要求排放的废气或废液浓度达到排放标准；很多含碳物质 及金属细粉与空气形成爆炸物，必须除去这些物质以消除 隐患。要求其含固量达到排放标准，以防止对大气、河流 湖泊等水体的污染。
颗粒与流体相对运动的阻力
当流到点S时，速度减为零。
压力逐渐减小
压力逐渐增大
边界层
S点下游的流体在逆压作用 下将倒流回来，它们在来流 的冲击下，就在点S附近形成 明显的旋涡，这旋涡象楔子 一样将边界层与物面分离开 来，就是边界层分离 。
A
S
分离点
D
第三节 重力沉降
一、沉降原理
1、自由沉降 ---单个颗粒在无限流体 中的降落过程
则表明，该颗粒能在降尘室 Ut
中除去。
颗粒在降尘室中的运动
降尘室
思考3：要想使某一粒度的颗粒在降尘室 中被100%除去，必须满足什么条件？
第二节 颗粒沉降的阻力
颗粒及颗粒（群）的性质
❖ 颗粒是指用有一定质量和形状、和环境具有明显边界 的独立物系。可分微观颗粒和宏观颗粒颗粒，即使宏 观意义上的亦种类繁多。本章所涉及的颗粒主要指宏 观上的固体颗粒和液体颗粒。
一、颗粒的特性
球形颗粒 大小（粒径） 直径d
形状
球形度 1
表面积
a球＝VS
6 d
全部动能变为压力能，因而此周围压力高而使流体沿圆 柱表面流过，在AB范围，水流收缩，流线渐密，即从A 到B流速逐渐增加，压力逐渐减小，在B点处压力最低， 流速达到最大，过B 点后，水流扩散，流线渐稀而流速 渐减，压力又逐渐增加。
颗粒与流体相对运动的阻力
边界层分离 ------如图，当流体流过非流线型物体时会发 生边界层脱离壁面的现象，称为~
积不包括颗粒之间的空隙，称为粒子的真密度，以 p 表 示。若粒子体积包括颗粒之间的空隙，称为粒子的堆积 密度或表观密度，以a 表示。 颗粒的空隙率和相互影响 将颗粒群中的空隙所占的比率称为空隙率。
颗粒与流体相对运动的阻力
流体流过颗粒时的运动阻力
流体的流动方向和 速度都沿圆柱周边 而变化，流体在A 点受壁面阻滞，速 度为为零
器气 器液
固 固
体系
---用于除去>5～10m
体系
颗粒
1．重力沉降设备
降尘室
气体
结构：
进口
除尘原理：
思考1：为什么气体进入降尘 室后，流通截面积要扩大？
思考2：为什么降尘室要做成扁平的？
L
L 停留时间 t V
沉降时间 t2
高度 ut
含尘气体
B
V
H
若1 2
非球形颗粒
当量直径，如体积当量直径 de
与颗粒体积相等的球的 表面积
颗粒的表面积
a＝ 6
de
非球形颗粒：工业上遇到的固体颗粒大多是非球形颗粒，常用
(1)体积当量直径：与实际颗粒体积相等的球形颗粒的直径定义为非球
de
3
6V p
(2)表面积当量直径：表面积等于实际颗粒表面积的球形颗粒的直径定
义为非球形颗粒的表面积当量直径。即： ds
频率分布曲线
二、颗粒群的特性
平均直径
长度平均直径
d Lm
n1d1 n2d2 n1 n2
n3d3 nkdk n3 nk
k
nidi
i 1
k
ni
i 1
表面积平均直径----每个颗粒平均表面积等于全部颗粒的表面积之
和除以颗粒的总数
k
k
dAm
ni
d
2 i
ni
i 1
i 1
体积平均直径 ----每个颗粒平均体积等于全部颗粒的体积之
❖ 沉降公式中的因素如颗粒粒径、流体粘度、颗粒与流体 密度差对沉降速度影响:显然流体粘度愈大，颗粒沉降速 度愈小
❖ 流动状态的影响：由不同流态所产生的三个沉降关系式 ，表明了流动状态对沉降速度的影响；
❖ 颗粒浓度的影响 ❖ 颗粒形状的影响：在所有形状的颗粒中，球形可了阻力
最小，非球形颗粒的阻力随与球形颗粒的偏离程度而增 大。
加速段：极短，通常可以忽略
曳力Fd
ut2
2
Ap
浮力 mFbg g
等速段：该段的颗粒运动速度称为 沉降速度，用u0表示。
重力沉降速度：以球形颗粒为例
合外力 Fg Fb Fd 0
mg1
s
ut2
2
4
d2
0
质量力mFgc
颗粒在流体中沉降时受力
1、自由沉降
d 3
6
p 1
p
g
d 2
4
ut2
2
ut 3g p d p /
牛顿定律
湍流附面层区 Re 2 10 5
此时边界层也呈紊流，实验结果显示不规则现象。
非球形颗粒
沉降速度计算
❖ 试差法的计算步骤如下：先假设某种流型，再应用相应 公式计算出，然后校核是否与假设流型相符。若流型不 符，则需重新设定流型及计算。
沉降速度影响因素
0
ut
4d p g 3
如图2-1中的实线所示。
10-4<Re2
层流区
24
Re 0
ut
d2
p 18
g
----斯托克斯定律
过渡区 2 Re 500
10 / Re
ut
4
g
2 p 225
2 1/ 3 dp
艾伦定律
湍流区 500 Re 2105 0.44
❖ 壁效应：当颗粒在靠近器壁的位置沉降时，由于器壁的 影响，使其沉降速度较自由沉降速度小，该影响称为壁 效应。壁效应以壁效应因子表示，的经验关联式为：
fw 1 d D 2.25
二、沉降设备
重
力
沉
降
设
备降沉尘降室槽气液固固体体系系---用于除去>75m以上颗粒
离
心
沉
降
设
备旋旋
风 液
分 分
离 离
和除以颗粒的总数
dVm 3 1
k ai d3
i1 i
体积表面积平均直径----每个颗粒的平均比表面积等于全部颗粒的
比表面积平均值
k
比 表 面 积 ＝dV2Am
6
d3 VAm
nid
2 i
i 1
k i 1
ni
6
d
3 i
dVm 1
k ai d i 1 i
二、颗粒群的特性
颗粒的密度 单位体积内粒子的质量称为密度，kg/m3。若粒子体
Sp
(3)比表面积当量直径:比表面积等于实际颗料比表面积的球形颗粒的直
da
6 ap
(4)形状系数：亦称球形度，用于表征颗粒的形状与球形的差异程度。
它定义为体积与实际颗粒相等时球形颗粒表面积与实际颗粒的表面
积之比，即：
s
S Sp
第二节 颗粒沉降的阻力
二、颗粒群的特性
粒度分布 -----频率分布曲线（见下图）、累计分布曲线(如图3-1所示)。