制药工程基础考试复习大纲

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1.制药工业生产与实验室研究的不同

新药的研制,首先是在实验室完成的,从实验室研究结果到工业生产,有许多的不同,要经过一个开发过程。主要不同之处如下:

(1)目的不同:实验室研究是为了迅速打通路线,确定可行方案。工业生产是为了提供大量产品,获得经济效益。

(2)规模不同:实验室研究通常规模小,一般按g计算。工业生产在市场允许下,尽可能大。

(3)总的行为:实验室研究人员层次高,工资比例较大,希望方便、省事、不算经济账。工业生产强调实用和经济指标,元工资占生产成本比例相对较少。

(4)原料:多用试剂进行研究,一般含量在95%以上,且汪汪对杂质含量有严格要求。工业生产使用工业原料,含量较低,杂质指标不明确,不严格。(5)基本状态:实验室研究物料少,设备小,流速低,趋于理想状态。工业生产处理无聊两大,设备大,流速高,非理想化。流动性质改变对传热、传质均有影响。对连续式反应器而言,存在“返混”(具有不同刘婷时间物料的混合),对反应速率影响较大。

(6)反应温度及热效应:实验室研究热效应小,体系热容小,易控制,往往在恒温下进行反应。工业生产热效应大,体系热熔大,不易控制,很难达到恒温,有温度波动,温度梯度。

(7)操作方式:实验室多为间歇式反应,工业生产倾向采用连续化,提高生产能力。

(8)设备条件:化学实验室多用玻璃仪器进行,多为常压,可有无水、无氧操作等措施。工业生产多在金属和非金属设备中进行,要考虑选材和选型。

易实现压力下反应,以改善反应状况,希望在正常条件下进行。

(9)物料:实验室很少考虑回首,利用率低,很少研究副反应,副产物。工业生产因经济和连续以及单程转化率等原因,必须考虑物料回收、循环使用以及副产品联产等问题。

(10)三废:实验室往往只要求减少量,很少处理。工业生产因三废量大,要考虑处理方法,达到排放标准

(11)能源:实验室很少考虑,工业要考虑能量综合利用。

首先,研究工作规模放大后,无聊流动状态非理想化等因素,对物料输送和化学反应的影响突出出来。

从有关热现象来看,实验室的仪器设备,体积小,表面基于体积比较大,热量容易通过其表面以传导或辐射的形式导出。及时是放热反应,往往还需靠外加热来维持反映所要求的温度。设备放大后,参加反应的物质增加,热现象讲不通。可见,在小试时还需要加热的放热反应,到中试和工业生产时就必须采取合适的撤热手段。如果解决不当,反映热不能及时移出,会产生绯闻,是反应时空,甚至有发生爆炸的危险。

制药化工生产过程既不是实验研究的简单在线,也不是反映的直接放大。

生物制药与化学制药的不同在于:用酶,基因等生物化学技术,代替传统的化学反应。

中药现代化问题中很重要的一项内容是:以中医药学和制剂学的要求为准则,运用现代化学工程理论、技术和设备,改造我国的重要工业,进一步提高中药制剂的质量和疗效。

第二章制药流体原料的输送和储存

绝对压强,表压和真空度

以绝对真空作为基准的压强,称为绝对压强,是流体体系的真实压强。

流体的压强可用测压仪来测量,此时测量得出的是以当地大气压强为基准的相对值,又分为两种情况:若体系的绝对压强比大气压高,必须采用“压强表”来测量,压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值,称为表压。若被测流体的绝对压强比大企业强敌,需采用“真空表”来测量,真空表上的读数表示被测流体的绝对压强低于大气压强的数值,称为真空度。

定态流动与非定态流动

在流动系统中,若各截面上流体的流速、压强、密度等有关物理量紧随流体的位置发生变化,不随时间的改变而变化,这种流动是一种稳定的流动状态,称为定态流动。

若流体在各截面上的有关物理量即随位置变化而变化,也随时间变化而变化,这

种流动是一种不稳定的流动状态,称为非定态流动。

流体的粘性:流体具有流动性和粘性。粘性是流体流动时,内部存在的一种抵抗自身形变、组织流体向前远动的特性。流体抵抗形变的性质称作粘性。

什么是牛顿粘性定律:对于一定的液体,内部摩擦力F’与两流体层的速度差du 以及两城建的接触面积A成正比,与两层之间的垂直距离dy成反比,及t=F/A=μ(du/dy)

流体的粘度:年度的物理意义是,是流体流动产生单位速度梯度的剪应力。年度总是与速度梯度相联系,只有在运动时才显示出来,称为动力粘度,简称为粘度。流体流动的两种不同类型(层流和湍流)

雷诺系数Re是一个无因次数群,其量纲为1(或称无量纲)

流体在直管内流动式,当Re≤2000时,流体流动类型属于层流;当Re≥4000时,流动类型属于湍流。当2000<Re<4000时,流体流动类型可能改为层流,也可能为湍流,具体与外界情况有关。

雷诺准数为什么可以成为流动类型的判据?雷诺准输表示,流动流体的惯性力与粘性力之比。

湍流的层流底层:即使馆内流动时湍流,且无论湍动程度如何剧烈,但在靠近管壁处流体的速度还是等于零。因此,关闭附近的流体仍做层流运动,这一层流流动流体薄层,称为层流底层(或层流内层)。层流底层的存在,对流体流动、传热和传质过程产生重大影响。层流里层的厚度岁Re增大而减小,

什么事边界层理论

在壁面附近,存在着较大速度idu的流体曾,称为流动边界层,简称为界层。

边界层的形成,把沿壁面的流动分成了两个区域,即边界层区与主流区。在边界层区内,垂直于流动方向上存在显著的速度梯度,即使流体的年度很小,摩擦应力仍然相当大,不可忽视,因此,必须考虑流体粘度的影响。在主流区内,速度梯度可视为零,摩擦应力可忽略不计,此时流体可视为理想流体。

当流体流过球体、圆柱体或其他几何形状物体的曲面表面时,都将发生边界层与固体表面脱离的现象,称为边界层分离。边界层分离现象还常发生在流体所经过的管道面积突然扩大或缩小,流动方向改变处。

流体边界层分离造成流体的这一部分能量损失,称为“局部阻力损失”,简称“局部阻力”。

流体通过直观时能量损失称为直管阻力损失,通常称为“沿程阻力损失”,简称“沿程阻力”。

流体通过直管时能量损失称为直管阻力损失,通常称为“延程阻力损失”。此外,流体通过管件及进出口时,偶遇边界层分离,存在“局部阻力”。故管路中流体流动总能量损失为沿程阻力和局部阻力之和。

流体输送机械

用于输送液体的机械称为泵,用于输送气体的机械称为风机和压缩机。

流体输送机械按其工作原理分类为:(1)动力式(叶轮式),包括离心式、轴流式输送接卸,是借高速旋转的叶轮使流体获得能量。(2)容积式(正位移式):包括往复式、旋转式输送机械,他们是利用活塞或转子的挤压作用使流体升压以获得能量的。(3)其它类型,指不属于上述两种类型的其他形式,如喷射式。

离心泵的结构简单,容易操作,便于调节和控制流量,效率较高,可提供足够的流量的和压头,某些型号的离心泵还可输送腐蚀性或含有悬浮物的液体,因此,离心泵的应用最为广泛。

离心泵由叶轮、泵壳、传动部分、连接部分和底阀等组成。

离心泵工作原理:离心泵在启动之前,需要关闭出口管道阀门,使得电机的负荷最小,并使泵壳内充满待输送的液体。启动后,电动机的转动使得泵轴带动叶轮旋转,叶轮间的液体在离心力的作用下,沿着叶片间的通道从叶轮中心(泵进口处)甩到叶轮外围,以很高的速度流入泵壳,获得了较大的动能。液体进入涡形通道后,由于我姓通道后的截面积逐渐扩大,速度逐渐降低,流体获得的动能大部分将转变为静压能。正常工作后,如果蹦出口处安装有压力表,可以显示系统压强增大,并逐渐达到稳定的额定值。此时,逐渐打开出口管道的阀门,液体就以较高的压力从亚出口进入出口管路。与此同时,随着叶轮中心液体甩出以后,吸入口处就形成负压区,外界大气压力迫使液体经过底阀和吸入管道进入泵体内,充填该控件。因此,只要叶轮正常旋转不停,液体就会源源不断地吸入、排出,

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