制药工程的未来

第一篇：制药工程的未来

图表一说明了制药研发及其广泛的学科领域和发展状况。以前很多的传统的制药专业的课程，或者制药工业的定义都是狭隘的，调整教育和培训新时期的发展和制造工艺。以后的制药工程人员应该受到广博的教育，学习他们能够胜任的工作，例如制药和生物制药的研发和发展流程表中列出来的一系列工作的管理者或经理者，包括制药的和临床的发展和工艺及研发早期的发展运作。良好的培养的工程者的需求在所有的药物研发发展的课程正在扩大范围治疗法扩大超越小分子质量的化合物推进新的复杂的化合物生物制药和组合疗法。集中的生物医学的设备和药物市场促进了创新药物的研制进展和生产，例如心脑血管疾病的治疗。由于现在很多的医疗保健企业已经从治疗疾病的领域逐渐转移到疫病的预防上来。组合化合物疗法将会继续发展。在医疗保健产品的不断复杂变化之下急需具有交叉型的培训和技术能力的专业人士。

刚毕业的制药工作学生会发现他们在研发新药，或者管理大规模的生产程序（HTS）。整体品质管理（TQM）来减少假阳性和假的无成效的，来发展一种计算方法应用在生物和化学的复杂资料的整理上。例如制药及生物制药发展中的特定项目也许可能被制药工程者用生物制药和药物代谢动力学的参数实验或计算工具（ADME）和毒理的评价等来降低药物试用的失败率。这些制药人员还可以使用正在发展的大量的模型和分析技术来评估以及制药的固体半固体的单元操作。在制药以及生物制药制造业中，制药工程师将会引进和执行健全的过程分析技术工具来监控工艺过程和产品的检验继续的提高，将会关心现行的美国药品质量管理规范然后按照执行。另外在质量管理方面，制药工程专业毕业生可以用他们的知识和专业技能进入到政策制定和管理机构中，例如FDA。

医疗保健产业现正面临着许多重大的挑战，制药企业对于有专业的技术能力的领导整个的研发，完善以及工艺的过程，需求量不断增加。对于制药这个复杂的不断发展的产业需要创新的科技和不断提高的边缘学科来度过目前面临着的挑战。新型的交叉型制药工程专业的教育和培养模式有这个潜力培养出来具有高科技的知识和技能的领导者，来满足不断发展的医疗保健产业所呈现的挑战。这些领导者将会制定制药工程的规则从而最终有助于将来的医疗产业的形成。

第二篇：制药工程

制药工程

1.工程项目从计划建设到交付生产的基本程序：项目建议书----批准立项----可行性研究----

审查及批准-----设计任务书-----初步设计-----设计终审----施工图设计-----施工----试车----竣工验收-----交付生产

2.上述基本工作程序分为3个阶段：设计前期（项目建议书，可行性研究，设计任务书）、设计期（初步设计，施工图设计）、设计后期（施工，试车，竣工验收，交付生产）

3.项目建议书重要性：是投资前对工程项目的轮廓设想，主要说明项目建设的必要性，同

时初步分析项目建设的可能性。

4.制药装置调试的总原则：从单机到联机到整条生产线，从空车到以水代料到实际物料

5.厂址选择重要性：是基本建设前期工作的重要环节，是工程项目进行设计的前提

6.厂址选择的基本原则：a、贯彻国家的政策方针 b、正确处理各种关系c、注意制药工业

对厂址选择的特殊要求d、充分考虑环境保护和综合利用e、节约用地 f、具备基本的生产条件g、节约用地

7.总平面设计：是在主管部门批准的厂址上，按照生产工艺流程级安全，运输等要求，经

济合理的确定各建（构）筑物、运输路线、工程管网的设施的平面及立面关系。

重要性：是工程设计的一个重要组成部分，其方案是否合理直接关系到工程设计的质量和建设投资的效果

8.建筑系数：指建筑用地范围内所有建筑物占地的面积与用地总面积之比。反映了厂址范

围内的建筑密度。

建（构）筑物占地面积堆场、作业场占地面积100% 全场占地面积

9.建筑坐标系：厂区和建（构）筑物方位一致的坐标系。

特点：以厂区和建（构）筑物的方位为坐标轴，故在确定厂区和建（构）筑物方位的位

置时可避免烦琐的换算，给现场施工带来方便。

10.洁净厂房：由于生产等原因，需要采用空气净化系统以控制室内空气的含尘量或含菌浓

度的厂房。

11.工艺流程设计的作用：在确定的原料路线和技术路线的基础上进行的，是整个工艺设计的中心。是工程设计中最重要、最基础的设计步骤，对后续的物料衡算、工艺设备设计、车间布置设计和管道布置设计等单项设计起着决定性的作用，并与车间布置设计一起决定这车间或装置的基本面貌。

12.确定工艺流程的重要性：确定工艺流程中个生产过程的具体内容、顺序和组合方式，是

工艺流程设计的基本任务。

13.工艺流程设计通常采用2阶段设计：即初步设计（绘制工艺流程框图，工艺流程示意图，物料流程图和初步设计阶段带控制点的工艺流程图）和施工图设计（绘制施工阶段带控制点的工艺流程图）。

14.物料的回收与套用：以降低原辅材料的消耗，提高产品收率，是降低产品成本的重要措

施

15.工艺流程框图的性质：在工艺路线和生产方法确定后，物料衡算开始之前表示生产工艺

过程的一种定性图纸。作用：定性的表示出由原料变成产品的路线和顺序，包括全部单元操作和单元反应。

16.工艺流程示意图概念：在工艺流程框图的基础上，分析各过程的主要工艺设备，在此基

础上，以图例、箭头、和必要的文字说明定性表示出由原料变成产品的路线和顺序，绘制出工艺流程示意图。阿司匹林工艺流程示意图见P38

17.初步设计阶段和施工阶段都要绘制带控制点的工艺流程图，区别是：初步设计阶段带控

制点的工艺流程图是在物料流程图的基础上，加上设备、仪表、自控、管路等设计结果设计而成，并作为正式设计成果编入初步设计文件中。而施工阶段带控制点的工艺流程图是根据初步设计的终审意见，对初步设计阶段带控制点的工艺流程图进行修改和完善，并充分考虑施工要求而完成。

18.物料衡算的重要性：是最先进行的一个项目，其结果是后续的能量衡算，设备选型与工

艺设计、车间布置设计、管道设计等各单项设计的依据，因此，物料衡算结果的正确与否直接关系到整个工艺设计的可靠程度。

19.物料衡算的依据：工艺流程示意图以及为物料衡算收集的有关资料。

20.物料衡算的作用：根据物料衡算的结果，将工艺流程示意图进一步深化，可绘制出物料

流程图。在物料衡算的基础上，可进行能量横算，设备选型与工艺设计，以确定设备的容积，台数和主要工艺尺寸，进而可进行车间布置设计和管道设计等项目。

21.物料衡算的意义：在实际应用中，根据需要，也可对已经投产的一台设备，一套装置，一个车间或整个工厂进行物料衡算，以寻找生产中的薄弱环节，为改进生产、完善管理提供可靠的依据，并可作为判断工程项目是否达到设计要求以及检查原料利用率和三废处理完善程度的一种手段。

22.浓度变化热：恒温恒压下，溶液因浓度发生待变而产生的热效应。

23.熔解热：恒温恒压下，将1mol溶质溶解于n mol 溶剂中，该过程所产生的热效应。

24.标准生成热：由标准状态下最稳定单质生成标准状态下单位物质的亮的化合物的热效应

或焓变。吸热为正，放热为负。

25.间歇操作的方式及特点：将反应所需要的原料一次加入反应器，达到规定的反应程度后

立即卸出全部物料。然后对反应器进行清理，随后进入下一个操作循环。间歇反应过程是一种典型的的非稳态过程，反应器内物料组成随时间变化，值得注意的是，对于单一反应，产物R的浓度随反应时间的增加而增大，但若反应体系中同时存在多个化学反应，这一结论就未必成立。如连串反应A-R（产物）-S，产物R的浓度先随反应时间的增加而增大，达一极大值后又随反应时间的增加而减小。间歇操作有反应过程中既无物料加入又无物料输出，装置简单，操作方便，适应性强的特点。

26.反应器计算方程式：反应动力学方程式均相反应P86到P88（rArBrcrD）止 acdb

27.理想混合器的特征：是物料达到完全混合，浓度、温度、和反应速度处处相等。

理想置换的特征：与流动方向垂直的截面上，各点的流速和流向完全相同，就像活塞平推一样。细长型的管式反应器可近似看成理想置换反应器。

28．空间时间不等于物料在反应器内的停留时间。只有对于等容过程，空间时间才与物料的停留时间相等，并为管式反应器内物料的反应时间cVR反应器的有效容积反应器的有效容积 Vh进料体积流量反应器中的物料的体积流量

k1a1a2CA k229.平行反应，如何提高产率？提高值。

（1）调节反应物浓度。.若a1a2，就提高CA，反之，降低CA。若a1a2，反应物

浓度对对R的收率没有任何影响。

（2）。改变操作温度。kAexp(E/RT)

E1E2,提高温度，增大值。反之，降低温度。若相等，则无影响。详见110

30.挡板的安装方式与液体粘度有关。对于低粘度，将挡板垂直纵向的安装在釜的内壁上，上部伸出液面，下部到达釜底；中等粘度，挡板离开釜系；高粘度，挡板离开釜壁并与壁面倾斜。

31.建筑物：凡用于人们在其中生产、生活或进行其他活动的房屋或场所。

构建物：人们不在其中生产、生活的建筑。

柱网：厂房建筑的承重柱在平面中排列索形成的网格。

厂房建筑的定位轴线包括纵向定位轴线和横向定位轴线，其中纵向定位轴线与厂房平

行，横向定位轴线与厂房的长度方向垂直。

32． 公称压力：是管子、阀门及管件在规定温度下的最大许用工作压力（表压）。

公称直径：是管子、阀门或管件的名义内直径。对阀门或法兰而言，公称直径是指与其

相配的管子的公称直径。

33.制药工业污染的特点：1.数量少、组分多、变动性大（化学原料药的生产具备反应多而

复杂、工艺路线较长等特点，因此所用原辅料的种类较多，反应形成的副产物也多，有的副产物连结构都难以搞清楚，这给污染的综合治理带来了很大的困难）2.间歇排放

3.pH不稳定4.化学需氧量高

34.绿色生产工艺指尽量采用那些污染小或者无污染的绿色生产工艺，改造那些污染严重的落后生产工艺，以消除或减少污染物的排放。

35.采用绿色生产工艺的4个内容：重新设计无污染或者少污染的生产工艺，并通过改进操

作方法、优化工艺操作参数等措施，实现制药过程的节能降耗，消除或减少环境污染的目的。

36.生化需氧量（BOD）：在一定条件下，微生物氧化分解水中的有机物时所需的溶解氧的量。单位mg/L

37.化学需氧量（COD）：在一定条件下，用强氧化剂氧化废水中的有机物所需的氧的量。

38.BOD和COD的区别：BOD反映了废水中可被微生物分解的有机物的总量，其值越大，表示水中的有机物越多，水体被污染的程度越高。COD能够更加精确地表示水中的有机物含量。

39.清污分流指将清水（如间接冷却用水、雨水和生活用水）与废水（如制药生产过程中排

出的各种废水）分别用各自不同的管路或渠道输送、排放或贮留，以利于清水的循环套用和废水的处理。

40.废水处理的的基本方法：物理法（指利用物理作用将废水中呈悬浮状态的污染物分离出

来，在分离过程中不改变其化学性质，包括沉降，气浮，过滤）；化学法（利用化学反应原理来分离、回收废水中各种形态的污染物，包括中和，凝聚，氧化）；物理化学法（指综合利用物理和化学作用出去废水中的污染物，包括吸附法，离子交换法和膜分离法）；生物法（利用微生物的代谢作用，使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物转化为稳定无害的物质）

41.好氧生物处理基本原理：在有氧的条件下，利用好氧微生物的作用将废水中的有机物分

解为二氧化碳和水，并释放出能量的代谢过程。细看P252

42.好氧生物处理法：活性污泥法，生物膜法看P254-258

43.洁净厂房的耐火等级不能低于二级

44.制药工程设计的重要性：制药工程设计的水平高低，质量优劣，可通过技术经济分析和

编制工程概算来分析和评判。

45.技术经济分析：指借助于一系列技术经济指标，对制药工程设计的不同技术方案或措施

进行经济效果的分析、论证和评价，一寻求技术与经济之间的最佳关系，为确定技术上先进、经济上合理的最佳设计方案提供科学依据。

46.技术经济分析的根本目的是使拟建制药工程项目能以最小量的投入，生产出最大量的合格产品—药品，以实现最大的经济效益。

47.流动资金：项目建成投产后，在生产经营过程中不断循环周转的那部分资金，可分为定

额流动资金和非定额流动资金

48.估算流动资金的常用方法：一种，按月工厂成本的倍数估算，一般取1.5-3个月的工厂

成本作为流动资金的估算值，二种，按定额流动资金的3项组成计算。

49.定额流动资金=储备资金+生产资金+成品资金

50.成本的分类：按计量单位，按计算范围，按费用与产量的关系

51.总成本指生产一定种类和数量的产品所消耗的全部费用，该指标主要用于计算财务评价

中的毛利、净利、流动资金、静态指标和动态指标等。

52.静态分析法 自己看，P314

53.计算题，自己看，页数自己找。

第三篇：制药工程（模版）

有机化学与药物

Organic Chemistry And Medicine 摘要：有机化学 又称为碳化合物的化学，是研究有机化合物的结构、性质 制备的学科，是化学中极重要的一个分支。有机化合物大量存在于自然界，如 粮食、油脂、棉、药材，天然气，石油等，他与生命科学及人民生活密切相关。由于有机化合物数目繁多，而且在结构和性质上又有许多共同的特点，所以有机化学便逐渐发展成为一门独立的学科。有机化学的研究任务之一是分离、提取自然界存在的各种有机物，测定他们的结构和性质，以便有机加以利用。例如从中草药中提取其有效成分，从昆虫中提取昆虫信息素等等，可见有机化学对于药物研究是有很大的作用，他们相互之间关系密切。药物”是指用于预防、治疗、诊断人的疾病，有目的地调节人的生理机能并规定有适应证或功能主治、用法和用量的产品。药物制备过程中，常常需要运用有机化学方法进行提取、提纯、合成、分离等，另外生物的生长过程实际上是无数的有机分子的合成与分解的过程，正是这些连续不断并互相依赖的化学变化构成了生命现象。因此，研究有机化学的深远意义之一是在于研究生物体及生命现象。

关键词有机化学药物化学联系制药工程发展前景

药物化学科学

一、药物化学

药物化学的科学包括基于在分子水平上对药物在体内的作用机制的了解、设计和合成新型药物。它是一门新兴的学科，仅有10~20年的历史。它是由有机化学、药理学、生物化学、生理学、微生物学、毒理学、遗传学和计算机模拟等多门学科组成的。确实，药物的研究离不开有机化学，两者之间是息息相关的。任何一种药物的设计过程中必须考虑以下两点。第一，药物与体内的靶分子结合，因此达到预期的药理作用最重要的是选择正确的靶点。所涉及的药物因对可能与靶点有效的、选择的结合，这在药物化学领域被称为药效学。第二，药物要达到靶点必须在体内转运，因此能顺利达到靶点药物设计是十分重要的，这在药物化学领域中被称为药物代谢动力学。

二、药物化学家

药物化学是一门多学科的科学，包括化学、生物化学、生理学、药理学和分子模拟学。当然，熟练掌握这些学科是十分重要的，但某个人却不太可能。因此，制药公司要召集各个领域的专家们来一起完成这项特殊的任务。药物化学家的主要作用式设计和合成所需的靶分子结构，他们需要有相当专业的药物化学研究知

识，包括常规化学学位所需的核心课程即生理学、无机化学、有机化学，还包括如药物设计、药理学、分子模拟、组合化学、生物有机化学和生物无机化学等课程。

三、药物

药物通常是低相对分子质量（100~500）的可与大分子靶点结合产生一种生物学反应的化学制品，药物的这种生物学反应对治疗俩说是有益的，从毒性德角度来说是有害的。再临床运用的大多数药物，如果服用剂量高于规定剂量均会产生潜在的毒性。

制药工程

制药工程是应用于生化反应或化学合成以及各种分离单元操作，实现药物工业化生产的工程技术，它包括生物制药、化学制药、中药制药。制药工程与人类生命健康密切相关，它是奠定在药学、生物技术、化学和工程学基础上的一门交叉学科，它探索和研究制造药物的基本原理、制药新工艺、新设备，以及在药品生产全过程中如何符合 药品生产质量规范要求进行研究、开发、设计放大与优化。

笼统的说，工业生产上的制造药物全过程就是制药工程。制药全过程又分为原料药生产和制剂生产两个阶段。原料药属于制药工业的中间产品，而药物制剂才是制药工业的终端产物，方可用于疾病的治疗。因此，从药学和工程学的角度来看，制药工程的定义就有广义和狭义之分。就广义而言，利用原料进行批量生产，制造出可用于治疗疾病的药物的过程就是制药工程，其所应用的技术都可归为制药工程技术的范围。而狭义的制药工程是侧重于原料药生产的过程技术。

有机化学与药物的联系 有机化学在药学课程中，是一门重要的基础理论课程，医学科学的研究对象是复杂的人体，组成人体的物质除了水和一些无机盐外，大部分都是有机物，它们在人体中进行一系列的化学变化，维持人体内新陈代谢等各种平衡，保证人体的基本生理和健康需要，医学课程中的生物化学、药理学等很多学科对需要有机化学知识来奠定。因此，有机化学和药物是密不可分的。

有机合成反应历来与经济发展和人民生活息息相关，并且随着社会的向前发展有机合成药物越来越被人们所重视。有机化学将有机合成与药物紧密地联系在了一起，让有机化学渗透到了药学中来，使有机化学和药物之间密不可分。现代药物和药物制剂的开发、医药学研究以及生命科学各领域的离不开高分子化学和高分子材料，可以说没有高分子化学和高分子材料就没有现代药物制剂。而其中有机化学则成为了关键，它是高分子化学和材料化学的基础，是它带动了高分子化学和材料化学的发展，继而加速了现代药物和药物制剂的发展。药用高分子材料用作药物辅料、药物和药品的包装储运材料，主要目的是为了提高药剂的稳定性、药物的生物利用度和药效，改善药物的成型加工性能，改变给药途径以开发新药、实现智能给药，实现物料运输、混合、反应、加工、中转和产品包装储运与安全使用。

现代科学技术正在全球范围内迅猛发展，冲击着一切科学和技术领域，使各

个方面独有可能得到重大发展和突破。科学发展的综合化、技术发展的高新化及高新技术的产业化是21世纪科学技术发展的主要特点。新技术的应用和发展是药物制剂工业发展的新浪潮。科学技术发展的成就和现代药物制剂技术的应用，使药物制剂研究、开发和生产以及从经验模式走上了科学化、现代化的道路。并且使有机化学合药物更进一步联系起来。

20世纪后期，生物高新技术的发展，开创了生命科学的新纪元，为我国医药、农业、工业、环境和能源领域带来了新的机遇，推动了新兴产业的发展，创造出巨大的社会财富。但我国在高速发展的经济建设中也遇到了一些严重的问题，如资源短缺、能源短缺和环境污染，制约了我国经济和社会的发展；相对落后的工业过程技术使我国生物技术药物产业的规模难以扩大，竞争力难以提高；传统化工业仍不能摆脱高耗能、高耗材、高污染的困境；必存在一系列食品安全问题。全方位推动酶工程技术的发展和应用是解决这些问题的重要手段之一。与传统工业过程所不同的是，一没催化为基础的工业过程具有高效率、高选择性、低能耗、环境友好和可再生的特效。酶工程技术不但可以在一定程度上解决资源和能源的可持续发展问题，也为医药生物技术产业化、农业生物技术长夜话题工支撑，有利于化工、材料、食品加工、纺织、造纸、冶金和环境保护等多个产业领域国际竞争力的提升。而有机化学的运用和发展则促使了酶工程技术的进步，为解决这一系类问题奠定了稳定的化学基础也为酶工程技术的发展创造了有利的条件。

有机化学的药物发展方向

有机化学在药学课程中，是一门重要的基础理论课程，医学科学的研究对象是复杂的人体，组成人体的物质除了水和一些无机盐外，大部分都是有机物，它们在人体中进行一系列的化学变化，维持人体内新陈代谢等各种平衡，保证人体的基本生理和健康需要，医学课程中的生物化学、药理学等很多学科对需要有机化学知识来奠定。因此，有机化学和药物是密不可分的。

有机合成反应历来与经济发展和人民生活息息相关，并且随着社会的向前发展有机合成药物越来越被人们所重视。有机化学将有机合成与药物紧密地联系在了一起，让有机化学渗透到了药学中来，使有机化学和药物之间密不可分。现代药物和药物制剂的开发、医药学研究以及生命科学各领域的离不开高分子化学和高分子材料，可以说没有高分子化学和高分子材料就没有现代药物制剂。而其中有机化学则成为了关键，它是高分子化学和材料化学的基础，是它带动了高分子化学和材料化学的发展，继而加速了现代药物和药物制剂的发展。药用高分子材料用作药物辅料、药物和药品的包装储运材料，主要目的是为了提高药剂的稳定性、药物的生物利用度和药效，改善药物的成型加工性能，改变给药途径以开发新药、实现智能给药，实现物料运输、混合、反应、加工、中转和产品包装储运与安全使用。

现代科学技术正在全球范围内迅猛发展，冲击着一切科学和技术领域，使各个方面独有可能得到重大发展和突破。科学发展的综合化、技术发展的高新化及高新技术的产业化是21世纪科学技术发展的主要特点。新技术的应用和发展是药物制剂工业发展的新浪潮。科学技术发展的成就和现代药物制剂技术的应用，使药物制剂研究、开发和生产以及从经验模式走上了科学化、现代化的道路。并且使有机化学合药物更进一步联系起来。

结束语 有机化学与药物之间关系紧密，它对于药物的研究，包括性质、作用机理、特性、药物合成等方面具有着重要的意义。有机化学在药学课程中，是一门重要的基础理论课程。有机化学将有机合成与药物紧密地联系在了一起，让有机化学渗透到了药学中来，使有机化学和药物之间密不可分。因此，我们作为制药工程专业的学生，更应该努力学好有机化学，从而将来更好的服务与制药这一行业。参考文献：

《有机化学》（第四版）

《药物化学》

《化学工业酶技术》

《现代药物制剂技术》

《天然药物化学》

百度文库

百度百科

编汪小兰高等教育出版社

第四篇：制药工程 - 副本

天津大学硕士生入学考试业务课程大纲说明

课程编号：826课程名称：化工原理（含实验或化工传递）

一、考试的总体要求

对于学术型考生，本考试涉及三大部分内容：（1）化工原理课程，（2）化工原理实验，（3）化工传递。其中第一部分化工原理课程为必考内容（约占85%），第二部分化工原理实验和第三部分化工传递为选考内容（约占15%），即化工原理实验和化工传递为并列关系，考生可根据自己情况选择其中之一进行考试。

对于专业型考生，本考试涉及二大部分内容：（1）化工原理课程，（2）化工原理实验。均为必考内容，其中第一部分化工原理课程约占85%，第二部分化工原理实验约占15%。

要求考生全面掌握、理解、灵活运用教学大纲规定的基本内容。要求考生具有熟练的运算能力、分析问题和解决问题的能力。答题务必书写清晰，过程必须详细，应注明物理量的符号和单位，注意计算结果的有效数字。不在试卷上答题，解答一律写在专用答题纸上，并注意不要书写在答题范围之外。

二、考试的内容及比例

（一）【化工原理课程考试内容及比例】（125分）

1．流体流动（20分）

流体静力学基本方程式；流体的流动现象（流体的黏性及黏度的概念、边界层的概念）；流体在管内的流动（连续性方程、柏努利方程及应用）；流体在管内的流动阻力（量纲分析、管内流动阻力的计算）；管路计算（简单管路、并联管路、分支管路）；流量测量（皮托管、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计）。

2．流体输送设备（10分）

离心泵（结构及工作原理、性能描述、选择、安装、操作及流量调节）；其它化工用泵；气体输送和压缩设备（以离心通风机为主）。

3．非均相物系的分离（12分）

重力沉降（基本概念及重力沉降设备-降尘室）、；离心沉降（基本概念及离心沉降设备-旋风分离器）；过滤（基本概念、恒压过滤的计算、过滤设备）。

4．传热（20分）

传热概述；热传导；对流传热分析及对流传热系数关联式（包括蒸汽冷凝及沸腾传热）；传热过程分析及传热计算（热量衡算、传热速率计算、总传热系数计算）；辐射传热的基本概念；换热器（分类，列管式换热器的类型、计算及设计问题）。

5．蒸馏（16分）

两组分溶液的汽液平衡；精馏原理和流程；两组分连续精馏的计算。

6．吸收（15分）

气－液相平衡；传质机理与吸收速率；吸收塔的计算。

7．蒸馏和吸收塔设备（8分）

塔板类型；板式塔的流体力学性能；填料的类型；填料塔的流体力学性能。

8．液－液萃取（9分）

三元体系的液－液萃取相平衡与萃取操作原理；单级萃取过程的计算。

9．干燥（15分）

湿空气的性质及湿度图；干燥过程的基本概念，干燥过程的计算（物料衡算、热量衡算）；

干燥过程中的平衡关系与速率关系。

（二）【化工原理实验考试内容及比例】（25分）

1．考试内容涉及以下几个实验

单相流动阻力实验；离心泵的操作和性能测定实验；流量计性能测定实验；恒压过滤常数的测定实验；对流传热系数及其准数关联式常数的测定实验；精馏塔实验；吸收塔实验；萃取塔实验；洞道干燥速率曲线测定实验。

2．考试内容涉及以下几个方面

实验目的和内容、实验原理、实验流程及装置、实验方法、实验数据处理方法、实验结果分析等几个方面。

（三）【化工传递考试内容及比例】（25分）

1．微分衡算方程的推导与简化

连续性方程（单组分）的推导与简化；传热微分方程的推导与简化；传质微分方程的推导与简化。

2．微分衡算方程的应用

能够采用微分衡算方程，对简单的一维稳态流体流动问题、导热问题及分子传质问题进行求解。

三、试卷的题型及比例

化工原理课程部分试题包括基本概念题和应用题。基本概念题型可以是填空题，也可以是选择题，概念题约占25％；应用题包括过程计算题和过程分析题，一般5～6题，约占60％。化工原理实验部分的题型为填空题、选择题及实验设计题；化工传递部分的题型为推导（或推导与计算相结合）题。化工原理实验（或化工传递）部分约占15％。

四、考试形式及时间

考试形式均为笔试。考试时间为三小时（满分150）。

天津大学博士（硕士）研究生入学考试复试课

考试大纲

课程名称：制药分离工程(全日制工程硕士适用)

一、考试的总体要求：

掌握制药分离工程单元操作的基本概念、基本原理和计算方法，能够运用所学理论知识合理选定单元操作和进行相关的设计计算；对制药分离过程中的某些现象进行分析，并根据具体情况对操作进行优化。具有扎实的专业基础知识、能灵活应用所学知识分析并解决实际问题的能力。

二、考试的内容及比例：（重点部分）

（1）制药分离过程（10%）

制药分离过程是制药生产的主要单元操作，掌握制药分离工程单元操作的地位、特征和一般规律，以及制药单元过程设计的内容、特点。主要包括制药分离过程的特点、设计的目的和要求以及根据分离任务选择单元过程的依据。

（2）蒸馏与精馏（15%）

正确掌握精馏过程的设计计算方法，能够对给定分离要求的精馏过程进行计算分析，包括蒸

馏和精馏的区别、气液平衡、理论板和回流比和精馏过程概念与计算。

（3）萃取和浸取（10%）

掌握单级液液萃取和浸取过程的特征和设计计算方法（物料衡算），能够对萃取过程的萃取剂、萃取相和萃余相进行计算分析。包括三角形相图和杠杆定律、萃取的相平衡关系、单级萃取器的物料衡算、浸取相平衡和单级浸取。

（4）结晶（15%）

掌握结晶过程的原理、相平衡关系以及晶核生程和生长的规律，能够进行结晶器物料衡算和结晶颗粒数的计算。包括结晶-溶解的相平衡曲线及其分区、晶核的生产和晶体的成长、结晶过程的控制手段、间歇结晶器。

（5）吸附和离子交换（15%）

正确掌握吸附和离子交换装置的性能特征及设计方法，能够根据分离要求合理选用吸附剂或离子交换剂，并进行相关的计算分析。包括吸附等温线方程、吸附过程的影响因素、离子交换平衡方程和速度方程、典型吸附剂和离子交换剂。

（6）色谱分离法（15%）

正确掌握色谱分离法的基本原理和有关计算方法，能够根据分离要求选择合适的色谱法种类及进行设计。包括色谱法平衡关系及分配系数、阻滞因数和洗脱容积、色谱法的塔板理论、色谱分离的主要影响因素和应用原则。

（7）膜分离（15%）

掌握膜性能特征的表征参数，能够根据分离要求设计膜分离流程以及合理选用膜组件。包括膜性能的表征参数、浓差极化现象、膜过滤装置的设计方法。

（8）非均一系的分离（5%）

掌握沉降和过滤两类方法的原理和设计计算，能够根据分离要求合理选定分离方式，并进行相关设计。包括重力沉降、离心沉降、过滤器的设计。

三、试卷题型及比例

考试试卷主要包括以下题型：选择填空、名词解释、简答题、计算题，各类题型的比例为：选择填空占30―40%、名词解释占10%、简答题占20―30%、计算题占10―20%。

四、考试形式及时间

考试形式为笔试。

第五篇：制药工程

间歇釜式反应器和平推流反应器中，返混为零；全混流反应器中，返混 极大 ；多釜串联反应器，釜数越多，返混程度越小。实际反应器中，一般都有一定程度的返混。基本反应器：间歇釜式反应器、连续釜式反应器、连续管式反应器和多釜串联反应器 对整个反应器进行物料衡算：

流入量 = 流出量 + 反应量 + 累积量

某组分流入量=某组分流出量+某组分反应消耗量+某组分累积量

1.间歇釜式反应器

特点：1）一般为液相反应，密度变化不大，可视为等容过程；2）物料混合完全；3）间歇操作反应期间无进料和出料

装料系数，一般在0.4～0.85之间，不起泡不沸腾的物料可取0.7～0.85，易起泡或沸腾的物料可取0.4～0.6V1=V2/n

0.连续操作管式反应器

优点：具有容积小、比表面大、返混少、反应参数连续变化、易于控制的优点，缺点：对于慢速反应，则有需要管子长，压降大的不足。

适用：液相反应和气相反应。由于PFR能承受较高的压力，用于加压反应尤为合适。

1.间歇反应器与平推流反应器需要的容积相同。

但因为间歇反应器中存在辅助时间与装料系数。所以它需要的总容积较平推流反应器较大。对于反应时间很短，辅助时间相对较长的反应来说，选用管式反应器较为合适。

2.对简单反应，选择反应器型式有如下几条原则可供参考。

对零级反应，选用单个连续釜和管式反应器需要的容积相同，而间歇釜因有辅助时间和装料系数，需要的容积较大。

反应级数越高，转化率越高，单个连续釜需要的容积越大，可采用管式反应器。如反应热效应很大，为了控制温度方便，可采用间歇釜或多釜串联反应器。

液相反应，反应慢，要求转化率高时，采用间歇反应釜。

气相或液相反应，反应快，采用管式反应器。

液相反应，反应级数低，要求转化率不高；或自催化反应，可采用单个连续操作的搅拌釜。

3.反应器型式选择

设置较高的CA：采用管式反应器。因管式反应器内反应物的浓度较连续釜式反应器为高，其次则采用间歇釜式反应器或多釜串联反应器。

设置较低的CA：采用连续釜式反应器。但在完成相同生产任务时，所需釜式反应器体积较大。故需全面分析，再作选择。

与浓度无关：选用管式反应器，因同样选择性下其生产能力较大。

4.管式反应器特点：

（1）反应物浓度和化学反应速度随管长变化。

（2）管式反应器具有容积小、比表面大、单位容积的传热面积大，特别适用于热效应较大的反应。

（3）由于反应物在管式反应器中反应速度快、流速快，所以它的生产能力高。

（4）管式反应器适用于大型化和连续化的化工生产。

（5）和釜式反应器相比较，其返混较小，在流速较低的情况下，其管内流体流型接近与理想流体。

（6）管式反应器既适用于液相反应，又适用于气相反应。用于加压反应尤为合适。此外，管式反应器可实现分段温度控制。

缺点：反应速率很低时所需管道过长，工业上不易实现

分类：(1)水平管式反应器(2)立管式反应器(3)盘管式反应器(4)U形管式反应器

换热方式：(1)套管或夹套传热(2)套筒传热(3)电流加热(4)烟道气加热

双膜理论模型

（1）基本假定

气液两相沿接触界面均存在一个滞留膜，气相组分A传递阻力完全集中在气膜内，相界面本身无传递阻力；组分A由界面传递到液相主体的阻力完全位于液膜内，液膜以外的湍动足以消除浓度梯度。

（2）实质：定态理论

（3）缺点：双膜存在是理论先决条件，与事实不符。但包含两个基本特征－溶解和扩散

1.固定床反应器的特点

结构简单很少催化剂损耗很小气固返混较长的扩散时间及距离高床层压降 床内取热供热困难催化剂取出更新困难催化剂颗粒大，效率低

压力降产生原因

（1）摩擦阻力：由于流体与颗粒表面之间的摩擦产生。

（2）局部阻力：流体在孔道内的收缩、扩大及再分布所引起的。

低流速时，摩擦阻力为主；

高流速及薄床层中流动时，以局部阻力为主。

（1）属于流体的：气流速度、流体的粘度、密度等物理性质

（2）属于床层的：床层的高度、床层空隙率和颗粒特性如形状、粒度等

压力降过大对反应的影响： 影响生产能力；影响床层中的浓度和温度分布；增加动力消耗。降低压降的方法：降低流速、增大空隙率、减小床层高度、增加催化剂颗粒直径等。

1单段绝热式

特点：结构简单，反应器生产能力大，但反应过程中温度变化较大。

适用：1.反应热效应不大，反应过程允许温度有较宽变动范围的反应过程；2.热效应较大的反应只要对反应温度不很敏感或是反应速率非常快的过程，有时也使用这种类型的反应器。2多段绝热式

特点及适用：多段绝热式弥补了单段绝热式的不足；

冷激式反应器结构简单，便于装卸催化剂，内无冷管，避免由于少数冷管损坏而影响操作，特别适用于大型催化反应器。

1对外换热式

特点：小管径，传热面积大，有利于强放热反应；热效果好，易控制床层温度；管径较细，故反应速率快，选择性高；结构较复杂，设备费用高。

适用 ： 原料成本高，副产物价值低以及分离不是十分容易的情况。

2自热式

特点：把原料的预热和产物的冷却过程融为一体，大大提高了能量利用水平。

应用：只适用于热效应不大的高压放热反应过程。如中小型合成氨厂的氨合成和甲醇的合成。

2.流化床反应器

优点：温度分布均匀；提高了催化剂的内表面利用率；能够实现反应过程和再生过程的连续化；所需的传热面积大为减小；设备生产强度大，适用于大规模生产。

缺点： 1）气体返混严重，转化率降低2）增加了催化剂的损耗和设备及管道等的磨损。流化床适用于： A、热效应很大的放热或吸热反应； B、要求有均一的反应温度和需要精

确控制温度的反应； C、催化剂寿命较短，操作较短时间就需要更换(或活化)的反应。一般不适用于：A、要求高转化率的反应；B、要求催化剂床层有温度分布的反应。

流化床层中流体的流动

固定床阶段：u0≤umf时，固体粒子不动，床层压降随u0增大而增大；

流化床阶段：umf≤u0≤ut时，固体粒子悬浮湍动，床层分为浓相段和稀相段，u0增大而床层压降不变；

输送床阶段：u0＞ut时，粒子被气流带走，床层上界面消失，u0增大而床层压降有所下降。

1.实际流化床与理想流化床差异的原因：固定床阶段，颗粒之间由于相互接触，部分颗粒可能有架桥、嵌接等情况，造成开始流化时需要大于理论值的推动力才能使床层松动，即形成较大的压力降。

（1）沟流消除：物料预先干燥；加大气速；合理设计分布板

（2）大气泡 消除：在床层内加设内部构件可以避免产生大气泡，促使平稳流化

（3）腾涌 消除：在床层过高时，可以增设挡板以破坏气泡的长大，避免腾涌发生

对萃取剂的基本要求：（1）选择性强（2）溶解度大（3）挥发性小（4）经济、安全要求 共沸精馏的概念：

第三组分(恒沸剂或挟带剂)与原溶液中一或两个组分形成恒沸物，使原有组分间的相对挥发度  增大，再用一般精馏方法分离。

最低恒沸物的体系：恒沸物为塔顶产品，塔底得纯组分；

最高恒沸物的体系：恒沸物为塔底产品，塔顶得纯组分。

恒沸精馏流程取决于共沸剂与原组分形成的恒沸液的性质。

1．形成共沸物的条件和特性：（1）在恒温下，两液相共存区的溶液蒸汽压大于纯组分的蒸汽压，但蒸汽组成介于两液相之间，这种系统就形成非均相共沸物。（2）在恒温下，两液相共存区的溶液蒸汽压大于纯组分的蒸汽压，但蒸汽组成并不介于两液相组成之间，这种系统不形成非均相共沸物而形成均相共沸物（3）在恒温下，两液相共存区的溶液蒸汽压介于纯组分的蒸汽压之间，而蒸汽组成并不介于两液相组成之间，这种系统不形成共沸物。

1．共沸剂的选择原则：1）共沸剂至少应与原溶液的组分之一形成共沸物且该共沸物的Tb与原溶液组分的Tb或原溶液共沸物的 Tb相差越大越好。一般希望>10K。2）新共沸物所含共沸剂的量要小，以减少共沸剂用量、节省能耗和降低设备投资。3）新共沸物最好为非均相共沸物，便于用分层方法分离，使共沸剂易于回收。4）有较好的物理、化学性能。溶剂选择（萃取）范围较广一定要形成共沸，选择余地小（共沸）

溶剂用量（萃取）用量波动范围大，用量一般较大用量不易波动（共沸）

能量消耗（萃取）以消耗显热为主，能耗小以消耗蒸发潜热为主，能耗大（共沸）溶剂加入方式（萃取）在靠塔顶部加入加入方式灵活，视溶剂性质而定（共沸）适用范围（萃取）规模大的连续生产连续或间歇操作（共沸）

精密精馏1.不稳态操作时间的增加因素：塔身和产品罐存料大；原料浓度低而产品浓度又要求高；相对挥发度小，理论板数多；塔内汽液流速低，等等；此外还与操作方式有关盐溶精馏-选择一种盐溶液作为添加剂，来达到改变本分离组分之间的相对挥发度，从而达到分离目的。

优点：(1)可以节省能耗；(2)盐一般为不挥发组分，故仅仅在塔釜中出现，可以使产品的纯度提高；(3)盐的分离也较容易。盐可以循环使用。

缺点：盐的溶解回收，固体物料的输送，加料，以及盐结晶引起堵塞、腐蚀等问题，限制了它在工业上的应用。

用途：a)制造无水酒精。b)稀硝酸用硝酸镁脱水制造浓度99.5%的浓硝酸

方法：1）将固体盐加入到回流液中，溶解后由塔顶加入，在塔顶可以得到纯的产品，塔底得盐的溶液，其中的盐回收再用。该法的缺点是回收盐十分困难，要消耗大量热能。2）将盐溶液和回流液混合，此方法应用方便，但盐溶液中含有塔底组分，使塔顶得不到高纯产品。

3）把盐加到再沸器中，盐仅起破坏共沸液的作用，然后再用普通蒸馏进行分离。这种方法只适合用于盐效应很大，或纯度要求不高的情况。

1.加盐为什么会改变α？

宏观 :盐在水中的溶解度较大，使溶液的蒸汽压严重下降，进而导致沸点升高；而盐在醇中的溶解度较小，导致醇溶液的蒸气压下降较小，从而导致相对挥发度增加。

微观 :盐是强电解质，水中会解离为离子，产生电场，水分子极性和介电常数大，易聚集在离子周围使水的活度系数下降，从而使相对挥发度增加。

2.反应精馏优点:1)可以增加反应的转化率及选择性。2)增加了反应速度，提高了生产能力。

3)由于利用了反应热，节省能量。4)由于将反应器和精馏塔合成一个设备，节省设备投资。

5)对于某些难分离的物系，可以利用反应精馏来获得较纯的产品。例如用丁苯或叔丁苯的转移烷基化来分离间二甲苯对二甲苯的混合物

分子蒸馏过程（四步曲）

（1）物料分子从液相主体向蒸发表面扩散（注意：液相中的扩散速度是控制分子蒸馏速度的主要因素）;

（2）物料分子在液层上自由蒸发速度随温度升高而增大,但是,分离因素却随温度升高而降低;

（3）分子从蒸发面向冷凝面飞射。在飞射过程中可能与残存的空气分子碰撞,也可能相互碰撞,但只要真空度合适,使蒸发分子的平均自由程大于或等于蒸发面与冷凝面之间的距离即可。

（4）轻分子在冷凝面上冷凝。如果冷凝面的形状合理且光滑并迅速转移,则可以认为冷凝是瞬间完成的分子蒸馏技术的特点:操作温度低；蒸气压强低;受热时间短；不可逆性；没有沸腾鼓泡现象；分离程度及产品收率高；无毒、无害、无污染、无残留

分子蒸馏器的模式

（1）降膜式—结构简单。液膜靠重力自然分布下降，较厚，效率低，目前已很少使用；

（2）刮膜式—依靠刮板成膜，较薄，分离效率高，但结构较降膜式复杂。现在国内、外的工业化装置以转子刮膜式为主。

（3）离心式—依靠离心力成膜，很薄，蒸发效率最高，但结构也最复杂，造价高 分子蒸馏设备设计原则

1）正确的选择真空泵组、管道尺寸及密封结构，以保证足够快地达到所需之工作真空度。

2）正确选择蒸发面与冷凝面的形状、距离及相对位置

3）分子蒸馏多用于分离热敏性物质，故要求被加工物料在蒸馏温度下停留较短的时间。

4）力求减少液层厚度及强化液层的流动

5）被蒸馏液体必须预先除气。