制药设备与车间设计(复习2015)

第一篇：制药设备与车间设计(复习2015)

《制药设备与车间设计》复习提纲

1．我国药物制剂发展经历的阶段

2．掌握GMP/cGMP/GSP/GCP/GLP/QC/QA的定义和英文全称 3．国家标准、行业标准的命名形式 4．筛分工艺的用途

5．掌握粉碎、筛分的概念；锤磨机、万能粉碎机、球磨机结构、气流粉碎机、柴田式粉碎机结构、原理和使用范围；

6．药典筛的分类；粗粉、细粉、最细分的定义；工业筛孔数目的定义 7．超微粉碎适用设备；筛分过程的障碍离子定义 8．结合水分、非结合水分、自由水分、平衡水分的定义

9．冷冻干燥、微波干燥、红外辐射干燥、喷雾干燥、流化床干燥、真空干燥的特点和适用的物料

10．薄膜蒸发的特点

11．哪些蒸发器需要预热；减压浓缩操作程序 12．显热、潜热的定义

13．三足离心机、板框过滤机、碟片式离心机、管式离心机操作特点 14．离心机分离因素α的定义 15．煎煮法提取的特点和适用范围 16．渗漉法的特点和适用范围

17．掌握制粒工艺在口服固体制剂工艺中的作用（制粒的目的）；湿法制粒、干法制粒和直粉压片的定义和优缺点比较

18．溶液型液体药剂的制备方法

19．掌握混合、制粒、干燥的概念、过程；V型混合机、快速混合制粒机的结构原理和涉及的运动形势；流化制粒机理、工艺过程与操作

20．倍散的定义

21．影响V型混合机的混合效果和效率的因素有哪些

22．熟悉混合机的、沸腾制粒机、快速混合制粒、喷雾制粒流程的特点。23．粉体性质描述的关键性参数，散剂混合的特点 24．药物成分浸出的原理 25．超声波提取、微波提取、煎煮、回流提取的特点 26．酒溶颗粒剂以乙醇作为溶剂的一般浓度

27．握压片机的原理和分类；单冲压片机加料机构、填充调节机构、压力调节机构和出片机构的工作原理和调节方法片：单冲压片机的的主要可更换部件和压片时的主要调节因素；单冲压片机、花篮式压片机、旋转压片机等工作原理比较；熟悉药典对片剂（含泡腾片）的崩解时限、片重差异等的质量要求；冲模的结构和选用；包衣设备的分类和结构特点；

28．片剂包衣的作用；常用的胃溶、肠溶包衣辅料 29．薄膜衣和糖衣工艺和缺点比较；包糖衣的工序 30．片剂常用的辅料的分类和作用 31．药典片剂的不同类型的崩解时限要求 32．高速压片机主要结构与特点

33．掌握胶囊剂的分类、优点；空心胶囊的贮存条件；全自动胶囊填充机工艺过程、主要工位和作用；常见的故障和处理方法；硬胶囊灌装顺序；软胶囊机的组成和分类

34．熟悉胶囊的组成和规格；胶囊填充机主要部件的结构原理；半自动胶囊填充机的结构原理；软胶囊机的总体结构。

35．了解硬胶囊的制造设备；软胶囊机的结构原理；滴丸机的工艺流程和主要结构

36．滴丸和软胶囊的制备方法；滴制工艺的常见问题和解决办法 37．胶囊、软胶囊药典质量标准要求通则

38．掌握药品包装的作用、常用包装辅料PVC/PVA/PP/PET的中文名称和特点

39．内包装的定义和适用洁净区；外包装的定义和适用洁净区

40．了解铝塑包装机的原理；熟悉药品的分装计量、输送器的类型、塑泡罩包装机、装瓶机原理、贴标机原理

41．掌握微丸的定义、气雾剂的定义 42．水（泛）丸起模的要求 43．熟悉微丸的制备设备原理 44．了解气雾剂容器及阀门结构；气雾剂的包装和制备过程

45．掌握中国药典规定制药用水的分类；注射用水的定义、制备方法和原理；药液精制过滤设备；板框压滤机的工作原理和板框的排列方式

46．纯蒸汽的定义；膜处理技术的分类和用途，与传统蒸发分离的比较的优势；饮用水、纯化水、注射用水和灭菌用水的固体制剂和液体灭菌制剂工艺中的使用范围

47．综合法制备注射用水流程

48．熟悉注射用水设备；注射用水的收集和保存要求；液体无菌滤过器的特点

49．了解纯化水的生产设备、离子交换法和电渗析法的原理 50．气压式蒸馏水机灭菌制水的特点 51．无菌装配（配液）的环境洁净度要求

52．常用化学灭菌法新洁尔灭溶液、甲醛蒸气熏蒸、乙醇、环氧乙烷、苯甲酸钠的使用方法和范围

53．掌握小针的定义；安瓿的洗、灌、封联动设备原理；超声波空化原理 54．熟悉针剂灌封工艺过程；真空检漏厢的工作原理；无菌室的温湿度和洁净度要求

55．F0值定义，一般耐热药物注射剂热压灭菌的F0值要求

56．掌握粉针剂、输液的定义、冷冻干燥工作原理；CO2超临界提取原理 57．熟悉粉针剂的制备；粉针剂的生产设备；输液的生产设备；无菌分装设备原理

58．大容量输液与小针的灭菌要求

59．了解冷冻干燥设备结构；无菌分装和冷冻干燥制备过程

60．掌握制剂车间设计的基本要求；基本建设的前期工作；设计阶段的分类。61．制药设备与车间设计的研究内容

62．空气洁净度A、B、C、D级尘粒最大允许数的要求 63．有毒、致敏药物的生产车间厂房设计总体要求 64．不同洁净区空气压力的要求 65．仓储区可设原料取样室的洁净度要求 66．熟悉制剂车间设计的意义；厂址选择的基本要求。67．了解建设程序和基本建设程序。

68．掌握总布置图设计的内容；一般药厂的组成；管线敷设方式及特点。69．熟悉总平面布置原则；人流、物流设计原则。70．了解厂址选择和总平面布置的规定；相邻建筑物间距。

71．掌握工艺流程设计的意义和原则；工艺流程图的意义；片剂、胶囊剂、最终灭菌小容量注射剂、最终灭菌输液及非最终灭无菌制剂的工艺流程示意图；原料取样室仓储区的洁净区划分。

72．熟悉工艺流程设计的任务、目标和基本程序；工艺流程设计的基本方法－方案比较；

73．解带控制点的工艺流程图的表示方法

第二篇：制药设备及车间工艺设计课堂讲解提纲

设备课课堂讲解提纲

1.指导制药机械分类的国家标准是哪一个？如何分类的？

2.注射剂、片剂、胶囊剂等剂型的生产机械有哪些？主要工序？

3.药筛的概念、规格及与工业筛的区别与联系。

4.GMP的中心思想是什么？

5.药厂车间按不同的卫生要求如何分区？各区洁净级要求？

6.洁净区气流组织方式有哪些？各适用什么场所？

7.反应设备分类？

8.三类反应器的结构特点、反应特性？设计公式及适用条件。

9.反应器工艺设计及生产组织计算。

10.反应器的热稳定性分析方法、判据？如何调控？

11.药厂厂址选择原则？

12.药厂车间工艺设计的程序及主要内容？

13.物料衡算与能量衡算的方法、条件？

14.工艺设计一般要绘制哪些流程图？各图如何绘制？

15.车间设计图纸主要包括哪几张？各图特点？

16.自由度分析能解决什么问题？如何作自由度分析？

17.物料流程图绘制条件、绘制方法？同时为设计的那一个环节提供定量依据？

18.总要求：熟悉掌握基本概念、基本公式。

第三篇：制药工程设备复习重点

制药工程设备复习重点

第一章 绪论

1、制药设备分为8大类：①原料药机械及设备，②制剂设备，③药用粉碎机械，④饮片机械，⑤制药用水设备，⑥药品包装机械，⑦药物检测设备，⑧其他制药机械及设备。

2、GMP起源于美国；GMP在我国于1999年开始施行。

3、GMP对制药设备的要求：①有与生产相适应的设备能力和最经济、合理、安全的生产运行；②有满足制药工艺所要求的完善功能及多种适应性；③能保证药品加工品质的一致性；④易于操作和维修；⑤易于设备内外的清洗；⑥各种接口符合协调、配套、组合的要求；⑦易安装且易于移动、有利组合的可能；⑧进行设备验证（包括型式、结构、性能等）

4、制药工艺的复杂性决定了设备功能的多样化，制药设备的优劣也主要反映在能否满足使用要求和无环境污染上，一般应符合以下几方面要求：①功能的设计及要求;②结构设计要求;③外观设计及要求;④设备接口问题;⑤设备GMP验证。

第三章 设备材料

1、GMP对设备及管制材质的要求是：①凡是水、气系统中的管路、管件、过滤器、喷针等都应采用优质奥氏体不锈钢材料；②选用其他材料必须耐腐蚀、不生锈。

2、材料的性能包括材料的力学性能、物理性能、化学性能和加工性能。

3、力学性能：指材料在外力作用下抵抗变形或破坏的能力，有强度、硬度、弹性、塑性、韧性等。

强度：指材料抵抗外加负荷而不致失效破坏的能力。材料在常温下的强度指标有屈服强度和抗拉（压）强度。屈服强度和抗拉（压）强度之比称为屈强比。用屈强比比较小的材料制造的零件具有较高的安全可靠性，但若屈强比太低，则材料强度利用率会降低。过大或过小的屈强比都是不适宜的。

硬度：固体材料对外界物体机械作用的局部抵抗能力，它是反应材料弹性、强度和塑性的综合性能指标。

4、由95%以上的铁和0.05%~4%的碳以及1%左右的杂质元素所组成的合金称为“铁碳合金”。一般含碳量在0.02%~2%者称为钢，大于2%者称为铸铁，小于0.02%时称为纯铁，含碳量大于4.3%的铁极脆。

5、晶间腐蚀是在400~800℃的温度范围内，碳从奥氏体不锈钢中以碳化铬形式沿晶界析出，使晶界附近的合金元素（铬与镍）含铬量降低到耐腐蚀所需的最低含量（12%）以下，腐蚀就在此贫铬区产生。

6、药品包装材料的性能要求有哪些？（1）具有一定的物理性能，包括密度、吸湿性、阻隔性、导热性、耐热性和耐寒性等。（2）具有一定的力学性能，包括弹性、强度、塑性、韧性和脆性等。（3）有良好的加工性能。（4）化学性能稳定，不易发生化学作用(如老化、锈蚀等)的性能。（5）药品包装材料必须无毒、无菌或卫生、无放射性等。对人体不产生伤害、对药品无污染和影响，充分体现材料的生物惰性功能。（6）具有一定的防伪功能和美观性。（7）成本低廉、方便临床使用且不影响环境。

第四章 机械传动与常用机构

1、一台完整的机器一般由动力部分、执行部分、传动部分组成。

2、带传动的特点：①由于带传动具有弹性与挠性，故可缓和冲击与振动，运转平稳，噪声小；②可用于两轴中心距较大的传动；③由于它是靠摩擦力来传递运动的，当机器过载时，带在带轮上打滑，故能防止机器其他零件的破坏；④结构简单，便于维修；⑤带传动在正常工作时有滑动现象，它不能保证准确的传动比。另外，由于带摩擦起点，不宜用在有爆炸危险的地方；⑥带传动的效率低（与齿轮传动比较），约为87%~98%。

3、带传动的失效形式：打滑、带的疲劳破坏。

4、链传动的特点：①链传动与带传动相比，摩擦损耗小，效率高，结构紧凑，承载能力达，且能保持准确的平均传动比；②因有链条作中间挠性构件，与齿轮传动相比，具有能吸振缓冲并能使用于较大中心距传动的特点；③传递运动的速度不宜过高，只能在中、低速下工作，瞬时传动比不均匀，有冲击噪声。

5、链传动失效形式：①链条疲劳损坏；②链条铰链磨损；③多次冲击破坏；④胶合；⑤静力拉断。

6、传动比的概念：在机械传动系统中，其始端主动轮与末端从动轮的角速度或转速的比值。

7、齿轮轮齿的失效形式：①轮齿折断；②齿面磨损；③齿面点蚀；④齿面胶合。

8、简述齿轮传动的优缺点。优点：① 效率高；② 结构紧凑；③ 工作可靠、寿命长；④ 传动比稳定；⑤ 可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动。缺点：① 制造安装精度要求高，因此成本高；② 不宜传动距离过大的场合。

9、平面四杆机构分为三种基本形式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。

10、平面连杆机构的特点：①连杆机构中构件间以低副相连，低副两元素为面接触，承受同样载荷的条件下压强较低，因而可用来传递较大的动力；②构件运动形式具有多样性；③在主动件运动规律不变的情况下，只要改变连杆机构各构件的相对尺寸，就可以使从动件实现不同的运动规律和运动要求；④连杆曲线具有多样性；⑤在连杆机构的运动过程中，一些构件在作变速运动，连杆机构不适用于在高速场合；⑥连杆机构的累积误差比较大。

11、凸轮机构是由具有曲线轮廓或凹槽的构件，通过高副接触带动从动件实现预期运动规律的一种高副机构。凸轮机构是由凸轮、从动件和机架三个基本构件所组成的一种高副机构。

12、常用的间歇运动机构有：棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、星轮机构、曲柄导杆机构等。

第五章 粉碎及分级设备

1、破碎比：粉碎前后固体物料的颗粒直径之比值：i = D/d，式中D表示粉碎前固体物料的颗粒直径。d表示粉碎后固体物料的颗粒直径。通常所说的破碎比系指平均破碎比。

2、锤式破碎机特点。

3、球磨机的临界转速：球磨机转动时，使物料和钢球不再脱离筒壁，而是贴壁随其一同旋转的最低转速称为临界转速。

4、颗粒分级是将颗粒按粒径大小分成两种或两种以上颗粒群的操作过程，可分为机械筛分与流体分级两大类。流体分级主要用于细颗粒粉体或超细粉体的分级。

5、制备乳状液或悬浮液的操作称为均化。目前制备乳剂的机械设备可分为四类：①机械搅拌；②均质机；③超声波均质机；④胶体磨。

第六章 混合与制粒设备

1、混合设备：混合机按照其对粉体施加的动能，可分为容器回转式、机械搅拌式、气流式以及组合式。具体设备：①三维运动混合机；②槽形混合机；③锥形混合机；④自动提升料斗混合机。

2、制粒的目的：①改善流动性；②防止各成分离析；③防止粉尘飞扬及器壁上的黏附；④调整堆密度，改善溶解性能；⑤改善片剂生产中压力的均匀传递；⑥便于服用，携带

方便，提高商品价值等

3、制粒设备：①摇摆式颗粒机；②高效混合制粒机；③流化制粒机。

4、高效混合制粒机是通过搅拌器混合及高速制粒刀切割而将湿物料制成颗粒的装置。其采用全封闭操作，在同容器内混合制粒，工艺缩减，无尘土飞扬，符合GMP要求。

5、流化制粒机又称沸腾制粒机，工作原理是用气体将粉末悬浮，再喷入黏合剂，使粉末凝结成颗粒。流化制粒的特点。

第七章 流体输送机械

1、常用的液体输送设备，按工作原理的不同分为：离心式、往复式、旋转式、流体动力作用式等。

2、泵的运动：A灌液，B启动，C停泵。灌液完之后，关闭出口阀，启动泵，这时所需的轴功率最低，启动电流较小，以保护电机，启动之后渐渐开启出口阀。停泵前，要先关闭出口阀后再停机，这样可避免排出管内的液体倒冲泵壳内叶轮、叶片以延长泵的使用寿命。

3、泵的扬程：又称压头，是泵的重要工作能参数。单位重量液体流经泵后获得的有效能量。单位是m。

4、由于空气的密度小于液体密度，产生的离心力小，因而，叶轮中心处所形成的低压不足以将贮槽内的液体吸入泵内。因此虽启动离心泵也不能输送液体，这种现象称为“气缚”。

5、往复泵的工作原理：①安装高度有一定限制；②有自吸作用；③使用场合：输送黏度很大的液体，不宜输送腐蚀性液体和有固体颗粒的悬浮液。

6、离心泵在制药生产中使用最广。它具有结构简单、紧凑、能与电动机直接相连，对安装基础要求不高，流量均匀，调节方便，可应用各种耐腐蚀的材料，适应范围广等优点。缺点是扬程不高、效率低、没有自吸能力。往复泵的优点是压头高、流量固定、效率较高。但其结构比较复杂，需要传动机构。因此，它只适宜在要求高扬程时使用。转子泵是依靠一个以上的转子的旋转来实现吸液和排液的，具有流量小、扬程高的特点，特别适用于输送高黏度液体。除上述几种类型泵以外，在某些特定的情况下，制药厂中常用的液体输送机械还有流体作用泵、旋涡泵、喷射泵等。流体作用泵是借助一种流体的动力作用而造成对另一种流体压送或抽吸，从而达到输送流体的目的。特点是没运动部件，结构简单，但效率很低。可用于输送腐蚀性、有毒的液体。

7、常用的气体输送设备有压缩机（终压在0.3MPa以上，压缩比大于4）、通风机（终压为0.015~0.3MPa以上，压缩比小于4）、鼓风机（终压大于0.015MPa以上）、真空泵（将低于大气压力的气体从容器或设备内抽至大气中）。

8、罗茨鼓风机的特点。

第八章 换热设备

1、换热设备按冷、热流体传热方法的不同可分为直接接触式换热器、间壁式换热器和蓄热式换热器。

2、由于管束和壳体结构不同，管壳式换热器进一步划分为：固定管板式、浮头式、填料函式和U形管式。管壳式换热器的具体结构。

3、浮头式换热器一端与管板与壳体固定，另一端管板可在壳体内移动，与壳体不相连的部分称为浮头。浮头式换热器管束可以拉出，容易清洗，管束的膨胀不受壳体约束。固定管板式换热器的封头与壳体用法兰连接，管束两端的管板与壳体焊接一起。具有壳体内所排列的管子多、结构简单、造价低等优点，但是管壳不易清洗，故要求走管壳的流体是干净、不易结垢的。

4、板式换热器是针对管式换热器单位体积的传热面积小、结构不紧凑、传热系数不高的不足之处。板式换热器主要有平板式换热器、螺旋板式换热器和板翅式换热器等。了解各种板式换热器的特点。

第九章 反应设备

1、对于搅拌机顶插式中心安装的立式圆筒，有三种基本流型：径向流、轴向流和切向流。

2、搅拌器的附件：挡板、导流筒。

3、发酵设备具体有：①机械搅拌式发酵罐；②自吸式发酵罐（不需要空气压缩机）；③气升式发酵罐（不需要搅拌器）；④塔式发酵罐

4、发酵罐设计时有哪些要求？① 结构可靠；② 有良好的气液接触和液固混合性能；③ 尽量减少机械搅拌和通气所消耗的动力；④ 有良好的传热性能；⑤ 减少泡沫的产生；⑥ 附有必要和可靠的检测及控制仪表。

5、机械搅拌式发酵罐有哪些主要部件组成，各部件有哪些设计要求或常见形式。①罐体，②搅拌装置，③通气装置，④传热装置，⑤机械消泡装置。了解各部件的特点。

6、轴封：轴封是安装在旋转轴与设备之间的部件，它的作用是阻止工作介质（液体、气体）沿转动轴伸出设备之处泄漏。机械轴封与填料函轴封相比有什么优缺点？机械轴封与填料函轴封相比优点是：①密封可靠，清洁，无死角，可以防止杂菌污染。②使用寿命长。③轴或轴套不受磨损。④擦功率耗损少。⑤适用范围广。缺点是：结构复杂，需要一定的加工精度和安装技术。

第十章 机械分离设备

1、常用的非均相分离方法有：过滤法、沉降法、离心分离法。

2、板框过滤机的结构。

3、制药生产中，进行分离的目的。常用的非均相分离方法。进行分离的目的是：在制药生产中，常会产生尘灰或雾沫的气体及产品悬浮在液体内的悬浮液。为了回收有用物料、获得产品、净化气体，都必须进行非均一相的分离操作。另外，非均相系的分离在环境保护、三废处理方面也具有重要意义。常用的非均相分离方法主要有以下三种：①过滤法。使非均相物料通过过滤介质，将颗粒截留在过滤介质上而得到分离。②沉降法。颗粒在重力场或离心力场内，借自身的重力或离心力使之分离。③离心分离。利用离心力的作用，使悬浮液中微粒分离。

4、转筒压滤机是一种连续式压滤机。转筒每旋转一周，过滤机完成一个循环周期。转筒在操作时可以分为如下几个区域：①过滤区；②吸干区；③洗涤区；④吹松区；⑤滤布复原区

5、碟式分离机按照分离原理分为离心澄清型和离心分离型两类。澄清型用于悬浮液中分散有微米和亚微米固体颗粒的分离，分离型用于乳浊液的分离，即液-液分离。

6、旋风分离器原理：利用气态非均相在作高速旋转时所产生的离心力将粉尘从气流中分离出来的干式气固分离设备。主要优点：构造简单，没有运动部件；操作不受温度、压力限制；可分离出小到5μm的微粒；操作弹性大。缺点：气体在器内流动阻力大，微粒对器壁有较严重的机械磨损；对气体流量的变动敏感；细粒子的灰尘不能充分除净。

7、袋式过滤器对1~5um细微粒分离效率可达99%以上，还可除去1um甚至0.1um的尘粒，但其过滤速度低、占地面积大、更换麻烦。

第十一章 萃取与浸出设备

1、液-液萃取设备包括三个部分：混合设备、分离设备、溶剂回收设备

2、浸出设备按浸出方法分类：①煎煮设备；②浸渍设备；③渗漉设备；④回流设备

3、超临界流体萃取技术是一种用超临界流体作溶剂对中药材所含成分进行萃取和分离的新技术。

4、超临界流体萃取法的优点：①萃取分离效率高、产品质量好；②适合于含热敏性组分的原料；③节省热能；④可以采用无毒无害气体作溶剂。

5、二氧化碳作萃取剂具有以下优点：① 化学性质稳定；② 临界温度应接近常温或操作温度；③ 临界压力低；④ 纯度高，溶解性能好；⑤ 货源充足，价格便宜，无毒。

6、通过添加极性不同的夹带剂，可以调节超临界二氧化碳的极性，以提高被萃取物质在二氧化碳中的溶解度。

7、夹带剂的作用：①增加目标组分在二氧化碳中的溶解度；②增加溶质在二氧化碳中的溶解度对温度、压力的敏感性；③提高溶质选择性；④可改变二氧化碳的临界参数

8、超声提取原理：①空化效应；②机械效应；③热效应

第十二章 膜分离设备

1、膜分离设备的特点：①是一个高效的分离过程；②能耗比较低；③工作温度在室温附近；④很少需要维护，可靠程度高；⑤规模和处理能力可以在很大的范围内变化，而它的效率、设备单价、运作费用变化都不大；⑥由于分离效率高，通常设备体积比较小，占地较少。

2、反渗透（RO）、纳滤（NF）和微滤（MF）的特性（课本160页表格）。

3、膜组件的构成。

第十三章 蒸发与结晶设备

1、管式薄膜蒸发器分为升膜式、降膜式、升降膜式等。

2、管式升膜式蒸发器浓缩物料时间很短，对热敏性物料质量影响很少，特别对于发泡性黏度较小的热敏性物料比较适用，但不适用于黏度较大的（0.05Pa·s以上）和受热后易产生积垢的，或浓缩后有结晶析出的物料。

3、降膜蒸发器可用于浓度和黏度大的溶液。

4、升膜式蒸发器的特点：①符合物料的要求，初进入蒸发器，物料浓度比较低，物料蒸发内阻小，蒸发速度较快，容易达到升膜的要求；②经升膜蒸发后的汽液混合物，进入降膜蒸发，有利于降膜的液体均匀分布，同时也加速物料的湍流和搅动，以进一步提

高降膜蒸发的传热系数；③用升膜来控制降膜的进料分配，有利于操作控制；④将两个浓缩过程串联，可以提高产品的浓缩比，减低设备高度。

5、薄膜蒸发器的类型和各自的特点。

6、按改变溶液浓度的方式不同，结晶方法大致分为三类：蒸发结晶法、冷却结晶法和加入第三种物质改变溶质溶解度结晶法。

第十四章 蒸馏和吸收设备

1、板式塔的选型原则：①处理易结垢或含有固体颗粒的物料，应选择板式塔。在板式塔内，气，液负荷都比较大，以高速通过塔板时有“清扫”功能，可防止堵塞；②液体负荷过大时，填料塔和板式塔的生产能力都会下降，但在板式塔中，可应用多溢流的方法予以避免；③液体负荷过小时，填料塔的填料表面不易被全部润湿。而在板式塔中可增加溢流堰的高度以保持较高的持液量，使气液能充分接触；④高压操作的蒸馏塔，推荐使用板式塔。如用填料塔，则因塔内气液比小等因素的影响，分离效果不是很好；⑤操作过程中有热量放出或吸入时，用板式塔较为有利；⑥塔内温度有周期性变化时，对板式塔影响较小，而在填料塔中，有些机械性能较差的填料将被挤坏；⑦要求便于检修与清洗时，优先选用板式塔。

2、填料塔的选型原则：①要求低压降时应选择填料塔，因为填料塔的自由截面积一般均大于50%，气体阻力小；②易发泡的物料在板式塔中易引起液泛，而填料在多数情况下能使泡沫破裂；③处理腐蚀性物料时，选用填料塔较为有利，因为填料的用材很广泛，而板式塔塔板材料一般以金属为主；④传质速率受气膜控制时，选用填料塔；⑤塔的直径小于800nm时，一般采用填料塔为宜，如果用板式塔则塔板的固定与密封都会有困难。

3、分子蒸馏指在极高的真空度下，依据混合物分子运动平均自由程的差别，使液体在远低于其沸点的温度下迅速得到分离。

第十五章 干燥设备

1、喷雾干燥是采用雾化器将原料液分散成雾滴，并用热气体（空气、氮气或过热水蒸气）干燥雾滴而获得产品的一种干燥方法。流化床干燥的基本原理。

2、喷雾干燥的优缺点：优点：①喷雾干燥时间很短，一般在30s以内。而且物料温升不高，所以特别适用于热敏性物料的干燥；②喷雾干燥便于调节，可在较大范围内改变操作条件以控制产品质量；③喷雾干燥是将液体物料直接制成固体产品的操作，工艺过

程简单；④喷雾干燥过程容易实现机械化、自动化，改善了劳动环境；⑤喷雾干燥生产能力大，每小时喷雾量可达几百吨。缺点：①喷雾干燥在进气温度高、干燥室内有较大温降的情况下具有较高的热效率，但对不耐高温的物料，其容积传热系数低，所用设备就相应庞大，动力消耗也大；②对于细粉产品，需要选择高效分离装置分离，故设备费用较高。

3、真空冷冻干燥是将物料或溶液在较低的温度(如-10~-50℃)下冻结成固态，然后在真空下将其中水分不经液态直接升华成汽态而脱水的干燥过程。真空冷冻干燥方法的优点：①物料在低压下干燥，使物料中的易氧化成分不致氧化变质，同时因低压缺氧，能灭菌或抑制某些细菌的活力；②物料处于冷冻状态下干燥，水分以冰的状态直接升华为水蒸气，而物料的物理结构和分子结构变化极小；③物料在低温条件下进行干燥操作，使物料中热敏性成分保留不变；④由于物料在升华脱水前先经冻结，形成稳定的固体骨架，所以水分升华以后固体骨架基本不变，干制品不失原有的固体结构，多孔结构的制品具有很理想的速溶性和快速复水性；⑤由于物料中水分在预冻以后以冰晶状态存在，原来溶于水中的无机盐之类的溶解物质被均匀分配在物料之中。升华时溶于水中的溶解物质就地析出，避免了一般干燥方法中因物料内部水分向表面迁移所携带的无机盐在表面析出而造成表面硬化的现象；⑥脱水彻底，质量轻，适合长途运输和长期保存。

4、冷冻干燥可分为：预冻、升华干燥、解析干燥三个阶段。

5、流化干燥的特点。

第十六章 制药用水生产设备

1、工艺用水即药品生产工艺中使用的水包括：饮用水、纯化水、注射用水。

2、离子交换循环操作包括返洗、再生、淋洗和交换几个步骤。

3、热原是指能引起恒温动物体温异常升高的致热物质。它包括细菌性热原、内源性高分子热原、内源性低分子热原及化学热原等。

第十七章 灭菌设备

1、灭菌法的分类：物理灭菌法（干热、湿热、辐射、过滤）、化学灭菌法（气体、化学药剂）、无菌操作法。

2、制药工业中普遍使用湿热灭菌法。

3、湿热灭菌法是利用饱和水蒸气或沸水来杀灭细菌的方法，其适用范围：凡能耐高压

蒸汽的药物制剂、玻璃容器、金属容器、瓷器、橡胶塞、膜过滤器等。

4、使用热压灭菌柜应注意以下几点：①灭菌柜的结构、被灭菌物品的体积、数量、排布均对灭菌的温度有一定的影响；②灭菌前应先检查压力表、温度计是否灵敏，安全阀是否正常，排气是否畅通；③排尽灭菌器内的冷空气，使蒸汽压与温度相符合；④灭菌时间必须使全部灭菌药物的温度真正达到所起要求的温度算起；⑤灭菌完毕应降压，以免压力骤降而冲开瓶塞，甚至玻瓶爆炸。

5、培养基连续消毒的概念和连续消毒的流程及设备。

第十八章 口服固体制剂生产专用设备

1、冲和模的概念，片剂崩解和崩解剂的概念。

2、胶囊剂生产过程：①空胶囊的排序与定向；②空胶囊的体帽分离；③填充药物；④剔除装置；⑤闭合装置；⑥出囊装置；⑦清洁装置。

第十九章 液体灭菌制剂生产专用设备

1、超声波安瓿洗瓶机的原理和清洗流程.2、安瓿灌封的工艺过程一般有：安瓿的排整、灌注、充氮、封口等。

3、充氮是为了防止药品氧化。封口是用火焰加热将已灌注药液且充氮后的安瓿颈部熔融后使其密封的，多采用拉丝封口工艺。

4、水针剂的生产联动流程和生产设备。

第二十章 药用包装设备

1、药品包装的作用：（1）保护药品：① 对药品质量起保护作用；② 应与药品的临床应用要求相配合；③ 便于分发和账务统计，便于贮运，保护药品不致于破碎损失。（2）方便流通和销售：① 适应生产的机械化、专业化和自动化的需要，符合药品社会化生产的要求；② 药品包装的尺寸、规格、形态应方便贮运和使用；③ 要适应流通过程中的仓储、货架、陈列的方便，也要适应临床过程中的摆设、室内的保管；④ 便于回收利用及绿色环保； ⑤ 促进销售，提高附加值。

2、泡罩包装机的工艺流程：薄膜输送、加热、凹泡成型、加料、印刷、打批号、密封、压痕、冲裁等。

3、泡罩包装机的形式。

第二十一章 制药工程设计

1、制药工程设计一般可分为三个主要阶段：设计前期工作（包括项目建设书、厂址选择报告、预可行性研究报告和可行性研究报告）、初步设计、施工图设计。

第四篇：加热设备及车间设计复习总结

加热设备及车间设计复习总结

第一章热处理设备常用材料及基础构件

热处理设备常用的材料有砌筑炉墙用的耐火材料、保温材料，炉内金属构件所需的耐热金属材料，电热原件所需的电热材料，炉壳所需的金属材料。

耐火材料——凡是能够抵抗高温、并能承受高温物理和化学作用的材料。耐火材料的主要性能：

耐火度：是耐火材料抵抗高温作用的性能，指耐火材料受热后软化到一定程度时的温度。

（反映的是一种高温抗软化性能，耐火度不是材料的熔点。）普通耐火材料 1580-1770℃ 高级耐火材料 1770-2000℃ 特级耐火材料≥2000℃

荷重软化温度：是指耐火材料试样在0.2 MPa压力下，以一定的升温速度加热至开始软化变形0.6%的温度，此外也标注4%和40%的软化点。荷重软化点反应材料的高温结构强度。热稳定性: 是指耐火制品抵抗耐急冷急热而不破坏的能力 标准测定方法：加热850 ℃，保温40 min，然后在流动的冷水中冷却3 min，重新加热冷却，直至试样破坏。

高温化学稳定性：是指在高温下抵抗炉气、熔盐、金属氧化物等侵蚀的能力。重烧线变化（体积稳定性）：耐火制品加热至高温，制品尺寸（长度）发生的不可逆变化，以%表示，正值表示膨胀，称重烧线膨胀；负值表示收缩，称重烧线收缩。

它是将耐火制品加热到规定温度，保温一定时间，冷却至室温后其长度所产生的残余膨胀或收缩。

常用的耐火制品（定型）：）粘土质耐火砖：是以耐火粘土作原料。特点：热稳定性好（10-15次），耐火度1580-1770℃，中性、偏弱酸，荷重软化温度不高，使用温度不超过1350 ℃。

使用范围：各种加热炉、热处理炉和干燥炉的炉体，不宜做电热元件的搁砖，不宜做高碳气氛炉的内衬。）高铝砖：是有高铝矾土、硅线石、天然或人造刚玉、工业氧化铝等经配料、混合、成形等工序最后经高温焙烧而成。

特点：耐火度、荷重软化温度都高于粘土砖，使用温度可达1400-1650℃（高于粘土砖），中性，抗渣性和热震稳定性较好。重烧收缩较大，价格较贵。使用范围：高温炉的（1000 ℃以上）内衬，电热元件的搁砖。4）石墨制品: 普通石墨制品：是用天然石墨做原料，添加耐火粘土做结合剂制成的产品

优质石墨、高强石墨、高纯石墨等可制作电热元件，使用温度可达2200-3000℃。特点：高的耐火度和荷重软化温度；机加工性能好，强度随着温度的升高而加强，1700 ℃时，强度超过所有氧化物和金属材料；大气中加热易氧化。使用范围：具有保护气氛或真空系统的高温炉。

5）抗渗碳砖：用于砌筑渗碳砖，可以为粘土质也可以为高铝质，严格控制氧化铁含量（Fe 2 O 3 低于1%，H 2 和CO使Fe 2 O 3 还原产生Fe、Fe 2 C、C等产物，使体积膨胀）用途：可控气氛炉内衬材料。

重质抗渗碳砖：炉膛内表面和负荷大、易磨损部位 轻质抗渗碳砖：隔热层

耐热金属材料

热处理设备用耐热金属材料有耐热合金钢、耐热铸铁等

耐热合金钢：高于450 ℃条件下工作，并具有足够高的强度、抗氧化、耐腐蚀性能和长期的组织稳定性。

在选择和使用电热材料时应考虑以下性能： 1）耐热性和高温强度 2）电阻系数 3）电阻温度系数 4）热膨胀系数 5）机械加工性能

电阻温度系数（1/ ℃）：表示电阻当温度改变1度时，电阻值的相对变化。电阻温度系数小的元件，功率稳定；

电阻温度系数大的元件，以工作温度的电阻值作为功率计算依据； 电阻温度系数很大的元件，需配备调压器。热膨胀系数（1 /℃）：电热元件受热伸长后的长度由下式确定L T =L 0（1+ βT）对热膨胀系数较大的电热元件，设计安装时必须留有充分的膨胀余地。常用电热元件材料：金属电热元件、非金属电热元件、红外电热元件 金属电热元件：常用的金属电热材料有镍铬合金、铁铬铝合金，真空和保护气氛中也使用钼、钨、钽。

非金属电热元件：常用的非金属电热材料有碳化硅（硅碳棒）、硅钼棒，石墨等。

第二章热处理炉的传热原理

传热的基本方式: 传导、对流、辐射 传导传热：热量由物体的一部分传至另一部分，或由一物体传至与其相接触的另一物体的传热现象。固、液、气态中都能发生，要求物体相互接触，无能量形式的变化。对流传热：流体中不同部分的相对位移时不同部分的质点相互混合，或者在运动质点与一相接处的固体表面之间所进行的热交换，只能在流体宏观运动时才能发生，无能量形式的变化。辐射传热：受热物体将热能部分转化成辐射能，以电磁波的形式向外放射，当投射到另一物体时部分被吸收转化成热能，无需中间介质，既有热量的交换，也有能量形式的转化，不论温度高低任何物质都向四周放射辐射能。

热流：单位时间内由高温物体传给低温物体的热量叫热流或热流量Q。

热流密度：单位时间内通过单位传热面积的热流，称为热流密度，用q表示。传导传热的基本方程式：

热导率：反应了物体导热能力的大小。其数值为导热物体中相距1 1 m 处的温差为1℃时，单位面积上单位时间内传递的热量 单层炉墙的稳定态导热计算：

单层圆筒炉墙的稳定导热

式中字母的含义：

简单描述应用:

自然对流：由于流体内存在温度（浓度）差，造成流体各部分密度不同而引起的流动称为自然流动（自然对流换热）。强制对流：流体受外力(如风机、搅拌机等)作用而发生的流动称为强制流动（强制对流换热）。层流和紊流可用一个无量纲数，即雷诺准数(Re)来判别 当流体在光滑圆管中流动时：(1)雷诺数小于2100为层流

(2)雷诺数大于2300为紊流

(3)雷诺数在2100--2300之间时，可能为层流，也可能为紊流。

透热体：到达物体表面的热辐射的能量全部透过物体，此物体称为透热体。

白体：到达该物体表面的热辐射能量全部被反射。当这种反射是规则的，此物体称为镜体；如果是乱反射，则称为白体。

绝对黑体：达该物体表面的热辐射的能量完全被吸收，此物体称为绝对黑体,简称黑体。所有投射到物体上的辐射能，不论其波长大小，全部被吸收，这类物体就叫做绝对黑体。理想灰体：若某物体在任何温度下的辐射能力，都等于同温度下绝对黑体辐射能力乘以同一系数，这种物体叫做理想灰体。

第三章热处理电阻炉

一、箱式电阻炉（RX）

箱式电阻炉按其工作温度可分为： 高温箱式炉(>1000℃)中温箱式炉(650～1000℃)低温箱式炉(<650℃) 命名方式为：RX□-□-□，RX3-30-9(设计序号功率（kW）最高温度)中温箱式电阻炉可用于退火、正火、淬火、回火或固体渗碳等（结构图见课件）高温箱式炉用于高速钢或高合金钢模具的淬火加热，其结构与中温箱式炉相似，但电热原件布置在工作室内。（结构图看课件）

低温箱式炉大多用于回火，主要靠对流换热。

圆体箱式电阻炉是近几年国内厂家参照国外先进技术制造而成，产品外形、炉膛为圆形，而炉膛尺寸、炉底板、电热元件等均保留原有箱式炉特点及互换性。外表面积小，蓄热少，热损失比RX系列产品减少20％以上，节能显著。

二、井式电阻炉

井式电阻炉外形为圆形，一般置于地坑中，适用于加热细长工件，以减少加热过程中的变形（吊挂）。井式电阻炉炉膛较深，上下散热条件不一样，为使炉膛温度均匀，常分区布置电热元件，各区单独供电井控制温度。

中温井式电阻炉适用于轴类等长形零件的退火、正火、淬火及预热等。与箱式炉相比，装炉量少，生产效率低，常用于质量要求较高的零件

低温井式电阻炉最高工作温度为650℃，广泛用于零件的回火。

三、台车式电阻炉

台车式炉适用于大型和大批量铸、锻件的退火、正火和回火处理。其结构特点是炉子由固定的加热室和在台车上的活动炉底两大部分组成。与箱式炉相比增加了台车电热元件、通电装置、台车与炉体间密封装置及台车行走驱动装置台车炉密封性较差，加热室与活动台车接触边缘采用砂封装置密封。

四、转筒式炉

转筒式炉是在炉内装有旋转炉罐的炉子，炉罐内工件随炉罐的转动而翻动，以改善加热和接触气氛的均匀度，主要用于处理滚珠等小尺寸标准件。

炉型选择的具体基本原则：

1）多品种、小批量：周期性作业的箱式炉 2）批量大、品种少：各种连续式机械化作业炉 3）零件表面要求高：密封性好的箱式炉、井式炉、4）可控气氛多用炉、真空炉

5）大尺寸型铸锻毛坯件（质量重）：台车式炉 6）小型轴承钢球：转筒式炉 7）对变形要求严（细长）：井式炉

8）化学热处理：井式渗碳炉、氮化炉、可控气氛炉 9）大批量的化学热处理：贯通式气体渗碳炉

炉膛尺寸的确定： 炉膛长度和宽度的确定

实际排料法：按照工件实际摆放面积作为炉底的有效面积，再根据炉子温度均匀性的情况，确定实际炉底面积。

有效宽度、有效长度、有效面积：

炉架的作用是承受炉衬和工件载荷以及支撑炉拱，一般采用型钢焊接而成，型钢型号随炉子大小、耐火材料和结构而异。炉壳的作用是保护炉衬，加固炉子结构和保持炉子的密封性，通常用钢板在炉架上焊接而成，厚度一般取2-6mm 炉衬的作用是保持炉膛温度，使炉膛的温度均匀、减少炉内热量的散失；同时炉衬本身也应减少自身的蓄热，确定其厚度的基本原则是保证炉外壳温度不超过许可的温升（50-60 ℃）炉底的作用是保持炉内热量和承载工件。

炉顶结构形式主要有拱顶和平顶两种。热处理炉大都采用拱顶。拱顶的砌法有错砌和环砌两种。错砌比较常用，但拆修不方便，一般用于炉内工作温度一致，不须经常拆修的热处理炉及烟道的拱顶；环砌多用于各段温度不一致的连续式炉或工作温度较高，拱顶易损坏的拱顶

拱角：拱顶的圆心角称为拱角，标准拱角为60°。

电阻炉功率的确定：

电阻炉功率计算列线图，过A线对应点与D线对应点，做直线交于E线O点，过O点与C线对应点做直线，延长交B线于一点，该点即为所求功率。

电热元件的表面负荷：是指单位表面积上所发出的电功率

电热元件的计算：主要包括元件的截面积、长度、重量以及一些结构尺寸的计算，必须满足炉子功率和一定的使用寿命

（一）金属电热元件的理论计算

（1）元件尺寸及重量

1）直径为d 的线状电热元件

2）带状电热元件

(3)电热元件寿命计算：通常把电热元件截面积氧化率达到20%，或元件的电阻增加 25%、功率降低20%时的使用时间作为电热元件的使用寿命。

电热元件的引出端

电热元件穿过炉壁引出炉外的部分称为引出端。对金属电热元件常另外焊接不锈钢引出棒，其截面积应为元件的3倍以上。对硅碳棒引出端，其截面应为其工作部分的1.5倍以上

第四章热处理燃料炉 无焰烧嘴：当空气与煤气在烧嘴内预先完全混合后再喷出燃烧时，其燃烧过程属于动力燃烧，无明显火焰，故这种烧嘴称为内混式烧嘴或无焰烧嘴。

有焰烧嘴：当空气与煤气在烧嘴外边混合边燃烧时，燃烧过程属于扩散燃烧，有明显火焰，称为外混式烧嘴或有焰烧嘴。

利用离炉烟气的余热对助燃空气和煤气进行加热的装置称为预热器。炉子排烟分为上排烟和下排烟两种方式。

理论空气消耗量：理想条件下燃料完全燃烧所需最少空气量称为理论空气消耗量。空气过剩系数：实际空气消耗量与理论空气消耗量之比为空气过剩系数α。高发热量Q高：燃烧产物冷却到燃烧物质的原始温度，且燃烧产物中的水蒸气冷凝成0℃的水蒸气时，单位燃料完全燃烧所放出的热量。

低发热量Q低：燃烧产物冷却到燃烧物质的原始温度，且燃烧产物中的水蒸气冷却成20℃的水蒸气时，单位燃料完全燃烧所放出的热量。

着火温度：燃料和空气的可燃混合物可自行正常燃烧的最低温度。回火：可燃混合气体从烧嘴喷出的速度若小于火焰的传播速度，造成火焰或其根部返回到烧嘴里去的现象。

脱火：可燃混合气体的喷出速度大于火焰的传播速度，则会将火焰吹散，使燃烧不稳定，甚至引起熄灭的现象。

预热装置：离炉烟气温度一般为500-1000℃，带走热量占炉内供热量的30%-50%。

第五章热处理浴炉及流态粒子炉

浴炉：利用熔融液体作为介质进行加热工件的热处理炉。特性：1）综合传热系数大，工件加热速度快

2）工件加热均匀，变形小

3）浴炉的热容大，温度波动小，易实现恒温加热 4）盐液保持中性，易实现无氧化无脱碳加热

5）热损失大、启动较难、劳动条件差、消耗盐碱量大、6）不易实现连续化生产

1、按热源分类：

2、按工作温度分类：

3、按浴液分类：

盐浴炉：低温盐浴炉用于550℃以下的等温淬火、分级淬火、和回火；

中、高温盐浴炉用于600～1300℃范围内工模具零件加热和液态化学热处理。

碱浴炉：

油浴炉：使用温度低于230℃的低温回火和分级淬火。铅浴炉：传热速度快但毒性大。

4、按照加热方式分类：

二、内热电极盐浴炉（加热方式）

电极布置在熔盐内，直接通电，以熔盐为发热体产生热量。热量主要发生在熔盐内部，交流电通过两电极间熔盐时产生较强的电磁力，驱使熔盐在电极附近循环流动，升温快，可采用非金属浴槽，熔盐内的温度场与电极的布置有很大关系，电极间的熔盐易过热而分解。

1、插入式电极盐浴炉 结构和原理：

电极从坩埚上方直接插入熔盐，通入低电压（6~17.5）大电流（几千安培）的交流电，由熔盐电阻热效应，将熔盐加热到工作温度。

优点

①结构简单

②坩埚和电极可单独更换 ③电极制造、装卸方便 ④电极间距可调 缺点

①炉口只有2/3面积能使用，其它被电极占据，效率低，耗电量大

②由于电极自上方插入，与盐面交界处易氧化产生缩颈，电极寿命短，损耗大 ③电极在一侧，远离电极侧温度低（炉温均匀性差）④工件易接触电极，产生过热和过烧缺陷

电极盐浴炉的启动

固态盐电阻值很大，无法在工作电压（低电压）下使其导通，因此在浴炉开始工作时需使电极间盐熔化，电极盐浴炉启动方法很多，最常用的是的启动电阻法。

将电极之间的盐加热到熔点以上100~250℃，然后再用电极继续加热使坩埚内盐全部融化。启动所需功率按照熔化1/3盐量计算 启动方法

空炉启动：将启动电阻体放在炉膛底部电极区域内，加入能将电阻体覆盖的盐并使其熔化；然后将电阻体取出，再用高档位电极通电加热，将随后加入的盐全部融化。

二次启动：由于开始启动时启动电阻处于冷态，其电阻值比热态小很多，为使启动电流不过载，应低档启动。当启动电阻的温度升高后，再调至高档，加快盐的熔化速度，缩短升温时间。盐基本熔化后就可脱开启动电阻，直接用电极加热。启动注意事项： 1）启动电阻安装在电极附近或电极之间的坩埚底部，加入一定数量的盐，将启动电阻覆盖，逐渐加盐，当熔盐升高接触电极后，再将启动电阻取出。

2）在生产结束停炉前，再将启动电阻重新置于坩埚，备下次启动用。注意不能靠近电极，不能过高。

3）对插入式盐浴炉还可采用碳棒接通两极直接启动。4）启动电阻和电压要配合好，否则会烧坏。5）炉膛深的电极浴炉采用双层启动电阻。

流态粒子炉：炉膛内具有流动状态粒子的间歇式热处理炉 工作原理  炉罐底部安放布风板，气体通过布风板进入炉膛，是炉罐内的固态粒子（石英砂、刚玉砂、石墨粒子或其他粒子）形成流态床，工件在流态床中加热、冷却或进行化学热处理。第六章连续作业炉

连续作业炉：借助某些机械机构（皮带、推杆等）连续地或间歇地进行装料和出料，连续、顺序地进行加热、保温和冷却的全过程。特性：

1）适合大批量生产，效率高 2）产品质量稳定，劳动条件好 3）易于进行自动化设计

炉膛有效长度按生产率和推料周期来计算：

炉膛宽度按下式计算：

炉膛高度H的确定方法与箱式炉相同。有时炉膛高度不等高，两端较低，中部较高，一般情况下取值(0.52-0.9)B

预处理炉: 渗碳零件表面预处理，脱脂并形成氧化膜  温度在450-500℃之间，顶部设置离心风扇

振底式炉

振底式炉设有振动机构，使装载工件的活动底板在炉膛内往复运动，借惯性力使工件连续向前移动。依据振动机构的不同分为机械式、气动式和电磁振动式。

振动原理：

实际工件移动距离：

S=L2-L

1滚筒式炉: 炉内装有旋转炉罐，炉罐不断旋转，炉内的炉料也随之旋转、翻倒和前进，小型物料不至于堆积，有利于均匀加热和均匀接触炉气氛。处理滚主类等小标准件。

第七章真空热处理炉及等离子热处理炉

真空热处理是随着精密机械制造业、国防等尖端工业的发展而发展起来的新型热处理方法 按照真空度分类：  低真空（～ 10-1 Pa） 高真空（10-2 ～ 10-4 Pa） 超高真空（10-4 Pa～）按照工作温度分类：  低温炉（～ 650℃） 中温炉（650℃～1000℃） 高温炉（1000℃～）

第八章可控气氛炉

在一般空气介质电阻炉中加热钢件时，容易发生氧化和脱碳两种缺陷。要使钢件加热时不氧化和脱碳，可以采用两种方法： 1）向炉膛内送入保护气体，使钢件在保护气氛下加热；为了使工件表面不发生氧化、脱碳、烧损现象或对工件进行化学热处理，向炉内通以可进行控制成分的气氛，称可控气氛。2）把炉膛内空气抽除，使钢件在真空状态下加热。

脱碳：是钢加热时表面碳含量降低的现象。

脱碳的过程：钢中的碳在高温下与氢或氧发生作用生成甲烷或一氧化碳。氧、氢和二氧化碳（水）使钢脱碳，而一氧化碳和甲烷则使钢增碳。

可控气氛加热的基本原理：

通过钢在可控气氛中加热所发生的化学反应，了解可控气氛中各种组分的性质与作用以及对钢在加热过程中发生氧化还原、脱碳增碳反应的影响，进而确定可控气氛中的控制对象 常用的可控气氛：CO、H 2 和少量的CO 2、CH 4 和H 2 O等气体 在热处理温度条件下，气体与钢进行化学反应。

钢在炉气中的氧化、还原反应

1、钢在CO-CO 2 气氛中的反应

钢在空气中加热与氧发生氧化反应，在560℃以下生成Fe3O4，在560℃以上形成三种氧化物，内层为FeO，中层为Fe3O4，外层为Fe2O3，通常认为氧气对钢的氧化过程不可逆，无法控制。

钢在CO-CO2气氛中的氧化还原反应则有所不同，是可逆的，其反应速度和反应方向决定于CO/CO2比值和温度。其反应方程式：

反应方向由平衡常数（压力商）来判断。在一定温度下，反应达平衡时，气氛中各种气体浓度不再改变，其平衡常数为：

制备气氛的种类

1、吸热式气氛

1）制备原理

吸热式气氛：原料气与理论需要空气量的一半(n≤0.5)在高温及催化剂的作用下，不完全燃烧生成的气氛

2、放热式气氛

1）制备原理

放热式气氛：是原料气与较多的空气(n=0.5•~0.95)的不完全燃烧产物，所产生的热量足以维持反应进行

8.4 可控气氛碳势及氧势

8.4.1碳势的控制(以吸热式气氛为例)

1、碳势的控制原理

碳势的控制：控制可控气氛的碳势，使之与钢的表面确定的含碳量相平衡。

控制原则：控制气氛中CO/•CO 2、H 2 /•H 2 O组分的相对含量，使炉中气氛的碳势与钢表面要求的含碳量相平衡。

在吸热式气氛中CO 2 和H 2 O的含量很低，少量的变化即可影响气氛的碳势。因此，控制CO 2 和H 2 O的含量即可控制碳势。、碳势的控制方法

1）红外分析仪法：基于各种气体对红外线的不同吸收效应而测定气体成分，常以测定、控制气氛中的CO 2 含量，来控制碳势。

2）露点仪法：通过露点（气体中水蒸气凝结成水雾的温度，即在低压力下气体中水蒸气达到饱和状态下的温度）来控制碳势。露点越低，气氛的碳势越高。

3）电阻探头：奥氏体状态的渗碳温度下，一段细铁丝很快被渗碳，其电阻值与含碳量之间存在函数关系，从而通过测量细铁丝的电阻值便能感知炉气的碳势。8.4.2 氧势控制

1、氧势的控制原理

在渗碳气氛中，还有如下反应：

2、方法：Po 2 通过氧探头测定

氧化锆传感器基本原理：氧化锆具有高温下传导氧离子的特性。当两侧的氧浓度不同时，高浓度侧的氧分子会夺取铂电极上的自由电子，以离子的形式通过氧化锆到达低浓度侧，经铂电极释放多余电子，从而形成氧离子流，在氧化锆管两侧产生氧浓度差电势。

第九章热处理感应加热及火焰加热装置

一、中、高频电流的特点：

1．集肤效应

2.邻近效应

3.圆环效应

4.尖角效应

涡流：由于工件内存在着电动势，从而产生闭合电流，称之为涡流。

交流电流通过导体时，在导体表面电流最大，越向内部电流密度越小的现象称为集肤效应

电流透入深度：电流频率越高，集肤效应越显著。在工程上规定，当涡流强度从表面向内层降低到其数值等于表面最大涡流强度的0.368倍时，该处到表面的距离就称做电流透入深度。

感应热处理设备的选择

二、感应热处理设备的分类及特点

感应加热可用于淬火、回火、正火、调质、透热等

透热：快速加热时，为了获得性能均匀的工件，其首要条件就是使金属透热，即表里温度均匀。

三、感应式加热的主要优点和缺点 优点：

1）无需整体加热，可有选择性地进行局部加热 2）加热速度快，工件表面氧化、脱碳比较轻

3）可根据需要调整设备的工作频率和功率，控制表面淬硬层

4）经感应加热热处理的工件，表面硬层下有较厚的韧性区域，具有较好的压缩内应力，使工件具有更高的抗疲劳和破断能力

5）加热设备便于安装在生产线上，易于实现机械化和自动化，便于管理，可有效地减少运输，提高生产效率

6）一机多用。可完成淬火、退火、回火、正火、调质等，又可完成焊接、熔炼、热装配、热拆卸等工作。

7）使用方便、操作简单、可随时开启或停止，无须预热。

8）即可手动操作，也可半自动和全自动操作；即可长时间地连继工作，亦可即用即停随机使用。有利于设备在供电低谷电价优惠期的使用。

缺点：设备比较复杂，一次投入的成本较高，感应部件（感应圈）互换性和适应性较差，不宜在形状复杂的工件上应用等。

★但它的综合指标好，优点明显多于缺点

感应加热是目前金属加工的一种主要工艺。是取代煤炭加热、油料加热、燃气加热，及电炉加热、电烘箱加热等的理想选择 应用：

感应器设计概要

感应器设计的是否合理，会影响到加热层的形状和深度以及设备功率能否正常发挥等

一、感应器结构尺寸的设计

 感应器的设计：根据工件形状、尺寸以及热处理技术要求设计，由施感导体(感应圈)和汇流板两部分组成。感应圈用壁厚1.0-1.5mm紫铜管制成，多为矩形内通冷却水。汇流板用厚2-3mm紫铜板制成，一端焊在感应圈上，另一端接到变压器次级线圈上，向感应圈输人电流。

 感应器的设计：包括感应圈的形状、尺寸、圈数，感应圈与工件的间隙，汇流板的尺寸与连接方法，冷却方式等。其结构尺寸主要根据中、高频电流的特点以及感应线圈的使用寿命等综合考虑。

淬火机床分类：按生产方式分，淬火机床有通用、专用、生产线三大类型。

一、小车淬火

可进行各种直线、平面、回转体表面及斜面零件的淬火与回火，如机床导轨、大型轴承圈、滚道、铁轨等。

设备简单、操作灵活、移动方便、调速幅度大。

第五篇：制药工程与设备

一

1.药物：是对疾病具有预防、治疗和诊断作用或用以调节机体生理功能的一类物质。2。药物制剂。药用物质的获取以及为了提高其生物利用度而进行的成型加工—制剂 3，生产药物的类别可分为化学制药工程，生物。。，中药，，4.GMP要求：1，有于生产相适应的设备能力和最经济，合理、安全的生产运作2.有满足制药工艺所要求的完善功能及多样适应性3.能保证药品加工中品质的一致性4.易于操作和维修5.易于设备的内外清洗6.各种接口符合协调。配套。组合的要求7易安装且易移动，有利于组合的要求8.进行设备验证（包括型式、结构、性能）

5制药过程的具体设计基本方法依次为：1.选择、确定每个独立的步骤。2设计各独立步骤对应的设备与装置。3.链接各独立的步骤构成符合生产要求的完整系统。作为工艺设计，其基本程序是根据设计任务选择并设计技术方案，然后进行物料能量衡算，再进行设备选型或条件设计，最后绘制工艺流程图和厂区及车间设备布置图，并编制设计说明书。

二

1.转化率：反应率，反应速率方程P17-P20

2.釜式反应器优缺点：缺点。用于非生产性的操作时间长，产物的损失较大且控制费用较大等，所以适用于经济价值高、批量小的产物。优点：操作灵活，适应性强，便于控制和改变反应条件。

3.理想反应器特点：反应器内的反应流体处于完全混合状态，并意味着反应流在反应器内混合事瞬间完成的。混合时间可以忽略，反应器内物料具有完全相同的温度和浓度且等于反应器出口物料的温度物料

4.常用设备材料：金属材料（铸铁、铁碳合金、合金钢、不锈钢（不锈钢和耐酸刚的总称）非金属材料（无机，（化工陶瓷，化工搪瓷、辉绿岩铸石）有机，（工程塑料、涂料、不锈钢石墨））

4.设备的防腐措施（衬覆保护层，（金属涂层，非金属涂层）电化学保护（阴极保护，阳极保护

5.培养基的主要成分及常用原料（碳源。氮源。无机盐。生长因子。前体物质和促进剂）功能：为微生物生长和进行目的产物合成而提供的营养物质及辅助成分。

6.对培养基进行短时高温灭菌的原因：当灭菌温度上升时，微生物灭杀速度的上升超过培养基成分破坏的速度。利用这一特点通常在生产上培养基灭菌采用高温短时灭菌工艺，既可以减少培养基营养物质的损坏，又能获得更好的灭菌效果

7.影响培养基灭菌的因素：PH

影响、培养基成分、培养基中的颗粒物质

8.空消：对发酵罐等罐体进行灭菌。实消：培养基在发酵罐中灭菌

三

1.液-液萃取

利用化合物在两种互不相容的熔剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另一种溶剂中。经过反复多次

萃取，将绝大多数的化合物提取出来。

萃取剂的选择条件：相对挥发度要大、汽化热要小、有较大的密度差、界面张力要适中、溶剂的粘度对分离效果有重要影响、萃取剂应具有化学稳定性和热稳定性

2.超临界流体：超过临界温度和临界压力的流体特性：兼有液体和气体的双重特性

3.结晶：从蒸汽。溶液或熔融物质中以晶体状态，析出固体物质的而过程，是一种同时有热量和质量传递的过程。结晶的三个过程：形成饱和溶液、晶核形成、晶体生长

结晶分离法：冷却结晶法、反应结晶法、蒸馏-结晶耦合法、氧化还原-结晶液膜法、萃取结晶法、超临界流体结晶法、磁处理结晶法

4.膜分离：借助特殊制造的具有选择透过性的薄膜，在某种推动力的作用下，利用流体中各组分对膜的渗透速率的差别而实现组分分离的单元操作

5.膜分离过程：微滤、超滤、纳滤及反渗滤

膜分离特点：膜分离通是一个高效的分离过程、膜分离过程的能耗通常比较低、多数膜分离过程的工作温度在室温附近，特别适应于热敏性物质的处理 6.膜污染的原因：凝胶极化引起的凝胶层、溶质在膜表面的吸附层、膜孔堵塞、膜孔内溶质吸附 7.浓度极化：由于膜的选择透过性因素，在膜分离过程中，溶剂从高压侧透过膜到达低压侧。大部分溶质被截留，溶质在膜表面附近积累，造成由膜表面到溶液主体之间的具有浓度梯度的边界层，它将引起溶质从膜表面通

过边界层向溶液主体扩散，这种现象称为。。

四 1.流体流动性不好的原因：形态不规则的粒子间的机械力、粒子间作相对运动时产生的摩擦力、粒子间因摩擦等产生静电，载荷不同电荷的粒子间的吸引力、粒子表面吸附着一层水，因而有表面张力以及毛细管引力、粒子间的距离近时的分子间引力 2.休止角：测定粉粒 流动性的最常用方法之一。使粉粒堆成尽可能陡的堆（圆锥状），堆的斜边与水平线的夹角即为休止角 测定方法：固体漏斗法、固体圆锥底法、倾斜箱法、转动圆柱法。3.流速：指单位时间内粉粒由一定孔径的孔或管中流出的速度。4.固体粉粒混合:对流，、扩散，、剪切。固体制剂混合：搅拌、研磨，、过筛

药物粉体流动与混合的影响因素：粒子大小及其分布对流动性的影响、含湿量对流动性的影响、粒子形态、加入其它成分的影响、电荷的影响、粉体流体物性及混合设备对混合的影响 5.偏析：在粒度不同的固体粒子运动过程中，大小粒子会在其几何位置上相互错动，大粒向下，小粒向上，微小的粒子甚至会扬起而离开物料本体，这种现象称为偏析。

6.分体直接压片不能完全取代药物制剂：虽然现代直接压片技术不需要制粒，但要求进入压片装置的混合粉末必须介于自由流体和粘性流体之间，这样既能抑制其团聚，又能保证其流动，但大多数混合粉末是不具备此特性的。

7.搅拌时如何消除漩涡，为什采取偏心安装？在漩涡存在时，轴向的循环速率常低于径向的循环速率，影响搅拌效果，为消除漩涡通常采取在容器内安装挡板的方法，使搅拌体系的流型出去湍流区域，造成从底到顶的大量循环，不会产生漩涡。不至于搅拌轴形成往复的不平衡的助生产和行政生活区域位置做出安排、确定全部工艺设备的空间位置

4.胶囊壳应储存在温度18~24℃，相对湿度45%~65%的条件下。可使用恒温恒湿机调控。

力和噪声进行控制的密闭空间 4.影响洁净室空气洁净度的因素：大气含尘浓度、过滤器效率、人员密度及活动状态、洁净服的发尘性能、围护结构的材质及发尘性能、围护结构的密封性、设备发尘、过滤器下风侧部件的密氯气以液碱吸收（5）光气和氟光气的催化水解法处理（6）氮氧化物以液碱吸收（7）SO3直接用98%的硫酸作吸收剂

14.废水水质指标：PH、悬浮

物SS、生化需要量BOD、化学需氧量COD

作用力，将搅拌轴作偏心安装，既不安装在设备的中心线上，既可以减小漩涡并提高轴向循环速率

8.冷冻干燥：将需要干燥的药物溶液预先冻结成固体，然后再=在低温低压条件下，利用冰的直接升华性，使物料低温脱水而达到干燥成粉体的一种方法。9.玻璃化的优缺点：玻璃化药品与晶体药品相比，具有较高的溶出速率，因此，利用玻璃态进行药物冻干的方法可提高药物的生物活性和药效。采用玻璃化的方法低温保存皮肤、气管、血管等生物材料也是比较理想的五 1.GMP:是Good Manufacturing Practices for Drug的缩写。是指从负责指导药品生产质量控制的人员和生产操作者的素质到生产厂房、设施、建筑、仓储、生产过程、质量管理、工艺卫生、包装材料与标签，直接成品的储存与销售的一整套保证药品质量的管理体系。

2.原料药生产车间工艺设计的基本顺序包括：工艺流程设计、物料衡算、能量衡算、设备选择和计算、车间布置设计、管道设计、非工艺条件设计、工艺部分设计概算

3.物料药车间设计任务：确定车间的火灾危险类别，爆炸与火灾危险性场所等级及卫生标准、确定车间建构建筑和露天场所的主要尺寸，并对车间的生产、辅

5.洁净区：需要对环境中尘粒及微生物数量进行控制的房间 6.生产中一般采取防止污染和交叉污染的方法：在分离的区域内生产不同品种的药品、采用阶段性生产方式、设置必要的气锁间，空气洁净度不同的地方应该有压差控制、应当降低未经处理或未经完全处理的空气再次进入生产区域导致污染的风险、在易产生交叉污染的生产区域内。操作人员应当戴该区域专用隔离服

六

1.制药工业建筑因为鼓舞的对象具有特殊性而与一般工业建筑有一定的差别，而这种差别主要体现在建筑的结构和功能上。制药工业建筑除有一般建筑的功能外还要有GMP、能够降低人文差错，防止药品交叉污染和混杂，构成药品质量的保证体系之一。

2.空气的热湿处理：(1）表面式空气处理（水冷式表面冷却器、直接蒸发式表面冷却器）（2）淋水式空气处理（3）空气加湿（电加湿器、干蒸汽加湿器）表面式空气处理：加热剂或制冷剂通过敏热器通过敏热器对空气进行冷热交换的方法 水冷式表面冷却器：空气经过表面冷却器主要是减焓降湿过程。采用淋水的表面冷器，可起加湿、除尘作用。

3.洁净室是根据需要对空气中尘埃、微生物、温度、湿度、压

封性、室内压状态及管理水平5.空气过滤器主要指标：风量、过滤效率、穿透率与净化系数、阻力、容尘量

6.影响过滤效果的因素：尘粒的粒径、过滤速度、附尘影响、纤维直径和密实性

7.空气净化过滤器效率，初效、中效、高效和亚高效

8.容尘量：正常运行的过滤器阻力达到规定值（一般为初阻的1倍或数倍）时，或效率下降到初始效率的85%以下时过滤器上沉积灰尘的质量

9.废气的来源：（1）原料药合成及半合成生产过程（2）系统环境净化过程排出的废气10.废气的分类，含无机污染物废气、含有机污染物废气 11.废气处理的基本原理及方法：可利用它们的质量和颗粒的大小差异，借助外力的作用将其分离出来。而处理含无机和有机污染物的废气则根据所含污染物性质处理，通过冷凝、吸收、吸附、燃烧、催化以及微生物发酵或酶催化转化

12.废气的处理方法主要有吸收法、吸附法、催化法以及膜分离 13.废气处理：（1）含二氧SO2的尾气以及锅炉烟气时，有时也采用碱性液吸收（2）碱性气体的种类比酸性气体的种类要少的多，氨气、一甲胺、二甲胺、三甲胺和一乙胺等低级胺，而有机胺宜用有机溶剂或稀硫酸等吸收（3）氰化氢以液碱吸收（4）