制药过程设备.docx

制药过程设备绪论.1.单元操作:指具有共同的物理变化、遵循共同的基本规律的基本操作.2.单元操作的特点：绝大多数都是物理过程，这些操作只改变物料的状态或物理性质药物生产中共同的性质同一单元操作，其基本原理和所用的设备均相同3.单元操作其基本原理都可归为“三传一反”即质量传递、热量传递、动量传递和化学反应F=ma=kgm/s2P=F/S=kgm/m2.s2=kg/m.s2P=W/T=F.S/T=kgm.m/s2.s=kg.m2/s3黏度=压强*时间（kg/miss）流体流动的基础1.流体：是具有流动性的气体和液体的总称2.流体的密度随温度和压力的变化而变化3.流体的压力：垂直作用于流体单位面积上的力4.表压=绝对压力-大气压力真空度=大气压力-绝对压力【绝对压力是指实际的压力】5.1atm=1.033kgf/cm2=1.01325*105pa6.流体的黏度：实际流体流动时流体分子间产生的摩擦力的特征其单位pa.s.7.液体黏度随温度升高而减小气体的黏度随温度的升高而增大8.不可压缩流体：当流体的压缩性对所研究的流动影响不大，可忽略不计时9.流量：是指单位时间内流过管路任一截面的流体量分为体积流量和质量流量。

10.流速：单位时间流体质点在流动方向上流动的距离11.稳定流动：在流体流动的过程中，若任意一截面的流速、压力、密度等于流动有关的物理量，只与流体所处的位置有关，与流体流动的时间无关反之则称为不稳流量12.连续性方程：W=puA=常数【p表示流体的密度，A表示截面积】w1=w2P1v1=p2v2V1=V2[体积=截面积*高]【流速=距离（高）/时间】当时间为1时，流速=距离《高》13.u1/u2=A1/A2=（d2/d1）2管径的选择：管子的内径是体积比上0.785*流速的平方根15.一般情况水的密度为1千克每立方米，水的最大密度为1.5千克每立方米16.1cp=10-3pa.s(20度时水的黏度)1p=0.1pa.s17.流体的阻力：流体流动的过程中因为克服阻力而消耗的能量18．流体阻力产生的原因：黏性（根本原因）、流动边界条件（外因）、流体的流动形态19.流体流动形态分为①层流②湍流20.雷诺准数Re=dup/黏度Re<2000为层流Re>4ooo为湍流Re=2000-4000为过渡状态流体在圆管中的速度分布1.无论是层流还是湍流，在管子任意截面上，流体质点的速度沿管径而变化，管壁处速度为0，离开管壁后速度渐增，至管子中心处速度最大。

2.层流底层：无论流体的湍动程度如何剧烈，在管壁附近总存在一个边界层在这个边界层中，紧靠管壁的一层流体仍维持着层流流动层流底层的厚度与Re有关，Re值越大，厚度越小因此，层流底层的存在对传热和传质过程都有重大影响3.减少流体阻力可分为直管阻力和局部阻力4.直管阻力：流体流经一定管径的直管时，由于流体摩擦而产生的阻力5.局部阻力：流体在流动中，由于管道某些局部障碍（如管道中的管件、阀门、流量计以及管径的突然扩大和缩小等）所引起的阻力6.减少流体阻力的途径：①尽可能地缩短直管长度，流体尽可能地走直线，减少一些不必要的阀门等管件②适当放大管径③降低流体的黏度④将粗糙管道换成光滑管道第四节．工业流体参数的测量压力测量1．压力表（压力计）：用来测量气体和液体压力的工业自动化仪表2．压力测量仪表按工作原理可以分为液柱式；弹性式；负荷式；和电测式3．液柱式压力表：它是以一定高度的液柱所产生的压力与被测压力相平衡的原理测量压力其结构形式有U形管压力计、单管压力计、倾斜式压力计4．液柱式压力计结构简单，灵敏度和精确度较高，常用于校正其他类型压力计.5．缺点是体积大，反应慢、难以自动测量6．弹性式压力计：利用各种不同形状的弹性元件在压力下产生变形的原理制成的压力测量仪表。

7．弹性式压力计特点：结构简单，使用方便，结构耐用，测量范围宽-0.1-1500MPa）是压力测量仪中应用最多的一种8．弹性式压力计中使用最广泛的一种是簧压力计9．使用弹性式压力计注意①合理选择压力表量程②使用环境和介质性能的考虑③压力表外形尺寸的选择④精度的选择⑤压力表应定期进行校正弹流量测定:1.流量测量仪：是用来测量管道中的液体、气体和蒸汽等流量的工业化自动化仪表又称流量计2.按测量方法可分为：差压式、变面积式、容积式、速度式和电磁式3.差压式流量计是最常用的一类测量仪表，是由节流装置和差压计组成典型代表：孔板流量计】4.差压式流量计工作的原理：在节流面积不变的条件下，以差压变化反应流量的大小这一差压与流量的平方成正比5.差压式流量计的特点：结构简单、准确度高、易于操作，但流体经孔板能力损失较大，适于对流体做流量监测6.变面积式流量计：主要形式是转子流量计由锥形玻璃管和转子组成7.转子浮起的高度即为流量计的读数读取横截面最大对应的刻度】8.变面积式流量计的特点：结构简单、读数直观、使用维护方便，压力损失小，特别适于低流速小流量的介质流量测量温度测量仪1.温度测量仪表是测量物体冷热程度的工业自动化仪表。

可分为接触式和非接触式2.液位测量：液位是指液体在容器内液的面的高低主要目的是测知容器内液体物料的储量，以便对物料进行监测，保证顺利和安全生产3.液位测量分为：连续测量和位式测量连续测量是指连续不断的测量液位的变化情况，能实现连续测量的仪表有液位计或液位变送器常用的测量液位的液位计有浮力式、静压式（压力式）和电容式第五节：流体输送管路1.管路是由管子、管件和阀门等组合而成2.工业管路大体分为两类：工艺管路和动力管路3.公称直径：又称公称通径，是各种管子与管路附件的通用口径用符号DN表示公称直径的单位可用公制mm表示，也可用英制in表示4.公称直径意义：指同一规格的管子、管路附件具有通用性、互换性，且可相互连接5.公称压力：是用数字表示的与压力有关的标示代号，用符号PN表示，是提供参考用的方便的圆整数同一公称压力PN值所标示的同一公称直径的所有管路附件具有与端部连接型式相适应的同一连接尺寸6.常用的管子：金属管、非金属管和复合管7.管件：又名异形管，是管理安装中的配件，用于管路的变径引出分支，改变管路的走向、管路末端封堵等8.阀门：流体输送系统中的控制部件，具有截断、调节、导流、防止逆流等功能。

可以控制液体、气体、气液混合体或固液混合体等流体的流动10. 9.阀门的分类：闸阀、球阀、蝶阀、阀门的选用方法：11. 阀门的安装与操作：12. 管路的连接：包括管子与管子的连接，管子与管件、阀门及设备接口等处的连接13. 连接方式有：法兰式、焊接、承插连接、螺纹连接14. 管路的热补偿：工业管路的两端是固定的，当温度发生较大的变化时，管路会因管子的热胀冷缩而承受压力或拉力，严重时将造成管子的弯曲、断裂或接头松脱15. 热补方法有两种：依靠弯管的自然补偿、利用补偿器进行补偿16. 管路的保温与涂色绿色----水浅蓝色---空气或氧气红色---蒸汽管路布置的基本原则：第三章.液体的搅拌1.液体的搅拌:用机械的或流体动力的方法使液体发生某种方式的循环流动，从而使物料混合均匀或使物理、化学过程加速的操作2.液体搅拌的目的：①使被搅拌的物料各处达到均质状态②．强化传质过程【强化两相间接触面积，降低分散相周围液膜阻力，提高传质系数】③强化传热过程【增大液体对壁面的相对速度】3．径向流型：4.轴向流型：5.混合流型：6.各种物料在搅拌设备中的混合程度，取决于待混物料的比例、物理状态和特征，以及所采用搅拌器的类型和搅拌操作持续的时间等因素。

7.主体对流扩散：8.涡流扩散:9.搅拌设备：一种在一定压力和温度下，借助搅拌器将一定的容积的两种液体以及液体与固体或气体物料混匀，促进其反应的设备10.搅拌设备主要包括：搅拌灌、搅拌装置和密封装置11.搅拌灌由封头、筒体和传热装置三部分组成12.搅拌装置：由搅拌器、搅拌轴和传动装置13.搅拌器在单元操作中的作用：互溶液体的搅拌；互不相容液体的搅拌；固液悬浮；气液分散搅拌器分为:机械搅拌器和气体搅拌器（气升式发酵灌）15.按流动形态搅拌器可分为轴向流搅拌器、径向流搅拌器和混合流型搅拌器16.按照叶轮的形状分为：平直叶轮搅拌器、折叶搅拌器和螺旋面叶搅拌器17.按用途可分为：小面积叶片高速运转、大面积叶片低速运转的搅拌器18.按搅拌任务来分：液体混合或乳化、固体颗粒悬浮、气-液接触、化学反应、传热、19．搅拌器的目的：向搅拌设备内的物料提供循环和剪切20.常用的搅拌器：螺旋桨式搅拌器、涡轮式搅拌器、桨式搅拌器、锚式及框式搅拌器、螺带式搅拌器、21.搅拌器的安装形式：立式中心搅拌安装形式、偏心式搅拌安装形式、倾斜式搅拌安装、旁入式搅拌安装形式、底部搅拌安装形式22.搅拌附件：挡板、导流筒、稳定器、温度计、气体分布器。

23.挡板：采用立式中心搅拌安装形式，消除【在液体的中心区域会形成漩涡，导致外面的空气混入液体中，是液体的密度减少，从而降低混合的效果】耗能，提升混合效果24.导流管：是上下开口的圆筒，安装在搅拌罐内，在搅拌混合中起导流的作用，就可提高罐内液体的搅拌程度，加强搅拌器对液体的直接剪切作用，又造成一定的循环流，使罐内液体均可通过导流管内强烈混合区，提高混合效率25.搅拌器的选型：按搅拌物料的黏度选型、按搅拌目的选型、按搅拌器型式和使用条件【流动状态、搅拌目的、常用叶轮转速、搅拌罐容积和最高使用黏度】26.其他类型的搅拌器：静态混合器和射线混合器27．静态混合器的工作原理：利用固定在管内的混合单元体改变液体在管内的流动状态，增加流体层流运动的速度梯度或形成湍流，以达到液体之间良好分散和充分混合的目的第四章：物料输送设备在制药生产过程中需要把各种原材料、中间体、产物、副产物或废弃物从一道工序输送到另一道工序，从一个车间输送到另一个车间，或输送至储运地点1.为液体提供能量的输送设备叫泵2.为气体提供能量输送设备成为风机及压缩机3.为固体块状或粉状物料提供能量输送的叫皮带、螺旋、链斗第一节：液体物料输送设备1.用于液体输送物料的设备称为泵。

是指用于液体由低处到高处以及提供流动时克服阻力所需能量的设备2.根据泵的工作原理和结构，泵的类型有：动力式泵【又称叶轮式泵，包括离心泵、轴流泵、漩涡泵等，由这类泵产生的扬程随输送流量而改变】、容积式泵【包括往复泵、齿轮泵、螺杆泵，由这类泵产生的扬程几乎与输送流量无关】、流体作用泵【包括喷射泵、酸蛋、空气升液器】3.离心泵是利用高速旋转的叶轮产生的离心力来输送液体的设备4.因其具有转速高、体积小、重量轻、效率高、流量大、结构简单、输送无脉动、性能平稳、容易操作和维修方便等特点在生产中得到广泛的应用】5.离心泵的构造：叶轮、泵壳、泵轴和轴封装置6.叶轮是直接对泵内液体做功的部件，是离心机的主要部件闭式、半开式和开式】7.离心泵的工作原理：当离心泵启动后，泵轴带动叶轮一起做高速旋转运动，迫使预先充灌在叶轮间液体旋转，在惯性离心力的作用下，液体自叶轮中心向外周做径向运动，并在获得能量的同时，流速增大当液体从叶轮中心被甩出时，叶轮中心处变形成了一定真空的低压区，由于贮槽液面上方压力大于泵入口处的压力，液体便被连续压入叶轮中只有叶轮不停地旋转，液体便不断地被吸入和排除当液体离开叶轮进入泵壳后，由于壳内流道逐渐扩大而减速，经过能量转换，液体以较高的压力流入排除管道，送至需要场所。