第八章 蒸发-制药工程原理与设备
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中药制药工程设备与原理简答题蒸发1、进行蒸发的必备条件是什么?答:进行蒸发的必要条件是热能的不断供给和所产生的蒸汽的不断排除。
2、蒸发的目的是什么?答:目的是将溶液中溶剂汽化,以便制取浓缩液,或者得到有效成分的结晶,或回收得到纯溶剂。
3、蒸发作为一个传热过程,其自身特点是什么?答:1)两侧均有相态变化;2)溶液性质变化,粘度升高,晶体析出,易结垢,腐蚀性增加,泡沫生成(液沫夹带);3)溶液沸点改变。
、4、循环型蒸发器有哪些?其各自特点是什么?限制如何?答:1)中央循环管式:细管溶液传热程度高,气化率高,密度变小,粗管中相反密度差异导致溶液沿粗管下升,细管上行。
2)列文式:专门针对易结晶,易结垢的物料。
属于自然循环,循环速率低,传热效果欠佳。
3)外加热式:可降低蒸发器总高度,而且有利于清洗和更换,可以避免大量药液同时长时间受热。
不适用于易结晶易结垢的物料,属于自然循环,循环速率低,传热效果欠佳4)强制循环蒸发器:循环速率高,可用于处理高粘度、易结垢以及有晶体析出的溶液。
共同缺点:蒸发器内溶液的滞留量大,以致使溶液在高温下停留时间长,不适于处理热敏性物料。
5、长径比和温度差是升膜式蒸发器的重要因素,为什么?答:管长选短了不能发挥升膜段的作用,选长了则在管子上端浓缩的液体不足以覆盖管壁从而产生干壁现象,影响传热效果。
加热蒸汽与物料的温差若超过管材与溶液所限定的临界温度时,不但总传热系数下降,浪费了热能,而且容易产生干壁现象和促进管内结垢的形成,所以必须保持适当的温差。
6、升膜蒸发器适用于什么?不适用于什么?答:升膜蒸发器不适用于较浓溶液及粘度大、易结晶或易结垢物料的蒸发,适用于处理蒸发量较大的稀溶液以及热敏性或易生泡的溶液。
7、什么是降膜式蒸发器?它是怎样加工的?液体成膜关键在什么地方?答:1)物料由加热室顶部加入,经液体分布器分布后呈膜状向下流动,2)在管内被加热汽化,被汽化的蒸气与液体一起由加热器下端引出,汽液分离3)设计液体分布器。
第1章1.稳态流动、非稳态流动、理想流体、表压强、真空度、直管阻力、局部阻力2.依据雷诺准数从高到低,管内流动流体的流动状态可划分为层流区、过渡区、湍流区。
3.大气压强为9.81×104Pa时,真空度1×104Pa对应的绝对压强是 8.81*10^4 Pa。
4. 一定流量的水在圆形直管内呈层流流动,若将管内径增加一倍,流速将为原来的( A)倍。
A 0.25B 0.5C 2D 45.某液体在一等径直管中稳态流动,若体积流量不变,管内径减小为原来的一半,假定管内的相对粗糙度不变,则层流时,流动阻力变为原来的(C )。
A.4 倍 B.8 倍 C.16 倍 D.32 倍6.大气压强为9.81×104Pa时,表压1.2×103Pa对应的绝对压强是(A )Pa.A 9.93×104 B9.69×104 C 9.81×104 D 9.69×1037. 水以2m·s-1的流速在Ø35mm×2.5mm钢管中流动,水的粘度为1×10-3Pa·s,密度为1000kg·m-3,其流动类型为( B )。
A. 层流B. 湍流C. 过渡流D.无法确定8. 装在某设备进口处的真空表读数为-50kPa,出口压力表的读数为100kPa, 此设备进出口之间的绝对压强差为( A )kPa。
A. 150B. 50C. 759. 如左图安装的压差计,当拷克缓慢打开时,压差计中的汞面将( B )。
A. 左低右高B. 等高C. 左高右低D. 无法确定10.现要输送45m3.h-1的水,若管内水的流速约取2.5m.s-1,则可选(B )钢管。
A. φ76×3mmB. φ88.5×4mmC. φ108×4mm11.请用所学知识,解释空气能够托起沉重的飞机飞行的原因。
12.请用所学知识,解释“船吸现象”。
《制药化工过程与设备》蒸发与结晶设备CATALOGUE目录•蒸发设备•结晶设备•制药化工过程中的蒸发与结晶•蒸发与结晶设备的维护与保养•制药化工过程设备的前沿技术与发展趋势01蒸发设备自然循环蒸发器根据溶液在加热室和分离室中的自然循环原理工作的蒸发器。
优点是操作稳定、适应性强,但传热效率较低。
通过外加动力将溶液在加热室和分离室之间强制循环的蒸发器。
优点是传热效率高、生产能力大,但动力消耗较大。
使溶液在加热面上形成一层液膜,实现高效传热的蒸发器。
优点是传热效率高、停留时间短,但易产生泡沫和结垢。
将溶液从加热室底部加入,通过加热管内溶液受热产生的蒸气泡将溶液提升至加热管顶部的蒸发器。
优点是传热效率较高、停留时间短,但易产生泡沫和结垢。
将溶液从加热室顶部加入,使溶液沿加热管向下流动并受热汽化的蒸发器。
优点是传热效率高、停留时间短,但需要控制液膜厚度和均匀性。
蒸发器的分类及特点强制循环蒸发器升膜蒸发器降膜蒸发器薄膜蒸发器将料液放入蒸发器中,加热蒸汽通过加热管或加热板供给热量,使料液受热汽化并生成蒸汽。
蒸汽从蒸发器顶部排出,料液从底部排出。
蒸发过程在蒸发过程中,随着溶剂的汽化,溶液中的溶质浓度逐渐增大,当浓度达到饱和状态时,溶质开始析出并结晶。
结晶可在蒸发器内完成,也可采用离心、沉降等方法进行分离。
结晶过程蒸发器的工作原理制药工业制药工业中需要用到大量的溶剂,如水、乙醇等,蒸发设备可用于溶剂的回收和再利用,提高溶剂的利用率。
化工工业化工工业中需要用到大量的化学原料和溶剂,蒸发设备可用于分离和提纯化学原料,以及回收和再利用溶剂。
蒸发器的应用场景02结晶设备结晶器的分类及特点管式结晶器和板式结晶器连续结晶器和间歇结晶器按照温度条件按照操作压力冷却结晶器和浓缩结晶器加压结晶器和减压结晶器结晶器的工作原理通过连续进料,连续或周期性地从晶体中分离出母液,从而使晶体不断长大。
连续结晶器在一定时间内将全部物料加入,通过等容或等比增容的方式进行结晶。
《制药化工过程与设备》蒸发与结晶设备xx年xx月xx日contents •蒸发设备•结晶设备•制药化工过程中的蒸发与结晶•新型蒸发与结晶设备的介绍•蒸发与结晶设备的维护与保养目录01蒸发设备自然循环蒸发器这种蒸发器依靠液体的自然循环来加热和分离溶液。
其特点是结构简单,操作方便,但加热速度较慢,适用于低浓度、低粘度的溶液。
薄膜蒸发器这种蒸发器使液体在加热面上形成一层薄膜,以提高传热效率和蒸发速度。
薄膜蒸发器适用于处理粘度较大、易结垢的溶液。
降膜蒸发器这种蒸发器使液体从加热面成膜状流下,以增大液膜的厚度和减小传热阻力,提高传热效率。
降膜蒸发器适用于处理粘度较大、易结垢的溶液。
强制循环蒸发器这种蒸发器通过外加动力来提高液体的循环速度,从而加快加热和分离速度。
其优点是加热速度快,但设备投资较大,适用于高粘度、高浓度的溶液。
蒸发器的分类及特点蒸发设备的主要结构加热器加热器是蒸发器的核心部件,其作用是将溶液加热到沸腾状态。
根据不同的蒸发器类型,加热器可以采用不同的结构形式,如直管式、盘管式、板式等。
分离室分离室的作用是将蒸发出来的蒸汽与未蒸发的液体进行分离。
根据不同的蒸发器类型,分离室可以采用不同的结构形式,如自然循环蒸发器的分离室一般为锥形或球形,强制循环蒸发器的分离室一般为圆柱形。
循环泵循环泵的作用是使液体在蒸发器内不断循环,以提高传热效果。
根据不同的蒸发器类型,循环泵可以采用不同的结构形式,如离心泵、螺杆泵等。
应根据具体工艺条件选择不同类型的蒸发器,以满足生产要求。
应考虑设备的投资成本、运行维护费用以及操作方便性等因素。
应考虑设备的适用范围和使用寿命,以及易于维修和更换的特点。
蒸发设备的选用原则02结晶设备冷却结晶器通过降低温度使溶液达到饱和状态而析出晶体,适用于杂质含量少、工艺流程短、易于分离的产品的结晶。
通过加热溶液使溶剂蒸发,提高溶液的浓度达到饱和状态而析出晶体,适用于杂质含量高、工艺流程长、难以分离的产品的结晶。
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。
制药工程原理第一篇:制药工程原理物料衡算:是以质量守恒定律为基础对物料平衡进行计算。
热量衡算:是能量衡算的一种形式,热量衡算的理论基础是能量守恒定律。
过程速率:是指物理或化学变化过程在单位时间内的变化率。
密度:单位体积的流体所具有的质量。
压力:流体垂直作用于单位面积上的力。
流量:流体在单位时间内流过管道任意一截面的流体量称为流量。
流速:单位时间内流体在流动方向所流过的距离。
直管阻力:流体经流直管时,由于流体的内摩擦而产生的阻力。
局部阻力:流体流经管路中管件、阀门及管截面的突然扩大或缩小等引起的阻力。
Re≤2000时,流动类型属于滞流,Re≥4000时,属于湍流,Re 在2000-4000为过渡流。
滞流时平均流速为管中心的最大流速的0.5,湍流时的平均流速约为管中心的最大流速的0.8.层流底层:边界层内近壁面出一层薄膜,无论边界层的流型为层流或湍流,骑流动类型均为层流。
伯努利方程的物理意义:①理想流体在管道内作稳定流动时,在任一截面上总能量为一常②能量在不同形式间可以相互转化,当某一形式能量数值,因条件而发生变化时,相应地引起其他能量数值变化。
泵:用于液体提供能量的运输设备。
风机和压缩机:用于气体提供能量的运输设备。
离心泵的工作原理:泵的主要部件有叶轮、泵壳、泵轴、排出口和吸入口。
具有若干弯曲叶片的叶轮安装在泵壳内,并紧固于泵轴上.泵壳中央的吸入口与吸入管路相连接,侧旁的排出口与排出管路相连接.泵轴用电机或其他动力装置带动.启动前,先将泵壳内灌满被输送液体,启动后,泵轴带动叶轮一起旋转,充满叶片之间的液体也随着转动,在离心力的作用下,从叶轮中心被抛向叶轮外围,以很高流速(15-25m/s)流入泵壳,在壳内减速,经过能量转换,达到较高的压力,从泵的排出口通过管路,输送至所需的场所。
气缚:由于空气密度很小,所产生的离心力也很小,在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内,虽启动离心泵,但不能输送液体,此种现象称为气缚。
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。