制药工程工艺与设备 教学大纲 本科.doc

河北农业大学生命科学学院教学大纲课程名称：制药工艺与设备学 时 数：32学时（其中理论课32学时）授课对象：制药工程专业教材及主要参考书：制药设备与工艺设计 张珩 王存文 主编 高等教育出版社 2008年10月 第1版制药工程工艺设计 张珩 主编 化学工业出版社 2005年8月 第1版制药工艺与设备 刘书志主编 化学工业出版社 2008年2月 第1版制药工程原理与设备 姚日生主编 高等教育出版社 2007年1月 第1版制药工艺与设备课程教学大纲课程名称：制药工艺与设备课程类型：专业选修课学时：32学时，其中理论课32学时适用对象：生命科学学院制药工程专业先修课程：高等数学、物理化学、化工原理、工程制图、生物分离工程、药剂学等一、课程的性质、目的与任务本课程是制药工程专业专业教学计划中一门专业必修课。本课程教学以讨论制药工艺的基础知识及制药设备的结构原理为主，讲述制药工艺的流程设计、物料衡算、热量衡算、设备设计与选型等基本理论，讲述基本的制药工程设备，如粉碎设备、筛分设备、混合设备、制粒设备、搅拌设备、发酵设备、膜分离设备、冷冻设备、结晶设备等设备的原理、分类、结构、适用场合等知识。通过教学，培养学生对制药工艺的理解，以及对制药设备在制药工程中作用的理解，使学生熟练掌握制药工艺与设备相关知识。二、教学重点及难点教学重点是各种制药设备的结构，增湿、减湿与净化空调系统设计，不同工艺的物料衡算和热量衡算。教学的难点主要集中在净化空调系统设计、物料衡算和热量衡算。三、与其他课程关系制药工艺与设备是制药工程专业专业必修课，是在学生学过高等数学、物理化学、化工原理、工程制图、生物分离工程、药剂学等课程的基础上进行的。四、大纲制订说明本大纲供四年制制药工程专业制药工艺与设备教学使用，是对制药工艺与设备教学提出的基本要求。其内容可通过讲课、实习或其他方式进行教学，讲授时不一定完全按次顺序，可根据情况做些调整。本大纲既供教师备课使用，也供学生预习复习使用，以明确学习的基本要求及重点内容。为了有效利用有限的课堂教学与实验教学时间达到教学要求，以制药工艺与设备的基本要求为基础，特编写制药工程专业制药工艺与设备课程大纲。五、教学内容、学时分配及基本要求第一章 粉碎与筛分设备（2学时）基本要求：熟悉粉碎与筛分设备的原理及种类，了解粉碎与筛分设备的结构。重 点：粉碎与筛分设备的原理及种类。教学内容：（一）粉碎的原理及粉碎机械分类。（二）锤式粉碎机的粉碎原理及结构。（三）球磨机的粉碎原理及结构。（四）振动磨的粉碎原理及结构。（五）气流粉碎磨的粉碎原理及工艺。（六）筛分的基本概念及筛分设备分类。（七）振动筛的筛分原理及结构。（八）摇动筛的筛分原理及结构。（九）回转叶轮动态分级机的筛分原理及结构。（十）新型气流筛分机筛分原理及结构。第二章 混合与制粒设备(2学时)基本要求：熟悉混合与制粒的原理，了解混合与制粒设备的类型，掌握各种混合设备的混合原理，了解混合设备的结构，了解混合设备的适用场合，掌握制粒设备的工作原理，了解制粒设备的结构，了解制粒设备的适用场合。重 点：各种混合与制粒设备的原理及种类。教学内容：（一）混合的原理及混合设备分类。（二）容器旋转型混合机的混合原理及结构。（三）容器固定型混合机的混合原理及结构。（四）混合设备选型的基本原则。（五）混合过程常见的强化方法。（六）湿法制粒设备的制粒原理及结构。（七）干法制粒设备的制粒原理及结构。（八）喷雾制粒设备的制粒原理及结构。（九）制粒新技术及发展趋势。第三章 反应设备（2学时）基本要求：熟悉搅拌设备的组成及工作原理，了解搅拌设备的类别及选型，掌握搅拌设备的放大，了解发酵设备分类与特征，掌握机械搅拌式发酵罐的结构、传质特性、传热特性，掌握自吸式发酵罐的结构，掌握鼓泡塔式发酵罐的结构与性能，掌握气升式发酵罐的结构参数与操作参数。重 点：搅拌设备的选型，搅拌设备的放大，各种发酵罐的结构。教学内容：（一）搅拌设备的组成及工作原理。（二）搅拌设备的类别及选型。（三）搅拌设备的放大。（四）发酵设备分类与特征。（五）机械搅拌式发酵罐的结构、传质特性、传热特性。（六）自吸式发酵罐的结构。（七）鼓泡塔式发酵罐的结构与性能。（八）气升式发酵罐的结构参数与操作参数。第四章 膜分离设备（1学时）基本要求：了解膜的性能及膜分离过程类型，熟悉板式膜过滤器的分离原理，熟悉管式膜过滤器的类型及结构，熟悉折叠筒式膜过滤器、中空纤维膜过滤器、螺旋卷式膜分离器的结构与特点，了解膜分离设备的应用。重 点：板式膜过滤器、管式膜过滤器、折叠筒式膜过滤器、中空纤维膜过滤器、螺旋卷式膜分离器的结构。教学内容：（一）膜的性能及膜分离过程类型。（二）板式膜过滤器的结构与分离原理。（三）管式膜过滤器的类型及结构。（四）折叠筒式膜过滤器的结构与特点。（五）中空纤维膜过滤器的结构与特点。（六）螺旋卷式膜分离器的结构及特点（七）膜分离设备应用实例第五章 冷冻与结晶设备（2学时）基本要求：熟悉冷冻设备工作原理，了解冷冻干燥机的分类，熟悉冷冻干燥机的结构，了解冷冻离心机的分类，熟悉冷冻离心机的结构，掌握冷冻干燥机、冷冻离心机的GMP验证，熟悉结晶设备工作原理，熟悉冷却搅拌结晶器的结构与工作原理，掌握真空式结晶器的结构与工作原理，熟悉强制循环蒸发结晶器、Olso蒸发式结晶器、DTB结晶器、诱导循环结晶器的工作原理，掌握结晶设备的设计验证、安装确认、运行确认与性能确认。重 点：冷冻干燥机的结构，冷冻离心机的结构，冷冻干燥机、冷冻离心机的GMP验证，各种结构设备的工作原理，结晶设备的设计验证、安装确认、运行确认与性能确认。 教学内容：（一）冷冻设备工作原理。（二）冷冻干燥机的分类与结构。（三）冷冻离心机的分类与结构。（四）冷冻干燥机、冷冻离心机的GMP验证。（五）结晶设备工作原理。（六）冷却搅拌结晶器的结构与工作原理（七）真空式结晶器的结构与工作原理（八）强制循环蒸发结晶器、Olso蒸发式结晶器、DTB结晶器、诱导循环结晶器的工作原理（九）结晶设备设计验证、安装确认、运行确认与性能确认第六章 增湿、减湿与净化空调系统设计（6学时）基本要求：了解增湿、减湿的原理与增湿设备、减湿设备，熟悉循环水冷却塔的类型与特点，掌握净化空调系统的分类、气流组织的设计原则与类型及特点，熟悉大气尘浓度的类型与确定原则、室内外计算参数的确定，掌握压差控制的规定与计算及实现方式、送风量及新风量的计算，了解空调处理方案计算参数的选择与处理方案的类型，了解洁净室的排风装置设置和防排烟设计，掌握净化空调设备的类型及空调设备的选择，熟悉片剂车间的除尘措施，掌握针剂车间净化措施的类型，熟悉空气净化系统验证的组成、测试仪器的校准，掌握空气净化系统的安装确认、运行确认，了解药厂洁净室设计中的节能措施。重 点：净化空调系统的分类、气流组织的设计原则与类型及特点，压差控制的规定与计算及实现方式、送风量及新风量的计算，净化空调设备的类型及空调设备的选择，针剂车间净化措施的类型，空气净化系统的安装确认、运行确认。教学内容：（一）增湿、减湿的原理与增湿设备、减湿设备。（二）循环水冷却塔的类型与特点。（三）净化空调系统的分类、气流组织的设计原则与类型及特点。（四）大气尘浓度的类型与确定原则、室内外计算参数的确定。（五）压差控制的规定与计算及实现方式、送风量及新风量的计算。（六）空调处理方案计算参数的选择与处理方案的类型。（七）洁净室的排风装置设置和防排烟设计。（八）净化空调设备的类型及空调设备的选择。（九）片剂车间的除尘措施。（十）针剂车间净化措施的类型。（十一）空气净化系统验证的组成、测试仪器的校准、空气净化系统的安装确认、运行确认。（十二）药厂洁净室设计中的节能措施。第七章 制药工程项目设计的基本程序（1.5学时）基本要求：了解制药工程工艺设计的内容、特点与分类，熟悉设计前期工作阶段的目的和内容，熟悉设计中期工作阶段的初步设计阶段、技术设计阶段、施工图设计阶段的内容，熟悉设计后期工作阶段的内容，了解制药工程设计常用规范和标准目录，熟悉设计所需数据及资料及其来源。重 点：设计前期工作阶段的内容，设计中期工作阶段的初步设计阶段、技术设计阶段、施工图设计阶段的内容，后期工作阶段的内容。教学内容：（一）制药工程工艺设计的内容、特点与分类（二）设计前期工作阶段的目的和内容。（三）设计中期工作阶段的初步设计阶段、技术设计阶段、施工图设计阶段的内容。（四）设计后期工作阶段的内容。（五）制药工程设计常用规范和标准目录。（六）设计所需数据及资料及其来源。第八章 工艺流程设计（1.5学时）基本要求：熟悉工艺流程设计的任务和成果，熟悉工艺流程框图的主要任务与步骤，了解方案的比较与选择的出发点，熟悉设备工艺流程图的作用，熟悉初步设计阶段带控制点的工艺流程图的作用与步骤，了解确定生产线数目和确定操作方式的出发点，熟悉主要设备的能力平衡和提高利用率的方法，了解工艺流程的完善与简化方法。 重 点：设备工艺流程图的作用、初步设计阶段带控制点的工艺流程图的作用与步骤，主要设备的能力平衡和提高利用率的方法。教学内容：（一）工艺流程设计的任务和成果。（二）工艺流程框图的主要任务与步骤。（三）方案的比较与选择的出发点。（四）设备工艺流程图的作用。（五）初步设计阶段带控制点的工艺流程图的作用与步骤。（六）确定生产线数目的出发点。（七）确定操作方式的出发点。（八）主要设备的能力平衡和利用率。（九）工艺流程的完善与简化方法。第九章 物料衡算（3学时）基本要求：熟悉物料衡算的目的、类型、基本方法与步骤，掌握物理过程的物料衡算及解析方法，掌握化学反应过程的物料衡算及解析方法，熟悉连续过程的物料衡算及解析方法，了解物料流程图及其绘制。重 点：物理过程的物料衡算及解析方法，化学反应过程的物料衡算及解析方法教学内容：（一）物料衡算的目的、类型、基本方法与步骤。（二）物理过程的物料衡算及解析方法。（三）化学反应过程的物料衡算及解析方法。（四）连续过程的物料衡算及解析方法。（五）物料流程图及其绘制。第十章 能量衡算及热力学数据的估算（2学时）基本要求：了解能量衡算的目的、依据和必要条件、分类，掌握设备的热量平衡方程式，掌握单元设备热量衡算的步骤，熟悉有效平均温差，掌握常用热力学数据的计算。重 点：设备的热量平衡方程式，单元设备热量衡算的步骤，常用热力学数据的计算。教学内容：（一）能量衡算的目的、依据和必要条件、分类。（二）设备的热量平衡方程式。（三）单元设备热量衡算的步骤。（四）有效平均温差。（五）常用热力学数据的计算。第十一章 工艺设备设计与选型（1学时）基本要求：了解工艺设备设计与选型的任务、原则、阶段，掌握定型设备选择步骤，熟悉非定型设备设计内容，了解制剂专用设备设计与选型的主要依据和设计通则、步骤及注意要点重 点：定型设备选择步骤，非定型设备设计内容。教学内容：（一）工艺设备设计与选型的任务、原则、阶段。（二）定型设备选择步骤。（三）非定型设备设计内容。（四）制剂专用设备设计与选型第十二章 车间布置设计（4学时）基本要求：了解车间布置设计的内容与步骤，熟悉厂房形式与厂房平面布置、立面布置的要求，掌握设备布置的一般要求，熟悉洁净车间设计技术。重 点：设备布置的一般要求，洁净车间设计技术教学内容：（一）车间布置设计的内容与步骤（二）厂房形式与厂房平面布置、立面布置（三）设备布置的一般要求（四）洁净车间设计技术第十三章 管道设计（2学时）基本要求：了解管道设计的作用与内容，掌握管道、阀门和管件的类型及其选择，熟悉管道设计的基本要求，熟悉管道布置图。重 点：管道、阀门和管件的类型及其选择，管道布置图。教学内容：（一）管道设计的作用与内容（二）管道、阀门和管件的类型及其选择（三）管道设计的基本要求（四）管道布置图第十四章 非工艺设计项目（2学时）基本要求：熟悉工业厂房结构分类和基本组件、土建设计条件