湖南食品药品职业学院-制药化工原理绪论

制药过程原理与设备,绪论,一、本课程的性质及任务二、研究单元过程的基本方法三、单位和单位制,绪论,石化厂外景,石化厂外景,塔设备,制药厂车间,制药厂车间,合成氨设备,反应釜温度控制机,发酵罐,食品加工设备,油炸方便面生产线,全自动饮料生产线,纯净水生产线,家庭小厨房,家庭小厨房,人体血液循环示意图,美丽的地球我们共同的家园,绪论,一、本课程的性质及任务,一、本课程的性质及任务,（制药）化工生产过程示意图：原料预处理化学反应分离与纯化产品,研究对象：化工原理反应工程（制药过程原理及设备）,单元操作过程(三传）,注：药物和制药工业：反应设备投资占10%,其他单元操作的设备投资占90%。,举例：,原料N2,H2,绪论,制药化工生产过程简介,绪论,制药化工生产过程是由若干个反应过程和物理过程串联而成的过程。,单元操作：制药化工生产过程中除化学反应以外诸如蒸发、结晶、干燥、吸收等具有相同物理操作原理和设备基本物理过程。,绪论,一、本课程的性质及任务,本课程性质是研究在制药化工生产工艺中具有共性的各物理过程（单元操作）的过程基本原理、典型设备的结构和工作原理及在实际生产过程的应用，它是一门由理论基础向工程实践转化的一门过渡课程，实用性较强。,一、本课程的性质与任务,绪论,1、性质：研究制药化工生产中典型单元操作的基本原理、设备及发展趋势的学科。,2、研究对象：典型的单元操作,绪论,一、课程的性质和任务,4、学习方法：结合实际、分析问题、建立工程概念。,3、质量传递传质过程的基本规律和设备。气体吸收、精馏、溶剂萃取、固体干燥等,1、动量传递流体流动过程中基本规律及设备。流体流动流体输送机械非均相物系分离、搅拌、过滤等,2、热量传递传热过程的基本规律及设备。传热、蒸发、结晶、冷冻等,绪论,一、课程的性质和任务,常见的单元操作过程,3、质量传递传质过程的基本规律和设备。气体吸收、精馏、溶剂萃取、结晶、固体干燥等,1、动量传递流体流动过程中基本规律及设备。流体流动、流体输送机械非均相物系分离、搅拌、过滤等,2、热量传递传热过程的基本规律及设备。传热、蒸发、冷冻等,绪论,一、课程的性质和任务,常见的单元操作过程,常见的单元操作过程：流体输送：流体通过管道的阻力损失，输送设备过滤：液固混合物的分离沉降：液固或气固混合物的分离颗粒流态化：强化气（液）固两相间的接触加热冷却：增加或降低特定物质的温度蒸馏：液体混合物的分离吸收：气体混合物的分离,作业,1、物料衡算依据质量守恒定律,连续稳态过程：输入物料总和=输出物料总和,绪论,体系可以是固定的设备或系统,二、研究单元过程的基本方法,式中输入物料质量的总和，kg；输出物料质量的总和，kg。,方法步骤：,（1）画出流程示意简图，确定衡算的基准。,（2）确定衡算对象全部物料、一个组分或多个组分等。,间歇式生产：以一批物料为基准,连续式生产：以单位时间为基准,1、物料衡算依据质量守恒定律,绪论,二、研究单元过程的基本方法,（4）列衡算式对与框图边线相交的各个物料或组分列式，箭号向内的写在等式一边，而箭号向外的写在等式另一边。,（3）确定衡算范围画框图整个生产过程，一个或几个设备、设备的局部,1、物料衡算依据质量守恒定律,绪论,二、研究单元过程的基本方法,举例：,m1+m2+m3=m5+m6,1、物料衡算依据质量守恒定律,绪论,二、研究单元过程的基本方法,2、能量衡算依据能量守恒定律,若,绪论,机械能、热量、电能、化学能、原子能等统称能量，化工生产中常以热量为主。,输入体系的总物料带入的热量，J；输出体系的总物料带出的热量，J；体系与环境交换的总热量，J。当体系向环境传热时，通常称为热损失，该值为正。,二、研究单元过程的基本方法,3、平衡关系研究过程进行的方向和限度,反应物产物,平衡关系是分析各种制药化工过程进行程度的量化指标，也为实际过程的进行指明了方向和标准。,绪论,二、研究单元过程的基本方法,4、过程速率过程进行的速度,过程进行的快慢：1提高过程速率的方法:,绪论,2减小过程速率的方法:,提高推动力降低阻力。,降低推动力提高阻力。,二、研究单元过程的基本方法,任何过程达到平衡状态时，其过程速率为零。,基本量：人为选定的几个独立物理量并根据方便原则规定单位。基本单位：基本量所使用的单位。,绪论,1、单位制,三、单位及单位制,工程单位制（重力单位制）长度（m）力（kgf）时间（s）,国际单位制（SI）(internationalsystemofunits）七个基本单位),绪论,长度（m）质量（kg）时间（s）电流（A）温度（K）物质的量（摩尔mol）光强度（cd）,1、单位制,三、单位及单位制,1kgf=9.8=9.8N工程制和SI制转换的桥梁,重要导出单位：力F=ma；N压强P=F/面积；N/m2Pa能量、功、热F距离；N.mJ功率功/时间；J/sW比热热/质量温度；J/kg.K单位换算？,三、单位及单位制,绪论,国际单位制优点：,通用性,一贯性任何一个导出单位由上述七个基本单位相乘除导出时，比例系数均为一。,1kgf等于质量1kg物体在重力加速度为9.807m/s2海平面上所受的重力。,1、单位制,三、单位及单位制,三、单位及单位制,物理量由一种单位换算成另一种单位时，量本身并无变化，但数值要改变，换算时要乘以量单位间的换算因数。常用的换算因数可查教材附录P296。,绪论,2.单位换算,例如：1in.=25.4mm,2.单位换算,换算因数：彼此相等而各有不同单位的两个物理量之比。纯数1,在使用理论公式进行计算时，建议将各物理量的单位都统一成国际单位制，使得计算结果也是同一单位制。在本教材里还涉及到了一些经验公式，计算时应按各个物理量的指定单位代入，所得结果的单位也是指定的。,三、单位及单位制,2.单位换算,绪论,【例】已知1atm=1.033kgf/cm2,试将此压强换算为SI单位。,=1.013105N/m2,解：1kgf=9.81N1m=100cm1atm=1.033kgf/cm2,制药化工过程与单元操作单位制与单位换算物料衡算能量衡算平衡关系过程速率,绪论小结,课后作业：,1、复习小结内容2、预习下一课第一章流体流动第一节流体静力学3、名词解释：物料衡算、能量衡算、平衡关系、过程速率,各单元操作定义4、单位