制藥設(shè)備與車間設(shè)計(jì)總結(jié)

1、、通風(fēng)發(fā)酵罐的類型： 機(jī)械通風(fēng)攪拌發(fā)酵罐、 氣升式發(fā)酵罐、自吸式發(fā)酵罐、伍式發(fā)酵罐、 文氏管發(fā)酵罐1、機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的 基本要求：（大題）（1 ）發(fā)酵罐應(yīng)具有適宜的徑高比；發(fā)酵罐的高度與直徑之比一般為1.74倍左右，罐身越長(zhǎng)，氧的利用率較高。（2）發(fā)酵罐能承受一定壓力；（3）發(fā)酵罐的攪拌通風(fēng)裝置能使氣液充 分混合，保證發(fā)酵液必須的溶解氧；（4）發(fā)酵罐應(yīng)具有足夠的冷卻面積；（5）發(fā)酵罐內(nèi)應(yīng)盡量減少死角，避免藏垢積污，滅菌能徹底，避免染菌；（6）攪拌器的軸封應(yīng)嚴(yán)密，盡量減少泄漏。罐體：在發(fā)酵罐的灌頂上的接管有:進(jìn)料管、補(bǔ)料管、排氣管、接種管和壓力表接管。在罐身上的接管有冷卻水進(jìn)出管、進(jìn)空氣管、

2、取樣管、溫度計(jì)管和測(cè)控儀表接口。2、機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐是一種密封式受壓設(shè)備，其主要部件包括：罐身、軸封、消泡器、攪拌器、聯(lián)軸器、中間軸承、擋板、空氣分布管、換熱裝置和人孔以及管路等t r 二0圖也要看看（1 ）攪拌器：攪拌器的作用是打碎氣泡，使空氣與溶液均勻接觸， 使氧溶解于發(fā)酵液中。攪拌器有軸向式（槳葉式、螺旋槳式）和徑向式（渦輪式）兩種。（2）擋板：（簡(jiǎn)答題）擋板的作用 是改變液流的方向，由徑向流改為軸向流，促使液體劇烈 翻動(dòng)，增加溶解氧。通常，擋板寬度?。?.10.2）D，裝設(shè)64塊即可滿足全擋板條件。全擋板條件：是指在一定轉(zhuǎn)數(shù)下再增加罐內(nèi)附件而軸功率仍保持不變。要達(dá)到全擋板條件必須滿足

3、下式要求：（罟）N = 2n =0,B武由 口出旳直雀£怨*鼻N蠟飯舷卜h抬®；血庚0.65 倍。（3）消泡器常用的形式有鋸齒形、梳狀式及孔板式。消泡器的長(zhǎng)度約為灌徑的（3）軸封：軸封的作用是使罐頂或罐底與軸之間的縫隙加以密封，防止泄漏和污染雜菌。常用的軸封有填料函和端面軸封兩種。 填料函式軸封（簡(jiǎn)答題）是由填料箱體，填料底襯套，填料壓蓋和壓緊螺栓等零件構(gòu)成，使旋轉(zhuǎn)軸達(dá)到密封的效果。填料函式軸封的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。主要缺點(diǎn)是：死角多，很難徹底滅菌，容易滲漏及染菌；軸的磨損情況較嚴(yán)重；填料壓緊后摩擦功率消耗大；壽命短，經(jīng) 常維修，耗工時(shí)多。 端面式軸封又稱機(jī)械軸封。密封作用是靠

4、彈性元件（彈簧、波紋管等）的壓力使垂直于軸線的動(dòng)環(huán)和靜環(huán)光滑表面緊密地相互貼合，并作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而達(dá)到密封。端面式軸封的優(yōu)點(diǎn)：清潔；密封可靠；無死角，可以防止雜菌污染；使用壽命長(zhǎng)；摩擦功率耗損??；軸或軸套不受磨損； 它對(duì)軸的精度和光潔度沒有填料密封要求那么嚴(yán)格，對(duì)軸的震動(dòng)敏感性小。端面式軸圭寸的 缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)比填料密圭寸復(fù)雜， 裝拆不便； 對(duì)動(dòng)環(huán)及靜環(huán)的表面 光潔度及平直度要求高。三、固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器類型： 淺盤式固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器； 轉(zhuǎn)鼓式固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器；旋轉(zhuǎn)圓盤式固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器；柱式固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器；通風(fēng)曲池。四、結(jié)構(gòu)尺寸1發(fā)酵罐圓柱體的直徑 V1=1/4 n HoD2問：怎樣提高發(fā)酵罐溶氧量？（在供需

5、兩方向）答案：溶氧的控制： 培養(yǎng)液中氧濃度的任何變化都是供需平衡的結(jié)果。調(diào)節(jié)發(fā)酵液中溶氧含 量不外從供、需兩個(gè)方面去考慮。供氧：OTRdC*戊二“牡。-C L)?提高KLa（OTR-氧傳遞速率）? （c*-cL）在供氧方面，主要是設(shè)法提高氧的傳遞推動(dòng)力和氧傳遞速率常數(shù)，因此影響供氧效果的主要因素有：空氣流量（通風(fēng)量）；攪拌轉(zhuǎn)速；氣體組分中的氧分壓；罐壓；溫度；培養(yǎng)基的物理性質(zhì)等需氧：r= Qo2X影響需氧的則是菌體的生理特性、培養(yǎng)基的豐富程度、溫度等。（2）發(fā)酵罐的換熱裝置（知道2種方式即可）夾套式換熱裝置：這種裝置多應(yīng)用于容積較小的發(fā)酵罐、種子罐；夾套的高度比靜止液面高度稍高即可，無須進(jìn)行冷

6、卻面積的設(shè)計(jì)。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；加工容易，罐內(nèi)無冷卻設(shè)備，死角少，容易進(jìn)行清潔滅菌工作，有利于發(fā)酵。其缺點(diǎn) 是：傳熱壁較厚，冷卻水流速低，發(fā)酵時(shí)降溫效果差。 豎式蛇管換熱裝置:這種裝置是豎式的蛇管分組安裝于發(fā)酵罐內(nèi)，有四組、六組或八組不等，根據(jù)管的直徑大小而定，容積5米3以上的發(fā)酵罐多用這種換熱裝置。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)是:冷卻水在管內(nèi)的流速大；傳熱系數(shù)高。這種冷卻裝置適用于冷卻用水溫度較低的地區(qū)， 水的用量較少。但是氣溫高的地區(qū)，冷卻用水溫度較高，則發(fā)酵時(shí)降溫困難，發(fā)酵溫度經(jīng)常 超過40 C aC,影響發(fā)酵產(chǎn)率，因此應(yīng)采用冷凍鹽水或冷凍水冷卻，這樣就增加了設(shè)備投資 及生產(chǎn)成本。此外，彎曲

7、位置比較容易蝕穿。 豎式列管（排管）換熱裝置：這種裝置是以列管形式分組對(duì)稱裝于發(fā)酵罐內(nèi)。其優(yōu)點(diǎn)是：加工方便，適用于氣溫較高，水源充足的地區(qū)。這種裝置的缺點(diǎn)是：傳熱系數(shù)較蛇管低，用水量較大2、反應(yīng)器（1）制藥工業(yè)的生產(chǎn)過程是由一系列化學(xué)反應(yīng)過程與物理處理過程有機(jī)的組合而成的。（2 ）反應(yīng)器的放大方法主要有：經(jīng)9 經(jīng)驗(yàn)放大法的依據(jù)是空時(shí)得率相等的原則，即假定單位時(shí)間內(nèi)、單位體積反應(yīng)器所生產(chǎn)的質(zhì)量（或處理的原料量是相同的）。相似放大法：生產(chǎn)設(shè)備以模型設(shè)備的某些參數(shù)按比例放大，即按相似 準(zhǔn)數(shù)相等的原則進(jìn)行放大的方法稱為相似放大法。數(shù)學(xué)模擬放大法：數(shù)學(xué)基礎(chǔ)模擬放大法的基礎(chǔ)是數(shù)學(xué)模型。所謂數(shù)學(xué)模型就是描述

8、工業(yè)反應(yīng)器中各參數(shù)之間的數(shù)學(xué)表達(dá)式。（3 ）反應(yīng)器按照設(shè)備的結(jié)構(gòu)形勢(shì)可分為：管式、（一）基本的反應(yīng)器型式：連問：何為返混？簡(jiǎn)要說明產(chǎn)生返混的原因及返混對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響。答案： 返混：反應(yīng)器內(nèi)不同年齡的物料混合在一起，形成一定的分布，稱為年齡分布。不同年齡的物料粒子混在一起的現(xiàn)象，稱為返混。產(chǎn)生返混的原因大概有五種：渦流與擾動(dòng)：管式反應(yīng)器進(jìn)出口的渦流與擾動(dòng)，引起物料粒子間的軸向混合， 造成返混。速度分布：管式反應(yīng)器中延徑向各點(diǎn)的流速不同，因而停留的時(shí)間長(zhǎng)短不同而引起返混。 溝流：填充床中由于溝流等造成物料粒子以不同的流速通過反應(yīng) 器，引起返混。 倒流：連續(xù)攪拌釜中由于攪拌作用引起物流倒流，造成返

9、混。短路與死角：連續(xù)反應(yīng)器中由于短路與死角使物料粒子在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間不同造成返混。返混對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響：（1）由于返混，物料粒子的停留時(shí)間長(zhǎng)短不一，停留時(shí)間短的粒子的來說，返混會(huì)使產(chǎn)品的收率、質(zhì)量降低。（2）此外，返混還使反應(yīng)物的濃度降低。以間歇反應(yīng)釜與連續(xù)反應(yīng)釜作比較，若兩者進(jìn)行同一反應(yīng)，且轉(zhuǎn)化率相同，則因前者不存在返混, 反應(yīng)物的濃度隨時(shí)間而變化，從開始時(shí)的CAO降為反應(yīng)結(jié)束時(shí)的 CA,而后者由于返混程度很大，反應(yīng)物一加入釜內(nèi)，就立即與釜內(nèi)物料混和，濃度降為CA,反應(yīng)始終在最低的濃度 CA 下進(jìn)行，所以反應(yīng)速度小，需要的反應(yīng)器容積大。 可見，連續(xù)操作本身并不意味著強(qiáng)化生產(chǎn)。（3）在某些

10、情況下返混可能是有利的如前述對(duì)目催化反應(yīng)，采用連續(xù)攪拌釜，可以使釜內(nèi)反應(yīng)物濃度保持在最佳濃度下反應(yīng)，需要的反應(yīng)器容積將最小。（四）一般情況下理想反應(yīng)器有：平推流、全混流、中間流。四、廢水處理的基本方法有：物理法、化學(xué)法、生物法和物理化學(xué)法。1、活性污泥：是一種絨絮狀小顆粒，它是由需氧菌為主體的微生物群，有機(jī)性和無機(jī)性膠體，懸浮物等所組成的一種肉眼可見的細(xì)粒?；钚晕勰嗑哂泻軓?qiáng)的吸附與分解有機(jī)物的能力。2、活性污泥法：又稱 曝氣法，是利用含有大量需要微生物的活性污泥，在強(qiáng)力通風(fēng)條件下 使污水凈化的生物化學(xué)法。3、生化需氧量（BOD）:是指在一定條件下微生物分解水中有機(jī)物時(shí)所需的氧量。常用B0,即5

11、日生化需氧量，表示在 20 C下培養(yǎng)5日，1L水中溶解氧的減少量，單位：mg/l?；瘜W(xué)需氧量（COD）:是指在一定條件下用強(qiáng)氧化劑（重鉻酸鉀，高錳酸鉀）使污染物氧化所消 耗的氧量。COD與BOD之差表示未能被微生物降解的污染物含量。2、反應(yīng)時(shí)間：是指反應(yīng)物料講入反應(yīng)器后，從實(shí)際發(fā)生反應(yīng)的時(shí)刻起，到反應(yīng)達(dá)某個(gè)轉(zhuǎn)化 率時(shí)所需的時(shí)間。（主要用于間歇反應(yīng)器）3、停留時(shí)間：是指反應(yīng)物料從講入反應(yīng)器的時(shí)刻算起到它們離開反應(yīng)器的時(shí)刻為止，所用 的時(shí)間。（主要用于連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)器 ）4、平均停留時(shí)間：流體微元平均經(jīng)歷的時(shí)間稱為平均停留時(shí)間5、空時(shí)：是反應(yīng)器的有效體積V與進(jìn)料的體積流量 Q0之比。物理意義是處理一

12、個(gè)反應(yīng)器體積的物料所需要的時(shí)間。V物料V=V r6、空速：空時(shí)的倒數(shù)。物理意義是單位時(shí)間可以處理多少個(gè)反應(yīng)器體積的 7、攪拌釜（填圖題） &如何消除打旋消除打旋現(xiàn)象的措施有三：（1）加設(shè)擋板（2）偏心安裝 發(fā)生打旋的原因：總流和湍動(dòng)之間的平衡。9、物料衡算的概念 （計(jì)算）物料衡算一是研究某一個(gè)體系內(nèi)進(jìn)、出物料及組成的變化，即物料平衡。物料衡算計(jì)算題（1）轉(zhuǎn)化率：對(duì)某一組分來說，反應(yīng)物所消耗的物料量與投入反應(yīng)物料量之比簡(jiǎn)稱該組分 的轉(zhuǎn)化率。一般以百分率表示。、， 反應(yīng)消耗 A組分的量 一 “a（2）收率（產(chǎn)率）:某重要產(chǎn)物實(shí)際收的反量與投入原料計(jì)算的理論論產(chǎn)量之比值，也以百分率表示。（3

13、 ）選擇性：各種主、畐U產(chǎn)物中，主產(chǎn)物所占分率。產(chǎn)物實(shí)際得量按某一主要原料計(jì)算的理論產(chǎn)量100%例題：甲氧芐氨嘧啶生產(chǎn)中由沒食子酸經(jīng)甲基化反應(yīng)制備三甲氧苯甲酸工序，測(cè)得投料沒食子酸（1）25.0kg，未反應(yīng)的沒食子酸2.0kg，生成三甲氧苯甲酸（2） 24.0kg,求選擇性和收率 六、工程經(jīng)濟(jì)的總成本產(chǎn)品的成本是指在生產(chǎn)過程中所消耗各項(xiàng)費(fèi)用的總和?？偝杀居绍囬g成本（原材料、輔助材料費(fèi)，燃料和動(dòng)力費(fèi)，身纏工人工資及附加費(fèi)，車間費(fèi)用），企業(yè)管理費(fèi)和銷售費(fèi)組成。九、蒸發(fā)的定義：將溶液加熱到沸騰，使其中部分溶劑氣化并除去。從而提高溶液的濃度或 使溶液濃縮到飽和兒析出，溶質(zhì)的操作，它是分離揮發(fā)性溶劑和不揮發(fā)性溶質(zhì)的一種單元操 作。目的是使溶液濃縮或回收溶劑。蒸發(fā)的設(shè)備：（1）管式薄膜蒸發(fā)皿（2）刮板式蒸發(fā)器（3）離心式薄膜蒸發(fā)器十、結(jié)晶的定義：是物質(zhì)以固體的晶體形態(tài)，從蒸汽、溶液或熔融物中析出過程結(jié)晶操作是獲得純凈固體物質(zhì)的重要物質(zhì)。用于結(jié)晶的方法：（1）蒸發(fā)結(jié)晶法（2）冷卻結(jié)晶法（3）加入第三物質(zhì)改變?nèi)苜|(zhì)溶解度結(jié)晶 法。結(jié)晶的設(shè)備：（1）冷卻攪拌結(jié)晶器（2）真空煮晶鍋（3）真空式結(jié)晶器十一、蒸發(fā)與結(jié)晶的區(qū)別：（1）相變的區(qū)別：蒸發(fā)