制藥設備與車間設計總結材料

1、二、通風發(fā)酵罐的類型：機械通風攪拌發(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機械攪拌通風發(fā)酵罐的 基本要求：（大題）（1 ）發(fā)酵罐應具有適宜的徑高比；發(fā)酵罐的高度與直徑之比一般為1.74倍左右，罐身越長，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)酵罐應具有足夠的冷卻面積；（5）發(fā)酵罐應盡量減少死角，避免藏垢積污，滅菌能徹底，避免染菌；（6）攪拌器的軸封應嚴密，盡量減少泄漏。罐體：在發(fā)酵罐的灌頂上的接管有：進料管、補料管、排氣管、接種管和壓力表接管。在罐身上的接管有冷卻水進出管、進空氣管、取樣管、

2、溫度計管和測控儀表接口。2、機械攪拌通風發(fā)酵罐是一種密封式受壓設備，其主要部件包括：罐身、軸封泡器、 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（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，增加溶解氧。通常，擋板寬度取（0.10.2）D，裝設64塊即可滿足全擋板條件。全擋板條件：是指在一定轉數(shù)下再增加罐附件而軸功率仍保持不變。要達到全擋板條件必須滿足下式要求：（仔）N -AZp二

3、聰戸氐屮Q *的盤輕曲檔板歡za-怦板盤 at *（3）消泡器常用的形式有鋸齒形、梳狀式及孔板式。消泡器的長度約為灌徑的0.65倍。（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成，使旋轉軸達到密封的效果。填料函式軸封的優(yōu)點是結構簡單。主要缺點是：死角多，很難徹底滅菌，容易滲漏及染菌；軸的磨損情況較嚴重；填料壓緊后摩擦功率消耗大；壽命短，經(jīng) 常維修，耗工時多。 端面式軸封又稱機械軸封。密封作用是靠彈性元件（彈簧、波紋管等）的壓力使垂直于軸線的動環(huán)和靜環(huán)

4、光滑表面緊密地相互貼合，并作相對轉動而達到密封。端面式軸封的 優(yōu)點：清潔；密封可靠；無死角，可以防止雜菌污染；使用壽命長；摩擦功率耗損??；軸或軸套不受磨損； 它對軸的精度和光潔度沒有填料密封要求那么嚴格，對軸的震動敏感性小。端面式軸圭寸的 缺點：結構比填料密圭寸復雜， 裝拆不便； 對動環(huán)及靜環(huán)的表面 光潔度及平直度要求高。三、固態(tài)發(fā)酵反應器類型： 淺盤式固態(tài)發(fā)酵反應器； 轉鼓式固態(tài)發(fā)酵反應器；旋轉圓盤式固態(tài)發(fā)酵反應器；柱式固態(tài)發(fā)酵反應器；通風曲池。四、結構尺寸1.發(fā)酵罐圓柱體的直徑 V1=1/4 n H 問：怎樣提高發(fā)酵罐溶氧量？（在供需兩方向）調節(jié)發(fā)酵液中溶氧含答案：溶氧的控制：培養(yǎng)液中氧濃

5、度的任何變化都是供需平衡的結果。量不外從供、需兩個方面去考慮。供氧：OTR些dt? 提高KLaJa（C * C l）（OTR-氧傳遞速率）? （c*-cL）在供氧方面，主要是設法提高氧的傳遞推動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（通風量）；攪拌轉速；氣體組分中的氧分壓； 罐壓；溫度； 培養(yǎng)基的物理性質等需氧：r= Qo2C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。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，無須進行冷卻面積的設計。這種裝置的優(yōu)點是：結構簡單：加工容易，罐

6、無冷卻設備，死角少，容易進行清潔滅菌工作，有利于發(fā)酵。其缺點 是：傳熱壁較厚，冷卻水流速低，發(fā)酵時降溫效果差。 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，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)點是:冷卻水在管的流速大；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)酵時降溫困難，發(fā)酵溫度經(jīng)常超過40 C a C,影響發(fā)酵產率，因此應采用冷凍鹽水或冷凍水冷卻，這樣就增加了設備投資及生產成本。此外，彎曲位置比較容易蝕穿。 豎式列管（排管）換熱裝置:這種裝置是以列

7、管形式分組對稱裝于發(fā)酵罐。其優(yōu)點是:加工方便，適用于氣溫較高，水源充足的地區(qū)。這種裝置的缺點是：傳熱系數(shù)較蛇管低，用水量較大2、反應器（1）制藥工業(yè)的生產過程是由一系列化學反應過程與物理處理過程有機的組合而成的。（2 ）反應器的放大方法主要有：經(jīng)9 經(jīng)驗放大法的依據(jù)是空時得率相等的原則，即假定單位時間、單位體積反應器所生產的質量（或處理的原料量是相同的）。相似放大法：生產設備以模型設備的某些參數(shù)按比例放大，即按相似準 數(shù)相等的原則進行放大的方法稱為相似放大法。數(shù)學模擬放大法：數(shù)學基礎模擬放大法的基礎是數(shù)學模型。所謂數(shù)學模型就是描述工業(yè)反應器中各參數(shù)之間的數(shù)學表達式。（3）反應器按照設備的結構形

8、勢可分為：管式（一）基本的反應器型式：連問：何為返混？簡要說明產生返混的原因及返混對化學反應的影響。答案：返混：反應器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。產生返混的原因大概有五種：渦流與擾動：管式反應器進出口的渦流與擾動，引起物料粒子間的軸向混合， 造成返混。速度分布：管式反應器中延徑向各點的流速不同，因而停留的時間長短不同而引起返混。 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，造成返混。短路與死角：連續(xù)反應器中由于短路與死角使物料粒子在反應器的停留時間不同

9、造成返混。返混對化學反應的影響：（1）由于返混，物料粒子的停留時間長短不一，停留時間短的粒子還未反應完全就離開了反應器，而停留時間長的粒子可能進一步反應成為副產物。所以，總的來說，返混會使產品的收率、質量降低。（2）此外，返混還使反應物的濃度降低。以間歇反應釜與連續(xù)反應釜作比較，若兩者進行同一反應，且轉化率相同，則因前者不存在返混,反應物的濃度隨時間而變化，從開始時的CAO降為反應結束時的 CA,而后者由于返混程度很大，反應物一加入釜，就立即與釜物料混和，濃度降為 CA反應始終在最低的濃度 CA下進行，所以反應速度小，需要的反應器容積大?？梢?，連續(xù)操作本身并不意味著強化生產。（3）在某些情況下

10、返混可能是有利的如前述對目催化反應，采用連續(xù)攪拌釜，可以使釜反應物濃度保持在最佳濃度下反應，需要的反應器容積將最小。（四）一般情況下理想反應器有：平推流、全混流、中間流。四、廢水處理的基本方法有：物理法、化學法、生物法和物理化學法。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，有機性和無機性膠體，懸浮物等所組成的一種肉眼可見的細粒?；钚晕勰嗑哂泻軓姷奈脚c分解有機物的能力。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，在強力通風條件下 使污水凈化的生物化學法。3、 生化需氧量（BOD：是指在一定條件下微生物分解水中有機物時所需的氧量。常用BQ 即5日生化需

11、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 需氧量（CQD :是指在一定條件下用強氧化劑（重鉻酸鉀，高錳酸鉀）使污染物氧化所消耗 的氧量。CQD與 BQD之差表示未能被微生物降解的污染物含量。2、反應時間：是指反應物料進入反應器后，從實際發(fā)生反應的時刻起，到反應達某個轉化率時所需的時間。（主要用于間歇反應器）3、停留時間：是指反應物料從進入反應器的時刻算起到它們離開反應器的時刻為止，所用的時間。（主要用于連續(xù)流動反應器 ）4、平均停留時間：流體微元平均經(jīng)歷的時間稱為平均停留時間5、空時：是反應器的有效體積 V與進料的體積流量 Q0之比。物理意義是處理一個反

12、應器 體積的物料所需要的時間。SV6、空速：空時的倒數(shù)。物理意義是單位時間可以處理多少個反應器體積的物料 7、攪拌釜（填圖題）nd 2 i 罐擰毎反宓巖怡沖欄jffi1 殲 n*.立一用葉，a *4 城硬樋.k 一 FRHi W 書_寶斥,丁一入化* 9 丫 珥肋瞪8、如何消除打旋消除打旋現(xiàn)象的措施有三：(1)加設擋板 (2 )偏心安裝發(fā)生打旋的原因：總流和湍動之間的平衡。9、物料衡算的概念(計算) 物料衡算一是研究某一個體系進、出物料及組成的變化，即物料平衡。 物料衡算計算題(1)轉化率：對某一組分來說，反應物所消耗的物料量與投入反應物料量之比簡稱該組分的轉化率。一般以百分率表示。X A反應

13、消耗 A組分的量 投入反應 A組分的量100 %(2)收率(產率)：某重要產物實際收的量與投入原料計算的理論產量之比值，也以百分率表示。產物收得量折算成原料原料投入量量 100%產物實際得量按某一主要原料計算的理論產量100%(3 )選擇性：各種主、副產物中，主產物所占分率。主產物生成量折算成原 料量反應掉原料量100%例題：甲氧芐氨嘧啶生產中由沒食子酸經(jīng)甲基化反應制備三甲氧苯甲酸工序，測得投料沒食子酸(1)25.0kg，未反應的沒食子酸2.0kg，生成三甲氧苯甲酸(2)24.0kg，求選擇性和收率1883(CH 3)2SO 4NaOH22123CH 3OSO2OH六、工程經(jīng)濟的總成本車囘國年

14、廠凍材料、輔謝材料費 TS料和動力酸生嚴工人工賁及齡加務車問折舊費車間維議箕車間借脛費企業(yè)曾理費產品的成本是指在生產過程中所消耗各項費用的總和?？偝杀居绍囬g成本（原材料、輔助材料費，燃料和動力費，身纏工人工資及附加費，車間費用），企業(yè)管理費和銷售費組成。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，溶質的操作，它是分離揮發(fā)性溶劑和不揮發(fā)性溶質的一種單元操作。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、結晶的定義：是物質以固體的晶體形態(tài)，從蒸汽、溶液或熔融物中析出過程結晶操作是

15、獲得純凈固體物質的重要物質。用于結晶的方法：（1）蒸發(fā)結晶法（2）冷卻結晶法（3）加入第三物質改變溶質溶解度結晶法。結晶的設備：（1）冷卻攪拌結晶器（2）真空煮晶鍋（3）真空式結晶器十一、蒸發(fā)與結晶的區(qū)別：（1）相變的區(qū)別：蒸發(fā)的相：無相變 ；結晶的相：有相變（2）蒸發(fā)與結晶的過程置于蒸發(fā)器中連續(xù)進行十二、過濾設備： （1）板框過濾機（2）三足離心過濾機 無菌空氣的流程圖（給圖寫名）5索IK團科冷即*加蜻嫁曲詢用A圧HTfl 3-rr f 冷肚矗 3-WKA* 7-ttMAB 加熟 9-過泊*流程的特點：兩次冷卻，兩次分離，適當加熱十四、發(fā)酵罐管錢過濾系統(tǒng)的組成：（1）蒸汽過濾器（2）預過濾器

16、（粗）（3）除菌過濾器（精）（4）設計流程圖的管道的表示初步設計流程圖管線表示法罐的體積的計算?例如，一年產14% ，提取總收率 96小時。5萬檸檬酸的發(fā)酵廠，發(fā)酵產酸水平平均為90% ，年生產日期為300天，發(fā)酵周期為?則，每日的產量=50000/300=166.7噸?每日所需發(fā)酵液的量=166.7/( 0.14X 0.9)=1322.8米 3?假定發(fā)酵罐的裝液系數(shù)為85%?則每日所需發(fā)酵罐容積= 1322.8/0.85=1556米3?取發(fā)酵罐的公稱容積為250 米 3? 則每日需要6個發(fā)酵罐發(fā)酵周期為4天，考慮放罐洗罐等輔助時間，整個周期為5天。則所需發(fā)酵罐的總數(shù)=5 X 6+1=31個灑

17、春青及西孝缶雀re-炭丹釧納構尺寸的砒止比帶甜亍常積的計兌=V =紅常丄弋中壬覆酵晞的。悴積 子發(fā)酪舞中的裝液址巾裝液系數(shù) *屮卅ftfi丿孚丿氐、lAn.rrj imi f utJ鑒卅杭arfp r：打”性H C + 勺+ 與Oj. P otr*i：4X）ii 妙砂州 + i：rnsio*麼（列 I r 1 - L .sn. h,-or I -0.40 hz=O.O-O. i i2.無瞬4SME數(shù)的確電I対丁何 皈監(jiān)內筑 監(jiān)酵譜械敵IJ J按下式計鶴、Z =芻+ 1屮 N： 段館腿個數(shù)（個）m毎24小時內進行加抖的卷附琲數(shù)tl發(fā)酚周期（小時b發(fā)酵罐的個數(shù)和結構尺寸的確定務十丄軸a臉，幵=即4

18、雲(yún)m |工*RT. 督乂章耳 *|3 4*褲出件釈尸+壬尹喪工1息？屯1 口亠1UO C畑上工Sfltftf爭剛柱冊睹1K 比miw汕憶愜垃冼】M站的尺的比恍尤4（如下. ff 1 3 O 屜O*0.785 /jfc Cfi +-i-A，+ 4-*11O0 =-0 7BSlrz o HW/ 1,2 Jt fi.a = 0 s曲腳為IAi -兀 Lf t g 鼻扌 * 4 -? x 庁.&二*為= A、=m” K，-j- tt “-. = 3 . H k H . Sfi-i*Mtfj練旳也樓.廣以空Mfi襄曲創(chuàng)J /- 4-嚴站卜F.=叮職*巧令 XUTO 11 竺 幻丿C 才門勺倔玉遼冬曲益甘

19、轉3k， “55亠5，Q G2Q尺 *+VMIX w n 盎斤、0WtF-iifcef fl*K f* iiJTMfAWJtt fLmfft & CflH 1-Jf 6: fli*tlHt*JF 辭卜 M 的悄呻贈丄哦 Af 狀 二 Vi -?4 x 4 x lOOOx41tt.fi忖二! X iff* f千第7小時、沖0=喀巴二#九X 10- 0,z*JO* 手撇/小時片叫“ 亠pj啟定縮M不色畀慄妒自，坐皿恥網(wǎng)nJ越55*0 生廣廠騎卒嫌區(qū)賄草馨爭均ill質呵査 闞掃關資弭、現(xiàn)毀逹刃辭P。m-(爲刃 1.7V 叫皿心站+叫H73 -f 32 *1M /#( 卡*=33*5( TJUS/X小

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