中药工程原理与设备绪论及前处理课件.ppt

1、中药制药工程原理与设备主讲人：吕邵娃主讲人：吕邵娃教学组织及要求教学组织及要求n1 1本学期授课共计本学期授课共计5454学时。学时。绪论绪论 2 2学时学时单元操作原理与设备单元操作原理与设备 2424学时学时成型设备与原理成型设备与原理 1616学时学时工艺设计与工程化概论工艺设计与工程化概论 8 8学时学时实习实习 4 4学时学时n2 2教学环节与要求教学环节与要求课堂教学（思路和概念为主）：认真听讲、记笔记，不迟到、早退，保证课堂教学（思路和概念为主）：认真听讲、记笔记，不迟到、早退，保证出勤率出勤率作业作业 ：严谨，独立完成，：严谨，独立完成，平时成绩平时成绩30%30%。期末考试期

2、末考试(闭卷闭卷)我的联系方式我的联系方式 Tel:89661488；E-mail:课程安排课程安排前处理原理与设备前处理原理与设备1粉碎原理与设备粉碎原理与设备2固液萃取原理与设备固液萃取原理与设备4筛分混合原理与设备筛分混合原理与设备3蒸馏原理与设备蒸馏原理与设备7过滤与沉降原理与设备过滤与沉降原理与设备56成型设备与原理成型设备与原理9干燥原理与设备干燥原理与设备8中药制剂工程化概论中药制剂工程化概论11工艺设计工艺设计1012传热与蒸发原理与设备传热与蒸发原理与设备可行性报告撰写可行性报告撰写中药制药工程原理与设备 绪论参考书目参考书目：参考资料：参考资料：1.1.曹光明主编曹光明主编

3、.中药制药工程学中药制药工程学2.2.杨祖荣主编杨祖荣主编.化工原理化工原理3.3.王沛主编王沛主编.药厂厂房与制药工艺设计药厂厂房与制药工艺设计4.4.国家药品监督管理局主编国家药品监督管理局主编.药品药品GMPGMP检查指南检查指南5.5.张绪峤主编张绪峤主编.药物制剂设备与车间工艺设计药物制剂设备与车间工艺设计中药制药工程原理与设备 绪论教材：教材：中药制药工程原理与设备中药制药工程原理与设备刘落宪等，中医药出版社刘落宪等，中医药出版社 中药制药工程研究的是：如何把小试研究成果开中药制药工程研究的是：如何把小试研究成果开发放大为中试，再开发为生产规模。包括制药工程的发放大为中试，再开发为

4、生产规模。包括制药工程的勘察、设计、产品设计、加工制造、设备选型、工艺勘察、设计、产品设计、加工制造、设备选型、工艺与施工方法的研究。是在科学实验与中药制药之间架与施工方法的研究。是在科学实验与中药制药之间架桥的工作，是直接为人类服务的创造价值的劳动。桥的工作，是直接为人类服务的创造价值的劳动。无论你多么志存高远，永远离不开对无论你多么志存高远，永远离不开对“高附加值高附加值”的追求。制药是高附加值的行业。的追求。制药是高附加值的行业。导言导言：中药制药工程原理与设备 绪论 （1）以）以工程技术观点工程技术观点和和经济观点经济观点来分析和处理实际问题的来分析和处理实际问题的能力；能力；通过本课

5、程的学习，应树立起工程观点（通过本课程的学习，应树立起工程观点（安全适用、经济合安全适用、经济合理理），掌握解决工程实际的方法，培养下列两种基本能力：），掌握解决工程实际的方法，培养下列两种基本能力：（2）熟练的进行工程基本运算。以便在中药制药生产、科研）熟练的进行工程基本运算。以便在中药制药生产、科研和设计工作中达到和设计工作中达到强化强化生产过程，生产过程，提高产品质量，提高设备能力提高产品质量，提高设备能力及效率及效率，降低设备投资及产品成本降低设备投资及产品成本，节约能耗，防止污染节约能耗，防止污染以及加以及加速新技术开发等方面的目的。速新技术开发等方面的目的。通过本课程的学习，通过本

6、课程的学习，达到下列两个基本目标：达到下列两个基本目标：（1）为企业家的理想插上翅膀；为科学家的道路夯实基础。）为企业家的理想插上翅膀；为科学家的道路夯实基础。中药制药工程原理与设备 绪论学习目标学习目标：（2）为弘扬祖国优秀医药文化遗产，推动中药工业全面实施为弘扬祖国优秀医药文化遗产，推动中药工业全面实施GMPGMP标准，逐步实现中药生产规范化、现代化目标不懈奋斗。标准，逐步实现中药生产规范化、现代化目标不懈奋斗。绪绪 论论n中药制药工程原理研究内容中药制药工程原理研究内容n中药制药工程原理研究方法中药制药工程原理研究方法n常用基本概念常用基本概念n单位制和单位换算单位制和单位换算n设备与本

7、课程的关系设备与本课程的关系本章要点n传递现象是自然界和生产中普遍存在的现象传递现象是自然界和生产中普遍存在的现象,当物系偏离当物系偏离平衡状态时平衡状态时,就会发生某种物理量的转移就会发生某种物理量的转移,从而使物系趋向从而使物系趋向平衡。贯穿的本书是平衡。贯穿的本书是“三传三传”理论。理论。n动量传递动量传递：流体内部由于动量、密度的空间分布不均而引：流体内部由于动量、密度的空间分布不均而引起动量在时空中的传递过程。起动量在时空中的传递过程。n热量传递热量传递：由温度在空间的非均匀分布造成的内能在时空：由温度在空间的非均匀分布造成的内能在时空中的传递过程。中的传递过程。n质量传递质量传递：

8、浓度在时空中分布的不均匀性所产生的传递过：浓度在时空中分布的不均匀性所产生的传递过程。程。一、中药制药工程原理研究内容一、中药制药工程原理研究内容中药制药工程原理与设备 绪论三传三传 =动量传递动量传递 +热量传递热量传递 +质量传递质量传递中药制药工程原理与设备 绪论传递基础传递基础单元操作单元操作目的目的原理原理动量传递动量传递流体输送流体输送输送输送输入机械能输入机械能沉降沉降非均相混合物分离非均相混合物分离引起沉降引起沉降过滤过滤非均相混合物分离非均相混合物分离尺度不同的截留尺度不同的截留搅拌搅拌混合、分散混合、分散输入机械能输入机械能热量传递热量传递换热换热升、降升、降T，or改变相

9、态改变相态利用利用T传入、移出传入、移出热量热量蒸发蒸发溶剂与不挥发性溶质分离溶剂与不挥发性溶质分离供热汽化溶剂供热汽化溶剂质量传递质量传递蒸馏蒸馏均相混合物分离均相混合物分离挥发度不同挥发度不同萃取萃取均相混合物分离均相混合物分离溶解度不同溶解度不同吸附吸附均相混合物分离均相混合物分离吸附能力不同吸附能力不同热、质传递热、质传递干燥干燥去湿去湿供热汽化供热汽化以以“三传三传”为物理内核的单元操为物理内核的单元操作作中药制药工程原理与设备 绪论二、中药制药工程原理研究方法二、中药制药工程原理研究方法p制药工程观念制药工程观念 工程研究采用因次分析法、数学模型法和过程分解法工程研究采用因次分析法

10、、数学模型法和过程分解法p工程设计和操作则工程设计和操作则“优化优化”、“适宜适宜”的观点的观点 技术上的可行性和经济上的合理性相结合技术上的可行性和经济上的合理性相结合p单元操作过程中要求运用单元操作过程中要求运用 平衡观点平衡观点 物料平衡和能量平衡物料平衡和能量平衡 速率观点速率观点中药制药工程原理与设备 绪论数学模型法（半经验半理论）数学模型法（半经验半理论）因次论指导下的实验研究法因次论指导下的实验研究法实验：寻找函数形式，决定参数实验：寻找函数形式，决定参数滤液粘度；U流速；P压力差；d当量直径中药制药工程原理与设备 绪论三三.常用的基本概念常用的基本概念 p1.1.物料衡算物料衡

11、算 p2.2.能量衡算能量衡算 p3.3.物系的平衡关系物系的平衡关系 p4.4.传递速率传递速率 中药制药工程原理与设备 绪论1.1.物料衡算物料衡算 投入的原料量、产出的产品量和损失量之间的关系，需根据对投入的原料量、产出的产品量和损失量之间的关系，需根据对物料衡算。物料衡算。依据质量守恒定律，进入与离开某一过程的物料质量之差，等于该过依据质量守恒定律，进入与离开某一过程的物料质量之差，等于该过程中累积的物料质量，即程中累积的物料质量，即 m mf f-m-mp p =A =A （0-10-1）式中：式中：m mf f输入量的总和输入量的总和 m mp p输出量的总和；输出量的总和；A A

12、累积量累积量 对于连续操作的过程，若各物理量不随时间改变，即为稳定操对于连续操作的过程，若各物理量不随时间改变，即为稳定操作状态时，过程中不应有物料的积累。则物料衡算关系为：作状态时，过程中不应有物料的积累。则物料衡算关系为：m mf fmmp p （0-20-2）中药制药工程原理与设备 绪论物料衡算物料衡算基于质量守衡定律。对任一系统：GI-GO=GA GI：输入物料总和；GO：输出物料总和;GA：积累的物料；物料衡算可按下列物料衡算可按下列 步骤步骤 进行：进行：（1）首先根据题意画出各物流的流程示意图，方框代表设备、物料的流向用箭头表示，并标上已知数据与待求量；（2）圈出衡算的范围；（3

13、）选衡算基准；（4）列出衡算式，求解未知量。注意两点：注意两点：（1）衡算的范围（系统）可以是一个设备，也可以使若干个设备；（2）可对总物料或其中某一组成列出物料衡算式，进行求解。q本课程所用到的能量主要有机械能和热能。本课程所用到的能量主要有机械能和热能。q能量衡算的依据是能量守恒定律。能量衡算的依据是能量守恒定律。q热量衡算的步骤与物料衡算的基本相同热量衡算的步骤与物料衡算的基本相同。2.2.能量衡算能量衡算中药制药工程原理与设备 绪论3.3.物系的平衡关系物系的平衡关系 p过程的平衡问题说明过程进行的方向和所能达到过程的平衡问题说明过程进行的方向和所能达到的极限。当过程不是处于平衡态时，

14、则此过程必的极限。当过程不是处于平衡态时，则此过程必将以一定的速率进行。例如传热过程，当两物体将以一定的速率进行。例如传热过程，当两物体温度不同时，即温度不平衡，就会有净热量从高温度不同时，即温度不平衡，就会有净热量从高温物体向低温物体传递，直到两物体的温度相等温物体向低温物体传递，直到两物体的温度相等为止，此时过程达到平衡，两物体间也就没有净为止，此时过程达到平衡，两物体间也就没有净的热量传递。的热量传递。中药制药工程原理与设备 绪论4.4.过程速率过程速率 p 过程速率表明过程进行的快慢。过程的推动力越大，阻力过程速率表明过程进行的快慢。过程的推动力越大，阻力越小，过程进行得越快。通常存在

15、以下关系式：越小，过程进行得越快。通常存在以下关系式：p传递过程某瞬间距平衡的差额传递过程某瞬间距平衡的差额,通常称为过程的推动力。如压力差、通常称为过程的推动力。如压力差、密度差、浓度差等。密度差、浓度差等。p减小阻力有利于过程速率加快。（如提取过程增加搅拌）减小阻力有利于过程速率加快。（如提取过程增加搅拌）p采取措施提高过程阻力时，不能降低物料和能量的利用率。采取措施提高过程阻力时，不能降低物料和能量的利用率。p过程速率是制药设备重要因素，过程速率增大可以使设备尺寸减小。过程速率是制药设备重要因素，过程速率增大可以使设备尺寸减小。中药制药工程原理与设备 绪论四、单位制和单位换算四、单位制和

16、单位换算1 1、单位制度、单位制度任何物理量都是用数字和单位联合表达的。基本单位：基本单位：一般先选几个独立的物理量，以使用方便为原则规定出它们的单位。（mkgsAKmolcd)导出单位：导出单位：根据其本身的物理意义，由有关基本单位组合构成。基本单位和导出单位构成一个完整的体系，称为单位制。单位制。不同的单位制：历史、地域、科学领域主要有：国际单位制、物理单位制、实用单位制、工程单位制法定计量单位：以国际单位制（SI）为基础。中药制药工程原理与设备 绪论2、物理量的单位、物理量的单位 表0-1 国际单位制的基本单位中药制药工程原理与设备 绪论量量 的的 名名 称称 单单 位位 名名 称称 单

17、单 位位 符符 号号长长 度度 米米 m质质 量量 千千 克克 kg时时 间间 秒秒 s电电 流流 安安 培培 A热力学温度热力学温度 开尔文开尔文K物质的量物质的量 摩摩 尔尔mol发光强度发光强度 坎德拉坎德拉cd中药制药工程原理与设备 绪论中药制药工程原理与设备 绪论表0-2 国际单位制中具有专门名称的导出单位量 的 名 称单 位 名 称单 位 符 号其它表示式示例频率赫兹Hzs1力；重力牛顿Nm/s2压力（压强），应力帕斯卡PaN/m2能量，功，热焦耳JNm功率瓦特WJ/s摄氏温度摄氏度*中药制药工程原理与设备 绪论3、单位换算、单位换算物理量的单位换算密度单位：g/cm3=10-3k

18、g/10-6m3=103kg/m3流量单位：150L/min=15010-3m3/60s=0.0025m3/s压强单位：1atm=1.033kgf/cm2=1.033kgf/10-4m2 =1.013105N/m2理论公式将任一单位制的数据代入这一类公式中，解出的结果总是属于同一单位制。经验公式必须按公式要求换成适当单位。中药制药工程原理与设备 绪论五、设备与本课程的关系五、设备与本课程的关系制药工程制药工程 =制药原理制药原理 +设备选型设备选型 =三传三传 +一设备一设备1.单元操作：单元操作：2.设备发展趋势：设备发展趋势：密闭、高效、多功能、连续化、自动化密闭、高效、多功能、连续化、自

19、动化中药制药工程原理与设备 绪论l药材前处理p1.净选p2.切制p3.干燥p4.炮制p5.粉碎第一章第一章 中药制药前处理原理与设备中药制药前处理原理与设备l制剂前处理p1.粉碎p2.筛析p3.混合p4.提取p5.浓缩p6.干燥p7.制粒第一章第一章 中药制药前处理原理与设备中药制药前处理原理与设备 一、净选设备一、净选设备 净选是除去药材中的杂质以达到一定净度标准，保证剂量的准确 净选的主要方法有：挑选、筛选、风选、洗净、漂净等。第一章第一章 中药制药前处理原理与设备中药制药前处理原理与设备 滚筒式洗药机滚筒式洗药机 1,加料槽;2.滚筒;3.水箱 利用内部带有筛孔的圆筒在回转时与水产生相对

20、运动，使杂质随水经筛孔排出，药材洗净后在另一端排出。圆筒内有内螺旋导板推进物料，实现连续加料。洗水可用泵循环加压，直接喷淋于药材。第一章第一章 中药制药前处理原理与设备中药制药前处理原理与设备二、切制设备二、切制设备 切制是将净选后的中药进行软化（水冷浸或蒸煮等）再切成一定规格的片、段、块等。切制品一般通称生片。将制作饮片的药材浸润，使其软化的设备为润药机。对根、茎、块、皮等药材进行均匀切制的设备为切药机。第一章第一章 中药制药前处理原理与设备中药制药前处理原理与设备1 1、润药机、润药机药材切制前，对干燥的原药材均需软化处理。一般采用冷浸软化和蒸煮软化。冷浸软化，可分为水泡润软化、水湿润软化

21、蒸煮软化可用热水悼和蒸煮处理。为加速药材的软化，可以加压或真空操作。润药机主要有卧式罐和立式罐两种。第一章第一章 中药制药前处理原理与设备中药制药前处理原理与设备2 2、切药机、切药机（1）转盘式切药机 圆盘刀盘式内侧有三片切刀；切刀前侧有一固定的方形开口的刀门。上、下覆带完成送料入刀门。成品由护罩底部出料。转盘式切药机适用于对根、茎、草、皮、块状及果实类药材的切制。不宜切坚硬、球状及粘过大的药材。1.刀盘;2.切刀;3.刀门;4.护罩;5.上履带;6.下履带 第一章第一章 中药制药前处理原理与设备中药制药前处理原理与设备（2）往复式切药机1.刀片;2.刀床;3.压辊;4.传送带;5.变速箱;

22、6.皮带轮;7.曲轴 切刀作上、下运动，药材通过刀床送出时即受到刀片的截切。切段长度由传送带的六种给进速度调节。适应于根、茎、叶、草等长形药材的截切，不适于块状、块茎等切制。本机适应于中药饮片加工，可对根茎类、叶草类材料切片，也可用于食品、水产、烟草等行业的物料切制，成品片形均匀。第一章第一章 中药制药前处理原理与设备中药制药前处理原理与设备三、药材的干燥设备三、药材的干燥设备药材切制后应及时进行干燥，干燥温度一般不超过80，含挥发性物质的饮片温度不超过50。饮片干燥设备常用的有翻板式干燥器、远红外、微波干燥器、振动干燥器、隧道式干燥器等。第一章第一章 中药制药前处理原理与设备中药制药前处理原

23、理与设备四、炮炙设备四、炮炙设备常用炮炙方法有蒸、炒、炙、煅等。炒制系直接在锅内加热药材，并不断翻动，炒至一定程度取出；炙制系将药材与液体辅料共同加热，使辅料渗人药材内，如蜜炙、酒炙、醋炙、盐炙、姜炙等；煅制一般分煅炭和煅石法。炒药机有卧式滚筒炒药机和立式平底搅拌炒药机，可用于饮片的炒黄、炒炭、砂炒、麸炒、盐炒、醋炒、蜜炙等。第一章第一章 中药制药前处理原理与设备中药制药前处理原理与设备卧式炒药机1.炒药筒;2,抄板;3.蜗轮;4.蜗杆;5.电机药材投入带有抄板的炒药筒，筒外加热，炒毕，反向旋转炒药筒，由于抄板的作用，药即卸出 第一章第一章 中药制药前处理原理与设备中药制药前处理原理与设备中药前处理车间设计中药前处理车间设计 中药前处理工艺流程：中药材-挑选-洗药-切制-炮炙、烘干-粉碎-筛分-包装第一章第一章 中药制药前处理原理与设备中药制药前处理原理与设备案例讲解案例讲解中药材中药材挑选挑选破碎风选风选洗药洗药炖、煮 烘干烘干切制炒药酒制醋制包装粉碎门厅男更女更晾药第一章第一章 中药制药前处理原理与设备中药制药前处理原理与设备