《制藥設(shè)備與工藝設(shè)計》課程實施大綱

《制藥設(shè)備與工藝設(shè)計》課程實施大綱

目錄

1.教學(xué)理念.......................................................3

2.課程介紹.......................................................3

2.1課程的性質(zhì)..................................................3

2.2課程在學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位、作用.............................3

3.教師簡介.........................................錯誤!未定義書簽。

3.1教師的職稱、學(xué)歷.............................錯誤!未定義書簽。

3.2教育背景.....................................錯誤!未定義書簽。

3.3研究興趣（方向）.............................錯誤!未定義書簽。

4.先修課程.......................................................4

5.課程目標.......................................................4

6.課程內(nèi)容.......................................................4

6.1課程的內(nèi)容概要..............................................4

6.2教學(xué)重點、難點...............................................5

7.課程實施..........................................................7

7.1教學(xué)單元一:..................................................7

7.2教學(xué)單元二：.................................................9

7.3教學(xué)單元三:.................................................14

7.4教學(xué)單元四:.................................................17

7.5教學(xué)單元五:.................................................22

7.6教學(xué)單元六:.................................................25

7.7教學(xué)單元七:.................................................29

7.8教學(xué)單元八:.................................................34

7.9教學(xué)單元九:.................................................37

7.10教學(xué)單元十:................................................42

7.11教學(xué)單元H'：..............................................46

7.12教學(xué)單元十二:..............................................50

7.13教學(xué)單元十三:..............................................54

7.14教學(xué)單元十四：..............................................57

7.15教學(xué)單元十五:..............................................61

7.16教學(xué)單元十六:..............................................65

7.17教學(xué)單元十七:..............................................70

7.18教學(xué)單元十八:..............................................73

7.19教學(xué)單元十九:..............................................79

7.20教學(xué)單元二十:..............................................83

7.21教學(xué)單元二H^一：............................................86

7.22教學(xué)單元二十二：............................................89

7.23教學(xué)單元二十三:............................................93

8.課程要求........................................................98

8.1學(xué)生自學(xué)要求................................................98

8.2課外閱讀要求................................................98

9.課程考核........................................................99

9.1作業(yè)等的要求................................................99

9.2成績的構(gòu)成與評分規(guī)則說明....................................99

9.3考試形式及說明..............................................99

10.課程資源......................................................100

10.1教材與參考書..............................................100

10.2專業(yè)學(xué)術(shù)著作..............................................100

10.3專業(yè)刊物..................................................100

11.教學(xué)合約......................................................100

11.2閱讀課程實施大綱，理解其內(nèi)容..............................100

11.2同意遵守課程實施大綱中闡述的標準和期望....................100

12.其他說明......................................................100

1.教學(xué)理念

為對制藥設(shè)備與工程設(shè)計課程涉及的知識有全面清晰的認識與了解，首先，

對教學(xué)內(nèi)容進行了優(yōu)化，重點突出制藥設(shè)備及工藝設(shè)計知識，以制藥工程設(shè)計為

面，原料藥生產(chǎn)設(shè)備和制劑生產(chǎn)設(shè)備為點，按照由面到點的思路，安排教學(xué)內(nèi)容。

同時將《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》（GMP）內(nèi)容滲入到課程學(xué)習(xí)過程中，使學(xué)生從

GMP管理要求的高度來認識和理解制藥工程設(shè)計及制藥設(shè)備的內(nèi)涵，強化工程概

念，建立良好的、規(guī)范的工程設(shè)計理念。

教學(xué)過程中對不同的工程問題，制作合適的動畫，采用相應(yīng)的教學(xué)方法，從

多方面、多角度強化學(xué)生的工程素質(zhì)，提高學(xué)生分析和解決工程實際問題的能力。

例如以動畫和錄像的形式將制藥單元操作中的設(shè)備結(jié)構(gòu)、操作原理以及設(shè)備的運

行狀態(tài)等展現(xiàn)在學(xué)生面前，增強教學(xué)的趣味性。在教學(xué)過程中引入真實的案例，

將難于理解或枯燥的理論知識融人到一個個生動的具體案例中，增強學(xué)生對教學(xué)

內(nèi)容的理解。運用這些靈活多樣的教學(xué)形式全面培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、分析

和解決問題的能力。

2.課程介紹

2.1課程的性質(zhì)

制藥工程專業(yè)核心課。

2.2課程在學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位、作用

制藥設(shè)備與工藝設(shè)計是制藥工程專業(yè)中重要的核心課程。通過教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)

生對制藥工藝的理解，以及對制藥設(shè)備在制藥工程中作用的理解，使學(xué)生熟練掌

握制藥工藝與設(shè)備相關(guān)知識。具有初步設(shè)計藥廠和制藥車間的能力，同時具有一

定的生產(chǎn)組織和管理能力，能參與工程的驗證。

2.3學(xué)習(xí)本課程的必要性

制藥設(shè)備與工藝設(shè)計是為適應(yīng)新時■期制藥工程專業(yè)人才培養(yǎng)的需要而設(shè)置

的專業(yè)主干課，它不僅與本專業(yè)的各門專業(yè)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和其他專業(yè)課有密切

聯(lián)系，而且與生產(chǎn)實際也密切相關(guān)，是研究我國制藥行業(yè)在工業(yè)化生產(chǎn)中工程技

術(shù)以及常用設(shè)備和制藥專用設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)、工作原理、使用、保養(yǎng)

的一門實踐性課程。

4.先修課程

化工原理、工程制圖、制藥分離工程、藥劑學(xué)等

5.課程目標

（1）掌握生物制藥設(shè)備的基本原理和結(jié)構(gòu)，了解制藥設(shè)備發(fā)展動態(tài)。

（2）掌握制藥車間通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)、空氣凈化、車間工藝設(shè)計、廠區(qū)總體

布置、潔凈廠房設(shè)計和管路布置等知識。

（3）能運用化工原理的基本知識，將物料衡算、熱量衡算、能量衡算等方

法綜合運用到設(shè)備的設(shè)計計算、設(shè)備選型和車間設(shè)計中。

（4）根據(jù)制藥工藝學(xué)、制藥分離工程中學(xué)到的基本知識，合理設(shè)計工藝路

線的前提下選擇合理的生產(chǎn)設(shè)備與分離設(shè)備，解決復(fù)雜的制藥工程問題。

（5）具有對車間工藝進行合理設(shè)計、合理選擇設(shè)備類型的能力。

（6）具有能夠?qū)σ欢ㄖ扑幑こ虇栴}的解決、過程和結(jié)果進行總結(jié)和表達的

能力。

6.課程內(nèi)容

6.1課程的內(nèi)容概要

（1）粉碎篩分設(shè)備概述及常用設(shè)備。

（2）常見的混合設(shè)備，包括容器旋轉(zhuǎn)型混合機、容器固定型混合機。

（3）濕法制粒原理，濕法制粒方法與設(shè)備。

（4）攪拌設(shè)備的組成和工作原理，攪拌器的類別與選型。

（5）發(fā)酵設(shè)備的分類與特征。

（6）膜的定義、膜的分類、膜的性能及膜分離過程常見的膜分離設(shè)備。

（7）冷凍干燥設(shè)備、結(jié)晶設(shè)備。

（8）壓片設(shè)備，單沖壓片機、多沖壓片機的機構(gòu)及特點。

（9）片劑包衣的種類、方法及設(shè)備。

（10）膠囊劑設(shè)備。

（H）注射劑、輸液劑的生產(chǎn)設(shè)備。

（12）凈化空調(diào)系統(tǒng)。

（13）工藝流程設(shè)計。

（14）制藥過程物料衡算。

（15）制藥過程能量衡算。

（16）車間的總體布置。

（17）廠址選擇和廠區(qū)布置。

6.2教學(xué)重點、難點

重點：

（1）各種混合與制粒設(shè)備的原理及種類。

（2）發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)。

（3）單沖、多沖壓片機的結(jié)構(gòu)和工作原理；

（4）注射劑生產(chǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)、分類；

（5）安甑灌封設(shè)備的工作原理；

（6）凈化空調(diào)系統(tǒng)

（7）工藝流程設(shè)計的技術(shù)處理；

（8）工藝流程圖的表示及繪制方法。

（9）物理過程的物料衡算及解析方法

（10）化學(xué)反應(yīng)過程的物料衡算及解析方法

（H）設(shè)備的熱量平衡方程式；

（12）車間布置的方法、步驟；

（13）廠區(qū)總平面布置的原則。

難點：

（1）各種膜分離設(shè)備膜組件的區(qū)別。

（2）壓片機的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)及調(diào)節(jié)方法；

（3）膠囊的定量填充裝置及方法。

（4）安甑的拉絲灌裝裝置及原理。

（5）凈化空調(diào)系統(tǒng)的實現(xiàn)方式。

（6）工藝流程設(shè)計的技術(shù)處理；PlD圖紙的表示及繪制。

（7）物料平衡問題的分析及求解；

（8）化學(xué)過程的物料衡算。

（9）能量平衡問題的分析及求解；

（10）過程熱效應(yīng)的分析和計算。

(11)車間布置設(shè)計。

6.3學(xué)時安排

主要內(nèi)容參考學(xué)時

第一章粉碎與篩分設(shè)備2

第二章混合與制粒設(shè)備2

第三章反應(yīng)設(shè)備4

第四章膜分離設(shè)備2

第五章冷凍與結(jié)晶設(shè)備2

第六章固體制劑生產(chǎn)設(shè)備4

第七章液體制劑生產(chǎn)設(shè)備4

第八章增濕、減濕與凈化空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計4

第九章制藥工程項目設(shè)計的基本程序2

第十章工藝流程設(shè)計4

第十一章物料衡算4

第十二章能量衡算及熱力學(xué)數(shù)據(jù)的估算4

第十三章車間布置設(shè)計4

第十四章廠房與廠區(qū)平面設(shè)計2

第十五章管道設(shè)計2

第十六章非工藝設(shè)計2

7.課程實施

7.1教學(xué)單元一：

第一章粉碎與篩分設(shè)備(參考學(xué)時：2學(xué)時)

7.1.1教學(xué)日期

2020.9.7

7.1.2教學(xué)目標

(1)掌握粉碎與篩分設(shè)備的原理及種類；

(2)熟悉粉碎與篩分設(shè)備的結(jié)構(gòu)。

7.1.3教學(xué)內(nèi)容(含重點、難點)

(1)粉碎設(shè)備概述，錘式粉碎機、球磨機、氣流粉碎機

(2)篩分設(shè)概述,振動篩、搖動篩

重點：

粉碎與篩分設(shè)備的原理及種類。

難點：

球磨機的臨界轉(zhuǎn)數(shù)，氣流粉碎機的原理。

7.1.4教學(xué)過程

第一節(jié)粉碎設(shè)備

(1)粉碎的概念

定義：借助機械力將大塊固體物料制成適宜程度的碎塊或細粉的操作過程。

⑵粉碎的目的及原理

(3)粉碎操作

分批粉碎與連續(xù)粉碎(連續(xù)粉碎又分為開路粉碎與循環(huán)粉碎)

干法粉碎和濕法粉碎

單獨粉碎和混合粉碎

低溫粉碎

⑷粉碎設(shè)備

按粉碎機構(gòu)造分類

/機械式粉碎機：eg錘式粉碎機

/氣流粉碎機：eg流能磨

/研磨機：eg球磨機

常見粉碎設(shè)備

/錘式粉碎機（俗稱榔頭機）

/球磨機

/振磨機

/乳缽研磨機

/萬能磨粉機（齒式）

/氣流粉碎機（流能磨）

錘式粉碎機....撞擊式

工作原理：由高速旋轉(zhuǎn)的活動錘擊件

與固定圈間的相對運動，對藥物進行粉碎

的機器。

錘擊件對物料主要作用以沖擊力，物

料受到錘擊、碰撞、磨擦等而粉碎

球磨機一一研磨型

球磨機是裝有研磨介質(zhì)密閉圓筒，正傳

動裝置帶動下產(chǎn)生回轉(zhuǎn)運動，物料在筒內(nèi)受

到研磨及沖擊作用而粉碎。

球磨機是粉磨中應(yīng)用廣泛的細磨設(shè)備。

氣流粉碎機一一超細粉碎設(shè)備

氣流粉碎機又稱為流能磨或氣流磨，是利

用高速彈性氣流（壓縮空氣、惰性氣體）或過熱

蒸汽的能量，使物料顆粒之間相互碰撞、沖擊、

摩擦而達到超細粉碎的設(shè)備。

第二節(jié)篩分設(shè)備

（1）概述

篩分：將松散的混合物料通過單層或多層篩面的篩孔，按照粒度分成兩種或

若干個不同粒級的過程。也稱為顆粒（或粉末）分級。

1）機械篩分：借助具有一定孔眼或縫隙的篩面，使物料顆粒在篩面上運動，

不同大小顆粒的物料在不同的篩孔處落下，完成物料顆粒的分級。

2）流體分級：將顆粒群分散在流體介質(zhì)中，利用重力場或離心力場中，不同

粒度顆粒的運動速度差或運動軌跡的不同而實現(xiàn)按粒度分級的操作。

⑵篩分設(shè)備分類

1）固定篩

2）輜軸篩

3）滾筒篩

4）搖動篩

5）振動篩

6）其他篩分機

7.1.5教學(xué)方法

講授，啟發(fā)式講解，輔以PPt

7.1.6作業(yè)安排及課后反思

（1）球磨機的應(yīng)用范圍。

（2）氣流粉碎機的原理及應(yīng)用范圍。

7.2教學(xué)單元二：

第二章混合與制粒設(shè)備（參考學(xué)時：2學(xué)時）

7.2.1教學(xué)日期

2020.9.9

7.2.2教學(xué)目標

（1）掌握各種混合設(shè)備的混合原理，了解混合設(shè)備的結(jié)構(gòu)；

⑵掌握制粒設(shè)備的工作原理；

（3）熟悉混合與制粒的原理，混合與制粒設(shè)備的類型；

（4）了解制粒設(shè)備的結(jié)構(gòu)，制粒設(shè)備的適用場合。

7.2.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）

(1)混合概述、機理及影響混合的因素

(2)常見的混合設(shè)備，包括容器旋轉(zhuǎn)型混合機、容器固定型混合機

(3)濕法制粒原理，濕法制粒方法與設(shè)備

(4)噴霧制粒及設(shè)備

重點：

各種混合與制粒設(shè)備的原理及種類。

難點：

混合設(shè)備混合過程的強化方法。

7.2.4教學(xué)過程

第一節(jié)混合

定義：用機械方法使用兩種或多種藥物相互分散而達到均勻狀態(tài)的操作。

目的：使處方中各成分含量均一，消除間歇生產(chǎn)產(chǎn)品批量之間的差異，改善

藥物的流動性和可壓性。

(1)混合方法

①攪拌混合：小量藥物可以反復(fù)攪拌使之混合，大量藥物可以置于容器中,

用器具攪拌。

②研磨混合：將固體成分置乳缽中研磨混合，適用于小劑量藥物或結(jié)晶性

藥物的混合，不適用于引濕性成分的混合。

③過篩混合：將藥物各成分混合通過適宜的篩網(wǎng)，一次或多次。由于藥物

粉末密度不同，一般較細和較重的粉末先通過，過篩后再攪拌混合，以確?；旌?/p>

均勻。

(2)混合設(shè)備分類

1)根據(jù)容器是否運動大致可分為兩大類：容器旋轉(zhuǎn)型和容器固定型。

2)根據(jù)對粉粒施加的動能，可以分為容器回轉(zhuǎn)式、機械攪拌式、氣流式以及

這幾種類型的組合形式。

3)根據(jù)操作方式，可以分為間歇式、連續(xù)式兩種。

4)根據(jù)運動部件回轉(zhuǎn)速度，分為高速型、低速型。

⑶常用混合設(shè)備

1)容器回(旋)轉(zhuǎn)型:

固體粉末主要依靠重力在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)翻動達到混合目的。

混合效果主要取決于旋轉(zhuǎn)速度。轉(zhuǎn)速應(yīng)小于臨界轉(zhuǎn)速。速度過大，產(chǎn)生離心

力作用大，降低了混合效果。

優(yōu)點：①機械結(jié)構(gòu)簡單，混合速度慢，混合度較高;②混合機內(nèi)部清掃容易。

③適用于物性差異小、流動性好的粉體間的混合。

缺點：①不適用與含有水分、附著性強的粉體混合。②間歇操作,經(jīng)常排料,

③空間利用率低，時間長混合度較低。

①V形混合機

特點：具有筒體無死角，不積料，裝料、出料、清洗和更換品種方便，速度

快，混合時間短的特點。

回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速一般為臨界轉(zhuǎn)速的50-80%,裝料系數(shù)為24-35吼

②三維運動混合機

工作原理：

物料在容器內(nèi)除被拋落，平移外還作翻倒運動，進行有效的對流混合，剪切

混合和擴散混合。

特點

可對不同密度和不同粒度的幾種物料進行混合均勻度可達99.9%以上

混合時間短，混合時無升溫現(xiàn)象，只能間歇式操作，最大裝載量大于V型混

合機

2）容器固定型

優(yōu)點：能處理附著性、凝聚性強的粉體、濕潤粉體和膏狀物料。裝填率高、

操作面積小、占用空間小、操作方便。另外，可制成密閉式和安設(shè)夾套。

缺點:維修和清洗困難，故障率高，容器及攪拌器上會固結(jié)粉體。

①槽形混合機

特點

?一般裝料約占混合槽容積的80吼

?結(jié)構(gòu)簡單，操作維修方便，應(yīng)用廣泛。

?適用于密度相近的物料混合。

?攪拌效率低、混合時間長；

?攪拌軸兩端的密封件容易漏粉，造成粉塵污染。

②錐形混合機

錐形混合機內(nèi)部有一個或兩個與錐體壁平行的提升螺旋，混合過程主要由錐

體的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)以不斷改變物料的空間位置來完成。

第二節(jié)制粒

（1）概述

定義：制粒是把粉末、熔融液、水溶液等狀態(tài)的物料經(jīng)加工制成具有一定形

狀與大小粒狀物的操作。

1）制粒的目的:

①改善流動性。

②防止各成分的離析。

③防止粉塵飛揚及器壁上的粘附。

④調(diào)整堆密度，改善溶解性能；

⑤改善片劑生產(chǎn)中壓力的均勻傳遞；

⑥便于服用，攜帶方便，提高商品價值等。

2）制粒方法（濕法制粒

干法制粒

、噴霧制粒

（2）制粒設(shè)備

濕法制粒設(shè)備/擠壓制粒：搖擺式制粒機

混合制粒：臥式（立式）快速混合制粒機

沸騰制粒：（一步制粒機）

轉(zhuǎn)動制粒：離心制粒機（略）

①擠壓制粒

擠壓制粒：把藥物粉末用適當?shù)酿ず蟿┙?jīng)

設(shè)備制成軟材之后，用強制擠壓的方式使其通

過具有一定大小篩孔的孔板或篩網(wǎng)而制粒的方

法。

制粒原理：強制擠出型

對物料性能的要求：物料必須粘松恰當，

太粘擠出的顆粒成條不易斷開，太松則不能成

顆粒而變成粉末。

典型設(shè)備：搖擺式制粒機

②快速混合制粒

混合制粒：把藥物粉末、輔料和黏合劑加入一

個容器內(nèi)，靠高速轉(zhuǎn)動的攪拌器的作用迅速完

成混合并制成顆粒的方法。

典型設(shè)備：快速混合制粒機(臥式或立

式)

③沸騰制粒

又稱流化床制粒，指利用氣流使粉末物料

懸浮呈沸騰狀，再噴入霧狀粘合劑使粉末結(jié)合

成粒，最后得到干燥的顆粒。在此過程中，物

料的混合、制粒、干燥同時完成，因此又稱一

步制粒。

特點：在一臺設(shè)備內(nèi)進行混合、制粒、

干燥，還可包衣，操作簡單、節(jié)約時間、勞

動強度低，制得的顆粒粒密度小、粒度均勻，

流動性、壓縮成形性好，但顆粒強度小。

(3)噴霧制粒

定義：將原、輔料與粘合劑混合，制成含固體量約為50260%的藥物溶液或

混懸液，再用泵通過高壓噴霧器噴霧于干燥室內(nèi)的熱氣流中，使水分迅速蒸發(fā)以

直接制成球形干燥細顆粒的方法。

特點：由液體直接得到固體粉狀顆粒，霧滴比表面積大，熱風(fēng)溫度高，干

燥速度非常快，物粒的受熱時間極短，干燥物料的溫度相對較低，適合于熱敏性

物料的處理。缺點：設(shè)備費用高、能量消耗大、操作費用高。

以干燥為目的時叫噴霧干燥；以制粒為目的時叫噴霧制粒。

7.2.5教學(xué)方法

講授，輔以PPt

7.2.6作業(yè)安排及課后反思

（1）混合設(shè)備分類。

（2）濕法制粒方法及設(shè)備。

（3）噴霧制粒方法及原理。

7.3教學(xué)單元三：

第三章反應(yīng)設(shè)備（一、攪拌設(shè)備）（學(xué)時：2學(xué)時）

7.3.1教學(xué)日期

2020.9.13

7.3.2教學(xué)目標

（1）掌握攪拌設(shè)備的組成、工作原理、類別及選型；

⑵熟悉攪拌設(shè)備的攪拌器分類與特征；

7.3.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）

（1）攪拌設(shè)備的組成和工作原理

（2）攪拌器的類別與選型

重點：

攪拌設(shè)備的選型，攪拌器的特點。

難點：

攪拌器的分類及選型；攪拌設(shè)備的選型。

7.3.4教學(xué)過程

第一節(jié)反應(yīng)設(shè)備概述及攪拌設(shè)備

（1）反應(yīng)設(shè)備概述

1）分類

①按物料相態(tài)：均相反應(yīng)器、非均相反應(yīng)器；

②按操作方式：間歇式、連續(xù)式、半連續(xù)式

③按傳熱方式：絕熱式、外熱式、蒸發(fā)傳熱式

④按設(shè)備結(jié)構(gòu)形式：攪拌釜式、塔式、管式、固定床、流化床式。

⑵攪拌設(shè)備

1）攪拌設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)

①攪拌容器：筒體（圓柱），封頭（橢圓形、

錐形和平蓋，橢圓形封頭應(yīng)用最廣）。

②攪拌裝置：由攪拌器、攪拌軸及其密封裝

置、傳動裝置等組成。

③加熱、冷卻裝置：設(shè)置外夾套或內(nèi)盤管。

④管路：進出口管路、通氣、補料等管路。

⑤傳感器，測量反應(yīng)物的溫度、壓力、成分

及其它參數(shù)。

⑥支座，小型用懸掛式支座，大型用裙式支

座或支承式支座。

2）攪拌設(shè)備的裝料系數(shù)

3）高徑比

反應(yīng)釜的高徑比

液-固相、液一液相1?1.3

氣一液相1?2

⑶攪拌器的類別與選型

1）攪拌器分類

①按流體流動形態(tài)

軸向流攪拌器

徑向流攪拌器

混合流攪拌器

②按葉片結(jié)構(gòu)分類

平葉

折葉（箭葉）

螺旋面葉

③按攪拌用途分類

a用于低黏流體的攪拌器（低轉(zhuǎn)速、大葉片）

-螺旋槳式

-圓盤渦輪式

b用于高黏流體的攪拌器

-槳式

-錨式

-框式

-螺帶式

旋槳式、渦輪式、槳式和錨式攪拌器在攪拌反應(yīng)設(shè)備中應(yīng)用最為廣泛，據(jù)統(tǒng)

計約占攪拌器總數(shù)的75?80%。

2）攪拌器附件

①擋板目的是消除打漩和提高混合效果

物料粘度小，攪拌轉(zhuǎn)速高，液體隨槳葉旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下涌向內(nèi)壁面并

上升，中心部分液面下降，形成漩渦，稱為打漩區(qū)。

②傳動裝置:主要由電動機、減速機和機架組成。

⑷攪拌容器

筒體多為圓柱體，封頭（橢圓形、錐形和平蓋，橢圓形封頭應(yīng)用最廣）。

1）攪拌容器容積：筒體和下封頭兩部分容積之和

2）公稱容積：最大有效裝料容積，即筒體和下封頭容積之和經(jīng)過圓整得到的

容積。

（5）換熱元件

1）換熱元件分類：夾套

內(nèi)盤管

①夾套結(jié)構(gòu)

a套高度一般應(yīng)高于料液的高度，應(yīng)比釜內(nèi)液面高出50—10Omm左右，以保

證傳熱。

b加熱介質(zhì)為水蒸氣，則進口管在上端，冷凝液從底部排出；

C如果傳熱介質(zhì)是液體，則進出口相反；

d夾套與釜體間距...25~IOOmm

②內(nèi)盤管

當反應(yīng)器的熱量僅靠外夾套傳熱，換熱面積不夠時采用。

結(jié)構(gòu)特點：浸沒在物料中，熱量損失小，傳熱效果好，檢修較困難。

內(nèi)盤管優(yōu)缺點

a優(yōu)點一內(nèi)盤管浸沒在物料中，熱量損失少，且由于內(nèi)盤管內(nèi)傳熱介質(zhì)流速

高，它的給熱系數(shù)比夾套大很多。傳熱系數(shù)比夾套高60%

b缺點一一對于含有固體顆粒的物料及粘稠的物料,容易引起物料堆積和掛

料，影響傳熱效果.

③導(dǎo)流筒

目的是控制流型(加強軸向流)及提高混合效果。

導(dǎo)流筒直徑仁0.7D

7.3.5教學(xué)方法

講解，案例輔以PPt

7.4教學(xué)單元四：

第三章反應(yīng)設(shè)備(二、發(fā)酵設(shè)備)(學(xué)時：2學(xué)時)

7.4.1教學(xué)日期

2020.9.14

7.4.2教學(xué)目標

(1)掌握機械攪拌式發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)、傳質(zhì)特性、傳熱特性；

(2)掌握自吸式發(fā)酵罐、鼓泡塔式發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)與性能；

(3)掌握氣升式發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)參數(shù)與操作參數(shù)。

7.4.3教學(xué)內(nèi)容(含重點、難點)

(1)發(fā)酵設(shè)備的分類與特征

(2)機械攪拌式發(fā)酵罐

(3)自吸式發(fā)酵罐四、鼓泡塔式發(fā)酵罐、氣升式發(fā)酵罐簡介

重點：

各種發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)。

難點:

公稱容積的計算。

7.4.4教學(xué)過程

第二節(jié)發(fā)酵設(shè)備

(1)發(fā)酵設(shè)備分類與特征

1)分類

①按需氧情況：厭氧生物設(shè)備、好氧生物設(shè)備；

②按催化劑不同：酶生物反應(yīng)器、細胞生物反應(yīng)器

③按催化劑在反應(yīng)器中的分布：生物團塊反應(yīng)器、生物膜反應(yīng)器

④按操作方式：連續(xù)反應(yīng)器、間歇式反應(yīng)器、半連續(xù)反應(yīng)器

2)常用的通風(fēng)發(fā)酵設(shè)備

①機械攪拌式

②自吸式和鼓泡式

③氣升環(huán)流式

以機機械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐占主導(dǎo)地位，約為總發(fā)酵罐的7O-8O%。

(2)機械攪拌式發(fā)酵罐

D特點：機械攪拌發(fā)酵是目前使用最多的一種發(fā)酵罐，使用性好、適應(yīng)性

好、放大容易，從小型直至大型的微生物培養(yǎng)過程都可以應(yīng)用。

2)缺點：罐內(nèi)的機械攪拌剪切力容易損傷嬌嫩的細胞，造成某些細胞培養(yǎng)

過程減產(chǎn)。

3)大小罐的結(jié)構(gòu)區(qū)別

①罐徑在1米以下的小型發(fā)酵罐，罐頂和罐身采用法蘭連接

②大中型發(fā)酵罐：整體焊接。

③5噸以下罐，用夾套加熱和冷卻

④5噸以上罐，用罐內(nèi)的蛇管加熱和冷卻

(3)機械攪拌發(fā)酵罐的基本結(jié)構(gòu)

基本結(jié)構(gòu)：罐體、攪拌混合裝置、傳熱裝置、空氣分布裝置、消泡裝置。

1)罐體

①罐體特點

a罐為一個受壓容器，通常滅菌的壓力為0.25MPa（絕對壓力）；

b材料為碳鋼或不銹鋼;

C抗生素發(fā)酵罐的容積以50?200立方米為主

d大型發(fā)酵企業(yè)采用400m3和600m3大罐,甚

②罐體結(jié)構(gòu)

發(fā)酵罐的公稱體積V為桶身部分的體積Vc,禾

ha封頭凸出部分的高度，標準

橢圓封頭有：ha=0.25D

Hb封頭直邊高度，據(jù)壁厚一般取

25>40、50mm

③橢圓封頭的容積計算公式：

22

Vb=^Dhb+^Dha

4O

因標準橢圓封頭，ha=l∕4D

4=∕%+?嘰=?/+W

2）攪拌混合裝置

①攪拌器:絕大多數(shù)為渦輪攪拌器。

②根據(jù)葉片：平葉式、彎葉式、箭葉式

③作用：是打碎氣泡，使氧溶解于醪液中

a將大氣抱擊碎成細小氣泡，增加接觸界面；

b產(chǎn)生旋渦?使氣泡停滯在液體中難于逃散，延長氣液接觸時間,

C料液成為湍流，使醪液溫度均勻。

3）傳熱裝置

主要起冷卻作用

發(fā)酵罐需冷卻,主要原因：

①微生物發(fā)酵過程的發(fā)酵熱

②機械攪拌消耗的功率移送給培養(yǎng)基的熱量

③發(fā)酵罐空消、實消后需冷卻。

4）通氣裝置

特點

①通氣的作用是吹入無菌空氣，并使空氣均勻分布。

②通氣裝置的形式有單管及環(huán)形管等。

③常用的通氣裝置是單管式，單管式管口對正罐底中央，裝于最低一擋攪拌

器下面，噴口朝下，管口與罐低的距離約40mm。

④通常通風(fēng)管的空氣流速取20米/秒。為了防止吹管吹入的空氣直接噴擊罐

底，加速罐底腐蝕，在空氣分布器下部罐底上加焊一塊不銹鋼補強?？裳娱L罐底

壽命，叫補強板。

5）消泡裝置

①泡沫形成的原因

a發(fā)酵液中含有蛋白質(zhì)等發(fā)泡物質(zhì)。

b由外界引進的氣流被機械地分散形成（通風(fēng)、攪拌）

②危害

a降低發(fā)酵設(shè)備的利用率

b增加了菌群的非均一性

C增加了染菌的機會

d導(dǎo)致產(chǎn)物的損失（逃液）

e消泡劑會給后提取工序帶來困難

③消泡方法

物理消泡法：靠機械力引起強烈振動或者壓力變化，促使泡沫破裂。

消泡器安裝在發(fā)酵罐內(nèi)轉(zhuǎn)動軸的上部或安裝在發(fā)酵罐排氣系統(tǒng)上的，可將泡

沫打破、分離成液態(tài)和氣態(tài)兩相的裝置。

化學(xué)消泡法：加入消泡劑，使泡沫失穩(wěn)。

6）其他輔助裝置

①聯(lián)軸器及軸承

a大型發(fā)酵罐攪拌軸較長，常分為二至三段，用聯(lián)軸器使上下攪拌軸成牢固

的剛性聯(lián)接。

b中型發(fā)酵罐一般在罐內(nèi)裝有底軸承，而大型發(fā)酵罐除裝有底軸承外，還裝

有中間軸承。

②傳動裝置（變速裝置）

a小罐、試驗罐：用無級變速裝置

b發(fā)酵罐：用三角皮帶動、圓柱或螺旋圓錐齒輪減速裝置

（4）自吸式發(fā)酵罐

1）定義：自吸式發(fā)酵罐是一種不需要空氣壓縮機提供加壓空氣，而依靠特

設(shè)的機械攪拌吸氣裝置或液體噴射吸氣裝置吸入無菌空氣并同日寸實現(xiàn)混合攪拌

與溶氧傳質(zhì)的發(fā)酵罐。

2）自吸式發(fā)酵罐根據(jù)吸氣方式分兩類：

①機械攪拌自吸式發(fā)酵罐

②噴射自吸式發(fā)酵罐

3）噴射自吸式發(fā)酵罐

①文氏管吸氣自吸式發(fā)酵罐

②液體噴射自吸式發(fā)酵罐

（5）氣升式發(fā)酵罐

1）工作原理

把無菌空氣通過噴嘴或噴孔噴射進發(fā)酵液中，通過汽液混合物的湍流作用而

使空氣泡分割細碎，同時由于形成的汽液混合物密度降低故向上運動，而氣含量

小的發(fā)酵液則下沉，形成循環(huán)流動，實現(xiàn)混合與溶氧。

2）氣升環(huán)式反應(yīng)器的特點

①反應(yīng)溶液分布均勻；（氣液固三相均勻混合）

②較高的溶氧速率和溶氧效率；（氣升式反應(yīng)器具有較高的氣含率和

③比氣液接觸截面，因而有較高的傳質(zhì)速率和溶氧效率。）

剪切力小，對生物細胞的損傷?。唬o機械攪拌葉輪）

④傳熱良好；（液體綜合循環(huán)速率高，同時便于在外循環(huán)管路加裝換熱器。）

⑤結(jié)構(gòu)簡單，易于加工制造；

⑥操作和維修方便。

3）缺點:

①需要非常大的空氣吞吐量，成本高；

②控制不當易染菌；

③反應(yīng)條件不易控制.

7.4.5教學(xué)方法

講授，輔以PPt

7.4.6作業(yè)安排及課后反思

(1)發(fā)酵設(shè)備的結(jié)構(gòu)及功能。

(2)反應(yīng)設(shè)備的分類。

7.5教學(xué)單元五：

第四章膜分離設(shè)備(參考學(xué)時：2學(xué)時)

7.5.1教學(xué)日期

2020.9.16

7.5.2教學(xué)目標

(1)掌握膜分離過程類型，膜過濾器的分離原理；

(2)熟悉管式膜過濾器的類型及結(jié)構(gòu)，筒式膜過濾器、中空纖維膜過濾器、螺旋

卷式膜分離器的結(jié)構(gòu)與特點；

⑶了解膜分離設(shè)備的應(yīng)用。

7.5.3教學(xué)內(nèi)容(含重點、難點)

(1)膜分離技術(shù)發(fā)展簡史、膜分離過程的特點

(2)膜的定義、膜的分類、膜的性能及膜分離過程

(3)常見的膜分離設(shè)備，包括板式膜過濾器、管式膜過濾器、中空纖維膜分離器、

螺旋卷式膜分離器

重點：

板式膜過濾器、管式膜過濾器、折疊筒式膜過濾器、中空纖維膜過濾器、螺

旋卷式膜分離器的結(jié)構(gòu)。

難點：

膜過濾的濃差極化現(xiàn)象；

各種膜分離設(shè)備膜組件的區(qū)別。

7.5.4教學(xué)過程

第一節(jié)膜分離概述

膜分離：以選擇性透過膜為分離介質(zhì)，在膜兩側(cè)一定推動力的作用下，使原

料中的某組分選擇性的透過膜，從而使混合物得以分離，以達到提純濃縮等目的

分離過程。

（1）膜分離技術(shù)發(fā)展簡史

1）萌芽：1748年，耐克特（A.Nelkt）發(fā)現(xiàn)水能自動地擴散到裝有酒精的

豬膀胱內(nèi)，首次揭示了膜分離現(xiàn)象。

2）起點：真正意義上的膜分離發(fā)展從20世紀5O年代開始。1961年，米切

利斯等人用各種比例的酸性和堿性的高分子電介質(zhì)混合物，制成了可截留不同分

子量的膜，這種膜是真正的超過濾膜。

20世紀60年代初，為從海水或苦咸水中獲取淡水，開始了反滲透膜的研究。

1967年，DuPont公司研制成功了以尼龍一66為主要組分的中空纖維反滲透膜組

件。反滲透膜開始工業(yè)化。

3）發(fā)展：自上世紀60年代中期以來，膜分離技術(shù)真正實現(xiàn)了工業(yè)化。首先

出現(xiàn)的分離膜是超過濾膜（UF膜）、微孔過濾膜（MF膜）和反滲透膜（RO膜）

一三大膜.

80年代開始，除上述三大膜外，其他類型的膜也獲得很大的發(fā)展。如納

濾膜（NF）、滲透蒸發(fā)膜等。

（2）膜分離過程特點：

1）膜分離過程不發(fā)生相變化，能耗低；

2）在常溫下進行，適用于熱敏感物質(zhì)的分離、分級、濃縮和富集；

3）不僅適用與有機物和無機物、病毒、細菌等，還適用于許多特殊溶液體

系的分離，如無機鹽、共沸物等；

4）裝置簡單，操作方便，易于自動控制，易于維修。

（3）存在的主要問題：

1）操作中膜面會發(fā)生污染，使膜性能降低；

2）耐藥性、耐熱性、耐溶劑能力有限，故使用范圍收限;

3）單獨使用膜分離技術(shù)效果有限，因此需與其他分離工藝組合使用。

第二節(jié)膜及膜分離過程

（1）膜分離的類型

1）按推動力不同可分為：

①壓力差膜分離：微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）、反滲透（R0）、滲

透蒸發(fā)（VP）、氣體分離（GS）。

②濃度差膜分離：滲析（DD）、透析

③電位差膜分離：電滲析（ED）、膜電解（ME）

④溫度差膜分離：膜蒸循（MD）

2）按膜孔徑或截留物質(zhì)的大?。ㄓ纱蟮叫。?/p>

微濾一一超濾一一納濾、電滲析、透析一一反滲透

（2）膜分離應(yīng)用實例：

D膜分離用于藥物精制

2）生物發(fā)酵發(fā)酵液的下游純化

3）食品工業(yè)牛奶系列產(chǎn)品的生產(chǎn)

4）釀酒工業(yè)葡萄酒的濃縮絮凝

5）海水淡化

（3）膜材料

1）天然高分子材料

2）合成膜材料：無機材料、有機高分子材料

（4）膜的結(jié)構(gòu)特性

不對稱膜主要由起膜分離作用的表面活性層（0?2~0.5μm）和起支撐強化作

用的惰性層（50~100um）構(gòu)成。惰性層孔徑很大，對透過流體無阻力?；钚苑?/p>

離層很薄，孔徑微細，因此透過通量大，膜孔不易堵塞、容易清洗。目前超濾和

反滲透膜多為不對稱膜。

第三節(jié)膜分離設(shè)備

（1）膜分離設(shè)備應(yīng)具備的條件

1）膜面切向速度快，以減少濃度差極化;

2）單位體積中所含膜面積比較大；

3）容易拆洗和更換新膜；

4）保留體積小，且無死角；

5）具有可靠的膜支撐裝置。

（2）常見膜分離設(shè)備

1）板式膜過濾器

板框式膜組件使用平板式膜，這類膜器件的結(jié)構(gòu)與常用的板框過濾機類似，

由導(dǎo)流板、膜、支承板交替重疊組成。

優(yōu)點：組裝方便，膜的清洗更換比較容易，料液流通截面較大，不易堵塞,

同一設(shè)備可視生產(chǎn)需要而組裝不同數(shù)量的膜。

2）管式膜組件

管式膜組件由管式膜制成，管內(nèi)與管外分別走料液與透過液，管式膜的排列

形式有列管、排管或盤管等。管式膜分為外壓和內(nèi)壓兩種。

缺點：管式膜組件的缺點是單位體積膜組件的膜面積少。

3）卷式膜組件

卷式膜組件也是用平板膜制成的。

優(yōu)點：目前卷式膜組件應(yīng)用比較廣泛、與板框式相比、卷式膜組件的設(shè)備比

較緊湊、單位體積內(nèi)的膜面積大。

缺點：清洗不方便，膜有損壞，不易更換，尤其是易堵塞。

4）中空纖維膜組件

中空纖維膜組件的結(jié)構(gòu)與管式膜類似，即將管式膜由中空纖維膜代替。由

數(shù)百上萬根中空纖維膜固定在圓形容器內(nèi)構(gòu)成。

優(yōu)點：設(shè)備緊湊，單位設(shè)備體積內(nèi)的膜面積大（高達16000?30000）

缺點：中空纖維內(nèi)徑小，阻力大，易堵塞，膜污染難除去，因此對料液處理

要求高。

7.5.5教學(xué)方法

講授，輔以PPt

7.6教學(xué)單元六：

第五章冷凍結(jié)晶設(shè)備（參考學(xué)時：2學(xué)時）

7.6.1教學(xué)日期

2020.9.720

7.6.2教學(xué)目標

(1)掌握冷凍設(shè)備工作原理；

(2)熟悉冷凍干燥機的結(jié)構(gòu)、分類，熟悉冷凍離心機的結(jié)構(gòu)；

⑶掌握冷凍干燥機的GMP驗證；

(4)熟悉結(jié)晶設(shè)備工作原理，真空式結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)與工作原理，強制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)

晶器、蒸發(fā)式結(jié)晶器、誘導(dǎo)循環(huán)結(jié)晶器的工作原理。

7.6.3教學(xué)內(nèi)容(含重點、難點)

(1)冷凍設(shè)備工作原理

(2)冷凍干燥機

(3)結(jié)晶設(shè)備簡介

重點：

冷凍干燥機的結(jié)構(gòu)。

7.6.4教學(xué)過程

第一節(jié)冷凍設(shè)備

(1)冷凍干燥的主要應(yīng)用

1)在制藥方面的應(yīng)用

注射或口服的活性疫苗或血液制品；要求潔凈、無雜菌、活性強。如活菌菌

苗一-1^介苗，活毒疫苗一狂犬疫苗

水針改粉針，便于儲存及運輸。如青霉素粉針

凍干人血漿：血液加抗凝劑分離，得血漿，再經(jīng)冷凍干燥制得。

2)在醫(yī)療事業(yè)方面的應(yīng)用

長期保存皮膚、骨骼、角膜和神經(jīng)組織等各種器官。

凍干時生物體細胞未被破壞，凍干后的生物體保存起來仍像原來一樣具有生

命力，如果再復(fù)水，生物體又復(fù)活。

3)檔案去濕

4)標本保鮮

5）食品工業(yè)

食品的保存、保鮮：食品經(jīng)冷凍干燥后可保持其原有風(fēng)味，并可以長期保存。

新型方便食品：凍干法生產(chǎn)方便食品，可保證方便食品的營養(yǎng)成分。如：凍

干海帶，凍干魚粉、凍干牛肉粉、凍干維生素等

（2）冷凍設(shè)備的工作原理

將待干燥的含水物料凍結(jié)到其共晶點以下，置入密閉容器并維持系統(tǒng)的高真

空，同時，向系統(tǒng)供熱，使水分直接從固態(tài)升華為氣態(tài)，實現(xiàn)脫水

1）真空冷凍干燥原理

真空冷凍干燥就是先將固體濕料冷凍到“三；T

成固態(tài)（冰）；然后在真空環(huán)境下加熱，使冰直書

斷移走水蒸氣，使物料脫水而干燥。

2）冷凍干燥的三個階段

真空冷凍干燥流程可知，該過程可粗略地分.

驟，其中升華和解析是在真空條件下進行的。

①預(yù)凍階段水

將樣品中的自由水固化，使干燥后樣品和干燥前有相同的形狀，防止真

空干燥時起泡、濃縮、收縮和溶質(zhì)移動等不可逆變化的產(chǎn)生。

②升華干燥

在共熔點溫度將凍結(jié)物質(zhì)中的水分除去的過程稱為升華。升華階段稱為第一

階段干燥，主要除去凍結(jié)物料中大部分（約90%）非結(jié)晶水。升華干燥階段的

兩個必要條件是開啟真空和供熱。

③解析干燥

升華干燥階段只除去了凍結(jié)物料中約90%的非結(jié)晶水，還含有約10%的殘

余非結(jié)晶水。這部分水是未被凍結(jié)的，是靠范德華力吸附在物料毛細管壁上或靠

氫鍵粘附在物料的極性基團上。

為了使干燥產(chǎn)品的含水量達到標準，還需對物料進一步干燥，除去此部分水。

此時的干燥常稱為解析干燥，或第二階段干燥。

（3）冷凍干燥機

真空冷凍干燥器常稱為凍干機，其種類繁多。由系統(tǒng)功能來看，凍干機主

要由制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等四個部分組成。從設(shè)備結(jié)構(gòu)來

看，凍干機主要由干燥室、冷凝器（冷阱）、真空泵、閥門、電氣控制元件等部

件組成。

第二節(jié)結(jié)晶設(shè)備

（1）結(jié)晶設(shè)備工作原理

結(jié)晶是固體物質(zhì)以晶體狀態(tài)從蒸汽、溶液或熔融物中析出的過程。

固體狀態(tài)：

結(jié)晶：析出速度慢，析出粒子排列有規(guī)則；

無定形：（沉淀）析出速度快，排列無規(guī)則；

（2）結(jié)晶條件

D物質(zhì)特性：形成晶體的先決條件。分子越大越難結(jié)晶。許多鹽類、尿素、

各種有機酸、單糖、核昔酸、氨基酸、維生素、輔酶、雙糖等。

2）溶質(zhì)的純度：越純越易。多數(shù)物質(zhì)必須達到50%才能結(jié)晶，少數(shù)大分子

物質(zhì)需達70-80%

3）溶液飽和度：過飽和；溶質(zhì)析出速度與晶格形成速度一致時方能形成晶

體。

（3）飽和曲線與過飽和曲線

A穩(wěn)定區(qū)：不飽和區(qū)，沒有結(jié)晶的可能。

B、C介穩(wěn)區(qū)或亞穩(wěn)區(qū)：在此區(qū)域內(nèi)，如果7整

持穩(wěn)定，如遇到某種刺激，則會有結(jié)晶析出。另C

T

如已有晶核，則晶核長大而吸收溶質(zhì)，直至濃度h

（4）結(jié)晶設(shè)備的工作原理S

溫度

1）蒸發(fā)濃縮法：真空蒸發(fā)；絕熱蒸發(fā)（閃急.,、、、公，

2）加沉淀劑結(jié)晶法

①鹽析結(jié)晶法

②加有機溶劑法：

③直接用有機溶劑沉淀：乙醇（最常用）

④利用有機溶劑揮發(fā)性

3）等電點結(jié)晶法

4）冷卻結(jié)晶法

（5）冷卻攪拌結(jié)晶器

冷卻結(jié)晶設(shè)備是采用降溫來使溶液進入過

飽和區(qū)結(jié)晶（自然起晶或晶種起晶），并不斷降

溫，以維持溶液一定的過飽和濃度進行育晶，

常用于溫度對溶解度影響比較大的物質(zhì)結(jié)晶。

結(jié)晶前先將溶液升溫濃縮。

（6）真空結(jié)晶器

真空結(jié)晶操作的原理是，將熱溶液送入密閉容器中，在器內(nèi)維持較高的真空

度，使溶液的沸點低于進液溫度，此時溶液產(chǎn)生閃蒸。因此，此類結(jié)晶器既有冷

卻作用，也有濃縮作用。

對于結(jié)晶速度比較快，容易自然起晶，且要求結(jié)晶晶體較大的產(chǎn)品，多采用

加熱真空煮晶鍋進行結(jié)晶，如谷氨酸鈉（味精）、蔗糖等的。

7.6.5教學(xué)方法

講授,輔以PPt

7.7教學(xué)單元七：

第六章固體制劑設(shè)備一片劑設(shè)備（學(xué)時：2學(xué)時）

7.7.1教學(xué)日期

2020.9.21

7.7.2教學(xué)目標

（1）掌握單沖、多沖壓片機的結(jié)構(gòu)和工作原理，壓片機的分類;

（2）熟悉片劑壓片的方法，片劑包衣設(shè)備；

7.7.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）

（1）壓片機的結(jié)構(gòu)組成；

（2）壓片設(shè)備的分類，單沖壓片機、多沖壓片機的機構(gòu)及特點;

（3）片劑包衣的種類、方法及設(shè)備。

重點：

單沖、多沖壓片機的結(jié)構(gòu)和工作原理；

7.7.4教學(xué)過程

第一節(jié)壓片機

（1）壓片方法

1）口服片劑生產(chǎn)常用生產(chǎn)工藝有：濕法制粒后壓片、干法制粒后壓片和直

接壓片法。

2）壓片方法的選擇

濕法制粒后壓片是最常用的片劑生產(chǎn)工藝，干法治理后壓片適合于對濕、熱

敏感藥物的生產(chǎn)，直接壓片適合于可壓性較好的原、輔料混合物或結(jié)晶性顆粒，

能提高遇水、熱敏感藥物的穩(wěn)定性。

（2）壓片機的結(jié)構(gòu)

1）壓片機基本結(jié)構(gòu)組成

主要由沖模、加料、填充、壓制、出片裝置組成。

2）沖模

壓片機的基本部件，由上沖、中模圈、和下沖組成。

沖模加工尺寸全為統(tǒng)一標準尺寸，具有互換

性。沖模的規(guī)格以沖頭直徑或中模孔徑表示，一般

為5.5T2mm,每0.5mm為一種規(guī)格，共有十四種

規(guī)格。沖頭的形狀決定于藥片所需的形狀。主要有

凹形、深凹形、平面形、圓柱形等。

（3）壓片設(shè)備

壓片是制劑成型的主要過程，也是整個片劑生產(chǎn)的關(guān)鍵部分。壓片操作由壓

片機完成。

1）分類：

①按沖的數(shù)量：單沖壓片機和多沖壓片機

②按上下沖的運動：單向壓片機和雙向壓片機

2）單沖壓片機

①單沖壓片機定義：整個設(shè)備只有一付沖模，利用偏心輪及凸輪機構(gòu)等的作

用，在其旋轉(zhuǎn)一周即完成充填、壓片和出片三個程序。

②單沖壓片機地壓片流程

首先上沖抬起，飼粉器移動到?？字?，下沖下降到適宜的深度，顆粒填滿

?？缀?，飼粉器由?？咨弦崎_，使?？字械念w粒與模孔的上緣相平；然后上沖下

降并將顆粒壓縮成片，上沖再抬起。

③特點:

單沖壓片機由于采用上沖頭沖壓，壓片受力不均勻，上面的壓力大于下面的

壓力，使藥片內(nèi)部的密度和硬度不一致，片子表面易出現(xiàn)裂紋。

④單沖壓片機的調(diào)節(jié)

a壓力調(diào)節(jié)器：調(diào)節(jié)上沖下降的距離，

上沖下降多，上下沖間的距離近，壓力大；

反之則小。整個過程依靠上沖單邊加壓。

b片重調(diào)節(jié)器：調(diào)節(jié)下沖下降深度，借

以調(diào)節(jié)模孔的容積而調(diào)節(jié)片重。

C出片調(diào)節(jié)器：調(diào)節(jié)下沖抬起高度，使

其與模圈上緣相平。

3）旋轉(zhuǎn)多沖壓片機

①組成

a其核心部件是一個可繞軸旋轉(zhuǎn)的圓盤。

b圓盤有上、中、下三層，上層裝有上沖,中層裝有中模，下層裝有下沖。

C可繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的上、下壓輪以及片重調(diào)節(jié)器、出片調(diào)節(jié)器、加料器、

刮料器等裝置。

②工作原理

下沖轉(zhuǎn)到飼粉器之下時，其位置較低，顆粒流滿?？?；下沖轉(zhuǎn)動到片重調(diào)節(jié)

器時，再上升到適宜高度，經(jīng)刮粉器將多余的顆粒刮去；當上沖和下沖轉(zhuǎn)動到兩

個壓輪之間時"，兩個沖之間的距離最小，將顆粒壓制成片。當下沖繼續(xù)轉(zhuǎn)動推片

調(diào)節(jié)器時，下沖抬起并與機臺中層的上緣相平，藥片被刮粉器推開

③特點:

旋轉(zhuǎn)式多沖壓片機有多種型號，按沖頭分有16沖、19沖、27沖、33沖、

55沖等。按流程分有單流程和雙流程。單流程的壓片機僅有一套壓輪；雙流程

的有兩套壓輪，每一副沖旋轉(zhuǎn)一周可壓兩個藥片。

④旋轉(zhuǎn)式多沖壓片機的調(diào)節(jié)

a壓力調(diào)節(jié)器：調(diào)節(jié)下壓輪高度，下壓輪高度則壓縮時下沖抬得高，上下沖

間距離近，壓力大。

b片重調(diào)節(jié)器：調(diào)節(jié)下沖經(jīng)過刮板時高度以調(diào)節(jié)?？兹莘e。

C推片調(diào)節(jié)器：調(diào)節(jié)下沖抬起高度，使其與模圈上緣相平。

第二節(jié)包衣設(shè)備

（1）概述

1）包衣：在片劑（素片或片芯）表面均勻包裹上適宜材料的衣層稱包衣。

2）目的：

①遮蓋藥物的不良氣味，增加患者的順應(yīng)性

②避光、防潮、隔絕空氣，提高藥物的穩(wěn)定性

③控制藥物的釋放部位及速度，如腸溶、緩控釋等

④采用不同顏色包衣，改善外觀，便于識別

④包衣后表面光潔，提高流動性

（2）片劑包衣的種類

1）糖衣物料

①濃糖漿

濃度一般為65%~75%（g∕g）,用于粉層和糖衣層

②有色糖漿

在糖漿中加入適量的食用色素制成（用量0.03%-0.3%）

常用覓菜紅、胭脂紅、檸檬黃、靛藍、亮藍等

包有色衣時應(yīng)由淺到深

2）薄膜衣料

①組成：成膜材料、增塑劑、溶劑

②成膜材料：纖維素類和丙烯酸樹脂類

a成膜材料纖維素類為主，丙烯酸樹脂類主要用于腸溶衣

b增塑劑

增加包衣材料可塑性

水溶性：常用甘油、丙二醇、聚乙二醇

非水溶性：常用檸檬酸三乙酯、甘油三醋酸酯

C溶劑

常用乙醇、丙酮

（3）片劑常用的包衣方法

1）滾轉(zhuǎn)包衣法：依靠片芯和包衣材料在包衣鍋中的滾轉(zhuǎn)運動使片芯被覆衣

層。

2）流化包衣法：將包衣液噴在懸浮于一定流速的空氣中的片芯表面的包衣方

法。

3）壓制包衣法：直接將包衣材料通過壓片機壓制在片芯表面的包衣方法。

（4）常用的包衣設(shè)備

1）普通包衣機

①普通包衣鍋

又稱為季菩包衣鍋，可用于包糖衣、薄膜衣和腸溶衣，是最基本、最常用的

滾轉(zhuǎn)式包衣設(shè)備，國內(nèi)廠家目前基本使用這種包衣鍋進行包衣操作。

②主要結(jié)構(gòu)

包衣鍋，動力系統(tǒng)，加熱鼓風(fēng)系統(tǒng)，排風(fēng)或吸裝粉裝置系統(tǒng)。

③工作原理：

a包衣鍋以一定的速度旋轉(zhuǎn)，藥片在鍋內(nèi)隨之翻滾，

b經(jīng)預(yù)熱的熱空氣連續(xù)吹入包衣鍋，必要時可打開輔助加熱器，以保持鍋體

內(nèi)的溫度，并提高干燥速度。

C向鍋內(nèi)潑灑包衣材料溶液。

d當包衣達到規(guī)定的質(zhì)量要求后，即可停止出料。

2）流化包衣機

①定義：是一種利用噴嘴將包衣液噴到懸浮于空氣中的片劑表面，以達到包

衣目的的裝置，原理與沸騰制粒類似。

②工作過程：

a經(jīng)預(yù)熱的空氣以一定的速度經(jīng)氣體分布器進入包衣室，從而使藥片懸浮于

空氣中，并上下翻動；

b氣動霧化噴嘴將包衣液噴入包衣室；

C周圍的熱空氣使藥片表面包衣液中的溶劑揮發(fā)，并在藥片表面形成一層薄

膜；

d控制預(yù)熱空氣及排氣的溫度和濕度可對操作過程進行控制。

3）網(wǎng)孔式包衣機

①結(jié)構(gòu)特點:在包衣鍋的鍋體上開有直徑為1.8?2.5mm的圓孔（網(wǎng)孔）是一

種比較新穎的高效包衣設(shè)備

②工作原理：

a網(wǎng)孔包衣鍋以一定的速度旋轉(zhuǎn)，藥片在鍋內(nèi)翻滾

b包衣液由噴嘴噴入

C被預(yù)熱至一定溫度的凈化空氣經(jīng)進氣管和鍋體上部的網(wǎng)孔進入包衣鍋

d然后從處于運動狀態(tài)的藥片空隙間穿過

e再由鍋體下部的網(wǎng)孔進入排氣管

7.7.5教學(xué)方法

講解，視頻演示，PPt

7.7.6作業(yè)安排及課后反思

（1）壓片機的調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)及作用。

7.8教學(xué)單元八：

第六章固體制劑設(shè)備—膠囊劑設(shè)備（學(xué)時：2學(xué)時）

7.8.1教學(xué)日期

2020.9.23

7.8.2教學(xué)目標

（1）掌握全自動膠囊機的結(jié)構(gòu)和工作原理；

（2）熟悉軟膠囊劑生產(chǎn)設(shè)備和分類。

7.8.3教學(xué)內(nèi)容（含重點、難點）

⑴膠囊劑的分類、特點

（2）全自動膠囊機的結(jié)構(gòu)和工作原理

（3）熟悉軟膠囊劑生產(chǎn)設(shè)備和分類。

重點：

全自動膠囊機的工作原理。

7.8.4教學(xué)過程

（1）概述

膠囊劑（CaPSUles）：將藥物用適宜的方法加工后，加入適宜的輔料填充于

空心膠囊或密封軟質(zhì)囊材中的固體制劑。

膠囊劑的分類

1）硬膠囊劑：將藥物細粉與適宜輔料制成的均勻粉末、細小顆粒、小丸、

半固體或液體，填充于空心膠囊中制成的劑型。

2）軟膠囊劑：將藥物提取物、液體藥物或與適宜的輔料混勻后，用滴制法

或壓制法密封于軟質(zhì)囊材中制成的膠囊劑。

（2）膠囊劑的特點

1）掩蓋藥物的不良氣味

2）分散快、吸收好、生物利用度高

3）可提高藥物穩(wěn)定性

4）延緩藥物的釋放（定時、定位）

5）可彌補其他劑型的不足

6）可使膠囊劑、囊壁印字、利于識別

（3）硬膠囊劑的制備

1）硬膠囊囊材

空膠囊制備流程如下：

溶膠一蘸膠（制坯）→干燥一拔殼一切割一整理

2）硬膠囊的生產(chǎn)工藝流程

⑷硬膠囊劑的生產(chǎn)設(shè)備

1）少量生產(chǎn)，手工填充

2）大量生產(chǎn)時，采用自動填充機填充物料:

包括：半自動填充機

全自動填充機

（5）全自動膠囊填充機

全自動膠囊填充機是工業(yè)生產(chǎn)硬膠囊劑的專用設(shè)備

全自動膠囊填充機生產(chǎn)過程

1）空膠囊的排序與定向

2）空膠囊的體帽分離

3）填充藥物

4）膠囊體帽閉合

5）出囊

（6）軟膠圣自動膠森填充機生產(chǎn)過程示意

1）軟膠囊制備方法：模壓法、滴制法

2）軟膠囊壓（滴）制設(shè)備：壓制機、滴制機

3）軟膠囊壓制機一滾模式軟膠囊機

①軟膠囊壓制原理：

、冷布在

明膠液ff冷卻成膠皮I→滾模壓斷膠

藥液由噴體噴出「一皮成軟膠囊

②結(jié)構(gòu)：裝藥箱、供藥泵、噴嘴、滾模系統(tǒng)、

油滾、下丸器、鼓輪、明膠盒、加熱器等

③工作過程：

a熱明膠液經(jīng)輸膠管通過涂膠機箱涂布于鼓輪上，冷卻定型為明膠帶

b明膠帶被送入兩滾模之間。同時，藥液經(jīng)導(dǎo)管進入楔形注入器，進入明膠

帶中

C楔形注射器的溫度37~40C,將膠質(zhì)軟化，在兩滾模的凹槽（?？祝┲行纬?/p>

兩個含有藥液的半囊。

d滾模繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，機械壓力將兩個半囊壓制成一個整體軟膠囊，并發(fā)生閉合,

將藥液封閉于軟膠囊中。

e隨著滾模的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)或移動，軟膠囊被切離膠帶。

4）軟膠囊滴制機

明膠液一噴嘴滴出，一油性冷卻液中

油狀藥液形成球形冷凝成球形

①工作過程：

a油狀藥液和明膠液分別由計量泵的活