制药单元操作技术.上

第三版前言

本书是2015年出版的经全国职业教育教材审定委员会审定的“十二五”职业教育国家规划教材的修订版。

本教材在保持前两版教材特色的基础上，在部分章节中添加了动画、微课、视频等直观的教学手段，加强掌握概念，强化应用，培养技能。突出应用能力和综合素质的培养，体现高职高专特色。

本教材是在相关专业教学指导委员会的指导下，根据*有关高职高专教材建设的文件精神，以高职高专制药技术类专业学生的培养目标为依据编写的。教材在编写过程中广泛征求了制药企业专家的意见，本着“源于企业，用于企业”的原则，具有较强的实用性。

教材在编写上力求深入浅出，浅显易懂，避免了一些繁杂的数学推导。侧重单元操作基础知识的学习及应用，突出工程观点，注意启迪思维，便于自学。本书是化学工程学的基础，是以流体流动、传热及传质单元操作为对象，进行浅显讲解的化学工程入门书。每章均有思考题与习题。书末有附录，供解题时查询数据使用。书中标“*”的阅读材料可结合实训过程学习，加强动手能力的训练，促进专业教育实际化。

本教材由河北化工医药职业技术学院张宏丽编写绪论、章、第五章、第八章、第九章及附录；徐州工业职业技术学院刘兵编写第二章至第四章；河北化工医药职业技术学院闫志谦编写第六章、第七章及提供部分章节的动画、微课、视频；河北化工医药职业技术学院齐广辉提供部分章节的动画、微课、视频。全书由张宏丽统稿，华北制药华胜有限公司张天兵参加了本书部分内容的编写并审阅书稿。

本教材在编写过程中，得到相关领导和同行的支持。本书部分章节中的图、表由段颖绘制。在此一并表示感谢。

本书有配套的电子课件、练习题，订购本书的读者可登录www.cipedu.com.cn免费下载。

由于编者水平有限，书中难免有不妥之处，欢迎读者批评指正。

编者

2020年5月

版前言

本教材是在全国化工高职高专教学指导委员会制药专业委员会的指导下，根据*有关高职高专教材建设的文件精神，以高职高专制药技术类专业学生的培养目标为依据编写的。教材在编写过程中广泛征求了制药企业专家的意见，本着“源于企业、用于企业”的原则，具有较强的实用性。

教材在编写过程中，注意贯彻“基础理论教学要以应用为目的，以必需、够用为度，以掌握概念、强化应用、培养技能为教学重点”的原则，突出应用能力和综合素质的培养，反映高职高专特色。

教材在编写上力求深入浅出，浅显易懂，避免了一些繁杂的数学推导。侧重单元操作基础知识的学习及应用，突出工程观点，注意启迪思维，便于自学。由于本书是化学工程学的基础，是以流体流动、传热及传质单元操作为对象，进行浅显讲解的化学工程入门书，每章均有思考题与习题。书末有附录，供解题时查数据使用。书中标“*”的阅读材料可结合实训过程学习，加强动手能力的训练，促进专业教育实际化。

本教材由张宏丽编写绪论、章、第五章、第八章、第九章及附录；刘兵编写第二章至第四章；闫志谦编写第六章、第七章。全书由张宏丽统稿，华北制药华胜有限公司张天兵审阅书稿。

本教材在编写过程中，得到相关领导和同行的支持。本书部分章节中的图、表由段颖绘制。在此一并表示感谢。

由于编者水平所限，时间仓促，书中难免有不妥之处，欢迎读者批评指正。

编者

2010年5月

第二版前言

本书是高职高专制药技术类专业教学改革系列教材《制药单元操作技术（上）》的修订版。本次修订更好地适应了高等职业教育蓬勃发展的新形势，更注重提高学生理论联系实际的能力，培养学生工程技术观点和实际操作的动手能力，因此，经全国职业教育教材审定委员会审定入选了“十二五”职业教育国家规划教材。 

本教材在保持版教材特色的基础上，修订内容如下：①更新了部分章节的内容与顺序；②各章新增加了单元操作技术有关内容；③丰富了各章习题；④配套了本教材的电子课件及各章练习题解过程；⑤更新了附录中部分内容。

修订版教材不仅重点讲述制药常用单元操作的基本原理、典型设备及计算方法，还介绍了单元操作技术有关内容，以便于各院校化工单元操作实训。

本教材是在全国化工高职高专教学指导委员会制药专业委员会的指导下，根据*有关高职高专教材建设的文件精神，以高职高专制药技术类专业学生的培养目标为依据编写的。教材在编写过程中广泛征求了制药企业专家的意见，本着“源于企业、用于企业”的原则，具有较强的实用性。

教材在编写过程中，注意贯彻“基础理论教学要以应用为目的，以必须、够用为度，以掌握概念、强化应用、培养技能为教学重点”的原则，突出应用能力和综合素质的培养，反映高职高专特色。

教材在编写上力求深入浅出，浅显易懂，避免了一些繁杂的数学推导。侧重单元操作基础知识的学习及应用，突出工程观点，注意启迪思维，便于自学。由于本书是化学工程学的基础，是以流体流动、传热及传质单元操作为对象，进行浅显讲解的化学工程入门书。每章均有复习题，部分章节附有练习题和答案。书末有附录，供解题时查询数据使用。书中的*阅读材料可结合实训过程学习，加强动手能力的训练，促进专业教育实际化。

本教材由河北化工医药职业技术学院张宏丽编写绪论、章、第五章、第八章、第九章及附录；徐州工业职业技术学院刘兵编写第二章至第四章；河北化工医药职业技术学院闫志谦编写第六章、第七章。全书由张宏丽统稿，华北制药华胜有限公司张天兵参加了本书部分内容的编写并审阅书稿。欢迎读者批评指正。

本教材在编写过程中，得到相关领导和同行的支持。本书部分章节中的图、表由段颖绘制。在此一并表示感谢。

本书有配套的电子课件、练习题，订购本书的读者可登录www.cipedu.com.cn免费下载。

由于编者水平所限，时间仓促，书中难免有不妥之处，欢迎读者批评指正。

编者

2014年1月

   本书第二版经*专家评审，被立项为“十二五”职业教育国家规划教材，内容经典。本次修订对书中的部分内容进行了更新与完善，同时书中以二维码链接的形式配套了微课、视频、动画等资源，更加方便教学。本书有配套的电子教案，可登陆www.cipedu.com.cn免费下载。

   本书主要内容包括流体流动，液体输送技术，气体输送技术，非均相物系分离技术，传热技术，蒸发技术，精馏技术，吸收技术，冷冻技术。每章均有思考题与习题。书末有附录,供解题时查阅数据参考使用。

    本书在编写上力求深入浅出，浅显易懂，避免了一些繁杂的数学推导。侧重单元操作基础知识的学习及应用，突出工程观点，注意启迪思维，便于自学。

     本书可供高职高专制药类专业及相关专业学生使用，也可作为制药工人高级工培训教材。

张宏丽，河北化工医药职业技术学院，教研室主任/ 教授，在职业院校工作30年，一直担任专业骨干课《制药过程原理及设备》《化工原理》课程教学，长期担任化工原理教研室主任，为学院化工单元操作实训基地的建设和化工原理课程实训内容作了大量开创性的工作。先后开发并主持建设了拆装实训、单元操作实训、课程设计及多功能教室。2006年至2007年作为项目主持人与设备制造企业一起开发、设计并建设化工技术实训中心。建成的化工技术实训中心由化工管路拆装实训车间、流体输送技术实训车间、传热技术实训车间、吸收-解析技术实训车间、精馏技术实训车间、干燥技术实训车间组成。实训装置可实现DCS控制，技术先进、职业特点鲜明，学生可在真实职业环境下，进行化工单元操作技术的训练。我院化工实训基地现在是全国石油与化工行业示范性实训基地，河北省示范性实训基地。主持和主研省教育厅教改项目3项，主研国家自然基金项目1项、省自然基金项目2项，发表教学论文十余篇，科研论文5篇。

绪论1

一、制药单元操作过程构成1

二、制药单元操作的主要内容1

三、制药工业的特点2

四、单位制和单位换算2

思考题与习题4

章流体流动5

节流体流动的主要任务5

一、流体的输送5

二、压力、流速和流量的测量5

三、为强化设备提供适宜的流动条件5

第二节静止流体规律与应用6

一、流体的压缩性6

二、流体的主要物理量6

三、流体静力学基本方程式10

第三节流体流动规律与应用14

一、流量方程式14

二、稳定流动与不稳定流动16

三、流体稳定流动时的物料衡算——连续性方程16

四、流体稳定流动时的能量衡算——伯努利方程17

五、伯努利方程的应用19

第四节流体阻力21

一、流体的黏度21

二、流体流动的类型22

三、圆管内流体的速度分布24

四、流体阻力的计算24

第五节流量的测量与调节28

一、孔板流量计28

二、文氏管流量计30

三、转子流量计30

四、磁翻转液位计30

*阅读材料第六节管道31

一、管子32

二、管件33

三、阀件34

四、管道的连接36

五、管路的热补偿37

六、管路的保温和涂色38

思考题与习题39

第二章液体输送技术43

节液体输送的主要任务43

第二节离心泵操作技术43

一、离心泵的工作原理与构造43

二、离心泵的性能参数与特性曲线46

三、离心泵的安装高度与汽蚀现象49

四、离心泵的工作点与流量调节51

五、离心泵的操作、运转及维护52

六、离心泵的类型与选用53

第三节正位移泵操作技术56

一、往复泵56

二、旋转泵58

三、旋涡泵59

四、正位移泵的操作、运转及维护59

第四节常见流体输送方式60

一、压缩空气送料60

二、真空输送61

三、高位槽送料62

四、液体输送机械送料62

思考题与习题62

第三章气体输送技术64

节气体压缩与输送的主要任务64

第二节往复式压缩机64

一、往复式压缩机的主要构造和工作原理64

二、往复式压缩机的生产能力65

三、多级压缩66

四、往复式压缩机的操作、运转及维护66

第三节离心式气体输送机械67

一、离心式通风机67

二、离心式鼓风机和压缩机69

第四节旋转式气体输送机械70

一、罗茨鼓风机70

二、液环压缩机70

第五节真空泵71

一、往复式真空泵71

二、水环真空泵71

三、真空喷射泵72

思考题与习题72

第四章非均相物系分离技术74

节非均相物系分离的主要任务74

一、非均相混合物的分离在工业中的应用74

二、非均相混合物的分离方法75

第二节过滤75

一、过滤的基本概念75

二、过滤操作过程77

三、过滤设备77

四、影响过滤操作的因素80

第三节沉降80

一、重力沉降80

二、离心沉降84

三、其他气体净制设备86

第四节离心分离87

一、离心分离的概念87

二、离心机的结构与操作88

思考题与习题90

第五章传热技术92

节传热的主要任务92

一、传热在制药生产中的应用92

二、传热的基本方式92

三、工业生产上的换热方法93

四、间壁式换热器简介93

五、稳定传热与不稳定传热94

第二节传热计算94

一、传热速率方程94

二、热负荷和载热体用量的计算95

三、平均温度差97

四、传热系数的测定和经验值101

第三节热传导103

一、导热基本方程和热导率103

二、通过平壁的稳定热传导104

三、通过圆筒壁的稳定热传导105

第四节对流传热107

一、对流传热方程107

二、对流传热系数108

三、设备热损失计算111

第五节传热系数111

一、传热系数的计算111

二、污垢热阻113

第六节换热器114

一、间壁式换热器的类型115

二、换热器的运行操作120

三、换热器常见故障与处理方法121

四、传热过程的强化途径121

五、列管式换热器设计或选用时应考虑的问题122

思考题与习题124

第六章蒸发技术128

节蒸发的主要任务128

第二节单效蒸发129

一、单效蒸发流程129

二、单效蒸发的计算129

三、溶液的沸点和温度差损失131

第三节多效蒸发133

一、多效蒸发的操作原理133

二、多效蒸发的流程133

三、多效蒸发效数的限定135

第四节蒸发器135

一、蒸发器的基本结构135

二、蒸发器的主要类型135

三、蒸发器的辅助装置138

第五节蒸发过程运行操作139

一、蒸发器的运行操作（以三效蒸发为例）139

二、蒸发器常见故障与处理方法139

三、蒸发过程的强化途径140

思考题与习题141

第七章蒸馏技术143

节蒸馏的主要任务143

一、蒸馏及其在制药生产中的应用143

二、气液传质设备的分类144

第二节两组分溶液的汽液平衡关系145

一、理想溶液的汽液平衡关系——拉乌尔定律145

二、双组分理想溶液的汽液平衡相图145

三、相对挥发度147

第三节简单蒸馏和精馏148

一、简单蒸馏148

二、精馏原理149

三、精馏装置及精馏操作流程150

第四节双组分连续精馏过程的物料衡算150

一、理论板的概念及恒摩尔流假定151

二、物料衡算和操作线方程151

三、进料热状况的影响154

第五节塔板数和回流比的确定155

一、理论塔板数的求法155

二、塔板效率158

三、回流比的影响及其选择159

四、精馏塔操作分析162

五、精馏塔的产品质量控制和调节163

第六节连续精馏装置的热量衡算164

一、冷凝器的热量衡算164

二、再沸器的热量衡算164

第七节板式塔166

一、精馏操作对塔设备的要求166

二、常用板式塔类型166

三、浮阀塔设计168

思考题与习题178

第八章吸收技术182

节吸收的主要任务182

一、吸收操作及其在制药生产中的应用182

二、吸收剂的选择183

第二节吸收过程的相平衡关系183

一、吸收中常用的相组成表示法183

二、气液相平衡关系185

三、吸收机理187

四、吸收速率方程188

第三节吸收过程的计算190

一、吸收塔的物料衡算和操作线方程190

二、吸收剂消耗量192

三、填料塔直径的计算194

四、填料层高度的计算194

第四节填料塔196

一、填料塔的构造196

二、填料及其特性196

三、填料塔的附属设备199

四、填料塔内的流体力学特征199

第五节吸收过程运行操作200

一、吸收过程的强化途径200

二、吸收操作要点201

思考题与习题201

第九章冷冻技术204

节冷冻的主要任务204

一、冷冻及其在制药生产中的应用204

二、冷冻过程的基本原理204

第二节压缩蒸气冷冻机206

一、实际压缩蒸气冷冻机206

二、冷冻能力207

三、多级压缩蒸气冷冻机208

第三节冷冻剂与载冷体210

一、冷冻剂210

二、冷冻盐水211

第四节压缩蒸气冷冻机的设备211

一、压缩机212

二、冷凝器212

三、蒸发器与膨胀阀212

思考题与习题213

附录214

参考文献238

   本书第二版经*专家评审，被立项为“十二五”职业教育国家规划教材，内容经典。本次修订对书中的部分内容进行了更新与完善，同时书中以二维码链接的形式配套了微课、视频、动画等资源，更加方便教学。本书有配套的电子教案，可登陆www.cipedu.com.cn免费下载。

   本书主要内容包括流体流动，液体输送技术，气体输送技术，非均相物系分离技术，传热技术，蒸发技术，精馏技术，吸收技术，冷冻技术。每章均有思考题与习题。书末有附录,供解题时查阅数据参考使用。

    本书在编写上力求深入浅出，浅显易懂，避免了一些繁杂的数学推导。侧重单元操作基础知识的学习及应用，突出工程观点，注意启迪思维，便于自学。

     本书可供高职高专制药类专业及相关专业学生使用，也可作为制药工人高级工培训教材。

张宏丽，河北化工医药职业技术学院，教研室主任/ 教授，在职业院校工作30年，一直担任专业骨干课《制药过程原理及设备》《化工原理》课程教学，长期担任化工原理教研室主任，为学院化工单元操作实训基地的建设和化工原理课程实训内容作了大量开创性的工作。先后开发并主持建设了拆装实训、单元操作实训、课程设计及多功能教室。2006年至2007年作为项目主持人与设备制造企业一起开发、设计并建设化工技术实训中心。建成的化工技术实训中心由化工管路拆装实训车间