生物制药工程技术与设备(罗合春) （第二版）

为深入贯彻落实国务院《国家职业教育改革实施方案》有关要求，深化职业教育“三教”改革，本教材从生产岗位调研、教学内容选取、专兼职教师编写讲义、相关专业学生教学试用、企业专家审稿、教育专家审稿，被确定为重庆市示范性院校重点专业优质核心课程建设成果，具有工学特色突出、岗位针对性强等特点，是职业教育药品生物技术专业、生物制药技术等专业优质核心课程教材。 
本教材以“课程与岗位融合、课堂与车间融合、学生与工艺员融合、就业与创业需求融合”为指导思想，以操控基础知识、辅助工程设备、生产线设备为学习领域，以生产流程为主线编排教学进程，按照生物制药生产岗位所需的基础知识、工艺操控原理、设备与操作维护等三大板块安排学习内容，以完成实际工作任务为实训课程，全面培养学生自学能力、专业工作能力和协作配合能力，力求实现技术技能型人才的培养目标，结合党的二十大精神中立德树人和创新创业教育的需要，贯彻“教师为主导、学生为主体、资源为支撑”的教学思想，将课程思政融入相应内容中，使之适应高职高专教育改革发展形势，满足生物制药行业对职工基础知识、专业技能和职业素质的需要。此外，联合生物制药企业共同开发了动画和视频等数字化教学资源，建立融媒体教材，充实了课堂教学内容，丰富了教学活动，强化了生产实践性，强调了实用性，有利于学生职业能力的培养，促进课堂学习积极性的提高，教材的职业特色更加明显。本书配有电子课件和目标检测答案，可从www.cipedu.com.cn下载使用。 
由于生物药物制剂绝大多数为无菌制剂，因此“模块十五 固体制剂与设备”为选修内容，各院校可根据实际情况做适当调整。教材中所使用的各种计量单位均采用国际单位制。 
本教材在编写过程中得到编者所在单位以及全国生物技术职业教育教学指导委员会支持，在此表示诚挚的谢意！ 
因编者水平所限，不足和疏漏之处在所难免，敬请同行批评指正，以利再版时改正和提高。 

罗合春 
2021年9月

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模块一 流体基本知识   001 
单元一　流体静力学性质 001 
一、气体的压强 001 
二、流体静压强 004 
三、流体的黏度 005 
单元二　流体的流动状态 006 
一、流量和流速 006 
二、定态流动 008 
三、流体的流动类型 008 
单元三　转子流量计 010 
一、转子流量计的结构 010 
二、转子流量计的工作原理 011 
三、转子流量计的应用 011 
单元四　流体能量及转换 012 
一、伯努利方程式 012 
二、管路中的直管阻力 013 
三、伯努利方程在制药工程上的应用 014 
【学习小结】 014 
【目标检测】 014 

模块二 流体输送与设备   016 
单元一　管道、管件 016 
一、GMP文件 016 
二、管道制造材质 017 
三、管道和管件 018 
单元二　离心泵 020 
一、离心泵的结构和工作原理 020 
二、离心泵的性能参数和特性曲线 021 
三、离心泵的安装高度 023 
四、离心泵的类型和使用 023 
单元三　容积泵 024 
一、往复泵 024 
二、柱塞式计量泵 026 
三、旋转泵 027 
四、蠕动泵 028 
五、隔膜泵 028 
单元四　气体输送设备 029 
一、通风机 029 
二、离心式鼓风机 030 
三、离心式压缩机 031 
四、真空泵 031 
【学习小结】 033 
【目标检测】 033 

模块三 传热与换热器   035 
单元一 传热 035 
一、传热基本概念 035 
二、换热方式 036 
三、传热速率和热通量 036 
四、热传导计算 037 
五、对流传热计算 040 
六、实际传热过程计算 041 
单元二　常见换热器 044 
一、管式换热器 044 
二、板式换热器 046 
三、换热器的维护 049 
【学习小结】 049 
【目标检测】 049 

模块四 物料预处理与设备   051 
单元一　物料粉碎及其设备 051 
一、概述 051 
二、物料粉碎设备 053 
单元二　细胞破碎及其设备 055 
一、高压均质机 056 
二、珠磨机 057 
单元三　筛分及其设备 058 
一、筛分基本知识 058 
二、筛分设备 059 
单元四　混合及其设备 061 
一、概述 061 
二、混合设备 062 
【学习小结】 064 
【目标检测】 064 

模块五 生物反应与设备   066 
单元一　生物反应基本知识 066 
一、生物反应过程 066 
二、生物反应模式 069 
单元二　培养基预处理设备 070 
一、淀粉糖化设备 070 
二、培养基灭菌设备 073 
单元三　发酵罐 076 
一、机械搅拌通风发酵罐 076 
二、气升式发酵罐 078 
三、自吸式发酵罐 079 
四、鼓泡塔式发酵罐 080 
单元四　发酵罐信号控制系统 080 
一、发酵罐的信号传递 080 
二、发酵罐的检测仪器 082 
单元五　动植物细胞培养设备 083 
一、动物细胞培养设备 084 
二、植物细胞培养设备 086 
【学习小结】 087 
【目标检测】 087 

模块六 固液分离与设备   088 
单元一　沉降设备 088 
一、重力沉降及其设备 088 
二、离心沉降及其设备 090 
单元二　过滤设备 093 
一、基本知识 093 
二、板框压滤机 095 
三、三足离心过滤机 096 
四、转鼓真空过滤机 097 
单元三　膜分离设备 098 
一、膜分离概述 098 
二、膜的结构 100 
三、有机膜组件 103 
【学习小结】 105 
【目标检测】 106 

模块七 萃取与设备   107 
单元一　萃取基本知识 107 
一、萃取过程 107 
二、萃取工艺 109 
单元二　萃取设备 112 
一、混合设备 112 
二、分离设备 113 
单元三　固液萃取及其设备 116 
一、药用植物化学成分 116 
二、天然产物的萃取剂 117 
三、天然产物萃取过程 118 
四、天然产物萃取设备 118 
【学习小结】 122 
【目标检测】 122 

模块八 色谱分离与设备   124 
单元一 色谱分离基本知识 124 
一、色谱分离法概述 124 
二、色谱分离法分类 125 
三、色谱柱的结构 126 
单元二 吸附色谱 127 
一、吸附剂 127 
二、吸附色谱柱 129 
三、大孔树脂色谱柱 130 
单元三 离子交换色谱 131 
一、离子交换树脂概述 131 
二、离子交换树脂柱 132 
三、离子交换树脂柱的操作 133 
【学习小结】 135 
【目标检测】 135 

模块九 蒸发浓缩与设备   137 
单元一 循环型蒸发器 137 
一、中央循环管式蒸发器 137 
二、悬框式循环蒸发器 138 
三、外加热式循环蒸发器 139 
四、强制循环蒸发器 139 
单元二 单程蒸发器 140 
一、升膜式蒸发器 140 
二、降膜式蒸发器 141 
三、刮板式薄膜蒸发器 142 
四、蒸发器辅助设备 142 
单元三 蒸发工艺流程 143 
一、单效蒸发工艺流程 143 
二、多效蒸发工艺流程 143 
【学习小结】 145 
【目标检测】 146 

模块十 蒸馏与设备   147 
单元一 蒸馏 147 
一、蒸馏基本知识 147 
二、蒸馏操作方式 149 
单元二 塔设备 151 
一、板式塔 151 
二、填料塔 153 
三、酒精回收塔 155 
【学习小结】 156 
【目标检测】 156 

模块十一 干燥与设备   158 
单元一 固体物料干燥 158 
一、物料中的水分 158 
二、固体湿物料的干燥 159 
单元二 干燥过程物料衡算 160 
一、湿物料含水量表示法 161 
二、干燥过程物料衡算 161 
单元三 通用干燥设备 162 
一、厢式干燥器 162 
二、洞道式干燥器 165 
三、流化床干燥器 166 
四、喷雾干燥器 167 
【学习小结】 169 
【目标检测】 169 

模块十二 空气净化与设备   171 
单元一 车间空气卫生 171 
一、空气的组成 171 
二、空气的性质 172 
三、制药车间空气卫生 173 
单元二 空气净化设备 175 
一、空气过滤 175 
二、常用空气净化设备 175 
三、空气调节设备 178 
单元三 净化空调系统 180 
一、空气净化工艺 180 
二、典型净化流程 181 
三、空气净化设计 181 
【学习小结】 184 
【目标检测】 184 

模块十三 制水与设备   185 
单元一 饮用水生产设备 185 
一、絮凝沉降法 185 
二、机械过滤器 186 
单元二 纯化水生产设备 187 
一、电渗析仪 187 
二、二级反渗透制水设备 188 
三、离子交换制水设备 190 
单元三 蒸馏水器 190 
一、单级塔式蒸馏水器 190 
二、多效蒸馏水器 191 
三、气压式蒸馏水器 194 
【学习小结】 195 
【目标检测】 195 

模块十四 无菌灌装与设备   197 
单元一 水针剂生产技术与设备 197 
一、水针剂生产工艺及车间布置 197 
二、水针剂生产设备 199 
单元二 输液剂灌装设备 206 
一、大输液生产工艺及车间布置 206 
二、大输液生产设备 207 
单元三 冷冻干燥设备 211 
一、冻干机的结构 211 
二、冷冻干燥的原理及其影响因素 214 
单元四 冻干工艺与设备 215 
一、冻干粉生产工艺及车间布置 215 
二、西林瓶冻干工艺及设备 216 
三、浅盘冻干工艺及设备 219 
单元五 粉针剂灌装与设备 219 
一、螺杆式分装机 220 
二、粉针气流分装机 220 
三、粉针轧盖设备 220 
【学习小结】 221 
【目标检测】 221 

模块十五 固体制剂与设备   223 
单元一 片剂生产与设备 223 
一、片剂生产工艺及车间布置 223 
二、制粒机和压片机 225 
三、包衣机 228 
单元二 胶囊剂生产与设备 229 
一、硬胶囊工艺及车间布置 230 
二、全自动硬胶囊充填机 230 
三、软胶囊生产与设备 232 
单元三 包装机械 233 
一、铝塑泡罩包装机 233 
二、制袋包装机 234 
【学习小结】 235 
【目标检测】 235 

附录   236 
一、常用物理量的SI单位和量纲 236 
二、干空气的物理性质（p=101.33kPa） 236 
三、水的物理性质 237 
四、水蒸气的物理性质 240 
五、部分液体的物理性质 243 
六、部分气体的物理性质 244 
七、常用固体材料的物理性质 245 
八、IS型单级单吸离心泵性能表（摘录） 246 
九、4-72-11型离心通风机规格（摘录） 247 

参考文献   248 

无