中药制药工程原理与设备复习资料

1、03052中药制药工程原理与设备复习资料物料衡算：是以质量守恒定律为基础对物料平衡进行计算。热量衡算：是能量衡算的一种形式，热量衡算的理论基础是能量守恒定律。过程速率：是指物理或化学变化过程在单位时间内的变化率。密度：单位体积的流体所具有的质量。压力：流体垂直作用于单位面积上的力。流量：流体在单位时间内流过管道任意一截面的流体量称为流量。流速：单位时间内流体在流动方向所流过的距离。直管阻力：流体经流直管时，由于流体的内摩擦而产生的阻力。局部阻力：流体流经管路中管件、阀门及管截面的突然扩大或缩小等引起的阻力。Re2000时，流动类型属于滞流，Re4000时，属于湍流，Re在2000-4000为过

2、渡流。滞流时平均流速为管中心的最大流速的0.5，湍流时的平均流速约为管中心的最大流速的0.8.层流底层：边界层内近壁面出一层薄膜，无论边界层的流型为层流或湍流，骑流动类型均为层流。伯努利方程的物理意义：理想流体在管道内作稳定流动时，在任一截面上总能量为一常能量在不同形式间可以相互转化，当某一形式能量数值，因条件而发生变化时，相应地引起其他能量数值变化。泵：用于液体提供能量的运输设备。风机和压缩机：用于气体提供能量的运输设备。离心泵的工作原理：泵的主要部件有叶轮、泵壳、泵轴、排出口和吸入口。具有若干弯曲叶片的叶轮安装在泵壳内,并紧固于泵轴上.泵壳中央的吸入口与吸入管路相连接,侧旁的排出口与排出管

3、路相连接.泵轴用电机或其他动力装置带动.启动前,先将泵壳内灌满被输送液体,启动后,泵轴带动叶轮一起旋转,充满叶片之间的液体也随着转动,在离心力的作用下,从叶轮中心被抛向叶轮外围,以很高流速(15-25m/s)流入泵壳,在壳内减速,经过能量转换,达到较高的压力,从泵的排出口通过管路,输送至所需的场所。气缚：由于空气密度很小,所产生的离心力也很小,在吸入口处所形成的真空不足以将液体吸入泵内,虽启动离心泵,但不能输送液体,此种现象称为气缚。气蚀现象：离心泵运行时，泵内从吸入口到排出口的压力是变化的，等于或低于在该温度下液体的饱和蒸汽压力，就忽悠蒸汽从液体中大量逸出，形成许多蒸汽和气体混合物小气泡。这

4、些小气泡随液体流到高压区时，旗袍迅速破裂或凝结，体积邹然缩小，周围液体以高速冲向气泡中心，撞击叶轮，空气中的氧气对叶轮也有腐蚀作用，金属表面逐渐因疲劳而破坏。这种现象叫做气蚀现象。离心泵的主要性能参数：流量、压头、效率、轴功能。离心泵的特性曲线：H-Q曲线，表示泵的压头与流量的关系。N-Q曲线，表示泵的轴功率与流量的关系。-Q曲线，表示泵的效率与流量的关系。离心泵的工作点：管路的特性曲线和泵的特性曲线的交点。并联适用于低阻管路，串连适用于高阻管路。离心通风机的工作原理与离心泵完全相同。离心通风机的主要性能参数有风量、风压、轴功率与效率。重力沉降的基本原理：一种使悬浮在流体中的固体颗粒下沉而与流

5、体分离的过程。它是依靠地球引力场的作用，利用颗粒与流体的密度差异，使之发生相对运动而沉降，即重力沉降。重力沉降是从气流中分离出尘粒的最简单方法。只有颗粒较大，气速较小时，重力沉降的作用才较明显。 悬浮在介质中的分散体系质点要受到重力和浮力的作用，其所受的净力为：FV(-0)g式中V为单个质点的体积；和0分别为质点与介质的密度;g为重力加速度。若0,则质点下沉；反之则上浮。因此,只要质点与介质的密度不等,质点在引力场作用下就要朝一个方向浓集，或沉于容器的底部或浮于介质的上层。但另一方面,由于质点的浓集,体系出现浓差，因而产生扩散作用。扩散与沉降是两个相对抗的过程。沉降使质点沿着沉降方向浓集；扩散

6、则相反，使质点在介质中均匀分布。质点小时,扩散起主要作用,因而分散体系在动力学上是稳定的。质点大时,沉降起主要作用,质点在重力场中沉降，体系不稳定，粗分散体系即属于这种情况。在中间状态,沉降与扩散成平衡,质点在介质中浓度随着高度不同有一平衡分布。沉降：是依靠某种力的作用，利用流体与颗粒间的密度差，使质检发生相对运动而分离的过程。重力沉降：由地球引力作用而发生的颗粒沉降。离心分离:利用惯性离心力来分离液态非均相混合物的机械，常用来从悬浮液分离固体颗粒和纤维状物质，也可用来从乳浊液中分离出重液和轻液。离心机的主要类型：三足式离心机卧式刮刀卸料离心机活塞推料离心机管事高速离心机碟片式离心机。搅拌器的

7、作用原理：搅拌器又电机或直接通过减速装置传动，讲机械能施加于液体，促使液体作旋转运动，其作用原理与泵的叶轮相同，即向液体提供能量。搅拌器的强化措施：提高搅拌器转速抑制抑制搅拌槽内的“打旋”现象，在搅拌槽内安装挡板，破坏循环回路的对称性控制回流液体的速度和方向。放大：在刚才上江中型试验所取得的最佳操作条件及搅拌器的工艺参数，经过适当的计算处理，从而获得为涉及工业生产规模所需的搅拌装置的操作条件和数据，这一过程称为放大。工业上的传热过程：直接接触式传热间壁式传热蓄热式传热。热流量:即单位时间内热流体通过整个换热器的传热面传递给冷流体的热量。热流密度：即单位传热面积的热流量。稳定传热：传热系统中各点

8、温度仅随位置变，而不随时间变的传热过程。热传导：起因与物体内部分子微观运动的一种传热方式。热传导基本原理：固体内部的热传导是由于相邻的分子在碰撞时传递振动能的结果，气体是由于连续而不规则的分子运动，热传导也可因物体内部自由电子的转移而发生。对流传热：是指流体与固体壁面间的热量传递过程，即由流体讲热量传递给壁面，或有壁面讲热量传递给流体的过程。对流传热的原理：对流传热过程中的机理和热流量许多因素相关，主要依靠流体的质点移动和混合来进行热量传递。牛顿冷却定律：即单位时间内以对流方式传递的热量与传热面积和温度差正比。影响对流传热的因素：流体的种类流体的相态流体的性质流体的流动状态流体的对流状况传热面

9、的形状、大小和位置。辐射：物体以电磁波方式传递能量的过程。热辐射：由于热的原因以电磁波的形式向外发射并进行传播能量的过程。换热器选型原则：满足生产工艺要求，不论是设计或选型都要必须符合工艺要求。换热效率要高，以保证有较大的传热系数。结构简单，使用可靠。安装、检修、清洗方便。经济性。单效蒸发：是蒸发时二次蒸汽移除后不再利用，只是单台设备的蒸发。对于单效蒸发，在给定生产任务和确定了操作条件后，通常需要计算水分蒸发量、加热蒸汽消耗量和蒸发器的传热面积。多效蒸发：将一个蒸发器蒸发出来的蒸汽引入下一蒸发器，利用其凝结放出的热加热蒸发器中的水，两个或多于两个串联以充分利用热能的蒸发系统。蒸发的原理：蒸发过

10、程是浓缩溶液的过程，通过蒸发使溶剂与溶质分离开来，因此，蒸发也是挥发性溶剂与不挥发性溶质分离的单元操作。蒸发器的辅助设备主要由除沫器和冷凝器。真空蒸发：使溶液在减压下蒸发的过程。多效蒸发的流程：第一效加入加热蒸汽，从第一效产生的二次蒸汽作为第二效的加热蒸汽，而第二效的加热时却相当于第一效的冷凝器，从第二效产生的二次蒸汽又作为第三效的加热蒸汽，如此串连多个蒸发器，就组成了多效蒸发。最后一效的二次蒸汽进入冷凝器，用睡冷却冷凝成水而移除。蒸发过程的节能措施：多效蒸发回收冷凝水的热量额外蒸汽热泵蒸发。挥发度 ：表示某种纯粹物质(液体或固体)在一定温度下蒸气压的大小。相对挥发度：习惯上将溶液中易挥发组分

11、的挥发度对难挥发组分的挥发度之比。蒸馏原理：利用液体混合物部分气化时，其中各种组分挥发度差异，使其加以分离的单元操作。简单蒸馏为间歇操作过程。平衡蒸馏是连续蒸馏过程。精馏原理：精馏的实质就是利用多次部分气化和多次部分冷凝，以分离液体混合物的操作过程。恒摩尔流的满足条件：各组分的摩尔气化热相等气液接触时因温度不同而交换的显热可以忽略。保温良好，塔的热损失可以忽略不计。适宜回流比的选择：全程回流和最小回流比都不能再生产商采用，仅是最大值和最小值。实际采用的回流比应介于两者之间。适宜回流比应通过经济衡算来决定，即操作费用和设备费用之和为最低时的回流比。理论版：是指离开该塔板的气液两相达到平衡状态的塔

12、板。塔板的结构：塔板，气体通道塞孔、溢流堰和降液管等。填料塔的结构：为一圆形筒体，桶内分层安防一定高度的填料层。湿基含水量：以湿物料为计算基准，即湿物料中水分的质量分数。干基含水量：以绝干物料为计算基准，即湿物料中水分的质量与绝干物料的质量之比。无聊中所含水分：结合水，非结合水，平衡水分，自由水分。干燥器分类：厢式干燥器、带式干燥器、真空耙式干燥器、转筒式干燥器、喷雾干燥器、沸腾干燥器、气流干燥器、冷冻干燥器、红外干燥器、微波干燥器。粉碎：是记住机械力将大块固体药物制成适宜程度的碎块或细粉的操作过程。粉碎度：又称粉碎比，是药物在粉碎前的粒径与粉碎后的粒径之比，它是检查粉碎操作效果的一个重要指标

13、。粉碎机理：药物被粉碎时，收到外加的作用力，其内部相应产生应力，当内应力超过药物本身的分子间力时即可引起药物的破碎，使药物的表面积增大，从而使机械能转化为表面能。粉碎方法：循环粉碎和开路粉碎。适用于粗碎或为进一步细碎做准备的粉碎。干法粉碎和湿法粉碎。适用有刺激性、毒性。单独粉碎和混合粉碎。低温粉碎。多用于熔点低，常温下有热可塑性保留挥发性有效成分的药物。提取原理：浸润阶段，溶解阶段，扩散阶段，置换阶段。固液提取工艺流程：单管单级浸渍提取，索氏提取，温浸法。热回流法，单级循环提取，单罐错流提取，加压提取，半连逆流续提取，连续逆流提取，连续混流提取。板式塔和填料塔的比较 (1)填料塔操作范围小,当

14、液体负荷过大时,容易产生液泛;当液体负荷较小时,填料表面不能很好地润湿.设计良好的板式塔,则具有较大操作范围. (2)填料塔不易处理易聚合或含有固体悬浮物的物料,由于填料易被堵塞,切不易清洗,宜采用板式塔. (3)气液传质过程中,需要移去反应热和溶解热,因板式塔易于在塔板上安装冷却盘管,易用板式塔.同样,当有侧线出料时,填料塔不如板式塔方便. (4)处理量小,或所需的塔径不大时,应选用结构简单,造价低廉的填料塔. (5)对热敏性物系,宜采用填料塔.因填料塔内的滞液量较板式塔少,物料在塔内的停留时间短. (6)对易起泡物系,填料塔更适合,因填料对泡沫有限制和破碎作用 (7)对腐蚀性物系,因填料便

15、于耐腐蚀材料制作,故多采用填料塔 (8)填料塔压力降较板式塔小,因而对真空操作更适宜。恒沸精馏流程图：在恒沸精馏塔I中部加入接近恒沸组成的乙醇-水溶液,塔顶加入苯.精馏时,沸点最低的三组分恒沸物由塔顶蒸出,经冷凝并冷却至较低的温度后在分层器分成为:上层苯相,下层水相.其中苯相回流入I塔作回流,苯作为挟带剂循环使用.I塔釜残液为高纯度乙醇.分层器中的水相进入塔II以回收其中的苯.II塔塔顶所得的恒沸物并入分层器中,塔II釜残液为稀乙醇,可用普通精馏塔III回收其中的乙醇.III塔釜残液几乎是纯水,在操作中苯是循环使用的,但因有损耗,故隔一段时间后需补充一定量的苯。萃取精馏流程:原液加入萃取精馏塔

16、的中部,添加剂酚在靠近塔顶处加入,以使塔内各板的液相中均保持一定比例的酚,沸点最低异辛烷由塔顶蒸出,在酚加入口以上设置少数的塔板以捕获少量被气化的酚,避免从塔顶逸出,塔顶这些少数塔板为酚的吸收.因萃取剂的挥发性一般很小,吸收段仅一,二块板即可。萃取精馏与恒沸精馏的比较 (1)恒沸精馏添加剂必须与被分离组分形成恒沸物,而萃取精馏无此限制,故萃取精馏添加剂选择范围广泛 (2)恒沸精馏添加剂被气化由塔顶蒸出,此项气化热消耗较大,尤其是当馏出液比例较大时,其经济性不及萃取精馏 (3)由于萃取剂不断由塔顶加入,故萃取经理不宜用于间歇操作,而恒沸精馏从大规模连续性生产至小型间歇精馏均能方便地操作。中药制药

17、工程思考题：1、什么是中药工程？答：中药工程是运用化学、物理方法或手段来研究中草药的加工和制造过程，使此过程能产生一种新的药物剂型和药物产品，同时研究制造（生产）过程的共同规律，摸索最佳的工艺条件、解决规模放大和大型化生产中出现的诸多工程技术问题。2、传统的中药制药工程是怎样的？存在什么问题？答：传统的中药制药工程：工艺：静态提取（浸渍、煎煮、渗漉），传统浓缩，酒精沉淀，大锅收膏，托盘烘干；剂型：丸、散、膏、丹。存在的问题：提取温度高、时间长、步骤多，热敏物质易被破坏，挥发组织易损失等。3、中药制药工程中存在哪些化学工程问题？答：通过提取等工序，将药效物质从构成药材的动植物组织器官中分离出来；

18、通过过滤等工序，将药液和药渣进行分离；通过沉淀等工序，实现细微粒子及大分子非药效物质与溶解于水或醇等溶剂中的其他成分分离；通过浓缩、干燥等工序，实现溶剂与溶质的分离。4研究中药提取理论意义何在？ 答： 中药提取是龙头技术，有适当的提取量为基础，量化和控制提取的过程参数。将有利于提高中药提取效率，降低能源消耗，缩短生产周期，稳定产品质量，同时也为中药提取过程和中药产品标准化，规范化，提供理论基础。5. 为什么说提取过程（浸取）是历史悠久的单元操作之一答： 在中药制药工业，长期以来已有的提取操作有：浸渍，煎煮，渗漉，浸煮，回流提取和循环提取等，现代中医药工业的发展，又出现了超临界二氧化碳流体萃取，

19、微波辅助提取等高新技术。提取过程实质上是溶质由固相传递到液相的传质过程。古代用的药材一般都是固体药材，所以需要我们对中药进行提取，把固体药物看成由可溶性（溶质）和不可溶（载体）所组成的混合物。中药提取就是把重要药材中的可溶性组分从中药的固体基块中转移到液相。从而得到含有溶质的提取液的过程。6、植物性药材的提取过程有哪几个相互联系的阶段所组成？答：植物性药材的提取过程是由湿润，渗透，解吸，溶解，扩散和置换等几个相互联系的阶段所组成。7、详细叙述湿润、渗透阶段的过程机理？答：1）湿润：药材经干燥后，组织内的水分被蒸发，细胞逐渐萎缩，细胞液中的物质呈结晶或无定性状态沉淀于细胞中从而使细胞内充满空气，

20、出现空隙。当药材被粉碎，一部分细胞可能破裂，其中所含成分可直接由溶剂浸出，并转入提取液中。大部分细胞在粉碎后仍保持完整状态，当与溶剂接触时，先被溶剂湿润，而后溶剂便渗透进入到细胞中。（2）渗透：由于植物组织内部有大量毛细管的缘故。溶剂可以沿着毛细管渗入到植物的组织内，将植物细胞和其他间隙充满。毛细管被溶剂所充满的时间与毛细管的半径，毛细管的长度，毛细管的内压力等有关。一般来说，毛细管的半径越小，毛细管越长，毛细管内的压力越大，溶剂渗透的阻力就越大，溶剂充满毛细管的时间越长。以至于提取的速率变慢，提取的效果变差。8、什么叫平衡级或理论级？答：中药提取过程中处于平衡状态时的级数称为平衡级或者理论级

21、。9、为什么说提取过程中很少能达到真正的平衡？答：在固液两相接触时间不足而未达到平衡或溶质有吸附的情况下，则底流夜的溶质浓度将大于溢流夜的溶质浓度。L必定在L的右边。大多数的中药提取过程中，溶质在药材内部的扩散速率比外部的扩散速率要小，所以很少达到真正的平衡。10、提取过程的操作方法有哪3种基本形式？答：单级提取，多级错流提取，多级逆流提取11、试叙述多级错流提取过程的原理？答：经过一次提取后的底流L1又与新鲜溶剂接触，进行第二次提取，这样重复进行的操作为多级错流提取。12、影响中药提取速率和效率的因素有哪些？答溶剂的性质，药材的性质（表面状态，粒度等），提取温度，提取压力，溶液浓度差，固液两

22、相的相对运动速度等13、什么是亲水性有机溶剂？哪些有机溶剂属于这类？有什么特点？答：1）亲水性有机溶剂：一般是指极性较大与水能互溶的有机溶剂2）乙醇，甲醇，丙酮等（3）特点：溶解性能较好，对中药材（主要对植物性药材）细胞的穿透能力也较强14、什么是亲脂性有机溶剂？哪些有机溶剂属于这类？有什么特点？答：（1）亲脂性有机溶剂：一般是指与水不能互溶的有机溶剂（2）石油醚，苯，乙醚，氯仿，醋酸乙酯，二氯乙烷（3）优点：选择性强，提取的亲脂性成分较纯，不能或不易提取亲水性杂质。缺点：大多数容易燃烧，一般具有毒性，价格较贵，对提取设备要求高，深入药材细胞组织的能力较弱，往往需要进行长时间反复的提取。15、

23、中药提取过程中常用的溶剂有哪几种（举出45种）？答：水，乙醇，丙酮，乙醚，石油醚，氯仿16、什么是提取辅助剂？常用的辅助剂有哪几种？答：提取辅助剂是指特意加入提取溶剂中以增加提取效能，增加被提取成分的溶解度，增加中药制品的稳定性以及除去或减少提取过程中的某些杂质的某种特定助剂。17、中药常规的提取方法有哪几种？答：浸渍法，煎煮法，渗漉法，水蒸气蒸馏法，连续回流提取法等18、什么是中药提取过程的强化？答：提取过程中的强化常常通过附加外力来加以实现，如提高提取温度或压力，加大提取过程的平均浓度差，给提取过程施加能量（电场，电磁场，微波，超声波等），增加药材的粒度等措施均可加速提取过程19、中药提取

24、过程的强化方法有哪几种？答：流化床强化提取，挤压强化提取，电磁场强化提取，电磁振动强化提取，脉冲强化提取，超声波强化提取，微波辅助提取，生物酶解提取20、简单描述超声波强化提取过程原理？答：超声波强化提取是利用超声波所具有的机械效应，空化效应及热效应，通过增大介质分子的运动速度，增大介质的穿透力来强化提取过程，提高对中药有效成分的提取效率。21、何为动态提取？动态提取有哪几种形式？中药动态提取有哪些优点？为什么？答：1）动态提取工艺的是在增加药材比表面积的情况下，利用机械手段，采用强制循环方式，以增加固-液相接触。2）动态提取方式主要有由上至下强制循环顺流式和由下至上强制循环逆流式。3）特点：

25、1）提取温度较低，用水提取温度保持亚沸状态（90±5）。避免温度过高有用成分的破坏，同时也部分减少了无用成分如淀粉、胶质类成分的溶出。2）溶剂在动态下提取增加了药材成分的溶解、溶出速度，缩短了时间，减少了溶剂用量，提高了浸出效果。3）有效的利用设备，使设备体积减小。4）可连续化生产，便于自动控制。5）改善了工作环境，节约了能源。22、提取罐为什么要制成倒锥形？它比传统的多功能提取罐有哪些好处？答：（1）加料和卸渣十分方便，药渣不会在灌底发生架桥阻塞，无需进行人工排渣，工人劳动强度大大降低，同时也提高了生产效率。2）特点：上口小下口大，锥度4-8度，也可以设计为封头顶，加设料斗，侧向环

26、形过滤网，过滤面积大大增大，滤网设置在罐体的侧向，可减少药渣对滤网的静压，延长了滤网的使用周期。23、超临界流体是一种怎样的流体？答： 超临界流体是指物质所处的温度和压力分别超过其临界温度和临界压力的流体。24、超临界流体萃取为什么都选用CO2?答：二氧化碳具有无毒，无臭，不燃和廉价等优点，临界温度31.04度，临界压力7.38MPa，只需改变压力，就能够在近常温的条件下分离萃取物和溶剂二氧化碳。超临界二氧化碳的溶解能力与温度和压力有关，并有接近液体的密度和接近气体的粘度和扩散速度等特点，故具有较大的溶解能力，较高的船只速率和较快达到平衡的能力。25、微波辅助提取与其他提取相比有哪些优点？答：

27、时间段，节省试剂，制样精度高，回收率高26、什么是酶解提取？答：酶解提取就是对原料进行酶解处理，由于纤维素酶破坏了物质的细胞壁，使其释放出细胞内的物质，从而可以使得物质提取物的产率大幅度提高，提高欲提取物质的提取率。27、什么叫蒸发过程？答：在中药制药工业等众多的行业中，通常要遇到将溶液蒸浓的工业操作。这种借加热作用使溶液中一部分溶剂汽化因而获得浓缩的过程称为蒸发。28、进行蒸发的必备条件是什么？答：进行蒸发的必要条件是热能的不断供给和所产生的蒸汽的不断排除。29、蒸发设备分类有哪几种？答：夹套，蛇管，直管，加热室在内或在外30、什么是降膜式蒸发器？它是怎样加工的？液体成膜关键在什么地方？答：

28、1）物料由加热室顶部加入，经液体分布器分布后呈膜状向下流动，2）在管内被加热汽化，被汽化的蒸气与液体一起由加热器下端引出，汽液分离3）设计液体分布器。31、蒸发设备选型时工艺方面要考虑哪些因素？答：尽量保证较大的传热系数要适合溶液的一些特性，如，起泡性、热敏性、S随T变化的特性及腐蚀性；能完善的分离泡沫尽量减少温差损失尽量减慢传热面上污垢的生成速度能排出溶液在蒸发过程中所析出的结晶体能方便的清晰传热面。32、蒸发器的选择要注意哪些物料特性？答：物料特性：浓缩液的结垢性；黏度；热敏性；有无结晶析出；发泡性；腐蚀性等。33、什么叫双效蒸发？答：蒸发过程中不仅利用生蒸汽，还利用二次蒸汽进行二次蒸发浓

29、缩的操作过程。34、蒸发与干燥的区别在哪里？答：（1）干燥过程是一个很重要的环节，中药提取后得到的浓缩液，通过干燥才能得到固体物质或固体粉粒，是指从物料中去除相对少量的水分，在干燥过程中通常是以蒸汽状态由空气带走的。2）蒸发过程是指从物料中去除相对大量的水分，在蒸发过程中水以纯水蒸汽的状态除去。35、干燥方法有哪几种类型？答：机械方法，自然烦躁，吸湿剂干燥，加热干燥36、干燥过程的热传递方式有哪几种？答：传导干燥，对流干燥，辐射干燥，介电热干燥，其中有两种或三种方式组成的联合干燥。37、进行干燥操作的必要条件是什么？答：进行干燥的必要条件是被干燥物料表面所产生水汽（或其他蒸汽）的压力pw必须大

30、于干燥介质中水汽（或其他蒸汽）的分压p。两者的压差越大，干燥过程进行得越快。38、什么是相对湿度？答：在一定的总压下，湿空气中水蒸汽分压与同一温度下的水饱和蒸气压之比39、干球温度指的是什么温度？答：用普通温度计测得的湿空气温度为其真实温度。为与湿球温度对应，称为干球温度40、描述湿空气的3个温度大小关系？答：饱和湿空气 t=tw=td不饱和湿空气 t>tw>td其中td是露点温度，tw是湿球温度42 什么是干燥速率答：干燥速率是指单位时间内在单位干燥面积上汽化的水分质量。44 什么是临界点，临界点处的湿含量对干燥过程有什么重要意义答：1）有恒速干燥阶段转入降速干燥阶段的转折点称为

31、临界点2）临界湿含量越大，越早转入降速干燥阶段，在相同干燥任务下所需要的干燥时间就越长。确定临界湿含量的值，不仅对于计算干燥速率和干燥时间是十分必要的，而且由于影响两个阶段的干燥速率的因素不同，确定其值对于如何强化具体的干燥过程也有重要的意义。45 什么是干燥时间 答：在恒定干燥条件下，物料从最初含水量干燥至最终含水量所需要的时间。46 什么样的情况是降速干燥阶段答： 随着物料内部含水量的减少，水分由物料内部向表面传递的速率慢慢下降，因而干燥速率也越来越低。这个阶段称为降速干燥阶段。在此阶段中，干燥速率主要决定于物料本身的结构，形状和大小等，与空气的性质关系不大。47 箱式干燥器内气体流动的方

32、式有哪几种答：平行流式，穿流式，真空式，洞道式48 喷雾干燥塔是如何进行工作的？答：由送风机将通过初效过滤器后的空气送至中效，高效过滤器，再通过蒸气加热器和电加热器将净化的空气加热后，有干燥器底部的热风分配器进入装置内，通过热风分配器的热空气均匀进入干燥塔并呈螺旋转动的运动状态。同时由供料输送泵将物料送至干燥器顶部的雾化器，物料被雾化成极小的雾状液滴，使物料和热空气在干燥塔板内充分的接触，水分迅速蒸发，并在极短的时间内将物料干燥成产品，成品粉料经旋风分离器分离后，通过出料装置收集袋装。湿空气则由引风机引入湿式除尘器后排出。49喷雾干燥塔塔外壁进行风冷却，塔内进行冷风吹扫的目的是什么？答：（1）

33、塔外壁进行风冷却的目的是为了防止某些中药在塔内空气中干燥后，由于软化点较低，一旦落到与塔内温度相近的塔壁上，就会因软化而造成严重的粘壁现象，破坏干燥过程的进行。若塔壁温度能低于塔内温度，干燥后的中药粉粒就不会产生碰壁就马上软化，如能设法将其立即移除，就可防止粘壁现象产生。2）冷风吹扫即由塔底设置一根贴近塔壁并延伸至塔顶的管道，使其能沿塔壁循环旋转，管道贴近避免均匀地开有小孔，干燥的冷空气通过管道有小孔射出，吹向停留在塔壁上的粉粒，这样冷风能改善粉粒的软化性能，同时又依靠冷风的冲击力将停留在塔壁上的粉粒向扫地一样吹扫下来，解决了某些中药物料不能喷雾干燥的问题。50 为什么要设置冷风输送装置？冷冻

34、机除了冷却空气之外还有什么作用？答：（1）设置冷风输送装置是为了在冷风吹扫的过程中，被干燥的产物的温度可冷却至常温或更低一点，同时也能进一步除去一部分水分，可有效地保证这部分软化点较低的中药物料在完成喷雾干燥后能得到输送的不结块的分离状产品。2）净化干燥冷空气，进一步除去水分。第一,章；流体流动；1，什么是连续介质模型？为什么要将流体作为连续介质进行研究？答：连续介质模型假设物质连续地无间隙地分布于物质占有的整个空间，流体宏观物理量是空间点及时间的连续函数。基于流体质点的慨念，质点在它所在的空间就相当于一个空间点，质点的物理量也被认为是流体所在空间上空间点及时间的连续函数。在分子层面上研究流体

35、，其质量在空间的分布是不连续的，其运动在空间和时间上都是不连续的。对于流体的宏观运动，考虑大量分子的平均运动机器统计特性，研究时需要将物质抽象为连续介质。工程上将描述流体运动的空间尺度精确到10-5m数量级，就能够满足一般工程问题的精度要求。在此数量级上统计平均物理量与个别分子的运动无关，可以将流体视为有连续分布的质点构成，作为连续介质进行研究，从而摆脱复杂的分子运动，从宏观的角度研究流体的流动规律。2，什么是流体的可压索性？液体的可压缩性与气体的可压缩性有何区别？答;流体的密度p不仅与流体的种类有关，而且与压力p和温度T有关，即p=f(p,T)流体在外力的作用下，其体积或密度可以改变的性质称

36、为流体的可压缩性，用等温压缩率表示。压力增加一个单位时，流体密度的相对增加率，或在一定温度下，压力增加一个单位下，压力增加一个单位时，流体体积的相对缩小率。严格地说，流体都是可以压缩的，只是可压缩的程度不同。一般气体的等温压缩性远比液体的等温压缩率大，气体的可压缩性远大于液体。通常情况下液体视为不可压缩流体，其密度取为常数，而气体则视为可压缩流体仅在少数压力变化很小，密度基本保持恒定的情况下，气体才被近似看作不可压缩流体。3，什么是流体的热彭账性？答：流体的密度p不仅与流体的种类有关，而且与压力p和温度T有关，即p=f(p,T)流体在温度改变时，其体积或密度可以改变的性质称为流体的热膨胀性，用

37、热膨胀系数表示。热膨胀系数的意义为：温度增加一个单位时流体密度的相对减小率，或在一定压力下，温度增加一个单位时流体体积的相对增加率。通常情况下，气体热膨胀系数比液体热膨胀系数大得多。4，液体自由表面为什么会产生凸出或内凹的现象？答;液体表面各部分之间存在相互作用的拉力，使液体表面总是取收缩的趋势，液体表面的这种拉力称为表面张力。由于表面张力的存在，液体自由表面的内侧与外侧的压力不同。当液面内侧的压力高于外侧的压力时，液体自由表面凸出；当液面内侧的压力低于外侧的压力时，液体自由表面内凹。5，引起流体流动的条件是什么？答：流体的易流动性表明流体各部分之间很容易发生相对运动，而流体中存在切应力是流体

38、处于运动状态的充分且必要的条件。流体收到任何微小的切应力，就要发生连续的变形-流动。知道切应力消失为止。6，简述重力场静止液体中的压力分布情况及性质。答;有重力场中静止液体的压力分布公式p=p0+pgh可知1，当液面上方的压力p0一定时，在静止液体内任一点压力的大小，与液体本身的密度及该点距液面的深度有关。因此，在静止的、连续的同一体内，处于同一水平面上的各点，因深度相同，故其压力亦相等（此压力相等的水平面，及为等压面）。2，当液面上方的压力p0有变化时，液体内部各压力必产生同样大小的变化，即压力具有可传递的性质（即压力的可传性，称为帕斯卡原理）7，什么叫定态流动？什么叫非定态分布流动？答：流

39、动按其时间变化特性可分为定态流动和非定态流动。若流场内各点的任一流体运动参数均与时间无关，则这样的流体称为定态流动；反之若流体运动参数与时间有关，则称为非定态流动。工程中常考察流动系统中各截面上与流体有关的物理量，如流速、压力、密度等，不随时间变化的流动为定态流动，随时间变化的流动的流动为非定态流动。8，何谓牛顿型流体，何谓非牛顿型流体?答：切应力与速度梯度呈线性关系的流体称为牛顿型流体，即符合牛顿粘性定律的流体；切应力与速度梯度呈非线性关系的流体称为非牛顿型流体。对于牛顿型流体表观粘度为常数，对于非牛顿型流体，表观粘度不仅与流体的物理性质和流动情况有关，还与流体所受到的切应力有关。9，非牛顿

40、型流体分为几类？各有和特点？答：非牛顿型流体分为有非时变性非牛顿型流体、时变形非牛顿型流体和粘弹性流体三类。1，非时变性非牛顿型流体包括有假塑性流体、胀塑性流体和宾汉塑性流体。其中；假塑性流体受切应力越大刘定性越好。张塑性流体受切应力越大流动性越差。宾汉塑性流体在切应力达到屈服应力前无流动发生。2，时变形非牛顿型流体包括触变性流体和触稠性流体。其中；触变性流体的表观粘度和切应力随时间延续变小。触稠性流体的表观粘度和切应力随时间延续变大。3，粘弹性流体在受力作用时，产生弹性变形并作粘性流动，具有粘性和弹性的双重效应。非牛顿型流体中的假塑性流体、张塑性流体受很小的切应力即可产生较大的变形速率，是不

41、能抵抗切应力的真实流体。10，简述雷诺数的物理意义。答：雷诺数的意义表示流体流动时的惯性力与粘性力的比值。理由简述如下流体流动的惯性力与粘性力的比值为惯性力/粘性力=ma/uSdu/dy有教材中附录一查出上式右侧每一物理量的量纲式，并将上式写成量纲的形式为：MLT-2/L-1MT-1L2LT/L=LLT-1M.L3L-1MT-1上式左侧为惯性力比粘性力的量纲形式，右侧为雷诺数的量纲形式。 11，简述速度边界成的形成。边界成厚度是如何定义的？答;将大雷诺数流动时，流经物体的流动分为两个区域；一个是壁面附近的流体层称为边界层，层内流体粘性作用极为重要，即使粘度u很小，摩擦应力r任然很大，不可负略；

42、另一个是边界层以外的区域，称为外流区或主流区，该区内的流动可看成是流体的流动。由于流体与壁面之间的粘性作用，壁面直接接触的流体速度为零。受流层间内摩擦力作用，从贴附在壁面上的流体层起，相邻流层间，流体流动的阻滞作用，随着距壁面的距离的增加而减小，受阻滞流体层速度明显减慢的区域为速度边界层或边界层。按普朗特提出的边界层理论，边界层是粘性作用显著的区域，速度梯度不为零，阻滞作用从壁面向流体内部逐渐减弱，流体的速度接近于初始速度是一渐变过程，因此边界层一主流区之间无明显的分界线。为了便于分析，人为约定；流体流速从u=o到u=0.99u0所对应的流体层厚度为边界层厚度。这一约定对解决实际问题所引起的误

43、差一般可以忽略不计，流速人可用uo表示，流体视为理想流体。12，简述圆形直管进口段流体流动情况？答：流体在进入直圆管前以均匀的流速流动，进入圆管后在进口段由于流体粘滞于管壁，使管壁附近的流速减速，而流动的连续性使管中心流体加速，从而使流体速度沿流动方向不断变化。由于流体粘性的作用，流体进管之初仅在靠管壁出形成很薄的边界层，随着流体继续向前流动，边界层逐渐增厚，在距管口一定距离处边界层汇集在管中心线上，成为完全发展的管流。在完全发展的管流开始时，边界层为层流，则完全发展的管流为层流；边界层内湍流，则完全发展的管流为湍流。13，简述圆形弯曲管中流体流动情况？答;在圆形曲管中，由于受离心力的作用，流

44、体除具有沿轴向刘东的主流外，还在与轴向流动的垂直截面上有两次流。流体流动时，圆形弯曲管截面上的轴向速度不同，由此产生双漩涡次流分布。截面上速度分布为偏离抛物线型。次流使管中心的流体魏团能很快运动到壁面附近，同时，主流速度与次流速度叠加，使流体质点呈结构需要，出于强化传热、传质过程需要，常用弯曲管道。14，流体流经管件，阀门，管子进口等管道的局部区域时为什么会产生局部阻力？答;流体绕弯曲表面流动时，如果边界层分离，则分离点下游的流体倒流回流分离点，成为相反的两股流动，在分离面与壁面之间形成漩涡区。涡流区质点强烈碰撞与混合而产生能量损失，即形状阻力或压差阻力。粘性流体绕流固体弯曲表面。突变截面产生

45、摩擦阻力与压差阻力，两者之和称为局部阻力。流体流经管件、阀门、管子进口等管道的局部区域时，由于流动方向和管道截面的突然改变，会发生上述情况，产生局部阻力。15，什么是水利光滑管，过渡型管，水力粗糙管？答：根据圆管内完全发展湍流流动的摩擦因素r与雷诺数Re及相对粗糙度e/D的关系，将圆管分为水力光滑管、过渡型管和水力粗糙管。当e<5时，管内表面所有粗糙峰都处粘性层内，此种状态的圆管称为水力光滑内。当5y<e<70y时，只有部分粗糙峰处于粘性层内，Re和e对湍流核心区速度的分布都有影响，此种状态的圆管称为过渡管。当e>70y时，所有粗糙峰都高出粘性底层，暴露在湍流核心中，此

46、时只有e影响湍流核心区的速度分布状态，与Re无关，此种状态的圆管称为水力粗糙管。对于层流和从层流向湍流过度状态，分不出水力粗糙与光滑管。几何上并不光滑的管子，整个管流的摩擦阻力与光滑管子相同，而与相对粗糙度无关，表现为水力光滑管状态。输送机械；1，离心泵叶轮的结构有几种?各有什么特点？答：叶轮结构分为闭式、半开式、开式三种。 开式叶轮两侧都无盖板，制造简单，清洗方便。但叶轮出水侧和壳体没有很好密合，部分液体会流回吸液侧，因而其效率较低，仅适用于输送含杂质的混悬液。半开式叶轮吸入口一侧无前盖板，另一侧有后盖板，适用于输送混悬液。闭式叶轮两侧都有盖板，其效率较高，应用最广，适用于输送清洁液体。2，

47、离心泵的操作应注意什么问题?答：1，启动前，泵内和吸入管内必须充满液体。2，为了避免电机超载和加大电负荷，泵启动前，应将出口管路上的阀门关闭，待电机运转正常后，再逐渐打开出口阀门，使泵进入正常工作状态。3，泵运转时要定期检查和维修保养，一防出现液体泄漏和泵轴发热情况。4，泵停止工作前，要先关闭出口阀，再停电机，以免管路内液体倒流，使叶轮受到冲击而被损坏。如长期停泵，须放尽泵和管路中的液体，以免冬季冻结；必要时可将泵拆开清洗干净，涂上防护油。3，简述离心泵的气蚀现象，说明危害及如何避免？答：在离心泵运行时，通常叶轮叶片的中间腰背部是压力最低区，这个区的压力降低到等于或低于被输送液体在相应温度下的

48、饱和蒸汽压时，液体就会汽化而产生大量气泡。气泡随也留被叶轮带入高压区，在高压区作用下，气泡被压缩重新凝结为液体或破裂，其周围的液体会以极高的速度冲向原气泡所占据的空间，在冲击部位产生的冲击力对呗冲击部位往往可以产生达数十个兆帕的压力，冲击濒率科大几万赫兹。在强烈的冲击力作用下，泵体出现震动，泵的噪音增大，使材料表面疲劳，出现呢点蚀甚至裂缝，叶轮和泵壳受到破坏，这种现象称为气蚀。气蚀发生时，大量地气泡会破坏液流的连续性，阻塞流道，致使泵的流量、杨程金额效率显著下降，运行的可靠性降低。气蚀严重时，泵会中断工作。我国离心泵标准中，采用允许吸上真空度和充分气蚀余量这两个指标对不呢过的气蚀现象加以控制。

49、4，离心泵启动前为何必须灌满液体？答：离心泵内如有空气，因气体的密度原小于液体的密度，产生的离心很小，在吸入口形成的真空不足以将液体吸入泵中。虽启动离心泵，但无法输送液体，此现象称为气傅，此时，离心泵无自吸能力。因此离心泵启动时，需灌满液体而排出空气。5，输送下列几种流体，应分别选有那种内型的液体输送机械？1，往空气压缩机的气缸中注入2输送浓番茄汁至装罐机；3，输送含有粒状结晶的饱和盐溶液到过滤机；4配合pH控制器，将料液氨控制的流量加入参与化学反应中；5，输送空气，凄凉500m/h，出口压力0.8MPa。答：1，油泵2，耐腐蚀泵，3，杂质泵4，计量泵5，离心通风机。6，原用以输送谁的离心泵，

50、先改用输送密度为谁的1.2倍的水溶液，水溶液其他物理性质可视为与水相同。若管路布局与泵的前、后两个开口溶液面的垂直距离不变，是说明以下几种参数有无变化：1流量2，压头3，泵出口处压强表的读数，4，泵的轴功率答：1，无变化2，有变化H=p1-p2/pg+z2-z13,无变化，4，有变化，P=Hqvp/102n7，往复泵和离心泵相比有哪些优缺点？答：往复泵主要用来输送压力较高的液体，也可以输送粘度、具有腐蚀性以及易燃。易爆、剧毒的液体。流量小于100m/h压力高于100Ma是往复泵的最佳使用范围，其在小流量、搞杨程方面的优点远远超过离心泵。但不能输送有固体粒子的混悬液。往复泵与离心泵相比，结构较复

51、杂，体积大、成本高、流量不连续。输送高粘度在83%-88%左右，其他动力装置驱动的往复效率在72%-93%之间。8，离心式通风机叶轮的叶片常有几种形式？各有什么特点？答：离心式通风机叶轮的叶片相对叶轮的旋转方向有前弯式、径向式和后弯式三种。前弯叶轮产生的压力最大，在流量和转数一定时，所需叶轮直径最小，是结构紧凑，重量减轻，但由于其能量损失加大，且叶轮出口速度变化比较剧烈，使这种通风机的效率比较低。后弯叶轮相反，所产生的压力最小，叶轮直径最大，而效率一般较高。径向叶轮介于两者之间，以直叶片的型线最简单。9，通常通风机性能表上所列出的风压是指什么风压？适用于什么条件下？若条件变化，如何计算？答：通

52、常通风机性能表上所列出的风压是指全风压。它是在20.C、1.013x105kg/m3的条件下用空气通过实验测得的，该条件下空气的密度为1.2kg/m3.如果实际条件与实验条件不同，可将实际操作条件下的全风压换算成实验条件下的全风压Ht再依据HT选择通风机。其换算关系式为HT=HTp0/p,=1.2HT/P,。10，在生产中，遇到将某些气体的压力从常压提高到几千甚至几万kPa以上的情况时如何实现？答：在压缩机中每压缩一次所允许的压缩比一般为5-7，但在生产中。会遇到将某些气体的压力从常压提高到几千甚至几万kPa以上的情况。此时，如采用单位压缩不仅不经济，有时甚至不能实现，所以必须采用多级压缩。1

53、1,液环泵是怎样工作的？答：液环泵直叶片的叶轮偏心的配置在缸体内，并在缸体内引进一定量的液体。当叶轮旋转时，由于离心力的作用，将液体甩向四周，形成一个贴在缸体内表面的液环。上部的内表面与叶轮咦相切叶轮与液环形成一个月牙形空间，此空间被叶轮的叶片分成诺干个容积不等的单元空间。叶轮旋转时，右面半圈的单元空间容积逐渐缩小，每两叶片间的液体两侧端盖上开设镰刀形的吸排气口。右边的大镰刀形孔为排气口。这样，叶片没旋转一周，每一个单元空间扩大、缩小一次，并与吸、排气口各联通一次，实现吸气、压缩。排气及膨胀过程。12，为何目前的油扩散泵都是做成多级的？答：扩散泵中的油在真空中加热沸腾（2000。C),产生大量

54、地有蒸汽，油蒸汽经导上升由各级喷嘴定向高速喷出。由于喷出的有蒸汽中被吸入气体的分压小于该泵进口处被吸气体的分压，所以被吸气体分泵进口处被气体的分压，所以被吸气体子就不断的扩散到蒸汽流中。有蒸汽撞击被被吸气体分子，使其沿油蒸汽方向高速流向泵壁，气体分子碰到泵壁反射回来再次受到有蒸汽的撞击有重新验流蒸汽方向泵壁。经过几次撞击后，气体分子被压缩到低真空端，再由下几级喷嘴喷出蒸汽进行多级压缩，最后由前级泵抽走。同时，油蒸汽在冷却的泵壁上被冷却后又返回油锅中重新被加热。由扩散泵如此循环工作，才能达到很高的真空度。13，斗式升降输送机的料有几种形式？各有什么特点？答：斗式升降输送机的料斗分为深斗、浅斗和导

55、槽斗三种。深斗底部形状为圆形，适用于运送干燥的，松散的、易于卸除的物料。浅斗底部也为圆形，适用于运送湿的、容易结块的、难于卸除的物料。导槽斗增加了导槽结构，提高了卸除效果。14，吸嘴的二次空气又什么作用？答：吸嘴在靠近直管端部有二次空气口，当端部埋入物料中将物料吸上时，可从二次空气口补进空气进行输送。过滤与沉降1，何谓助滤剂？简述其作用、用法及注意事项。答：助滤剂是有一定刚性的粒状或纤维状固体，常用的有硅藻土、活性炭、纤维粉、珍珠岩粉等。其作用是改变可压缩滤饼的结构，提高滤饼的刚性和空隙率，一减少可压滤饼的滤过阻力。提高滤过速率延长过滤介质的使用寿命。因此，当滤饼是可压缩滤饼，且产品是滤液时，

56、应考虑使用助滤剂。助滤剂有两种使用方法：1，把助滤剂按一定直接分散在待过滤的滤浆中，与滤浆同时过滤，使之在滤饼中形成支撑骨架；2，把助滤剂单独配成混悬液先行过滤，使其在过滤介质表面形成助滤剂预涂剂，然后再过滤滤浆。应注意：1，若滤液时产品时，所选助滤剂应对滤液成分不吸收和不发生化学反应；2，由于助滤剂混在滤饼中不易分离，所以当滤饼是产品时不易使用助滤剂。2，板框压滤机有哪些主要部件构成？答：滤板、滤布、密封圈、终极、压紧装置。进滤浆管、滤液排出管、支架等主要部分构成中存留的滤液，若滤饼是产品时洗涤滤饼。3，过滤操作洗涤滤饼的目的是什么？答：若滤液时产品时，洗涤滤饼可回收滤液可除去滤饼中存留的可

57、溶性杂质。4，板框压滤机有哪些主要特点？答：优点是：结构紧凑，单位设备体积过滤面积较大，对物料适应性强。缺点：操作压力太高，滤布损耗较快；滤框容积有限，不适合过滤固相比答的混悬液；间歇操作，劳动强度大。5，转筒真空过滤机主机由哪些部件构成？答：有滤浆槽、篮式转鼓、分配头、刮刀等主要部件构成。6，简述合成超滤膜结构。答：合成超滤膜是用醋酸纤维素或聚砜类有机高分子材料制成的多孔滤膜，现多制成非质膜，断面为非对称结构，由致密的多孔表层和海绵状的底层支持体构成，表面微孔排列有序，孔径均匀，是超滤的有效截留层，厚度不大于0.2um，一减小流动阻力，底层起支撑表面层、增加膜机械强度的作用，厚度为200-2

58、50um，呈疏松大孔径海绵状，以保证高的透液速率。7，在中药制药工程中沉降操作应用在哪些方面？答：重力沉降主要用于中药药液的静置澄清工艺而离心沉降则广泛用于药粉的收集、除尘、药液的回收以及蒸发操作中药液与二次蒸汽的分离等方面。8，简述重力沉降速度公式的适用范围。答：相对运动的计算包括：1，颗粒在静止流体中做下沉或上浮运动；2，流体相对于静止颗粒运动；3,；颗粒与流体同时运动时，做同向运动或逆向运动等多种情况的相等运动速度的计算。9，试分析离心沉降速度与重力沉降速度的异同点。答：答：离心沉降速度与重力沉降速度的数字表达式相似，仅重力加速度g与离心速度u2t/R不同，但实质上二者有明显的区别：1，重力沉降速度为恒定值，而离心沉降速度随沉降颗粒在离心力场中距轴心的距离而变；2，离心沉降速度不是颗粒运动的绝对速度，而是绝对速度沿旋转半径方向向外会向内，重力沉降速度方向沿重力场方向垂直向下。10，在中药制药工程中，浸提药液的澄清是重要的工序，试按分析欲提高沉降速度应采取什么措施。答：由斯托克斯公式可知，欲提高沉降可从提高（ps-p)、d值，和降低u几个