面积减少,溶氧系数降低;同时气泡大,上升速度快,走短路,传质效果差。而安一个圆盘,大的气泡受到圆盘的阻挡,只能从圆盘中央流至其边缘,从而被圆盘周边的搅拌浆叶打碎、分散,提高了溶氧系数。
第7章 分离设备 一、简答题
1.制药生产中,常用的非均相及均相分离方法有哪些?进行分离的目的是什么? 常用的分离方法有过滤、沉降、离心分离以及膜分离。分离的目的主要是除去原料、半成品及成品中的杂质。
2.简述转鼓真空过滤机的主要结构、工作原理、工作过程及特点。
主要结构包括:转鼓、贮液槽、分配头、转鼓传动系统、刮刀、抽真空系统、压缩空气系统、喷头等。工作原理:真空过滤设备采用转鼓外大气压与转鼓内真空之间的压强差作为过滤操作的推动力。 工作过程分为:过滤、洗涤、脱水、卸渣、再生等过程。
特点:连续生产、自动化程度高、处理量大,缺点是辅助设备多,投资大,滤渣含水量高、不适合处理粘度较高的物料。
3. 简要说明离心过滤和沉降离心的原理,结构有何差异?常用过滤离心机及沉降离心机有哪些?
在转鼓上开孔并安装滤网或滤布,液体物料在离心力作用下通过滤布及转鼓,而固体黏附在转鼓内壁,而实现分离。离心沉降是利用高速旋转的转鼓的离心力,液体和固体颗粒或轻液和重液在转鼓内受到不同的离心力实现分离。主要结构差异为离心过滤的转鼓均布小孔,而离心沉降转鼓内壁无开孔。常用的过滤离心机有三足式离心机、上悬式离心机、螺旋卸料离心机等。常用的沉降离心机有:碟片是离心机、管式离心机等。 4.旋风分离器的工作原理?简述袋式过滤器的结构及主要类型。
旋风分离器是利用气态非均相在作高速旋转时所产生的离心力,带粉尘的气体在旋流过程中与分离器内壁碰撞,固体颗粒速度迅速降低,在重力作用下沉降,气体反向上升,将粉尘从气流中分离出来的干式气固分离设备。带式过滤器的主要结构包括:布袋、布袋骨架、箱壳、隔板、清灰装置等。带式过滤器按含尘气体进气方式分为内滤式、外滤式;按清灰方式分为:人工敲打、机械振动式、逆气流脉冲喷吹等。
5.膜分离组件的主要型式有哪几种,膜分离方法与过滤分离方法的主要差异何在?
膜分离组件主要型式有板式分离膜组件、管式膜组件、中空纤维膜组件及螺旋卷式膜组件。膜分离与过滤分离的主要差异在于过滤分离主要用于固液分离非均相,分离无选择性,而膜分离主要用于均相分离,具有选择透过性。
6.什么是超临界气体萃取?常见的超临界萃取方法有哪几种?用临界状态下的CO2作萃取剂有哪些优点?
超临界萃取:以介质温度和压力略超过或靠近临界温度和临界压力,介于气体和液体之间的流体作为萃取剂,从固体或液体中萃取出某种高沸点或热敏性成分,以达到分离和提纯的目的。主要有等温法、等压法进吸附法。CO2临界温度31.4 ℃,操作温度接近常温,对热敏性物质不会影响;其临界压力为7.29MPa较容易达到;其化学性质稳定,不燃烧,不爆炸,无腐蚀性;无色、无臭。无毒;具有防氧化,抑制微生物活动的作用, 对药品分离有利;且CO2容易得到较纯的产品,来源方便,价格便宜。
二、填空题
1.液-液萃取的主要设备有:混合设备、分离设备及溶剂回收设备。
2. 按操作原理,离心机可以分为 过滤 式、 沉降 式和 分离 式三种离心机。 3. 常见的三种超临界萃取流程是: 控温萃取、 控压萃取 和 吸附萃取 。
4. 压力式膜分离设备常用的膜组件形式有: 板框式 、 螺旋卷式 、圆管式 和 中空纤维 等。
三、选择题
1. 两相密度相差不大的乳状液可用 B 式离心机进行离心分离。 A. 过滤 B.碟 C. 沉淀 D. B和C 2. B 过滤机可作连续操作。
A. 板框 B.真空 C.三足离心 D. B和C
四、判断题
1.旋风分离器的除尘效率优于布袋除尘器。 × 2.分离式离心机可用于分离悬浮液和乳化液。√
3.悬浮液中固形物含量大且粒度较大,可以采用碟式离心机进行分离。 × 4.反渗透膜分离可以用于产物的浓缩。√
第8章 蒸发与结晶设备 一、判断题
1. 升膜式蒸发器不适用于易起泡物料的浓缩,但可得到高浓度的浓缩液。× 2. 升膜式蒸发器物料与加热器蒸汽呈逆流走向。√
3. 降膜式蒸发器物料与加热器蒸汽呈并流走向。√
4. 料液在离心式薄膜蒸发器内的停留时间很短,只有十几秒钟。× 5. 使用水力喷射泵的真空蒸发系统一般不再专门设二次蒸汽冷凝器。√ 6. 水力喷射泵既起冷凝也起抽真空作用。√
7. 用于蒸汽喷射泵的蒸汽压力较高,且要求压力稳定。√ 二、填空题
1. 升膜式蒸发器的特点是:① 蒸发时间 短,适用于 热敏性 料液;②高速二次蒸汽具有良好的 破沫 作用,故尤其适用于 易起泡沫的料液 ;③ 静压效应 引起沸点升高,故最好控制 接近沸点 进料;④ 一般组成 双效或多 效流程使用;⑤ 不适用于 高粘度 的料液;⑥ 加热蒸汽与 料液 呈 逆 流。
2. 降膜式蒸发器 加热室 顶部设有将 料液 均匀分布到 降膜管 内使其形成 均匀液膜 的料液 分布器 。操作时,一般料液以 液膜 状态进料。 这种蒸发器的特点是: ① 加热蒸汽与 料液 呈 并 流方式;② 蒸发时间 短,为 单程 流型,适用于热敏性料液;③不适于 高粘度 的料液浓缩;④ 大多组成 双 效、 多 效的蒸发设备。 3. 离心薄膜式蒸发器的特点是: ① 传热系数 很高( 离心力将料液作用成约 0.1 mm的膜而蒸发, 冷凝水 被离心力甩出,即成滴状冷凝状态; ② 料液 在器内停留时间短(约 1-2 s),适于热敏物料;③ 离心力有 抑制料液发泡 作用,适合于发泡性物料的蒸发;④ 造价 高。 三、选择题
1.几种真空装置中, B 产生的真空度最易受季节影响。 A. 蒸汽喷射泵 B. 水力喷射泵 C. 干式真空泵 D. 水环真空泵
2.升膜式蒸发器一般采用__B___流方式加热。 A. 顺 B. 逆 C. 混 D. 错
3.需要预热到接近沸点进料的蒸发器有 B 。
A. 降膜式 B. 升膜式 C. 强制循环式 D. A和B
4. 需要用进料泵进料的真空蒸发器有 C 。
A. 降膜式 B. 升膜式 C. 强制循环式 D. 带搅拌夹层式
5.料液在蒸发器中滞留时间最短的蒸发器是 A 。
A. 离心薄膜式 B. 升膜式 C. 降膜式 D. 外加热强制循环式
6.料液在蒸发器中滞留时间最长的蒸发器是 A 。
A. 带搅拌夹层式 B. 升膜式 C. 降膜式 D. 板式 7. 真空煮晶锅的结晶过程是下列哪种原理 C 。 A. 采用降温来降低溶解度使溶液进入过饱和区结晶 B. 采用调pH到等电点来降低物料溶解度至过饱和区结晶 C. 蒸发溶剂,使浓缩溶液进入过饱和区起晶 D. 以上皆不正确 四、问答题
1.真空浓缩设备由哪些基本部件组成?各有什么作用?
真空浓缩设备主要由加热蒸发器、汽液分离器、除沫器、抽真空系统、冷凝器等组成。加热蒸发器主要提供稀释料液进行加热、沸腾蒸发的场所;汽液分离器对浓缩液及二次蒸汽进行分离;除沫器主要用于捕集二次蒸汽中夹带的液滴,抽真空系统主要为加热蒸发器提供真空,使料液能在低温沸腾蒸发浓缩;冷凝器用于冷凝二次蒸汽,降低真空泵负荷。 2. 列举几种典型膜式蒸发器?升膜式蒸发器和降膜是蒸发器各自的关键操作是什么?
升膜蒸发器、降膜式蒸发器、刮板式蒸发器、离心式蒸发器等。升膜式蒸发器关键是控制加热强度使料液成膜状流动;降膜式蒸发器的关键操作是设计适当的料液分布器,使下降的料液成膜状流动。
3.结晶有几种方法?各有什么特点?
? 结晶方法主要有:蒸发结晶、冷却结晶及其它如等电点结晶等。浓缩结晶是采用蒸
发溶剂,使浓缩溶液进入过饱和区起晶(自然起晶或晶种起晶),并不断蒸发,以维持溶液在一定的过饱和度进行育晶。结晶过程与蒸发过程同时进行,故一般称为煮晶。冷却结晶是采用降温来使溶液进入过饱和区结晶(自然起晶或晶种起晶),并不断降温,以维持溶液一定的过饱和浓度进行育晶,常用于温度对溶解度影响比较大的物质结晶。等电点结晶与冷却结晶较相似,区别在于等电点结晶时溶液比较稀薄;要使晶种悬浮,搅拌要求比较激烈;同时设备要选用耐腐蚀材料,以防加酸调整pH的腐蚀作用;传热面多采用冷却排管。
4.真空结晶器的工作原理是什么?有什么优点?
真空结晶器的操作原理是,把热溶液送入密封而且绝热的容器中,在器内维持较高的真空度,使溶液的沸点低于进液温度,于是此热溶液闪蒸,直到绝热降温到与器内压强相对应的饱和温度为止。因此,这类结晶器既有冷却结晶作用,又有浓缩结晶作用。
溶剂蒸发所消耗的汽化潜热由溶液降温释放出的显热及溶质的结晶热所平衡。在这
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