实习前技能训练.docx

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实习前技能训练

心之所向，所向披靡

2009药学实习前技能训练

一、制药工业的一般过程

图1制药工业的一般过程

制药工业的任务是以一定的规模将某些原料转化为符合要求的药品。

由图可见从原料开始经过生物反应生物转化或化学反应化学转化生成含有药物的产物，再经各种分离过程将药物提纯得到原料药，最后制成各种剂型如片剂、针剂等供病人使用。

也有制药过程不经过生物或化学转化，而是经过分离直接得到原料药并制成各种剂型，如天然药物的生产等。

通常，人们将通过生物反应和各种分离手段得到原料药的制药过程称为生物制药，比如抗生素工业中的发酵罐；通过化学反应和各种分离手段得到原料药的过。

程叫做化学制药；由原料药生产各种剂型的过程称为药物制剂。

以上过程可在多个工厂完成，比如有些工厂专门生产原料药，有些专门生产制剂，有些只生产粗品原料，有些则致力于药物的提纯和精致，如此分工合作形成制药产业。

二、搅拌罐式反应器

1.机械搅拌

图2搅拌罐式反应器结构示意

1.进料口或入孔2.加套换热器3.出口4.搅拌5.加套换热器5.pH探头6.出料口7.温度探头8.补料口9.搅拌电机。

搅拌罐式反应器是制药生产和科研中最常见的一种反应器，结构如图2所示。

这种反应器由罐体，搅拌，换热装置，进出料口，检测装置，入孔等部分构成。

其中罐体通常为带上下椭圆封头的圆柱体。

用于检修的入孔、用于观测内部情况的视镜、加料口和部分检测装置通常安装在上封头。

出料口一般安装在罐底最低处，对反应器性能影响最大，样式变化最多的是它们的搅拌和换热装置。

下面分别介绍。

（一）径向流搅拌

桨式搅拌罗氏搅拌

浆式搅拌时不仅有径向流而且也可产生部分轴流。

罗氏搅拌在保持制作简单，价格便宜的优点同时，搅拌效率比桨式搅拌明显提高，中间的圆盘有效地阻止了轴向流的发生，改善了搅拌效果。

目前，罗氏搅拌已不受专利保护，任何人都可以制作和使用这种搅拌。

半管式搅拌曲管式搅拌

半管式搅拌是由若干个半管式叶片焊接在圆盘上制成，适合将气体分散在液体中

与罗氏搅拌比，它对气体的分散效果较好，分散气体时产生的压降也较小。

曲管式搅拌专门用来将气体分散在流动的液体介质中，与半管式搅拌相比，经过特殊设计的曲面代替了原来的半管，使气体分散效率更高，曲管式搅拌目前受专利保护。

（二）轴向流搅拌

螺旋桨式搅拌四叶斜直面轴流搅拌高效轴向流搅拌

螺旋桨式搅拌由三个叶片组成叶片形状叶片上各点的曲度接近理论最佳值，因此，可产生较理想的轴流，搅拌效率也很高，但是，由于形状和曲度不规则叶片必须在模具中铸造，不但增加了制作成本，而且使搅拌重量加大。

因此，这种搅拌价格贵、重量大。

斜直面轴流搅拌是由四个斜直面与轴向呈45度夹角焊接而成，叶片的宽度大约是搅拌直径的1/5,显然这种搅拌的制作远比螺旋桨搅拌简单,因此价格也便宜.这种搅拌在细高的反应罐中呈现轴流搅拌效果,在径高较大“矮胖”的反应罐里却以径向流为主。

高效轴向流搅拌由三个较长的平板叶片对称地连接在搅拌轴上，叶片与轴呈一定的角度，每个叶片的外侧折下一个角，其表面与轴垂直与斜直面轴流搅拌比，由于叶片外侧折角的作用，这种搅拌形状更易产生轴流效果，效率也较高，因此被称为高效轴流搅拌。

另外这种搅拌的制作并不复杂，价格便宜，这种搅拌受专利保护。

莱宁搅拌三个曲面叶片对称地焊接在轴套上，叶片各处曲度虽然呈现一定程度的不规则性，但是，制作起来应比上述螺旋桨搅拌容易，搅拌效率也较高，这种搅拌属于向下的轴流搅拌，由于叶片宽大，强度较高，适用于较高黏度的液体。

莱宁搅拌

（三）特殊搅拌

在反应罐中，其四周贴近内壁，因此，适用于高黏度液体及液固混合物，这种搅拌速度一般较慢。

2.通气搅拌

通气搅拌是在反应器的底部通入空气或其他惰性气体，如氮气。

由于密度较轻，气体形成气泡向上运动，搅动液体产生混合效果，如图3所示，气体通过分配器进入罐内，

分配器通常是一个环形管道，上面布满小孔，将气体均匀地分配到反应器底部。

通气搅拌的优点是能耗低，搅拌柔和，适合有气相参与，需要柔和搅拌的场合，缺点是搅拌力度小，不适用于黏度较大和有固体参与的反应。

图3通气搅拌图4罐外循环式搅拌

3.罐外循环式搅拌

罐外循环式搅拌是将罐内液体从底部引出，然后通过泵将其打回反应器顶部，形成混合。

如图3所示，它的优点是搅拌基本没有死角，能耗也较小，适用于液体或有少量固体参与的反应，缺点是搅拌强度低，不适用于黏度较大或者有大量固体参与的反应。

4.换热装置：

由于大部分反应都放出或吸收热量，因此，反应器必须有换热装置以便及时移出或移入量。

1.夹套和蛇管换热

如图5所示的反应器既有夹套换热器，也安装有蛇管换热器，夹套换热器是包裹在

反应器外面的夹层，换热介质在夹层里通过，如果换热介质是液体（水或油）则从下面进入夹套，从上面出来，这样可以充满整个夹套，如果是蒸汽，则上进下出，目的是防止蒸汽入口被底部的冷凝水淹没，产生汽蚀现象。

蛇管换热器通常由一组或多组盘绕成环状的管道组成，直接放入反应器内。

它的优点是换热效果较好，单位体积换热面积大且可以根据情况增减，缺点是占据反应器内有效体积，易堵且清洗困难，当夹套换热器不足以达到换热效果时，通常在反应器内加装一定数量的蛇管换热器。

图5反应器的夹套和蛇管换热

三、干燥设备

干燥是用加热的方法将湿分从固体中分离出去的一种操作，能最大限度地除去物料中的湿分，比较完全地使液固分离。

制药工业中常见的干燥设备包括真空干燥设备、气流干燥设备、沸腾床干燥器、喷雾干燥器、冷冻干燥设备、微波干燥设备、红外线干燥设备等。

1.真空干燥设备

真空干燥是将物料置于真空条件下进行加热除湿的过程，此法优点是真空除了将产品和空气隔开，减少了空气对产品的不良影响，也使物料中的湿份挥发温度降低，因此，特别适合热敏物料。

图6真空干燥箱（实物、操作示意图）

图6是一种真空干燥箱实物图，干燥时,物料放在干燥箱内的托架上，然后将盖封严，抽真空加热一段时间，干燥箱内的真空度达到最高值，自动控温装置也将温度恒定在设定值，维持这个状态一定时间干燥完成。

这时停止加热，打开放气阀，停真空泵，打开箱门，取出干燥物料。

真空干燥箱和真空泵的连接如图6所示，在干燥箱和真空泵之间通常有一缓冲装置

有时,还要加冷凝或吸湿装置，干燥箱和缓冲装置之间有一个放气阀。

真空干燥箱的优点是：

简单直观、操作方便、密封性好；缺点是：

干燥单位质量的物料耗能较大、干燥时无法翻动物料、效率低、因此干燥时间较长。

真空干燥箱较适用于小批量贵重物料的干燥。

试验室、中试等临时干燥过程。

真空干燥箱的操作一般有一定的顺序：

首先，将需干燥的物料放入箱内，关紧箱门，关闭放气阀，开启真空阀，再开启真空泵开始抽气，当箱内真空接近最大真空度时，打开加热，设定温度，当温度进入恒温状态时即为干燥开始时间；干燥结束时，先停加热，再开放气阀，然后再关真空泵，待干燥箱内达到常压时，开启箱门，取出干燥物料。

以上操作中需要注意一定要先打开放气阀，然后再关闭真空泵，否则，真空泵内的液体容易被倒吸到干燥箱，不仅可能对干燥箱内药品造成污染，而且有可能损坏真空泵和干燥箱，当然现在比较先进的干燥箱都装有单向阀防止倒吸，但最好操作时按照以上顺序进行以防意外。

2.气流干燥器

气流干燥也称瞬间干燥，使用热空气或惰性气体吹动湿物料，使湿物料随热气流运动，在运动过程中湿物料在热空气中悬浮翻滚，湿气快速蒸发，达到迅速干燥的目的。

制药工业中常见的气流干燥器有两种，分别介绍如下：

长管式气流干燥器如图7所示长管式气流干燥器主体结构为一长管，下部置一多孔托板，托板下方吹入热空气，当热空气的流速足够大时，湿物料颗粒被吹起并带至上方，内部的湿分迅速蒸发，完成干燥过程，干燥的固体颗粒随气流离开干燥管后，经旋风分离器和袋滤器进行气固分离，固体被截留收集，气体排出至大气。

图7长管式气流干燥器流程示意

1.空气过滤器2.空气预热器3.干燥管4.加料斗5.螺旋加料器6.旋风分离器

7.风机8.阀门9.产品出口

旋风式气流干燥器:

旋风式气流干燥器结构和原理如图8所示，它没有长管式干燥器那样的长管，取而代之的是旋风式干燥器，其结构如图9所示，旋风式气流干燥器有一个上粗下细的圆筒，进料口从圆筒上部以切线方向进入，出料口从圆筒底部向上一直到顶部，带有物料的气流在上部以切线方向进入干燥器，在干燥器内呈螺旋状向下至底部后再折向中央排气管排出必要时可在筒身外安装蒸汽夹套。

由于湿物料是在旋风干燥器前的风管中加入的，湿物料在加料口至旋风干燥器入口之间这段管道内已开始干燥，因此，物料在进入干燥器前已有相当数量的湿分被除去对于抗素类的干燥，根据实测，在物料进入干燥器前约有50%的湿分被除去，进入旋风干燥器后，物料进一步干燥，当从出料口出来时，大部分湿分已被除去，物料的湿含量已经能满足要求，然后依次进入旋风分离器和袋式除尘器将干燥的固体分离收集，气体则排入大气。

无论是长管式气流干燥器还是旋风式气流干燥器，其操作过程基本相同：

首先打开通风，待风速稳定后再打开加热装置，给气流加热，等气流温度稳定后再逐渐加入固体，以上次序在操作时须严格遵守，否则可能对干燥器造成损害，或者带来不合格产品。

比如，如果先加热后通风会造成加热装置局部温度过高甚至烧毁加热器，再比如：

如果先加固体再通风有可能造成风道堵塞，无法通风，在这种情况，即使加大风量将堵塞的固体吹走，可能导致部分固体干燥不完全，带来不合格产品，同样的道理，气流干燥器在停机时也应遵守一定的次序：

与开机操作相反，停机时要先停止固体加料，再关闭加热装置，最后停风。

图8旋风式气流干燥器结构和原理示意

1.空气预热器2.加料斗3.旋风式干燥器4.旋风除尘器5.料斗6.风机7.袋式除尘器

图9旋风式干燥器结构示意

3.沸腾流化床干燥器

（1）单层流化床干燥器

图10单层流化床干燥器

（2）多层沸腾床干燥器

如图11表示的是二层沸腾床干燥器结构和原理，它分为上下两部分，中间隔一层筛板，上下有溢流管连接，第二层的底部也是一层筛板，热气流由第二层的底部送入，然后进入第一层，最后经床内气固分离器排出，待干燥的固体颗粒则由最上层加入，经溢流管进入第二层，最后由出料口排出，固体在床内形成流化状态，湿分迅速蒸发被热气流带走，固体在出料口排出，完成液固分离过程。

图11多层沸腾干燥器结构示意

4.冷冻干燥设备

冷冻干燥也称升华干燥它是将溶有固体的浓缩液置于低温高真空环境下冷冻成固体，湿分通常为水，直接升华得到干燥的固体，因为固体升华也需要热量为了使低温恒定使升华顺利进行，冷冻干燥也需要加热进行，冷冻干燥的设备俗称冻干机或冷干机，它的结构和原理如图12所示，整个系统包括冻干室、加热系统、冷冻机组、冷凝器和真空泵组。

冻干室内有料盘，料盘里有冷却管和加热管分别通向冷冻机组和加热系统。

放在料盘上的料瓶瓶口敞开。

内装溶有药物的浓缩液，冷冻室经过冷凝器通向真空泵组，干燥时先将盛有浓缩药液的料瓶口打开，放入冻干室的料盘上，关紧室门。

这时冻干室应当密封不漏气，开启冷冻机组进行预冻，预冻时料板的温度可达-50摄氏度。

料瓶内的液体被冷冻为固体，然后启动真空泵组抽真空，冻干室内的真空度越来越高，料瓶内的固体冰开始升华，升华的蒸汽被真空泵抽到冷凝器，由于冷凝器内的温度比冻干室低，蒸汽在此被冷凝下来，不能冷凝的气体进入真空泵。

由于升华需要热量，升华开始后，物料的温度开始降低，为了维持升华继续进行，加热系统开始给料盘供热，适当提高料盘温度，但不能超过规定值。

当升华结束时，物料仍然含有残余水分，这部分水分通常以吸附状态存在，难于除去，因此，必须在将料盘温度适当提高，将这部分水分赶出。

这时，料盘温度不能过高