1藥廠設(shè)備與車間工藝設(shè)計(jì)下篇車間工藝設(shè)計(jì)下篇目錄第10章制藥工程設(shè)計(jì)概論第11章藥廠總體規(guī)劃設(shè)計(jì)第12章工藝流程設(shè)計(jì)第13章物料衡算和熱量衡算第14章車間工藝設(shè)計(jì)第15章通風(fēng)、空調(diào)和空氣凈化第16章車間土建和公用工程第17章環(huán)保、安全、工業(yè)衛(wèi)生與節(jié)能學(xué)習(xí)目的：通過本章的學(xué)習(xí)使學(xué)生了解物料衡算和能量衡算的重要性及其基本原理，了解物料衡算的計(jì)算方法。教學(xué)重點(diǎn)：物料衡算的基本方法教學(xué)難點(diǎn)：物料衡算和能量衡算的重要性及其基本原理第13章物料衡算和能量衡算第13章物料衡算和能量衡算【本章主要內(nèi)容】13.1物料衡算13.2熱量衡算第13章物料衡算和能量衡算13.1物料衡算物料衡算是制劑車間工藝設(shè)計(jì)過程中最基本的工程計(jì)算。當(dāng)生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)確定并繪出流程示意圖后，就可以進(jìn)行車間物料衡算了。通過物料衡算可以深入地分析和研究生產(chǎn)過程，得出生產(chǎn)過程中所涉及的各種物料的數(shù)量和組成，從而使設(shè)計(jì)由定性轉(zhuǎn)為定量。第13章物料衡算和能量衡算13.1.1物料衡算的基礎(chǔ)在進(jìn)行物料衡算之前，首先要確定生產(chǎn)工藝流程示意圖，這種圖限定了車間物料衡算的范圍，指導(dǎo)工藝計(jì)算即不遺漏也不重復(fù)。其次要收集必要的數(shù)據(jù)資料，如各種物料的名稱、組成、含量；各種物料之間的配比等。工藝流程示意圖以及為物料衡算收集的有關(guān)資料是物料衡算的依據(jù)。物料衡算的基礎(chǔ)是物質(zhì)的質(zhì)量守恒定律第13章物料衡算和能量衡算13.1.2物料衡算的基準(zhǔn)在原料藥車間、發(fā)酵車間計(jì)算中，通常以一個(gè)反應(yīng)罐批物料作為進(jìn)行計(jì)算的基準(zhǔn)；藥物制劑車間通常以一批或一日產(chǎn)量為物料衡算的計(jì)算基準(zhǔn)，年生產(chǎn)日視具體情況而定，通常有：250天，300天，330天等。物料衡算的結(jié)果應(yīng)列成原材料消耗定額及消耗量表。車間的消耗定額及消耗量計(jì)算時(shí)應(yīng)把原料、輔料及主要包裝材料一起算入。為計(jì)算方便，一般要?jiǎng)澏ㄎ锪虾馑惴秶７秶坏﹦澏?，即可視為一個(gè)獨(dú)立的體系。凡進(jìn)入體系的物料均為輸入項(xiàng)，離開體系的物料均為輸出項(xiàng)。消耗定額指每噸產(chǎn)品或以一定量的產(chǎn)品（如每萬片藥片、每千支針劑等）所消耗的原材料量。消耗量以每年或每日所消耗的原材料量。第13章物料衡算和能量衡算例1：青霉素提取工段萃取崗位，每班處理發(fā)酵濾液40m3，濾液效價(jià)為17000u/ml，試進(jìn)行物料衡算。已知數(shù)據(jù)：醋酸丁酯按濾液1/3.5投料進(jìn)行萃取，萃取首旅為98%；用10%濃度的稀硫酸調(diào)濾液pH至1.9～2.1，一直每1m3濾液需消耗酸液60L；用5%：1231“溶液做去乳化劑，一直每1m3濾液耗用68L；萃取后廢液含醋酸丁酯濃度為1.5%（體積），已知每1m3廢液耗用堿液0.6L。第13章物料衡算和能量衡算物料衡算計(jì)算：（1）醋酸丁酯用量：40×1/3.5=11.428m3醋酸丁酯密度為882kg/m3，則醋酸丁酯用量為11.428×882=10079.5kg(2)硫酸用量：10%稀硫酸用量為40×60=2400L折合92.5%工業(yè)硫酸用量為2400×0.1÷0.925=259.5kg92.5%硫酸密度為1830kg/m3，則每批工業(yè)硫酸體積為：259.5÷1830=0.142m3=142L第13章物料衡算和能量衡算（3）去乳化劑“1231“用量：5%“1231”溶液用量=40×68=2720L“1231”原液用量=2720×5%=136L(4)經(jīng)處理后廢液中重液體積=40+2.4+2.72=45.12m3廢液中醋酸丁酯體積=45.12×1.5%=0.676m3廢液總體積=45.12+0.676=45.796m3萃取液體積和效價(jià)萃取液體積=（濾液體積×濾液效價(jià)×萃取收率）÷萃取液體積=（40×106×17000×0.98）÷（10.752×106）=61979u/ml第13章物料衡算和能量衡算例2：以綜合固體制劑車間為例，設(shè)計(jì)規(guī)模如下：片劑2.5億片/年，膠囊劑2.5億粒/年，顆粒劑5000萬袋/年（1g/袋）。已知計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：年工作日250天；生產(chǎn)班次為2班；每班8小時(shí)；班有效工時(shí)6～7小時(shí)；生產(chǎn)方式為間歇式生產(chǎn)。假設(shè)片劑平均片重為0.3g/片，膠囊劑平均粒重0.3g/粒，則：片劑的年制粒量為：2.5×108×0.3×10-6=75噸/年日制粒量為：75噸÷250=300kg/d班制粒量為：300kg÷2=150kg/班第13章物料衡算和能量衡算膠囊劑的年制粒量為：2.5×108×0.3×10-6=75噸/年日制粒量為：75噸÷250=300kg/d班制粒量為：300kg÷2=150kg/班顆粒劑的年制粒量為：5000×104×1×10-6=50噸/年日制粒量為：50噸÷250=200kg/d班制粒量為：200kg÷2=100kg/班故班總制粒量為：150+150+100=400kg/班假設(shè)原輔料損耗量為：2%，則：年原輔料總耗量：（75+75+50）÷0.98≈204噸/年第13章物料衡算和能量衡算13.2能量衡算對(duì)于新設(shè)計(jì)的設(shè)備或裝置對(duì)已經(jīng)投產(chǎn)的生產(chǎn)車間目的是確定設(shè)備的熱負(fù)荷目的是更加合理的用能第13章物料衡算和能量衡算（1）能量衡算的基礎(chǔ)能量衡算的依據(jù)是物料衡算結(jié)果以及為能量衡算而搜集的有關(guān)物料的熱力學(xué)數(shù)據(jù)，如定壓比熱、相變熱、反應(yīng)熱等。能量衡算的基礎(chǔ)是能量守恒定律。

（2）能量衡算的方法對(duì)于車間工藝設(shè)計(jì)中的能量衡算，許多項(xiàng)目可以忽略，其主要目的是要確定設(shè)備的熱負(fù)荷，所以能量衡算可以簡(jiǎn)化為熱量衡算。

第13章物料衡算和能量衡算熱量衡算表達(dá)式為：Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6Q1：物料帶到設(shè)備中的熱量；Q2：由加熱劑（冷卻劑）傳給設(shè)備和物料的熱量（加熱時(shí)取正值，冷卻時(shí)取負(fù)值）；Q3：過程的熱效應(yīng)，它分為兩類：即化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)和狀態(tài)變化熱效應(yīng)；Q4：物料從設(shè)備離開所帶走的熱量；Q5：消耗于加熱（冷卻）設(shè)備和各個(gè)部件上的熱量；Q6：設(shè)備向四周散失的熱量。通過上式可計(jì)算Q2，由Q2可計(jì)算加熱劑、冷卻劑的消耗量。第13章物料衡算和能量衡算【復(fù)習(xí)思考題】1.簡(jiǎn)述物料衡算的理論基礎(chǔ)。2.簡(jiǎn)述能量衡算的理論基礎(chǔ)。3.通過能量衡算可以解決那些問題？4.計(jì)算題：某廠10ml口服液車間