《制药工程学》复习资料-李红茹(4)

2019-03-16 14:59

难,如延长分离时间,容易团聚会影响制剂过程,造成产品批次间的变化,且无法控制产品的晶型。生长所得晶体具有较大的粒径,批次之间变化较小,便于下游进一步处理。结晶过程可能会出现多种晶型,采用生长的方式结晶还有助于控制晶型,因此该方法在结晶中较为常用,以便于控制产品的物理性质。 36、关于亚稳极限测定方法的说法不准确的是( D ) A.冷却速率法适用于冷却结晶中亚稳极限的测定 B. 成核诱导时间法适用于所有结晶类型亚稳极限的测定 C. 成核诱导时间法能给出结晶的时间尺度 D.冷却速率法得出的亚稳极限不如成核诱导时间法准确 ★考核知识点: 亚稳极限及其测定 参见讲稿章节:6-3 附6.3(考核知识点解释)

亚稳极限的测定方法:冷却速率法,成核诱导时间法。冷却速率法主要用于冷却结晶中亚稳极限的研究。成核诱导时间法:适用于所有结晶类型亚稳极限的测定。虽然成核诱导时间法得出的亚稳极限不如成冷却速率法准确,但成核诱导时间法能给出结晶的时间尺度。

37、在冷却结晶中,为了维持结晶过程中的过饱和度,主要要控制( D ) A.药物溶解度 B. 结晶时间 C. 晶种粒径 D.降温速率 ★考核知识点: 冷却结晶的速率过程 参见讲稿章节:6-4 附6.4(考核知识点解释)

在冷却结晶正,关键是通过调节温度,平衡晶体生长速率和过饱和度产生速率。 38、在结晶的放大过程中,可能出现的问题有( A B C D )

A.冷却结晶放大时,釜壁处温度较低,容易使此处的过饱和度较大,从而成核 B.反应釜中混合不均从而使体系温度波动,产生“熟化”现象 C.结晶过程中混合不均,在局部剪切力的作用下发生成核 D.在剪切力的作用下晶体的粒径分布发生变化 ★考核知识点: 间歇结晶过程的放大 参见讲稿章节:6-5 附6.5(考核知识点解释)

所以随着反应釜半径的增大,表面积/体积减少,在传热系数与温度差相同的条件下,加热或制冷速率减慢。对于特定的冷却速率,由实验室规模放大时,需要增大加热套与溶液之间的温差,以保证结果能够重现。由此产生的问题:在冷却中,由于接近釜壁的溶液温度较低,有可能导致成核的产生;相反,如果结晶釜壁处的温度较高,可能会对产物中的杂质产生影响。反应釜中的混合也会使溶液产生温度梯度,温度的波动可促进“熟化”作用,而在小规模制备中并无此现象。 另一与温度相关的作用是加入抗溶剂或反应试剂以及结晶热导致的热现象。在结晶过程中会通过晶体-搅拌桨、晶体-釜壁的相互作用,影响结晶过程的次级成核; 动力学相似性:动力学方面不一致会导致结晶习性或者结晶的长宽比发生变化;另外,如果能量消耗速率不足以维持晶体的生长速率,导致过饱和度水平升高,则会促进结晶过程的次级成核。搅拌速率较小时,结晶过程中晶体产生分层和生长分布,所以粒径分布较宽;当搅拌速率过大时,结晶过程中由于晶体的摩擦和破损,导致产生双粒径分布。

39、反应动力学在合成工艺放大过程中的应用有( A B C D ) A.工艺优化 B.工艺安全评估 C.了解反应的规模效应 D.稳健性验证 ★考核知识点: 反应动力学的应用 参见讲稿章节:7-1 附7.1(考核知识点解释)

反应动力学的表征是制药工业中过程开发的一个重要组成部分,由反应动力学得到的一些信息可用于:工艺优化;工艺安全性评估;了解反应的规模效应;稳健性验证等。

40、制药工业化学反应的特点有( B C D )

A.多为加成反应 B.化学反应复杂多样

C.多为间歇反应 D.体系中可能同时进行主反应和副反应 ★考核知识点: 制药工业化学反应的特点 参见讲稿章节:7-1 附7.1(考核知识点解释)

制药工业的化学反应有其自身的特点:化学反应复杂多样,分子中的活性基团较多,可能会发生需要和不需要的反应。制药工业的另一个特点是从实验室的mL

级的操作到生产中的m3级的操作,大部分使用的是间歇过程,如此大的规模差异,限速步骤也会随着规模变化,这会给最终工业生产带来一定的挑战。 41、反应动力学的表征方法有( A B C D ) A.反应量热法 B.在线色谱技术 C.离线检测 D.其它非分子特定性测量 ★考核知识点: 制药工业化学反应的特点 参见讲稿章节:7-2 附7.2(考核知识点解释)

不同的设备和技术可用于反应动力学的表征:反应量热法,其它非分子特定性测量,在线色谱技术,离线浓度检测。

42、以下关于达姆克勒准数的说法正确的是( B C D ) A.达姆克勒准数大于1说明反应不受规模的影响 B. 达姆克勒准数反映的是化学转移速率与物理过程速率之比 C.达姆克勒准数中的物理过程指混合、气体传递、传热等 D.可通过调节反应速率改变达姆克勒准数的大小 ★考核知识点: 达姆克勒准数 参见讲稿章节:7-4 附7.4(考核知识点解释)

化学工程师能够了解规模效应对反应动力学的影响,前提是必须了解与速率相关的过程,包括化学过程和物理过程。在制药工业的工艺研发中,达姆克勒准数(Damkohler)表示了物理过程和化学过程之间的关系,表示为化学转移速率与物理传递速率之比,其中物理过程包括与传质相关的一些过程,如液液混合、气体吸附(吸收)和脱附、固体悬浮以及热量的传递包括热量的输入和输出。 43、若在一均相液液反应中,放大过程中混合能力下降,如何对反应体系进行调节以避免规模效应( B C ) A.适当增大反应液中底物的浓度 B.适当减小反应液中底物的浓度 C.适当降低反应温度 D.适当升高反应温度

★考核知识点: 规模效应的调控

参见讲稿章节:7-6 附7.6(考核知识点解释)

调控规模化中混合效果地方法有:增强混合程度:使用静态混合器或辅助快速混合装置,如混合弯头、涡旋混合器等。使达姆克勒准数向所需要的方向移动;降低反应速率常数:如利用反应速率对反应物浓度的依赖对反应试剂进行稀释,或者改变温度

44、在催化加氢反应中,氢气的传递速率通常会影响反应速率和选择性,可能增加H2传递速率的方法有( A B ) A.增加供应H2的压力 B.提高搅拌速率 C.降低供H2压力 D.适当升高反应温度

★考核知识点: 规模效应的调控 参见讲稿章节:7-7 附7.7(考核知识点解释)

改变H2传递速率的方法有:通过在给定的压力下改变kLa,如改变搅拌速度等; 也可以通过在固定的搅拌速率和传递系数下,通过改变H2的压力改变其在反应液中的溶解度。

45、连续反应相比间歇反应的优势是( A B C D ) A.反应试剂的快速混合 B.具有较好的温度均一性 C.可在溶剂的沸点之上进行反应 D.能有效避免热失控反应 ★考核知识点: 连续反应的优势 参见讲稿章节:7-8 附7.8(考核知识点解释)

连续反应的优点:快反应中试剂的快速混合;卓越的温度均一性,避免“热点”的产生;可以在高于溶剂沸点的温度下进行反应;可以提高溶解气体的浓度;节能,并一定程度上避免失控反应。

46、催化加氢反应中,为了维持体系中H2的浓度接近饱和,H2的传质速率与反

应速率间的关系为( A )

A. 传质速率为反应速率的10倍 B. 反应速率为传质速率的10倍 C. 传质速率与反应速率接近 D. 反应速率为传质速率的5倍 ★考核知识点: 氢化反应中溶液H2浓度的变化 参见讲稿章节:8-2 附8.2(考核知识点解释)

为了保证整个反应过程稳定,溶剂中的[H2]基本为[H2]sat,表观反应速率基本与在给定H2压力下的本征反应动力学相同,一个经验法则是:

47、渗透蒸发是一种常用的分离手段,该技术常用的领域有( A B C D ) A. 有机溶剂脱水 B. 有机混合物的分离 C. 从水溶液中浓缩芳香物质 D. 废水中去除VOCs ★考核知识点: 渗透蒸发 参见讲稿章节:9-1 附9.1(考核知识点解释)

渗透蒸发的应用:有机溶剂脱水;有机混合物的分离;食品工业中从水溶液中浓缩或萃取芳香物质;从废水中去除VOCs;在缩合或酯化反应中,通过去除水增加转化率或反应速度。

48、以下过程属于非规模依赖的有( A )

A. 化学反应的本征速率 B. 传热 C. 物料的加入 D. 混合 ★考核知识点: 速率过程的规模依赖和非规模依赖 参见讲稿章节:10-1 附10.1(考核知识点解释)

化学反应的本征速率是非规模依赖的,如果反应过程没有其他速率过程的限制,在任何反应规模,只要反应条件一致,结果就是一样的。当反应速率远小于其他速率过程时,该化学反应也可看做非规模依赖的。除此之外,表中所列举得所有速率过程都是规模依赖的。如传热:传热速率依赖于反应器表面积和体积之间的比例,随着规模的增大,其比值减小;传质:随搅拌条件变化,实验室更容易实


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