殷鹏辉李雪菊

（河南中医学院药学院，郑州450046）

论药厂见习对教学的感悟

殷鹏辉李雪菊

（河南中医学院药学院，郑州450046）

在药厂见习活动过程中，笔者发现药厂实际生产流程中文丘里喷射泵和小型高位槽的应用与理论教学有密切联系，首先这两个应用在实际生产过程中有机的简化了工艺生产流程、降低了生产成本，其次这两个应用都与流体动力学中流体流动能量衡算的伯努利方程有关，属于伯努利方程的两种简化模式。笔者采用理论阐述和实例分析相结合的方法将这种理论应用的关键点归纳出来，这种实例应用作为教学案例，既便于丰富教师的教学素材，也便于学生对课堂教学中的理论知识产生直观的认识和理解。同时，在药厂见习活动过程中，同学们实地了解了GMP洁净车间的布局、更衣要求以及空气净化模式，接触到了片剂、丸剂和口服液等车间的生产设备实物，观摩了这些生产设备的运行过程，这有益于激发同学们的学习兴趣，提高学习效率。

药厂；教学；伯努利方程；文丘里喷射泵；小型高位槽；洁净车间

笔者主要从事《中药制药工程原理》课程的教学工作，中药制药工程原理与设备是运用化学工程学的原理与方法，研究和探讨中药制药过程中从原料、半成品到成品进行加工的过程与方法的一门课程［1］。本门课程工程特性突出，既注重生产中各单元操作所遵循理论的条理性阐述，又注重生产过程的实践性应用，如果能将课堂教学与药厂生产紧密联系，不但对学生有较大帮助，即便是教师也会有较大的收获。

今年暑期，笔者带领部分学生到河南某中药厂进行了为期4天的生产见习活动，虽然此药厂规模不大，4天的见习时间也不长，还是获得了一些对教学的有益的感悟。

鉴于工业生产与教学理论本应密不可分，笔者就结合教材中的理论知识分析工业生产中的一些实际案例：

1 流体动力学能量衡算——伯努利方程的应用

工业生产中，流体连续输送，流动过程处在定态流动状态，整个管路流量不变，理想条件下，在管路不同位置截面处，机械能的和值不变。在理想条件下，机械能通常分为动能、位能和静压能三种形式，因此理想条件下的伯努利方程式表达为：（以单位质量流体1千克为衡算标准）［1］。

1——流体进口截面；

2——流体出口截面；

P1、P2——流体在前后两截面处的静压强；

u1、u2——流体在前后两截面处的流速；

Z1、Z2——前后两截面所处位置的高度。

由上式可见，伯努利方程的应用应体现在三个方面，分别是三种能量中两两之间发生关联变化所促成：

①动能与静压能关联：水平管路，高度相同，位能不变，则当管路截面发生变化时，因流体流量不变，则流体流速变化，动能变化，由下式动能改变会导致静压能变化；在截面最小处，流体流速最高，动能最大，静压强减小，在此截面最小处连接一旁路，可实现抽真空、气体吸收和气液混合等操作。公式（1-1）变为：

②动能与位能关联：两敞口容器，外压相同，高位容器中的流体可自动流入低位容器，这是高位槽的应用。公式（1-1）变为：

③位能和静压能关联：等径管路，因流体流量不变，流体流速不变，位能与静压能之间的变化可实现虹吸现象；如果在流体静止状态下，下式又称作流体静力学方程式。公式（1-1）变为：

在药厂见习活动中，关于上述理论我们看到了生动的实际应用，使学生对理论知识有了直观的感性认识。下面就是理论指导下，公式（1-2）和（1-3）的两个典型应用实例：

1.1 文丘里喷射泵抽真空文丘里喷射泵抽真空是一大亮点，公式（1-2）的应用。文丘里喷射泵是一种流体动力作用式输送机械，即依靠一种流体的流动带动另外一种流体进行运动，其工作原理就是动能与静压能关联，公式（1-2）的应用。在教材中流体输送机械一章［1］，属于真空泵范畴。文丘里喷射泵的主要结构文丘里管是流体流通管径均匀渐缩至某一最小截面，然后再均匀渐扩恢复至原管径大小的一种装置，截面最小的位置称为喉管。

药厂的提取浓缩车间，有若干个大型提取罐，因中药提取过程中的挥发油需要冷凝回收，在高于提取罐的某处安装间壁式冷凝换热器，用冷却水冷凝挥发油；此外，根据工艺要求，中药提取液一般都要进行适当的浓缩，而浓缩蒸发产生的水蒸汽要冷凝，也需要冷却水。药厂在提取车间室外设置了一个循环水池，可通过外界大气降温，方便冷却水循环使用。因为生产中冷却水的流量是不变的，循环的冷却水处于定态流动条件下，当循环的冷却水通过水平放置、流通管路截面变化的文丘里管时，依据物料衡算的连续性方程和公式（1-2），流通截面变细，冷却水流速提高，动能增加（u1＜u2），则静压能下降（P1＞P2），并在喉管处下降到最低，由于冷却水基本是常压输送，故在喉管处连接集气管道，此处会形成较大的真空度，能实现很好的抽真空作用，将集气管道另一端连接在中药浓缩蒸发设备配套的冷凝器上方，不断抽出浓缩蒸发过程中的水蒸汽和不凝气体（蒸发产生的水蒸汽在冷凝器中被冷却水冷凝，而原来中药提取液中溶解的部分空气此时成为不凝气体），形成蒸发设备的减压操作。对于中药浓缩蒸发这一生产过程，考虑到药物的热敏性和保证足够的传热温差，浓缩蒸发设备需要减压真空操作，需配备抽真空装置；此时文丘里喷射泵的出现使整个工艺流程巧妙的衔接起来。

这样一个装置，体积不大，结构简单，关键是利用循环的冷却水来实现减压操作，不仅使整个中药提取浓缩工艺流程简单紧凑，而且还符合降低成本、优化生产工艺、提高经济效益的要旨；作为教学案例，对于学生理解流体动力学能量衡算伯努利方程的应用——动能与静压能的相互转化，以及真空泵的应用，会更加生动、直观、有说服力，也更符合工程课程的实践性特色。

1.2 口服液灌封设备配备小型高位槽口服液灌封设备配备的小型高位槽，也是教学中不可多得的实例，公式（1-3）的应用。口服液灌封设备目前基本上都是联动装置，从超声洗瓶、烘干灭菌到旋转定量灌装和安剖瓶瓶口密封，全都在一整套设备中。在旋转定量灌装装置上方，生产上设置了一个容积约20升的小型圆柱形敞口高位槽。教材中，在讲到公式（1-3）的应用时，就以高位槽的使用作为例题来说明，不过一般的高位槽所处的位置较高，体积较大，在大量向设备高处供液时，比连续使用泵送液要起到很好的节能作用。此处的口服液灌封设备在旋转定量灌装装置上方配备小型高位槽，笔者认为，一是由于灌装的口服液容量较小，一般10～20毫升，用泵连续供液，得不偿失，不如高位槽间歇加料节能便捷；二是灌装口服液时，是通过往复式计量泵将药液加入到安剖瓶中，需要对药液定量和二次加压，如果前期用泵连续供液，对灌装时的压力调节会带来不便。所以，这样一个高位槽，在整个联动装置中虽不起眼，作用却很大；与教学过程的契合度也很高。

2 操作设备实物形成直观认识

药厂见习另一个最突出的效果是同学们见到了许多单元操作设备的实物，见到了以工艺路线为纽带相互关联，相互连接的整套设备流程，形成了直观的认识。

在GMP生产车间，同学们体验到了更衣、换鞋、洗手等步骤在生产中要求的严格程度；体验到了GMP生产车间空气洁净度等级的要求：内部生产区洁净等级高，参观走廊、更衣间和外部空间的洁净等级依次降低，内外不同洁净等级之间，房间门口都有一压力表来反映房间内外空气的压差，这是洁净车间的要求，高洁净等级面向低洁净等级，应处于空气压差的正压状态［1］，从而可以防止不洁净的空气进入高等级洁净环境。因此，人员由外入内时会感觉到门被吸住不易打开；而且在气闸室，如果进入内部区域的门不正常关闭，则外部进入气闸室的门就在压差作用下不能打开，同学们都很有兴趣的切身体验了一下。

工作中的旋转多冲压片机、多丸条制丸机、大蜜丸制丸条机、倾斜转动的包衣锅、口服液联动灌封装置［1］，等等等等，看着这些大批量生产着的，不停运转着的设备，扑面而来的视觉、听觉的信息，不再是教材中枯燥的文字叙述和独立单个的平面线条图，而是一副有机生动的关联协作、严格要求、认真工作的生产画卷，有助于学生形成直观、生动的感性认识，对他们理解设备间按一定的工艺路线组合的关联关系有很大帮助。回来之后，大家普遍认为这样的见习活动能够促进学习兴趣，开拓视野，提高学习积极性，使枯燥的理论学习变得直观、生动、有趣。只叹时间匆匆，意犹未尽。

3 小结

在教学过程中，学生会经常问到一些问题，使老师感觉到学生对知识的理解是知其然不知其所以然。虽然教学中教师对设备应用与理论知识间的联系反复讲解，学生似乎仍是一知半解。而当同学们接触到这些课堂上学过的、理论性较强的知识在生产过程中的实际应用案例时，就有了一种恍然大悟、豁然开朗的感觉，也进一步加深了他们对理论知识的理解。由此可见，工厂见习活动是非常有益于工程课程课堂教学的，教师通过这样的见习活动能积累较多的素材，在教学过程中言之有物，丰富教学内容；学生也能真正领悟所学的知识，提高学习的积极性、主动性。

［1］刘落宪.中药制药工程原理与设备［M］.2版.北京：中国中医药出版社，2007.

［2］杨祖荣.化工原理［M］.2版.北京：化学工业出版社，2010.

［3］陈敏恒，方图南，丛德滋.化工原理教与学［M］.北京：化学工业出版社，1996.

Pharmaceutical Factory Apprentice for Comprehension of Teaching

YIN Penghui，LI Xueju
（College of Pharmacy，Henan University of Traditional Chinese Medicine，Zhengzhou450046，China）

In process of pharmaceutical factory apprentice，the author found that in pharmaceutical factory actual production process，the application of venturi jet pump and small high is closely related to theoretical teaching，first of all，the two application in actual production process organic simplifies the process of the production process，reduce the production cost，then both the application and the flow energy balance of fluid dynamics of Bernoulli equation，belongs to the Bernoulli equation of two kinds of simplified model.In this paper，the author used the theory and case analysis method to induce crucial points.The application example is teachers'teaching material.It both enriches teachers'teaching material and is convenient for students intuitive understand knowledge in the classroom.At the same time，in the process of pharmaceutical factory apprentice，the students understood the requirements of GMP clean workshop，change clothes and air purification mode，access to workshop production equipment such as tablets，pills，and oral liquid and observe the process of the production equipment，it is beneficial to stimulate students'interest in learning，and it also improve the learning efficiency.

pharmaceutical factory；teaching；Bernoulli equation；a venturi jet pump；small high slots；clean workshop

10.3969/j.issn.1672-2779.2015.06.081

1672-2779（2015）-06-0164-02

杨杰 本文校对：王磊

2014-12-15）