藥廠設(shè)計(jì)工作由定性轉(zhuǎn)向定量時(shí)，就要進(jìn)行工藝與管路系統(tǒng)的計(jì)算。在生物藥物生產(chǎn)過程中，用以確定物料比例和物料轉(zhuǎn)變的定量關(guān)系的過程稱為物料衡算，是質(zhì)量守恒定律的一種表現(xiàn)形式。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)能量守恒原理進(jìn)行能量衡算，以確定工藝能耗。設(shè)備選型的目的是決定車間內(nèi)所有工藝設(shè)備的臺(tái)數(shù)、型號(hào)和主要尺寸，據(jù)此可著手進(jìn)行藥廠車間布置設(shè)計(jì)，并為下一步藥廠施工圖設(shè)計(jì)以及其他非工藝設(shè)計(jì)項(xiàng)目奠定基礎(chǔ)。下面筆者就談下藥廠設(shè)計(jì)之物料衡算。
藥廠設(shè)計(jì)中的物料衡算就是根據(jù)質(zhì)量守恒定律確定原料和產(chǎn)品間的定量關(guān)系，計(jì)算出原料和輔助材料的用量，各種中間產(chǎn)品、副產(chǎn)品、成品的產(chǎn)量和組成以及三廢的排放量。
物料衡算是進(jìn)行藥廠設(shè)計(jì)和設(shè)備設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，通常在完成物料衡算的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行能量衡算，進(jìn)行工藝方案的比選，指導(dǎo)設(shè)備的工藝計(jì)算及選型、儀表選型、管道尺寸計(jì)算等，完成工藝過程的物料流程PID的設(shè)計(jì)。另外，通過物料衡算還可以分析實(shí)際生產(chǎn)過程是否完善，從而找出改進(jìn)措施來改進(jìn)工藝流程，達(dá)到提高收率、減少副產(chǎn)物和降低三廢排放量等目的。
生產(chǎn)裝置的工藝流程通常由多個(gè)工序組成，在進(jìn)行物料衡算時(shí)可采用順程法從原料進(jìn)入系統(tǒng)開始，沿物料走向進(jìn)行計(jì)算；也可采用返程法由產(chǎn)品開始逆物料流程方向進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于一些復(fù)雜的工藝過程常常同時(shí)采用順程法和返程法進(jìn)行物料衡算
（1）物料衡算式的分類。根據(jù)所劃定的衡算體系分為三種:①過程總衡算，對(duì)一個(gè)生物制藥過程進(jìn)行物料衡算；②設(shè)備衡算，對(duì)一個(gè)生物制藥設(shè)備進(jìn)行物料衡算；③結(jié)點(diǎn)衡算，對(duì)物流的混合點(diǎn)或分支點(diǎn)進(jìn)行衡算。
根據(jù)衡算的目標(biāo)分為下面三種:①物料的總衡算，對(duì)總物料進(jìn)行衡算；②組分衡算，對(duì)某組分進(jìn)行衡算；③元素衡算，對(duì)某元素進(jìn)行衡算。
（2）物料衡算式。由質(zhì)量守恒定律，對(duì)上述物料任何一種衡算體系，衡算目標(biāo)都有下列物料衡算式。
輸入的物料量=輸出的物料量＋積累的物料量
如果體系內(nèi)發(fā)生生物或化學(xué)反應(yīng)，則對(duì)參與反應(yīng)的組分作物料衡算時(shí)，需把反應(yīng)消耗或生成的量考慮在內(nèi)，物料衡算式成為:
輸入的物料量±反應(yīng)生成的物料量或反應(yīng)消耗的物料量=輸出的物料量＋積累的物料量
若對(duì)反應(yīng)物作衡算，“反應(yīng)消耗的物料量”取“一”號(hào)；若對(duì)生成物作衡算，“反應(yīng)生成的物料量”取“＋”號(hào)。另外，如果體系處于定操作狀態(tài)，則上述衡算式中的“積累的物料量”一項(xiàng)等于零。