(完整word版)茯苓多糖的提取畢業(yè)設(shè)計

1、1概述1.1產(chǎn)品概述1.1.1茯苓多糖的簡介茯苓又稱茯菟、茯靈、茯零、伏苓、伏菟、松腴、絳晨伏胎、云苓、茯兔、松薯、 松木薯、松苓。菌核形態(tài)不一，球圓形、橢圓形等。不規(guī)則形或板狀，表面稍 皺或多 皺，黃褐色、棕褐色至黑褐色，皮殼松皮狀，堅實，內(nèi)部白色，淡紫色或淡粉紅色粉質(zhì) 物非淀粉質(zhì)，整個菌核由無色菌絲、少量棕色菌絲、茯苓聚糖組成。oria cocos mushroom polysaccharide)|從多孔菌科真菌茯苓菌核中提取 的有效成分。具有免疫增強活性，可用于抗病毒、抗腫瘤，減輕放、化療副作用，以及 治療慢性肝炎、延緩衰老等。茯苓多糖是中藥多糖的一種，有效成分：多糖， P -茯苓聚糖，

2、三萜類化合物乙酰 茯苓酸、茯苓酸、膽堿，3P -羥基羊毛甾三烯酸，葡萄糖、腺嘌呤、組氨酸等。1.1.2茯苓多糖的藥理作用1、利尿作用利尿作用：25%茯苓醇浸劑給正常兔腹腔注射 0.5g/Kg，出現(xiàn)利尿作用。用切除腎 上腺的大鼠實驗證明，利尿作用與影響腎小管 Na離子的吸收有關(guān)。2、鎮(zhèn)靜作用3、對心血管系統(tǒng)的作用茯苓水制浸膏及乙醇浸膏對家兔有降血糖作用。 茯苓水、乙醇、乙醚提取物對離體 蛙心均有增強收縮、加快心率作用。5、抗腫瘤、抗癌作用關(guān)于茯苓抗腫瘤的作用機制，有實驗證明，羧甲基茯苓多糖抗腫瘤作用與胸腺有關(guān)。亦有報告指出，茯苓多糖激活局部補體，使腫瘤臨近區(qū)域被激活的補體通過影響巨 噬細胞、淋巴

3、細胞或其他細胞及體液因子， 從而協(xié)同殺傷腫瘤細胞。羧甲基茯苓多糖對 艾氏腹水癌細胞的抑制作用是通過抑制 DNA合成而實現(xiàn)的。6其他作用茯苓煎劑內(nèi)服，可使玫瑰花結(jié)形成率及植物血凝素誘發(fā)淋巴細胞轉(zhuǎn)化率顯著上升。 茯苓多糖具有抗胸腺萎縮及抗脾臟增大和抑瘤生長的功能，茯苓多糖灌胃能增強小鼠巨 噬細胞吞噬功能，增加 ANAE陽性淋巴細胞數(shù)，還能使小鼠脾臟抗體分泌細胞數(shù)明顯 增多。茯苓多糖亦能使環(huán)磷酰胺所引起的大白鼠白細胞減少加速回升。羧甲基茯苓多糖還有免疫調(diào)節(jié)、保肝降酶、間接抗病毒、誘生和促誘生干擾素、減輕放射副反應(yīng)，誘生 和促誘生白細胞調(diào)節(jié)素等多種生理活性，無不良毒副作體外實驗表明，茯苓煎劑對金黃色葡

4、萄球菌、大腸桿菌、變形桿菌有抑制作用。乙 醇提取物能殺死鉤端螺旋體，而水煎劑則無效。免疫增強作用：茯苓聚糖對正常及荷瘤小鼠的免疫功能有增強作用，能增強小鼠巨噬細胞吞噬功能。1.2設(shè)計理論依據(jù)1.2.1設(shè)計遵循的法律法規(guī)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范實施指南工業(yè)企業(yè)噪音控制設(shè)計規(guī)范 GBJ87-85環(huán)境空氣質(zhì)量標準GB3095-1996污水綜合排放標準GB8987-1996工業(yè)“三廢”排放執(zhí)行標準 GBJ4-73建筑工程消防監(jiān)督審核管理規(guī)定公安部第30號令建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標準GB50068-2001工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準 TJ36-79化

5、工工廠初步設(shè)計內(nèi)容深度的規(guī)定 HG/20688-2000化工工藝設(shè)計施工圖內(nèi)容和深度統(tǒng)一規(guī)定HG2051兩關(guān)于出版醫(yī)藥建設(shè)項目可行性研究報告和初步設(shè)計內(nèi)容及深度規(guī)定的通知國 藥綜經(jīng)字1995，第397號HG20456-92（12）化工裝備設(shè)備布置設(shè)計1.2.2市場分析或者和別的藥品搭配，又很好的市場，在治療腫瘤茯苓多糖可以直接制成口服液， 這一領(lǐng)域茯苓多糖有著不可替代的作用。1.3 工藝論證茯苓多糖主要存在于茯苓細胞壁中，按照溶解度的不同又分為水溶性茯苓多糖和堿 溶性茯苓多糖。通常采用水提醇沉法、堿提醇沉法提取。水溶性多糖的提取主要與提取次數(shù)、 時間、固液比及溫度等因素有關(guān)。隨著提取次 數(shù)增多

6、，多糖的浸出率明顯增高，但提取次數(shù)不易過多，一般為兩次，否則，將造成后 期工作量增大，提取成本過高。提取時間延長可提高多糖的浸出率，但浸提時間過長， 將造成提取工藝延長。同時，還有可能增加雜質(zhì)的溶出，通常選3h。固液比也影響多糖的浸出，在保證浸出率的前提下，盡可能減少液體體積，以減少濃縮工作量。多糖的 浸出率還與浸提溫度有關(guān)，隨后者的升高而提高，但溫度過高可能破壞多糖的結(jié)構(gòu)， 一 般選擇80r提取。堿溶性多糖的提取一般在 4C下進行，其影響因素除以上幾點外，還 與堿濃度有關(guān)，常采用0.5mol/L。在乙醇沉淀步驟中，浸提液濃縮比及乙醇加量是影響 茯苓多糖沉淀率的主要因素。水提醇沉法 稱取一定量

7、茯苓粉末-熱水浸提-抽濾-濾液減壓濃縮（浸提液：濃縮液=10 : 1） T95%乙醇沉淀（含醇量達80%）-于冰箱中靜置過夜-離心-沉淀物用 無水乙醇、丙酮、乙醚洗滌-真空干燥得茯苓多糖粗品。該法采用水作為溶劑，具有價 廉、無毒、操作安全等優(yōu)點，其缺點是浸提時間長且提取率較低。稀堿浸提法 稀堿法浸提堿溶性茯苓多糖應(yīng)注意，在提取結(jié)束后應(yīng)迅速用醋酸中和， 以免多糖活性受影響。取一定量茯苓粉末溶于0.5 mol/L稀堿液中，4C放置過夜，濾液 以10%的醋酸中和至中性，再加入 95%乙醇沉淀，以下步驟同水提醇沉法。該法提取 率較水提醇沉法高，但浸提程序較繁瑣，浸提條件較劇烈，極易破壞多糖的立體結(jié)構(gòu)，

8、 使其生物活性受到限制。酶+熱水浸提法 該法通過外加酶降解茯苓的細胞壁，從而促進茯苓多糖的浸出。 通常加入蛋白酶或植物復合酶，后者主要是由纖維素酶、中性蛋白酶、果膠酶等組成的 混合酶系。采用植物精提復合酶+熱水浸提法提取茯苓多糖，在普通熱水浸提基礎(chǔ)上加 入酶解步驟，通過改變酶加入量、酶解溫度、酶解時間等因素將茯苓多糖的浸出率提高到熱水浸提法的2.32倍。采用有機溶劑預處理一木瓜蛋白酶水解加熱水浸提法提取多 糖，使得水溶性多糖的提取率明顯提高，比常規(guī)浸泡水煮法的提取率約高85%。酶解法可以在較低的溫度下提高多糖的提取率，與傳統(tǒng)的熱水浸提法相比，浸提時間縮短， 得率提高，是水溶性茯苓多糖提取的好方

9、法。微波、超聲波輔助提取法 微波提取法利用加熱導致細胞內(nèi)的極性物質(zhì)，尤其是水 分子吸收微波能，從而使胞內(nèi)溫度迅速上升，液態(tài)水汽化產(chǎn)生的壓力將細胞膜和細胞壁 沖破，形成微小的孔洞，進而出現(xiàn)裂紋，從而使胞外溶劑容易進入細胞內(nèi)，溶解并釋放 出胞內(nèi)產(chǎn)物。利用微波輔助法提取茯苓多糖，在微波占空比42%，固液比為1 : 50，提取時間18 min條件下，提取率達2.792%，為傳統(tǒng)水回流提取法的兩倍。該法具有受熱 均勻、快速、高效、安全、節(jié)能等優(yōu)點，近年來，普遍應(yīng)用于多糖的提取。超聲波提取 技術(shù)也是近年來發(fā)展起來的一種提取生物活性物質(zhì)的方法，具有方便、快速、提取物活性高的特點。采用超聲波法提取茯苓多糖，但

10、提取率不高，最高達到1.6%。發(fā)酵醇沉法發(fā)酵醇沉法提取茯苓多糖包括胞外多糖的提取及胞內(nèi)多糖的提取，前者將發(fā)酵液離心得上清液，濃縮至一定體積，乙醇沉淀，將沉淀物用丙酮、乙醚洗滌，得 胞外多糖。后者包括胞內(nèi)水溶性多糖及堿溶性多糖的提取。水溶性多糖的提?。喝∮袡C溶劑處理（脫脂）后的茯苓菌絲體粉末采用水提醇沉法進行提??；堿溶性多糖的提?。簩⑸鲜鎏崛∷苄远嗵呛蟮木z體濾渣用 5倍量0.5 mol/L的NaOH浸提，步驟同稀堿 浸提法。綜上本設(shè)計采取復合酶+熱水浸提醇沉法提取茯苓茯苓多糖。262工藝流程設(shè)計2.1生產(chǎn)茯苓多糖的流程設(shè)計茯苓多糖生產(chǎn)工藝采用酶解+熱水浸提醇沉的工藝圖2.1茯苓酶解+熱水浸提

11、醇沉法工藝流程框圖Fig2-1 Poria cocos en zyme soluti on for extracti on and alcohol sink pro cess flow diagram method2.2茯苓預處理茯苓多糖主要存在于茯苓細胞壁中，生產(chǎn)茯苓多糖的主要原料是中藥茯苓，生產(chǎn) 前要將干凈藥材采用自然晾曬法干燥，中藥一般采取粉碎方法，但根據(jù)本設(shè)計的需要采 用截切法用切藥機將茯苓切成1cm左右的小段便于浸出使用。2.3 水提取提取過程：取茯苓適量，加水煎煮，第一次加 12倍量，浸泡一小時，煎煮2小時; 第二次加水8倍量，煎煮1小時，濾過，合并濾液。2.4復合酶提取提取中加入

12、復合酶使提取時間縮短多糖提取率提高同時能保持茯苓多糖的生物活 性適合于茯苓多糖在醫(yī)藥和保健品方面的開發(fā)研究。241復合酶加入量的影響酶加入量可以影響多糖的浸出率。aaaaaaaaaL2 L酚加入重(幼圖2-2酶加入量的影響Fig2-2 Effects of amount of en zyme added從圖2-2中可以看出隨著酶加入量的增大多糖的浸出率也在上升當酶加量達到1 %時浸出率達到最大值酶加量過大會導致提出多糖的降解反而使多糖浸出率降低所以確 定最佳酶加量為1%。242酶解時間的影響asa 715 30 15 60 75 90120 13弓酶解時間可以影響多糖的浸出率。ae -as -

13、 a 1 - as -0l2 - ai -OlO -Q酶解時間Guin)圖2-3酶解時間的影響Fig 2-3 Effects of en zymolysis time從圖2-3中看出隨酶解時間的增長多糖的浸出率不斷上升當達到90min時浸出率已接近最大值再延長酶解時間提取率變化不大而且酶解時間過長會導致多糖降解雜質(zhì) 大量溶出所以酶解時間定為90 min243 酶解溫度的影響酶解溫度可以影響酶效的發(fā)揮。0. 7010.60 -0. 55 -0. 50 -0.45 -0. 104012441& 4S SO 5254 S6酶斛溫度圖2-4酶解溫度的影響Fig 2-4 Effects of e

14、n zymolysis temp erature從圖2-4中可以看出48C是最佳酶解溫度有利于酶效的充分發(fā)揮。2.4.4 酶解液pH值的影響酶解液pH值會影響酶解的效果。圖2-5酶解液pH值的影響Fig 2-5 Effects of en zymolysis liquid pH value從圖2-5中可以看出酶解液最佳pH值為5.0此時酶解可以達到最佳效果。2.4.5酶解液中固液比的影響固液比可以多糖浸出率。-360.45a MO1111L01020304050加水倍數(shù)圖2-6酶解液中固液比的影響Fig2-6 Effects of solid-to-liquid ratio從圖2-6中可以看出

15、當固液比達到1:10時多糖浸出率的上升趨于平緩為了減少后 繼濃縮過程的工作量在不明顯影響多糖浸出率的情況下浸出液體積越少越好所以確定 酶解過程的固液比為1:10。2.5酶解后熱水浸提溫度的影響溫度可以影響多糖的浸出率。圖2-7酶解后熱水浸提溫度的影響Fig 2-7 Effects of water temp erature after en zymolysis95°C。從圖2-7中可以看出多糖浸出率隨溫度的上升而增加80C時浸出率上升趨于平緩考慮到溫度過高易造成多糖的降解故酶解后熱水浸提溫度確定為2.5.1 酶解后熱水浸提時間的影響浸提時間可以影響多糖的浸出率。03060901201

16、50浚提時間(h)0.450.100.350.300. 250. 200. 150. 100. 050. 00圖2-8酶解后熱水浸提的影響Fig2-8 Effects of extract ing time after en zymolysis從圖2-8中可以看出當熱水浸提時間達到90min時多糖浸出率不隨時間的延長而顯 著增加考慮到提取過程溫度較高時間太長會影響所提多糖的活性和增加多糖中雜質(zhì)的 溶出所以確定酶解后熱水浸提時間為90mi n。2.5.2酶解后熱水浸提過程中加水量的影響浸覆時間90120150O'. 450, 100.350.30 Ol 250,200. 15O'

17、. 10 a 05 a 00030圖2-9酶解后熱水浸提加水量的影響Fig 2-9 Effects of amount of hot water added after en zymolysis從圖2-9中可以看出多糖浸出率隨加水倍數(shù)的上升而增加當固液比達到1:40時浸1:40。出率上升趨于平緩考慮到濃縮過程的工作量在不明顯影響多糖浸出率的情況下浸出液 體積越少越好所以確定酶解后熱水浸提時的固液比為2.6醇沉階段醇沉：將濃縮液轉(zhuǎn)入醇沉罐中，加75%乙醇使醇含量達40%。將醇沉后的上清液轉(zhuǎn) 入單效濃縮罐中，回收乙醇至提取液相對密度達到1.24 1.28g/ml。表2-1茯苓多糖提取主要工藝指標T

18、able2-1 Poria cocos on main technological indexes extraction編號指標推薦值1酶加入量1%2熱水浸提固液比1:403熱水浸提時間90mi n4酶解固液比1:105pH5.06酶解溫度48 C7提取液密度1.02g/ml8出料系數(shù)16.1kg提取液/kg藥材3物料衡算物料衡算是物料的平衡計算，是制藥工程計算中最基礎(chǔ)最重要的內(nèi)容之一， 是進行 藥物生產(chǎn)工藝設(shè)計、物料查定、過程經(jīng)濟評估以及過程控制、過程優(yōu)化的基礎(chǔ)。它以質(zhì) 量守恒定律和化學計量關(guān)系為基礎(chǔ)。簡單地講，它是指“在一個特定物系中，進入物系 的全部物料質(zhì)量加上所有生成量之和必定等于離開

19、該系統(tǒng)的全部產(chǎn)物質(zhì)量加上消耗掉 的和累積起來的物料質(zhì)量之和”。表示為：SG進料+S G生成=藝G 出料+S G累積+ ZG消耗式中ZG進料-所有進入物系質(zhì)量之和;zg生成-物系中所有生成質(zhì)量之和;無G出料-所有離開物系質(zhì)量之和;送G累積-物系中所有消耗質(zhì)量之和(包括損失)SG消耗-物系中所有累積質(zhì)量之和；所謂“物系”就是人為規(guī)定一個過程的全部或它的某一部分作為完整的研究對象， 也稱為體系或系統(tǒng)。它可以是一個操作單元，也可以是一個過程的一部分或者整體，如 一個工廠，一個車間，一個工段或一個設(shè)備。而茯苓提取工藝物料衡算就是分別以提取工段和雙效濃縮工段作為一個系統(tǒng)，進行工藝設(shè)計的過程。3.1茯苓提取

20、工藝設(shè)計條件(1) 設(shè)計項目：茯苓多糖車間工藝設(shè)計(2) 產(chǎn)品名稱：茯苓多糖產(chǎn)品規(guī)格：純度30%工作日：300天/年 24h/天(5) 年生產(chǎn)能力：300噸 日產(chǎn)量：1000kg 提取工段：提取溫度：801 ；提取加熱用蒸汽，壓力：0.475MPa冷凝水進口溫度25"C，出口溫度45 C濃縮工段：出料系數(shù)為16.1kg提取液/kg藥材，提取液密度為1.02g/ml。提取液在室溫25 C進料；濃縮加熱用蒸汽，壓力：0.475MPa冷凝水進口溫度25 C ,出口溫度 45 C ;濃縮真空度0.03 0.05MPa3.2茯苓提取工段物料衡算采用水提醇沉法進行工藝設(shè)計，茯苓年處理量300噸，

21、年工作日為300天，每天生 產(chǎn)4批，每批進行6小時。每天處理量 W =300 "03/300 = 1000kg/批以批為基準進行工藝計算，設(shè)放出藥渣量為 W4，忽略提取工段過程中物料損失。每批處理量 W1 = 1000/ 4 = 250 kg/批每批所得提取液量 W3 = 16.1 X 250 = 4025kg /批兩次共加水量 W2 =(12+8)咒250 = 5000kg/批依據(jù)質(zhì)量守恒方程： W, + W2 =W3 +W4250 +5000 =4025 +W4求得藥渣量 W, = 1225kg/批藥渣含水量 W5 =W4 -W1 =1225 -250 = 975kg/ 批假設(shè)提

22、取罐中液體沸騰蒸發(fā)回流的量為總加水量的1/4,則提取罐中液體的回流量 W-W 1225 kg/批43.3茯苓濃縮工段物料衡算(1) 提取液組成：以1 Kg藥材為基準，提取液量m提=16.1 Kg，P = 1020Kg/m3V提=m / P = 0.0 1 5 7m83忽略提取液中有效成份的體積，則 W = V水25 °C下的水的密度 卩水=996.95kg/m3則有:m 水=P水 V* = 996.95X0.01578 = 15.732kgm有效=m提-m水=16.1-15.732 = 0.368kg有效成分在提取液中的質(zhì)量分數(shù):則 X0 二0 0.02316.1濃縮液的組成：以 1

23、 Kg藥材為基準，設(shè)濃縮液量為 m濃，由于濃縮真空度0.030.05Mpa,取 P=0.04Mpa,則飽和溫度 T=75lC，密度卩水=974.8kg/3m，取濃縮液密度P濃=1150Kg/m3即 m濃=2.42kg有效成分在濃縮液中的質(zhì)量分數(shù)則X20.368 = 0.1522.416以1批為基準進行工藝計算：提取液進液量F =W3 = 4025 kg/批根據(jù)物料衡算式：Fxo = (F - M )X2得出雙效濃縮蒸出水總量 M :M =F(1=4025(1 -=3515.95kg/ 批X20.152濃縮液量 L=F -M =4025 -3515.95 = 509.95kg/批4熱量衡算熱量衡

24、算是以車間物料衡算的結(jié)果為基礎(chǔ)進行的， 所以車間物料衡算是進行車間能 量衡算的首要條件。能量衡算的主要依據(jù)是能量守恒定律，其數(shù)學表達形式為能量守恒 基本方程：環(huán)境輸入到系統(tǒng)的能量=系統(tǒng)輸出到環(huán)境的能量+系統(tǒng)內(nèi)積累的能量對于制藥車間工藝設(shè)計中的能量衡算， 許多項目可以忽略，車間能量衡算的目的是 要確定設(shè)備的熱負荷，而且在藥品生產(chǎn)過程中熱能是最常用的能量表現(xiàn)形式， 所以能量 衡算可簡化為熱量衡算。當內(nèi)能、動能、勢能的變化量可以忽略且無軸功時， 根據(jù)能量守恒方程式可以得出 以下熱量平衡方程式：Qi +Q2 +Q3 =Q4 +Q5 +Q式中Q物料帶入設(shè)備的熱量.KJQ2加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備所處理物料

25、的熱量.KJQ3過程熱效應(yīng).KJQ4物料離開設(shè)備所帶走的熱量.KJQ5加熱或冷卻設(shè)備所消耗的熱量.KJQ6-設(shè)備內(nèi)環(huán)境散失的熱量.KJ在熱量衡算過程中的Q2，即設(shè)備熱負荷，是衡算的主要目的4.1茯苓提取工段熱量衡算茯苓的提取工段工藝過程中，需要計算出加熱水蒸氣的用量W蒸，以及藥液沸騰蒸發(fā)回流所需冷凝水的量Wc 。因為茯苓提取過程中無化學反應(yīng)，僅發(fā)生物理變化，故Q3 =04.1.1 Q2的計算=95 °C設(shè)基準溫度to =0物料進料溫度為ti =25°C出料溫度為t2查資料得to -ti之間平均溫度下的定壓比熱容：茯苓的比熱容:Cpi =1.5KJ /（kg 弋），水的比熱容

26、 Cp2 =4.195KJ /（kg 弋）。按公式計算Qi :Qi =WiC p1(ti-t0)+ WzCp 2 (t 1 - to)=250咒 1.5 咒 25 + 5000X 4.195咒 25=533750KJ /批查資料得to -t2之間的平均溫度下的定壓比熱容：由于提取液濃度很稀接近于水,則比熱近似為水的比熱為Cp3 =4.174KJ /(kg 弋)，Cp4 =Cp3 =4.174KJ /(kg P)。959 下水蒸汽的汽化潛熱 r= 2270.9KJ / kg則按公式計算Q4 :QWiC pi(t2 -to) +W5C p4(t2 -to) +W3C p3(t2 -to) +W6r

27、=250X 1.5X 95 + 975X 4.174X 95 + 4025% 4.174咒 95 +1225% 2270.9= 47873025KJ /批根據(jù)經(jīng)驗，茯苓提取工藝計算(Q5+Q6) 般為(Q4+Q5+Q6 )的10%,Qs g =(Q4 g g"。Q5 +Q6 =O1xQ4 =531922.5KJ /批0.9由公式得：Q2 =Q4 +Q5 +Q6 Ql=4787302.5 + 531922.5 - 533750 = 1583159.394KJ /批 = 372163OKJ/ 批4.1.2提取加熱蒸汽用量W蒸的計算提取加熱用蒸汽在P =0.475Kpa汽化潛熱=2119.

28、3© / kg按公式計算加熱蒸汽用量W蒸:Q2 W蒸r陋=3721630 子 2119.3 =1756.066kg/批4.1.3提取冷凝水用量Wc的計算平均溫度下t =45 + 25/2=352的定壓比熱容為4.174KJ心g弋）則提取罐中藥液沸騰蒸發(fā)回流所產(chǎn)生的熱量等于冷凝水吸收的熱量W6r =WcCP(t2 -t2)由此得冷凝水消耗量心:誼:翼即33323.58®批4.2茯苓濃縮工段熱量衡算蒸發(fā)濃縮的依據(jù)是利用溶劑具有揮發(fā)性而溶質(zhì)不揮發(fā)的特性使兩者實現(xiàn)分離。4.2.1進料比的計算以1批為基準，忽略操作過程物料損失，物料以平行方式進料。設(shè)進料比為X,設(shè)第一效蒸發(fā)量為M1，

29、第二效蒸發(fā)量為M2，則M1/M2=x, MjtM2=M比卅xMM推出：M =， M 2 =1+x1+xxL1+xxF同理可推出第一效進料量Fj =，濃縮液出量L11+x第二效進料量F，濃縮液出量L2 = L1 +x1 +x對第二效進行熱量衡算（第2效加熱蒸汽為第一效產(chǎn)生的量，過程中無熱量補給）Ql +Q2 + Q3 = Q4 +Q5 +Q6由于本操作屬于純物理操作故 Q3 =0，設(shè)基準溫度to =0，物料進料溫度ti =25 C由于濃縮真空度0.03-0.05Mpa,取P=0.04Mpa，物料出料溫度t75'C。由于提取液濃度很稀接近于水，025 C物料平均溫度下的比熱容近似于水的比熱

30、容0=4.195© /(kg 弋)其中Q F2C1 (t 10)由于濃縮液濃度很稀接近于水075 C物料平均溫度下的定壓比熱容近似于水的比熱容C2 =4.174kJ/(kgC) , 75 C時蒸汽的汽化熱r2312.2KJ /kgQ2 M 12Q4 = L2C2(tt0 M 2r2根據(jù)經(jīng)驗Q5 + Q6 = (Q4 +Q5 + Q6)X1O%則 F2C1(t1 -t0) + MJ2 = IL2C2(t2 -t0)+ 皿22(1 +0.1/0.9)數(shù)據(jù)代入公式4025 CL CL 3515.95X,509.95” 3515.95 “ c、 1X 4.195x25 +X 2312.2 =

31、(x 4.174x75 +x 2312.2)x 一1+x1+x1+x1+x0.9得：x=1.0788第一效加料量R =xF-=匸0788*4025 = 2088.7868kg / 批1 +1.0788第二效加料量F2 = F Fi=4025 - 2088.7868 = 1936.2132kg/批第一效蒸發(fā)量M2XM1 +x“7盼 3515.95 =1824.614kg/ 批1 +1.0788第二效蒸發(fā)量M2 =M -M1 =3515.95 1824.614 =1691.336kg/批第一效濃縮量L1=1+xxJ.078509.9 264.64kg/批1 +1.0788第二效濃縮量1_2 = L

32、 -L1= 509.95 -264.64 = 245.31kg /批4.2.2濃縮加熱蒸汽用量D蒸的計算1 +x提取加熱用的蒸汽在P= 0.475Kpa,飽和溫度約 150 C，汽化潛熱 r, = 2119.3KJ/kg第一效能量衡算式：Q1+Q2 + Q3=Q4 +Q5+Q6（ Q3=O）Qi = FiCi (ti - to)根據(jù)經(jīng)驗Q4 = L1C2 (t 2 10) + M 訂2Q5 + Q6 =(Q4 +Q5 + Q6)"O%帶入數(shù)據(jù)計算出:Q2 =(264.64X4.174X75 +1824.612312.2)/0.9 -2088.78684.195 25= 45 6 0

33、6.9aKJ/ 批Q2 = D 蒸 r1蒸汽用量D蒸=4560614.992/2119.3 = 2151.94kg/批423濃縮冷凝水用量的計算平均溫度下t =(45+25)/2 =359的定壓比熱容為4.174KJ/(kg弋)則雙效濃縮器中蒸出的水所產(chǎn)生的熱量等于冷凝水吸收的熱量。M 2r = M cC P(t2 tl)由此得冷凝水消耗量:M c J691.3362312.2 =47151.038kg /批4.174x(45 -25)5設(shè)備的選型與計算流程設(shè)計是核心，而設(shè)備選型極其工藝設(shè)計，則是工藝流程設(shè)計的主體，因為先進 工藝流程能否實現(xiàn)，往往取決于與提供的設(shè)備是否相適應(yīng)。因此，選擇適當型

34、號的設(shè)備， 符合設(shè)計要求的設(shè)備，是完成生產(chǎn)任務(wù)、獲得良好效益的重要前提。Vd根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)，通過物料衡算確定的每天處理物理量,3m /d;3Va設(shè)備的名義容積，m ；3Vp設(shè)備的有效容積，m ;£ =VVa設(shè)備的裝料系數(shù)；T設(shè)備每一生產(chǎn)周期的持續(xù)時間，h (生產(chǎn)過程的持續(xù)時間 助過程時間T2);a每天總的操作批數(shù)；3每天每臺設(shè)備的操作批數(shù)；np需用設(shè)備臺數(shù)；n實際安裝的設(shè)備臺數(shù)；S設(shè)備生產(chǎn)能力的后備系數(shù)，%T括反應(yīng)時間Ti和輔NpVa= VdT/24 &實際上，往往由于設(shè)備的檢修及其它原因，不能連續(xù)地進行生產(chǎn)，因此，還得考慮 設(shè)備的后備系數(shù)§,故實際安裝的設(shè)備臺數(shù)為：

35、n=np (1+ R100)對于不起泡的物理或化學過程，一般裝料系數(shù) =0.70.8；對于沸騰的或有泡沫產(chǎn)生的物理或化學過程，一般裝料系數(shù)=0.40.6；流體的計量及儲存設(shè)備，一般裝料系數(shù) =0.850.9；5.1提取罐的設(shè)計13以批為基準，提取罐是用來進行水提取的工藝設(shè)備，則其最大盛液量即為最大加 水量為：叫=12x250 = 3000kgO25下的水的密度 P水 = 996.95kg / m5= 3000/996.95 =3.0092m3設(shè)藥材體積約為0.5m37息=3.0092+0.5 = 35092m3設(shè)提取罐的裝填系數(shù)為0.7，則V =3.5092/0.7 =5.0131m3依據(jù)16

36、化工工藝設(shè)計手冊第三版(下)P285290,其主要參數(shù)如下:型號標記為：K2000 n -A (上) HG5-251-79實際容積：2160L2000L11m2其主要參數(shù)如下：傳熱面積:公稱容積：4.0kW1500mm1700mm4170mm電機功率： 公稱直徑： 筒體高度： 總高度：設(shè)備總重：1500kg則需設(shè)備臺數(shù)：np=50131/2000L=2.5P臺校核計算如下：(1) 裝料系數(shù)校核：生產(chǎn)周期：T=6h由于反應(yīng)料液不發(fā)生泡沫、不沸騰，取裝料系數(shù)：& =0.0。從還原反應(yīng)工段的物料衡算 表可知，還原反應(yīng)釜每天每批的處理的物料總體積為： 3509L每個反應(yīng)釜反應(yīng)的量為：3509/

37、3=1169L =1169/2000=0.585<0.7,符合要求。(2) 傳熱面積校核：由還原反應(yīng)釜的熱量衡算可知，傳熱量為3721630時間為6小時，則平均每批的傳熱量為 Qi=372163/12= 310135.8KJ/h工藝條件：120 110C。進、出料溫度：2595°C;設(shè)計蒸汽進、出溫度:則平均溫差為： At=(AtAt) / (In At A2i)=(120 25) ( 110 95/ln (120 25) / (110 95 =43.34 C還原反應(yīng)釜為夾套式反應(yīng)容器，夾套內(nèi)流體為水蒸氣，加熱對象為有機料液，反應(yīng) 器材質(zhì)為搪瓷。據(jù)此查化工原理 得總傳熱系數(shù)為K

38、=224kal/ (m'h C)。根據(jù)公式 Qi=KAsA t 得：As=Qi/ ( KA t=310135.80/( 224X4.187 43.34 g)2 2 =1.27m <A。=11m即滿足傳熱要求。綜合裝料系數(shù)校核和傳熱面積校核得，所選的還原反應(yīng)釜是滿足生產(chǎn)工藝要求的。5.2提取液儲罐的設(shè)計提取液儲罐容積：vr需P3.95m3設(shè)提取液儲罐的裝填系數(shù)為0.7,則V =3.95/0.7 =5.64m3 P000L查資料選擇立式橢圓封頭儲罐，規(guī)格： 公稱容積：外型© :高(mm):6000型6000L180030005.3冷凝器的設(shè)計tm=(T1 7)7)In T2

39、 ti茯苓提取在95 C進行，提取罐中藥液沸騰蒸發(fā)回流采用列管式換熱器進行冷凝。 兩換熱介質(zhì)逆流流向時，列管式換熱器有效平均溫差的計算：式中=丁2 =95 C，匕=25 C，上2 =45 C，計算出也tm =59.4 C提取罐中藥液沸騰蒸發(fā)回流時間設(shè)為3h，取K=2093.5KJ/(m2 hC)由熱量守恒式： W6r = KSAtmG 12252270.9 一“ 2S = 7.457 m2093.5 咒 59.4x3假設(shè)列管式換熱器* =25咒2.5, 1= 2m，n為管子根數(shù)，由公式計算出n=47.49,取整48根則列管式換熱器換熱管數(shù)為48根，單管程，DN=500mm, PN=0.6MPa

40、5.4物料管徑計算提取罐的加料直徑為400mm，排渣口直徑為800mm。(1) 加水管徑的計算第一次加水質(zhì)量流量 叫=12x250 =3000kg，水的流速取1m/s， 25 C時水的密度卩水=996.95kg/m3d30014=0.0 46m3.14"咒30天60咒996.95第二次加水質(zhì)量流量 N2 =8X250 = 2000kg同理計算得出第二次加水所需的管徑為:3000 X 4* =3.14咒1咒20咒6爪 996.95 二 0.0461 口綜合比較可以得出加水管徑取 50mm，材料選不銹鋼無縫鋼管。 (2)出液管徑的計算每批所得提取液量W3 =16.1x74.074 =40

41、25kg/批，放液用時40min,提取液密度為1.02g/ml，出液流速為1m/s。兀 2 cW3 = d3 uP 液44025 X 4由公式得 d3 = J=2 = 0.0457m3.14x1x40x60x1020取整數(shù)50mm，即為提取液放液管口直徑，材料選不銹鋼無縫鋼管。5.5蒸汽管徑的計算1.加熱蒸汽管徑的計算茯苓提取工藝過程加熱蒸汽需進時 3h,取蒸汽流速為30m/s, 0.475MPa下蒸汽的密度為 P = 2.543kg/m3。蒸汽體積流量:宀 25606l=230.18m3/hVs由公式計算出:d2単應(yīng)三=0.052mV 3.14 X 303600加熱蒸汽進出管口直徑取整d 6

42、0mm，材料選不銹鋼無縫鋼管。2.蒸汽回流管徑計算提取罐中液體的回流量 W6=W2 = 1225 kg/批，蒸汽回流時間為3h，95°C時4的真氣密度為P = 0.5039kg/m3，取蒸汽流速為u =30m/s，則VS =與=_ = 687.9m3/hP 0.5039x3687.9x4d4=fe00；3訃30=0.0899m，取整數(shù) 90mm列管式換熱器蒸汽回流進出管口直徑為 60m m,材料選不銹鋼無縫鋼管。5.6冷凝器進出水管徑計算冷凝水消耗量Wc = 47151.038kg/批，冷凝時間為3h,冷凝水流速為1m/s,冷凝水47151.038x4的密度為 P水 = 996.95

43、kg/m3。d4 =3600爲14；1咒996.95 =0.075m取整數(shù)80mm,即為冷凝水進出口管徑，材料選不銹鋼無縫鋼管。5.7其他設(shè)備選型干燥器采用震動流化床干燥器。離心機采用上懸離心機（HT7-XZ1300。 結(jié)晶機采用立體結(jié)晶機（SZG系列結(jié)晶機）。 蒸發(fā)器采用外循環(huán)式蒸發(fā)器（WZ n型）。表5-1提取車間設(shè)備一覽表Table5-1| The equipment list of extract ion worksh op序號設(shè)備名稱臺數(shù)規(guī)格材料備注1提取罐32000L不銹鋼專業(yè)設(shè)備2提取液儲罐16000L不銹鋼專業(yè)設(shè)備3冷凝管48500mm不銹鋼通用設(shè)備4震動流化床干燥器1專業(yè)設(shè)備

44、5上懸離心機1HT7XZ1300專業(yè)設(shè)備6立體結(jié)晶機1SZG系列專業(yè)設(shè)備7外循環(huán)式蒸發(fā)器1WZn型專業(yè)設(shè)備446管道設(shè)計6.1管道設(shè)計的目的和意義管道在制藥車間起著輸送物料及傳熱介質(zhì)的中藥中作用，是中藥生產(chǎn)中必不可少的重要部分。藥廠管道猶如人體的血管，規(guī)格多，數(shù)量大，在整個工程投資中占有重要的 比例。因此，正確的設(shè)計管道和安裝管道，對減少工人基本建設(shè)投資以及維持日后的正 常操作有著十分重大的意義。6.2管道設(shè)計的條件在進行管道設(shè)計時，應(yīng)有如下基礎(chǔ)資料：施工流程圖；設(shè)備平、立面布置圖；設(shè)備施工圖；物料衡算和熱量衡算；工廠地質(zhì)情況；地區(qū)氣候條件；其讓（如 水源、鍋爐房蒸汽壓力和壓縮空氣壓力）。6.

45、3管道設(shè)計的內(nèi)容在初步設(shè)計階段，設(shè)計帶控制點工藝流程圖時，首先要選擇和確定管道，管件及閥 門的規(guī)格和材料，并估算管道投資設(shè)計的資金；在施工圖設(shè)計階段，還需確定管溝的斷 面尺寸和位置，管道的支撐間距和公式，管道的熱補償與保溫，管道的平、立面位置及 施工、安裝、驗收、的基本要求。7車間布置設(shè)計7.1車間布置設(shè)計的要求和原則(1) 要求方生產(chǎn)設(shè)備要按工藝流程的順序配置，在保證生產(chǎn)要求、安全及環(huán)境衛(wèi)生的前提下, 盡量節(jié)省廠房面積與空間，減少各種管道的長度。©保證車間盡可能充分利用自然采光與通風條件， 使各個工作地點有良好的勞動條 件。©保證車間內(nèi)交通運輸及管理方便。萬一發(fā)生事故，人

46、員能迅速安全地疏散。©廠房結(jié)構(gòu)要緊湊簡單，并為生產(chǎn)發(fā)展及技術(shù)革新等創(chuàng)造有利條件。(2) 原則©各工序的設(shè)備布置要與主要流程順序相一致，是生產(chǎn)線路成鏈狀排列而無交叉迂 回現(xiàn)象，并盡可能自流輸送，力求管線最短。©注意改善操作條件，對勞動條件差的工段要充分考慮朝向、風向、門窗、排氣、 除塵及通風設(shè)施的安裝位置。設(shè)備的操作面應(yīng)迎著光線，使操作人員背光操作。©輔料制備車間應(yīng)與適用設(shè)備靠近， 但如液氯汽化、制漂等有污染和粉塵部分，應(yīng) 有墻與車間隔開，應(yīng)有通風等必要的設(shè)施。©冬天無嚴重冰凍地區(qū)的工廠可考慮把不適宜在車間內(nèi)布置的設(shè)施，布置在室外。 高壓容器等有

47、爆炸危險的設(shè)備應(yīng)布置在室外。并有安全報警和事故排空等安全措施。©設(shè)備布置在樓面還是布置在底層，要視樓面荷載及是否利用位差輸送等因素而 定。一般洗漿設(shè)備布在樓面，黑液槽及漿池布在底層。©相互聯(lián)系的設(shè)備在保證正常運行、操作、維修、交通方便和安全條件下，盡可能 靠近。©設(shè)備與墻柱之間的間距，無人通過最小 500mm，有人通過最小800mm©泵與泵之間間距一般1000mm，泵組之間間距約1500mm。©設(shè)備的安裝位置不應(yīng)騎在建筑物的伸縮縫或沉降縫上。©發(fā)散有害物質(zhì)、產(chǎn)生巨大噪音和高溫的生產(chǎn)部分應(yīng)同一般的生產(chǎn)部分適當?shù)母?開，以免互相干擾。&#

48、169;要統(tǒng)一安排車間所有操作平臺、各種管路、地溝、地坑及巨大的或震動大的設(shè)備 基礎(chǔ)，避免同廠房基礎(chǔ)發(fā)生矛盾。2000mm。©操作平臺的寬度應(yīng)大于500mm，平臺向上距梁底或樓板的距離應(yīng)大20002 平臺下若走人或有設(shè)備需檢修，平臺底部凈咼不應(yīng)小于©合理安排廠房的出入口，每個車間出入口不應(yīng)少于2個，廠房大門的寬度應(yīng)比所 需通過的設(shè)備寬度大200mm左右，比滿載的運輸工具寬度要大 6001000mm,總的寬 度不應(yīng)小于20002500mm。©要考慮必要的錐料面積。©遵守國家的有關(guān)勞動衛(wèi)生及防火安全等方面的各項規(guī)定，建筑設(shè)計防火規(guī)范。©要考慮到廠房

49、擴建的需要。©在滿足生產(chǎn)工藝需要的同時，設(shè)備布置要盡量符合建筑結(jié)構(gòu)標準化要求，18m以 下，采用3m的倍數(shù)，18m以上采用6m的倍數(shù)，多層廠房跨度和柱距均以 6m進位， 高度應(yīng)為300mm的倍數(shù)。©車間布置相關(guān)專業(yè)的要求。7.2車間布置設(shè)計的組織在進行車間布置設(shè)計時，各類專業(yè)人員必須分工合作。工藝專業(yè)進行車間布置時， 要考慮土建、儀表、電氣、暖通等專業(yè)與機修、安裝、操作等各方面的需要，上述各專 業(yè)也同時提出各自對車間布置的要求。按照國內(nèi)目前的作法，化工工藝設(shè)計主要由流程設(shè)計、工藝計算（物料、熱量衡算）、 設(shè)備的工藝設(shè)計、車間布置和管道布置五個部分，都由工藝設(shè)計人員進行。從專

50、業(yè)化分 工的角度來看，以上五項大致可以分為兩類，前三項的設(shè)計基礎(chǔ)是化工工程的分析計算， 如設(shè)備的幾何空間布置、設(shè)備與管路安裝上的力學計算等。因此，從專業(yè)分工的角度考 慮，車間布置和管道布置由機械專業(yè)工程人員承擔比由工藝人員承擔更為合理。這樣， 工藝設(shè)計人員可致力于化學工藝與化學工程的開發(fā)與研究。上述的分工是化工設(shè)備的一 種發(fā)展趨勢，國外許多設(shè)計公司都已經(jīng)這樣做了。7.3車間布置設(shè)計的程序（1）車間布置初步設(shè)計根據(jù)帶控制點工藝流程圖及設(shè)備一覽表、生產(chǎn)輔導等結(jié)合布置規(guī)范及總圖設(shè)計資料 等進行初步設(shè)計。（2）管道儀表流程設(shè)計 進行工藝和流體力 繪制PI流程與公用工程流程圖； 確定設(shè)備與儀表安裝要求；

51、 確定與設(shè)備安裝有關(guān)的建筑與結(jié)構(gòu)尺寸； 確定設(shè)備安裝方案； 安排管道、儀表、電8勞動組織及崗位定員8.1勞動組織勞動過程中，按照生產(chǎn)的過程或工藝流程科學的組織勞動者的分工與協(xié)作， 使之成 為協(xié)調(diào)統(tǒng)一的整體，合理的進行勞動，正確處理勞動者之間以及勞動者與勞動工具， 勞 動對象之間的關(guān)系，不斷的調(diào)整和改善勞動組織的形式創(chuàng)造良好的勞務(wù)條件與環(huán)境， 以 發(fā)揮勞動者的技能與積極性，充分利用和新的科學技術(shù)成就和先進經(jīng)驗， 不斷提高勞動 效率。8.2崗位定員該項目投產(chǎn)后車間勞動定員共計12人，管理人員4人，分四個班次，每班3人。9勞動保障與安全生產(chǎn)9.1車間安全生產(chǎn)原則車間安全生產(chǎn)標準化建設(shè)有著十分廣泛的外

52、延，他不僅包括安全管理制度的標準 化、安全措施的標準化、考核依據(jù)的標準化諸多方面的內(nèi)容， 而且包括安全管理行為和 安全管理過程的標準化，是靜態(tài)標準化與動態(tài)標準化地有機結(jié)合。9.1.1車間安全生產(chǎn)管理工作的常見狀態(tài)及原因車間安全生產(chǎn)管理工作發(fā)展不平衡是大多數(shù)企業(yè)安全生產(chǎn)工作的特征之一。有的車間在安全基礎(chǔ)教育上有特色，但在其他方面較差：有的車間在車間隱患排查上做的較好， 但在軟件材料方面較為薄弱。究其原因，主要表現(xiàn)在一下幾個方面：一是部分車間領(lǐng)導 尤其是分管安全生產(chǎn)的重視程度不夠。有的只是重視“做”注重隱患的整改，卻忽視安 全教育、軟件材料等軟件要求：有的“光說不練”，片面認為管理只是平時說說，隱

53、患 只是消耗時間，不能生產(chǎn)利潤。這兩種觀點都是十分有害的。二是不同行業(yè)由于發(fā)生事 物的概率及程度不同，車間對待安全的態(tài)度也不同。實踐證明，掌握安全只是越多，安 全管理工作越有序。反之，發(fā)生事故的可能性就越大。9.1.2推行車間安全生產(chǎn)標準化建設(shè)的幾點思考推行車間安全生產(chǎn)標準化建設(shè)任重道遠，不可能一勞永逸。只有在實踐的過程中不 斷探索，不斷總結(jié)經(jīng)驗，堅持常抓不懈，才能使這項目日臻完善，逐漸完善。(1) 在推行標準化地過程中，必須堅持“標準化建設(shè)與其他安全管理手段一體化” 的思想，一些車間管理者對推行車間安全生產(chǎn)標準化建設(shè)存在“非此即彼”的思想，認 為現(xiàn)在搞標準化管理，那么職業(yè)健康安全管理體系(G

54、B/T28001-2001)等手段已經(jīng)過時，沒有必要在提倡了。這種觀點是不科學的，他違背了發(fā)展的觀點，實際上持有這種 觀點的管理者沒有抓住安全管理的要義。因為車間安全生產(chǎn)標準化建設(shè)與這健康安全管 理體系等管理手段是相互統(tǒng)一、相互融合的關(guān)系。標準化要求更加精細和具體，在危險 源的辨識與管控、運行控制、緊急預案演練、監(jiān)視測量及隱患整改過程中無不包含了對 標準的貫徹，標準化的執(zhí)行使得安全管理更加規(guī)范，更具操作性。(2) 試點先行，穩(wěn)步推行，堅持“分行業(yè)類別、分類指導”的原則在具體推行標準 化地管理過程中，要重點把握好以下環(huán)節(jié)：一是在推進的方法上，可以采取“以點帶面” 的形式，先進性試點，在完結(jié)完善的基礎(chǔ)上再全面推行?？上仍诓煌袠I(yè)門類的車間中 選取有代表性的車間從生產(chǎn)實際出發(fā)， 加強指導，試行標準化建設(shè)，并查找在推行過程 中存在的不足加以改進，積累車間安全生產(chǎn)標準化管理的經(jīng)驗，待時機成熟過后逐步推 廣。二是要實現(xiàn)個性與共性的統(tǒng)一，在車間試行推進標準化管理的過程中， 車間安全生 產(chǎn)標準除了要符合國家安全生產(chǎn)法律法規(guī)以外， 還要結(jié)合車間生產(chǎn)工藝特點，制定符合 車間實際的一些特殊安全管理標準。如金工車間與鑄造車間工藝差異較大，危險源的類 別也不盡相同，所以必須用不同的標準來加以規(guī)范。 只有這樣，車間安全生產(chǎn)標準才更 具有針對性和可操作性，才能更有效的確保車間安全生