處理100噸茄子根車間設(shè)計0602—中試放大設(shè)計資料文檔

1、摘要本設(shè)計以年處理100噸茄子根為主要途徑,通過超聲提取的方法來對茄子根中的 主要藥物成分黃酮進(jìn)行提取,設(shè)計的主要思路以每批處投料量為依據(jù),根據(jù)所處理物 料量來確定多功能提取罐的體積,選取提取罐的類型為直錐形,提取罐的附屬設(shè)備是 依據(jù)其公稱直徑來確定的,整個設(shè)備采用夾套蒸汽加熱的方式.主要任務(wù)是選擇一條 科學(xué),簡便,經(jīng)濟(jì),創(chuàng)新的工藝路線來完成年處理100噸茄子根的提取.包括相應(yīng)的物料計算,進(jìn)而確定設(shè)備選型,熱量衡算是為了公用工程計算當(dāng)中所消耗的蒸汽,選 取多功能提取罐為主要設(shè)備計算,進(jìn)而確定了提取罐的壁厚、直徑、高度、加熱面積.此外還有三廢處理,廠址選擇,車間設(shè)備布置,防火平安衛(wèi)生等等.繪制一

2、張帶限制 點的工藝流程圖,車間布置圖,主要設(shè)備圖,其中車間布置圖、主要設(shè)備圖采用 CAD 繪圖軟件繪制.關(guān)鍵詞：提取車間設(shè)計；工藝流程；茄子根；超聲AbstractThe design of processing 2 tons of licorice as the main route through the alcohol extraction method of water sink on the main pharmaceutical ingredient in licorice extract glycyrrhizin, the design of the main ideas in

3、each batch at the feeding amount as the basis, according to the amount of material being processed multifunctional extraction tank to determine the volume, select the type of extraction tank straight tapered extraction tank ancillary equipment is based on its nominal diameter to determine, the entir

4、e device using steam heating jacket way. The main task is to choose a scientific, simple, economical, innovative process routes to 你們 plete processing capacity of 2 tons of licorice extract. Including the calculation of the corresponding materials, and to determine the selection of equipment, heat b

5、alance calculations were considered for utilities consumed steam, select multifunctional extraction tank as the main 你們 puting device, and then determine the extraction tank wall thickness, diameter, height, heating area . In addition to waste treatment, site selection, workshop equipment layout, fi

6、re safety and health and so on. Draw a flow chart with control points, workshop layout, major equipment diagram in which the workshop layout, major equipment drawing using CAD Drawing Software.Key word : Extraction plant design; Process; Licorice; Alcohol第1頁,共30頁摘要1ABSTRACT 1第1章緒論31.1 概述31.1.1 生產(chǎn)方法簡

7、介 31.1.2 設(shè)計原那么及要求 41.1.3 車間概況41.2 原材料、產(chǎn)品主要技術(shù)規(guī)格51.2.1 原材料技術(shù)規(guī)格 51.2.2 產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格51.3 原材料消耗定額及消耗量6第2章 工藝流程設(shè)計 62.1 生產(chǎn)方法選擇62.1.1 浸漬法提取工藝 62.1.2 滲漉法浸提工藝 62.1.3 單罐間歇循環(huán)提取工藝 72.1.4 超聲提取法72.2 工藝流程示意圖 82.3 工藝流程表達(dá)82.3.1 提取工段82.3.2 減壓濃縮工段 92.3.5 乙醇回收塔工段9第3章化工計算103.1 物料計算103.1.1 超聲提取罐的物料計算 113.1.2 濃縮工段物料衡算 133.1.3 乙醇

8、回收工段物料衡算 143.1.4 二次濃縮的物料計算 143.2 設(shè)備工藝計算153.3 熱量計算18第2頁,共30頁3.3.1 多功能提取罐熱量計算193.3.2 雙效濃縮器熱量計算203.3.3 乙醇回收塔熱量計算21第5章 車間設(shè)備布置設(shè)計 235.1 車間設(shè)備布置設(shè)計概述235.1.1 車間設(shè)備布置設(shè)計原那么 235.2 車間設(shè)備布置方案245.2.1 車間組成25第6章公用工程266.1 動力水、電、汽、氣 266.1.1 蒸汽用量計算 266.1.2 電力用量計算 266.1.3 水用量計算 276.2 空調(diào)局部286.2.1 車間潔凈級要求286.2.2 車間濕、溫度要求28附錄

9、29致謝30第1章緒論1.1 概述1.1.1 生產(chǎn)方法簡介1 .生產(chǎn)規(guī)模年處理100噸茄子根生產(chǎn)車間初步設(shè)計2 .生產(chǎn)方法廣義的中藥提取也稱為別離,是指從中藥材原料開始,經(jīng)過一道或多道操作工序,最終得到所需要的藥物或其半成品的全過程.包括從原料前處理、溶質(zhì)別離、濃縮到得到某一物質(zhì)的整個生產(chǎn)過程,可以分成很多個工序或單元操作過程,包括前處理、溶質(zhì)別離、澄清、過濾、蒸發(fā)和枯燥等.狹義的提取僅指溶質(zhì)別離操作,即從固體藥材中別離出有效成分的操作過程1.即將溶質(zhì)由固相轉(zhuǎn)移到液相中,從而得到含有溶第3頁,共30頁 質(zhì)的提取過程.因此,提取過程實質(zhì)上是溶質(zhì)由固相傳遞到液相的傳質(zhì)過程.中藥材所含的的成分十分復(fù)

10、雜,概括起來可分為：有效成分,指其有主要藥效 的物質(zhì),如生物堿、甘類、揮發(fā)油等；輔助成分,指本身沒有特殊療效,但能增強 或緩和有效成分作用的物質(zhì)；無效成分,指本身無效甚至有害的成分,她們往往影 響溶劑的浸出效果及制劑的穩(wěn)定性、外觀及藥效；組織物,使之構(gòu)成藥材的細(xì)胞或 其他不溶物質(zhì),如纖維素、石細(xì)胞、栓皮等2.浸提是利用適當(dāng)?shù)娜軇┖头椒?將有效成分從原料藥中提取出來的過程,通常也 稱為浸出過程.在浸提過程中應(yīng)根據(jù)臨床治療的需要,處方中有關(guān)藥物成分提取的工 藝特性,擬制備的劑型,并結(jié)合生產(chǎn)的設(shè)備條件等,選用適宜的浸提工藝,將有效成 分及輔助成分盡可能的提取出來,而使無效成分及組織物盡量少混入或不混

11、入浸提物 中.影響甘草提取的因素有粉碎度,乙醇的濃度,提取時間,溶劑的倍量,提取次數(shù), 浸提溫度,浸提時間,浸提壓力,浸提成分,原料的枯燥程度和浸提溶劑 3.常用的浸提方法有：浸漬法,滲漉法,煎煮法,回流提取法；相應(yīng)常用的浸出設(shè) 備有：滲漉器,多級逆流滲漉器,連續(xù)浸取器,多功能提取罐.中藥現(xiàn)代提取新技術(shù) 有：超臨界流體萃取,超聲提取技術(shù),微波提取技術(shù),生物酶解技術(shù),半仿生提取法 等技術(shù).通過上述方法所得的中藥材的提取液往往是混合物,需要加以別離純化以除去所 含的各種雜質(zhì),工業(yè)生產(chǎn)中長用的別離純化技術(shù)有水提醇沉,醇提水沉,離心別離, 蒸儲技術(shù),大孔樹脂吸附別離技術(shù),膜別離等技術(shù)4.1.1.2 設(shè)

12、計原那么及要求本次設(shè)計總的原那么：流程簡便可行,方法最優(yōu),適合生產(chǎn).最重要的是能節(jié)省開 支,具有很高的經(jīng)濟(jì)效益.在車間設(shè)計時保證盡可能的降低生產(chǎn)本錢,要求平安可靠,操作穩(wěn)定彈性好,無事故隱患,對工藝和建筑、地基、廠房等無苛刻要求.本次設(shè)計的要求：保證年處理1噸的甘草生產(chǎn)任務(wù)的順利完成,其次要保證設(shè)計 的工藝流程簡便,設(shè)備的選擇與安置能滿足特殊的維護(hù)要求,盡量滿足自控水平、生 產(chǎn)水平、轉(zhuǎn)化率、收率、效率要盡可能到達(dá)先進(jìn)水平.最重要的是設(shè)備投資省,易于 加工、維修、更新,沒有特殊的維護(hù)要求,運行費用減少.1.1.3 車間概況1 .車間概況提取車間共分3個工段,分別是提取工段、濃縮工段和乙醇回收工段

13、,為了操作第4頁,共30頁 的方便把每一個工段的設(shè)備盡量安置于相對集中的區(qū)域,由于本次設(shè)計任務(wù)是年處理2噸甘草的生產(chǎn)車間初步設(shè)計,流程相對來說比擬簡單,設(shè)備不多.針對合理化布局要求,設(shè)計的車間采用單層敞開式設(shè)計,生產(chǎn)車間采用單層敞開式設(shè)計,單層樓高 12 m,操作臺為鋼板,操作臺高6 m,總跨度為30 m,寬12 m,柱距為6 m.柱網(wǎng)采用 6 m >6 m,建筑面積360 m2.2 .工作制度及人員安排提取車間工作時間為200 d,崗位實行三班倒的工作制度,按一天 24小時,每班 工作時間為法定工作日8小時,按各工段操作情況人員設(shè)置見表 1-1.表1-1車間定員表1提取422482濃縮

14、422481.2 原材料、產(chǎn)品主要技術(shù)規(guī)格1.2.1 原材料技術(shù)規(guī)格原材料技術(shù)規(guī)格見表1-3:表1-2原材料技術(shù)規(guī)格名稱標(biāo)準(zhǔn)1加于根凈藥材符合藥品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)2乙醇溶液濃度為68%符合藥品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)可循環(huán)利用3純化水可循環(huán)利用1.2.2產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格表1-3產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格名稱標(biāo)準(zhǔn)1提取藥液密度0.95 103 kg/m3第5頁,共30頁2濃縮浸膏密度1.10 103 kg/m31.3 原材料消耗定額及消耗量表1-4原材料消耗名稱每年每批1加于根凈藥材kg1 000333.3342乙醇溶液68%乙醇kg2 401 351.25 336.3363純化水kg1 920 000.64 266.668第2章工藝流

15、程設(shè)計2.1 生產(chǎn)方法選擇超聲波萃取中藥材的優(yōu)越性是基于超聲波的特殊物理性質(zhì).主要是主要通過壓電 換能器產(chǎn)生的快速機械振動波來減少目標(biāo)萃取物與樣品基體之間的作用力從而實現(xiàn)固 -液萃取別離.2.1.1 浸漬法提取工藝浸漬法屬于靜態(tài)提取方法,浸漬法一般在常溫或在加熱的條件下浸泡藥材,使其 所含的有效成分被浸出的方法,是一種簡單且最常用的出方法.浸漬法所得到的的浸 出液在不低于浸漬溫度下能較好的保持其澄清度；操作簡單易行,但所需的時間長, 溶劑用量大,出液系數(shù)較高,有效成分浸出率低.另外,浸漬狀態(tài)下固液通常呈靜止 狀態(tài),溶劑利用率低,有效成分浸出不完全.適用于粘性藥材、無纖維組織結(jié)構(gòu)藥材、 新鮮及易

16、于膨脹藥材、價格低廉的芳香性藥材的提取,如尤其適用于有效成分遇熱易 揮發(fā)和易破壞的藥材,不適于貴重藥材、毒性藥材及制備高濃度的制劑.2.1.2 滲漉法浸提工藝將藥材粉碎后裝入特制得滲漉罐中,往容器中藥物粗粉上方不斷地添加浸提溶劑, 使其滲過罐內(nèi)藥材積層,發(fā)生固液傳質(zhì)的作用,從而浸出的有效成分,自罐體下部出 口排出浸出液,這種浸出的方法稱為滲漉法,所得的浸出液稱為滲漉液.在滲漉時, 浸提溶劑滲入藥材細(xì)胞中溶解大量可溶性成分后,濃度增高,向外擴散,浸提液的密第6頁,共30頁 度增大,向下移動.滲漉法不需加熱,可常溫操作；溶劑用量少,過濾要求較低；但 對藥材的粒度及工藝技術(shù)要求較高,操作不當(dāng),會影響

17、提取效率.適用于熱敏性、易 揮發(fā)性或劇毒類中藥物料；適用于提取有效成分含量低或要求浸出濃度較高的中藥藥 物；對于一些粘性的提取物、不易流動的物料,不宜使用本法.2.1.3 單罐間歇循環(huán)提取工藝單罐間歇循環(huán)提取工藝流程由多功能提取罐、泡沫捕集器、冷凝器、冷卻器、油 水別離器和過濾器等組成.多功能提取罐的特點是能在全封閉的條件下進(jìn)行常溫常壓 提取,也可用于高溫高壓提取或真空度低溫提取,也可進(jìn)行不同溶劑的提取,且保持 著傳統(tǒng)煎煮工藝的特點.在操作組合方面,多功能提取罐可進(jìn)行強制循環(huán)提取、回流 提取、及提取揮發(fā)油等操作,因此多功能提取罐比傳統(tǒng)的中藥煎煮鍋和中藥提取罐操 作方便、平安可靠、提取時間短、效

18、率高.生產(chǎn)時在提取罐夾套通入蒸汽加熱,浸出 液中的蒸汽經(jīng)冷凝、冷卻,進(jìn)入油水別離器別離出揮發(fā)油或直接回流入罐,在過濾器 過濾后用泵將浸出液泵回原罐可進(jìn)行循環(huán)提取6.2.1.4 超聲提取法無需高溫在40C、50c水溫F超聲波強化萃取,無水煮高溫不破壞中藥材中某些 具有熱不穩(wěn)定易水解或氧化特性的藥效成份.超聲波能促使植物細(xì)胞地破壁提升中藥 的療效.常壓萃取平安性好操作簡單易行維護(hù)保養(yǎng)方便.萃取效率高,超聲波強化萃 取20-40分鐘即可獲最正確提取率,萃取時間僅為水煮、醇沉法的三分之一或更少.萃取 充分萃取量是傳統(tǒng)方法的二倍以上.而蒸煮法的蒸煮時間往往需要兩到三小時是超聲 波提取時間的3倍以上時間.

19、每罐提取3次根本上可提取有效成份的90%以上.具有 廣譜性.適用性廣絕大多數(shù)的中藥材各類成份均可超聲萃取.超聲波萃取對溶劑和目 標(biāo)萃取物的性質(zhì)如極性關(guān)系不大.因此可供選擇的萃取溶劑種類多、目標(biāo)萃取物范圍 廣泛.減少能耗.由于超聲萃取無需加熱或加熱溫度低萃取時間短因此大大降低能耗. 藥材原料處理量大成倍或數(shù)倍提升且雜質(zhì)少有效成分易于別離、凈化.萃取工藝本錢 低綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著.由于茄子根中含有黃酮,是一種生物堿,是茄子根的主要成分,黃酮易溶于乙醇, 難溶于水,茄子根采用20倍量68%的乙醇溶液,浸提溫度51C,此時的產(chǎn)率最高Q 因此選用單罐間歇循環(huán)提取的工藝,進(jìn)行超聲提取,能將茄子根中有效成分提

20、取出, 提取率高、能耗低、操作簡單、設(shè)備投資少、占地面積少等.第7頁,共30頁2.2 工藝流程示意圖工藝流程示意圖：圖1提取車間工藝流程圖2.3 工藝流程表達(dá)本設(shè)計任務(wù)為年處理量100噸茄子根生產(chǎn)車間的初步設(shè)計,本提取車間共分3個工段：提取、濃縮、乙醇回收.2.3.1 提取工段首先,用純化水將多功能提取罐進(jìn)行產(chǎn)前清洗1h,再將已處理好的甘草666.667kg,由升降機運到多功能提取罐操作平臺上,用啟閉汽把出閘門關(guān)閉,用鎖緊汽把把 門鎖緊,用保險氣缸把門鎖住.工人從投料口投入中藥材甘草,完畢后,關(guān)閉投料口. 開冷卻水閥門,開回流閥、測壓閥使罐內(nèi)和大氣相通,開啟乙醇配液罐的輸液泵向提 取罐中注入2

21、1倍量濃度為68 %的乙醇溶液5 333.336 kg.浸泡藥材2.5 h后,開始超 聲提取溫度限制在5055 C, 一直到達(dá)工藝要求的時間.此過程需加熱 1h,多功能提 取罐上配有泡沫捕集器,用于對藥液上層的泡沫及泡沫中所含有的雜質(zhì)進(jìn)行除雜,在 提取過程中利用泵通過過濾器將藥液反復(fù)打循環(huán),使對其中藥材提取充分,提升提取 率,提取完畢后,停止超聲,開底部的出液閥、過濾閥出液,利用泵將浸提液從多功 能提取罐抽至藥液貯罐,大概一個小時,抽取完畢后,排放冷凝水,待多功能提取罐 冷卻后,翻開出閘門,使藥渣落下,用小車運送,直至運完.翻開自來水閥進(jìn)行沖洗 提取罐及藥業(yè)軟管,然后記好生產(chǎn)記錄.進(jìn)入貯罐中的

22、藥液可直接打入雙效濃縮器以 便蒸發(fā)乙醇,進(jìn)行下一個工段.本工段的主要設(shè)備有：升降機、多功能提取罐、乙醇配液罐、過濾器、藥液貯罐、 轉(zhuǎn)液泵,多功能提取罐上配有泡沫捕集器.第8頁,共30頁2.3.2 減壓濃縮工段首先用純化水清洗濃縮器,關(guān)閉進(jìn)料管、出料管、回收管等管道閥門和所有排空 閥,而后開啟真空泵、視鏡照明燈,開啟真空閥門,待真空負(fù)壓到達(dá)足以將物料快速 抽進(jìn)設(shè)備時,使蒸發(fā)器真空度達(dá)保持在-0.03MPa 0.04MPa之間.然后翻開進(jìn)料閥, 開始進(jìn)料,將上工段的藥液打入雙效濃縮器中,當(dāng)藥業(yè)上升到兩個蒸發(fā)器下屬第二個 視鏡的2/3處時,關(guān)閉進(jìn)料閥門.然后開啟蒸汽閥門,升溫加熱,翻開疏水閥、同時

23、開回收塔的冷卻水,回收洗脫溶媒,調(diào)節(jié)真空度,使兩個個蒸發(fā)器真空度保持在 -0.06MPa- -0.08MPa之間,要求第二個蒸發(fā)器的真空度大于第一個蒸發(fā)器,限制蒸汽 表表壓不高于0.1MPa,使藥液正常蒸發(fā),限制溫度達(dá) 55£,當(dāng)藥液受熱蒸發(fā)、數(shù)量 減少至蒸發(fā)器下數(shù)第二個視鏡 1/3處時,可進(jìn)行補加藥液至蒸發(fā)器的下數(shù)第二個視鏡 2/3處.當(dāng)溶媒儲罐液位還沒到達(dá)玻璃視鏡 3/4處時,關(guān)閉連通閥門,開啟排氣閥,排 進(jìn)集液器的真空,使空氣進(jìn)入冷凝水儲罐,當(dāng)罐內(nèi)壓力與外界相等時,開啟冷凝水儲 罐底出水閥門,排空冷凝水閥門,排放冷凝水至純化水計量罐中,用以提取工段的提 取用水.最后,當(dāng)藥液濃縮

24、至工藝要求的相對密度,關(guān)閉蒸汽閥,真空泵,冷卻水閥, 翻開排空閥回復(fù)常壓.然后緩慢翻開并調(diào)節(jié)出料管閥,通過回流的形式將濃縮器中的 藥業(yè)打入濃縮液貯罐中.每濃縮完一批提取液或浸膏,必須清洗蒸發(fā)室的內(nèi)壁和各加 熱室的外壁,掛上狀態(tài)標(biāo)識牌.本工段主要設(shè)備有：雙效減壓濃縮器、射流真空泵、冷凝水貯罐、濃縮液周轉(zhuǎn)桶. 濃縮操作周期：5h2.3.5 乙醇回收塔工段翻開乙醇泵,從濃縮器中蒸出的的乙醇抽入乙醇回收塔中, 開啟蒸汽閥門,循環(huán) 水閥門,調(diào)整氣壓至 0.05 0.1MP,開始升溫,翻開閥門,觀察回流流量計,根據(jù)流 量計掌握回流情況.溫度限制在80 c左右,讓液體微沸,使其精儲,用酒精計測量回 流酒精的

25、酒精度,當(dāng)酒精度到達(dá) 90%95%后,翻開乙醇貯罐進(jìn)液閥,貯存回收后的 乙醇,觀察并調(diào)整回收酒精的流量,使回收與回流成一定的比例,觀察乙醇回收塔液 位計,及時向塔內(nèi)補充待回收的酒精.通過管道道上視鏡觀察,假設(shè)沒有乙醇流下那么停 止加熱,那么說明回收完畢,關(guān)閉蒸汽閥門,關(guān)閉冷凝水閥門,放出乙醇回收塔內(nèi)的殘 留液,程量好酒精數(shù),生產(chǎn)結(jié)束,對乙醇回收塔進(jìn)行清洗.本工段的設(shè)備有：乙醇回收塔、乙醇貯罐、乙醇配液罐、泵.乙醇回收操作周期：16 h第9頁,共30頁第3章化工計算3.1 物料計算物料衡算是物料的平衡計算,是進(jìn)行藥物生產(chǎn)工藝設(shè)計、物料查定,過程經(jīng)濟(jì)評 估以及過程限制、過程優(yōu)化的根底.它以質(zhì)量守恒

26、定律和化學(xué)計量關(guān)系為根底.簡單 地講,它是指 在一個特定的物系中,進(jìn)入物系的全部物料質(zhì)量加上所有生成量之和必 定等于離開該系統(tǒng)的全部產(chǎn)物質(zhì)量加上消耗掉的和積累起來的物料質(zhì)量之和,用式子表小為：G進(jìn)*+ G生成=G出料+ G累積+ G消耗式中G進(jìn)料 所有進(jìn)入物系質(zhì)量之和；G生成 物系中所有生成質(zhì)量之和；第10頁,共30頁G中*,所有離開物系質(zhì)量之和;出科G消耗一一物系中所有消耗質(zhì)量之和(包括損失)；物料衡算是所有工藝計算的根底,通過物料衡算可確定設(shè)備容積、主要尺寸,同 時可進(jìn)行熱量衡算、管路尺寸計算等.物料衡算的基準(zhǔn)(1)對于間歇式操作的過程,常采用一批原料為基準(zhǔn)進(jìn)行計算.(2)對于連續(xù)式操作的

27、過程,可以采用單位時間產(chǎn)品數(shù)量或原料量為基準(zhǔn)進(jìn)行計3.1.1 超聲提取罐的物料計算1.根底數(shù)據(jù)(1)計算基準(zhǔn)：以每批投料量計算(2)生產(chǎn)規(guī)模：年處理凈藥材100噸(3)批操作周期年生產(chǎn)時間：200天每天生產(chǎn)：500kg批操作周期 =16 h,具體時間如下：清洗60 min加凈藥60 min加21倍量乙醇溶液 60 min浸泡藥材150 min加熱升溫60 min提取50 min浸提液抽至儲罐60 min冷卻、出渣90 min(4)工藝參數(shù)醇提工藝：提取工段煎煮,凈藥材與乙醇溶液質(zhì)量如下：68%乙醇溶液提取投料：凈藥材 m比為=21:1藥渣含醇量15%浸出有效成分0.85過程中損失總藥液量為2%

28、第11頁,共30頁(5)物性參數(shù)凈藥材密度1100kg / m3濃度為68 %的乙醇溶液密度為890 kg / m32 .確定計算任務(wù)提取罐中物料損失可忽略不計,提取罐各物料關(guān)系見圖 2凈藥材藥渣雜質(zhì)提取罐乙醇用量圖2提取罐各物料關(guān)系根據(jù)質(zhì)量守恒定律：凈藥材量+提取乙醇用量=藥謂量+提取藥液量+損失量其中凈藥材量m用處理量求出,提取乙醇溶液量,根據(jù)投料比為21m；設(shè)提取液量x,那么損失量為2%x;由于藥材中有效成分含量0.836%所以藥75量為m (1-0.836%)提取液量x可求出.3 .具體計算(1)參加到提取罐中的凈藥材質(zhì)量 m,可由生產(chǎn)規(guī)模求出：生產(chǎn)規(guī)模：年處理量100噸年生產(chǎn)時間20

29、0天,200X24= 4800 h批操作周期=16 h年操作批數(shù)：年生產(chǎn)時間 甘比操作周期=批數(shù)/a = 4800 16 = 300;批投料凈藥材質(zhì)量為 m=年處理量 在操作批數(shù)=100 000 kg 300= 333.334. kg(2)提取用乙醇溶液量,可由投料比計算求出333.334 21 = 7000.014kg(3)提取藥液量x,由等式計算：凈藥材量+提取醇溶液量=藥謂量+提取藥液量+損失量m 21m m (1 0.836%) m 0.15 (1 0.836%) x x 0.02x = 6816.881kg第12頁,共30頁(4)藥渣量(5)損失量4.提取罐物料平衡表N =383.3

30、34 kg2%x=2%x 6816.881=136.338kg表3-1提取罐物料平衡表進(jìn)料m / kg出料m / kg凈藥材333.33468%乙醇7000.014提取藥液量6816.881藥渣量383.334損失量136.338合計7333.3487333.3483.1.2濃縮工段物料衡算1 .根底數(shù)據(jù)濃縮周期：5 h粗浸膏彳馬率:1.6損失率：2%2 .具體計算浸膏量：W = 1.6m = 1.6 333.334= 533.3344kg損失量：2%W=2%6816.881=136.338kg根據(jù)質(zhì)量守恒定律：提取藥液量=浸膏量+醇蒸發(fā)量+損失量蒸發(fā)液量：W = 6147.209kg3 .濃

31、縮液物料平衡表表3-2雙效濃縮物料平衡表物料名稱進(jìn)料m / kg出料m / kg6816.881粗浸膏533.334蒸發(fā)量6147.209損失量136.338第13頁,共30頁合計6816.8816816.8813.1.3乙醇回收工段物料衡算1.根底數(shù)據(jù)乙醇回收周期：16 h產(chǎn)物95%乙醇濃縮乙醇的濃度60%2 .具體計算m產(chǎn)物95%乙醇=w 68%乙醇m = 2535.146 kg水+產(chǎn)物95%乙醇=原乙醇量水的質(zhì)量=4281.735 kg3 .物料平衡表表3-4乙醇回收工段物料平衡表進(jìn)料m / kg出料m / kg68%的乙醇6816.88195%的乙醇2 535.146水4281.735

32、合計6816.8816816.8813.1.4二次濃縮的物料計算1 .根底數(shù)據(jù)(1)批操作周期批操作周期 =8 h,具體時間為：清洗30 min減壓濃縮420 min濃縮后藥液出產(chǎn)品30 min(2)工藝參數(shù)濃縮后最終浸膏量為凈藥材的1.2倍損失量2%藥液量為6816.881kg2 .確定計算任務(wù)根據(jù)質(zhì)量定律：藥液量=蒸水量+浸膏量+損失量第14頁,共30頁3 .具體計算1最終浸膏量 =1.2倍的凈藥材 =1.25 333.334 = 416.668 kg2蒸水量 =藥液量浸膏量 一損失量 =6816.881-416.668-2%6816.881=6263.876kg4 .二次濃縮物料平衡表表

33、3-5二次濃縮工段物料平衡表進(jìn)料m / kg出料m / kg藥液量6816.881損失量136.338浸膏量416.668蒸發(fā)量6263.876合計6816.8816816.8815 .2設(shè)備工藝計算1 .提取罐：藥材的密度為p= 1 125 kg / m3;68%乙醇溶液的密度 化=890 kg / m3所以物料的體積V1 =理組+吧用1 = 6894 L 1125890選取裝料系數(shù)=0.7設(shè)計的體積為V2 = V1 = 6894 = 9849 L可以選用V = 10 000 L的提取罐型號：TQ- 10設(shè)備容積m3 : 10夾套直徑mm : 2 300排渣門直徑mm : 1 000設(shè)備重量

34、kg : 3 200外形尺寸mm : 2 200 3850筒體直徑mm : 2 200投料們直徑mm : 500提取罐高度mm : 3 850泡沫捕集器規(guī)格：DN 2002 .雙效濃縮器：為節(jié)約能源,由于濃縮時的藥液量大,因此以蒸發(fā)量為依據(jù)6263.8765 = 1252.775 kg/ h,由此可知選擇蒸發(fā)量為 1500kg/ h的設(shè)備.型號：ARS-1 000蒸發(fā)量kg/h : 1 500冷卻水壓力MPa : 0.250.3耗氣量kg/h 550600蒸汽壓力MPa : 0.050.2加熱面積m2 : 6.4重量kg ： 1 800第15頁,共30頁16 = 158.447 kg / h回

35、收酒精kg/h : 150蒸汽壓力MPa:小于0.1設(shè)備重量kg : 1 100填料形式：不銹鋼波紋填料所以物料的體積V1 =7000.014890=7310 L真空度MPa: 一效：-0.02-0.04;二效：-0.05-0.06外形尺寸mm : 6 800 X 600 3 5003.乙醇回收塔：每小時乙醇的蒸發(fā)量：2 535.146型號：JS-400蒸發(fā)量kg/h : 400回收濃度 : 9095蒸發(fā)溫度C ： 7090冷卻面積m2 : 3外形尺寸mm : 2 600 X 300 10 0004.乙醇配液罐：每批物料提取需乙醇溶液7000.014kg,密度為p= 1 000 kg / m3

36、選取裝料系數(shù)為=0.8設(shè)計的體積為V2 = V1 =工=9012.5 L 0.8分兩次注入提取罐,可選用4500 L的乙醇配液罐 類型為PTJ型,其技術(shù)參數(shù)為：電機功率kw : 3外形尺寸mm : 2 000 1 800 45 .泵：型號：BAW-3-246 .藥液貯罐：慮液的質(zhì)量 6816.881kg,密度為1 180 kg / m3 所以物料的體積 V1 = 6816.881 890= 4783 L選取裝料系數(shù)為=0.8設(shè)計的體積為V2 = VI = 4783 = 5 978 L0.8可選用6 000 L的藥液貯罐.型號：ZG-6 000容積L:6 000容器類型：常壓外型尺寸mm:1 8

37、00 3 0007 .乙醇貯罐：由于有相當(dāng)一局部的乙醇需從乙醇回收塔中經(jīng)精儲后注入到乙醇貯罐中第16頁,共30頁貯存,因此選用5 000L的貯罐.型號：ZG-5 000容積L : 5 000容器類型：常壓外型尺寸mm:2 000 2 500 48 .濃縮液貯罐：慮液的質(zhì)量為1 066.667 kg,密度為1 100 kg / m3所以物料的體積Vi = 1066.667 = 970 L1100選取裝料系數(shù)為 =0.75設(shè)計的體積為V2 = V1 =鄴=1 300 L0.75型號：ZG-2 000 L外型尺寸mm:1 500 2 000 49 .提取液貯罐：提取液的質(zhì)量 6816.881 kg,

38、密度為950kg / m3 所以物料的體積V1 = 6816.881 = 6217 L950選取裝料系數(shù)為=0.7設(shè)計的體積為V2 = V1 =也=8882 L 0.7可選用8 500 L的藥液貯罐.型號：ZG-8 000容器類型：常壓容積L : 8500外型尺寸mm:2 000 3 600 4表3-6設(shè)備一覽表序號設(shè)備位號設(shè)備名稱技術(shù)規(guī)格材料備注1101乙醇配液罐 1 800 X 2 000 X 41Cr18Ni9Ti1第17頁,共30頁2102多功能提取罐 2 200 X 3 850 X 41Cr18Ni9Ti13103板框過濾器1Cr18Ni9Ti24104泵 480 X 200 X 4

39、1Cr18Ni9Ti15105泡沫捕集器DN2001Cr18Ni9Ti16106冷凝器1Cr18Ni9Ti27107冷卻器1Cr18Ni9Ti28108藥液貯罐 2 000 X 3 600 X 41Cr18Ni9Ti19109泵 480 X 200 X 41Cr18Ni9Ti110110雙效濃縮器 6 800 X 16 00 X 3 5100r18Ni9Ti111111泵 480 X 200 X 41Cr18Ni9Ti112112濃縮液貯罐 1 500 X 2 000 X 41Cr18Ni9Ti113113泵480 >200 >41Cr18Ni9Ti114114水沉加熱罐 2 00

40、0 X 3 000 X 41Cr18Ni9Ti115115泵 480 X 200 X 41Cr18Ni9Ti116116水沉罐 2 000 X 3 000 X 41Cr18Ni9Ti117118泵 480 X 200 X 41Cr18Ni9Ti118119藥液貯罐 2 000 X 2 500 X 41Cr18Ni9Ti119120泵 480 X 200 X 41Cr18Ni9Ti120121乙醇回收塔 2 600 X 1 300 X 10 0100r18Ni9Ti121123乙醇貯罐 2 000 X 2 500 X 41Cr18Ni9Ti122125泵 480 X 200 X 41Cr18Ni

41、9Ti13.3熱量計算熱量衡算的主要依據(jù)是能量守恒定律,實際生產(chǎn)中傳熱設(shè)備的熱量衡算可由下式 表不：Qi Q2 Q3 Q4 Q5 Qe式中：Qi一物料帶入設(shè)備的熱量,kJ；Q2 一加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備或所處理物料的熱量,kJ；第18頁,共30頁Q3一過程熱效應(yīng),kJ；放熱為正,吸熱為負(fù)Q4 一物料離開設(shè)備所帶走的熱量,kJ；Q5 加熱或冷卻設(shè)備所消耗的熱量,kJ；Q6 一設(shè)備向環(huán)境散失的熱量,kJ；Q WCp t式中：W物料質(zhì)量,kg；Cp一定壓比熱容,kJ kg-1一1; t溫度變化量,C.3.3.1 多功能提取罐熱量計算1 .由于廠址選在我國東北,設(shè)車間最低溫度在 12 C2 .基準(zhǔn)溫度

42、為0 c3 .設(shè)備損失熱量為10%的通入蒸汽量即：Q6 = 10%Q24 .加熱溫度51 C5 .根底數(shù)據(jù)進(jìn)料量333.334kg藥液量 6816.881kg加醇量 7000.014kg加醇量383.334kg設(shè)備質(zhì)量3 200 kgC 藥材=1.5 kJ kg-1 C-1C 藥液=2.3kJ kg-1 G-1C 乙醇=2.4 kJ kg-1 C-1C 液渣=1.8 kJ kg-1 G-1C 設(shè)備=0.5 kJ kg-1C-16 .具體計算 由可求Q1 WCp t= 333.334 K5 *12- 0) +6816.881 K5 印2 - 0) = 128703.87 kJQ3=0Q4WCpt

43、7000.0142.3 2- 0) +383.3341.8 ><52- 0)=1427152.84kJQ5WCpt3200X0.52- 12) =116 800 kJQ6= 10%Q2由熱量衡算求出Q2 ,即QiQ2Q3Q4Q5Q6第19頁,共30頁Q2 = 1572498.86kJQ6 = 10%Q2=157249.886kJ熱量平衡表如卜表 3-7:表3-7多功能提取罐熱量平衡表kJkJ藥材128703.87乙醇溶液153 600.076通蒸汽1572498.86帶出設(shè)備熱1427152.84設(shè)備升溫?zé)?16 800熱損失157249.886總計1 358 567.4791 3

44、58 567.4793.3.2雙效濃縮器熱量計算1 .由于廠址選在我國東北,設(shè)車間最低溫度在 12 C2 .基準(zhǔn)溫度為0 c3 .設(shè)備損失熱量為10%的通入蒸汽量即：Q6 = 10%Q24 .力口熱溫度80 C5 .根底數(shù)據(jù)藥液量 6816.881kg 蒸發(fā)乙醇量2535.146kg設(shè)備質(zhì)量1 800 kg浸膏量533.334kgC 藥液=2.3kJ kg-1G-1C 乙醇=2.4 kJ kg-1 C-1C 設(shè)備=0.5 kJ kg-1 C-1C 浸膏=2.5 kJ kg-1 C-16 .具體計算 由可求Q1 WCp t = 6818.881 2.3 冬12- 0) = 188201.116

45、kJQ3=0Q4 WCp t 2535.146 >2.4 ><52- 0) +533.334 2.5 ><52 - 0) = 385719.641 kJQ5 WCp t 1 800 >0.5 冬52- 12) =61 200 kJQ6= 10%Q2由熱量衡算求出Q2 ,即Q1Q2Q3Q4Q5 Q6第20頁,共30頁Q2 = 288465.028kJQ6= 10%Q2=28846.502kJ熱量平衡表如下表3-8:表3-8雙效濃縮器熱量平衡表kJkJ藥液188201.116通蒸汽288465.028乙醇蒸發(fā)385719.641浸膏帶出213 333.4設(shè)備升溫

46、熱61 200熱損失28846.502總計486666.1444716666.1443.3.3乙醇回收塔熱量計算1 .由于廠址選在我國東北,設(shè)車間最低溫度在 12 C2 .基準(zhǔn)溫度為0 c3 .設(shè)備損失熱量為10%的通入蒸汽量即：Q6 = 10%Q24 .加熱溫度80 C5 .根底數(shù)據(jù)水的質(zhì)量4281.735kg68%乙醇量 7000.014kg設(shè)備質(zhì)量1 100 kg95% 乙醇量 2 535.146 kgC 水=4.2kJ kg-1 C-1C60%乙醇=2.4 kJ kg-1 G -1C 設(shè)備=0.5 kJ kg-1 C-1C95%乙醇=2.5 kJ kg-1 G -16 .具體計算由可求

47、Q1 WCp t= 7000.014 &4 X12- 0) = 202100.403 kJQ3=0Q4WCp t 2 535.146 25 ><52- 0) +4281.735 4.2 ><52 - 0) = 126499.9 kJQ5 WCp t 1 100 >0.5 ¥52- 12)=37 400 kJQ6 = 10%Q2由熱量衡算求出Q2 ,即Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6第21頁,共30頁Q2 = 1100499.5kJQ6 = 10%Q2=110049.95kJ熱量平衡表如卜表 3-9:表3-9乙醇回收塔熱量平衡表kJkJ65%20

48、2100.403通蒸汽1100499.595%乙醇126499.9水329568.98設(shè)備升溫?zé)?35052.3熱損失37400總計1302099.9031302099.903第22頁,共30頁第5章車間設(shè)備布置設(shè)計5.1 車間設(shè)備布置設(shè)計概述5.1.1 車間設(shè)備布置設(shè)計原那么車間布置設(shè)計既要考慮車間內(nèi)部的生產(chǎn)、輔助生產(chǎn)、治理和生活的協(xié)調(diào),又要考 慮車間與廠區(qū)供水、供電、供熱和治理局部的照應(yīng),使之成為一個有機整體.1 .滿足GMP的要求(1)設(shè)備的設(shè)計、選型、安裝應(yīng)符合生產(chǎn)要求,易于清洗、消毒或滅菌,便于生 產(chǎn)操作和維修、保養(yǎng),并能預(yù)防過失或減少污染.(2)與藥品直接接觸的設(shè)備外表應(yīng)光潔、平整

49、、易清洗或消毒,耐腐蝕,不予藥 品發(fā)生化學(xué)變化或吸附藥品,設(shè)備所用的潤滑劑、冷卻劑等不得對藥品或容器造成污 染.(3)用于生產(chǎn)和檢驗的儀器、儀表、量具、衡器等,具適用范圍ihe精密度應(yīng)符合生產(chǎn)和檢驗要求,有明顯的合格標(biāo)志,并定期校驗.(4)生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)有明顯的狀態(tài)標(biāo)志,并定期維修、保養(yǎng)和驗證.設(shè)備安裝、維修、 保養(yǎng)的操作不得影響產(chǎn)品的質(zhì)量.不合格的設(shè)備如有可能應(yīng)搬出生產(chǎn)區(qū),未搬出應(yīng)有 明顯標(biāo)志.(5)與設(shè)備連接的主要固定管道應(yīng)標(biāo)明管內(nèi)物料名稱、流向.(6)儲罐和輸送管道所用材料應(yīng)無毒、耐腐蝕.管道的設(shè)計和安裝應(yīng)預(yù)防死角、 盲管.儲罐和管道要規(guī)定清洗、滅菌周期.(7)生產(chǎn)、檢驗設(shè)備均應(yīng)有適用、維修

50、、保養(yǎng)記錄,并由專人治理.2 .滿足工藝要求(1)必須滿足生產(chǎn)工藝要求是設(shè)備布置的根本原那么,即車間內(nèi)部的設(shè)備布置盡量與工藝流程一致,并盡可能利用工藝過程使物料自動流送、預(yù)防中間體和產(chǎn)品有交叉 往返的現(xiàn)象.一般可將計量設(shè)備布置在最高層,主要設(shè)備布置在中層,儲槽及重型設(shè) 備布置在最低層.(2)在操作中相互你們的設(shè)備應(yīng)布置得彼此靠近,并保持必要的間距.(3)設(shè)備的布置應(yīng)可能對稱.對相同或相似設(shè)備應(yīng)集中布置,并考慮相互調(diào)換使 用的可能性和方便性,以充分發(fā)揮設(shè)備的潛力.(4)設(shè)備布置時必須保證治理方便和平安.關(guān)于設(shè)備與墻壁之間的距離,設(shè)備與第23頁,共30頁設(shè)備之間的距離以及運送設(shè)備的通道和人行道的標(biāo)

51、準(zhǔn)都有一定標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計時應(yīng)予遵守.3 .滿足建筑要求(1)在不影響工藝流程的原那么下,將較高的設(shè)備集中布置,可簡化廠房的立體布 置預(yù)防由于設(shè)備上下懸殊造成建筑體積的浪費.(2)十分笨重的設(shè)備或在生產(chǎn)中能產(chǎn)生很大震動的設(shè)備,盡可能布置在廠房的地面層,以減少廠房的荷載和震動.(3)設(shè)備穿孔必須避開主梁.(4)操作臺必須統(tǒng)一考慮,預(yù)防平臺支柱零亂重復(fù),以節(jié)約廠房類建筑物所占用 的面積.(5)廠房出入口,交通道路,樓梯位置都要精心安排,一般廠房大門寬度要比所 通過的設(shè)備寬度大0.2 m左右,要比滿載的運輸設(shè)備寬度大 0.61.0 m.4 .滿足安裝和檢修要求(1)由于制藥廠的物料腐蝕性大,因此需要經(jīng)常對

52、設(shè)備進(jìn)行維護(hù)、檢修和更換, 因此在設(shè)備不知是,必須考慮設(shè)備的安裝、檢修和拆卸的可能性及其方式方法.(2)必須考慮設(shè)備運入或搬出車間的方法及經(jīng)過的通道.一般廠房內(nèi)的大門寬度要比需要通過的設(shè)備寬0.2 m左右.(3)設(shè)備通過樓層或安裝在二層樓以上時,可在樓板上設(shè)置安裝孔.(4)廠房中要有一定的供設(shè)備檢修及拆卸用的面積和空間,設(shè)備的起吊運輸高度,應(yīng)大于在運輸線上的最高設(shè)備高度.(5)必須考慮設(shè)備的檢修、拆卸以及運送物料的起重運輸裝置, 假設(shè)無永久性起重 運輸裝置,也應(yīng)考慮安裝臨時起重運輸裝置的位置.5 .滿足平安和衛(wèi)生要求(1)要創(chuàng)造良好的采光條件,設(shè)備布置是盡可能做到工人背光操作, 高大設(shè)備避 免

53、靠窗設(shè)置,以免影響采光.(2)對于高溫及存在有毒氣體的廠房要適當(dāng)加高建筑物的層高,以利通風(fēng)散熱.(3)在廠房樓板上設(shè)置中央通風(fēng)孔,可增強自然對流通風(fēng)和解決廠房中央采光不 足的問題8.5.2 車間設(shè)備布置方案車間布置采用集中式布置方案,車間進(jìn)料門開在南墻偏右的位置上,車間出料產(chǎn) 品開在北門,預(yù)防交叉?zhèn)魅?工人進(jìn)出口有兩個,有進(jìn)門和出門兩個,預(yù)防交叉?zhèn)魅? 進(jìn)門右側(cè)為自動升降機,方便原料的輸入.從車間東南角沿北面墻至西南角,由 18 根柱子組成,樓梯為雙向樓梯.第24頁,共30頁生產(chǎn)車間采用單層敞開式設(shè)計,單層樓高 12 m,操作臺高6 m,總跨度為30 m, 寬12 m,柱距為6 m,柱網(wǎng)采用6 m X6 m,建筑面積360 m2.廠房頂部設(shè)有天窗,以 利于采光和自然通風(fēng).藥材通過升降機運到操作平臺上,藥渣用小車運到渣場,廢水 通過管路輸送到廢水處理廠.5.2.1 車間組成整個提取車間共有五個工段,分別是提取工段、濃縮工段、水沉工段、乙醇精儲 工段、二次濃縮工段.鋼板層有配液罐、提取罐、冷凝器、冷卻器,提取液貯罐、乙 醇回收罐、乙醇貯罐、乙醇配液罐和乙醇回收塔集中布置,可以安裝防爆系統(tǒng).提取 罐、貯罐、雙效濃縮器、水沉設(shè)置在同一平臺上,轉(zhuǎn)