1、板藍根顆粒劑提取車間設計說明書專業制藥工程班級制藥101姓名梁楠學號3100822039指導教師劉廣鈞二零一三年七月第一部分設計任務某藥廠擬建年產2.5億袋（10g/袋，合2500噸/年）板藍根顆粒劑的提取車間，年工作日300天，三班生產，日有效工作時間 20小時。第二部分生產工藝選擇及流程設計一、板藍根的前處理將板藍根凈選除雜、清洗、潤藥。處理過的板藍根切厚片后干燥，再經 紫外消毒后去提取區域提取。二、板藍根的水提和濃縮取前處理合格的板藍根，至多能在提取罐中加飲用水煎煮二次， 第一次 加藥材6倍量飲用水煎煮2小時，第二次加藥材4倍量飲用水煎煮1小時，合并煎液， 過120目篩。將濾液用外循環濃

2、縮器（真空度 0.06 0.07Mpa,溫度70C -80C ）濃 縮至藥液相對密度為1.20（50C）備用。三、板藍根的醇沉和粗品浸膏的收集將濃縮液加工業乙醇使醇含量達 60%，離心，除去蛋白質，回收乙醇， 并濃縮藥液至適量。取上清液經減壓濃縮罐（真空度0.06Mpa左右，溫度80E以下）回收乙醇直至藥液相對密度為 1.26-1.28 （70T-80C）。浸膏在浸膏收集車（凈化級別為三十萬級）中裝入密封的容積內。若24小時不能轉入下道工序則需要入庫貯存，冷庫貯存時間不得超過5天。四、工藝方框流程圖圖1:板藍根前處理方框工藝流程圖圖2:板藍根水提方框工藝流程圖圖3:板藍根醇沉方框工藝流程圖五、

3、工藝流程圖見附圖（1）第三部分物料衡算和能量衡算一、物料衡算由于板藍根產地不同，提取工藝不同，最后板藍根多糖的得率也不同。 經查閱文獻，板藍根的得率在 20%30%之間。為了方便計算，假設該工藝條件下， 板藍根多糖的得率為25%。采用水提醇沉法進行工藝設計，板藍根年生產量 2500噸，則年投入藥材量（忽 略前處理過程藥材損失）為10000噸。年工作日為300天，每天三班倒（3批/天）， 有效工作時間為20小時，則可得出如下數據：每天投入藥材量： W =10000/ 300二33.3333噸；每批投入藥材量： W'二W /3 =11.1111噸；每批有效工作時間：h = 6.6667小時

4、。（一）水提工段由于板藍根至多能在提取罐中加飲用水煎煮二次，因此此工藝采取煎煮 兩次的方法，第一次加藥材6倍量飲用水煎煮2小時，第二次加藥材4倍量飲用水煎 煮1小時。假設每批有效工作時間內第一次煎煮可操作三次， 第二次煎煮可操作六次， 則有：第一次煎煮每次操作投藥量： W1二w'/3 = 3.7037噸；第一次煎煮每次操作加水量：3 =6W, =22.2222噸。假設第一次煎煮的提取率為25%,且忽略藥渣帶走的水分，則第一次煎煮完成后，每批藥材可得藥液量：L1 =W' 25% *33 =69.4444噸；每批藥材可得藥渣量： 乙二W' 75% =14.8148噸。由以上

5、數據可知，第二次煎煮的投料和出料數據如下：第二次煎煮每次操作投藥量： W2 = ZJ 6 =2.4691噸；第二次煎煮每次操作加水量：S2 =4W2 =9.8765噸。假設第二次煎煮的提取率為5%,且忽略藥渣帶走的水分，則第二次煎煮完成后，每批藥材可得藥液量： L2二乙 5% 6S2 =59.9997噸；每批藥材可得藥渣量： Z2工Z1 95% =14.0741噸。（廢渣）則經過水提工段后，每批藥材產生的總的藥液量為： L =L1 L2 =129.4441噸，假設 所提成分在藥液中的體積可忽略不計，則總的藥液體積為：V =（3S+6）/ 水 =125.9256m?；此時藥液密度為：'藥

6、= L/V =1.0279：7水。 藥液過120目篩后可至濃縮工段濃縮。（二）濃縮工段（外循環濃縮器濃縮）每批處理藥液量125.9256m3，則要求濃縮設備的總生產能力為18.8889m3/h。由于 要求濃縮后藥液相對密度為 1.25，貝U需蒸去111.8496m3,濃縮液的體積為14.076m3， 質量為17.595噸。（三）醇沉工段每批處理藥液量為14.076m3，則需加工業乙醇21.114m3使乙醇含量為60%，且醇沉 設備的總生產能力不得小于5.28m3/h。離心，除去蛋白質，蒸發回收乙醇至藥液體 積一半，此時藥液相對密度大約為1.2。(四) 收膏工段取醇沉工段濃縮液的上清液經減壓濃縮

7、罐蒸發回收乙醇。每批處理量約為17.59m3， 減壓濃縮罐的總生產能力不得小于 2.64m3 / h。要求經此工段后濃縮液相對密度 1.26 1.28，則需蒸去約4.6m3的溶劑。每批可得粗品浸膏約16.5噸。二、熱量衡算能量衡算是以車間物料衡算的結果為基礎進行的，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是能量守恒定律， 其數學表達形 式為能量守恒基本方程：環境輸入到系統的能量=系統輸出到環境的能量+系統內積累的能量 對于制藥車間工藝設計中的能量衡算，許多項目可以忽略，車間能量衡算的目的是要確定設備的熱負荷，而且在藥品生產過程中熱能是最常用的能量表現形 式，所以能量衡

8、算可簡化為熱量衡算。當內能、動能、勢能的變化量可以忽略且無軸功時，根據能量守恒方程式可以得出以下熱量平衡方程式：Q1 Q2 Q3 二 Q4 Q5 Q6式中Q1-物料帶入設備的熱量.KJQ2加熱劑或冷卻劑傳給設備所處理物料的熱量.KJQ3 -過程熱效應.KJQ4物料離開設備所帶走的熱量.KJQ5-加熱或冷卻設備所消耗的熱量.KJ Q6-設備內環境散失的熱量.KJ 在熱量衡算過程中的Q2，即設備熱負荷，是衡算的主要目的。(一)板藍根提取工段熱量衡算板藍根的提取工段工藝流程中，需要計算出加熱水蒸氣的用量W蒸，以及藥液沸騰蒸發回流所需冷凝水的量Wc。因為板藍根提取過程中無化學反應，僅發生物理變化，故Q

9、3=0。1、Q2的計算 設基準溫度t° =0，物料進料溫度為1 =25 C，出料溫度為t2 =95 C 查資料得t。7之間的平均溫度下的定壓比熱容：板藍根的比熱容 Cm =1.5KJ / (kg C)，水的比熱容Cp2 =4.195KJ/(kg C)。按公式計算Q1 :Q1 二WCP1(t1-t0)S|CP2(t 1 -t0)=3.707 >1000X1.5 送5+22.2222 1<000 >4.195 送5=2469565.725K J批查資料得t。-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，則比熱容近似為水的比熱容為 Cp3 =4.174K

10、J/(kg C) , Cp3 =4.174KJ /(kg C)。95 C下 水蒸汽的汽化潛熱r= 2270.9KJ / kg則按公式計算Q4 :Q4 =W1Cp1(t2 -t0) LCp3(t2 t。)W6=3.707 X000X.5 冷5+43.15 1000X174 95+937.5 2270.9=17641725.4 KJ批根據經驗，板藍根提取工藝計算(Q5 q6)般為(Q4 Q5 Q6 )的10%, 即Q5 Q6 =( Q4 Q5 (?6 1 0 %Q5+Q6=0.1/0.9 4=408370.276 KJ批由公式 Q Q2 Q3 = Q Q5 Q6 得：Q2 = Q4 Q5 Q6 -

11、 Qt=3675332.487+408370.276-408906.58=3674796.183 KJ批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r -2119.3KJ / kg按公式計算加熱蒸汽用量W蒸:Q2 =W|g rW蒸=3674796.183/2119.3=1733.97kg 批3、提取冷凝水用量Wc的計算平均溫度下t =45 25/2 =35 C的定壓比熱容為4.174KJ / (kg C)則提取罐中藥液沸騰蒸發回流所產生的熱量等于冷凝水吸收的熱量：W6=WcCp(t2 _ t2 )由式子得冷凝水消耗量：Wc=937.50 22270.9/4.1

12、74/(45-25)=25502.74 kg批 (二)板藍根濃縮工段熱量衡算蒸發濃縮的依據是利用溶劑具有揮發性而溶質不揮發的特性使兩者實現分離。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。設進料比為x，設第一效蒸發量為M1，第二效蒸發量為M2，則M !M 2 = X， MM 2 二 M推出：xMMM !， M 21 +x1+x同理可推出第一效進料量R 匯，濃縮液出量1 +xxL第二效進料量F2，濃縮液出量L2,1+x1+x對第二效進行熱量衡算(第二效加熱蒸汽為第一效產生的量，過程中無熱量補給)Q! Q2 QQ4 Q5 Q6由于本操作屬于純物理操作故Q0，設基準溫度t

13、。=0，物料進料溫度I =25 °C由于濃縮真空度為 0.030.05Mpa,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，025C物料平均溫度下的比熱容近似于水的比熱容 G =4.195KJ / (kg C)。其中Q F C (t Tt ) o由于濃縮液濃度很稀接近于水，075C物料平均溫度下的定壓比熱容近似于水的比熱容 C2 =4.174KJ / (kg :C)，75°C 時蒸汽的汽化熱 r2 =2312.2 KJ / kgQ2 二 M 12Q4 二 L C (t 文 t ) 0 M r 2根據經驗Q5 Q6 =( Q4 Q(6 1

14、0 %貝 U F2G(t1-t°) MH - LCzt-to) M2D (1 0.1 0.9)將數據代入式子：3416.670/(1+x) 4.X95 送5+1709.018x心+x) 2312.2=1707.652/(1+x) 4.174 初+1709.018心+x) 2312.2 (1/0.9)得： x=1.171由此可得：第一效加料量 F1=xF/ (1+x) =1.171 3416.670/ (1+1.171) =1842.893 kg/批匕第二效加料量 F2= F- F1=3416.670-1842.893=1573.777 kg批第一效蒸發量 M1= x M/ (1+x)

15、 =1709.018 1.171/ (1+1.171) =921.815 kg/批匕第二效蒸發量 M2= M- M仁 1709.018-921.815=787.203 kg/批第一效濃縮量 L1= x L/ (1+x) =1707.652 1.171/ (1+1.171) =921.078 kg/批第二效濃縮量 L2= L- L1=1707.652-921.078=786.574 kg/批2、濃縮加熱蒸汽用量D蒸的計算提取加熱用蒸汽在 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：q,q2q3二qq5q6(q3=0)Q1 = F C (

16、t -t ) 0Q4 = L,C2(t2 -1°) +M ,2根據經驗Q5Q6 =( Q Q5()6 1 0 %帶入數據計算出 Q2=(921.078 >4.174 >75+921.815 >2312.2)/0.9-1842.893 4.195 )25=2495353.380K J批Q2= D 蒸 r1蒸汽用量D 蒸=2495353.380/2119.3=1177.442 KJ批3、濃縮冷凝水用量的計算平均溫度下t =45 25/2 =35 C的定壓比熱容為4.174KJ / (kg - C),則雙效外循環蒸發器中蒸出的水所產生的熱量等于冷凝水吸收的熱量：M 2r2

17、 M cCP (t2 由式子可得冷凝水消耗量：Mc=787.203 >2312.2/4.174/(45-25)=21803.675 kg批第四部分設備選擇按照抗病毒顆粒劑藥材的提取要求，處理板藍根所需的設備：洗藥設備、 潤藥設備、切藥設備、干燥設備、提取設備、濃縮設備、醇沉設備；設備的選擇將依 據物料衡算的結果進行，并選擇與提取任務匹配的相關設備。一、洗藥設備綜合考慮本設計中物料特點，設備的生產能力，功率消耗，參考設備價格及主要材質， 洗藥設備采用湖南長沙宏衛制藥機械廠的 XY系列洗藥機。本產品對中草藥、蔬菜、 水果的表面泥沙、雜技、細菌，具有良好的洗凈作用，適用于直徑 3毫米以上的根莖

18、 類、皮類、種子、果實類、藤木類、貝殼類、礦物類，大部份菌藻類的清洗，是大小 飲片廠、中藥廠、理想的洗凈設備。該機采用整體旋轉式，進料口、出料口、筒體全部采用不銹鋼板制成，配有高壓 水泵噴淋，水源可選用自來水源、直接水源二用，一次沖洗，采用內螺導板推進物料， 能連續生產，自動出料，對特殊品種，可反復倒順洗凈。主要技術參數：型號XG500XG720XG900外形尺寸（mm2700 X2800 X3150 X700 X150850 X3001200 X850洗滌量（kg/h）100-300300-500800-1000通體轉速（轉/分鐘）81013電機功率（kw）2.63.74.2電壓（V）380

19、380380凈度級3-43-43-4耗水（噸/小時）0.5-50.5-50.5-5沖洗時間（秒）60-10060-10060-100機重 （kg）600700900據物料衡算日處理量為33.3333噸g/天，每班次處理量為11.1111噸/班，每小時處理量為1.6667噸/時，根據所選洗藥設備的生產能力和本設計的生產要 求，需選用兩臺XG900型洗藥機設備。二、潤藥設備七分潤功，三分切功”，說明了飲片加工中藥材軟化與切制之間的關系。目前 飲片加工中采用的泡潤、堆潤等方法，存在著有效成份大量流失，工作效率低下，外 觀質量不穩定，常有霉變現象，切制損耗大，后續干燥能耗高等問題。QRY系列（真 空）

20、汽相置換式潤藥機，采用新型密封結構和快開門結構，方形容器的有效容積率達 100%，智能化過程控制，開機（閥門的開閉）、容器的密封、抽真空、真空度控制、 充蒸汽、關機等過程自動完成。將藥材置于高度密封的高真空箱體內，使藥材內部的 微孔產生真空狀，通入低壓水蒸汽，利用負壓和氣體具有極強的穿透力的特點， 使水 蒸汽充滿藥材內部的微孔，完成 汽一一氣”置換的過程。其優越性在于：具有快速 性，一般藥材的軟化時間為30分鐘，最長不超過90分鐘。具有均勻性和良好的軟 化效果，真真做到藥透水盡”藥材的含水率在20%左右，水分含量可控。完全 避免了藥材有效成分的流失，最大限度地減少了藥材有效成份的轉化。 操作過

21、程自 動化，技術達到國內領先水平。主要技術參數QRY系列（真空）汽相置換式潤藥機材質不銹鋼型號QRY1000產地臺州春江制藥機械有限公司生產能力（kg/h）600-2000據物料衡算，日處理量為 33.3333噸/天，每班次處理量為11.1111噸/班，每小時處理量為1.6667噸/時，根據所選潤藥設備的生產能力和本設計的生產要 求，需選用一臺QRY1000型（真空）汽相置換式潤藥機設備。三、切藥設備綜合考慮本設計中物料特點，設備的生產能力，功率消耗，參考設備價 格及主要材質，切藥設備選用往復式切藥機，它具有體積小、效率高、操作簡便、精 巧美觀，即省電又安全等特點。本機型可以選用單相電機配套，

22、采用高檔軸承，并安裝四 把刀片在刀盤上，速比慢而切片功效高，切片厚薄可以調節，廣泛適用于中藥房、藥店、 中藥加工場等。主要技術參數QYJ-500B/C直線往復式切藥機材質碳鋼產地湖南長沙宏衛制藥機械廠功率（kw）2.22切片次數（片/ min）560電機轉數（r/min）1400切片厚度（mm）0.7-60電壓（V）220外形尺寸（mm）1600X1200X1300生產能力（kg/h）30-1200重量（kg）700據物料衡算，日處理量為 33.3333噸/天，每班次處理量為11.1111噸/班，每小時處理量為1.6667噸/時，根據所選切藥設備的生產能力和本設計的生產要 求，需選用兩臺QYJ

23、-500B/C1直線往復式切藥機設備。四、干燥設備綜合考慮本設計中物料特點，設備的生產能力，功率消耗，參考設備價格及主要 材質，干燥設備選用熱風循環蒸汽烘箱。 熱風循環蒸汽烘箱由角鋼、不銹鋼板以及冷 鋼板構成；保溫層則由高密度硅酸鋁棉填充，高密度硅酸鋁棉保證了烘箱的保溫性， 也確保了使用者的安全性；加熱器安裝位置可以是底部、頂部或兩側；用數顯智能儀 表來控制溫度。熱風循環蒸汽烘箱空氣循環系統采用風機循環送風方式，風循環均勻高效。風源由循環送風電機（采用無觸點開關）帶動風輪經由加熱器，而將熱風送出， 再經由風道至烘箱內室，再將使用后的空氣吸入風道成為風源再度循環，加熱使用， 確保室內溫度均勻性。

24、當因開關門動作引起溫度值發生擺動時，送風循環系統迅速恢 復操作狀態，直至達到設定溫度值。主要技術參數CF-GIV型熱風循環蒸汽烘箱材質不銹鋼產地南京使用溫度蒸汽加熱：50-140 C，最高150 C。電、遠紅外加熱溫度：50-350 C常用蒸汽壓力（Mpa）0.02-0.8電壓（v）380功率（KW）15風機功率（W）370生產能力（kg/h）1700據物料衡算，日處理量為 33.3333噸/天，每班次處理量為11.1111噸/ 班，每小時處理量為1.6667噸/時，根據所選干燥設備的生產能力和本設計的生產要 求，需選用一臺CF-GIV型熱風循環蒸汽烘箱干燥設備。五、提取設備（一）提取罐 第一

25、次煎煮：以每次操作為基準，提取罐是用來進行水提取的工藝設備，則其最大盛液量即為最大加水量為：3 = 6W, = 22.2222噸；25 C下的水的密度，水=996.95kg/m3則 V水 =S / 比拓 2 2. 3 m設藥材體積約為O.7mv總=2 2.3 +0F 73（設0提取罐的裝填系數為0.7，則V.= 3 0 / 074 23 8 6故需要11臺4m3提取罐。第二次煎煮：以每次操作為基準，提取罐是用來進行水提取的工藝設備，則其最大盛液量即為最 大加水量為：S2二4W2二9.8765噸；貝U V水 =S ! 水- 9. 9m設藥渣體積約為0.1m3 V總=9.9+0.1 =10m3。設提取罐的裝填系數為0.7,則V/ 1 0 / 07 1 43 2故需要3臺5m3提取罐。六、濃縮設備綜合考慮本設計中物料特點，設備的生產能力，功率消耗，參考設備價 格及主要材質，水提液濃縮設備選用DWZF-雙效外循環蒸發器，醇提液濃縮設備選用減壓濃縮罐。該設備由加熱器、蒸發器、分離器等組成，凡與物料接觸部件均采用 不銹鋼制作，其特點是濃縮時間短，蒸發速度快，能較