年处理300吨抗感颗粒剂药材提取车间工艺设计.doc

四川理工学院（化学与制药工程学院）课 程 设 计 班 级 制药工程0903 姓 名 胡志合 学 号 09131040304 指导教师 江海霞 二一二年九月二十七日课程设计任务书设计题目年产300吨抗感颗粒提取车间工艺设计指导教师江海霞班 级制药工程0903学 生 胡志合设计的目的和要求1、 生产能力：年产300吨抗感颗粒。2、 生产天数：300天/年。设计的任务 1、工艺流程的设计和说明 2、绘出车间平面图设计工作计划与进度安排1、 星期一：收集查阅相关文献资料2、 星期二：初步确定工艺方案3、 星期三：物料衡算、主要设备选型4、 星期四：最终确定工艺方案5、 星期五：绘出车间平面图目录摘要1引言2第1章 抗感颗粒提取工艺31.1抗感颗粒简介31.1.1抗感颗粒化学成份31.1.2抗感颗粒的作用31.2抗感颗粒提取41.2.1抗感颗粒提取机理及方法41.2.2抗感颗粒提取工艺过程5第2章 物料衡算62.1抗感颗粒物料衡算71摘要近几十年来，中药的生产实现了一定程度的机械化和半机械化。传统中药往往被认为有效成分含量低、杂质多、质量不稳定，为解决这个问题，中药必须走提取和纯化的道路。而中药的提取是其中很重要的单元操作过程，是大多数中药生产的起点。中药提取工艺的好坏，直接关系到中药材的利用率和后续加工的难易。中药提取工艺可以视为中药生产现代化的重要环节，因此，研究并优化中药提取工艺十分必要。本文设计了抗感颗粒提取车间提取工段的工艺流程。通常采用的提取方法有水提醇沉法、碱提醇沉法、酶加热水浸提法、微波、超声波辅助提取法、发酵醇沉法、二氧化碳超临界萃取法等。而抗感颗粒提取车间提取工段工艺设计采用水提醇沉法进行设计。设计囊括了工艺过程的物料衡算、设备选型以及管道工艺计算，并且绘制出抗感颗粒提取车间提取工段的车间平面图。该设计目的是培养综合运用所学知识解决制药车间设计实际问题的能力，掌握中药制药工艺流程设计，工艺计算及选型，使设计更经济实用。关键词：抗感颗粒提取；工艺流程；工艺计算；设备选型引言抗感颗粒提取车间工艺设计的目的是培养学生运用所学知识解决制药车间设计实际问题的能力，掌握中药制药工艺流程设计，物料衡算，热量衡算和主要设备工艺计算及设备选型等的基本方法和步骤，从技术上的可行性与经济性上的合理性两方面树立正确的设计思想。然而抗感颗粒有效成分提取率不够高，因此，有必要进一步改进抗感颗粒的提取工艺，提高提取率，从而节约抗感颗粒资源，适应大规模工业化生产的要求。抗感颗粒中有效成分为我国传统中药，具有清热解毒的作用，可用于外感风热引起的感冒，症见发热、头痛、鼻塞、喷嚏、咽痛、全身乏力、酸痛。具有广阔的开发应用前景，因此选用合理的提取工艺是必要的。第1章 抗感颗粒提取工艺1.1抗感颗粒简介药物组成：金银花700g，赤芍700g，绵马贯众233g。性状：本品为棕黄色至黄棕色颗粒；味甜、微苦。1.1.1抗感颗粒化学成份（1）金银花：清热解毒，凉散风热。用于痈肿疔疮，喉痹，丹毒，热血毒痢，风热感冒，温病发热。金银花的药用功效一是抗菌及抗病毒。即对金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌、痢疾、伤寒、脑膜炎双球菌、肺炎双球菌、绿脓以及流感病毒等都有明显抑制作用。二是有增强免疫的功能。金银花能促进淋巴细胞转化，增强白细胞的吞噬功能。 三是抗炎、解热。金银花能促进肾上腺皮质激素的释放，对炎症有明显抑制作用。（2）赤芍：清热凉血，活血散瘀。 主要含芍药苷类和丹皮酚类成分。 芍药苷类：赤芍的成分与白芍大致相同。都主含芍药苷，但量上有差异。中国药典规定芍药苷含量不得少于2。赤芍还含苯甲酰芍药苷、芍药新苷、芍药内酯苷、氧化芍药苷、芍药花苷、芍药苷元、没食子酰芍药苷。 丹皮酚类：含牡丹酚、牡丹酚苷、牡丹酚原苷。其他：赤芍还含胡萝卜苷、苯甲酸、一谷甾醇、鞣质、挥发油等成分。主治温热病热入营血的发热、红斑、皮疹、舌质红绛，血热妄行的吐血、衄血，闭经，跌打损伤，疮疡肿毒等病症。（3）绵马贯众：清热解毒，驱虫，止血。用于虫积腹痛，疮疡崩漏（炒炭）。 本品呈倒圆锥形而稍弯曲，上端钝圆或截形，下端较尖，有的纵剖为两半，长 720cm，直径 48cm。表面黄棕色至黑褐色，密被排列整齐的叶柄残基及鳞片，并有弯曲的须根。叶柄残基呈扁圆形，长35cm，直径0.51.0cm；表面有纵棱线，质硬而脆，断面略平坦，棕色，有黄白色维管束513个，环列；每个叶柄残基的外侧常有了条须根，鳞片条状披针形，全缘，常脱落。质坚硬，断面略平坦，深绿色至棕色，有黄色维管束513个，环列，其外散有较多的叶迹维管束。气特异，味初淡而微涩，后渐苦、辛。主要化学成分：根茎含绵马酸类，包括绵马酸 BBB、绵马酸 PBB 、绵马酸 PBP等；黄绵马酸类,包括黄绵马酸 BB、黄绵马酸 PB、黄绵马酸 AB;及微量白绵马素、粗蕨素；羊齿三萜,绵马三萜，鞣质、挥发油、树脂等。 1.1.2抗感颗粒的作用功效作用：清热解毒。用于外感风热引起的发热，头痛，鼻塞，喷嚏，咽痛，全身乏力、酸痛等症。1.2抗感颗粒提取1.2.1抗感颗粒提取机理及方法中药提取原理是将中药材中（细胞）的有效成分（绝大部分为植物细胞的次生代谢产物），通过浸润、溶解、扩散的过程，将其从细胞壁一侧的原生质中转至细胞另一侧提取溶剂中。细胞是构成中药材的基本单元，为了使固体原药材中的有效成分被快速充分地从细胞中提取出来，中药材需经过预处理加工成中药饮片：如切片、粉碎、研磨或加工成型。通常采用的提取方法有水提醇沉法、碱提醇沉法、酶+热水浸提法、微波、超声波辅助提取法、发酵醇沉法、二氧化碳超临界萃取法等。水提醇沉法（水醇法）系指在中药水提浓缩液中，加入乙醇使达不同含醇量，某些药物成分在醇溶液中溶解度降低析出沉淀，固液分离后使水提液得以精制的方法。一般操作过程是：将中药水提液浓缩至1112（mlg），药液放冷后，边搅拌边缓慢加入乙醇使达规定含醇量，密闭冷藏2448h，滤过，滤液回收乙醇，得到精制液。 该法采用水作为溶剂，具有价廉、无毒、操作安全等优点，其缺点是浸提时间长且提取率较低。.酸碱提法有些多糖适合用稀酸提取，并且能得到更高的提取率。但酸提法只在一些特定的植物多糖提取中占有优势，目前报道的并不多。而且即使有优势，在操作上还应严格控制酸度，因为酸性条件下可能引起多糖中糖苷键的断裂。有些多糖在碱液中有更高的提取率，尤其是提取含有糖醛酸的多糖及酸性多糖。采用的稀碱多位为01molL氢氧化钠、氢氧化钾，为防止多糖降解，常通以氮气或加入硼氢化钠或硼氢化钾。同样，碱提优势也是因多糖类的不同而异。与酸提类似，碱提中碱的浓度也应得到有效控制，因为有些多糖在碱性较强时会水解。另外，稀酸、稀碱提取液应迅速中和或迅速透析，浓缩与醇析而获得多糖沉淀。生物酶提取法 酶技术是近年来广泛应用到有效成份提取中的一项生物技术，在多糖的提取过程中，使用酶可降低提取条件，在比较温和的条件中分解植物组织，加速多糖的释放或提取。此外，使用酶还可分解提取液中淀粉、果胶、蛋白质等的产物，常用的酶有蛋白酶，纤维素酶，果胶酶等。超声提取法 超声波是一种高频率的机械波，其主要原理是利用超声波产生的“空化作用”对细胞膜的破坏，有利用植物有效成分的释放，而且超声波能形成强大的冲击波或高速射流，有效地减小、消除与水相之间的阻滞层，加大了传质效率，有助于溶质的扩散。另外，超声波的热效应使水温基本在57，对原料有水浴作用。超声波提取与传统的提取方法相比，有提取效率高、时间短、耗能低等优点。超声提取的影响因素有：超声时间、超声频率（一般低频中提取效率高，但也有例外）、料液比和温度等。微波提取微波是频率介于300MHz和300GHz之间的非电离电磁波，微波提取的原理是微射线辐射于溶剂并透过细胞壁到达细胞内部，由于溶剂及细胞液吸收微波能 细胞内部温度升高，压力增大，当压力超过细胞壁的承受能力时，细胞壁破裂，位于细胞内部的有效成份从细胞中释放出来，传递转移到溶剂周围被溶剂溶解。微波技术应用于植物细胞破壁，有效地提高了收率。具有穿透力强、选择性高、加热效率高等特点。影响微波浸提的主要因素为浸提时间、样品和提取溶剂的含水量，溶剂的介电常数和电导率（介电常数和电导率的溶剂对微波的吸收较好）、微波功率等。但是由于微波泄漏对操作者影响很大，因而对设备的要求较高，这对微波的研究及应用带来了一定的困难。 二氧化碳超临界萃取法 超临界流体（supercritical fluid, SF）是指某种气体（液体）或气体（液体）混合物在操作压力和温度均高于临界点时，使其密度接近液体，而其扩散系数和黏度均接近气体，其性质介于气体和液体之间的流体。超临界流体萃取法（supercritical fluid extraction, SFE）技术就是利用超临界流体为溶剂，从固体或液体中萃取出某些有效组分，并进行分离的一种技术。 超临界流体萃取法的特点在于充分利用超临界流体兼有气、液两重性的特点，在临界点附近，超临界流体对组分的溶解能力随体系的压力和温度发生连续变化，从而可方便的调节组分的溶解度和溶剂的选择性。超临界流体萃取法具有萃取和分离的双重作用，物料无相变过程因而节能明显，工艺流程简单，萃取效率高，无有机溶剂残留，产品质量好，无环境污染。通常使用二氧化碳作为超临界萃取剂。应用二氧化-碳超临界流体作溶剂，具有临界温度与临界压力低、化学惰性等特点，适合于提取分离挥发性物质及含热敏性组分的物质。但是，超临界流体萃取法也有其局限性，二氧化碳-超临界流体萃取法较适合于亲脂性、相对分子量较小的物质萃取，超临界流体萃取法设备属高压设备，投资较大。因此抗感颗粒提取工艺采用水提醇沉法进行设计。1.2.2抗感颗粒提取工艺过程中药提取过程是利用溶剂、仪器及设备的手段将天然物质中所含有的生理活性物质、有效成分及有效部位群提取出来的工艺过程。植物性药材的提取过程： 湿润渗透阶段， 解吸溶解阶段， 扩散置换阶段，提取速率。（1） 抗感颗粒提取工艺流程 提取：加水量为14倍，每次提取时间为1 h，提取次数为3次。 浓缩：将提取液加入到三效浓缩器中，浓缩。 醇沉：将浓缩液转入醇沉罐中，加乙醇使醇含量达50%。将醇沉后的上清液转入单效浓缩罐中，回收乙醇至提取液相对密度达到1.08g/ml。药材水提水提取液三效浓缩醇沉醇沉上清液单效浓缩回收乙醇产品图1-1 抗感颗粒提取工艺流程（2） 抗感颗粒提取工艺设计条件 抗感颗粒年处理量300吨，年工作日300天。第2章 物料衡算物料衡算是指“在一个特定物系中，进入物系的全部物料质量加上所有生成量之和必定等于离开该系统的全部产物质量加上消耗掉的和累积起来的物料质量之和”。用式（2-1）表示为： （2-1）式中 -所有进入物系质量之和；-物系中所有生成质量之和；-所有离开物系质量之和；-物系中所有消耗质量之和（包括损失）；-物系中所有累积质量之和；2.1抗感颗粒物料衡算采用水提醇沉法进行工艺设计，抗感颗粒年处理量300吨，年工作日为300天。每两天一批。每批处理量 W1 = 30010002/300 = 2000 Kg / 批药物组成：金银花700g，赤芍700g，绵马贯众233g金银花每批处理量 W金银花 = 2000700/（700700233）= 857.3 Kg / 批赤芍每批处理量 W赤芍 = 2000700/（700+700+233）= 857.3 Kg / 批绵马贯众批处理量 W绵马贯众 = 2000857.32 = 285.4 Kg / 批加水量 W2 = 2000143 = 84000 Kg / 批假设干浸膏为药材的量15 W3 = 200015 = 300 Kg / 批假设浸膏相对密度为10 即则浸膏 W4= 330 Kg / 批药渣中固溶物含量 W5 = W1 W3 = 2000300 = 1700 Kg / 批假设药渣含水量20则药渣的量 W6 = W5 / (1-0.2) = 2125 Kg / 批药渣含水量 W7 = 212