2019年整理年处理500吨槐花米的中药提取车间工艺设计

1、制药工程课程设计设计题目：年处理 500 吨槐花米的中药提取车间工艺设计专业班级：制药工程 10-2 班指导教师：姚日升 王淮 邓胜松*#名：姓设计组员：吕功勋彭峰蒋为张盟设计时间：2012.06.25-2012.07.13目录 制药工程专业课程设计任务书（第七组）4设计题目一：年处理 500 吨槐花米的中药提取车间工艺设计4设计内容和要求：4设计成果：4 工艺概述51.1 前言51.2 工艺简述61.2.1 槐花米的前处理工艺61.2.2 槐花米的提取工艺的选择61.3 工艺流程81.3.1 槐花米的提取的流程框图：81.3.2 工艺流程说明91.4 设计思想：92 操作时间和批次的确定生产

2、制度11生产制度113 物料衡算123.1 前处理车间物料衡算123.2 提取车间物料衡算123.2.1 芦丁粗提取的物料衡算123.2.2 芦丁精制的物料衡算144 能量衡算164.1 碱溶罐能量衡算164.2 酸沉罐能量衡算185 主要设备选型及说明195.1 前处理车间设备选型195.1.1 挑选设备195.1.2 清洗设备195.1.3 干燥设备205.1.4 粉碎筛分设备215.2 中药提取车间设备选型235.2.1 碱溶罐235.2.2 过滤设备245.2.2.1 碱溶后过滤设备245.2.2.2 酸沉后过滤设备265.2.3 酸沉罐275.2.4 聚酰胺树脂285.2.4.1 聚

3、酰胺树脂简介285.2.4.2 层析机理285.2.4.3 洗脱机理2929. 聚酰胺树脂参数 5.2.4.45.2.4.5 树脂使用方法305.2.5 球形浓缩罐315.2.5JH 系列酒精回收塔325.3 泵335.3.1 碱溶泵（CPN 型无堵塞碱泵）335.3.2 酸沉泵（FB 型耐腐蚀泵）345.3.3CD-300 高品质真空泵355.4 储罐355.5 工艺主要设备一览表366 主要管材及管径的选择386.1 管材的选择386.2 主要管径的计算386.2.1 蒸汽出口管径的计算386.2.2 提取罐夹套进蒸汽管径的计算386.2.3 提取罐夹套出蒸汽管径的计算396.2.4 饱和

4、石灰水进料总管396.2.5 水输入总管396.2.6 碱溶罐进出料口管径396.2.7 盐酸进料口管径396.2.8 酸沉罐进料口管径407 芦丁纯度检验417.1 方法417.2 仪器与试剂：417.3 操作步骤：418 三废处理438.1 废水的处理438.1.1 基本流程简介438.1.2 具体流程448.2 废渣的处理458.2.1 药渣的处理458.2.2 药渣生物发酵工艺468.2.3 焚烧468.3 废气的处理469 投资估算与经济效益分析479.1 投资估算479.1.1 工程费用479.1.2 专项费用479.1.3 预备费用489.1.4 其他费用489.2 经济效益分析

5、489.2.1 总成本和其他各项成本的计算489.2.2 利润489.3 年处理 500 吨槐花米的中药提取车间工艺经济分析4949. 基础数据 9.3.19.3.1.1 实施进度509.3.1.2 总投资估算及资金来源509.3.1.3.工资及福利费估算519.3.2 产品成本估算519.3.2.1 成本估算519.3.2.2 利润总额及分配519.3.2.3 财务盈利能力分析529.3.2.4 不确定性分析539.3.3 综合效益分析539.3.3.1 间接经济效益539.3.3.2 社会效益及环境效益539.3.4 评价结论5310 车间工艺平面布置说明5511 车间技术要求5711.1

6、 前处理车间技术要求5711.2 提取车间技术要求5712 附图5812.1 工艺平面布置图（1:100）5812.2 提取罐安装图（1:50）5812.3 工艺管道仪表流程图5813 设计感想5914 万能粉碎机综述6014.1 工作原理6014.2 结构6014.3 国内外发展现状6114.4 展望61参考文献63制药工程专业课程设计任务书（第七组）成员：专业：制药工程班级：10-2 班姓名：设计题目一：年处理 500 吨槐花米的中药提取车间工艺设计设计内容和要求： 1按制药工程专业实验所得工艺进行设计，考虑提取的前处理；2确定并绘制中药提取工艺管道流程及环境区域划分；3物料衡算、能量衡算

7、和设备选型；结合工艺对选用的设备，如中药材粉碎设备、提取罐、冷却结晶釜、离心机或板框压滤机、真空（或冷却）干燥设备等进行工程分析，另外，每人详细阐述其中一类或一台设备的工作原理、结构组成及关于此设备国内外的现状、研究前沿。4年处理 500 吨槐花米的车间工艺平面布置（包括精烘包区域）和侧立面布置（给出标高）；5紧扣 GMP 规范要求；6编写设计说明书。设计成果：1设计说明书一份，包括工艺概述、物料衡算、能量衡算、工艺设备选型说明、工艺主要设备一览表、车间工艺平面布置说明、车间技术要求，以及安全、环保、技术经济分析；每位同学的设备详细综述。2工艺平面布置图一套（1:100）；3水提罐的安装图（向

8、视图 1:50）；4带控制点工艺管道流程图。工艺概述 1.1 前言以黄土高原和华北平原为多。槐花米广义是为豆科植物槐的干燥花蕾及花。中国各地区产，。2mm6mm，直径约“槐花米”；花蕾卵形或椭圆形，长 2夏季花未开放时采收其花蕾，称为花萼黄绿色，下部有数条纵纹。萼的上方为黄白色未开放的花瓣。花梗细小。体轻，手捻即碎。无臭，味微苦涩。采收后除去花序的枝、梗及杂质， 及时干燥，生用、炒用或炒炭用。具有凉血止血，清肝泻火的功效。用于治疗便血、痔血、血 痢、崩漏、吐血、衄血、肝热目 赤、头痛眩晕。，3 芸香糖苷，槲皮素为 5，7 槐花米所含主要成分为芦丁，又称为芸香苷，即槲皮素 3-O- -4四羟基黄

9、酮。其结构式如下： OHHOOOHOROOH R=Glc-(6-1)-Glc：芦丁芦丁为浅黄色粉末或极细的针状结晶，含有 3 分子的结晶水，熔点为 174178，无水物 188190。芦丁溶解度在冷水中 1:10000，沸水中 1:200，沸乙醇中1:60，沸甲醇中 1:7，可溶于乙醇、吡啶、甲酰胺、甘油、丙酮、冰乙酸、乙酸乙酯中，不溶于苯、乙醚、氯仿、石油醚。芦丁分子中具有较多酚羟基，显弱酸性，易溶于碱液中，酸化后又 析出，因此可以用碱溶酸沉的方法提取芦丁。芦丁分子中因含有邻二酚羟基，性质不太稳定；暴露在空气中能缓缓氧化变为暗褐色，在碱性条件下更容易被氧化分解。硼酸盐能与邻二酚羟基结合，达到

10、保护的目的，故在碱性溶液中加热提取芦丁时，往往加入少量硼砂。有 7-OH、4-OH，酸性强，可用于提取。芦丁可溶于沸水（1：200），微溶于冷水（1：10000）此性质可用于提取与精制。芦丁具有维生素 P 样作用。能维持血管的正常通透性，减低血管的脆性，缩短流血时间， 可作为高血压病的辅助治疗剂。亦可用于防治因缺乏芦丁所致的其他出血症。1.2 工艺简述1.2.1 槐花米的前处理工艺1. 槐米的挑选：a. 非药用部分的去除；b. 杂质的去除；2. 清洗：除去粘附在药材表面的杂质；3. 烘干：槐米在 60oC 条件下烘干。药材经过挑选、水洗后，此时药材的含水量较高，为微生物的生长繁殖提供了有利条件

11、，且增加了药材的韧性。这给药物的质量保证及粉碎带来了不利，所以需要粉碎的药物必须先进行干燥；4. 粉碎过筛：槐米粉碎后过 24 目筛。目的是a. 增加药物的表面积，促进药物的溶解于吸收，提高生物利用度。b. 便于调剂与服用c. 加速药材中有效成分的浸出或溶出d. 为制备多种剂型奠定基础；5. 紫外线处理：粉末状的槐米在紫外灯下照射 24h（粉末不厚于 5mm），灭活水解酶。由于芦丁与芸香酶共存与槐米中芦丁在槐米晾晒、洗涤、粉碎、提取等过程中易受芸香酶催化而水解，本步骤主要是由于芦丁的邻二酚羟基在酸性或碱性条件下都不稳定，此法可使芸香酶灭活或者活性降低来防止芦丁母核被氧化；1.2.2 槐花米的提

12、取工艺的选择槐花米中芦丁的提取方法常用的可分为三种：水提法、碱提酸沉法、有机溶剂回流法。查资料文献知，用 15g 槐花米作为原料，在实验室中的最佳操作条件下对比如下：水提法：芦丁的提取方法可采用沸水提取法，即取 15g 槐米粗粉加 10 倍热水煮沸 2030 分钟， 过滤，再加水煮 12 次，合并几次煮提液，冷却放置数小时后即可析出芦丁粗品，过滤，用水重结晶一次，可得水精制品芦丁，再用甲醇重结晶一次，可得纯度更高的芦丁。碱提法：碱提酸沉法为常用的芦丁提取方法，可用于生产。取 15g 槐花米于研钵中研成粉饱和石灰水溶液，于石棉网上加热至沸，并不断搅 150mL 烧杯中，加入 250mL 状物，置

13、于拌，煮沸 15min 后，抽滤，滤渣再用 100mL 饱和石灰水溶液煮沸 10min，抽滤。合并两次滤液， 然后用 15盐酸(约 5mI)中和，调节 pH 为 34。放置 1h2h，使沉淀完全，抽滤，沉淀用水洗涤 2 次3 次，得芦丁粗品。将粗品芦丁置于 250mL 的烧杯中，加水 150mI。于石棉网上加热至沸，不断搅拌并慢慢加入约 50mI。饱和石灰水溶液，调节溶液 pH 为 89，待沉淀溶解后， 趁热过滤。滤液置于 250mL 的烧杯中，用 15盐酸调节溶液的 pH 值为 45，静置 30min，芦丁以浅黄色结晶析出。抽滤，产品用水洗涤 1 次2 次，烘干后约重 1.5g，熔点 183

14、C190(不含结晶水)。碱水提取是利用芦丁在碱水中成盐而增大溶解，能力、加酸酸化后可析出结晶的原理进行的。需注意的是碱提时，碱性一定不可太强（pH89），如 pH 太高，则结构有可能降解，而使收率降低，甚至结构完全破坏。另外，芦丁经碱提酸沉后制得的粗品，可配成乙醇溶液，用聚酰胺树脂进行吸附，然后再用高浓度乙醇洗脱，洗脱液经挥发后可得纯度较高的芦丁产品。有机溶剂法：将 15g 粉状槐花米与碳酸氢钠、酒精于回流装置中，加热至沸，待芦丁全溶后， 取出过滤，进行蒸馏浓缩，至粘稠状时，加入蒸馏水及 2的活性炭，调节 pH 为 7.58，加热煮沸 20rain，趁热过滤，滤液调 pH 一 7，自然冷却，结

15、晶析出，烘干，称重得产品。3 种方法的收率比较：方法水提法碱提法乙醇法收率5.39.610.1酸度与产品质量的关系pH 粉碎过筛滤液静置静置、过滤 0.25%OP-10 酸沉盐冷紫外线处理加盐酸调酸水 pH 水煎煮滤液10987/g产品质量烘干1.251.51 粗 品1.46 过滤结晶1.10综合考虑，用水提法虽然操作简单，但产率太低，不适合于工业化生产；有机溶剂乙醇回流法， 产率较高，但用乙醇回流时需要五个多小时，时间长，工业化时单位时间生产批次少，经济效 益不明显。相对而言，考虑到生产成本与最终产品的纯度等因素，本设计中，对芦丁的粗提取 采用碱提酸沉的方法，主要原因是该方法所需原料的成本较

16、低，易于获取，且最终产生的废渣， 废液对环境污染小，方便处理。而且 23 小时就能进行一批生产，经济效益明显。并且精制选用聚酰胺树脂先吸附，再洗脱的方法主要有以下优点：第一、聚酰胺树脂的吸附率与洗脱率都 较高，最终可获得纯度很高的芦丁产品。第二、吸附洗脱过程中用到的乙醇可以回收利用，降 低生产成本。故，本设计槐花米的提取步骤为：8 至 pH 用硼砂缓冲液饱和的石灰水调的水煮沸，（质量）倍量 8 向槐米中加入碱溶： 1. 9，在 90C 下提取 30min，反复提取 3 次,滤液合并放冷；5549kg2. 过滤：将碱溶后物质过滤，滤渣重复碱溶 3 次，滤液合并。3. 酸沉：滤液用盐酸调 pH 至

17、 4，6070C 保持 10min,加入 0.25的 OP 一 10,沉淀 60min。4. 静置、过滤：结晶用盐酸洗涤 1 次,用冷水洗涤 23 次得芦丁。5. 大孔吸附树脂：将芦丁粗品转移至大孔吸附树脂中，先用水洗脱，后用 50%乙醇洗脱。中药提取纯化是改变中药制剂“大、粗、黑”和服用剂量过大的关键，大孔吸附树脂为其中一种良好的操作技术。6. 蒸干：将精制的芦丁在 80C 下恒温蒸干，乙醇回收利用。1.3 工艺流程1.3.1 槐花米的提取的流程框图：包装蒸干废液处理槐花米浓缩乙醇回收挑选乙醇大孔吸附树脂水水清洗废液处理 D 级洁净区一般生产区硼砂缓冲液废液处理碱溶过滤饱和石灰水残渣次）（重

18、复 2 槐花米中药提取工艺流程图 500t 年处理量1.3.2 工艺流程说明本工艺采用槐花米提取和制备芦丁。先将购置的槐花米进行挑选，以除去非药用部分，再经清洗，清洗后的槐花米用干燥设备进行干燥，干燥完全后，将其放入粉碎机中进行粉碎，同时用24 目筛过筛，得到槐花米细粉。槐花米前处理完成之后，将槐花米细粉放入提取罐中，并加入10 倍药材量的石灰水，以及 5%药材量的硼砂，在加热煮沸、pH 为 89 的条件下搅拌 30 分钟， 该步骤重复 3 次，以达到充分提取有效成分的目的，然后进行过滤，收集滤液，滤液进入酸沉罐，加 HCl 调节 pH 至 34；静置 1.5 小时后，晶体充分析出，过滤即得粗

19、提物，粗提物中有效成分占 53%。将粗提物溶于 30%的乙醇，通过聚酰胺交换树脂进行吸附，再用 70%的乙醇进行洗脱，收集洗脱液，乙醇蒸发回收后，获得精制的芦丁。最终提取率可达 89.3%。本工艺选取的依据：1) 能保证产品达到预定的质量和要求。2) 充分利用原料，以获得较高的收率。3) 积极采取成熟的新技术、新工艺、新设备，结合具体条件优化生产线。对尚未连续化生产的品种，其工艺流程尽可能按流水线排布，使产品在生产过程中停留时间最短，以避免产品变色、变质。4) 积极慎重地采用先进可靠的工艺指标，在能达到该工艺指标的条件下，尽量减少工艺流程的往返过程，以减少输送。5) 充分估计到生产中可能发生的

20、故障，设计工艺流程时考虑到调整的可能性，使生产能正常进行。6) 减少环境污染和有利于综合利用。7) 有利于保证药品的卫生，避免药品在生产过程中受到污染。8) 能保证操作人员的安全生产和向操作人员提供较好的操作条件。 设计思想：1.4 洋葱头模型： ）选择确定每个独立的工序；1（）选择各独立工序对应的设备与装 2（置；（3）连接各独立的工序构成符合要求的完整系统，绘制工艺流程图；作为工艺设计，其基本程序是根据（生产）设计任务选择并设计技术方案，然后进行物料能量衡算，再进行设备选型和条件设计，最后绘制工艺流程图和厂区及车间布置图，并编制设计说明书。当工艺流程图比较牢固地确定以后，才能开始详细的工艺

21、设计、设备设计、净化分区和建筑等 设施的设计。这时必须添加控制系统，并进行详细的危险性可操作分析，然后完成其他设计任 务，最终形成优化的总体设计。总体设计主要任务：一定、二平衡、三统一、四协调和五确定。依据开发的技术选择合适的工艺路线边设计边进行工艺工程方案的优化完成工艺 设计。2 操作时间和批次的确定生产制度生产制度前处理车间：年工作日 250 天，一天二班制，每班 8h。提取车间：年工作日 250 天，一天三班制，每班 8h。按照文献中提到的时间，在前处理阶段，经过挑选，洗药，烘干，粉碎过筛，在一天二班，每班 8h，能满足提取车间的工作进度。在提取阶段，3 次碱溶，每次 0.5h；酸沉需

22、1.5h；大孔树脂吸附洗脱，经计算需历时 1.25h；由于是工业化连续生产，取操作中最长时间并加上时间余量为生产一批时间。所以，我们设定时间余量为 0.5h，供加料卸料以及一些时间的耗费，故单批生产时间为 2h。2h 故在提取车间，一天三班，一班四批，每批物料衡算 3前处理车间物料衡算 3.1前处理车间，我们经过了槐花米的挑选，清洗，烘干，粉碎和过筛。由于槐花米每天需要前 处理的量为：t500d2t/每天处理量：m?d250 ； 由于槐花米本身比较小，在采购原材料时，里面供挑选的杂物少，损耗少，忽略不计； ；粉碎是槐花米前处理的损耗的重要来源， 我们设定损耗按原材料的 1%t.98%)?1?1

23、 前处理所得量：m?2t?(13.2 提取车间物料衡算 3.2.1 芦丁粗提取的物料衡算 t.98m?1 由每天前处理的量知：1.98t?0.?165t?165kgm； 提取车间每天处理 8 批，每批处理量 12 根据文献数据，槐花米中芦丁的有效成分占 14%16%，考虑粗提取过程中的物料损失，每批 165kg 的槐花米可获得46.73kg 的芦丁粗品，粗品中的有效成分含量占 53%。每一批次处理槐花米 165kg，需要药材量 10 倍的石灰水，故石灰水用量V?165?10?1650L 1 石灰水中各组分含量如下：V?1650?75%?1237.5L 水的质量：1,HO2V?1650?25%?

24、412.5L 饱和石灰水含量：1 饱和石灰水,第一次碱溶时需加入硼砂，根据文献数据，硼砂用量为药材质量的 5%，故所需硼砂m?165?5%?8.25kg 用量：硼砂以上为第一次碱溶时所需各种物料的量，第一次碱溶后滤渣要再进行第二次碱溶，第故其所需各物料用三次碱溶不需加入硼砂，第二、二次碱溶滤渣再进行第三次碱溶。量如下：)275L；V?(V?825LL1100V? 第二次碱溶：石灰水用量；2HO,22 饱和石灰水，2) LV?137.5412.5L；?(VLV?550 第三次碱溶：石灰水用量；3O,H33 饱和石灰水，2kg27118.?46.73?165最终滤渣剩余量为。L3300550?16

25、50?1100? 将三次碱溶滤液收集，共。V，则 15%的盐酸溶液为 pH 维持 34，故需要体积分数酸沉过程需使溶液HCl4.83V?3300?0.25?2?0.0209?3HClV?7.82L10?。， HCl3300?VHClm?46.73kg3307.82L。整体，废液为经静置，结晶，过滤等步骤，可获粗品粗品物料衡算框图以及物料衡算图如下所示：芦丁的粗制前处理水+饱和石灰水+硼砂250kg2500L 槐花米沸 9n煮 im8热0H3 加 p1000L3877.5L+1292.5L+12.5kg1670L碱溶抽滤 2500LpH 89 滤渣加热煮沸30minpH 34 调节抽滤 1670

26、L1000L 过滤滤渣沸 9n煮 i8m热 H0p3 加滤液 pH 34 调节 1.5h 静置抽滤100L 盐酸 15%酸沉废渣179.2 废液 5270L过滤2h 静置滤液粗品 70.8kg粗制107kg15%盐酸槐米 250kg37.5kg 芦丁碱水 3877.5kg 水3877.5L1409kg 石灰水溶饱和石灰水 1292.5L12.5kg 硼砂其他成分 33.3kg12.5kg 硼砂 5549kg 总计总计 5369.8kg酸沉废渣 179.2kg70.8k 粗 5285.3k 氯化 3.4k 盐 104.8k 硼 12.5k 总 5474.8kg3.2.2 芦丁精制的物料衡算V?1

27、76L。的乙醇，根据文献数据，所需乙醇体积将 70.8kg 粗品溶于 30%乙醇%30 将所得溶液经过聚酰胺交换树脂。吸附完成后，改用 70%的乙醇进行洗脱，洗脱 V?748L,将洗脱液收集后，乙醇挥发，回收，最终得到精制需用乙醇体积乙醇 70%芦丁 33.5kg。按槐花米中芦丁含量为 15%计算，250kg 槐花米中含芦丁 m?250?15%?37.5kgm?33.5kg，得芦丁最终产率终，最获21m/m?89.3%。= 21 根据文献查得资料有：17mlg251.5cm?30cm）玻璃柱中。聚酰胺树脂，装填于体积为（将粗品用 30%乙醇配成 176L 的提取液，该提取液浓度为最佳提取浓度，

28、此条件下 1 克聚酰胺树脂可吸附 60.9mg 的产物，最终获得产品 33.5kg，故所需聚酰胺的量m?33.5?（60.9?1000）?550kg 为：聚酰胺 dkg550，根据资料直径高度比为 1:20，计算有： 聚酰胺的装填柱的直径为 25g550kg? ；17mlVV?374L；12?d?20d?V，代入数据有：4cm29d? ；m8?5.?20d?580cmh我们采用两根玻操作简易性，考虑到实际中厂房的高度，已经安装拆卸的安全性， h?2.9mcm29 ，高度璃柱，直径 22BV/h176L 本设计中，文献中实验数据显示，提取液通过树脂柱的最佳速度为，0.5BV，故：提取液约为0.5

29、BV?0.25ht?； 过柱时间12BV/h2BV/h，需收集体积为的乙醇进行洗脱，洗脱液通过树脂的最佳速度为用 70%2BV 的洗脱液2BV?1t?h；22BV/ht?0.75h 的时间对柱子进行后处理。用3t?t?t?t?0.25h?1h?0.75h?2h 精制耗时 321 精制过程的物料衡算框图及物料衡算图如下：精制70%乙醇 2614.5kg70.8kg 粗品：乙醇 1296.5kg 总计进料 2138.8kg 出料 0.98kg 进料1330kg芦丁（被吸附）34.48kg 交换141.5kg 乙醇 30%树 33.3kg 其他： 脂 3.02kg 芦丁：出料 177.82kg进料

30、1960.98kg70%乙醇芦丁：总计出料 2138.8kg 出料芦丁（未被洗）洗 70%脱芦丁（洗脱）2614.5kg33.5kg1330kg蒸发0.98k33.5kg4能量衡算4.1 碱溶罐能量衡算600kg 石灰水，1900kg 水：碱溶罐反应原料带入热量 Q1 加热剂传入热量 Q2Q3 过程热效应物料带出热 Q 设备升温所需热 Q 设备表面向环境散热 Q625：计算选择基础温度为 Q1：1) 计算 25假设过程中进料温度为 Q1=0 则 ：2) 计算 Q3 碱溶罐中主要的化学过程为溶解，具有热效应的有芦丁的溶解过程和石灰水的升温溶解过程， 由于芦丁溶解度较小，溶解过程热效应不明显，且氢

31、氧化钙溶解度随温度变化不大，Q?0，但： Q3 数值特别小，可以为 过程热效也不明显，34.57TTC112lg?HSMT?TC212C、C?溶质在 T(K)、T(K)时的溶解度；2211M?溶质的分子量；T?温度 K;?H?溶解热 kJ/kg；S4.57363.15?298.150.0148?lg?5.898kJ/kg 芦丁：?H?S00498.610.51650 kg37 溶解的芦丁理论值为.515363.15?298.4.57kg/97kJ5H?lg0.?30.?氢氧化钙S65.51610160.0016.饱和石灰水的浓度为：?100%?016?1000.kg96?0.氢氧化钙的量：60

32、0?00016kJ4419196097305378985?Q.?.?.?.?.3 ：Q4 计算 3)溶质浓度较低，可大致作纯水处理。4.19kJ/(kg?K) 2590水的平均比热容：tt5?kJ107.49?.419?(190?25)?Q?m?Cdt?(2500?250)? p4t04) 计算 Q5：Q?0 过程为连续生产过程 55) 计算 Q6?)?At(tQ?0w6T2；设备散热表面积，mA?-2?1?；?W-设备散热表面与周围介质之间的联合给热系数，?mT 散热表面温度，；t?w 周围介质温度，；t?0?散热持续时间，s；3m10，估计碱溶釜向空气散热面积为，釜外壁有保温层，保温层外表

33、温度假定为 60 25，釜表面向四周（自然对流的空气）空气温度为 2-1?W?m11 散热的对流系数3kJ1093?630?60?.?Q10?11?(60?25)? 66) 计算 Q2：Q?Q?Q?Q?Q?Q34612553?0?10191.44?0?6.93?6?.91?10 5kJ10.56?7 蒸汽最终变为液体水； 则：Q2?D 蒸汽用量?)KT?273H?C(KH?水蒸气的热焓，kJ/kg，（100，H?2677kJ/kg）C?冷凝水的比热容，kJ/kg，取 4.18kJ（/kg?K） K373T?被加热液体最终温度，K?热利用率，取 0.9851056?7.D?kg2677?4.18

34、?(373?273)?0.98kg5.341?碱溶罐能量衡算：热量类型/kJ 数量热量类型/kJ 数量Q 10Q 451049.?7Q 2510?567.Q 50Q 3191.44Q 6310?.9364.2 酸沉罐能量衡算方法同碱溶罐，最终结果见下表： 酸沉罐能量衡算：热量类型/kJ 数量热量类型/kJ 数量Q 10Q 4510?3.37Q 2510372?.3Q 50Q 344191.?Q 60.3Q2?D 蒸汽用量?)K273C(T?H?KH?2615.5kJ/kgT?338KK?0.98D=146.8kg代入上式，得5主要设备选型及说明5.1 前处理车间设备选型5.1.1 挑选设备原材

35、料的挑选为人工操作，选用普通不锈钢长桌工作台，价格预算 800 元。5.1.2 清洗设备XYJ 系列滚筒式洗药机可清洗颗粒状药物、稻根、丹参、川断、海带、蔬菜、水果等表面泥沙杂质，是目前较为常用的一种中药材清洗设备，适于本工艺清洗槐米花，且价格合理，因此本设计采用 XYJ-700 型滚筒式洗药机。 图 1 XYJ-700 滚筒式洗药机设备型号：XYJ-700 滚筒式洗药机工作原理：将待洗药物从滚筒口送入后，启动机器，打开阀门放水，在滚筒转动时，喷水不断冲洗药物，冲洗水再经水泵打起作第二次冲洗。洗净后，打开滚筒尾部放出药物。特点：可清洗颗粒状药物、稻根、丹参、川断、蔬菜、水果等表面泥沙杂质。运动

36、平衡，噪声及震动很小，维修方便，应用水泵反复冲洗可节约用水。技术参数：洗涤量3001000kg/h冲洗时间15min滚筒转速8r/min电机功率主机 2.24kw 水泵1.1kw外形9001360mm 2700重量550kg主要材质接触药材不锈钢封闭型参考单价21500 元原料处理分 4 批，每批的处理量为 2000/4=500kg据 XYJ-700 滚筒式洗药机的处理量，生产台数 1 台即可。5.1.3 干燥设备应用较多的中药干燥设备有翻版式干燥机、热风循环式烘箱、振动式和立式转盘干燥机，另外还有先进的红外线干燥和微波干燥工艺等。其中热风循环烘箱是通用干燥设备，适用面较宽， 盘架式间歇干燥设

37、备，应用于制药，化工、食品、轻工、重工业的原料、产品的加热与除温。如：原料药、生药、中药饮片、粉剂、水丸、颜料、染料、脱水蔬菜、食品、塑料、树脂、电器元件、烘漆等。由于本工艺原料对干燥设备没有特殊要求，很多类型的干燥设备均可适用， 因此选用目前最为广泛应用的热风循环式烘箱。 图 2 CT/CT-C 型热风循环烘箱设备型号：CT/CT-C 型热风循环烘箱工作原理：热风循环烘箱是利用热水、蒸汽或电为热源，用轴流风机作为空气动力，空气经过 换热器加热或温度补偿，热空气层流经过烘盘与物料进行热量传递。新鲜空气从进风口补充， 湿热废空气从排湿口排出，干燥过程不断补充新鲜空气与不断排出湿热空气，始终保持烘

38、箱内 循环空气具备干燥能力。热风循环烘箱的最大特点整个循环过程为封闭式，始终保持干燥能力； 是热风在箱内进行循环中不断更新，节约了能源。特点：1、用低噪音耐高温轴流风机和自动控温系统，整个循环系统全封闭，使烘箱的热效率从传统烘房的 3-7%提高到目前 35-45%，最高热效率可达 70%，效率高，节约能源；2、利用强制通风作用，箱内设有可调式分风板，全部采用轴流风机，配用自动恒温系统，并配有电脑控制系统选择；3、CT/CT-C 型热风循环烘箱可采用蒸汽、热水、电、远红外等热源，选择广泛；4、整机噪音小，运转平衡，温度自控，安装维修方便。技术参数：行业标准型号RXH-41-B烘箱型号CT-每次干

39、燥量300kg配用功率2.2kw耗用蒸汽60kg/h散热面积2 80m风量3/h 9800m上下温差C2o配用烘盘144 只配套烘车辆 6（外形尺寸LWH)343022002620mm烘盘尺寸46064045mm参考单价15000 元原料处理分 4 批，干燥设备与清洗设备同步，原料药清洗后稍微静置后送入烘箱中，每批处理500kg,一台烘箱每次处理量定为 250kg,生产台数 500/250=2 台。5.1.4 粉碎筛分设备本工艺生产中原料药粒径较小，粉碎粒度要求不高，常用于切制根茎类药物的机器及粉碎度极高的机器都不适于本工艺，万能粉碎机适用于医药、化工、农药、食品及粮食等行业，主要用于化工材料

40、、中药含树枝、树根以及块状类物质，但禁用于粉碎易燃易爆炸的物品。粉碎粒径选择范围广，用途极为广泛，粉碎筛分同时进行，因此选用万能粉碎机是一个合适 的选择。图 3 SF 型万能粉碎机设备型号：YL.42-SF250 型万能粉碎机工作原理：利用活动齿盘和固定齿盘间的相对高速运转，使被粉碎物经齿盘冲击、摩擦及物料彼此间碰撞而获得粉碎。粉碎物可直接从磨腔中排出，经出料口出来，一般的物料经过粉碎后要经过棉布袋来收集，粉碎后的物料收集在袋内，空气则从布袋的细小孔眼出来，不会将细粉排出，从而起到不浪费，不污染的效果。粒度大小由更换不同目数的筛网决定。特点：1、根据用户的特殊使用要求和被粉碎物料的特殊物理、化

41、学性质可以加装水冷装置。如果被粉碎物料的熔点较低、燃点较低、受热易发软、发粘，从而造成降低粉碎效果或者无法粉碎，甚至造成燃烧、爆炸，这就有必要在粉碎设备上加装水冷降温装置。2、不同季节、不同气温、不同水温会产生不同的冷却效果。3、粉碎不同的物料产生的热量不同，温度升高得也不同。4、流进水冷装置的水温越低，降温（排热）效果越好。技术参数：型号YL.42-SF250功率5.5kw重量180kg主轴转速4200r/min进料粒度50mm出料粒度20200 目产量250kg/h 50额定电压AC380V外形尺寸116cm6350参考价格8000 元原料处理分 4 批，每批处理量为 2000/4=500

42、kg 8/4=2h每批处理时间为因此每小时处理量为 500/2=250kg若预定每台粉碎机每小时处理量为 200kg，则需要的生产台数为 250/200=1.25,取 2 台。由于本工艺需要的出料粒度为 24 目，因此粉碎机中筛网选用 24 目。5.2 中药提取车间设备选型5.2.1 碱溶罐工艺过程中碱溶为常压操作，由于加入的为细小粉末，提取罐中最好配备搅拌装置，提取环境为微碱溶液，提取罐需有耐碱性能。多功能提取罐适用于中药、食品、化工行业的常压、微压、水煎、温浸、热回流、强制循环渗漏作用，芳香油提取及有机溶媒回收等多种工艺操作，具有效率高、操作方便等优点。材质为304 不锈钢，对碱溶液及大部

43、分有机酸和无机酸亦具有良好的耐腐蚀能力。其中动态的提取罐还配有相应的搅拌装置，罐内配备 CIP 清洗系统，符合 GMP 医药标准。因此本工艺选用动态多功能提取罐。5.2.1.1 一级碱溶罐图 4 动态多功能提取罐设备型号：DTQ 型多功能提取罐设备主要结构及作用：1、主罐(提取罐)分三层，内罐投药材和溶煤，夹层加温，外保温。2、捕沫器接于主罐主要用来消除煎煮中药时产生的泡沫并防止药流蒸汽中的药渣带进冷凝器内。、冷凝器主要作用为药液蒸气进行冷凝，二次回流到主罐内作为溶 3 煤。4、油水分离器主要作用在提油时用经冷却后的回收液进行油分离,以获得需要的芳香油。技术参数：型号DTQ-3.0有效容积36

44、00罐内设计压力0.09MPa夹套设计压力0.3MPa加热面积2 6.8m冷凝面积2 8m冷却面积2 1m过滤面积2 0.25m搅拌功率5.5kw搅拌转速60r/min出渣口直径800mm加料口直径400mm参考价格元 30000碱溶罐内物料总量为 2750kg，体积约为 2700L，DTQ3.0 多功能提取罐的有效容积为 3600L，若取其装料系数为 0.8，则最大装料量为 36000.8=2880L2700L，1 台提取罐即能满足要求， 此时实际的填料系数为 2700/3600=0.75。5.2.1.2 二级碱溶罐二级碱溶罐与一级碱溶罐采用同一种类，由于滤渣二次碱溶的总液量约为 1900L

45、，DTQ2.0 多功能提取罐的有效容积为 2500L，若取其填料系数为 0.8，则其最大装料量为25000.8=2000L1900L，因此 1 台 DTQ2.0 型提取罐能满足要求，此时实际的调料系数为1900/2500=0.76。技术参数：型号DTQ-2.0有效容积2500罐内设计压力0.09MPa夹套设计压力0.3MPa加热面积24.2m冷凝面积2 5m冷却面积2 1m过滤面积2 0.25m搅拌功率4kw搅拌转速60r/min出渣口直径800mm参考价格5.2.1.3 三级碱溶罐左右，因此仍选 1300L 系列提取罐，第三次提取的总液量约为 DTQ 三级碱溶罐同样采用 此时的实际填料系数为

46、，1300L型号的提取罐，2.0 用 1900L 满座工艺要求，。1300/2500=0.525.2.2 过滤设备5.2.2.1 碱溶后过滤设备本工艺过程碱溶后物微滤膜以及离心分离机三种，现阶段主要的过滤设备主要有过滤机、料固含量不大，为 9%左右，且不必分子级别的过滤，因此选用过滤机中目前广泛使用的板框式压滤机，考虑工艺过程中的自动化程度，选用液压式板框压滤机。物料处理量最大量约为2700L，根据物料处理量、物料粘度与固含量等因素，选用压滤机型号如下：图 5 液压压紧式板框压滤机AU30/630?20BY 设备型号：型液压压紧增强聚丙烯板框式压滤机 M 其凸出滤板的表面有沟槽，工作原理：板框

47、压滤机由交替排列的滤板和滤框构成一组滤室。能通组装后构成完整的通道， 部位用以支撑滤布。滤框和滤板的边角上有通孔，由液压装置框两侧各有把手支托在横梁上， 洗涤水和引出滤液。板、入悬浮液、由供料泵将悬浮液压入滤室，框之间的滤布起密封垫片的作用。框。板、压紧板、滤液穿过滤布并沿滤板沟槽流至板框边角通直至充满滤室。在滤布上形成滤渣，道，集中排出。过滤完毕，可通入清洗涤水洗涤滤渣。洗涤后，有时还通入压缩空气，除去剩余的洗涤液。随后打开压滤机卸除滤渣，清洗滤布，重新压紧板、 框，开始下一工作循环。主要由电气控制柜、1、该系列液压式压滤机是压滤机的常用机型，分为明流和暗流， 特点：液压泵站和主机组成。能实

48、现油缸液压压紧、松开、过滤、洗涤、吹干和手动拉板卸 料等功能。 2、增强聚丙烯滤板，耐腐蚀，无毒无味。 3、油缸油压压紧，自动保压。 4、结构简单，维护保养方便。 技术参数：型号AU3020Y/630?B M过滤面积2m20框内尺寸630630mm滤饼厚度30mm滤板数量24滤框数量25滤室容积297（长宽高）外形尺寸1190mm11103180过滤压力0.6MPa电机功率1.5kw整机质量1479kg参考价格25000 元说明：物料出罐后不经冷却立即进行高温过滤，过滤温度为 90oC，因此过滤机板框为耐高温的材质，板框的厚度比常温板框厚。且三个碱溶罐出料后都需要经过过滤，未防止过程中等待冲突

49、，选用 2 台设备。5.2.2.2 酸沉后过滤设备本工艺过程酸沉后过滤为结晶的细过滤，且要求设备耐酸能力较好。现适于过滤结晶的设备有三足式离心机与旋转卸料离心机，考虑到操作的连续性与自动化过程，本工艺采用螺旋卸料离心机。图 6 螺旋卸料沉降离心机设备型号：LW-350 型双电机卧式螺旋卸料沉降卸料离心机工作原理：悬浮液由中部的进料管进入全速运转的转鼓内，由于离心力场的作用，使悬浮液中密度较大的沉渣（重相）沉积在转鼓的内壁上，而密度较小的沉清液（轻相）则处于沉积层的内恻。沉渣由螺旋输送向转鼓的锥段通过沉渣排出口排出，沉清液则通过螺旋的叶片所形成的螺旋形通道流向转鼓的柱段由溢流口溢出，从而实现密度

50、相差的液固两相的分离。特点：1、可在全速运转下，连续地进行进料、脱水、洗涤、卸料等各项操作，广泛用于化工、食品、制药及采矿等工业部门中的固/液分离。2、对固相颗粒当量直径大于 3um、进料浓度体积比70、液固比重差：0.05gcm3 的各种悬浮液均适合采用该类离心机进行液固分离或颗粒分级。3、输料螺旋采用特殊防磨措施，可喷焊硬质合金保护层或镶装硬质合金耐片；差转速及扭矩可随物料浓度、流量变化自动调节的微机控制系统；具有多种角度的转鼓锥部结构。技术参数：型号LW-350转鼓直径长度3501300mm转鼓转速2800r/min分离因素1536w2d/2g混合液处理量3-10m3/h差转速16电机型

51、号YD160M2-2电机转速2920/1460r/min电机主机功率11/9kw主机重量1800kg外形尺寸755mm23301200鼓结构式单锥工作方式连续附注双电机双变频参考价格200000 元说明：由于混合液呈强酸，因此本设备定制过程中接触物料部分需要特别使用耐酸腐蚀材料。该设备的生产能力较强，1 台设备即能满足工艺要求。5.2.3 酸沉罐由于本工艺中酸沉罐对反应釜的材料有特殊要求，因此选用耐酸能力强的搪玻璃结晶罐。图 7 搪玻璃结晶釜设备型号：K3000 式搪玻璃结晶釜特点：1、搪玻璃反应釜对许多介质具有良好的抗腐蚀性，被广泛用于精细化工生产中的卤化反应及有盐酸、硫酸、硝酸等存在时的各

52、种反应。2、搪玻璃设备能耐大多数无机酸、有机酸、有机溶剂等介质的腐蚀，尤其在盐酸、硝酸、王水等介质中具有良好的耐腐蚀性能，但不宜用于任何浓度和温度的氢氟酸；pH12 且温度大于100的碱性介质；温度大于 180、浓度大于 30的磷酸；酸碱交替的反应过程；含氟离子的其他介质的储存和反应过程，否则将会因腐蚀而较快地损坏。3、设计温度 200，工作温度 0180耐热温差小于 120，耐冷温差小于 。1104、耐冲击性、耐冲击性较小，为 2.5kgfcm2(1kgfcm298.0665kPa)，因而使用时应避免硬物冲击碰撞。搪玻璃反应釜在运输和安装时，要防止碰撞。加料时严防重物掉入容器内，使用时要缓慢加压升温，防止剧变。技术参数：型号K3000实际