处理100吨茄子根车间设计0602—中试放大设计资料文档

1、摘要本设计以年处理100吨茄子根为主要途径,通过超声提取的方法来对茄子根中的 主要药物成分黄酮进行提取,设计的主要思路以每批处投料量为依据,根据所处理物 料量来确定多功能提取罐的体积,选取提取罐的类型为直锥形,提取罐的附属设备是 依据其公称直径来确定的,整个设备采用夹套蒸汽加热的方式.主要任务是选择一条 科学,简便,经济,创新的工艺路线来完成年处理100吨茄子根的提取.包括相应的物料计算,进而确定设备选型,热量衡算是为了公用工程计算当中所消耗的蒸汽,选 取多功能提取罐为主要设备计算,进而确定了提取罐的壁厚、直径、高度、加热面积.此外还有三废处理,厂址选择,车间设备布置,防火平安卫生等等.绘制一

2、张带限制 点的工艺流程图,车间布置图,主要设备图,其中车间布置图、主要设备图采用 CAD 绘图软件绘制.关键词：提取车间设计；工艺流程；茄子根；超声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 你们 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 你们 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页,共30页摘要1ABSTRACT 1第1章绪论31.1 概述31.1.1 生产方法简

7、介 31.1.2 设计原那么及要求 41.1.3 车间概况41.2 原材料、产品主要技术规格51.2.1 原材料技术规格 51.2.2 产品技术规格51.3 原材料消耗定额及消耗量6第2章 工艺流程设计 62.1 生产方法选择62.1.1 浸渍法提取工艺 62.1.2 渗漉法浸提工艺 62.1.3 单罐间歇循环提取工艺 72.1.4 超声提取法72.2 工艺流程示意图 82.3 工艺流程表达82.3.1 提取工段82.3.2 减压浓缩工段 92.3.5 乙醇回收塔工段9第3章化工计算103.1 物料计算103.1.1 超声提取罐的物料计算 113.1.2 浓缩工段物料衡算 133.1.3 乙醇

8、回收工段物料衡算 143.1.4 二次浓缩的物料计算 143.2 设备工艺计算153.3 热量计算18第2页,共30页3.3.1 多功能提取罐热量计算193.3.2 双效浓缩器热量计算203.3.3 乙醇回收塔热量计算21第5章 车间设备布置设计 235.1 车间设备布置设计概述235.1.1 车间设备布置设计原那么 235.2 车间设备布置方案245.2.1 车间组成25第6章公用工程266.1 动力水、电、汽、气 266.1.1 蒸汽用量计算 266.1.2 电力用量计算 266.1.3 水用量计算 276.2 空调局部286.2.1 车间洁净级要求286.2.2 车间湿、温度要求28附录

9、29致谢30第1章绪论1.1 概述1.1.1 生产方法简介1 .生产规模年处理100吨茄子根生产车间初步设计2 .生产方法广义的中药提取也称为别离,是指从中药材原料开始,经过一道或多道操作工序,最终得到所需要的药物或其半成品的全过程.包括从原料前处理、溶质别离、浓缩到得到某一物质的整个生产过程,可以分成很多个工序或单元操作过程,包括前处理、溶质别离、澄清、过滤、蒸发和枯燥等.狭义的提取仅指溶质别离操作,即从固体药材中别离出有效成分的操作过程1.即将溶质由固相转移到液相中,从而得到含有溶第3页,共30页 质的提取过程.因此,提取过程实质上是溶质由固相传递到液相的传质过程.中药材所含的的成分十分复

10、杂,概括起来可分为：有效成分,指其有主要药效 的物质,如生物碱、甘类、挥发油等；辅助成分,指本身没有特殊疗效,但能增强 或缓和有效成分作用的物质；无效成分,指本身无效甚至有害的成分,她们往往影 响溶剂的浸出效果及制剂的稳定性、外观及药效；组织物,使之构成药材的细胞或 其他不溶物质,如纤维素、石细胞、栓皮等2.浸提是利用适当的溶剂和方法,将有效成分从原料药中提取出来的过程,通常也 称为浸出过程.在浸提过程中应根据临床治疗的需要,处方中有关药物成分提取的工 艺特性,拟制备的剂型,并结合生产的设备条件等,选用适宜的浸提工艺,将有效成 分及辅助成分尽可能的提取出来,而使无效成分及组织物尽量少混入或不混

11、入浸提物 中.影响甘草提取的因素有粉碎度,乙醇的浓度,提取时间,溶剂的倍量,提取次数, 浸提温度,浸提时间,浸提压力,浸提成分,原料的枯燥程度和浸提溶剂 3.常用的浸提方法有：浸渍法,渗漉法,煎煮法,回流提取法；相应常用的浸出设 备有：渗漉器,多级逆流渗漉器,连续浸取器,多功能提取罐.中药现代提取新技术 有：超临界流体萃取,超声提取技术,微波提取技术,生物酶解技术,半仿生提取法 等技术.通过上述方法所得的中药材的提取液往往是混合物,需要加以别离纯化以除去所 含的各种杂质,工业生产中长用的别离纯化技术有水提醇沉,醇提水沉,离心别离, 蒸储技术,大孔树脂吸附别离技术,膜别离等技术4.1.1.2 设

12、计原那么及要求本次设计总的原那么：流程简便可行,方法最优,适合生产.最重要的是能节省开 支,具有很高的经济效益.在车间设计时保证尽可能的降低生产本钱,要求平安可靠,操作稳定弹性好,无事故隐患,对工艺和建筑、地基、厂房等无苛刻要求.本次设计的要求：保证年处理1吨的甘草生产任务的顺利完成,其次要保证设计 的工艺流程简便,设备的选择与安置能满足特殊的维护要求,尽量满足自控水平、生 产水平、转化率、收率、效率要尽可能到达先进水平.最重要的是设备投资省,易于 加工、维修、更新,没有特殊的维护要求,运行费用减少.1.1.3 车间概况1 .车间概况提取车间共分3个工段,分别是提取工段、浓缩工段和乙醇回收工段

13、,为了操作第4页,共30页 的方便把每一个工段的设备尽量安置于相对集中的区域,由于本次设计任务是年处理2吨甘草的生产车间初步设计,流程相对来说比拟简单,设备不多.针对合理化布局要求,设计的车间采用单层敞开式设计,生产车间采用单层敞开式设计,单层楼高 12 m,操作台为钢板,操作台高6 m,总跨度为30 m,宽12 m,柱距为6 m.柱网采用 6 m >6 m,建筑面积360 m2.2 .工作制度及人员安排提取车间工作时间为200 d,岗位实行三班倒的工作制度,按一天 24小时,每班 工作时间为法定工作日8小时,按各工段操作情况人员设置见表 1-1.表1-1车间定员表1提取422482浓缩

14、422481.2 原材料、产品主要技术规格1.2.1 原材料技术规格原材料技术规格见表1-3:表1-2原材料技术规格名称标准1加于根净药材符合药品生产标准2乙醇溶液浓度为68%符合药品生产标准可循环利用3纯化水可循环利用1.2.2产品技术规格表1-3产品技术规格名称标准1提取药液密度0.95 103 kg/m3第5页,共30页2浓缩浸膏密度1.10 103 kg/m31.3 原材料消耗定额及消耗量表1-4原材料消耗名称每年每批1加于根净药材kg1 000333.3342乙醇溶液68%乙醇kg2 401 351.25 336.3363纯化水kg1 920 000.64 266.668第2章工艺流

15、程设计2.1 生产方法选择超声波萃取中药材的优越性是基于超声波的特殊物理性质.主要是主要通过压电 换能器产生的快速机械振动波来减少目标萃取物与样品基体之间的作用力从而实现固 -液萃取别离.2.1.1 浸渍法提取工艺浸渍法属于静态提取方法,浸渍法一般在常温或在加热的条件下浸泡药材,使其 所含的有效成分被浸出的方法,是一种简单且最常用的出方法.浸渍法所得到的的浸 出液在不低于浸渍温度下能较好的保持其澄清度；操作简单易行,但所需的时间长, 溶剂用量大,出液系数较高,有效成分浸出率低.另外,浸渍状态下固液通常呈静止 状态,溶剂利用率低,有效成分浸出不完全.适用于粘性药材、无纤维组织结构药材、 新鲜及易

16、于膨胀药材、价格低廉的芳香性药材的提取,如尤其适用于有效成分遇热易 挥发和易破坏的药材,不适于贵重药材、毒性药材及制备高浓度的制剂.2.1.2 渗漉法浸提工艺将药材粉碎后装入特制得渗漉罐中,往容器中药物粗粉上方不断地添加浸提溶剂, 使其渗过罐内药材积层,发生固液传质的作用,从而浸出的有效成分,自罐体下部出 口排出浸出液,这种浸出的方法称为渗漉法,所得的浸出液称为渗漉液.在渗漉时, 浸提溶剂渗入药材细胞中溶解大量可溶性成分后,浓度增高,向外扩散,浸提液的密第6页,共30页 度增大,向下移动.渗漉法不需加热,可常温操作；溶剂用量少,过滤要求较低；但 对药材的粒度及工艺技术要求较高,操作不当,会影响

17、提取效率.适用于热敏性、易 挥发性或剧毒类中药物料；适用于提取有效成分含量低或要求浸出浓度较高的中药药 物；对于一些粘性的提取物、不易流动的物料,不宜使用本法.2.1.3 单罐间歇循环提取工艺单罐间歇循环提取工艺流程由多功能提取罐、泡沫捕集器、冷凝器、冷却器、油 水别离器和过滤器等组成.多功能提取罐的特点是能在全封闭的条件下进行常温常压 提取,也可用于高温高压提取或真空度低温提取,也可进行不同溶剂的提取,且保持 着传统煎煮工艺的特点.在操作组合方面,多功能提取罐可进行强制循环提取、回流 提取、及提取挥发油等操作,因此多功能提取罐比传统的中药煎煮锅和中药提取罐操 作方便、平安可靠、提取时间短、效

18、率高.生产时在提取罐夹套通入蒸汽加热,浸出 液中的蒸汽经冷凝、冷却,进入油水别离器别离出挥发油或直接回流入罐,在过滤器 过滤后用泵将浸出液泵回原罐可进行循环提取6.2.1.4 超声提取法无需高温在40C、50c水温F超声波强化萃取,无水煮高温不破坏中药材中某些 具有热不稳定易水解或氧化特性的药效成份.超声波能促使植物细胞地破壁提升中药 的疗效.常压萃取平安性好操作简单易行维护保养方便.萃取效率高,超声波强化萃 取20-40分钟即可获最正确提取率,萃取时间仅为水煮、醇沉法的三分之一或更少.萃取 充分萃取量是传统方法的二倍以上.而蒸煮法的蒸煮时间往往需要两到三小时是超声 波提取时间的3倍以上时间.

19、每罐提取3次根本上可提取有效成份的90%以上.具有 广谱性.适用性广绝大多数的中药材各类成份均可超声萃取.超声波萃取对溶剂和目 标萃取物的性质如极性关系不大.因此可供选择的萃取溶剂种类多、目标萃取物范围 广泛.减少能耗.由于超声萃取无需加热或加热温度低萃取时间短因此大大降低能耗. 药材原料处理量大成倍或数倍提升且杂质少有效成分易于别离、净化.萃取工艺本钱 低综合经济效益显著.由于茄子根中含有黄酮,是一种生物碱,是茄子根的主要成分,黄酮易溶于乙醇, 难溶于水,茄子根采用20倍量68%的乙醇溶液,浸提温度51C,此时的产率最高Q 因此选用单罐间歇循环提取的工艺,进行超声提取,能将茄子根中有效成分提

20、取出, 提取率高、能耗低、操作简单、设备投资少、占地面积少等.第7页,共30页2.2 工艺流程示意图工艺流程示意图：图1提取车间工艺流程图2.3 工艺流程表达本设计任务为年处理量100吨茄子根生产车间的初步设计,本提取车间共分3个工段：提取、浓缩、乙醇回收.2.3.1 提取工段首先,用纯化水将多功能提取罐进行产前清洗1h,再将已处理好的甘草666.667kg,由升降机运到多功能提取罐操作平台上,用启闭汽把出闸门关闭,用锁紧汽把把 门锁紧,用保险气缸把门锁住.工人从投料口投入中药材甘草,完毕后,关闭投料口. 开冷却水阀门,开回流阀、测压阀使罐内和大气相通,开启乙醇配液罐的输液泵向提 取罐中注入2

21、1倍量浓度为68 %的乙醇溶液5 333.336 kg.浸泡药材2.5 h后,开始超 声提取温度限制在5055 C, 一直到达工艺要求的时间.此过程需加热 1h,多功能提 取罐上配有泡沫捕集器,用于对药液上层的泡沫及泡沫中所含有的杂质进行除杂,在 提取过程中利用泵通过过滤器将药液反复打循环,使对其中药材提取充分,提升提取 率,提取完毕后,停止超声,开底部的出液阀、过滤阀出液,利用泵将浸提液从多功 能提取罐抽至药液贮罐,大概一个小时,抽取完毕后,排放冷凝水,待多功能提取罐 冷却后,翻开出闸门,使药渣落下,用小车运送,直至运完.翻开自来水阀进行冲洗 提取罐及药业软管,然后记好生产记录.进入贮罐中的

22、药液可直接打入双效浓缩器以 便蒸发乙醇,进行下一个工段.本工段的主要设备有：升降机、多功能提取罐、乙醇配液罐、过滤器、药液贮罐、 转液泵,多功能提取罐上配有泡沫捕集器.第8页,共30页2.3.2 减压浓缩工段首先用纯化水清洗浓缩器,关闭进料管、出料管、回收管等管道阀门和所有排空 阀,而后开启真空泵、视镜照明灯,开启真空阀门,待真空负压到达足以将物料快速 抽进设备时,使蒸发器真空度达保持在-0.03MPa 0.04MPa之间.然后翻开进料阀, 开始进料,将上工段的药液打入双效浓缩器中,当药业上升到两个蒸发器下属第二个 视镜的2/3处时,关闭进料阀门.然后开启蒸汽阀门,升温加热,翻开疏水阀、同时

23、开回收塔的冷却水,回收洗脱溶媒,调节真空度,使两个个蒸发器真空度保持在 -0.06MPa- -0.08MPa之间,要求第二个蒸发器的真空度大于第一个蒸发器,限制蒸汽 表表压不高于0.1MPa,使药液正常蒸发,限制温度达 55£,当药液受热蒸发、数量 减少至蒸发器下数第二个视镜 1/3处时,可进行补加药液至蒸发器的下数第二个视镜 2/3处.当溶媒储罐液位还没到达玻璃视镜 3/4处时,关闭连通阀门,开启排气阀,排 进集液器的真空,使空气进入冷凝水储罐,当罐内压力与外界相等时,开启冷凝水储 罐底出水阀门,排空冷凝水阀门,排放冷凝水至纯化水计量罐中,用以提取工段的提 取用水.最后,当药液浓缩

24、至工艺要求的相对密度,关闭蒸汽阀,真空泵,冷却水阀, 翻开排空阀回复常压.然后缓慢翻开并调节出料管阀,通过回流的形式将浓缩器中的 药业打入浓缩液贮罐中.每浓缩完一批提取液或浸膏,必须清洗蒸发室的内壁和各加 热室的外壁,挂上状态标识牌.本工段主要设备有：双效减压浓缩器、射流真空泵、冷凝水贮罐、浓缩液周转桶. 浓缩操作周期：5h2.3.5 乙醇回收塔工段翻开乙醇泵,从浓缩器中蒸出的的乙醇抽入乙醇回收塔中, 开启蒸汽阀门,循环 水阀门,调整气压至 0.05 0.1MP,开始升温,翻开阀门,观察回流流量计,根据流 量计掌握回流情况.温度限制在80 c左右,让液体微沸,使其精储,用酒精计测量回 流酒精的

25、酒精度,当酒精度到达 90%95%后,翻开乙醇贮罐进液阀,贮存回收后的 乙醇,观察并调整回收酒精的流量,使回收与回流成一定的比例,观察乙醇回收塔液 位计,及时向塔内补充待回收的酒精.通过管道道上视镜观察,假设没有乙醇流下那么停 止加热,那么说明回收完毕,关闭蒸汽阀门,关闭冷凝水阀门,放出乙醇回收塔内的残 留液,程量好酒精数,生产结束,对乙醇回收塔进行清洗.本工段的设备有：乙醇回收塔、乙醇贮罐、乙醇配液罐、泵.乙醇回收操作周期：16 h第9页,共30页第3章化工计算3.1 物料计算物料衡算是物料的平衡计算,是进行药物生产工艺设计、物料查定,过程经济评 估以及过程限制、过程优化的根底.它以质量守恒

26、定律和化学计量关系为根底.简单 地讲,它是指 在一个特定的物系中,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积累起来的物料质量之和,用式子表小为：G进*+ G生成=G出料+ G累积+ G消耗式中G进料 所有进入物系质量之和；G生成 物系中所有生成质量之和；第10页,共30页G中*,所有离开物系质量之和;出科G消耗一一物系中所有消耗质量之和(包括损失)；物料衡算是所有工艺计算的根底,通过物料衡算可确定设备容积、主要尺寸,同 时可进行热量衡算、管路尺寸计算等.物料衡算的基准(1)对于间歇式操作的过程,常采用一批原料为基准进行计算.(2)对于连续式操作的

27、过程,可以采用单位时间产品数量或原料量为基准进行计3.1.1 超声提取罐的物料计算1.根底数据(1)计算基准：以每批投料量计算(2)生产规模：年处理净药材100吨(3)批操作周期年生产时间：200天每天生产：500kg批操作周期 =16 h,具体时间如下：清洗60 min加净药60 min加21倍量乙醇溶液 60 min浸泡药材150 min加热升温60 min提取50 min浸提液抽至储罐60 min冷却、出渣90 min(4)工艺参数醇提工艺：提取工段煎煮,净药材与乙醇溶液质量如下：68%乙醇溶液提取投料：净药材 m比为=21:1药渣含醇量15%浸出有效成分0.85过程中损失总药液量为2%

28、第11页,共30页(5)物性参数净药材密度1100kg / m3浓度为68 %的乙醇溶液密度为890 kg / m32 .确定计算任务提取罐中物料损失可忽略不计,提取罐各物料关系见图 2净药材药渣杂质提取罐乙醇用量图2提取罐各物料关系根据质量守恒定律：净药材量+提取乙醇用量=药谓量+提取药液量+损失量其中净药材量m用处理量求出,提取乙醇溶液量,根据投料比为21m；设提取液量x,那么损失量为2%x;由于药材中有效成分含量0.836%所以药75量为m (1-0.836%)提取液量x可求出.3 .具体计算(1)参加到提取罐中的净药材质量 m,可由生产规模求出：生产规模：年处理量100吨年生产时间20

29、0天,200X24= 4800 h批操作周期=16 h年操作批数：年生产时间 甘比操作周期=批数/a = 4800 16 = 300;批投料净药材质量为 m=年处理量 在操作批数=100 000 kg 300= 333.334. kg(2)提取用乙醇溶液量,可由投料比计算求出333.334 21 = 7000.014kg(3)提取药液量x,由等式计算：净药材量+提取醇溶液量=药谓量+提取药液量+损失量m 21m m (1 0.836%) m 0.15 (1 0.836%) x x 0.02x = 6816.881kg第12页,共30页(4)药渣量(5)损失量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提取罐物料平衡表进料m / kg出料m / kg净药材333.33468%乙醇7000.014提取药液量6816.881药渣量383.334损失量136.338合计7333.3487333.3483.1.2浓缩工段物料衡算1 .根底数据浓缩周期：5 h粗浸膏彳马率:1.6损失率：2%2 .具体计算浸膏量：W = 1.6m = 1.6 333.334= 533.3344kg损失量：2%W=2%6816.881=136.338kg根据质量守恒定律：提取药液量=浸膏量+醇蒸发量+损失量蒸发液量：W = 6147.209kg3 .浓

31、缩液物料平衡表表3-2双效浓缩物料平衡表物料名称进料m / kg出料m / kg6816.881粗浸膏533.334蒸发量6147.209损失量136.338第13页,共30页合计6816.8816816.8813.1.3乙醇回收工段物料衡算1.根底数据乙醇回收周期：16 h产物95%乙醇浓缩乙醇的浓度60%2 .具体计算m产物95%乙醇=w 68%乙醇m = 2535.146 kg水+产物95%乙醇=原乙醇量水的质量=4281.735 kg3 .物料平衡表表3-4乙醇回收工段物料平衡表进料m / kg出料m / kg68%的乙醇6816.88195%的乙醇2 535.146水4281.735

32、合计6816.8816816.8813.1.4二次浓缩的物料计算1 .根底数据(1)批操作周期批操作周期 =8 h,具体时间为：清洗30 min减压浓缩420 min浓缩后药液出产品30 min(2)工艺参数浓缩后最终浸膏量为净药材的1.2倍损失量2%药液量为6816.881kg2 .确定计算任务根据质量定律：药液量=蒸水量+浸膏量+损失量第14页,共30页3 .具体计算1最终浸膏量 =1.2倍的净药材 =1.25 333.334 = 416.668 kg2蒸水量 =药液量浸膏量 一损失量 =6816.881-416.668-2%6816.881=6263.876kg4 .二次浓缩物料平衡表表

33、3-5二次浓缩工段物料平衡表进料m / kg出料m / kg药液量6816.881损失量136.338浸膏量416.668蒸发量6263.876合计6816.8816816.8815 .2设备工艺计算1 .提取罐：药材的密度为p= 1 125 kg / m3;68%乙醇溶液的密度 化=890 kg / m3所以物料的体积V1 =理组+吧用1 = 6894 L 1125890选取装料系数=0.7设计的体积为V2 = V1 = 6894 = 9849 L可以选用V = 10 000 L的提取罐型号：TQ- 10设备容积m3 : 10夹套直径mm : 2 300排渣门直径mm : 1 000设备重量

34、kg : 3 200外形尺寸mm : 2 200 3850筒体直径mm : 2 200投料们直径mm : 500提取罐高度mm : 3 850泡沫捕集器规格：DN 2002 .双效浓缩器：为节约能源,由于浓缩时的药液量大,因此以蒸发量为依据6263.8765 = 1252.775 kg/ h,由此可知选择蒸发量为 1500kg/ h的设备.型号：ARS-1 000蒸发量kg/h : 1 500冷却水压力MPa : 0.250.3耗气量kg/h 550600蒸汽压力MPa : 0.050.2加热面积m2 : 6.4重量kg ： 1 800第15页,共30页16 = 158.447 kg / h回

35、收酒精kg/h : 150蒸汽压力MPa:小于0.1设备重量kg : 1 100填料形式：不锈钢波纹填料所以物料的体积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：每小时乙醇的蒸发量：2 535.146型号：JS-400蒸发量kg/h : 400回收浓度 : 9095蒸发温度C ： 7090冷却面积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,密度为p= 1 000 kg / m3

36、选取装料系数为=0.8设计的体积为V2 = V1 =工=9012.5 L 0.8分两次注入提取罐,可选用4500 L的乙醇配液罐 类型为PTJ型,其技术参数为：电机功率kw : 3外形尺寸mm : 2 000 1 800 45 .泵：型号：BAW-3-246 .药液贮罐：虑液的质量 6816.881kg,密度为1 180 kg / m3 所以物料的体积 V1 = 6816.881 890= 4783 L选取装料系数为=0.8设计的体积为V2 = VI = 4783 = 5 978 L0.8可选用6 000 L的药液贮罐.型号：ZG-6 000容积L:6 000容器类型：常压外型尺寸mm:1 8

37、00 3 0007 .乙醇贮罐：由于有相当一局部的乙醇需从乙醇回收塔中经精储后注入到乙醇贮罐中第16页,共30页贮存,因此选用5 000L的贮罐.型号：ZG-5 000容积L : 5 000容器类型：常压外型尺寸mm:2 000 2 500 48 .浓缩液贮罐：虑液的质量为1 066.667 kg,密度为1 100 kg / m3所以物料的体积Vi = 1066.667 = 970 L1100选取装料系数为 =0.75设计的体积为V2 = V1 =邺=1 300 L0.75型号：ZG-2 000 L外型尺寸mm:1 500 2 000 49 .提取液贮罐：提取液的质量 6816.881 kg,

38、密度为950kg / m3 所以物料的体积V1 = 6816.881 = 6217 L950选取装料系数为=0.7设计的体积为V2 = V1 =也=8882 L 0.7可选用8 500 L的药液贮罐.型号：ZG-8 000容器类型：常压容积L : 8500外型尺寸mm:2 000 3 600 4表3-6设备一览表序号设备位号设备名称技术规格材料备注1101乙醇配液罐 1 800 X 2 000 X 41Cr18Ni9Ti1第17页,共30页2102多功能提取罐 2 200 X 3 850 X 41Cr18Ni9Ti13103板框过滤器1Cr18Ni9Ti24104泵 480 X 200 X 4

39、1Cr18Ni9Ti15105泡沫捕集器DN2001Cr18Ni9Ti16106冷凝器1Cr18Ni9Ti27107冷却器1Cr18Ni9Ti28108药液贮罐 2 000 X 3 600 X 41Cr18Ni9Ti19109泵 480 X 200 X 41Cr18Ni9Ti110110双效浓缩器 6 800 X 16 00 X 3 5100r18Ni9Ti111111泵 480 X 200 X 41Cr18Ni9Ti112112浓缩液贮罐 1 500 X 2 000 X 41Cr18Ni9Ti113113泵480 >200 >41Cr18Ni9Ti114114水沉加热罐 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药液贮罐 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乙醇贮罐 2 000 X 2 500 X 41Cr18Ni9Ti122125泵 480 X 200 X 41Cr18Ni

41、9Ti13.3热量计算热量衡算的主要依据是能量守恒定律,实际生产中传热设备的热量衡算可由下式 表不：Qi Q2 Q3 Q4 Q5 Qe式中：Qi一物料带入设备的热量,kJ；Q2 一加热剂或冷却剂传给设备或所处理物料的热量,kJ；第18页,共30页Q3一过程热效应,kJ；放热为正,吸热为负Q4 一物料离开设备所带走的热量,kJ；Q5 加热或冷却设备所消耗的热量,kJ；Q6 一设备向环境散失的热量,kJ；Q WCp t式中：W物料质量,kg；Cp一定压比热容,kJ kg-1一1; t温度变化量,C.3.3.1 多功能提取罐热量计算1 .由于厂址选在我国东北,设车间最低温度在 12 C2 .基准温度

42、为0 c3 .设备损失热量为10%的通入蒸汽量即：Q6 = 10%Q24 .加热温度51 C5 .根底数据进料量333.334kg药液量 6816.881kg加醇量 7000.014kg加醇量383.334kg设备质量3 200 kgC 药材=1.5 kJ kg-1 C-1C 药液=2.3kJ kg-1 G-1C 乙醇=2.4 kJ kg-1 C-1C 液渣=1.8 kJ kg-1 G-1C 设备=0.5 kJ kg-1C-16 .具体计算 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由热量衡算求出Q2 ,即QiQ2Q3Q4Q5Q6第19页,共30页Q2 = 1572498.86kJQ6 = 10%Q2=157249.886kJ热量平衡表如卜表 3-7:表3-7多功能提取罐热量平衡表kJkJ药材128703.87乙醇溶液153 600.076通蒸汽1572498.86带出设备热1427152.84设备升温热116 800热损失157249.886总计1 358 567.4791 3

44、58 567.4793.3.2双效浓缩器热量计算1 .由于厂址选在我国东北,设车间最低温度在 12 C2 .基准温度为0 c3 .设备损失热量为10%的通入蒸汽量即：Q6 = 10%Q24 .力口热温度80 C5 .根底数据药液量 6816.881kg 蒸发乙醇量2535.146kg设备质量1 800 kg浸膏量533.334kgC 药液=2.3kJ kg-1G-1C 乙醇=2.4 kJ kg-1 C-1C 设备=0.5 kJ kg-1 C-1C 浸膏=2.5 kJ kg-1 C-16 .具体计算 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由热量衡算求出Q2 ,即Q1Q2Q3Q4Q5 Q6第20页,共30页Q2 = 288465.028kJQ6= 10%Q2=28846.502kJ热量平衡表如下表3-8:表3-8双效浓缩器热量平衡表kJkJ药液188201.116通蒸汽288465.028乙醇蒸发385719.641浸膏带出213 333.4设备升温

46、热61 200热损失28846.502总计486666.1444716666.1443.3.3乙醇回收塔热量计算1 .由于厂址选在我国东北,设车间最低温度在 12 C2 .基准温度为0 c3 .设备损失热量为10%的通入蒸汽量即：Q6 = 10%Q24 .加热温度80 C5 .根底数据水的质量4281.735kg68%乙醇量 7000.014kg设备质量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 设备=0.5 kJ kg-1 C-1C95%乙醇=2.5 kJ kg-1 G -16 .具体计算由可求

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由热量衡算求出Q2 ,即Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6第21页,共30页Q2 = 1100499.5kJQ6 = 10%Q2=110049.95kJ热量平衡表如卜表 3-9:表3-9乙醇回收塔热量平衡表kJkJ65%20

48、2100.403通蒸汽1100499.595%乙醇126499.9水329568.98设备升温热935052.3热损失37400总计1302099.9031302099.903第22页,共30页第5章车间设备布置设计5.1 车间设备布置设计概述5.1.1 车间设备布置设计原那么车间布置设计既要考虑车间内部的生产、辅助生产、治理和生活的协调,又要考 虑车间与厂区供水、供电、供热和治理局部的照应,使之成为一个有机整体.1 .满足GMP的要求(1)设备的设计、选型、安装应符合生产要求,易于清洗、消毒或灭菌,便于生 产操作和维修、保养,并能预防过失或减少污染.(2)与药品直接接触的设备外表应光洁、平整

49、、易清洗或消毒,耐腐蚀,不予药 品发生化学变化或吸附药品,设备所用的润滑剂、冷却剂等不得对药品或容器造成污 染.(3)用于生产和检验的仪器、仪表、量具、衡器等,具适用范围ihe精密度应符合生产和检验要求,有明显的合格标志,并定期校验.(4)生产设备应有明显的状态标志,并定期维修、保养和验证.设备安装、维修、 保养的操作不得影响产品的质量.不合格的设备如有可能应搬出生产区,未搬出应有 明显标志.(5)与设备连接的主要固定管道应标明管内物料名称、流向.(6)储罐和输送管道所用材料应无毒、耐腐蚀.管道的设计和安装应预防死角、 盲管.储罐和管道要规定清洗、灭菌周期.(7)生产、检验设备均应有适用、维修

50、、保养记录,并由专人治理.2 .满足工艺要求(1)必须满足生产工艺要求是设备布置的根本原那么,即车间内部的设备布置尽量与工艺流程一致,并尽可能利用工艺过程使物料自动流送、预防中间体和产品有交叉 往返的现象.一般可将计量设备布置在最高层,主要设备布置在中层,储槽及重型设 备布置在最低层.(2)在操作中相互你们的设备应布置得彼此靠近,并保持必要的间距.(3)设备的布置应可能对称.对相同或相似设备应集中布置,并考虑相互调换使 用的可能性和方便性,以充分发挥设备的潜力.(4)设备布置时必须保证治理方便和平安.关于设备与墙壁之间的距离,设备与第23页,共30页设备之间的距离以及运送设备的通道和人行道的标

51、准都有一定标准,设计时应予遵守.3 .满足建筑要求(1)在不影响工艺流程的原那么下,将较高的设备集中布置,可简化厂房的立体布 置预防由于设备上下悬殊造成建筑体积的浪费.(2)十分笨重的设备或在生产中能产生很大震动的设备,尽可能布置在厂房的地面层,以减少厂房的荷载和震动.(3)设备穿孔必须避开主梁.(4)操作台必须统一考虑,预防平台支柱零乱重复,以节约厂房类建筑物所占用 的面积.(5)厂房出入口,交通道路,楼梯位置都要精心安排,一般厂房大门宽度要比所 通过的设备宽度大0.2 m左右,要比满载的运输设备宽度大 0.61.0 m.4 .满足安装和检修要求(1)由于制药厂的物料腐蚀性大,因此需要经常对

52、设备进行维护、检修和更换, 因此在设备不知是,必须考虑设备的安装、检修和拆卸的可能性及其方式方法.(2)必须考虑设备运入或搬出车间的方法及经过的通道.一般厂房内的大门宽度要比需要通过的设备宽0.2 m左右.(3)设备通过楼层或安装在二层楼以上时,可在楼板上设置安装孔.(4)厂房中要有一定的供设备检修及拆卸用的面积和空间,设备的起吊运输高度,应大于在运输线上的最高设备高度.(5)必须考虑设备的检修、拆卸以及运送物料的起重运输装置, 假设无永久性起重 运输装置,也应考虑安装临时起重运输装置的位置.5 .满足平安和卫生要求(1)要创造良好的采光条件,设备布置是尽可能做到工人背光操作, 高大设备避 免

53、靠窗设置,以免影响采光.(2)对于高温及存在有毒气体的厂房要适当加高建筑物的层高,以利通风散热.(3)在厂房楼板上设置中央通风孔,可增强自然对流通风和解决厂房中央采光不 足的问题8.5.2 车间设备布置方案车间布置采用集中式布置方案,车间进料门开在南墙偏右的位置上,车间出料产 品开在北门,预防交叉传染.工人进出口有两个,有进门和出门两个,预防交叉传染, 进门右侧为自动升降机,方便原料的输入.从车间东南角沿北面墙至西南角,由 18 根柱子组成,楼梯为双向楼梯.第24页,共30页生产车间采用单层敞开式设计,单层楼高 12 m,操作台高6 m,总跨度为30 m, 宽12 m,柱距为6 m,柱网采用6 m X6 m,建筑面积360 m2.厂房顶部设有天窗,以 利于采光和自然通风.药材通过升降机运到操作平台上,药渣用小车运到渣场,废水 通过管路输送到废水处理厂.5.2.1 车间组成整个提取车间共有五个工段,分别是提取工段、浓缩工段、水沉工段、乙醇精储 工段、二次浓缩工段.钢板层有配液罐、提取罐、冷凝器、冷却器,提取液贮罐、乙 醇回收罐、乙醇贮罐、乙醇配液罐和乙醇回收塔集中布置,可以安装防爆系统.提取 罐、贮罐、双效浓缩器、水沉设置在同一平台上,转