制药设备与工程设计提取

第一部分设计任务某药厂拟建提取能力为8000吨/年的中药提取综合车间，年工作日300天，三班生产，日有效工作时间20小时。第二部分生产工艺选择及流程设计一、中药材前解决中药材经净选、清洗后，一部分经破碎后去提取区域提取，一部分清洗后药材去润药、切药、干燥、粗碎后去提取区域。另有一部分经粗碎后的净药材去醋制、或蒸煮、或炒制、或煅制、或灭菌后去寄存间，尚有一部分经粗碎后的净药材通过粉碎合格后去灭菌、混合、包装成成品待用。二、中药材水提前解决合格的中药材，通过动态水提或是静态水提后固液分离，提取液去浓缩，部分浓缩液去喷雾干燥成浸膏粉，或去喷雾制粒成干颗粒，一部分浓缩液去收膏后入冷库贮存待用。另一部分浓缩液去醇沉，醇浓后得浓缩液待用。三、醇提前解决合格后中药材，经醇提后，固液分离，提取液经浓缩得浸膏，一部分浸膏去喷雾干燥得浸膏粉，包装后待用。另一部分浸膏去喷雾制粒得干颗粒，整粒后称量、包装待用。中药提取车间制备流浸膏、浸膏、干膏或干粉的生产工序及其干净度规定为：由流浸膏、浸膏制干膏、干粉、粉碎过筛、包装等工序划为干净区，其级别为30万级，中药提取液浓缩以前为普通区域。四、工艺方框流程图：图12.1中药材前解决工艺方框流程图图12.2中药材水提工艺方框流程图图12.3中药材醇提工艺方框流程图五、工艺流程图见图12.4。图12.4逆流罐组水提岗位工艺管道及仪表流程图图12.4逆流罐组水提岗位工艺管道及仪表流程图第三部分物料衡算和能量衡算一、物料衡算根据某产品每批生产胶囊20万粒所需前解决及提取药材量及设计产量，可计算出单个产品的所需前解决及提取药材量。见表12.1：表12.120万粒胶囊前解决及提取药材量及设计产量表序号药材解决方式现有产量设计产量20万粒/批药材消耗量(kg/批)5450万粒/年药材消耗量(吨/年)1净选313.1485.342煅制12.83.4883醋制25.66.9764清洗238.8465.095切制217.959.386炒制38.410.4647粉碎82.54(60目)22.4938干燥313.1485.3349灭菌及粉碎82.5422.49310水提25068.128汇总每个产品消耗的药材量可得到总的药材年消耗量，并据此进行设备选型计算。二、能量衡算以计算双效浓缩器冷却水耗量为例。已知双效真空浓缩器的蒸发能力为1000kg水/h，二效蒸发温度为60℃，二效蒸发能力为500kg水/h，列管式冷凝器采用循环水冷却，循环水进口温度t1=25℃，出口温度t2=35℃，换热介质逆流流动的有效平均温差：△tm=29.7，列管式冷凝器的传热系数K取值2093.5kJ/m2·h·℃，60℃60℃时蒸发500kg水所需热量Q1=500×2353.93=1176965k所需冷却水带走的热量Q2=C·m·Δt∵Q1=Q2故1176965=4.187·m·（35-25）冷却水耗量：m=28.11m3计算所需换热面积A∵KAΔtm=Q1A=Q1/kΔtm=1176965/2093.5·29.7=18.9m取冷却水流速为2m/s，计算冷却水管口直径d28.11=(π/4)d2μd==70.5mm圆整取d=70mm根据计算所得的换热面积及冷却水管口直径可用来校核所选用的双效真空浓缩器中列管式冷凝器的冷凝面积及冷却水管径与否满足规定。第四部分设备选择一、重要工艺设备选型原则根据中成药生产的特点，结合国内现有公司的生产经验，以确保产品质量为前提，选用运行可靠、高效、节能、操作维修方便，符合GMP规定的设备，与药液直接接触的设备材质采用不锈钢。二、重要工艺设备选型计算(一)动态提取罐选用3m3罐二台，按提取能力配套一条动态提取生产线。每批投料300kg则年产量可达300×20/2×300=900(t/年)(二)6m3每批投料600kg，每班投料1.2批，年设计总产量为8000t。则所需提取罐台数：(8000-900)/300×1.2×3×0.6≈10.96(台)故需选用11台6m3(三)浓缩设备根据厂方生产工艺资料计算每日提取液量为355t/日，浓缩液量约为10t/日，药渣量为28.4t/日，须蒸发水量约为316.6t/日，有效工作时间为20h/日，则316.6/20=15.83t/h，选用蒸发水量为2t/h的三效浓缩器。所需台数为：15.38/2=7.92台，故共需8台2t/h的三效浓缩器。(四)喷雾制粒机利旧原有一台PGL80A型设备，其蒸发量为80kg/h，经核算能满足扩产后的生产能力。(五)喷雾干燥机经估算预计每年有2650t的中药材经水提得到的浸膏将去进行喷雾干燥，每日约有6.5t的浸膏，日有效工作20h，设浸膏干粉量为浸膏的1/10，则须蒸发水量为：6.5-0.65=5.85t/日，拟选用蒸发量为100kg/h的喷雾干燥机，则所需台数为：5.85/(20×0.1)≈2.9，故取3台可满足生产。(六)药材清洗机每年需清洗的中药材量约为5800t/年，每日清洗量为5800/300≈19.3t/日，前解决每日两班，总有效清洗时间为9h/日，则每小时须清洗药材量为2.14t/h，因原有两台洗药机，总产量为1.2t/h，故另选一台产量为1200～1500kg/h的洗药机可满足生产。(七)药材干燥机设清洗后药材有25%需干燥，即有5500×0.25=1450t/年药材需干燥，每日干燥量为1450/300≈4.83t/日，选一台KW-2-10带式干燥机，干燥能力为120-300kg/h，取其产量为230kg/h，日有效工作时间13h，则其日产量为230×13=2990kg/日=2.99t/日，其它待干燥药材采用CT-C-Ⅱ型烘箱，其干燥能力为200kg/批，每班干燥一批，则每日每台该设备的干燥能力为400kg，所需台数为：(4.83-2.99)/0.4=4.6(台)，故选用5台可满足生产。(八)破碎机需破碎药材总量为5289t/年，日破碎量：5289/300≈17.63t/日，每日两班，班有效工作时间6.5h，则小时产量为：17.63/2×6.5≈1.63t/h，拟选用S360型破碎机，每台产量为300-500kg/h，所需台数：1.36/0.4=3.4(台)，故选4台可满足生产。(九)灭菌柜每年需灭菌药粉量为507t/年，每日须灭菌量为507/300≈1.69t/日。拟选用YFQ-WF-22型灭菌柜，其产量为200—250kg/批，设每日可灭菌4批，每批灭菌量取220kg/批，则所需设备台数：1.69/4×0.22≈1.92台，故取2台满足生产。另外需灭菌药材量为507t/年，故也需选2台该设备累计4台。

重要设备一览表序号设备名称规格型号数量生产能力产地备注1洗药机XY9001台400—800kg/h常熟利旧2洗药机1台800—1000kg/h长春利旧3洗药机1台1200—1500kg/h常熟利旧4剁刀式切药机D74-31台70—150kg/h天津利旧5破碎机S360型4台300—500kg/h桂林利旧3台6转盘式切药机ZQY380型1台60—500kg/h常熟外购7电热炒药机CY-504台50kg/h常熟外购8柴田式粉碎机ZKF-33套40—400kg/h烟台利旧9靶式气流粉碎机QBN4501套10—100kg/h上海外购10灭菌柜YFQ-WF-224台200—250kg/h武汉利旧2台11微波灭菌机FWSM2-21台0上海外购12万能粉碎机3552台300—400kg/h外购13带式干燥机DW-2-101台120—300kg/h江苏外购14烘箱CT-C-Ⅱ5台200kg/次江苏外购15动态提取生产线ZST-3001套300kg/次上海外购16蝶片式离心机DBP400/20-22-308台5m3南京外购17提取罐6m7台600kg/批温州外购18罐组式逆流提取2套每套2台6m3天津外购其中一套醇提19三效浓缩器DJZ3-8套kg/h(清水)温州利旧3套20喷雾制粒机PGL80A1台80kg/h重庆利旧21喷雾干燥机QZ1003台100kg/h(蒸发量)利旧1台22渗漉罐1台6m天津23醇沉罐CD-30007台天津24乙醇回收装置JH8001套600kg/h江苏外购25药材上料系统1套哈尔滨定制26出渣系统(含压渣)1套哈尔滨定制第五部分车间平面布置本车间为四层建筑，车间长79.8m，宽69.9m，呈现“凹”型，由提取部分、前解决部分及联楼构成，车间的一侧为中药仓库，在满足总图布局规定的状况下，可将该中药提取综合车间与中药材仓库用连廊连接，方便药材运输。整个车间布局根据提取方式的不同，在提取部分的一端设立了合用于醇提，渗漉、醇沉、乙醇回收等工序的防爆区，用防爆门斗与非防爆区域隔开。按工艺流程自上而下合理分布，提取部分将提取投料及提取净药材寄存区设立在四楼，采用水平运输的药材上料系统，辅以少量人工操作，完毕中药材的投料，实现投料半自动化，大大减少了工人的劳动强度，改善工作环境。提取罐布置在三层，吊装在操作台上，出渣设立在二层，由带轨道的运渣小车，将各提取罐药渣运至吊装在二层楼面的药渣斗内，将运渣货车开至药渣罐放料口下，药渣从药渣罐直接排到运渣货车内运走。为适应公司的发展需要，在提取部分还预留了部分水提区域以及二氧化碳超临界提取区域。前解决部分，中药材经货梯运至四层药材库，在四层进行药材挑选、清洗、切制、破碎、干燥、粗碎、醋制、蒸煮等工序，解决合格后净药材一部分去提取车间投料，一部分去三层净药材寄存，部分净药材从三层运至一层进行粉碎投料及药材灭菌工序，灭菌后药材在30万级干净区内进行混合、称量、包装、待检后，经气闸到灭菌后药材寄存区寄存。为满足某些特殊及贵重药材的前解决规定，在三层设立了贵细药材解决区与普通药材分开炮制，以利于管理。一层布置药材粉碎，及粉碎后药粉灭菌，灭菌后药粉在30万级干净区内进行混合、称量、包装、待检，经气闸后到灭菌后药材寄存。联楼部分也分为四层，一层布置门厅、更衣、淋浴等设施，以及喷雾干燥的收粉，喷雾制粒的颗粒出料，提取浓缩液收膏，浸膏粉的混合、称量、包装等，这些区域为30万级干净区，以满足GMP的规定。二层布置喷雾干燥塔、喷雾制粒机、浓缩液贮罐区，以及空调、控制室、办公室、操作间、工衣清洗等辅助设施，三层布置提取液浓缩、配电、操作