【正文】 ) M179。 ⑥冷凝水 (80℃ ) M179。 廣東海洋大學(xué)制藥工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì) 27 由能量守衡 ,列得衡算議程式：∑輸入 =∑輸出 解得加熱蒸汽用量 M（ kg）： ＋ ＋ M179。 ＝ ＋ ＋ M179。 M＝ 實(shí)際蒸汽用量的估算值： M’＝ 179。 ＝ 通過(guò)類(lèi)比可知 ,濃縮約 1 小時(shí)即可把板藍(lán)根提取液濃縮到密度為 179。103kg178。 m3的板藍(lán)根濃縮液 ,則通入加熱蒸汽的速度為： V蒸 =178。 h1 板藍(lán)根醇沉階段衡算 1）物料衡算 藥典規(guī)定濃縮液加入 95%乙醇，使乙醇含量達(dá) 60%，冷藏濾過(guò)。 a）乙醇加入量： 570/()570=855kg b）醇沉液的量： 570＋ 855＝ 1425kg 板藍(lán)根醇沉濾液濃縮階段衡算 濃縮時(shí) ,把醇提取液減壓濃縮成稠膏，在壓力為 ,溫度為 55℃的條件下進(jìn)行濃縮。 加熱蒸汽（ 140℃） 醇沉液（ 25℃） 1425kg 含水 20%板藍(lán)根浸膏 50kg ( 55℃） 醇 855kg（ 55℃） 冷凝水 (55℃ ) 回收水 520kg（ 55℃） 濃縮罐 廣東海洋大學(xué)制藥工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì) 28 圖 44 醇提提取罐衡算系統(tǒng) 1）物料衡算 a）含水 20%板藍(lán)根浸膏： 40/(1－ 20%)=50 kg b）回收水： 530－ 50179。 20%=520kg 表 47 濃縮物料衡算 2）能量衡算 設(shè)濃縮初始溫度為 25℃ ,提取液中固溶物的比熱取板藍(lán)根比熱。查表得乙醇的比熱為 kJ/(kg178。 K) ,25℃水的液體焓為 178。 kg1,55℃水的液體焓為 kJ178。 kg1, a)乙醇的液體焓 (25℃ )： H=Cm T=179。（ 25－ 0） = kJ178。 kg1 b）乙醇的液體焓 (55℃ ): H=Cm T=179。（ 55－ 0） = kJ178。 kg1 c） 95%乙醇的液體焓 (25℃ )： 179。 ＋ 179。 =178。 kg1 物流名稱(chēng) 輸 入（ kg） 輸 出（ kg） 總量 提取液中固溶物 95%乙醇 含水量 總量 提取液中固溶物 95%乙醇 含水量 ① 沉液 1425 40 855 530 ② 藍(lán)根浸膏 50 40 10 ③ 收乙醇 855 855 ④ 收水 520 520 合計(jì) 1425 40 855 530 1425 40 855 530 廣東海洋大學(xué)制藥工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì) 29 d） 95%乙醇的液體焓 (55℃ )： 179。 ＋ 179。 =178。 kg1 表 48 濃縮能量衡算表 物流名稱(chēng) 輸入熱焓 /kg 輸出熱焓 /kg ①醇沉液（ 25℃） 40179。 179。 (25－ 0)＋ 530179。 ＋ 855179。 = ②板藍(lán)根浸膏（ 55℃） 40179。 179。 (55－ 0)＋ 10179。= ③回收乙醇（ 55℃） 855179。 = ④回收水（ 55℃） 520179。 = ⑤ 熱 蒸汽 (110℃ ) M179。 ⑥ 冷凝水 (55℃ ) M179。 由能量守衡 ,列得衡算議程式：∑輸入 =∑輸出 解得加熱蒸汽用量 M（ kg）： ＋ M179。 ＝ ＋ ＋ ＋ M179。 M＝ 實(shí)際蒸汽用量的估算值： M’＝ 179。 ＝ 通過(guò)類(lèi)比可知 ,濃縮 小時(shí)即可把板藍(lán)根提取液濃縮到含水量為 20%的板藍(lán)根浸膏 ,則通入冷凍水的速度為： 178。 h 表 49 提取濃縮工序蒸汽消耗量總表 工序 蒸汽消耗量 廣東海洋大學(xué)制藥工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì) 30 ①第一次水提 ②第二次水提 ③三效濃縮 ④真空減壓濃縮 178。 h1 178。 h 板藍(lán)根壓片階段衡算 以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)混合、制粒與干燥收率 %、壓片收率 %和包衣收率 %為依據(jù) ,對(duì) 500kg 板藍(lán)根藥材制得 50 萬(wàn)片板藍(lán)根片進(jìn)行物料衡算。片重為 片 ,設(shè)包裝收率為 99%。 查資料得板藍(lán)根浸膏：淀粉：糖粉：糊精 =1:2:%（重量百分比）： %（重量百分比），硬脂酸鎂用量為 % 1)含水 20%板藍(lán)根浸膏： 50kg 2)輔料：淀粉 100kg、糖粉 、糊精 、 硬脂酸鎂 輔料總量＝ 100＋ ＋ ＋ ＝ 3)混合、制粒與干燥所得：（ 50＋ ）179。 %= 4)壓片所得：（ 153179。 103/）179。 %=179。 104 片 5)包衣所得： 179。 104 179。 %=179。 104 片 6)包裝所得： 179。 104179。 99%=179。 104 片 廣東海洋大學(xué)制藥工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì) 31 第五章 主要工藝設(shè)備選擇 、依據(jù)和基準(zhǔn) 設(shè)備選型的目的 設(shè)備選型與計(jì)算是工藝流程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。生產(chǎn)工藝流程是否先進(jìn)、工藝設(shè)備能否滿(mǎn)足生產(chǎn)任務(wù)以及設(shè)備的投資等問(wèn)題直接取決于設(shè)備的選型與計(jì)算。因此，選擇適當(dāng)型號(hào)與符合要求的設(shè)備，是完成生產(chǎn)任務(wù)、獲得良好效益的重要前提。 設(shè)備選型的依據(jù) 設(shè)備的選擇是根據(jù)物料衡算、熱量衡算的結(jié)果進(jìn)行的，根據(jù)物料衡算的數(shù)據(jù)可以從《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》上查取并選擇所需的設(shè)備型號(hào)。設(shè)備不同，提供的條件不一樣，對(duì)工程項(xiàng)目的生產(chǎn)能力、作業(yè)的可靠性、產(chǎn)品的成本和質(zhì)量等都有重大的影響。 一般而言，設(shè)備選型包括以下原則： 1)滿(mǎn)足工藝要 求：滿(mǎn)足最大單位產(chǎn)量、適應(yīng)產(chǎn)品品種變化的要求、高效、操作可靠、易于清洗、有合理的檢測(cè)與控制系統(tǒng)； 2)滿(mǎn)足 GMP 中有關(guān)設(shè)備選型、選材的要求； 3)設(shè)備要成熟可靠：設(shè)備的性能參數(shù)應(yīng)符合國(guó)家、行業(yè)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，與國(guó)際先進(jìn)設(shè)備相比具有可比性，與國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品相比具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)； 4)要滿(mǎn)足設(shè)備結(jié)構(gòu)的上的要求：具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度、剛度、耐腐蝕性，易于安裝，易于操作、維護(hù)和檢修； 5)要考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，達(dá)到節(jié)能要求。 因此，選用設(shè)備時(shí)要根據(jù)生產(chǎn)工藝要求和市場(chǎng)供應(yīng)情況，貫徹先進(jìn)可靠、經(jīng)濟(jì)合理、系統(tǒng)最優(yōu)等原則， 按照可行性、維修性、操作性和能源供應(yīng)等要求，進(jìn)行調(diào)查和分析比較，確定設(shè)備的優(yōu)化方案。 廣東海洋大學(xué)制藥工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì) 32 設(shè)備選型的基準(zhǔn) 本提取濃縮流程以連續(xù)性操作為目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以每小時(shí)的工作量為基準(zhǔn) ,以此數(shù)據(jù)查找《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》，對(duì)設(shè)備進(jìn)行選擇。對(duì)于特殊設(shè)備材質(zhì)的選則以生產(chǎn)過(guò)程中的反應(yīng)物料特性為依據(jù)：如在有酸、堿腐蝕的環(huán)境中進(jìn)行的反 應(yīng)，其反應(yīng)罐為耐腐蝕的搪玻璃反應(yīng)罐，與反應(yīng)罐配套的冷凝器便選擇 四氟的冷凝器，受器、貯罐的材質(zhì)則根據(jù)冷凝液的性質(zhì)選擇搪玻璃或不銹鋼的材質(zhì)。 除此以外，根據(jù) GMP 中對(duì)設(shè)備選擇的要求，設(shè)備的設(shè)計(jì)應(yīng)符合 藥品生產(chǎn)及工藝的要求，安全、穩(wěn)定、可靠、易于清洗、消毒或滅菌，便于生產(chǎn)操作和維修保養(yǎng)，并能防止差錯(cuò)和交叉污染。設(shè)備的材質(zhì)應(yīng)該嚴(yán)格控制，其中與藥品接觸的零件均應(yīng)選用無(wú)毒、耐腐蝕，不與藥品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不釋放出微粒或吸附藥品的材質(zhì)。與藥品直接接觸的設(shè)備內(nèi)表面及工作零件表面，盡可能不設(shè)計(jì)有臺(tái)、溝及外露的螺栓連接。表面應(yīng)平整、光滑、無(wú)死角，易于清洗和消毒。設(shè)備不應(yīng)對(duì)裝置之外的環(huán)境構(gòu)成污染。在易燃易爆環(huán)境中的設(shè)備，應(yīng)采用防爆電器并設(shè)有消除靜電及安全保險(xiǎn)裝置。 前處理工序的設(shè)備選型 1）洗藥機(jī)的選取 2800*850*1300 800kg 以一個(gè)小時(shí)處理 500kg 板藍(lán)根來(lái)算的話，選擇靈芝牌的 XY720 清洗機(jī)。該機(jī)采用整體旋轉(zhuǎn)式，并全部采用不銹鋼制成，配有高壓水泵噴淋，水源選用自來(lái)水源，直接水源二用，一次沖洗，采用內(nèi)螺導(dǎo)板推進(jìn)物料，實(shí)行連續(xù)生產(chǎn)，自動(dòng)出料，對(duì)特殊品種，可反復(fù)倒順洗凈。該機(jī)配有 SS 型傳動(dòng)輸送機(jī)，使之上料自動(dòng)、均勻，它取代了傳統(tǒng)手工操作方法，改善了勞動(dòng)強(qiáng)度和場(chǎng)地污染，做到了省時(shí)、省力、功效高、清洗快、質(zhì)量好，具有噪音小、筒體旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定的特點(diǎn)。 2）切藥機(jī)的選取 1900X900X1150 750kg 以一個(gè)小時(shí)切片 500kg 板藍(lán)根來(lái)看的話，選擇切藥機(jī)每小時(shí)處理量 50 到600kg 的 QWJ300DI 本機(jī)集切片機(jī)、切段機(jī)等優(yōu)點(diǎn)于一體的現(xiàn)代先進(jìn)設(shè)備。用戶(hù)可根據(jù)要求切片廣東海洋大學(xué)制藥工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì) 33 厚薄、長(zhǎng)短來(lái)進(jìn)行任意調(diào)節(jié)，并可任意調(diào)節(jié)速度。本機(jī)適用于中藥飲片加工、中藥材料提取前切段加工。適用于根、莖、草、藤、葉類(lèi)食品，水產(chǎn)等行業(yè)的切片、切絲、切段，本機(jī)切制的片型均勻整齊、損耗小、噪音低。符合 2021 版 GMP 要求 3）烘干機(jī) 4460*2200*2290 按班處理 500Kg 來(lái)計(jì)算的話，選擇 400kg 到 600kg/h 的烘干機(jī) RXH54C a） 大部分熱風(fēng)在箱內(nèi)循環(huán)，熱效率高。節(jié)約能源。 b） 利用強(qiáng)制通風(fēng)作用，箱內(nèi)設(shè)有可調(diào)式分風(fēng)板，物料干燥均勻，熱源可采用蒸汽、熱水、電、遠(yuǎn)紅外，選擇廣泛。 c）整機(jī)噪音小，運(yùn)轉(zhuǎn)平衡，溫度自控，安裝維持方便。 4)運(yùn)輸小車(chē)的選取 80*50*35 根據(jù)班產(chǎn)的能力，以及工人工作的協(xié)調(diào)性，所以選擇五臺(tái)運(yùn)輸斗車(chē)。 提取工序的設(shè)備選型 1）提取罐的選取 本設(shè)備內(nèi)筒體材質(zhì)為優(yōu)質(zhì) SUS304/316L，夾套采用全封閉，外筒體 SUS304亞光薄鋼板。 罐內(nèi)配備 CIP 清洗自動(dòng)旋轉(zhuǎn)噴洗球頭，測(cè)溫孔、防爆視燈、視鏡、快開(kāi)式投料口等，確保操作簡(jiǎn)便，符合 2021 GMP 醫(yī)藥標(biāo)準(zhǔn)。具有溶劑分布均勻，出渣方便等特點(diǎn)因而能保證藥品的質(zhì)量，且壽命長(zhǎng)，該設(shè)備具有以下特點(diǎn)： a)提取過(guò)程僅加 1 次溶劑 ,在一套密封設(shè)備內(nèi)循環(huán)使用 ,藥渣中的溶劑均能回收出來(lái) ,故溶劑用量比多功能提取罐少 30%以上 ,消耗率可降低 5070%,更適于有機(jī)溶劑提取、提純中藥材中有效成分。 b)由于濃縮的二次蒸氣作提取的熱源 ,抽入濃縮器的浸出液與濃縮的溫度相同 ,可節(jié)約 50%以上的蒸氣。 c)設(shè)備占地小 ,節(jié)約能 源與溶劑 ,故投資少 ,成本低。 由于物料衡算得出第一次總提取液 5392L，考慮到罐內(nèi)要留有一定的空隙 ,一般取裝料系數(shù) ,則提取罐內(nèi)的實(shí)際體積為 5329L247。 =7700L。查詢(xún)資料得每個(gè)罐的進(jìn)料時(shí)間 40min、加熱時(shí)間 20min,兩次提取煎煮時(shí)間共 105min 和工人工作強(qiáng)度的協(xié)調(diào)，加上一次性提取所需提取罐的體積和占地面積過(guò)大，所以經(jīng)過(guò)廣東海洋大學(xué)制藥工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì) 34 價(jià)格和性能比較，設(shè)計(jì)兩個(gè)提取罐進(jìn)行提取，則每個(gè)罐所需體積＞ 7700247。 2=3850L，故選擇兩個(gè) 4000L 的 TQ4000 提取罐。 以 80℃進(jìn)水，省去加熱時(shí)間，而后進(jìn)行第一次 提取 1h。這一罐進(jìn)入煎煮狀態(tài)后，工人就換另一罐進(jìn)行煎煮提取。這樣在兩罐中輪流操作，充分利用好工人的工作時(shí)間 2）熱水儲(chǔ)罐的選擇 由于第二次提取比第一次提取所需的水要少，所以以第一次提取為計(jì)算對(duì)象。查詢(xún)手冊(cè)得最佳流速為 2m/s,據(jù)柏努 利方程計(jì)算得：所需的位差為 ，取摩擦校正系數(shù) ，則需要位差為 =，所以熱水儲(chǔ)罐出水口要比藥材進(jìn)水口高 以上。根據(jù)物料衡算得所需 80 ℃ 總 水 量 的 質(zhì) 量 為4310+4310+=，查詢(xún)手冊(cè)得 80℃水的密度為 ,則所需容積為 247。 X 1000=9571L，所以選擇一個(gè) 10000L 的熱水儲(chǔ)罐 3）板式換熱器 由物料衡算得，需冷卻的 100℃水質(zhì)量為 ,100℃水的密度為,計(jì)算得 8299L，前面用時(shí)粗略估計(jì)為 5個(gè)小時(shí)，如果按一班時(shí)間算的話，除去工人操作休息時(shí)間，則剩下 為冷卻時(shí)間，則總的熱量傳遞為 x 75℃ x =^6kJ, 而每個(gè)小時(shí)需冷卻約 4000L，所以通過(guò)詢(xún)問(wèn)得知選擇板式換熱器 ，該設(shè)備具有以下特點(diǎn) : a）占地面積?。喊迨綋Q熱器結(jié)構(gòu)緊湊，單位體積內(nèi)的換熱面積為 管殼式換熱器 的 2~5 倍，在實(shí)現(xiàn)相同的換熱任務(wù) 時(shí)，其占地面積約為 管殼式換熱器 的1/5~1/10。 b）重量輕、價(jià)格低： 板式換熱器 的板片厚度僅為 ~，在相同換熱任務(wù)的情況下，其所需的換熱面積比 管殼式換熱器 的小，重量?jī)H為管殼式換熱器的 1/5 左右。 c）末端溫差?。簩?duì)于水一水換熱最低末端溫差可以低于 1℃，對(duì)于回收低溫位的熱能是很有利的。 d）污垢系數(shù)低： 板式換熱器 的污垢系數(shù)小，其原因是流體的劇烈紊流，雜質(zhì)不易沉淀；板間通道的通道死區(qū)??；不銹鋼制造的換熱面光滑，腐蝕附著物少。 e）清洗方便：把 板式換熱器 的夾緊螺栓卸下后，即可松開(kāi)板束，卸下板片廣東海洋大學(xué)制藥工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì) 35 進(jìn)行機(jī)械清洗，非常方便維護(hù) 4)藥液儲(chǔ)罐的選擇 假如提取液傳輸過(guò)程沒(méi)有損耗，由于 500Kg 分兩次提取，衡算后得：每罐所需的體積：第一次提取 3642kg247。 =3693L，第二次提取 4320247。 =4381L，考慮到液體和固體殘留在罐內(nèi)，所以選擇一個(gè) 9000L 藥液罐 5）