年处理t中药车间设计

.回收乙醇（ ） 干燥损失率
.浸膏密度
图3-1
采用水提醇沉法的工艺流程，中药材年处理量为100吨，年工作日为250天，每天生产一批，每批生产6小时。
则每天处理量：
前处理所得量为396.8kg/批，损失忽略不计，按照400kg/批计算：
以每批物料为基准进行工艺计算，设放出药渣为 ，忽略提取工段过程中的物料损失，则：
：过程热效应kJ
：物料离开设备所带走的热量kJ
：加热或冷却设备所消耗的热量kJ
：设备内环境散失的热量kJ
中药的提取工段过程中，需要计算出加热水蒸气的用量 ，以及药液沸腾蒸发回流所需冷凝水的量 。
因为中药提取过程中无化学反应，仅发生物理变化，故 。
.加热蒸汽用量 :
.回流冷凝水的量 ：
.
：
：
.95℃下水蒸气汽化潜热:
2.2工艺简介
本次设计为年处理100吨中药材，工艺流程大致分为前处理，水煎煮提取，蒸发水浓缩，浓缩液加乙醇醇沉，再次浓缩回收乙醇，浸膏喷雾干燥，所得粉末进行简单包装等。
1.中药的挑选：
a.非药用部分的去除；
b.杂质的去除。
2.清洗：除去黏附在药材表面的杂质。
3.烘干：中药在60℃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的条件，且增加了药材的韧性。这给药材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。
每批处理量：
每批所加水的量：
每批所得提取液的量：
则根据质量守恒定律得：
(3-1)
假设提取罐中液体沸腾蒸发回流的量为总加水量的 ，则提取罐中液体回流量：
设提取液过程的损失率为 ，则所得提取液的重量： ，
浓缩后的药液重量计算：设中药有效成分为 ，浓缩后含水量为 ，损失率为 ，则：
密度为:
因此蒸发水的重量： 。
物料出料温度℃
75
kg
538.06
冷水进料温度℃
25
冷水出料温度℃
75
kg
10.14
五．主要设备选型及说明
设备的设计和选型应根据工艺需要二进行。选用投资少，能耗低，收得率高，操作灵便，安全可靠和外形美观的设备，以便于用更低的成本生产更优质的产品。其次，设备的选择需要满足GMP中关于设备选型，材料的选择的要求。
浓缩压力为 ，设定物料出料温度 ，由于提取液浓度很稀接近于水，0~25℃物料平均温度下的比热容近似于水的比热容：
其中： (4-7)
浓缩液浓度很稀接近于水，0~75℃物料的平均温度下的定压比热容近似于水的比热容： ，75℃时蒸汽的汽化热：
所以：
（4-8）
（4-9）
根据经验：
则： (4-10)
数据代入（4-10）得：
设计内容和要求：
1.确定工艺流程及洁净区域划分；
2.物料衡算及设备选型；
3.绘制生产工艺流程图；
4.按GMP规范要求设计车间的工艺平面布置图；
5.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、工艺流程及净化区域划分说明、物料衡算、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；
3.2.3醇沉一步的物料衡算
蒸出水后的浓缩液密度： ，体积： 。
设加入原醇的体积：浓缩液=2:1
则加入原醇（ ）的体积：
因为醇沉过程含有少量沉淀，故设损失率为5%，所以原醇和浓缩液混合后的重量：
设混合后的密度： ，则混合后的体积：
接下来回收乙醇，最终需要得到中药浸膏，回收乙醇的浓度预计达到80%，中药浸膏的密度一般要求达到 以上，则根据质量守恒定律：
以一批为基准，忽略操作过程物料损失，物料以平行的方式进料，设进料比为 ，第一效蒸发量为 ，第二效蒸发量为 ，则：
,
推出: ,
同理可推出：第一效进料量: ,浓缩液出量：
第二效进料量： ，浓缩液出量：
对第二效进行热量衡算（第二效加热蒸汽为第一效产生的热量，过程中无热量补给）：
本操作属于纯物理操作，故 ，设基准温度 ，物料进料温 ，
得：
4.3回收乙醇的热量衡算
.
：
：
.
：
：
假设物料温度由 升高到 ，因为中药：乙醇 ，所以此时中药的浓度近似等于乙醇的浓度，即： ，则此温度 对应乙醇的比热容分别为： 则：
所以：
设水蒸气进口温度为100℃，出口温度为80℃，对应的水蒸气的比热容分别为： 则：
所以需要水蒸气：
冷却阶段：水：
乙醇：
所以需要冷却水：
各省市医药、中药、生物医药“十二五”规划显示，大部分省市预计其中药产业增长率在20%-25%之间，部分省市预计在30%以上，少部分省市低于15%。在几大中药重点省市的规划预测中，中药行业的增长率均在20%以上，其中山东省年均增长率或达30%以上，四川、江西分别在25%、23%左右。预测，“十二五”期间中药工业将保持年均12%以上速度的增长，到2015年总产值超过5590亿，但综合各省市的具体规划，预计我国中药行业整体增速高于中医药事业展“十二五”规划的预测，年增长率或可达20%以上，到2015年中药行业工业总产值或将达到7000亿左右。
平均温度下 的定压比热容为： ，则提取罐中的药液沸腾蒸发回流所产生的热量等于冷凝水吸收的热量：
（4-6）
由（4-6）得：
4.2中药浓缩工段能量衡算
蒸发浓的依据是利用溶剂具有挥发性而溶质不挥发的特性使两者实现分离。
.加热蒸汽用量 ：
.回流冷凝水用量 ：
.
：
：
.75℃下水蒸气汽化潜热：
4.2.1进料比的计算
采购原材料时，挑选的杂物少，损耗少，忽略不计。
粉碎是中药前处理的损耗来源，设定损耗按原材料的 ，则每天需要前处理所得的量：
3.2提取车间的物料衡算
.药材：水 浓缩后含水量达 乙醇：浓缩液 （体积比）
.水提过程提取率为 浓缩液密度为 混合后药液密度
.水溶性的物质占整个药有效成份损失率为 原醇 密度
物比例为 有效成份损失率为
的计算11
的计算11
4.2中药浓缩工段能量衡算11
4.2.1进料比的计算12
4.2.2浓缩加热蒸汽用量 的计算13
4.2.3浓缩冷凝水用量 的计算14
4.3回收乙醇的热量衡算14
4.4能量衡算总结15
5．主要设备选型及说明17
5.1主要生产设备及型号17
5.2主要设备一览表20
5.3辅助设备说明21
6．三废处理22
6.1废水的处理22
6.2废气的处理22
6.3废渣的处理和利用22
7．车间平面布置和管道设计说明24
7.1车间组成24
7.2中药提取车间的布置24
7.3设备与管道的布置25
8．附图26
9．参考资料27
10．设计感想28
11．设计说明书评定29
12．答辩过程评定29
一.设计任务书
设计题目：年处理100吨中药材提取生产车间设计
江西科技师范大学药学院
课程设计说明书
专 业：制药工程
班 级：制药工程1班
姓 名：杨德志
学 号：
指导教师：程丹
设计时间：2014年9月1日——9月26日
1．设计任务书1
2．工艺概述2
2.1前言2
2.2工艺简介2
2.2.1中药的前处理工艺2
2.2.2中药提取工艺的选择3
2.3工艺流程3
2.3.1中药的提取流程框图3
5.1主要生产设备及型号
①提取罐
多功能提取罐汇集各种通用提取设备之优点，解决了提取工艺繁琐，蒸汽外溢，出渣困难等问题，能做到一次投料一机多能，即能按照工艺要求同机完成蒸馏，水提，渗滤，溶媒回收，加压，减压回流和强制循环提取等。
提取罐有机械出渣和气压出渣型号，对长茎叶类草药选用气压出渣较为顺利，但污染及噪音较机械出渣大。该设备的主要优点为：一，提取时间短，效率高并较完全；二，应用范围较广，一机多用，无论水提、醇提，回收溶媒均可应用；三，采用气压自动排渣及气压自动开启授料口，操作方便，劳动强度低；四，可用控制台控制各项操作，便于中药厂实现自动化，机械化。提取完毕，药渣的出走方式较多，可用轻轨槽车，电动翻斗车，滴灌排渣等。 一班情况下，多功能提取罐的罐内操作压力为0.15 MPa, 夹层压力为0.3 MPa ,属于压力容器，在使用前要检查安全阀，压力表，减压阀等附件是否有效。
2.工艺流程图一张；
3.工艺平面布置图一套（1:100）。
2．工艺概述
2.1前言
国内药品的现实消费市场是城市居民，农村是巨大的潜在市场，医药市场容量还将进一步扩大。中药包括中成药、中药材、中药饮片，其中中成药是最重要的组成部分。据《2013-2017年中国中药行业深度调研与投资战略规划分析报告》数据统计，我国有80%以上的城市居民自行购买过中成药。巨大的需求为国内中药行业的进一步发展提供了巨大的空间。
得：
第一效进料量：
第二效进料量：
第一效蒸发量：
第二效蒸发量：
第一效浓缩量：
第二效浓缩量：
4.2.2浓缩加热蒸汽用量 的计算
提取加热用蒸汽在 下，汽化潜热 ，
第一效能量衡算式：
所以：
4.2.3浓缩冷凝用水量 的计算
平均温度下 的定压比热容为 ，则双效浓缩中蒸出水所产生的热量等于冷凝水吸收的热量：
(4-11)
因为
取水的密度为： ，则提取前实际体积为：
设提取罐的装填系数为0.7，则 ，所以选用型号为TQ-3200即容积为 的提取罐2台比较合理。
2.3.2工艺流程说明4
2.4生产制度4
三．物料衡算5
3.1前处理车间的物料衡算5
3.2提取车间的物料衡算5
3.2.1提取工段的物料衡算6
3.2.2中药浓缩工段物料衡算6