(完整版)年处理100t中药车间设计

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
*名：***
学号： ******** 指导教师：**
设计时间：2014年9月1日—— 9月26日
目录
一．设计任务书 (1)
二．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)
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)
3.2.3醇沉一步的物料衡算 (7)
3.2.4喷雾干燥步的物料衡算 (7)
3.3物料衡算总结 (8)
四．能量衡算 (9)
4.1中药提取工段能量衡算 (9)
Q的计算 (10)
4.1.1
2
W的计算 (11)
4.1.2提取加热蒸汽用量
蒸
W的计算 (11)
4.1.3提取冷凝水用量
c
4.2中药浓缩工段能量衡算 (11)
4.2.1进料比的计算 (12)
D的计算 (13)
4.2.2浓缩加热蒸汽用量
蒸
M的计算 (14)
4.2.3浓缩冷凝水用量
c
4.3回收乙醇的热量衡算 (14)
4.4能量衡算总结 (15)
五．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)
六．三废处理 (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)
七．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)
八．附图 (26)
九．参考资料 (27)
十．设计感想 (28)
十一．设计说明书评定 (29)
十二．答辩过程评定 (29)
- 1 -
二．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。

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。

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。

2.2.1中药的前处理工艺
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
- 2 -
- 3 -
2.3.2工艺流程说明
○1.前处理工艺包括中药材挑选，洗药，切制，炮制，烘干，粉碎等工艺，目的是为了使中药材中的杂质变少，方便后处理；
○2.提取工艺为水提煎煮法，并运用的是单级提取工艺，提取后去药渣；
○3.提取液采用双效浓缩；
○4.采用醇沉方法，去除浓缩液中的杂质沉淀；
○5.回收乙醇工艺过程注意防爆；
○6.喷雾干燥采用连续式及并流式干燥，注意粉尘问题；
○7.收粉过程需在D级洁净区进行，采用塑料袋简易内包，纸盒简易外包。

2.4生产制度
操作时间和批次确定生产制度：
提取车间：年工作日250天，一天一班制，每班8小时。

提取阶段：间歇式生产，一天一批，每批6小时，其余2小时为前处理阶段，工人清洗机器阶段时间等。

- 4 -
- 5 -
中药有效成分为20%，日投料400kg/批 三．物料衡算
3.1前处理车间的物料衡算
前处理车间，我们经过了中药材的挑选，清洗，烘干，粉碎和过筛，中药每天需要前处理的量为：
d /t 4.0d
250t
100m ==
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：
t 396.0%8.0-1×t 4.0m ==）（
3.2提取车间的物料衡算
○1.药材：水10:1= 浓缩后含水量达%30 乙醇：浓缩液1:2=（体积比）
○2.水提过程提取率为%50 浓缩液密度为3cm /g 22.1 混合后药液密度3cm /g 10.1=混ρ ○3.水溶性的物质占整个药 有效成份损失率为%5 原醇%)90(密度3cm /g 807.0=原ρ
物比例为%60 有效成份损失率为%5
○1.回收乙醇（%80）3
cm /g 8345.0=回收ρ 干燥损失率%5
○2.浸膏密度3cm /g 25.1=浸ρ
图3-1
水提
浓缩 醇沉
回收
浸膏 喷雾干燥
粉末
- 6 -
- 7 -
四．能量衡算
4.1中药提取工段热量衡算
根据能量守恒：654321Q Q Q Q Q Q ++=++ （4-1） 1Q ：物料带入设备的能量kJ
2Q ：加热剂或冷却剂传给设备所处理的物料的热量kJ 3Q ：过程热效应kJ
4Q ：物料离开设备所带走的热量kJ 5Q ：加热或冷却设备所消耗的热量kJ 6Q ：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蒸W ，以及药液沸腾蒸发回流所需冷凝水的量c W 。

因为中药提取过程中无化学反应，仅发生物理变化，故0Q 3= 。

○1.加热蒸汽用量蒸W :MPa 475.0P = kg /kJ 3.2119r 1= ○2.回流冷凝水的量c W ：
）（℃45t ℃25t T 21===∆ ℃35T = ）（℃kg /kJ 174.4C 4p ⋅=
○3.
2t t 1
0+：）（水℃kg /kJ 195.4C p ⋅= ）（中药
℃kg /kJ 5.1C p ⋅= 2
t t 20+：)℃kg /(kJ 17.4C C p p ⋅==中药水
○4.95℃下水蒸气汽化潜热: kg /kJ 9.2270r =汽
水提
因为整个工艺均有能量损失，约为%5，因此为保证能量补给足够，均放大%5计算。

4.1.12Q 的计算
设基准温度0t 0=，物料进料温度℃25t 1=，出料温度℃95t 2= 查资料得10t t —之间的平均温度下的定压比热容： 中药的比热容)℃kg /(kJ 5.1C 1p ⋅= 水的比热容)℃kg /(kJ 195.4C 2p ⋅= 按公式（4-2）计算1Q :
105%×]t -t C W t -t C W [Q 01p 201p 112
1）（）（+= (4-2) 105%×]0-25×4.195×40000)-(25×1.5×400[）（+= 批/kJ 456225=
查资料得20t t —之间平均温度下的定压比热容：由于提取液浓度很稀接近于水，则比热容近似为水的比热容：)℃kg /(kJ 17.4C 3p ⋅=，)℃kg /(kJ 17.4C C 34p p ⋅==， 95℃下的水蒸气的汽化潜热：kg /kJ 9 .2270r =
则按公式（4-3）计算Q 4:
105%×]r W t -t C W t -t C W t -t C W [Q 602p 302p 502p 143
41+++=）（）（）（
（4-3）
105%
×]2270.9×100095×4.17×372095×4.17×28095×1.5×400[+++=
kJ
4108125=
根据经验，中药提取工艺计算（）一般为（）的%10，即：
10%×Q Q Q Q Q 65465）（++=
+ （4-4） 批J/456458.33k 4108125×9
.01
.0Q ×9.01.0Q Q 465===
+ 由公式（4-1）得：
少。

针对各种废渣的成分不同，处理方法可分为综合利用法、焚烧法、填土法、抛海法等多种方法。

提取车间产生的废渣主要来源是从中药饮片中提取有效成分后剩余的残渣。

因为残留物一般没有毒性，且易于降解。

在设计中可以采取综合利用法、焚烧法或者填土法销毁。

焚烧法所产生的废气可采用上述废气处理办法处理，但成本较高。

填土法对土地需求较大，不太符合批量生产要求。

因此，在本设计中选择综合利用法，将废渣采用类似于沼气池发酵的方法进行生物降解。

所得沼气可以用做燃料，废液可以作为有机肥料使用。

废渣沼气池发酵有机肥料处理。

7.3设备与管道的布置
设备布置的任务是决定工艺设备的空间位置；决定设备的露天与否；决定车间生产部分的通道；确定管道、电器仪表管线及采暖通风管道的走向与位置。

这些也是确定车间生产部分建筑物平面具体尺寸的基本数据。

工艺设备的布置应满足生产工艺、建筑、安装检修和安全卫生等要求，使之便于操作和安装维修，经济合理，节约投资，美观整齐。

八．附图
九．参考资料
【1】《中药分析学》魏璐雪主编上海科学技术出版社 1997
【2】《药物制剂工程技术与设备（第二版）》张洪斌汤清郑鹏武编化学工业出版社 2009
十一．设计说明书评定。