年处理t中药车间设计.docx
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年处理t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
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
一．设计任务书
二．工艺概述2
前言2
工艺简介2
中药的前处理工艺2
中药提取工艺的选择3
工艺流程3
中药的提取流程框图3
工艺流程说明4
生产制度4
三．物料衡算
前处理车间的物料衡算5
提取车间的物料衡算5
提取工段的物料衡算6
中药浓缩工段物料衡算6
醇沉一步的物料衡算7
喷雾干燥步的物料衡算7
物料衡算总结8
四．能量衡算9
中药提取工段能量衡算9
Q2的计算10
W蒸的计算11
Wc的计算11
中药浓缩工段能量衡算11
进料比的计算12
浓缩加热蒸汽用量D蒸的计算13
浓缩冷凝水用量Mc的计算14
回收乙醇的热量衡算14
能量衡算总结15
五．主要设备选型及说明.
主要生产设备及型号17
主要设备一览表20
辅助设备说明21
六．三废处理
废水的处理22
废气的处理22
废渣的处理和利用22
七．车间平面布置和管道设计说明
车间组成24
中药提取车间的布置24
设备与管道的布置25
17
22
24
26
八．附图
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
.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
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；
2.工艺流程图一张；
3.工艺平面布置图一套（1:
100）。
二.工艺概述
刖言
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%^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%-253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%^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流右。
预测，“十二五”期间中药工业将保持年均12%^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
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°C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。
4.粉碎及过筛：
中药粉碎后过24目筛，目的是：
a.增加药物的表面积，促进药物的溶解与吸收，提高生物利用度;b•便于调剂与服用；
c.加速药材中有效成分的浸出或溶出;
d.为制备多种剂型奠定基础
材的传统提取方法包括水煎煮法、浸渍法、渗漉法、改良明胶法、回流法、溶剂提取法、水蒸气蒸馏法和升华法等。
其中水煎煮法是最常用的方法。
因此本设计采取水煎煮法作为本次中药提取法。
工艺流程
双效浓缩
药渣
醇沉
回收乙
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；
3.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；
®.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；
®.回收乙醇工艺过程注意防爆；
⑨.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
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。
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:
②.浸膏密度浸1.25g/cm
中药有效成分为20%日投料400kg/批
图3-1V
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。
粉末
则每天处理量：
前处理所得量为批，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W4，忽略提取工段过程中的物料损失，则:
每批处理量：
W1^400400kg
1
每批所加水的量：
W2400X104000kg
每批所得提取液的量：
FW3400X50%X60%X（400-280）3720kg
则根据质量守恒定律得：
W1W2W3W4（3-1）
假设提取罐中液体沸腾蒸发回流的量为总加水量的1，则提取罐中液体回流量:
4
设提取液过程的损失率为5%，则所得提取液的重量：
3720刈5%3534kg
浓缩后的药液重量计算：
设中药有效成分为20%，浓缩后含水量为30%，损失率为
5%，则:
因此蒸发水的重量：
M3534108.53425.5kg。
醇沉一步的物料衡算
蒸出水后的浓缩液密度：
浓1.22g/cm3，体积：
V浓巴浓10850.088m3
浓1220
设加入原醇的体积：
浓缩液=2:
1
则加入原醇（90%）的体积：
V原醇0.176m3
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：
混合1.10g/cm3，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1.25g/cm3以上，则根据质量守恒定律：
浸膏V浸膏回收乙醇V回收乙醇混合V混合（3-2）
V浸膏V回收乙醇V混合（3-3）
由上述二个公式得：
代入得：
喷雾干燥步的物料衡算
综上所述，每批所得浸膏为：
m浸膏175kg。
查阅相关文献得知中药浸膏经过干燥成粉末状产品的损失率为5%,因此每批所得
的粉末产品：
设定塑料袋包装，每袋装粉末，每天装10包。
物料衡算总结
以每批为基准：
表3-1
四.能量衡
工段
涉及衡算
算
提取
投料kg
400
提取液kg
3720
中药提取
衡算
根据能量守
工段热量
加水kg
4000
药渣kg
280
浓缩
浓缩液kg
密度g/cm3
蒸发水kg
恒：
醇沉
90%原醇m3
密度g/cm3
80%乙醇m3
密度g/cm3
浸膏kg
175
密度g/cm3
QiQ2Q3Q4Q5Q6（4-1）
Qi:
物料带入设备的能量kJ
Q2:
加热剂或冷却剂传给设备所处理的物料的热量kJ
Q3:
过程热效应kJ
Q4:
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:
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W蒸，以及药液沸腾蒸发
回流所需冷凝水的量Wc0
因为中药提取过程中无化学反应，仅发生物理变化，故Q300
水提
①.加热蒸汽用量W蒸：
P0.475MPar.
2119.3kJ/kg
②.回流冷凝水的量Wc:
③•r—
t02t1:
Cp水4.195kJ/（kgC）Cp中药t02t2:
Cp水Cp中药4-17kJ/（kgC）
CD.95C下水蒸气汽化潜热:
r汽
1.5kJ/（kg°C）
2270.9kJ/kg
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。
Q2的计算
设基准温度t00，物料进料温度b25C，出料温度t295C
查资料得t。
一tl之间的平均温度下的定压比热容:
中药的比热容Cp1.5kJ/（kgC）
水的比热容Cp?
4.195kJ/（kgC）
按公式/4-2）计算Q1:
Q1[WQpXt1-t0）W?
Cp2（t1-1。
）]X105%（4-2）
查资料得t0—t2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：
Cp34.17kJ/（kgC）,Cp4Cp34.17kJ/（kgC）,
95C下的水蒸气的汽化潜热：
r2270.9kJ/kg
则按公式/4-3）计算Q:
Q4[W1Cp,t2-t0）W5Cp/t2-t0）W3Cp3（t2-t°）W6r]X105%/4-3）
[400X1.5X95280X4.17X953720X4.17X951000X2270.9]X105%
根据经验，中药提取工艺计算（込迟：
）一般为（札卜'1+W:
）的10%，即：
Q5Q6（Q4Q5Q6）X10%（4-4）
由公式（4-1）得：
提取加热蒸汽用量W蒸的计算
提取加热用蒸汽在P0.475MPa，汽化潜热r,2119.3kJ/（kgC），按公式（4-5）
计算加热蒸汽用量W蒸:
Q2W蒸r（4-5）
提取冷凝水用量Wc的计算
冷凝水进口温度25C，出口温度45C，贝U：
平均温度下t452535C的定压比热容为：
4.174kJ/（kgC），则提取罐中的药
2
液沸腾蒸发回流所产生的热量等于冷凝水吸收的热量：
WerWcCpt-tJ（4-6）
由（4-6）得:
中药浓缩工段能量衡算
蒸发浓缩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。
浓缩J
。
加热蒸汽用量D蒸：
P0.475MPaA2119.3kJ/kg
②回流冷凝水用量Mc:
（25C45C）C际4.174kJ/（kg°C）
③.t00C
Cp中药4.195kJ/（kgC）
Cp中药4.174kJ/（kgC）
进料比的计算
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Mi，第二效蒸发量为M2，则:
M1,M1M2M
m2
推出：
r”Mr”M
M1,M2
11
同理可推出：
第一效进料量：
R——,浓缩液出量：
L1一—
11
第二效进料量
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