板蓝根颗粒剂提取车间设计说明书.docx

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板蓝根颗粒剂提取车间设计说明书

板蓝根颗粒剂提取车间

设计说明书

专

业

制药工程

班

级

制药101

姓

名

梁楠

学

号

3100822039

指导教师

刘广钧

二零一三年七月

第一部分设计任务

某药厂拟建年产2.5亿袋（10g袋，合2500吨/年）板蓝根颗粒剂的提取车间,

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、板蓝根的前处理

将板蓝根净选除杂、清洗、润药。

处理过的板蓝根切厚片后干燥，再经紫外消毒后去提取区域提取。

二、板蓝根的水提和浓缩

取前处理合格的板蓝根，至多能在提取罐中加饮用水煎煮二次，第一次加药材6倍量饮用水煎煮2小时，第二次加药材4倍量饮用水煎煮1小时，合并煎液，过120目筛。

将滤液用外循环浓缩器（真空度0.06—0.07Mpa,温度70C--80C）浓缩至药液相对密度为1.20（50C）备用。

三、板蓝根的醇沉和粗品浸膏的收集

将浓缩液加工业乙醇使醇含量达60%，离心，除去蛋白质，回收乙醇，并浓缩药液至适量。

取上清液经减压浓缩罐（真空度0.06Mpa左右，温度80C以下）回收乙醇直至药液相对密度为1.26-1.28（70C--80C）。

浸膏在浸膏收集车（净化级别为三十万级）中装入密封的容积内。

若24小时不

能转入下道工序则需要入库贮存，冷库贮存时间不得超过5天。

四、工艺方框流程图

图1:

板蓝根前处理方框工艺流程图

图2:

板蓝根水提方框工艺流程图

图3:

板蓝根醇沉方框工艺流程图

五、工艺流程图

见附图

（1）

第三部分物料衡算和能量衡算

、物料衡算

由于板蓝根产地不同，提取工艺不同，最后板蓝根多糖的得率也不同。

经查阅文献，板蓝根的得率在20%~30%之间。

为了方便计算，假设该工艺条件下，板蓝根多糖的得率为25%。

采用水提醇沉法进行工艺设计，板蓝根年生产量2500吨，则年投入药材量（忽略前处理过程药材损失）为10000吨。

年工作日为300天，每天三班倒（3批/天），有效工作时间为20小时，则可得出如下数据：

每天投入药材量：

W=10000/300=33.3333吨；

每批投入药材量：

W'二W/3=11.1111吨；

每批有效工作时间：

h=6.6667小时。

（一）水提工段

由于板蓝根至多能在提取罐中加饮用水煎煮二次，因此此工艺采取煎煮两次的方法，第一次加药材6倍量饮用水煎煮2小时，第二次加药材4倍量饮用水煎煮1小时。

假设每批有效工作时间内第一次煎煮可操作三次，第二次煎煮可操作六次，则有：

第一次煎煮每次操作投药量：

=W'/3=3.7037吨；

第一次煎煮每次操作加水量：

S,=6W,=22.2222吨。

假设第一次煎煮的提取率为25%,且忽略药渣带走的水分，则第一次煎煮完成后，每批药材可得药液量：

L,二W'25%30=69.4444吨；每批药材可得药渣量：

乙=W'75%=14.8148吨。

由以上数据可知，第二次煎煮的投料和出料数据如下：

第二次煎煮每次操作投药量：

W2二Z1/6二2.4691吨；

第二次煎煮每次操作加水量：

£=4%=9.8765吨。

假设第二次煎煮的提取率为5%,且忽略药渣带走的水分，则第二次煎煮完成后，

每批药材可得药液量：

L,=Z15%6S2-59.9997吨；

每批药材可得药渣量：

乙-Z195%=14.0741吨。

（废渣）

则经过水提工段后，每批药材产生的总的药液量为：

L1L2=129.4441吨，

假设所提成分在药液中的体积可忽略不计，则

总的药液体积为：

V=（3S6S＞）/?

水=125.9256卅；

此时药液密度为：

「药=L/V=1.0279:

水。

药液过120目筛后可至浓缩工段浓缩。

（二）浓缩工段（外循环浓缩器浓缩）

每批处理药液量125.9256m3，则要求浓缩设备的总生产能力为18.8889m3/h。

由于要求浓缩后药液相对密度为1.25,则需蒸去111.8496m3,浓缩液的体积为14.076m3，质量为17.595吨。

（三）醇沉工段

每批处理药液量为14.076m3，则需加工业乙醇21.114m3使乙醇含量为60%，且醇沉

设备的总生产能力不得小于5.28m3/h。

离心，除去蛋白质，蒸发回收乙醇至药液体积一半，此时药液相对密度大约为1.2。

（4）收膏工段

取醇沉工段浓缩液的上清液经减压浓缩罐蒸发回收乙醇。

每批处理量约为

17.59m3，减压浓缩罐的总生产能力不得小于2.64m3/h。

要求经此工段后浓缩液相对密度1.26—1.28,则需蒸去约4.6m3的溶剂。

每批可得粗品浸膏约16.5吨。

二、热量衡算

能量衡算是以车间物料衡算的结果为基础进行的，所以车间物料衡算是进行车间能量衡算的首要条件。

能量衡算的主要依据是能量守恒定律，其数学表达形式为能量守恒基本方程：

环境输入到系统的能量=系统输出到环境的能量+系统内积累的能量

对于制药车间工艺设计中的能量衡算，许多项目可以忽略，车间能量衡算的目的是要确定设备的热负荷，而且在药品生产过程中热能是最常用的能量表现形式，所以能量衡算可简化为热量衡算。

当内能、动能、势能的变化量可以忽略且无轴功时，根据能量守恒方程式可以得

出以下热量平衡方程式：

Q1Q2Q=Q4Q5Q6

式中Q1——物料带入设备的热量.KJ

Q2加热剂或冷却剂传给设备所处理物料的热量.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

在热量衡算过程中的Q2，即设备热负荷，是衡算的主要目的。

（一）板蓝根提取工段热量衡算

板蓝根的提取工段工艺流程中，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wc。

因为板蓝根提取过程中无化学反应，仅发生物理变化，故Qs=O。

1、Q2的计算

设基准温度t。

=0，物料进料温度为t^25C,出料温度为t2=95C

查资料得to7之间的平均温度下的定压比热容：

板蓝根的比热容Cp1=1.5KJ/（kgC），水的比热容Cp2=4.195KJ/（kgC）0

按公式计算Q,:

Q=WCp1（»仏）*S1CP2（t1-to）

=3.707X000XI.5忽5+22.2222WOO>4.19525

=2469565.725KJ/批

查资料得t。

-t2之间的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为Cp3=4.174KJ/（kgC），Cp^4.174KJ/（kgC）095C下

水蒸汽的汽化潜热r=2270.9KJ/kg

则按公式计算Q4:

Q4=WCP1（t2-t0）LCp3（t2-t0）W6r

=3.707>1000X1.5冷5+43.151000>4.17495+937.52270.9

=17641725.4KJ批

根据经验，板蓝根提取工艺计算（Q5Q6）一般为（Q4Q5Q6）的10%,即Q5Qe=（Q4Q5Qe10%

Q5+Q6=0.1/0.9Q4=408370.276KJ批

由公式Q!

Q2Q3=Q4Q5Q6得：

Q2=Q4Q5Q6-

=3675332.487+408370.276-408906.58

=3674796.183KJ批

2、提取加热蒸汽用量W蒸的计算

提取加热用蒸汽在P=0.475Kpa汽化潜热r-2119.3KJ/kg

按公式计算加热蒸汽用量W蒸:

Q2=Wsr

W蒸=3674796.183/2119.3=1733.97kg批

3、提取冷凝水用量Wc的计算

平均温度下t二45•25/2=35C的定压比热容为4.174KJ/（kgC）

则提取罐中药液沸腾蒸发回流所产生的热量等于冷凝水吸收的热量：

W6「WcCP（t2t2）

由式子得冷凝水消耗量：

Wc=937.50>2270.9/4.174/（45-25）=25502.74kg批

（二）板蓝根浓缩工段热量衡算

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。

1、进料比的计算

以1批为基准，忽略操作过程物料损失，物料以平行方式进料。

设进料比为x，设第一效蒸发量为M1，第二效蒸发量为M2，则

xL

1x

M’M2=x，M/M2二M

推出：

xMM

M^1x，M2_1x，

同理可推出第一效进料量h兰匚，浓缩液出量

1+x

第二效进料量"「x，浓缩液出量L2叮X

对第二效进行热量衡算（第二效加热蒸汽为第一效产生的量，过程中无热量补给）

Q1Q2Q^Q4Q5Q6

由于本操作属于纯物理操作故Q3=0，设基准温度t。

=0，物料进料温度

t,=25°C

由于浓缩真空度为0.03~0.05Mpa,取P=0.04Mpa,物料出料温度t2=75C。

由于提取液浓度很稀接近于水，0~25C物料平均温度下的比热容近似于水的比热容C^4.195KJ/（kgC）。

其中Q1=FC（tit）0

由于浓缩液浓度很稀接近于水，0~75C物料平均温度下的定压比热容近似于水的比热容C2=4.174KJ/（kgC）,75°C时蒸汽的汽化热2312.2KJ/kg

Q2=M1r2

Q4=LC（t7t）0Mr2

根据经验Q^Q6=（Q4Q^（?

610%

贝UFzGW-t。

）M』2-LCzt-t。

）M2D（10.10.9）

将数据代入式子：

3416.670/（1+x）4.19525+1709.018x/（1+x）2312.2=[1707.652/（1+x）4.17475+

1709.018/（1+x）2312.2]（1/0.9）

得：

x=1.171由此可得：

F1=xF/（1+x）=1.1718416.670/（1+1.171）=1842.893kg/批匕

F2=F-F1=3416.670-1842.893=1573.777kg批

M仁xM/（1+x）=1709.0181.171/（1+1.171）=921.815kg/批匕

M2=M-M仁1709.018-921.815=787.203kg/批

L1=xL/（1+x）=1707.6521.171/（1+1.171）=921.078kg/批

L2=L-L1=1707.652-921.078=786.574kg/批

第一效加料量

第二效加料量

第一效蒸发量

第二效蒸发量

第一效浓缩量

2、浓缩加热蒸汽用量D蒸的计算提取加热用蒸汽在p第一效能量衡算式：

第二效浓缩量

=0.475Kpa，饱和温度约150C，汽化潜热n=2119.3KJ/kg

Q!

q（3g（5Q6g=0）

Q1=FC（t-t）0Q4=LG（t2-1。

）+MJ2

根据经验Q5.Q6NQ4.Q5.Q610%

带入数据计算出Q2=（921.07884.174875+921.815>2312.2）/0.9-1842.8934.195825

=24953