板蓝根物料衡算.docx
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板蓝根物料衡算
年产亿袋板蓝根颗粒剂车间工艺设计
年产板蓝根颗粒袋数X每袋克数
10&g/Tx年工作日
1一次水提岗位物料衡算
根据工艺,板蓝根药材:
颗粒剂
进料:
则日板蓝根药材质量=日板蓝根颗粒产虽X
=x=n«|j
则一次水提用水量二日板蓝根药材质量X6倍
=X6=吨出料：
则一次煎煮液质量二曰板蓝根药材质量+—次水提用水量
二吨+吨二吨
表一一次水提岗位物料平衡表
进料
出料
名称
质量（吨）
百分比（％）
名称
质量（吨）
百分比（％）
药材
一次煎煮液
水
合计
100
合计
100
2一次过滤岗位物料衡算
进料:
一次煎煮液二吨出料：
设或査得总有效成分:
辅药“：
2
设一次过滤收率为67%,二次过滤收率为67%,其余岗位收率为100%
则总收率为89%
=1.701屯
日板蓝根药材中总有必成份量=日板蓝根颗粒：
警孳有效成分含量=竺竺2总收率0.89
一次药液中总有效成分量二日板蓝根药材中总有效成分SX-次过滤收率
=x=n屯
设总杂蛋白为中有效成分的2%
一次药液中总杂蛋白=日板蓝根药材中总有效成分量x总杂蛋白为总有效成分的含量x一次过滤收率
=xx=n>E
设一次过滤时，药渣带走水量为30%
则一次药液中水量二一次水提用水SX（1-一次过滤药渣带走水含量）
=X（1-30%）=吨
一次药渣中总有效成分量二日板蓝根药材中总有效成分SX（1-一次过滤收率）
=x=«屯
一次药渣中总杂蛋白二日板蓝根药材中总有效成分量X总杂蛋白为总有效成分的含量X（1-一次过滤收率）
=Xx=ll«|«
则一次药渣中水量=一次水提用水量X—次过滤药渣带走水含量
=X30%=吨
则一次药渣中干渣二一次煎煮液■一次药液■（一次药渣中总有效成份+—次药渣中总杂蛋
白+—次药渣中水量二吨
表2一次过滤岗位物料平衡表
进料
出料
名称
质量（吨）
百分比（％）
名称
质量（吨）
百分比（％）
一次煎煮液
一次药渣
总有效成分
总杂蛋白
水
干渣
一次药液
总有效成分
总杂蛋白
水
合计
100
合计
100
3二次水提岗位物料衡算
进料:
一次药渣=
二次水提用水戢=日板蓝根药材重量x4倍=X4=吨出料：
二次煎煮液二一次药渣+二次水提用水量
二吨+吨二吨
表3二次水提岗位物料平衡表
进料
出料
名称
质量（吨）
百分比（％）
名称
质量（吨）
百分比（％）
一次药渣
二次煎煮液
二次水提用水
合计
100
合计
100
④二次过滤岗位物料衡算
进料：
二次煎煮液二
出料：
二次药液中总有效成分量二日板蓝根药材中总有效成分Mx（i-一次过滤收率）x二次过滤收率
=xX二吨
二次药液中总杂蛋白二日板蓝根药材中总有效成分量X总杂蛋白为总有效成分的含量X（1-一次过滤收率）X二次过滤收率
=xXX二吨
由于一次过滤时,一次药渣已被水饱和，故二次药渣中水量不变
则二次药液中水量=二次水提用水量二吨
则二次药渣中总有效成分量=日板蓝根药材中总有效成分^X（l-一次过滤收率）x（l-二次过滤收率）
=x><=吨
二次药渣中总杂蛋白二日板蓝根药材中总有效成分量X总杂蛋白为总有效成分的含量X
（1-一次过滤收率）X（l-二次过滤收率）
=xxx=n«li
则二次药渣中水量=一次药渣中水量二吨
则二次药渣中干渣=一次次药渣中干渣二吨
表4二次过滤岗位物料平衡表
进料
出料
名称
质量（吨）
百分比（％）
名称
质量（吨）
百分比（％）
二次煎煮液
二次药渣
总有效成分
总杂蛋白
水
干渣
次
药液
总有效成分
总杂蛋白
水
合计
100
合计
100
5浓缩岗位物料衡算
进料:
进料量=一次药液+二次药液=+=
出料：
根据工艺，浓缩液含200%水,即浓缩液含水於
设浓缩蒸发水量为X
一次药液中水量+二次药液中水量-X_2
进料量-X3
x=
则浓缩液中含水量二一次药液中水量+二次药液中水量-蒸发水量
则浓缩液中总有效成分量=一次药液中总有效成分量+二次药液中总有效成分量则浓缩液中总杂蛋白虽二一次药液中总杂蛋白量+二次药液中总杂蛋白量
表5浓缩岗位物料平衡表
进料
出料
名称
质量（吨）
百分比（％）
名称
质量（吨）
百分比（％）
一次药液
总有效成分
浓缩液
总有效成分
总杂蛋白
总杂蛋白
水
水
总杂蛋白
蒸发水
合计
100
合计
100
6醇沉岗位物料衡算
进料:
设加90%乙醇y吨，根据工艺使醇沉液含醇量为60%
进料中y吨90%乙醇含水M=yX10%=进料量=浓缩液+90%乙醇=+=
表6醇沉岗位物料平衡表
进料
出料
名称
质量（吨）
百分比（％）
名称
质量（吨）
百分比（％）
浓缩液
总有效成分
上淸
液
总有效成分
总杂蛋白
乙醇
水
水
90%
乙醇
水
总杂蛋白
乙醇
合计
100
合计
100
7收膏岗位物料衡算
进料:
上淸液=
出料：
设上淸液中乙醇全部以95%乙醇蒸发掉，设95%乙醇中含水为Z
上清液中乙醇量g
=95%Z=
上清液中乙醇量+Z
按照工艺，蒸完95%乙醇后，再浓缩至稠膏含水为20%,而稠膏=总有效成份+水则设稠膏中含水为W
W
=20%W=
上清液中总有效成份-HV
则蒸完95%乙醇后，需再浓缩蒸发水量
=上清液中水量一95%乙醇中含水虽:
一稠膏中含水量
表7收膏岗位物料平衡表
进料
出料
名称
质量（吨）
百分比（％）
名称
质量（盹）
百分比（％）
上淸液
总有效成分
95%乙
醇
水
乙醇
乙醇
水
稠膏
总有效成分
水
再浓缩蒸发水量
合计
100
合计
100
8制粒岗位物料衡算
进料:
进料量=稠膏+辅料（糊精和蔗糖）+乙醇
设或査得总有效成份：
辅药=1:
2
则辅药=2X稠膏中总有效成份=2X=
出料：
板蓝根粗粒
9较核：
由于后而收率为100%,故最终制粒烘干后总有效成份量=稠膏中总有效成份量=而最开始推得曰板蓝根颗粒产量=吨/天
因此总有效成份M=x（1/3）=
误差不大。
设备计算与选型
Vd——根据生产任务，通过物料衡算确定的每天处理物料量，m3/d
Va——设备的名义容积，m3：
VP——设备的有效容积，m3；
V
£=丄——设备的装料系数
T——设备每一生产周期的持续时间，h（生产过程的持续时间T包括反应时间
J和辅助过程时间T2）
a——每天总的操作批数；
P一一每天每台设备的操作批数；
nP一一需用设备台数
n——实际安装的设备台数
5——设备生产能力的后备系数，％
通过物料衝算■巳盗知道毎嚴夜所处理物料的客积v“因此.根据给迅毎台设备的有效容W（Vp-eVa）可以算出每昼夜的操作批数为，
<2-18）
每台设备一昼夜内应该探作的批数为：
<279〉
实际上.往往由于设备的检修及其它煉因，不能连续地进行生产，因此，还得考息设备的后备系数4,故实际安装的设备台数为：
在某些场合下，由于受生产曲积的限制，或者是根据工艺过桎所扯出的耍求，往往是先确定设备的台数"，然后从式2-21求得设备容积V“
无论是按上述哪种方式计算，它们的先决条件是，在设备的容积和台数这二个变匮中'必須先倫定一个。
如果当口和V.可以任慰先决定一个时・则应该垠据操作上的特殊栗求和从经济核箕的角度来确定或V丄值。
由于设备的台数一般不会太多，可以用几个不同的“值来算出不同的结果，从而断定应该采用哪一种方式。
设备的裝料系数e足根据实际生产经验确定的。
对于不起泡沫的物理或化学过程，一般忙=0・7〜0.8
对于沸腾的或有泡沫产生的物理或化学过程・一般£=0・4~0・6
流体的计量及储存设条，…般£=0・86〜0.9
对过程持续时间丫值内所包括的反应时间®和辅助过程时间“二部分应分别于以需虑。
实际上，往往山于设备的检修及其他原因，不能连续地进行生产，因此,还得考虑设备的后备系数故实际安装的设备台数为：
d
xVrfr（l+——）
=n（1+A）=IS"100
对于不起泡沫的物理或化学过程，一般装料系数=~
对于沸腾的或有泡沫产生的物理或化学过程，一般装料系数
流体的计量及储存设备，一般装料系数=~
（1）水提罐：
依据《药厂反应设备及车间工艺设计》第二章中的有关搅拌器的知识来选搅
拌器。
所收集的工艺数据如下：
根据药典，共加水煎煮板蓝根两次，第一次2小时，第二次1小时，辅助提
取时间1小时，因此水提罐的生产周期t=2+1+1+1=4小时
依据《药厂反应设备及车间工艺设计》Ph得：
对同时沸腾和发生泡沫的液体，装料系数£取〜。
此处取。
山物料衡算得：
水提罐一次水提总进料的体积V尸药材+（—次水提用水量/）=X103L=（X业上乂称作吨）
注：
计算中固体物料以质量代替体积，忽略密度。
则:
Vr44.492x4n.,Va===m
卩24w24x0.5
由于二次水提和一次水提在同一水提罐中进行，而111物料衡算得：
水提罐二次水提总进料的体积Vd=XioM工业上乂称作吨），其小于一次水提总进料的体积，因此以一次水提计算结果为标准。
依据《化工工艺设计手册》第三版（下）的内容来选水提罐。
选公称容积为6口彳的搪瓷反应罐（|_系列），选弯叶涡轮搅拌器，同时可得：
夹套换热面积为m2,公称直径为1000mm,搅拌轴的公称直径为65mm,公称转速为125r/min”搅拌器直径为600mm=,罐径为1100mm
其型号为：
KlIIDYACHG/T2371-1992
则需用设备台数nP=Va=6m3=^3台
其主要参数表如下：
【说明】以下各表中若无特殊说明的其单位均为mm。
表7J水提罐的主要参数表
VN
（L）
DN
夹套换
热面积
（m2）
质量
（kg）
Di
Do
dN
H
Ho
Hi
【核算】
1.装料系数的校核：
因为水提反应在沸腾状态下进行，？
应在〜之间，实际装料系数为:
由"必二芒可知
V（lr44.492x4卄
£=一仝一==,在〜之间
24竹匕24x3x6
・•・符合要求
设备位号
设备名称
公称容移
/m3
公称直轻
/mm
外型尺寸/mm
长x宽x髙
数量
材质
备注
Y101
电动机
2
A102
粉碎机
1
不锈钢
P105
离心通风机
1
不锈钢
F103
集粉分级器
1
不锈钢
C106
鼓风机
1
L104
微粉收集器
1
不锈钢
im3
3
不锈钢
V207
预热罐
im3
1400
4650
3
不锈钢
E202
冷凝器
2
不锈钢
V201
多功能提取罐
sm3
1600
2
不锈钢
C203
循环空压机
1
不锈钢
P204
泵
4
V205
储罐
4
不锈钢
E301
三效蒸发器
5m3
8350X1650X
3650
2
不锈钢
F302
计量罐
i.5m3
1000
2000
4
不锈钢
V303
醇沉罐
5m3
1600
4650
6
不锈钢
E310
冷凝器
2
不锈钢
•2三效蒸发器的初步设计
根据工艺任务F=23000kgf/h,温度为60°C,进入三效的药液初始浓度为10%,完成液浓度为30%
每天24小时，分三班，八小时每班，英中两小时为机动时间，
则加料时间为8-2=6小时，每天共II'6X3=18小时，加料量为t,
蒸发量为W=F（1-WO/W3）=23000（）=15333kg/h
进料温度为60°C,蒸发器中的温度为85°C,
原料液浓度：
10%温度：
50°C熔：
kg
完成液浓度：
30%温度：
85°C焙：
350KJ/kg
加热蒸汽压力为cm2（绝压），末效冷凝器中真空度为680mmHg,各效的总传热系数分别为3500
w/（m?
c）、1450w/（m'?
・C）、725w/（nf?
c）,药液的比热容为（kg?
©
水蒸汽的潜热：
Yo=kg,
水蒸汽的热焙：
匸kg
加热蒸汽量：
D=1[F（i—i0）+W（I-i）]
0.97Yo
=[（）+（）]/（X2206）
加热蒸汽经济性：
W/D==
蒸发器热负荷：
Q=DYo=x=
一效中，药液：
t温度：
85°C
二效中，完成液浓度：
30%温度：
75°Ci=300
D=1[F（i-i0）+W（I-i）]
0.97Yo
=[（）+（）]=
W/D==
Q=DYo=x=
三效中，完成液浓度30%温度：
65°Ci=250
D=1[F（i-io）+W（I-i）]
0.97Yo
=[（）+（）]=
W/D==
Q=DY0=X=
由各效热量衡算式得：
Ql=Dlrl=Wlrl/+FCpo（tl-tO）
Q2=D2r2=Wlrl/=W2r2,+（FCpo-WlCpvz）（t2-tl）
Q3=D3r3=W2r2/=W3r3,+（FCpo-WlCpw-W2Cpvz）（t3-t2）
将已知数据及W3=W-W1-W2=15333-W1-W2代入上三式得
Dl=8750kg/hWl=5600kg/hW2=6070kg/hW3=6645kg/h
据此蒸发虽:
选择SJN2000或NS-8000即可
制药工程专业课程设计任务书（第四组）
成员：
专业班级姓名
设计题目四：
年处理600吨板蓝根药材的中药提取车间工艺设计
设计内容和要求：
2、按水提醇沉工艺进行设计，考虑提取的前处理；
2、确定并绘制中药提取工艺管道流程；
3、设计说明书里要详细叙述每一个中药提取工艺设备的工作原理、结构组成及关于此设备国内外的现状、研究前沿。
4、物料衡算、能量衡算、设备选型；
5、中药提取车间工艺流程图；
6、紧扣GMP规范要求；
7、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、物料衡算、工艺设备选型说明、工艺主要设备一览表、每位学生的设备详细综述。
2、带控制点工艺流程图。
3、车间平面布置图。
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