板蓝根药材提取车间工艺设计.docx

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2、范完成论文。（请在完成论文后，打印论文前，删除本页内容！）年处理2000吨板蓝根药材提取车间工艺设计摘要板蓝根是我国一味传统中药，是大青叶、菘蓝等的干燥茎、根，始载于神农本草经，在我国有着悠久的临床治疗历史。板蓝根中可提取出多种化学成份，如:靛蓝、靛玉红、氨基酸、有机酸等有效物质，能够有效防治流行性乙型肝炎、急慢性肝炎、流行性腮腺炎、骨髓炎等病症，在抗菌、抗病毒、抗免疫系统疾病方面也有着很好疗效。板蓝根颗粒剂因为其方便有效特点应用较广，本文将结合国家GMP车间设计相关规定，设计板蓝根提取车间。主要对板蓝根颗粒剂的前处理和提取工艺进行讨论优化：前处理的工艺选择，水提醇沉及醇提水沉的优缺点，用正交

3、试验法优化选出板蓝根提取的最佳工艺，设计提取车间工艺流程。按照设计任务书给出数据进行物料衡算及热量衡算，计算车间的生产处理能力，根据计算结果进行设备选型，使满足车间生产要求。最后进行车间平面布置，车间将按照传统四层设计。车间的辅助设施设计也要符合国家规定，三废排出、安全防护等方面也会根据车间特点进行相应布局。关键词板蓝根；提取；浓缩；车间设计Years processing 2000 tons of root of medicinal materials extraction workshops engineeringAbstractRoot of the SARS virus has goo

4、d why the curative effect? Why in Shanghai armour liver prowled the root when big popular? But times across, root of why influenza can play an important role again? Recently, guangzhou baiyun mountain hutchison whampoa TCM Co., LTD and state medical school first affiliated hospital virus lab reach a

5、greement, will in the medical association member zhong nanshan devoted himself under the guidance of TCM, the parties association study of antibiotic root of antiviral mechanism. Root of medicine for nearly thousand years of history, has long been widely used in cold, especially the flu prevention,

6、when the virus temperament popular, played the role of big root. However, the action mechanism and the root of the active ingredient in antiviral action still clear. According to expert analysis, root of at least three advantages. One is the application foundation. Baiyun mountain root of particles

7、of market at present rate of 60%, are widely used in many areas are based, is consumer and the doctors first drug. 2 it is technology accumulation. Yunshan root produced in the countrys largest medicinal herbs first base, and the GAP of the fingerprint of using international advanced technology, and

8、 strictly control product quality. Third, and most important, is scientific research strength. According to introducing, this study will be in the international first-class virus expert academician nanbert zhong, under the guidance of Singapore studies abroad by just returning from a ZhangWeiDong of

9、 a research dr in baiyun mountain root for quality object, to particle flu virus, herpes virus virus for dozens of in vitro and in vivo from immunology, experiment research, discusses the root of such party irological antiviral mechanism. Guangzhou baiyun mountain hutchison whampoa Chinese medicine

10、academy, said dr CengLingJie modern, the study not only help to further perfect blue root production link, improve product quality, still can let more people understanding Chinese root, which helps to explore international market.KeywordsRoot; Antiviral; Extraction;Workshop design不要删除行尾的分节符，此行不会被打印摘

11、要Abstract 千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行第1章 绪论1.1 板蓝根的来源白云山板蓝根为板蓝根之中最为著名的板蓝根。特点：一是应用基础。白云山板蓝根颗粒目前市场占率达 60%以上，有广泛的应用基础，在很多地区都是消费者和医生的首先药物。二是技术积累。云山板蓝根药材产自全国最大的GAP药材基地，并首家利用国际先进的指纹图谱技术，严格控制品质量。第三，也是最重要的，就是科研实力。据介绍,此次研究将在国际一流病毒研究专家钟南院士的指导下，由刚刚从新加坡留学归来的张维东博士担任

12、课题负责人，以白云山板蓝根颗粒为品对象,对流感病毒、疱疹病毒等十几种病毒进行体外和体内实验研究，从免疫学、病毒学等方探讨板蓝根的抗病毒机制。广州白云山和记黄埔中药现代研究院院长曾令杰博士说，该项研究不但有助于进一步完善蓝根的生产环节，提高产品质量，还可以让更多的人深入了解板蓝根,有助于开拓中药国际市场。1.2 板蓝根的化学成分吲哚类化合物：靛玉红(indirubin)、靛蓝、靛苷(吲哚甙)1。甾醇类化合物：- 谷甾醇(- sitosterol)、豆甾醇 - 5，22 -二烯-二烯- 3，7-二醇、豆甾醇-5 ，22 -二烯 -二烯 - 3，7-二醇、-谷甾醇(- sitosterol)。五环三

13、萜类化合物:羽扇酮(lupenone)2、羽扇豆醇(lupeol)3、白桦脂醇(betulin)。喹唑酮类化合物：色胺酮(tryptanthrin)、4(3H)-喹唑酮，(1H，3H)-喹唑二酮4。蒽醌类：大黄酚(Chrysophanol)。苯并恶嗪酮类: (2R) - 2 - 、O -D-吡喃葡萄糖基-1 ，4 -苯并恶嗪- 3 -酮、(2R) - 2 - O - D - 吡喃葡萄糖基- 4 -羟基- 1，4 -苯并恶嗪- 3 -酮。木质素类:松脂酚- 4 - O - D -芹菜糖基- (1 2)- D -吡喃葡萄糖甙5。1.3 板蓝根的药理作用1.3.1 抗肿瘤作用靛蓝、靛玉红在南板蓝根中

14、的含量较高，其中靛玉红的含量高达360g，其含量远远高于北板蓝根。药理实验已经证明靛玉红具有抗癌活性，对治疗慢性粒细胞白血病(CML)有较好的疗效。靛玉红对一般癌肿生长和扩散程度有明显的抑制作用，对肿瘤细胞生成有选择性抑制作用。有实验报道用电子显微镜观察到靛玉红治疗后的慢性粒细胞白血病病人，骨髓幼稚细胞出现“核溶”现象，提示靛玉红对肿瘤细胞生成具有一定的选择性抑制作用。有学者报道，靛玉红有抑制血液中嗜酸性粒细胞的作用，临床用于治疗慢性粒细胞性白血病，疗效及马利兰相当，且无明显的骨髓抑制作用。许旋等应用 CNDO/2量子化学方法，研究了抗癌药靛玉红及其异构体靛蓝和异靛蓝在构效关系上的异同点。具有

15、抗癌活性的靛玉红分子3 位C原子上的净电荷较大，而异靛蓝的3位 C原子净电荷很小，靛蓝 3 位C原子的净电荷为正值，这可能是靛玉红具有抗癌活性的原因。南板蓝根近来发现两种新化合物：豆甾醇-5，22-二烯-二烯-3，7-二醇、豆甾醇-5，22-二烯-二烯-3，7-二醇。Schroeder G等发现这两种甾醇类化合物具有一定的抗肿瘤活性6。1.3.2 抗菌作用南板蓝根有很好的抑制细菌的作用。药理试验表明，板蓝根对金黄色葡萄球菌和肺炎杆菌有良好的抑制作用。南板蓝根所含的色胺酮，对引起脚癣的皮癣菌有很强的抗菌作用。从日本冲绳栽培的爵床科植物马蓝中提取色胺酮(tryptanthrin)，并证实对引起脚癣

16、的皮癣菌由很强的抗菌作用。其最小抑菌浓度(MIC)：须发癣菌(3. 1 mcg/ ml)，红色发癣菌(3.1 mcg/ ml),石膏状小孢霉(6.3 mcg/ml),絮状表皮癣菌 ( 3.1 mcg/ml ),狗小孢霉( Microsporum canis )(3.1 mcg/ml) ,T. tonsurans var. sulfureum (3. 1mcg/ ml)7。1.3.3 抗病毒作用南板蓝根有着良好的抗病毒作用,临床上常用于防治流感、流行性腮腺炎、流行性乙型脑炎等。胡兴昌等采用血凝抑制试验方法,考察板蓝根凝集素效价及抑制流感病毒作用的关系,认为板蓝根凝集素的抗病毒功效及其血凝活性呈正

17、相关,并且马蓝及菘蓝板蓝根凝集素的效价存在显著差异,马蓝板蓝根凝集素具有血凝活性,而菘蓝板蓝根几乎无血凝活性。何超蔓等采用细胞病变(CPE)抑制法，对比了中药金叶败毒注射液、南板蓝根注射液、路边青注射3种中药抗人巨细胞病毒(HCMVAD169)作用的差异,结果表明:南板蓝根注射液的TD50为10.23 gL 1 ,IC50为 3 gL - 1 ,T1 为3.41。说明 3 种中药均具有抗 HCMV 的作用,且随药物浓度的增高其作用也增强。包括南板蓝根注射液在内的3种中药均具有较强的抗病毒作用,都是理想的抗HCMV中药。南板蓝根的一些新的化学成分也有较好的抗病毒作用。李玲等对南板板蓝根中的两个新

18、成分。4 (3H) -喹唑酮和2,4 (1H,3H)喹唑二酮2,4 (1H,3H)- quinazolinedione进行了药理实验,结果表明4(3H) -喹唑酮浓度为0. 2 %时,可抑制10-9流感病毒;浓度为 0. 1 %时,可抑制柯萨奇病毒：浓度在10- 310-5mol/L 范围内，可显著促进脾细胞增殖及刀豆球蛋白诱导的淋巴细胞增殖。吲哚甙在组织培养实验中显示抗病毒作用,且对流感病毒所致的小鼠肺炎有抑制效应,能使病变明显减轻，但不能减少动物死亡数8。1.4 中药提取方法及应用提取是从药材原料中分离有效成份的单元操作直接关系到产品有效成份的含量，影响内在质量、临床疗效、经济效益及GMP

19、的实施。本文就近年来中药制剂所采用的提取方法及新技术研究进展综述如下：中药提取的基本方法为浸渍法(常温浸渍法、温浸法、煎煮法) 、渗漉法、回流法。其中水煎煮法是最常用的符合传统习惯的方法。传统的汤剂煎煮法有效成份损失较多，尤其是水不溶性成份。因此，人们在确定中药制剂的提取方法时，要针对具体处方和中药材进行实验筛选后确定，不能概用汤剂煎煮的常规方法。煎煮法：煎煮法是用水作溶剂,将药材加热煮沸一定的时间，以提取其所含成分的一种常用方法。又称煮提法或煎浸法。适用于有效成分能溶于水,且对热较稳定的药材。传统制备汤剂皆用煎煮法，同时也是制备一部分中药散剂、丸剂、冲剂、片剂、注射剂或提取某些有效成分的基本

20、方法之一。但用水煎煮,浸提液中除有效成分外，往往杂质较多，尚有少量脂溶性成分，给精制带来不利；煎出液易霉败变质，应及时处理。由于煎煮法能提取较多的成分，符合中医传统用药习惯，故对于有效成分尚未清楚的中药或方剂进行剂型改进时，通常采取煎煮法粗提9。根据煎煮法加压及否，可分为常压煎煮法和加压煎煮法。常压煎煮法适用于一般性药材的煎煮，加压煎煮适用于药物成分在高温下不易被破坏，或在常压下不易煎透的药材。生产上常用蒸气进行加压煎煮。浸渍法：浸渍法按提取的温度和浸渍次数可分为：冷浸渍法、热浸渍法、重浸渍法。1.冷浸渍法 冷浸渍法是在室温下进行的操作，故又称常温浸渍法。此法可直接制得药酒、酊剂。若将滤液浓缩

21、，可进一步制备流浸膏、浸膏、片剂、冲剂等。2.热浸渍法 该法是将药材饮片或碎块置特制的罐中，加定量的溶剂(如白酒或稀醇)，水浴或蒸汽加热，使内容物在4060进行浸渍以缩短浸提时间,余同冷浸渍法操作。制备药酒时有用此法。由于浸渍温度高于室温，故浸出液冷却后有沉淀析出,应分离除去。3.重浸渍法：重浸渍法即多次浸渍法，此法可减少药酒吸收浸液所引起的药物成分的损失量。浸渍法适用于粘性药物、无组织结构的药材、 新鲜及易于膨胀的药材、价格低廉的芳香性药材。不适于贵重药材、毒性药材及高浓度的制剂。因为溶剂的用量大，且呈静止状态，溶剂的利用率较低，有效成分浸出不完全。即使采用重浸渍法，加强搅拌，或促进溶剂循环

22、，只能提高浸出效果，也不能直接制得高浓度的制剂。另外，浸渍法所需时间较长，不宜用水做溶剂，通常用不同浓度的乙醇或白酒，故浸渍过程应密闭，防止溶剂的挥发损失10。渗漉法：渗漉法是将药材粗粉置渗漉器内，溶剂连续地从渗漉器的上部加入，渗漉液不断地从下部流出，从而浸出药材中有效成分的一种方法。渗漉法及强制循环浸渍法的区别在于前者所用的是纯溶剂，而强制循环浸渍法只是操作开始时使用纯溶剂，而后的操作是用这部分溶剂所得到的浸出液的循环，因此不能象渗漉法那样，可最大限度地浸出药材的有效成分。渗漉法可分为单渗漉法、重渗漉法、加压渗漉法、逆流渗漉法。(1)单渗漉法：其操作一般包括药材粉碎润湿装筒排气浸渍 渗漉等六

23、个步骤。(2)重渗漉法：重渗漉法是将渗漉液重复用作新药粉的溶剂，进行多次渗漉以提高浸出液浓度的方法。由于多次渗漉，则溶剂通过的粉柱长度为各次渗漉粉柱高度的总和，故能提高浸出效率。(3)加压渗漉法：加压渗漉法可使溶剂及浸出液较快通过粉柱，使渗漉顺利过行，有利于有效成分的浸出，总提取液浓度大，溶剂耗量少，对于浓缩及回收溶剂等很为有利。(4)逆流渗漉法：逆流渗漉法是药材及溶剂在浸出容器中，沿相反方向运动，连续而充分地进行接触提取的一种方法。渗漉法属于动态浸出，即溶剂相对药粉流动浸出，溶剂的利用率高,有效成分浸出完全。故适用于贵重药材、毒性药材及高浓度制剂；也可用于有效成分含量较低的药材的提取。但对新

24、鲜的易膨胀的药材、无组织结构的药材不宜选用。渗漉法不经滤过处理可直接收集渗漉法。因渗漉过程所需时间较长，不宜用水做溶剂,通常用不同浓度的乙醇或白酒，故应防止溶剂的挥发损失11。1.5 主要设计内容1制药厂设计根据药品生产管理质量规范和国家相关厂房建设规范来对药厂的总体环境以及厂房选址、布置进行设计。2设计工艺流程的选择通过文献的调研对设计产品的生产工艺路线进行评选，巩固文献检索知识，培养科学决策能力。3工艺的物料质量衡算通过生产要求及工艺流程进行物料衡算，然后根据计算结果对所需设备进行选型，满足生产任务，掌握工程设计的“三算”概念。4车间平立面设计通过物料衡算以及设备选型，在此基础上对车间的平

25、立面布局提出合理安排，满足实际生产要求。5带控制点的工艺流程图用带控制点的工艺流程图展示该设计的工艺过程及相关工艺控制参数，为仪表的安装及生产管理提供帮助12。第2章 生产工艺设计2.1 前处理板蓝根多呈圆柱形，稍扭曲，长1020cm，直径0.51cm。表面淡灰黄色或淡棕黄色，有纵皱纹及支根痕，皮孔横长，体实，质略软。2.1.1 风选从仓库中取来药材（已经去除非要用部分），放入工作台上出去药材中的杂质及霉变品，同时将大小药物分开，便于浸润。2.1.2 洗药将药材投入洗药机内，放水，浸洗一定时间取出。2.1.3 切片药材投入机械切药机内，设置切片厚度为2-4mm之间，不可太薄，以免影响提取液的过

26、滤。2.1.4 投药将处理好的药物一部分放入仓库储藏，一部分投入提取罐进行提取。2.2 药物有效成分的提取及浓缩2.2.1 提取方法比较板蓝根中的有效成分经多年的研究探索，已经取得重大成果，生产中多以总氮和靛蓝、靛玉红等为基准进行含量测定。一般采用的是煎煮浸出的方法进行生产，有水提法和醇提法之分。水提法是板蓝根根部入药，药材的根中含有大量的淀粉。根中薄壁细胞组织较多，细胞壁、细胞膜易破坏，药材也已粉碎；但药粉在热水中浸泡易被糊化而影响浸出液的过滤；用冷水浸泡时细胞壁、细胞膜不易破坏，但浸出效果不好，因此特意对提取温度进行控制，另外提取次数时间和加水量也对提取效果有明显影响。醇提水沉法将原料用一

27、定浓度的乙醇用渗漉法、回流法提取，即可提取出生物碱及其盐、甙类、挥发油及有机酸类等，而淀粉等无效成分不易溶出，但树脂、油脂、色素等杂质却仍可提出。因此，醇提取液经回收乙醇后，再加水处理，并冷藏一定时间，可使杂质沉淀而除去。40%50%的乙醇可提取强心甙、鞣质、蒽醌及其甙、苦味质等；60%70%乙醇可提取甙类；更高浓度乙醇则可用于生物碱、挥发油、树脂和叶绿素的提取。醇提法可以提取水提法提取效果不好的物质，在实际中也有很多的应用，但是醇的用量较大，乙醇的安全应用也需注意。以板蓝根为原料的中成药制剂很多，如板蓝根颗粒剂，板蓝根注射液，板蓝根片，清开灵注射液，抗病毒口服液等等。所有的这些制剂均是以水提

28、取板蓝根药材，采用板蓝根中的水溶性成分作为有效部位而制成。药典规定的板蓝根颗粒(1990年版2010年版)的生产工艺也是采用水煎醇沉法。固本设计采用水提醇沉法来进行提取。水提取操作将采用三级逆流萃取机组，这是由（n+1）个相同的提取罐组成的提取罐组，其中一个在装药卸渣，n个在提取。每一提取罐加有不同的药材，新鲜溶媒加入一下轮将要卸渣的罐。逆流流程的最大优点是平均推动力大，且节约溶剂。2.2.2 水提液浓缩采用三效浓缩器.中药的早期蒸发设备就是敞口的浓缩锅，至今一些为改造的药厂任然在使用。改变这一落后局面主要包括两个方面：首先，一些中药有效成分是热敏性物质，它们无法保持稳定在连续十几个小时的长期

29、受热状态，为此采用单程型蒸发器(升膜、降膜或旋转刮膜蒸发器等)是比较合理的，在哪里物质的受热时间以秒计；20世纪90年代以来，考虑最多的是料液的结壁及浓缩得到的高相对浓度的浸膏，可采用液流速度较快的外循环式蒸发器；为降低物料沸腾温度，减压操作也是必须的。其次蒸发过程是溶剂的相变过程。会大量消耗热能，考虑节能是溶剂蒸发的重大问题，利用好二次蒸汽，采用多效蒸发器已经很好的解决了这一问题。所以在本工艺阶段将采用三效浓缩器来进行生产。板蓝根生产过程中，首先将板蓝根等中药原料放入蒸煮提取器中，加入水后加温到100C进行蒸煮提取，得到板蓝根溶液。提取液经过滤后送入蒸发器蒸发浓缩。为了避免药物中有效成份在高

30、温下分解，浓缩过程需要在减压下进行，把溶液的沸点降低到65 C左右。由于提取出来的溶液的浓度很低，又需要减压浓缩，因而这种方法的能耗很高。我们研究了传统的板蓝根生产工艺流程的特点：（1）板蓝根溶液的浓缩在减压下进行，沸点很低(65C左右)，可以使用(100 C)的蒸汽作为加热蒸汽进行加热；（2）蒸煮浸取过程以水为溶剂，并在常压下进行，因而也可以用常压直接蒸汽进行加热；（3）为了减少真空泵的动力消耗，从浓缩器出来的二次蒸汽在进入真空泵以前需要尽量冷凝，需消耗大量的冷却水； （4）减压用的真空泵消耗较大的动力。为了解决上述板蓝根生产过程中存在的问题，提出了用热泵蒸发和热泵蒸煮相结合的方法进行节能改

31、造。热泵蒸发在化工、食品、医药中的应用较广2，而应用热泵蒸煮的报道较少。用热泵蒸发和热泵蒸煮相结合的方法对板蓝根生产过程进行节能改造的流程如图1所示:用蒸汽喷射泵将从蒸发器出来的二次蒸汽(温度约65C)抽出，及进入到蒸汽喷射泵的驱动蒸汽(一般情况下压力约0.8M Pa、温度约170C)混合，从蒸汽喷射泵出来。出来的蒸汽压力约0.1M Pa，温度约为100105C，一部分送入蒸发器作为蒸发器的加热蒸汽使用，另一部分送入蒸煮器作为蒸煮器的加热蒸汽使用。蒸汽喷射泵既作为真空泵，又作为二次蒸汽的压缩泵使用。2.2.3 醇沉依据优选出的工艺，浓缩液经过三效浓缩器浓缩后即经管道泵入醇沉罐中，加入浓的乙醇，

32、使乙醇浓度达到60%左右，浓缩液在醇沉罐中静置放置24h，过滤除去水溶性杂质得到上清液，泵入醇沉液贮罐中。2.3 干燥得浸膏浸膏是蒸发干燥上清液得到的固体物质，本次采用喷雾干燥器进行干燥。这是将中药浸提液用喷雾干燥的方法集蒸发、干燥于一体的设备，于干燥室中将稀料经雾化后，在及热空气的接触中，水分迅速汽化，即得到干燥产品。该法能直接使溶液、乳浊液干燥成粉状或颗粒状制品，可省去蒸发、粉碎等工序。干燥后可直接得到粉末，并且时间快、效率高。使用中应注意安全问题，粘度物质尽量减少粘壁现象。2.4 生产工艺流程生产工艺流程见图2-1。炮制工艺流程见图2-2。原材料整理 水处理 切片干切 敲扎 锻炒 干燥 蒸煮 包装 入库图2-1 生产工艺流程图饮片成品蜜炙 锻炒 清炒 打粉 其他 包装 入库图