1、精選優質文檔-傾情為你奉上齊 齊 哈 爾 大 學畢業設計（論文）題 目 年處理500噸玄參提取車間初步設計 學 院 化學與化學工程學院 專業班級 制藥工程 學 號 學生姓名 指導教師 成 績 年 月 日專心-專注-專業鄭 重 聲 明本人呈交的學位論文，是在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，所有數據、圖片資料真實可靠。盡我所知，除文中已經注明引用內容外，本學位論文的研究成果不包含他人享有著作權的內容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確的方式標明。本學位論文的知識產權屬于培養單位。本人簽名： 日期： 摘 要動脈粥樣化相關疾病是我國死亡率第一的疾病，而玄參中

2、含有大量生物堿、氨基酸（左旋天冬酰胺）、甾醇、糖類、脂肪酸等成分，對于治療這種疾病有很好的效果，所以在實際生活中研究對玄參的提取有著重要的意義。本設計通過采用水提醇沉的方法提取玄參中的有效成分。通過提取、濃縮、醇沉、乙醇回收四個工段進行提取最終的浸膏。本次設計優化了提取路線，降低損失率，減少污染，滿足實際中大量的需求。根據工藝流程進行廠址選擇，物料計算，熱量計算，主要設備計算以及選型，車間設備布置，公用工程部分的計算，三廢的處理等工作。完成了初步設計說明書，繪制三張CAD圖紙，其中包括車間工藝流程圖，車間設備的布置圖，主要設備圖。關鍵詞：玄參；提取；工藝流程；車間布置AbstractAther

3、osclerotic disease has the first mortality rate in China, and Scrophulariaceae contains a large number of alkaloids, amino acids (L-asparagine), sterols, sugars, fatty acids and other ingredients, for the treatment of this disease have a very good effect, therefore, the study of real life in the ext

4、raction of Scrophulariaceae is of great significance.This design extracts the active constituents from Scrophulariaceae by means of water extraction and alcohol precipitation. The final extract was extracted by extraction, concentration, alcohol precipitation and ethanol recovery. This design optimi

5、zes the extraction route, reduces the loss rate, reduces the pollution, satisfies the large demand in the actual situation.According to the process of the site selection, material calculation, heat calculation, the main equipment calculation and selection, workshop equipment layout, the calculation

6、of public works, waste disposal and so on. Completed the preliminary design specifications, drawing three CAD drawings, including the workshop process flow chart, workshop equipment layout, the main equipment map.Key words：Scrophulariaceae; Extract; Process flow; Workshop layout目 錄4.第1章 緒 論1.1 概述1.1

7、.1 生產方法簡介中藥材是指供醫藥用的以純天然的植物、動物和礦物質為主，并且包括少部分人工合成物（如輕粉、丹藥）和生物合成物（如豆豉、神曲）。藥材浸出的時候，依據生產規模、容積種類、藥材性質及所需的劑型可以采用不同種類的浸出方法。按照藥材向設備中的加入方式，可以分為連續式加料、半連續式加料和間歇式加料方式。在藥廠實際生產的過程中，按照藥材在設備內的處理方式不同，可以將藥材的浸出分為提取、浸漬（對靜態浸出）、煎煮（水提熱回流）等1。常用的浸出方法有：煎煮法、浸漬法、滲漉法、回流法、水蒸氣蒸餾法、超臨界萃取法、離子交換與大孔樹脂吸附法。現代中藥提取的技術方法一般有半仿生提取法，生物酶解技術，微波提

8、取技術。但是這些技術的提取液都是是混合物，必須要經過純化和分離的過程，才能除去相關的雜質以及不溶物，最終才能得到產物，這種方法顯然不可取，在工業的長期生產的過程中，一般最常使用的分離純化技術是離心分離技術、水提醇沉技術、膜過濾技術、最后還有醇提水沉技術等。本次設計年處理500噸玄參的提取車間選用的是水提醇沉的方法。1.1.2 設計原則及要求本次設計的總體原則是：讓工藝流程更加簡單，實際生產中便于操作，方法適合大中小企業，能夠用來大批量的生產。但是最重要的是本次設計能夠節約支出，具有可行性以及高效益。在車間設計時，秉持著節約成本，減少鋪張浪費，安全生產的理念。本次設計的要求：要確定一年處理500

9、噸的玄參的設計可以順利的進行以及成功的完成，然后還要保證設計的工藝流程簡單易懂、便于實際操作、節約資源等優點。主要設備的選擇以及如何放置，要滿足能夠隨時隨處進行維修和護理等工作，還要滿足工廠工藝普遍性的一般要求，但是最重要的是能夠節約設備的投資，達到事半功倍的效果2。1.1.3 設計依據及設計范圍本次設計參考的依據如下：（1）齊齊哈爾大學畢業設計任務書（2）齊齊哈爾大學畢業設計（論文）工作手冊 （2017版）（3）藥品生產質量管理規范 （國家藥品監督管理局）（4）制藥工程制圖 （中國質檢出版社出版）（5）化工設備設計手冊 （化學工業出版社出版）（6）藥廠反應設備及車間工藝設計 （化學工業出版社

10、）（7）制藥工程工藝設計 （化學工業出版社出版）（8）化學工程CAD技術應用及實例 （化學工業出版社出版）（9）化學制藥工藝學 （中國醫藥科技出版社出版）（10）天然藥物提取工藝學解（中國輕工業出版社出版）本次設計的范圍是將已經處理好的玄參凈藥材加入到多功能提取罐中，然后通過水提醇沉的技術，最后可以得到最終1.2倍凈藥材質量的玄參浸膏一般生產區車間設計，其中包括物料衡算、主要的設備進行選型、熱量衡算、主要設備的計算過程、車間如何布置3。在如何選擇工藝流程以及繪制帶控制點的工藝流程圖方面是本次設計任務的重點。1.1.4 車間概況本次設計的車間包括四個主要工段，分別為玄參的提取工段、玄參濃縮工段、

11、玄參的醇沉工段、乙醇回收工段。為了讓工人操作更加的方便，現將每一個工段包含的設備擺放在相對比較聚集的地方，由于本次設計的任務是年處理500噸玄參的提取車間初步設計，那么流程相對其他的課題就比較簡單容易，用到的設備也比較少。為了讓布局更加合理化，本次設計的車間將采用廠房為高單層、中間設鋼操作臺的設計方案，設計3個通道，用于人流、物流的進出，考慮到本次設計車間的是年處理500噸玄參，這次設計的生產規模屬于中大型生產規模。本設計的車間每年的工作時間為300個小時，施行四班三運轉工作的時間制度，每天工作時間按照24小時計算，那么每班的工作時間為8小時，符合法定工作日的時間。經過計算后，設備每年將運轉7

12、 200小時，各個工段實際操作的情況以及人員安排見表1-1。表1-1 車間定員表序號工序名稱每班定員管理人員操作人員輪休人員合計1提取412472濃縮412473醇沉412474乙醇回收412471.2 廠址選擇1.2.1 廠址選擇原則在國外，制藥廠的外部環境不同于一般的工廠，大多數環境幽靜、空氣潔凈，工廠遠離交通要道，處在大片的草坪和樹木之間，綠化面積比較大，有些工廠綠化的面積甚至超過工廠占地面積的70之多。廠區做到泥土不外露，給工人們一個“花園工廠”之感4。在國內，不管是什么類型什么種類的藥廠，在選擇地址的時候都應當充分的進行選址并進行實地考察，更應該遵守國家的相關規定以及法律法規。在選擇

13、建廠的地址上是一項比較綜合性的工作，這其中要包括政策的遵守、經濟可行、技術要達到標準。這就要求建廠的時候要根據實際情況來選擇建廠，選擇藥廠建設的地址一般要遵循以下原則：（1）要有潔凈區的廠房，廠址選擇在大氣中含塵量少，含菌濃度低，有無害氣體，周圍環境適宜的地區。（2）廠址要避免緊鄰機場以及鐵路附近，還有碼頭和相關交通要道以及粉塵較多的地區，最好能夠處在上風側，減少空氣污染。（3）廠區附近要交通便利，完善的通訊基礎設施。（4）確定以及滿足日常的水、電、氣的供給。（5）要節約用地，珍惜土地。（6）選廠址應該考慮到防洪，廠址的建設應該高于防洪水位，大約要在半米以上。1.2.2 建廠條件通過以上的條件

14、并結合實際的環境，總結出來以下幾點：（1）生產藥品需要一定的潔凈度，因此不可以將藥廠建在一些污染大的重工業或者化工廠的周圍。（2）選擇廠址的時候還必須要考慮到原料藥材的產地，以及水電汽等客觀因素的限制。在藥品的生產過程中，純化水的質量是保證藥品質量的關鍵，因此，在選擇廠址的時候，應當要考慮應該建在水質比較良好并且保證充沛的水資源，在電力和燃料供應的方面也應該要保持充足的地區，這樣能保證藥廠生產能夠持續并正常的進行，還能夠降低企業生產的成本，提高企業生產利潤。（3）廠址的選擇應該想到交通運輸，制藥廠運輸比較頻繁，廠區附近應該有建成的道路基礎設施等，能提供方便快捷的公路、鐵路或水路等運輸條件。（4

15、）廠址的選擇還應當考慮到藥廠的占地面積以及被占用的土地的質量，由于中國實際能夠使用的面積少的原因，對此在選擇廠址的時候必須要考慮到盡可能的離耕地遠一些，而且還不能太遠，以至于處在偏遠的地理位置，近可能的減少土地的使用面積。（5）設計還應該能夠順應這個城市的發展理念，以及近期或者長期的規劃。由于制藥生產企業的生產的藥品品種多，更新換代的頻率比較頻繁，所以在總體規劃的時候，要留有發展的余地以備后事之需，這樣還能夠合理的利用土地資源。（6）在廠址選擇的方面上，最主要的的還是三廢的如何處理以及噪聲如何讓的避免，讓各種資源能夠綜合的利用。藥廠不能建在鬧市區，應該建在人煙稀少的郊區或者城鎮，周圍，但是又不

16、能過于偏僻5。1.2.3 方案比較綜合以上的條件因素，經過考慮并且篩選之后，擬定了以下四個廠址：（1）齊齊哈爾市的嫩江畔。齊齊哈爾市的嫩江畔相對齊齊哈爾其它的地區水源要更加的充足，空氣良好，環境優雅，居民居住的相對稀少，空氣溫度，濕度等都比較適宜建廠，最重要的是嫩江畔周圍的交通比較方便，運輸起來比肩容易，鐵路運輸方便藥品的出口。況且還遠離市區，此外嫩江畔距離齊齊哈爾市的重工業區有比較遠的距離。綜合以上的條件，在齊齊哈爾市的嫩江畔周圍建廠利大于弊。（2）位于牡丹江市鏡泊湖，牡丹江鏡泊湖在環境方面，環境相對幽靜，水源也比較的充裕，空氣環境都很好，但是由于距離市區較遠，電汽的供應方面比較難，交通運輸

17、也不是很便利，原料供應也相對來說不足，所以不予選擇。（3）綏化下屬的肇東市，相對來說，肇東市人口相對較少，土地富裕并且是大量中藥的產地，肇東市緊鄰哈爾濱和大慶等大城市，交通方面很方便。但是美中不足的地方是水源供應不足，并且附近工業區較多，不適合建廠。（4）哈爾濱市江北地區，那里緊挨著松花江，水資源相當豐富，并且水路運輸方便，經濟發達，而且路上運輸也很方便。但是哈爾濱江北地區的地價較其他地區較高，由于經濟的因素，所以不予選擇，方案比較見表1-2。表1-2 方案比較表項 目方案一方案二方案三方案四地理位置齊齊哈爾市牡丹江市肇東市哈爾濱市地 形平原平原平原平原水利條件良好良好一般良好交通運輸一般一般

18、便利便利人才密度良好一般一般較高地 價一般一般一般較高1.3 原材料及產品主要技術規格1.3.1 原材料技術規格本設計中所使用的原材料及其技術規格和標準見表1-3。表1-3 原材料技術規格序號名稱規格標準備注1玄參凈藥材 2水純化水 循環利用3乙醇溶液濃度為 循環利用1.3.2 產品技術規格本設計中所產生的產品及其技術規格和標準見表1-4。表1-4 產品技術規格序號名稱密度 1凈藥材2濃縮浸膏3醇沉藥液4最終浸膏5回收乙醇1.4 原材料消耗定額及消耗量原材料消耗，見表1-5。表1-5 原材料消耗序號名稱規格單位年消耗量1玄參凈藥材2水純化水3乙醇第2章 工藝流程設計2.1 生產方法選擇玄參的提

19、取方法主要有水提醇沉，醇提水沉，超臨界流體萃取，超聲提取技術，微波提取技術，生物酶解技術，半仿生提取技術6，本次設計采用的是水提醇沉法。2.2 工藝流程示意圖水提醇沉法的工藝流程圖如圖2-1。過濾提取乙醇水水玄參醇沉濃縮上清液浸膏濃縮過濾回收再利用乙醇圖2-1 玄參提取的工藝流程2.3 工藝流程敘述本次的設計任務是每年處理500噸玄參的提取車間，這次設計的車間一共分為四個工段：提取工段、濃縮工段、醇沉工段、乙醇回收工段。2.3.1 提取工段首先打開空氣壓縮閥門，關掉排渣門，鎖緊排渣門，最后在關掉空氣壓縮閥門，用純化水清洗提取罐，然后打開排水閥，排除清洗后的純化水，將處理好的玄參凈藥材由起吊機吊

20、到操作臺上，由工人從投料口加入到多功能提取罐中，并加入8倍量凈藥材的純化水，開始進行浸泡藥材90分鐘，待浸泡結束之后，打開蒸汽閥門，開始向夾套里通入低壓蒸汽，加熱到沸騰之后，溫度約為90，減少通入的蒸汽量，同時，打開冷凝器讓循環水使藥液蒸氣先后通過泡沫捕集器再進入冷凝器，藥液經過冷凝之后返回到提取罐中，待冷卻120分鐘之后，關閉回流閥門、蒸汽閥門，打開放料閥門，讓藥液通過板式過濾器進行過濾，然后用真空泵打入到提取罐儲罐中。然后再次向提取罐中加入6倍量藥材的純化水，重復以上步驟。提取結束后，打開出渣口，用運渣車將藥渣運走，最后用純化水來清洗提取罐以及管道7。提取工段主要用到的設備有：起吊機、真空

21、泵、多能提取罐、板框過濾器、立式藥液儲罐。多功能提取罐上的設備有：冷卻器、冷凝器、泡沫捕集器。2.3.2 濃縮工段本工段使用雙效濃縮器，第一次使用時，首先開啟真空泵，打開提取藥液儲罐的出料閥，并使蒸發器真空度達-0.03MPa和-0.09MPa之間，讓第二個蒸發器的真空度大于第一個蒸發器的真空度，這樣可以讓藥液正常揮發，控制溫度80ºC，當藥液濃度到達工藝需求的時候，將蒸汽閥門以及真空泵關閉。最后用真空泵把濃縮液打入到濃縮液儲罐之中。第二次使用時，打開雙效濃縮器的閥門，將潔凈桶放入下面接收最終浸膏。濃縮工段主要用到的設備有：雙效濃縮器、真空泵、立式濃縮液儲罐。2.3.3 醇沉工段將濃

22、縮液儲罐中的濃縮液打入醇沉罐中，將乙醇配液罐中的乙醇打入到乙醇計量罐中，向醇沉罐中加入配好的濃度為95%的乙醇。打開攪拌器進行攪拌，繼續向醇沉罐內加入乙醇，用酒精計測量藥液含醇量，直到乙醇含量為65%，關閉乙醇進料閥門，繼續攪拌，直至藥膏完全溶解，關閉蒸汽閥，靜置后打開出液閥，打入到醇沉液儲罐中，打開出渣口，將藥渣及部分藥液通過板框過濾器進行過濾，進入醇沉液儲罐8。醇沉工段主要用到的設備有：醇沉罐、真空泵、板框過濾器、立式醇沉液儲罐。2.3.4 乙醇回收工段打開乙醇回收塔進液口，將醇沉液打到塔內，開啟蒸汽閥門，進行加熱，溫度控制在80左右，當藥液中的乙醇加熱到沸點后就會進入精餾塔，部分蒸汽進入

23、冷凝器、冷卻器、比重測定器，比重測定器可以測定乙醇是否符合要求濃度，符合的乙醇進入乙醇儲罐中。不符合標準濃度，會被打到精餾塔中繼續回流。這樣的操作一直要到浸膏中沒有乙醇的氣味，并且要達到標準乙醇濃度的時候，在進行停止加熱，關閉冷凝水等操作。乙醇回收工段主要用到的設備有：乙醇回收塔、真空泵、立式乙醇儲罐、立式乙醇配液罐、平衡器。第3章 化工計算3.1 物料計算在工藝設計中，物料衡算是在確定后進行的。目的是根據原料與產品之間的定量轉化關系，計算原料的消耗量，各種中間產品、產品和副產品的產量，生產過程中各階段的消耗量以及組成，進而為熱量衡算、其他工藝計算及設備計算打基礎9。物料衡算是以質量守恒定律為

24、基礎對進行計算。物料平衡是指“在單位時間內進入系統(體系)的全部物料質量必定等于離開該系統的全部物料質量再加上損失掉的和積累起來的物科質量”。用式子表示為： (3-1)式中：投入系統的物料總量系統產出的產品和副產品總量系統中流失的物料總量系統中回收的物料總量其中產品量應包括產品和副產品:流失量包括除產品、副產品及回收量以外各種形式的損失量，污染物排放量即包括在其中物料衡算的基準：間歇式操作一般采用的是以一批原材料為標準來進行計算。連續式操作一般采用的是以單位時間內生產產品的數量或者以消耗原料量為基準來進行計算。3.1.1 基礎數據（1）計算基準：按照每批投料量進行計算（2）生產規模：年處理凈藥

25、材500噸（3）批操作周期：每年生產的時間：300天，每批操作周期為8小時（4）在提取工段中，進行提取兩次，第一次加入純化水的質量為凈藥材的8倍，第二次為6倍，由于本次提取量比較大，所以提取工段的損失量可以忽略不計（5）物性參數提取工段：浸提液密度： ，凈藥材密度： ，玄參凈藥材的吸水系數為1.94，過濾器中損失率為濃縮工段：濃縮周期：4 h，粗浸膏得率：1.5醇沉工段：濃縮液密度： ，原醇的濃度為，密度為 ，醇沉之后醇的濃度為，醇沉雜志含量為，板框過濾器的濾液比為乙醇回收工段：最終浸膏為1.2倍原藥材的量3.1.2 提取工段物料衡算年生產時間300天，即300×24=7 200 h

26、由于每批操作周期為8 h年操作批數：年生產時間÷每批操作周期=7200每批投料凈藥材質量：年處理量÷年操作批數= 其中凈藥材量用處理量求出，2次提取純化水總量為14倍量凈藥材的量提取用純化水總量： 由物料平衡等式計算得：凈藥材量2次提取水溶液量=藥渣量提取藥液量（損失忽略不計）提取液量=7 256.136 打入提取液儲罐藥液量為： 提取罐平衡表見表3-1。表3-1提取罐物料平衡表物料名稱進料 出料 凈藥材純化水提取藥液量藥渣量合計555.67 778.48 3347 256.1361 077.8648 3343.1.3 濃縮工段物料衡算粗浸膏量： 由質量守恒定律：提取藥液量

27、=浸膏量+水蒸發量 打入濃縮儲罐的藥液量：833.4 濃縮物料平衡表見表3-2。表3-2 濃縮物料平衡表物料名稱輸入量 輸出量 提取液量粗浸膏量水蒸發量合計7 255.417 255.41833.46 422.017 255.413.1.4 醇沉工段物料衡算濃縮液的體積為： 加入醇的體積為： 加入醇的質量為： 加入總量為：濃縮液量+加醇量= 醇沉雜質的量為： 醇沉液的質量為： 板框過濾器的濾液量為： 濾渣量為： 打入醇沉儲罐的藥液量： 醇沉物料平衡表見表3-3。表3-3 醇沉物料平衡表物料名稱輸入量 輸出量 濃縮液量加醇量雜志量（未過濾）醇沉液量合計833.41 1311 964.498.22

28、1 866.181 964.43.1.5 乙醇回收工段物料衡算醇沉液=乙醇回收量+最終浸膏量乙醇回收量為： 乙醇回收工段物料平衡表見表3-4。表3-4 乙醇回收工段物料平衡表物料名稱輸入量 輸出量 醇沉液量最終浸膏量乙醇回收量合計1 905.471 905.47666.721 238.751 905.473.2 設備工藝計算3.2.1 提取工段設備工藝計算投料量為555.6 ，藥材的密度為990 ，加入純化水的量為7 778.4 ，水的密度為1 000 ，裝料系數為0.8，最多一次加水的量為4 444.8 總體積為：藥材的體積+純化水的體積 所需提取罐的最小的體積為： 所以選用6.0 的TQ多

29、功能提取罐全容積為6 400 L，2 6004 500 設備凈重量3 500 3.2.2 提取液儲罐提取藥液量：7 255.41 藥液密度：1 100 儲罐裝料系數：0.8提取液總體積為： 儲罐總體積為： 故選用10 的CG型立體型儲罐容積為：10 000 L外形尺寸：2 3002 500 進出口徑為：50 3.2.3 濃縮工段設備工藝計算水蒸發量為：6 422.01 故蒸發速度為： 所以選擇型號為SJN-1 000蒸發量為：1 000 蒸汽壓力為：0.09-0.25 Mp外形尺為：5 0001 6003 500 mm3.2.4 濃縮液儲罐濃縮液量為：833.4 濃縮液的密度為： 濃縮液的體積

30、為： 裝料系數為：0.8濃縮液需要的最小的儲罐的體積為： 故選用CG型立式儲罐總容積為：1 000 L外形尺寸為：1 2001 000 mm進出口經為：40 3.2.5 醇沉工段設備工藝計算濃縮液量為：833.4 ，密度為： 加醇量為：1 131 ，密度為： 投料系數為：0.8總體積為： 所需醇沉罐的最小體積為： 故選用JC-3 000的醇沉罐總容積為：3 000 L設備尺寸為： 換熱面積為：8.1 3.2.6 醇沉儲罐打入醇沉罐的醇沉量為：1 905.47 乙醇藥液的密度為： 裝料系數為：0.8總體積為： 所需醇沉儲罐的最小體積為： 故選用CG型立式儲罐最大容積為：2 000 L設備尺寸為：

31、 進出口徑為：50 3.2.7 乙醇回收工段設備工藝計算乙醇回收量為：1 238.75 乙醇回收能力為： 故選用JH-400的酒精回收塔回收能力為：150160 總容積為：1 450 L塔身高度為：7 000 高位罐的容積為：650 L設備重量為：2 300 外形尺寸為： 表3-5 設備一覽表序號設備位號設備名稱技術規格材料數量備注1V-101多功能提取罐2 6004 50030412L-102板式過濾器30423J-103提取液泵30414F-104提取液儲罐2 3002 50030415J-105濃縮泵30426P-106雙效濃縮器5 0001 6003 50030417F-108濃縮液儲

32、罐1 2001 00030418J-109醇沉泵30429V-110醇沉罐304110F-113醇沉液儲罐304111E-114板式精餾塔304112F-115乙醇儲罐304113F-117乙醇配液罐304114C-120冷凝器304215C-118冷卻器304216Y-119比重器304117F-121乙醇計量罐30413.3 熱量計算3.3.1 熱量計算的依據熱量計算主要的依據是能量守恒定律，在實際生產過程中傳熱設備的熱量計算用下式進行計算： (3-2)式中：物料帶進設備的熱量，單位 蒸汽用來給設備或所處理物料加熱的熱量，單位 過程中的熱效應，單位 物料離開設備時吸走的熱量，單位 設備吸收

33、的熱量，單位 設備向環境散發的熱量，單位 (3-3)式中：物料的質量，單位 定壓比熱容，單位 溫度的變化量，單位 由于藥廠在東北，設車間的最低溫度為10 ，以0 為基準度設備向環境散發的熱量為的通入蒸汽加熱的量，即：壓強為標準大氣壓，即： 3.3.2 提取工段多功能提取罐熱量計算（1）基礎數據 ，進料量為555.6 ，藥渣量為1 077.864 ，加水量為7 778.4 ，出液量為7 256.136 ，設備重量為3 500 （2）具體計算 由公式帶入數據得： ， （3）熱量平衡表見表3-6。表3-6 多功能提取罐熱量平衡表物料名稱輸入熱量 輸出熱量 凈藥材帶入熱量純化水帶入熱量蒸汽加熱量帶出設

34、備熱量設備升溫熱量損失熱量合計熱量3.3.3 濃縮工段雙效濃縮器熱量計算（1）基礎數據選取基準溫度為0 ，出料溫度為80 ，濃縮液進料量為72 544.41 ，水蒸發量為6 422.01 ，粗浸膏量為833.4 ，設備重量為2 700 （2）具體計算 由公式帶入數據得： ， （3）熱量平衡表見表3-7。表3-7 濃縮工段熱平衡表物料名稱輸入熱量 輸出熱量 提取液帶入量蒸汽加熱量水蒸發熱量設備升溫熱量粗浸膏帶出熱量損失熱量合計熱量3.3.4 醇沉工段醇沉罐熱量計算 （1）基礎數據 ，醇沉液量為1 866.18 ，乙醇加入量為1 131 ，浸膏加入量為833.4 ，設備質量為2 200 ，藥渣量為

35、98.22 （2）具體計算 由公式帶入數據得： ， （3）熱量平衡表見表3-8。表3-8 醇沉工段熱平衡表物料名稱輸入熱量 輸出熱量 浸膏帶入熱量乙醇帶入熱量水蒸氣加熱熱量醇液升溫熱量藥渣升溫熱量損失熱量合計熱量3.3.5 乙醇回收工段乙醇回收塔熱量計算（1）基礎數據 ，稀酒精的量為1 905.47 ，醇的質量為1 238.75 ，設備質量為2 300 （2）具體計算 由公式帶入數據得： ， （3）熱量平衡表見表3-9。表3-9 乙醇回收塔熱量表物料名稱輸入熱量 輸出熱量 稀酒精帶入熱量水蒸汽加熱熱量醇液升溫熱量設備升溫熱量損失熱量合計熱量3.3.6 濃縮工段雙效濃縮器二次熱量計算（1）基礎數

36、據 ，醇沉液質量為1 905.47 ，稀酒精質量為1 238.75 ，最終浸膏質量為666.72 ，設備重量為2 700 （2）具體計算 由公式帶入數據得： ， （3）熱量平衡表見3-10。表3-10 二次濃縮熱量表物料名稱輸入熱量 輸出熱量 醇沉液帶入熱量水蒸汽加熱熱量稀酒精升溫熱量最終浸膏升溫熱量設備升溫熱量損失熱量合計熱量第4章 主要設備設計4.1 設備材質選擇及結構形式多功能提取罐的工作壓力為：常壓101.325 工作環境的溫度為：常溫25 罐內設計壓力為： 罐內設計溫度為： 材料：0Cr18Ni9Ti不銹鋼查表得： 焊縫系數為： 4.2 設備工藝尺寸的計算4.2.1 體積的計算根據物

37、料衡算處，物料的總體積為： 裝料系數為：0.8所以提取罐所需要的最小的體積為： 圓整后取6.0 4.2.2 筒體的直徑下封頭為錐形封頭：上封頭橢圓：設備的總高度為：設備的容積為：取則 帶入數據得： 4.2.3 筒體的高度按照設備的工程尺寸，體積取6.0 ，設備的直徑取2.6 ，筒身高度為2.47 那么設備的總高度為： 核算：設備的實際體積為： （4-1）帶入數據得： 實際的高徑比為：4.3 附件的選擇4.3.1 法蘭因為本次設計提取罐的反應器內的壓力等級比較小，同樣筒身的直徑也比較小，故選用的是甲型平焊式法蘭11。可由反應器壓力為： 罐內直徑為26 ，按壓力容器法蘭標準（HG20593-199

38、7）對法蘭尺寸進行選型見表4-1。表4-1 法蘭尺寸表公稱通徑DN法蘭盤厚度理論質量螺柱規格螺柱數量2 600 76 166.8 kgM2440墊片選擇使用壓力容器非金屬軟墊片，材料為耐油石棉橡膠板，非金屬軟墊片的尺寸為(JB/T4704-14)4.3.2 視鏡選取的視鏡為不帶頸視鏡的普通視鏡，結構相對簡單，不容易結料，并且觀察范圍比較廣闊。視鏡選擇用鋼化硼硅玻璃（HGJ501-86），見表4-2。表4-2 視鏡尺寸表公稱直徑公稱壓力螺柱數量螺柱直徑質量150 0.98 MPa2502151217.64.3.3 管法蘭根據管子規格選擇使用板式平鋼制焊法蘭（標準號HG20593）。公稱壓力選用的

39、是0.25 ，管法蘭尺寸表見表4-3。表4-3 管法蘭尺寸表名稱公稱通徑鋼管外徑法蘭外徑法蘭內徑螺孔數量螺紋法蘭厚度法蘭質量進料口管法蘭32 mm42.4 mm120 mm43.5 mm416 mm1.19 kg出料口管法蘭32 mm42.4 mm120 mm43.5 mm416 mm1.19 kg4.3.4 支座本次設計選則的是標準懸掛式支座（JB1/65-81），選擇四個A型耳式支座。根據容器公稱直徑為2 600 選擇支座尺寸見表4-4。表4-4 支座尺寸表公稱直徑DN底板底板筋板墊板墊板螺栓螺紋規格支座質量1 300-600 mm25016200101030M2421.6 kg4.4 設

40、備壁厚設計4.4.1 筒體的壁厚 (4-2)帶入數據得： 取腐蝕裕量為： 設計厚度為： 圓整后的為：4.0 查表得 名義厚度為： 有效厚度為： 最大允許工作壓力為： 4.4.2 封頭的壁厚（1）標準橢圓封頭壁厚 則 (4-3)查表得：帶入數據得： 由于設計的壓力較低，根據內壓強計算公式計算的計算厚度較小，往往不能滿足制造、運輸以及吊裝等方面的要求，因此對容器內的封頭規定了最小的壁厚，我國標準橢圓形封頭最小壁厚為封頭內直徑的，即： 取腐蝕裕量為： 設計厚度為： 查表得 名義厚度為： 有效厚度為： 最大允許工作壓力為： （2）錐形封頭壁厚封頭大端查表得：過渡段厚度為：帶入數據得： 與過渡段相接處錐

41、殼厚度為： 錐形封頭最小壁厚亦取 取腐蝕裕量 設計厚度為： 查表得 名義厚度為： 有效厚度為： 最大允許工作壓力為： 封頭小端提取罐上的封頭小端需進行緊密的聯接，應該在錐殼與筒體中間加上一個加強段，二者之間的的加強段的厚度也應該是一樣的，其計算式為： (4-4)形狀系數為：帶入數據得： 錐形封頭小端最小壁厚亦取3.86 取腐蝕裕量為： 設計厚度為： 查表得 名義厚度為： 有效厚度為： 最大允許工作壓力為： 4.5 設備操作控制設計時必須重視安全操作和自動控制。對制藥容器及設備來講，設備要防止超溫、超壓、超裝。要設置超壓泄放或爆破裝置、對溫度監視的溫度計、液位指示的液位計。第5章 車間設備布置設

42、計5.1 車間設備布置設計概述5.1.1 車間設備布置設計原則（1）滿足GMP要求本次的設計、選型以及如何讓安裝都應該符合國家相關規定的生產要求，容易清洗處理、消毒處理以及滅菌處理，放便用來產品生產、設備的操作以及維修、保養，并且能夠減少錯誤行為的發生，達到減少污染的效果。本次設計中的設備之間相互連接的主物流管道都應該標注管內物料名稱以及物料的基本流向12。（2）滿足工藝要求車間設備的布置必須滿足生產工藝的基本要求以及設備布置的基本原則，也就是車間內部設備的擺放盡量與工藝流程圖的走向的基本一致，盡可能的利用工藝過程讓物料能夠自動的進行運輸和流送工作，應避免產品和中間體產生交叉往返的現象。對此，

43、一般可將計量等設備擺放在廠房的最高層，主要設備擺放在中層的位置，儲罐及重型等設備擺放在最底層的地面上。在操作過程中相互之間有關聯的設備，應當彼此之間擺放的靠近一些，但是也應該保持一定的安全距離。除了要顧及到合理的操作通道以及活動空間，工作人員行走的方便，物料的運輸外，還應當考慮在設備的周圍留出能夠以后用來檢修的地方。設備的布置盡可能的對稱。因為對相同的或相似的設備在進行集中擺放的時候，能夠考慮到以后相互之間可以調換使用的可能性，增加方便性，充分發揮設備的內在潛力。設備的布置應當考慮到未來方便性以及實際中的安全性。在布置設備的時侯，考慮到要讓操作人員處在上風口的位置，比較高大的設備應該避免在窗戶

44、附近的位置，以免影響室內的通風以及采光效果。5.1.2 車間組成本次設計的車間分為四個工段，其中包括提取工段、濃縮工段、醇沉工段、乙醇回收工段。在進行藥物提取的時候，物料出渣的過程可能會造成車間內環境的污染，因此在進行開門等操作的時候，應當盡量避免在提取罐的附近進行，這樣可以減少藥渣對環境的污染。另外在濃縮工段，由于浸膏的濃度比較大，有可能用泵不能直接打入到下一個工段中，為此在此操作完成之后，要將浸膏轉移到潔凈筒之中，由人力運送到下一個工段或者儲罐之中13。乙醇回收工段中的乙醇回收設備太高，為此回收塔設備應該穿過房頂，繞開主梁。在設備布置的時侯，將主要的提取、濃縮和醇沉工段的制藥設備都設在二層

45、的操作平臺上，將過濾器，泵等設備擺放在車間的地面處。5.2 車間設備布置方案生產車間采用的是單層敞開式的設計，室內高度為8 ，二樓的操作臺高4 ，室內總長度為24 ，寬為18 ，承重柱柱距為6 ，柱網采用的是網狀設計，建筑面積為432 。玄參藥材將通過升降機運到二樓的操作平臺上面，排除的藥渣用運渣車統一運出車間處理。主要的設備應該按照工藝流程圖的順序排放，設備應當盡量在一條直線上，這樣可以方便運輸的管線最短，節省材料14。車間內的每個設備的布置都應該有足夠的操作的空間、通行的路線、及檢修所需要的位置。泵和過濾器都應該擺放在車間的地面上，車間內應該留有放置原材料的地方，根據生產的發展的需要以及可

46、能性，要適當預留適當的空地，為期以后發展留有余地。由于本次設計用到的乙醇屬于易燃物，應該考慮到乙醇的防火安全。車間三個方向都設有窗戶，這樣可以形成對流通風的效果，保證空氣的清新和新鮮。由于車間的建筑面積一般大，故在設計的車間共有大門兩個。一個人流，另一個是物流。這樣既可以實現物流人流不交叉又能避免安全事故的發生。第6章 公用工程6.1 動力（水、電、汽、氣）6.1.1 蒸汽用量使用蒸汽間接加熱時，蒸汽的用量用下式進行計算可得： (6-1)式中：代表冷凝水的最終溫度，加熱時需要的蒸汽的量，水蒸氣的熱焓，2 683.8 冷凝水的比熱容，4.18 熱利用率，保溫設備為0.96提取工段蒸汽用量： 濃縮

47、工段蒸汽用量： 酒精回收工段蒸汽用量： 二次濃縮工段蒸汽用量： 根據熱量衡算公式可知：每批蒸汽總用量為： 所以每年蒸汽消耗的總量為： 6.1.2 電力用量（1）泵的功率為：3.0 每天工作時間為：3 ，數量為：7 臺年年耗電總量為： （2）升降機的功率為：4.0 每天工作的時間為：3 ，數量為：1 臺每年耗電總量為： （3）攪拌器的功率為：3.0 每天工作時間為：2 ，數量為：1 臺每年耗電總量為： （4）每天工作時間為：12 每年耗電總量為： 綜上所述，每年總耗電量為： 6.1.3 水用量（1）提取用水批用水量：7 778.4 年用水量： （2）清洗用水設水流速度為： ， ，管徑為40 根據

48、公式： （6-2） （6-3）帶入數據得： 提取工段中清洗的時間為：30 則水的質量為： 由于濃縮工段、醇沉工段、乙醇回收工段清洗時間相同，都為30 所以年耗量為： 所以年消耗水的總量為： 水、電、汽的年消耗量，見表6-1。表6-1 水電汽年消耗量表序號名稱規格單位消耗量1蒸汽熱蒸汽kg2電力工業用電kW423 0003水純化水kg6.2 空調部分為了讓藥廠的車間的潔凈區有一個穩定的參數，保持其所需要的最低溫度、濕度、壓力以及潔凈度，通常常用的方法是向室內輸送潔凈的空氣，消除廠房的潔凈室內外各種冷熱干擾以及灰塵污染。為了讓有一個良好的潔凈室，讓空氣具有一定的狀態，這就需要一個整套的設備進行處理

49、空氣，并連續不斷的向室內進行輸送，又不斷地從室內向室外排出多余的一部分，這一整套的設備就形成了藥廠的空調凈化系統15。中藥提取車間的室內空氣的潔凈度的相對來說要求不算很高，級別較低，一般在3萬級左右，要求空調換氣次數10到15小時一次即可，車間內的新鮮空氣主要是用于滿足室內壓差和工作人員呼吸等操作，取系統總需風量的三分之一左右，這是因為這次設計的車間內會有少量的乙醇，因此車間室內的循環空氣必須要全部排出到場外，本次設計在新風在取值上面，要求要超過系統總需風量的三分之一以上。目前根據國家頒布的GMP管理規定，廠房內車間潔凈度要達到3萬級潔凈度，室內溫度在18到24之間，相對濕度為第7章 環境保護7.1 三廢產生在本次設計過程中會產生的三廢種類有廢渣、廢氣、廢水。為此在本設計設計的時候，盡量避免減少三廢對環境的污染，合理的設計，合理處理廢水，廢汽，廢渣的排放。本次設計中主要的藥渣是玄參藥渣，在生產過程中，同時會產生少量的廢氣，還有就是清洗設備時的污