化工原理制药车间设计

1 化工原理课程设计 （中药提取设计） 年级 六年级体育公开课教案九年级家长会课件PPT下载六年级家长会PPT课件一年级上册汉语拼音练习题六年级上册道德与法治课件 ： 专业： 姓名： 2 目 录 一、设计任务 …………………………………………………3 二、生产工艺选择及 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 设计 ………………………………3 三、物料衡算和能量衡算………………………………………8 四、设备选择 …………………………………………………9 五、车间平面布置 ……………………………………………12 六、参考文献 …………………………………………………12 3 第一部分 设计任务 某药厂拟建提取能力为 8000吨/年的中药提取综合车间，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、中药材前处理 中药材经净选、清洗后，一部分经破碎后去提取区域提取，一部分清洗后药材去润药、 切药、干燥、粗碎后去提取区域。另有一部分经粗碎后的净药材去醋制、或蒸煮、或炒制、 或煅制、或灭菌后去存放间，还有一部分经粗碎后的净药材经过粉碎合格后去灭菌、混合、 包装成成品待用。 二、中药材水提 前处理合格的中药材，经过动态水提或是静态水提后固液分离，提取液去浓缩，部分 浓缩液去喷雾干燥成浸膏粉，或去喷雾制粒成干颗粒，一部分浓缩液去收膏后入冷库贮存待 用。另一部分浓缩液去醇沉，醇浓后得浓缩液待用。 三、醇提 前处理合格后中药材，经醇提后，固液分离，提取液经浓缩得浸膏，一部分浸膏去喷 雾干燥得浸膏粉，包装后待用。另一部分浸膏去喷雾制粒得干颗粒，整粒后称量、包装待用。 中药提取车间制备流浸膏、浸膏、干膏或干粉的生产工序及其洁净度要求为：由流浸膏、 浸膏制干膏、干粉、粉碎过筛、包装等工序划为洁净区，其级别为 30万级，中药提取液浓 缩以前为一般区域。 四、工艺方框流程图： 4 图 1中药材前处理工艺方框流程图 5 图 2中药材水提工艺方框流程图 6 图 3中药材醇提工艺方框流程图 五、工艺流程图见图 4。 7 图 4逆流罐组水提岗位工艺管道及仪表流程图 8 第三部分 物料衡算和能量衡算 一、物料衡算 根据某产品每批生产胶囊 20 万粒所需前处理及提取药材量及设计产量，可计算出单 个产品的所需前处理及提取药材量。见表 12.1： 表 12.1 20万粒胶囊前处理及提取药材量及设计产量表 现有产量 设计产量 序号 药材处理方式 20万粒/批 药材消耗量 (kg/批) 5450万粒/年 药材消耗量 (吨/年) 1 净选 313.14 85.34 2 煅制 12.8 3.488 3 醋制 25.6 6.976 4 清洗 238.84 65.09 5 切制 217.9 59.38 6 炒制 38.4 10.464 7 粉碎 82.54(60目) 22.493 8 干燥 313.14 85.334 9 灭菌及粉碎 82.54 22.493 10 水提 250 68.128 汇总每个产品消耗的药材量可得到总的药材年消耗量，并据此进行设备选型计算。 二、能量衡算 以计算双效浓缩器冷却水耗量为例。 已知双效真空浓缩器的蒸发能力为 1000kg水/h，二效蒸发温度为 60℃，二效蒸发能 力为 500kg水/h，列管式冷凝器采用循环水冷却，循环水进口温度 t1=25℃，出口温度 t2=35 ℃，换热介质逆流流动的有效平均温差：△tm =29.7，列管式冷凝器的传热系数 K 取值 2093.5kJ/m 2 ·h·℃，60℃时，水的汽化热为 2353.93kJ/kg。 60℃时蒸发 500 kg水所需热量 Q1=500×2353.93=1176965kJ/h 所需冷却水带走的热量 Q2=C·m·Δt ∵Q1=Q2 故 1176965=4.187·m·（35-25） 冷却水耗量：m=28.11m 3 /h 计算所需换热面积 A 9 ∵KAΔtm=Q1 A=Q1/kΔtm=1176965/2093.5·29.7=18.9m 2 取冷却水流速为 2m/s，计算冷却水管口直径 d 28.11=(π/4)d 2 μ d= 360020785 2811 ´· =70.5mm 圆整取 d=70mm 根据计算所得的换热面积及冷却水管口直径可用来校核所选用的双效真空浓缩器中 列管式冷凝器的冷凝面积及冷却水管径是否满足要求。 第四部分 设备选择 一、主要工艺设备选型原则 根据中成药生产的特点，结合国内现有企业的生产经验，以保证产品质量为前提，选 用运行可靠、高效、节能、操作维修方便，符合 GMP要求的设备，与药液直接接触的设备材 质采用不锈钢。 二、主要工艺设备选型计算 (一)动态提取罐 选用 3m 3 罐二台，按提取能力配套一条动态提取生产线。每批投料 300kg，2小时投料 一批，三班有效工作时间 20h，年工作日 300天。 则年产量可达 300×20/2×300=900(t/年) (二)6m 3 提取罐 每批投料 600kg，每班投料 1.2批，年设计总产量为 8000t。 则所需提取罐台数：(8000-900)/300×1.2×3×0.6≈10.96(台) 故需选用 11台 6m 3 的提取罐。其中有 4台组成两组罐组式逆流提取线，一组用于水提， 一组用于醇提。另外 7台用于静态提取。 (三)浓缩设备 根据厂方生产工艺资料计算每日提取液量为 355t/日，浓缩液量约为 10t/日，药渣量 为 28.4t/日，须蒸发水量约为 316.6t/日，有效工作时间为 20h/日，则 316.6/20=15.83t/h， 选用蒸发水量为 2t/h的三效浓缩器。所需台数为：15.38/2=7.92台，故共需 8台 2t/h的 三效浓缩器。 (四)喷雾制粒机 利旧原有一台 PGL80A型设备，其蒸发量为 80kg/h，经核算能满足扩产后的生产能力。 10 (五)喷雾干燥机 经估算预计每年有 2650t 的中药材经水提得到的浸膏将去进行喷雾干燥，每日约有 6.5t 的浸膏，日有效工作 20h，设浸膏干粉量为浸膏的 1/10，则须蒸发水量为： 6.5-0.65=5.85t/日，拟选用蒸发量为 100kg/h的喷雾干燥机，则所需台数为：5.85/(20× 0.1)≈2.9，故取 3台可满足生产。 (六)药材清洗机 每年需清洗的中药材量约为 5800t/年，每日清洗量为 5800/300≈19.3t/日，前处理 每日两班，总有效清洗时间为 9h/日，则每小时须清洗药材量为 2.14t/h，因原有两台洗药 机，总产量为 1.2t/h，故另选一台产量为 1200～1500kg/h的洗药机可满足生产。 (七)药材干燥机 设清洗后药材有 25%需干燥，即有 5500×0.25=1450t/年药材需干燥，每日干燥量为 1450/300≈4.83t/日，选一台 KW-2-10带式干燥机，干燥能力为 120-300kg/h，取其产量为 230kg/h，日有效工作时间 13h，则其日产量为 230×13=2990kg/日=2.99t/日，其余待干燥 药材采用 CT-C-Ⅱ型烘箱，其干燥能力为 200kg/批，每班干燥一批，则每日每台该设备的干 燥能力为 400kg，所需台数为：(4.83-2.99)/0.4=4.6(台)，故选用 5台可满足生产。 (八)破碎机 需破碎药材总量为 5289t/年，日破碎量：5289/300≈17.63t/日，每日两班，班有效 工作时间 6.5h，则小时产量为：17.63/2×6.5≈1.63t/h，拟选用 S360 型破碎机，每台产 量为 300-500kg/h，所需台数：1.36/0.4=3.4(台)，故选 4台可满足生产。 (九)灭菌柜 每年需灭菌药粉量为507t/年，每日须灭菌量为507/300≈1.69t/日。拟选用YFQ-WF-22 型灭菌柜，其产量为 200—250kg/批，设每日可灭菌 4批，每批灭菌量取 220kg/批，则所需 设备台数：1.69/4×0.22≈1.92台，故取 2台满足生产。另外需灭菌药材量为 507t/年，故 也需选 2台该设备共计 4台。 11 主要设备一览表 序号 设备名称 规格型号 数量 生产能力 产地 备注 1 洗药机 XY900 1台 400—800kg/h 常熟 利旧 2 洗药机 1台 800—1000kg/h 长春 利旧 3 洗药机 1台 1200—1500kg/h 常熟 利旧 4 剁刀式切药机 D74-3 1台 70—150kg/h 天津 利旧 5 破碎机 S360型 4台 300—500kg/h 桂林 利旧 3台 6 转盘式切药机 ZQY380型 1台 60—500kg/h 常熟 外购 7 电热炒药机 CY-50 4台 50kg/h 常熟 外购 8 柴田式粉碎机 ZKF-3 3套 40—400kg/h 烟台 利旧 9 靶式气流粉碎机 QBN450 1套 10—100kg/h 上海 外购 10 灭菌柜 YFQ-WF-22 4台 200—250kg/h 武汉 利旧 2台 11 微波灭菌机 FWSM2-2 1台 0 上海 外购 12 万能粉碎机 355 2台 300—400kg/h 外购 13 带式干燥机 DW-2-10 1台 120—300kg/h 江苏 外购 14 烘箱 CT-C-Ⅱ 5台 200kg/次 江苏 外购 15 动态提取生产线 ZST-300 1套 300kg/次 上海 外购 16 蝶片式离心机 DBP400/20-22-30 8台 5m 3 /h 南京 外购 17 提取罐 6m 3 7台 600kg/批 温州 外购 18 罐组式逆流提取 2套 每套 2台 6m 3 罐 天津 外购其中 一套醇提 19 三效浓缩器 DJZ3-2000 8套 2000kg/h(清水) 温州 利旧 3套 20 喷雾制粒机 PGL80A 1台 80kg/h 重庆 利旧 21 喷雾干燥机 QZ100 3台 100kg/h(蒸发量) 利旧 1台 22 渗漉罐 1台 6m 3 天津 23 醇沉罐 CD-3000 7台 天津 24 乙醇回收装置 JH800 1套 600kg/h 江苏 外购 25 药材上料系统 1套 哈尔滨 定制 26 出渣系统(含压渣) 1套 哈尔滨 定制 12 第五部分 车间平面布置 本车间为四层建筑，车间长 79.8m，宽 69.9m，呈现“凹”型，由提取部分、前处理 部分及联楼组成，车间的一侧为中药仓库，在满足总图布局要求的情况下，可将该中药提取 综合车间与中药材仓库用连廊连接，方便药材运输。整个车间布局根据提取方式的不同，在 提取部分的一端设置了适用于醇提，渗漉、醇沉、乙醇回收等工序的防爆区，用防爆门斗与 非防爆区域隔开。按工艺流程自上而下合理分布，提取部分将提取投料及提取净药材存放区 设置在四楼，采用水平运输的药材上料系统，辅以少量人工操作，完成中药材的投料，实现 投料半自动化，大大降低了工人的劳动强度，改善工作环境。提取罐布置在三层，吊装在操 作台上，出渣设置在二层，由带轨道的运渣小车，将各提取罐药渣运至吊装在二层楼面的药 渣斗内，将运渣货车开至药渣罐放料口下，药渣从药渣罐直接排到运渣货车内运走。为适应 企业的发展需要，在提取部分还预留了部分水提区域以及二氧化碳超临界提取区域。 前处理部分，中药材经货梯运至四层药材库，在四层进行药材挑选、清洗、切制、破 碎、干燥、粗碎、醋制、蒸煮等工序，处理合格后净药材一部分去提取车间投料，一部分去 三层净药材存放，部分净药材从三层运至一层进行粉碎投料及药材灭菌工序，灭菌后药材在 30 万级洁净区内进行混合、称量、包装、待检后，经气闸到灭菌后药材存放区存放。为满 足某些特殊及贵重药材的前处理要求，在三层设置了贵细药材处理区与普通药材分开炮制， 以利于管理。一层布置药材粉碎，及粉碎后药粉灭菌，灭菌后药粉在 30万级洁净区内进行 混合、称量、包装、待检，经气闸后到灭菌后药材存放。 联楼部分也分为四层，一层布置门厅、更衣、淋浴等设施，以及喷雾干燥的收粉，喷 雾制粒的颗粒出料，提取浓缩液收膏，浸膏粉的混合、称量、包装等，这些区域为 30万级 洁净区，以满足 GMP的要求。二层布置喷雾干燥塔、喷雾制粒机、浓缩液贮罐区，以及空调、 控制室、办公室、操作间、工衣清洗等辅助设施，三层布置提取液浓缩、配电、操作间、化 验、办公等辅助设施，四层为药材库。 这种布置方式分区明确，避免了人流、物流的重复往返运动，防止了原料、中间体等 物料的交叉污染和混杂，确保了产品质量。 第六部分 参考文献 [1]． 刘积文主编，石油化工设备及制造概论，哈尔滨；哈尔滨船舶工程学院出版社， 1989年。 [2]． GB4557.1——84机械制图图纸幅面及格式 [3]． GB150——98钢制压力容器 13 [4]． 机械工程学会焊接学会编，焊接手册，第 3卷，焊接结构，北京；机械工业出 版社 1992年。 [5]． 杜礼辰等编，工程焊接手册，北京，原子能出版社，1980 [6]． 化工部六院编，化工设备技术图样要求，化学工业设备设计中心站，1991年