年处理500吨玄参提取车间初步设计

齐 齐 哈 尔 大 学毕业设计（论文）题 目 年处理500吨玄参提取车间初步设计 学 院 化学与化学工程学院 专业班级 制药工程 学 号 学生姓名 指导教师 成 绩 年 月 日郑 重 声 明本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权属于培养单位。本人签名： 日期： 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）摘 要动脉粥样化相关疾病是我国死亡率第一的疾病，而玄参中含有大量生物碱、氨基酸（左旋天冬酰胺）、甾醇、糖类、脂肪酸等成分，对于治疗这种疾病有很好的效果，所以在实际生活中研究对玄参的提取有着重要的意义。本设计通过采用水提醇沉的方法提取玄参中的有效成分。通过提取、浓缩、醇沉、乙醇回收四个工段进行提取最终的浸膏。本次设计优化了提取路线，降低损失率，减少污染，满足实际中大量的需求。根据工艺流程进行厂址选择，物料计算，热量计算，主要设备计算以及选型，车间设备布置，公用工程部分的计算，三废的处理等工作。完成了初步设计说明书，绘制三张 CAD 图纸，其中包括车间工艺流程图，车间设备的布置图，主要设备图。关键词：玄参；提取；工艺流程；车间布置齐齐哈尔大学毕业设计（论文）AbstractAtherosclerotic 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 extraction 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 optimizes 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 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齐齐哈尔大学毕业设计（论文）目 录摘 要 .IAbstract.II第 1 章 绪 论 .11.1 概述 .11.1.1 生产方法简介 .11.1.2 设计原则及要求 .11.1.3 设计依据及设计范围 .11.1.4 车间概况 .21.2 厂址选择 .21.2.1 厂址选择原则 .21.2.2 建厂条件 .31.2.3 方案比较 .41.3 原材料及产品主要技术规格 .41.3.1 原材料技术规格 .41.3.2 产品技术规格 .51.4 原材料消耗定额及消耗量 .5第 2 章 工艺流程设计 .62.1 生产方法选择 .62.2 工艺流程示意图 .62.3 工艺流程叙述 .62.3.1 提取工段 .72.3.2 浓缩工段 .72.3.3 醇沉工段 .72.3.4 乙醇回收工段 .7第 3 章 化工计算 .93.1 物料计算 .93.1.1 基础数据 .93.1.2 提取工段物料衡算 .103.1.3 浓缩工段物料衡算 .103.1.4 醇沉工段物料衡算 .11齐齐哈尔大学毕业设计（论文）I3.1.5 乙醇回收工段物料衡算 .123.2 设备工艺计算 .123.2.1 提取工段设备工艺计算 .123.2.2 提取液储罐 .123.2.3 浓缩工段设备工艺计算 .133.2.4 浓缩液储罐 .133.2.5 醇沉工段设备工艺计算 .133.2.6 醇沉储罐 .143.2.7 乙醇回收工段设备工艺计算 .143.3 热量计算 .153.3.1 热量计算的依据 .153.3.2 提取工段多功能提取罐热量计算 .163.3.3 浓缩工段双效浓缩器热量计算 .173.3.4 醇沉工段醇沉罐热量计算 .183.3.5 乙醇回收工段乙醇回收塔热量计算 .193.3.6 浓缩工段双效浓缩器二次热量计算 .20第 4 章 主要设备设计 .224.1 设备材质选择及结构形式 .224.2 设备工艺尺寸的计算 .224.2.1 体积的计算 .224.2.2 筒体的直径 .224.2.3 筒体的高度 .234.3 附件的选择 .244.3.1 法兰 .244.3.2 视镜 .244.3.3 管法兰 .244.3.4 支座 .244.4 设备壁厚设计 .254.4.1 筒体的壁厚 .254.4.2 封头的壁厚 .254.5 设备操作控制 .28第 5 章 车间设备布置设计 .295.1 车间设备布置设计概述 .295.1.1 车间设备布置设计原则 .29齐齐哈尔大学毕业设计（论文）II5.1.2 车间组成 .295.2 车间设备布置方案 .30第 6 章 公用工程 .316.1 动力（水、电、汽、气） .316.1.1 蒸汽用量 .316.1.2 电力用量 .316.1.3 水用量 .326.2 空调部分 .33第 7 章 环境保护 .347.1 三废产生 .347.2 治理方法 .347.2.1 废水的处理 .357.2.2 废气的处理 .357.2.3 废渣的处理 .35第 8 章 防火安全卫生 .368.1 防火措施 .368.2 生产安全措施 .36结 语 .38参考文献 .39致 谢 .40附 录 .41齐齐哈尔大学毕业设计（论文）0第 1 章 绪 论1.1 概述1.1.1 生产方法简介中药材是指供医药用的以纯天然的植物、动物和矿物质为主，并且包括少部分人工合成物（如轻粉、丹药）和生物合成物（如豆豉、神曲）。药材浸出的时候，依据生产规模、容积种类、药材性质及所需的剂型可以采用不同种类的浸出方法。按照药材向设备中的加入方式，可以分为连续式加料、半连续式加料和间歇式加料方式。在药厂实际生产的过程中，按照药材在设备内的处理方式不同，可以将药材的浸出分为提取、浸渍（对静态浸出）、煎煮（水提热回流）等 1。常用的浸出方法有：煎煮法、浸渍法、渗漉法、回流法、水蒸气蒸馏法、超临界萃取法、离子交换与大孔树脂吸附法。现代中药提取的技术方法一般有半仿生提取法，生物酶解技术，微波提取技术。但是这些技术的提取液都是是混合物，必须要经过纯化和分离的过程，才能除去相关的杂质以及不溶物，最终才能得到产物，这种方法显然不可取，在工业的长期生产的过程中，一般最常使用的分离纯化技术是离心分离技术、水提醇沉技术、膜过滤技术、最后还有醇提水沉技术等。本次设计年处理 500 吨玄参的提取车间选用的是水提醇沉的方法。1.1.2 设计原则及要求本次设计的总体原则是：让工艺流程更加简单，实际生产中便于操作，方法适合大中小企业，能够用来大批量的生产。但是最重要的是本次设计能够节约支出，具有可行性以及高效益。在车间设计时，秉持着节约成本，减少铺张浪费，安全生产的理念。本次设计的要求：要确定一年处理 500 吨的玄参的设计可以顺利的进行以及成功的完成，然后还要保证设计的工艺流程简单易懂、便于实际操作、节约资源等优点。主要设备的选择以及如何放置，要满足能够随时随处进行维修和护理等工作，还要满足工厂工艺普遍性的一般要求，但是最重要的是能够节约设备的投资，达到事半功倍的效果 2。1.1.3 设计依据及设计范围本次设计参考的依据如下：（1）齐齐哈尔大学毕业设计任务书（2）齐齐哈尔大学毕业设计（论文）工作手册 （2017 版）齐齐哈尔大学毕业设计（论文）1（3）药品生产质量管理规范 （国家药品监督管理局）（4）制药工程制图 （中国质检出版社出版）（5）化工设备设计手册 （化学工业出版社出版）（6）药厂反应设备及车间工艺设计 （化学工业出版社）（7）制药工程工艺设计 （化学工业出版社出版）（8）化学工程 CAD 技术应用及实例 （化学工业出版社出版）（9）化学制药工艺学 （中国医药科技出版社出版）（10）天然药物提取工艺学解（中国轻工业出版社出版）本次设计的范围是将已经处理好的玄参净药材加入到多功能提取罐中，然后通过水提醇沉的技术，最后可以得到最终 1.2 倍净药材质量的玄参浸膏一般生产区车间设计，其中包括物料衡算、主要的设备进行选型、热量衡算、主要设备的计算过程、车间如何布置 3。在如何选择工艺流程以及绘制带控制点的工艺流程图方面是本次设计任务的重点。1.1.4 车间概况本次设计的车间包括四个主要工段，分别为玄参的提取工段、玄参浓缩工段、玄参的醇沉工段、乙醇回收工段。为了让工人操作更加的方便，现将每一个工段包含的设备摆放在相对比较聚集的地方，由于本次设计的任务是年处理 500 吨玄参的提取车间初步设计，那么流程相对其他的课题就比较简单容易，用到的设备也比较少。为了让布局更加合理化，本次设计的车间将采用厂房为高单层、中间设钢操作台的设计方案，设计 3 个通道，用于人流、物流的进出，考虑到本次设计车间的是年处理 500 吨玄参，这次设计的生产规模属于中大型生产规模。本设计的车间每年的工作时间为 300 个小时，施行四班三运转工作的时间制度，每天工作时间按照 24 小时计算，那么每班的工作时间为 8 小时，符合法定工作日的时间。经过计算后，设备每年将运转 7 200 小时，各个工段实际操作的情况以及人员安排见表 1-1。表 1-1 车间定员表序号 工序名称 每班定员 管理人员 操作人员 轮休人员 合计1 提取 4 1 2 4 72 浓缩 4 1 2 4 73 醇沉 4 1 2 4 74 乙醇回收 4 1 2 4 7齐齐哈尔大学毕业设计（论文）21.2 厂址选择1.2.1 厂址选择原则在国外，制药厂的外部环境不同于一般的工厂，大多数环境幽静、空气洁净，工厂远离交通要道，处在大片的草坪和树木之间，绿化面积比较大，有些工厂绿化的面积甚至超过工厂占地面积的 70之多。厂区做到泥土不外露，给工人们一个“花园工厂”之感 4。在国内，不管是什么类型什么种类的药厂，在选择地址的时候都应当充分的进行选址并进行实地考察，更应该遵守国家的相关规定以及法律法规。在选择建厂的地址上是一项比较综合性的工作，这其中要包括政策的遵守、经济可行、技术要达到标准。这就要求建厂的时候要根据实际情况来选择建厂，选择药厂建设的地址一般要遵循以下原则：（1）要有洁净区的厂房，厂址选择在大气中含尘量少，含菌浓度低，有无害气体，周围环境适宜的地区。（2）厂址要避免紧邻机场以及铁路附近，还有码头和相关交通要道以及粉尘较多的地区，最好能够处在上风侧，减少空气污染。（3）厂区附近要交通便利，完善的通讯基础设施。（4）确定以及满足日常的水、电、气的供给。（5）要节约用地，珍惜土地。（6）选厂址应该考虑到防洪，厂址的建设应该高于防洪水位，大约要在半米以上。1.2.2 建厂条件通过以上的条件并结合实际的环境，总结出来以下几点：（1）生产药品需要一定的洁净度，因此不可以将药厂建在一些污染大的重工业或者化工厂的周围。（2）选择厂址的时候还必须要考虑到原料药材的产地