制藥設(shè)備與工程設(shè)計(jì)提取

第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)某藥廠擬建提取能力為8000噸/年的中藥提取綜合車間，年工作日300天，三班生產(chǎn)，日有效工作時(shí)間20小時(shí)。第二部分生產(chǎn)工藝選擇及流程設(shè)計(jì)一、中藥材前解決中藥材經(jīng)凈選、清洗后，一部分經(jīng)破碎后去提取區(qū)域提取，一部分清洗后藥材去潤(rùn)藥、切藥、干燥、粗碎后去提取區(qū)域。另有一部分經(jīng)粗碎后的凈藥材去醋制、或蒸煮、或炒制、或煅制、或滅菌后去寄存間，尚有一部分經(jīng)粗碎后的凈藥材通過(guò)粉碎合格后去滅菌、混合、包裝成成品待用。二、中藥材水提前解決合格的中藥材，通過(guò)動(dòng)態(tài)水提或是靜態(tài)水提后固液分離，提取液去濃縮，部分濃縮液去噴霧干燥成浸膏粉，或去噴霧制粒成干顆粒，一部分濃縮液去收膏后入冷庫(kù)貯存待用。另一部分濃縮液去醇沉，醇濃后得濃縮液待用。三、醇提前解決合格后中藥材，經(jīng)醇提后，固液分離，提取液經(jīng)濃縮得浸膏，一部分浸膏去噴霧干燥得浸膏粉，包裝后待用。另一部分浸膏去噴霧制粒得干顆粒，整粒后稱量、包裝待用。中藥提取車間制備流浸膏、浸膏、干膏或干粉的生產(chǎn)工序及其干凈度規(guī)定為：由流浸膏、浸膏制干膏、干粉、粉碎過(guò)篩、包裝等工序劃為干凈區(qū)，其級(jí)別為30萬(wàn)級(jí)，中藥提取液濃縮以前為普通區(qū)域。四、工藝方框流程圖：圖12.1中藥材前解決工藝方框流程圖圖12.2中藥材水提工藝方框流程圖圖12.3中藥材醇提工藝方框流程圖五、工藝流程圖見(jiàn)圖12.4。圖12.4逆流罐組水提崗位工藝管道及儀表流程圖圖12.4逆流罐組水提崗位工藝管道及儀表流程圖第三部分物料衡算和能量衡算一、物料衡算根據(jù)某產(chǎn)品每批生產(chǎn)膠囊20萬(wàn)粒所需前解決及提取藥材量及設(shè)計(jì)產(chǎn)量，可計(jì)算出單個(gè)產(chǎn)品的所需前解決及提取藥材量。見(jiàn)表12.1：表12.120萬(wàn)粒膠囊前解決及提取藥材量及設(shè)計(jì)產(chǎn)量表序號(hào)藥材解決方式現(xiàn)有產(chǎn)量設(shè)計(jì)產(chǎn)量20萬(wàn)粒/批藥材消耗量(kg/批)5450萬(wàn)粒/年藥材消耗量(噸/年)1凈選313.1485.342煅制12.83.4883醋制25.66.9764清洗238.8465.095切制217.959.386炒制38.410.4647粉碎82.54(60目)22.4938干燥313.1485.3349滅菌及粉碎82.5422.49310水提25068.128匯總每個(gè)產(chǎn)品消耗的藥材量可得到總的藥材年消耗量，并據(jù)此進(jìn)行設(shè)備選型計(jì)算。二、能量衡算以計(jì)算雙效濃縮器冷卻水耗量為例。已知雙效真空濃縮器的蒸發(fā)能力為1000kg水/h，二效蒸發(fā)溫度為60℃，二效蒸發(fā)能力為500kg水/h，列管式冷凝器采用循環(huán)水冷卻，循環(huán)水進(jìn)口溫度t1=25℃，出口溫度t2=35℃，換熱介質(zhì)逆流流動(dòng)的有效平均溫差：△tm=29.7，列管式冷凝器的傳熱系數(shù)K取值2093.5kJ/m2·h·℃，60℃60℃時(shí)蒸發(fā)500kg水所需熱量Q1=500×2353.93=1176965k所需冷卻水帶走的熱量Q2=C·m·Δt∵Q1=Q2故1176965=4.187·m·（35-25）冷卻水耗量：m=28.11m3計(jì)算所需換熱面積A∵KAΔtm=Q1A=Q1/kΔtm=1176965/2093.5·29.7=18.9m取冷卻水流速為2m/s，計(jì)算冷卻水管口直徑d28.11=(π/4)d2μd==70.5mm圓整取d=70mm根據(jù)計(jì)算所得的換熱面積及冷卻水管口直徑可用來(lái)校核所選用的雙效真空濃縮器中列管式冷凝器的冷凝面積及冷卻水管徑與否滿足規(guī)定。第四部分設(shè)備選擇一、重要工藝設(shè)備選型原則根據(jù)中成藥生產(chǎn)的特點(diǎn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)現(xiàn)有公司的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量為前提，選用運(yùn)行可靠、高效、節(jié)能、操作維修方便，符合GMP規(guī)定的設(shè)備，與藥液直接接觸的設(shè)備材質(zhì)采用不銹鋼。二、重要工藝設(shè)備選型計(jì)算(一)動(dòng)態(tài)提取罐選用3m3罐二臺(tái)，按提取能力配套一條動(dòng)態(tài)提取生產(chǎn)線。每批投料300kg則年產(chǎn)量可達(dá)300×20/2×300=900(t/年)(二)6m3每批投料600kg，每班投料1.2批，年設(shè)計(jì)總產(chǎn)量為8000t。則所需提取罐臺(tái)數(shù)：(8000-900)/300×1.2×3×0.6≈10.96(臺(tái))故需選用11臺(tái)6m3(三)濃縮設(shè)備根據(jù)廠方生產(chǎn)工藝資料計(jì)算每日提取液量為355t/日，濃縮液量約為10t/日，藥渣量為28.4t/日，須蒸發(fā)水量約為316.6t/日，有效工作時(shí)間為20h/日，則316.6/20=15.83t/h，選用蒸發(fā)水量為2t/h的三效濃縮器。所需臺(tái)數(shù)為：15.38/2=7.92臺(tái)，故共需8臺(tái)2t/h的三效濃縮器。(四)噴霧制粒機(jī)利舊原有一臺(tái)PGL80A型設(shè)備，其蒸發(fā)量為80kg/h，經(jīng)核算能滿足擴(kuò)產(chǎn)后的生產(chǎn)能力。(五)噴霧干燥機(jī)經(jīng)估算預(yù)計(jì)每年有2650t的中藥材經(jīng)水提得到的浸膏將去進(jìn)行噴霧干燥，每日約有6.5t的浸膏，日有效工作20h，設(shè)浸膏干粉量為浸膏的1/10，則須蒸發(fā)水量為：6.5-0.65=5.85t/日，擬選用蒸發(fā)量為100kg/h的噴霧干燥機(jī)，則所需臺(tái)數(shù)為：5.85/(20×0.1)≈2.9，故取3臺(tái)可滿足生產(chǎn)。(六)藥材清洗機(jī)每年需清洗的中藥材量約為5800t/年，每日清洗量為5800/300≈19.3t/日，前解決每日兩班，總有效清洗時(shí)間為9h/日，則每小時(shí)須清洗藥材量為2.14t/h，因原有兩臺(tái)洗藥機(jī)，總產(chǎn)量為1.2t/h，故另選一臺(tái)產(chǎn)量為1200～1500kg/h的洗藥機(jī)可滿足生產(chǎn)。(七)藥材干燥機(jī)設(shè)清洗后藥材有25%需干燥，即有5500×0.25=1450t/年藥材需干燥，每日干燥量為1450/300≈4.83t/日，選一臺(tái)KW-2-10帶式干燥機(jī)，干燥能力為120-300kg/h，取其產(chǎn)量為230kg/h，日有效工作時(shí)間13h，則其日產(chǎn)量為230×13=2990kg/日=2.99t/日，其它待干燥藥材采用CT-C-Ⅱ型烘箱，其干燥能力為200kg/批，每班干燥一批，則每日每臺(tái)該設(shè)備的干燥能力為400kg，所需臺(tái)數(shù)為：(4.83-2.99)/0.4=4.6(臺(tái))，故選用5臺(tái)可滿足生產(chǎn)。(八)破碎機(jī)需破碎藥材總量為5289t/年，日破碎量：5289/300≈17.63t/日，每日兩班，班有效工作時(shí)間6.5h，則小時(shí)產(chǎn)量為：17.63/2×6.5≈1.63t/h，擬選用S360型破碎機(jī)，每臺(tái)產(chǎn)量為300-500kg/h，所需臺(tái)數(shù)：1.36/0.4=3.4(臺(tái))，故選4臺(tái)可滿足生產(chǎn)。(九)滅菌柜每年需滅菌藥粉量為507t/年，每日須滅菌量為507/300≈1.69t/日。擬選用YFQ-WF-22型滅菌柜，其產(chǎn)量為200—250kg/批，設(shè)每日可滅菌4批，每批滅菌量取220kg/批，則所需設(shè)備臺(tái)數(shù)：1.69/4×0.22≈1.92臺(tái)，故取2臺(tái)滿足生產(chǎn)。另外需滅菌藥材量為507t/年，故也需選2臺(tái)該設(shè)備累計(jì)4臺(tái)。

重要設(shè)備一覽表序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量生產(chǎn)能力產(chǎn)地備注1洗藥機(jī)XY9001臺(tái)400—800kg/h常熟利舊2洗藥機(jī)1臺(tái)800—1000kg/h長(zhǎng)春利舊3洗藥機(jī)1臺(tái)1200—1500kg/h常熟利舊4剁刀式切藥機(jī)D74-31臺(tái)70—150kg/h天津利舊5破碎機(jī)S360型4臺(tái)300—500kg/h桂林利舊3臺(tái)6轉(zhuǎn)盤式切藥機(jī)ZQY380型1臺(tái)60—500kg/h常熟外購(gòu)7電熱炒藥機(jī)CY-504臺(tái)50kg/h常熟外購(gòu)8柴田式粉碎機(jī)ZKF-33套40—400kg/h煙臺(tái)利舊9靶式氣流粉碎機(jī)QBN4501套10—100kg/h上海外購(gòu)10滅菌柜YFQ-WF-224臺(tái)200—250kg/h武漢利舊2臺(tái)11微波滅菌機(jī)FWSM2-21臺(tái)0上海外購(gòu)12萬(wàn)能粉碎機(jī)3552臺(tái)300—400kg/h外購(gòu)13帶式干燥機(jī)DW-2-101臺(tái)120—300kg/h江蘇外購(gòu)14烘箱CT-C-Ⅱ5臺(tái)200kg/次江蘇外購(gòu)15動(dòng)態(tài)提取生產(chǎn)線ZST-3001套300kg/次上海外購(gòu)16蝶片式離心機(jī)DBP400/20-22-308臺(tái)5m3南京外購(gòu)17提取罐6m7臺(tái)600kg/批溫州外購(gòu)18罐組式逆流提取2套每套2臺(tái)6m3天津外購(gòu)其中一套醇提19三效濃縮器DJZ3-8套kg/h(清水)溫州利舊3套20噴霧制粒機(jī)PGL80A1臺(tái)80kg/h重慶利舊21噴霧干燥機(jī)QZ1003臺(tái)100kg/h(蒸發(fā)量)利舊1臺(tái)22滲漉罐1臺(tái)6m天津23醇沉罐CD-30007臺(tái)天津24乙醇回收裝置JH8001套600kg/h江蘇外購(gòu)25藥材上料系統(tǒng)1套哈爾濱定制26出渣系統(tǒng)(含壓渣)1套哈爾濱定制第五部分車間平面布置本車間為四層建筑，車間長(zhǎng)79.8m，寬69.9m，呈現(xiàn)“凹”型，由提取部分、前解決部分及聯(lián)樓構(gòu)成，車間的一側(cè)為中藥倉(cāng)庫(kù)，在滿足總圖布局規(guī)定的狀況下，可將該中藥提取綜合車間與中藥材倉(cāng)庫(kù)用連廊連接，方便藥材運(yùn)輸。整個(gè)車間布局根據(jù)提取方式的不同，在提取部分的一端設(shè)立了合用于醇提，滲漉、醇沉、乙醇回收等工序的防爆區(qū)，用防爆門斗與非防爆區(qū)域隔開。按工藝流程自上而下合理分布，提取部分將提取投料及提取凈藥材寄存區(qū)設(shè)立在四樓，采用水平運(yùn)輸?shù)乃幉纳狭舷到y(tǒng)，輔以少量人工操作，完畢中藥材的投料，實(shí)現(xiàn)投料半自動(dòng)化，大大減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工作環(huán)境。提取罐布置在三層，吊裝在操作臺(tái)上，出渣設(shè)立在二層，由帶軌道的運(yùn)渣小車，將各提取罐藥渣運(yùn)至吊裝在二層樓面的藥渣斗內(nèi)，將運(yùn)渣貨車開至藥渣罐放料口下，藥渣從藥渣罐直接排到運(yùn)渣貨車內(nèi)運(yùn)走。為適應(yīng)公司的發(fā)展需要，在提取部分還預(yù)留了部分水提區(qū)域以及二氧化碳超臨界提取區(qū)域。前解決部分，中藥材經(jīng)貨梯運(yùn)至四層藥材庫(kù)，在四層進(jìn)行藥材挑選、清洗、切制、破碎、干燥、粗碎、醋制、蒸煮等工序，解決合格后凈藥材一部分去提取車間投料，一部分去三層凈藥材寄存，部分凈藥材從三層運(yùn)至一層進(jìn)行粉碎投料及藥材滅菌工序，滅菌后藥材在30萬(wàn)級(jí)干凈區(qū)內(nèi)進(jìn)行混合、稱量、包裝、待檢后，經(jīng)氣閘到滅菌后藥材寄存區(qū)寄存。為滿足某些特殊及貴重藥材的前解決規(guī)定，在三層設(shè)立了貴細(xì)藥材解決區(qū)與普通藥材分開炮制，以利于管理。一層布置藥材粉碎，及粉碎后藥粉滅菌，滅菌后藥粉在30萬(wàn)級(jí)干凈區(qū)內(nèi)進(jìn)行混合、稱量、包裝、待檢，經(jīng)氣閘后到滅菌后藥材寄存。聯(lián)樓部分也分為四層，一層布置門廳、更衣、淋浴等設(shè)施，以及噴霧干燥的收粉，噴霧制粒的顆粒出料，提取濃縮液收膏，浸膏粉的混合、稱量、包裝等，這些區(qū)域?yàn)?0萬(wàn)級(jí)干凈區(qū)，以滿足GMP的規(guī)定。二層布置噴霧干燥塔、噴霧制粒機(jī)、濃縮液貯罐區(qū)，以及空調(diào)、控制室、辦公室、操作間、工衣清洗等輔助設(shè)施，三層布置提取液濃縮、配電、操作