年处理500吨槐花米的中药提取车间工艺设计样本.doc

制药工程课程设计
设计题目：年处理500吨槐花米中药提取车间工艺设计
专业班级：制药工程09-1班
指导老师：$$$ $$$ $$$$ ###
姓 名：@ # ****
设计组员：***************
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李*************
设计时间：.06.25-.07.13

目录

制药工程专业课程设计任务书（第七组） 4
设计题目一：年处理500吨槐花米中药提取车间工艺设计 4
设计内容和要求： 4
设计结果： 4
１ 工艺概述 5
1.1 序言 5
1.2 工艺简述 6
1.2.1槐花米前处理工艺 6
1.2.2槐花米提取工艺选择 6
1.3 工艺步骤 9
1.3.1槐花米提取步骤框图： 9
1.3.2工艺步骤说明 9
1.4设计思想： 10
2 操作时间和批次确实定生产制度 12
生产制度 12
3 物料衡算 13
3.1 前处理车间物料衡算 13
3.2 提取车间物料衡算 13
3.2.1芦丁粗提取物料衡算 13
3.2.2芦丁精制物料衡算 15
4 能量衡算 17
4.1碱溶罐能量衡算 17
4.2酸沉罐能量衡算 19
5 关键设备选型及说明 20
5.1 前处理车间设备选型 20
5.1.1挑选设备 20
5.1.2清洗设备 20
5.1.3干燥设备 21
5.1.4粉碎筛分设备 22
5.2 中药提取车间设备选型 24
5.2.1碱溶罐 24
5.2.2过滤设备 26
5.2.2.1碱溶后过滤设备 26
5.2.2.2酸沉后过滤设备 27
5.2.3酸沉罐 28
5.2.4聚酰胺树脂 29
5.2.4.1聚酰胺树脂介绍 29
5.2.4.2层析机理 30
5.2.4.3洗脱机理 30
5.2.4.4聚酰胺树脂参数 30
5.2.4.5树脂使用方法 31
5.2.5球形浓缩罐 32
5.2.5JH系列酒精回收塔 33
5.3泵 34
5.3.1碱溶泵（CPN型无堵塞碱泵） 34
5.3.2酸沉泵（FB型耐腐蚀泵） 35
5.3.3CD-300高品质真空泵 36
5.4储罐 36
5.5工艺关键设备一览表 37
6 关键管材及管径选择 39
6.1 管材选择 39
6.2 关键管径计算 39
6.2.1蒸汽出口管径计算 39
6.2.2提取罐夹套进蒸汽管径计算 39
6.2.3提取罐夹套出蒸汽管径计算 40
6.2.4饱和石灰水进料总管 40
6.2.5水输入总管 40
6.2.6碱溶罐进出料口管径 40
6.2.7盐酸进料口管径 40
6.2.8酸沉罐进料口管径 41
7 芦丁纯度检验 42
7.1方法: 42
7.2仪器和试剂： 42
7.3操作步骤： 42
8 三废处理 44
8.1 废水处理 44
8.1.1基础步骤介绍 44
8.1.2具体步骤 45
8.2 废渣处理 46
8.2.1药渣处理 46
8.2.2药渣生物发酵工艺 47
8.2.3焚烧 47
8.3 废气处理 47
9 投资估算和经济效益分析 48
9.1投资估算 48
9.1.1工程费用 48
9.1.2专题费用 48
9.1.3预备费用 49
9.1.4其它费用 49
9.2经济效益分析 49
9.2.1总成本和其它各项成本计算 49
9.2.2 利润 49
9.3年处理500吨槐花米中药提取车间工艺经济分析 50
9.3.1基础数据 50
9.3.1.1 实施进度 51
9.3.1.2总投资估算及资金起源 51
9.3.1.3.工资及福利费估算 52
9.3.2产品成本估算 52
9.3.2.1 成本估算 52
9.3.2.2 利润总额及分配 52
9.3.2.3 财务盈利能力分析 53
9.3.2.4 不确定性分析 54
9.3.3 综合效益分析 54
9.3.3.1 间接经济效益 54
9.3.3.2 社会效益及环境效益 54
9.3.4 评价结论 54
10 车间工艺平面部署说明 56
11 车间技术要求 58
11.1 前处理车间技术要求 58
11.2 提取车间技术要求 58
12 附图 59
12.1工艺平面部署图（1:100） 59
12.2提取罐安装图（1:50） 59
12.3工艺管道仪表步骤图 59
13 设计感想 60
14 万能粉碎机综述 61
14.1 工作原理 61
14.2 结构 61
14.3 中国外发展现实状况 62
14.4 展望 62
参考文件 64

制药工程专业课程设计任务书（第七组）
组员：
专业：制药工程 班级：09-1班 姓名：
设计题目一：年处理500吨槐花米中药提取车间工艺设计
设计内容和要求：
1．按制药工程专业试验所得工艺进行设计，考虑提取前处理；
2．确定并绘制中药提取工艺管道步骤及环境区域划分；
3．物料衡算、能量衡算和设备选型；结合工艺对选择设备，如中药材粉碎设备、提取罐、冷却结晶釜、离心机或板框压滤机、真空（或冷却）干燥设备等进行工程分析，另外，每人具体叙述其中一类或一台设备工作原理、结构组成及相关此设备中国外现实状况、研究前沿。
4．年处理500吨槐花米车间工艺平面部署（包含精烘包区域）和侧立面部署（给出标高）；
5．紧紧围绕GMP规范要求；
6．编写设计说明书。
设计结果：
1．设计说明书一份，包含工艺概述、物料衡算、能量衡算、工艺设备选型说明、工艺关键设备一览表、车间工艺平面部署说明、车间技术要求，和安全、环境保护、技术经济分析；每位同学设备具体综述。
2．工艺平面部署图一套（1:100）；
3．水提罐安装图（向视图1:50）；
4．带控制点工艺管道步骤图。
5．车间、工艺系统三维设计和漫游展示。
１ 工艺概述
1.1 序言
槐花米广义是为豆科植物槐干燥花蕾及花。中国各地域产，以黄土高原和华北平原为多。夏季花未开放时采收其花蕾，称为“槐花米”；花蕾卵形或椭圆形，长2—6mm，直径约2mm。花萼黄绿色，下部有数条纵纹。萼上方为黄白色未开放花瓣。花梗细小。体轻，手捻即碎。无臭，味微苦涩。采收后除去花序枝、梗及杂质，立即干燥，生用、炒用或炒炭用。含有凉血止血，清肝泻火功效。用于诊疗便血、痔血、血痢、崩漏、吐血、衄血、肝热目赤、头痛眩晕。
槐花米所含关键成份为芦丁，又称为芸香苷，即槲皮素3-O-芸香糖苷，槲皮素为5，7，3′，4′-四羟基黄酮。其结构式以下：

芦丁为浅黄色粉末或极细针状结晶，含有3分子结晶水，熔点为174~178℃，无水物188~190℃。芦丁溶解度在冷水中1:10000，沸水中1:200，沸乙醇中1:60，沸甲醇中1:7，可溶于乙醇、吡啶、甲酰胺、甘油、丙酮、冰乙酸、乙酸乙酯中，不溶于苯、乙醚、氯仿、石油醚。芦丁分子中含有较多酚羟基，显弱酸性，易溶于碱液中，酸化后又析出，所以能够用碱溶酸沉方法提取芦丁。
芦丁分子中因含有邻二酚羟基，性质不太稳定；暴露在空气中能缓缓氧化变为暗褐色，在碱性条件下更轻易被氧化分解。硼酸盐能和邻二酚羟基结合，达成保护目标，故在碱性溶液中加热提取芦丁时，往往加入少许硼砂。有7-OH、4′-OH，酸性强，可用于提取。芦丁可溶于沸水（1：200），微溶于冷水（1：10000）此性质可用于提取和精制。
芦丁含有维生素P样作用。能维持血管正常通透性，减低血管脆性，缩短流血时间，可作为高血压病辅助诊疗剂。亦可用于防治因缺乏芦丁所致其它出血症。
1.2 工艺简述
1.2.1槐花米前处理工艺
1. 槐米挑选：
a. 非药用部分去除；
b. 杂质去除；
2. 清洗：除去粘附在药材表面杂质；
3. 烘干：槐米在60ºC条件下烘干。
药材经过挑选、水洗后，此时药材含水量较高，为微生物生长繁殖提供了有利条件，且增加了药材韧性。这给药品质量确保及粉碎带来了不利，所以需要粉碎药品必需优异行干燥；
4. 粉碎过筛：槐米粉碎后过24目筛。目标是
a. 增加药品表面积，促进药品溶解于吸收，提升生物利用度。
b. 便于调剂和服用
c. 加速药材中有效成份浸出或溶出
d. 为制备多个剂型奠定基础；
5. 紫外线处理：粉末状槐米在紫外灯下照射24h（粉末不厚于5mm），灭活水解酶。
因为芦丁和芸香酶共存和槐米中芦丁在槐米晾晒、洗涤、粉碎、提取等过程中易受芸香酶催化而水解，本步骤关键是因为芦丁邻二酚羟基在酸性或碱性条件下全部不稳定，此法可使芸香酶灭活或活性降低来预防芦丁母核被氧化；
1.2.2槐花米提取工艺选择
槐花米中芦丁提取方法常见可分为三种：水提法、碱提酸沉法、有机溶剂回流法。
查资料文件知，用15g槐花米作为原料，在试验室中最好操作条件下对比以下：
水提法：芦丁提取方法可采取沸水提取法，即取15g槐米粗粉加10倍热水煮沸20～30分钟，过滤，再加水煮1～2次，合并几次煮提液，冷却放置数小时后即可析出芦丁粗品，过滤，用水重结晶一次，可得水精制品芦丁，再用甲醇重结晶一次，可得纯度更高芦丁。
碱提法：碱提酸沉法为常见芦丁提取方法，可用于生产。取15g槐花米于研钵中研成粉状物，置于250mL烧杯中，加入150mL饱和石灰水溶液，于石棉网上加热至沸，并不停搅拌，煮沸15min后，抽滤，滤渣再用100mL饱和石灰水溶液煮沸10min，抽滤。合并两次滤液，然后用15％盐酸(约5mI)中和，调整pH为3～4。放置1h~2h，使沉淀完全，抽滤，沉淀用水洗涤2次～3次，得芦丁粗品。将粗品芦丁置于250mL烧杯中，加水150mI。于石棉网上加热至沸，不停搅拌并慢慢加入约50mI。饱和石灰水溶液，调整溶液pH为8～9，待沉淀溶解后，趁热过滤。滤液置于250mL烧杯中，用15％盐酸调整溶液pH值为4～5，静置30min，芦丁以浅黄色结晶析出。抽滤，产品用水洗涤1次～2次，烘干后约重1.5g，熔点183C～190℃(不含结晶水)。
碱水提取是利用芦丁在碱水中成盐而增大溶解，能力、加酸酸化后可析出结晶原理进行。需注意是碱提时，碱性一定不可太强（pH8～9），如pH太高，则结构有可能降解，而使收率降低，甚至结构完全破坏。另外，芦丁经碱提酸沉后制得粗品，可配成乙醇溶液，用聚酰胺树脂进行吸附，然后再用高浓度乙醇洗脱，洗脱液经挥发后可得纯度较高芦丁产品。
有机溶剂法：将15g粉状槐花米和碳酸氢钠、酒精于回流装置中，加热至沸，待芦丁全溶后，取出过滤，进行蒸馏浓缩，至粘稠状时，加入蒸馏水及2％活性炭，调整pH为7.5～8，加热煮沸20rain，趁热过滤，滤液调pH一7，自然冷却，结晶析出，烘干，称重得产品。
3种方法收率比较：
方法
水提法
碱提法
乙醇法
收率
5.3
9.6
10.1
酸度和产品质量关系
pH
10
9
8
7
产品质量/g
1.25
1.51
1.46
1.10
综合考虑，用水提法即使操作简单，但产率太低，不适合于工业化生产；有机溶剂乙醇回流法，产率较高，但用乙醇回流时需要五个多小时，时间长，工业化时单位时间生产批次少，经济效益不显著。相对而言，考虑到生产成本和最终产品纯度等原因，本设计中，对芦丁粗提取采取碱提酸沉方法，关键原因是该方法所需原料成本较低，易于获取，且最终产生废渣，废液对环境污染小，方便处理。而且2~3小时就能进行一批生产，经济效益显著。而且精制选择聚酰胺树脂先吸附，再洗脱方法关键有以下优点：第一、聚酰胺树脂吸附率和洗脱率全部较高，最终可取得纯度很高芦丁产品。第二、吸附洗脱过程中用到乙醇能够回收利用，降低生产成本。
故，本设计槐花米提取步骤为：
1. 碱溶：向槐米中加入8倍量（质量）水煮沸，用硼砂缓冲液饱和石灰水调pH至8～9，在90°C下提取30min，反复提取3次,滤液合并放冷；5549kg
2. 过滤：将碱溶后物质过滤，滤渣反复碱溶3次，滤液合并。
3. 酸沉：滤液用盐酸调pH至4，60～70°C保持10min,加入0.25％OP一10,沉淀60min。
4. 静置、过滤：结晶用盐酸洗涤1次,用冷水洗涤2～3次得芦丁。
5. 大孔吸附树脂：将芦丁粗品转移至大孔吸附树脂中，先用水洗脱，后用50%乙醇洗脱。中药提取纯化是改变中药制剂“大、粗、黑”和服用剂量过大关键，大孔吸附树脂为其中一个良好操作技术。
6. 蒸干：将精制芦丁在80°C下恒温蒸干，乙醇回收利用。
1.3 工艺步骤
1.3.1槐花米提取步骤框图：
表示D级洁净区
1.3.2工艺步骤说明
本工艺采取槐花米提取和制备芦丁。先将购置槐花米进行挑选，以除去非药用部分，再经清洗，清洗后槐花米用干燥设备进行干燥，干燥完全后，将其放入粉碎机中进行粉碎，同时用24目筛过筛，得到槐花米细粉。槐花米前处理完成以后，将槐花米细粉放入提取罐中，并加入10倍药材量石灰水，和5%药材量硼砂，在加热煮沸、pH为8~9条件下搅拌30分钟，该步骤反复3次，以达成充足提取有效成份目标，然后进行过滤，搜集滤液，滤液进入酸沉罐，加HCl调整pH至3~4；静置1.5小时后，晶体充足析出，过滤即得粗提物，粗提物中有效成份占53%。将粗提物溶于30%乙醇，经过聚酰胺交换树脂进行吸附，再用70%乙醇进行洗脱，搜集洗脱液，乙醇蒸发回收后，取得精制芦丁。最终提取率可达89.3%。
本工艺选择依据：
1) 能确保产品达成预定质量和要求。
2) 充足利用原料，以取得较高收率。
3) 主动采取成熟新技术、新工艺、新设备，结合具体条件优化生产线。对还未连续化生产品种，其工艺步骤尽可能按流水线排布，使产品在生产过程中停留时间最短，以避免产品变色、变质。
4) 主动慎重地采取优异可靠工艺指标，在能达成该工艺指标条件下，尽可能降低工艺步骤往返过程，以降低输送。
5) 充足估量到生产中可能发生故障，设计工艺步骤时考虑到调整可能性，使生产能正常进行。
6) 降低环境污染和有利于综合利用。
7) 有利于确保药品卫生，避免药品在生产过程中受到污染。
8) 能确保操作人员安全生产和向操作人员提供很好操作条件。
1.4设计思想：
洋葱头模型：
（1）选择确定每个独立工序；
（2）选择各独立工序对应设备和装置；
（3）连接各独立工序组成符合要求完整系统，绘制工艺步骤图；
作为工艺设计，其基础程序是依据（生产）设计任务选择并设计技术方案，然后进行物料能量衡算，再进行设备选型和条件设计，最终绘制工艺步骤图和厂区及车间部署图，并编制设计说明书。
当工艺步骤图比较牢靠地确定以后，才能开始具体工艺设计、设备设计、净化分区和建筑等设施设计。这时必需添加控制系统，并进行具体危险性可操作分析，然后完成其它设计任务，最终形成优化总体设计。总体设计关键任务：一定、二平衡、三统一、四协调和五确定。
依据开发技术选择适宜工艺路线→边设计边进行工艺工程方案优化→完成工艺设计。
2 操作时间和批次确实定生产制度
生产制度
前处理车间：年工作日250天，一天一班制，每班8h。
提取车间：年工作日250天，一天两班制，每班8h。
根据文件中提到时间，在前处理阶段，经过挑选，洗药，烘干，粉碎过筛，在一天一班，每班8h，能满足提取车间工作进度。
在提取阶段，3次碱溶，每次0.5h；酸沉需1.5h；大孔树脂吸附洗脱，经计算需历时1.25h；
因为是工业化连续生产，取操作中最长时间并加上时间余量为生产一批时间。所以，我们设定时间余量为0.5h，供加料卸料和部分时间花费，故单批生产时间为2h。
故在提取车间，一天两班，一班四批，每批2h。
3 物料衡算
3.1 前处理车间物料衡算
年处理量槐花米为280吨，即280000kg，年工作时间为280天，天天工作周期为8小时，天天处理3批，则天天处理量为：
每批处理量为:
因为槐花米本身比较小，在采购原材料时，里面供挑选杂物少，损耗少，忽略不计；
粉碎是槐花米前处理损耗关键起源，我们设定损耗按原材料0.8%；

3.2 提取车间物料衡算
3.2.1芦丁粗提取物料衡算
由天天前处理量知：
提取车间天天处理8批，每批处理量；
依据文件数据，槐花米中芦丁有效成份占14%~16%，考虑粗提取过程中物料损失，每批250kg槐花米可取得70.8kg芦丁粗品，粗品中有效成份含量占53%。
每一批次处理槐花米250kg，需要药材量10倍石灰水，故石灰水用量

石灰水中各组分含量以下：
水质量：
饱和石灰水含量：
第一次碱溶时需加入硼砂，依据文件数据，硼砂用量为药材质量5%，故所需硼砂用量：
以上为第一次碱溶时所需多种物料量，第一次碱溶后滤渣要再进行第二次碱溶，第二次碱溶滤渣再进行第三次碱溶。第二、三次碱溶不需加入硼砂，故其所需各物料用量以下：
第二次碱溶：石灰水用量；
第三次碱溶：石灰水用量；
最终滤渣剩下量为179.2kg。将三次碱溶滤液搜集，共5170L，依据文件数据，酸沉过程需使溶液pH维持3~4，故需要体积分数15%盐酸溶液。经静置，结晶，过滤等步骤，可获粗品，废液为5270L。整体物料衡算框图和物料衡算图以下所表示：

3.2.2芦丁精制物料衡算
将70.8kg粗品溶于30%乙醇，依据文件数据，所需乙醇体积。将所得溶液经过聚酰胺交换树脂。吸附完成后，改用70%乙醇进行洗脱，洗脱需用乙醇体积,将洗脱液搜集后，乙醇挥发，回收，最终得到精制芦丁33.5kg。按槐花米中芦丁含量为15%计算，250kg槐花米中含芦丁，最终取得芦丁，最终产率=。
依据文件查得资料有：
聚酰胺树脂，装填于体积为（）玻璃柱中。
将粗品用30%乙醇配成176L提取液，该提取液浓度为最好提取浓度，此条件下1克聚酰胺树脂可吸附60.9mg产物，最终取得产品33.5kg，故所需聚酰胺量为：
聚酰胺装填柱直径为，依据资料直径高度比为1:20，计算有：
；
；
，代入数据有：
；

考虑到实际中厂房高度，已经安装拆卸安全性，操作简易性，我们采取两根玻璃柱，直径，高度
文件中试验数据显示，提取液经过树脂柱最好速度为，本设计中，提取液约为，故：
过柱时间；
用70%乙醇进行洗脱，洗脱液经过树脂最好速度为，需搜集体积为洗脱液
；
用时间对柱子进行后处理。
精制耗时
精制过程物料衡算框图及物料衡算图以下：

4 能量衡算
4.1碱溶罐能量衡算

计算选择基础温度为25℃：
1) 计算Q1：
假设过程中进料温度为25℃
则Q1=0
2) 计算Q3：
碱溶罐中关键化学过程为溶解，含有热效应有芦丁溶解过程和石灰水升温溶解过程，因为芦丁溶解度较小，溶解过程热效应不显著，且氢氧化钙溶解度随温度改变不大，过程热效也不显著，Q3数值尤其小，能够为，但：

3) 计算Q4：
溶质浓度较低，可大致作纯水处理。
25℃~90℃水平均比热容：

4) 计算Q5：
过程为连续生产过程
5) 计算Q6

估量碱溶釜向空气散热面积为，釜外壁有保温层，保温层外表温度假定为60℃，空气温度为25℃，釜表面向四面（自然对流空气）
散热对流系数

6) 计算Q2：

蒸汽最终变为液体水；则：
蒸汽用量

碱溶罐能量衡算：
热量类型
数量
热量类型
数量

4.2酸沉罐能量衡算
方法同碱溶罐，最终止果见下表：
酸沉罐能量衡算：
热量类型
数量
热量类型
数量

蒸汽用量

代入上式，得D=146.8kg
5 关键设备选型及说明
5.1 前处理车间设备选型
5.1.1挑选设备
原材料挑选为人工操作，选择一般不锈钢长桌工作台，价格预算800元。
5.1.2清洗设备
XYJ系列滚筒式洗药机可清洗颗粒状药品、稻根、丹参、川断、海带、蔬菜、水果等表面泥沙杂质，是现在较为常见一个中药材清洗设备，适于本工艺清洗槐米花，且价格合理，所以本设计采取XYJ-700型滚筒式洗药机。

图1 XYJ-700滚筒式洗药机
设备型号：XYJ-700滚筒式洗药机
工作原理：将待洗药品从滚筒口送入后，开启机器，打开阀门放水，在滚筒转动时，喷水不
断冲洗药品，冲洗水再经水泵打起作第二次冲洗。洗净后，打开滚筒尾部放出药品。
特点：可清洗颗粒状药品、稻根、丹参、川断、蔬菜、水果等表面泥沙杂质。运动平衡，噪
声及震动很小，维修方便，应用水泵反复冲洗可节省用水。

技术参数：
洗涤量
300～1000kg/h
冲洗时间
1～5min
滚筒转速
8r/min
电机功率
主机2.2～4kw
水泵1.1kw
外形
2700×900×1360mm
重量
550kg
关键材质
接触药材不锈钢封闭型
参考单价
21500元
原料处理分4批，每批处理量为/4=500kg
据XYJ-700滚筒式洗药机处理量，生产台数1台即可。
5.1.3干燥设备
应用较多中药干燥设备有翻版式干燥机、热风循环式烘箱、振动式和立式转盘干燥机，另外还有优异红外线干燥和微波干燥工艺等。其中热风循环烘箱是通用干燥设备，适用面较宽，盘架式间歇干燥设备，应用于制药，化工、食品、轻工、重工业原料、产品加热和除温。如：原料药、生药、中药饮片、粉剂、水丸、颜料、染料、脱水蔬菜、食品、塑料、树脂、电器元件、烘漆等。因为本工艺原料对干燥设备没有特殊要求，很多类型干燥设备均可适用，所以选择现在最为广泛应用热风循环式烘箱。

图2 CT/CT-C型热风循环烘箱
设备型号：CT/CT-C型热风循环烘箱
工作原理：热风循环烘箱是利用热水、蒸汽或电为热源，用轴流风机作为空气动力，空气经过换热器加热或温度赔偿，热空气层流经过烘盘和物料进行热量传输。新鲜空气从进风口补充，湿热废空气从排湿口排出，干燥过程不停补充新鲜空气和不停排出湿热空气，一直保持烘箱内循环空气含有干燥能力。热风循环烘箱最大特点是热风在箱内进行循环中不停更新，一直保持干燥能力；整个循环过程为封闭式，节省了能源。
特点：1、用低噪音耐高温轴流风机和自动控温系统，整个循环系统全封闭，使烘箱热效率从传统烘房3-7%提升到现在35-45%，最高热效率可达70%，效率高，节省能源；
2、利用强制通风作用，箱内设有可调式分风板，全部采取轴流风机，配用自动恒温系统，并配有电脑控制系统选择；
3、CT/CT-C型热风循环烘箱可采取蒸汽、热水、电、远红外等热源，选择广泛；
4、整机噪音小，运转平衡，温度自控，安装维修方便。
技术参数：
行业标准型号
RXH-41-B
烘箱型号
CT-Ⅲ
每次干燥量
300kg
配用功率
2.2kw
耗用蒸汽
60kg/h
散热面积
80m2
风量
9800m3/h
上下温差
±2ºC
配用烘盘
144只
配套烘车
6辆
外形尺寸（L×W×H)
3430×2200×2620mm
烘盘尺寸
460×640×45mm
参考单价
15000元

原料处理分4批，干燥设备和清洗设备同时，原料药清洗后稍微静置后送入烘箱中，每批处理500kg,一台烘箱每次处理量定为250kg,生产台数500/250=2台。
5.1.4粉碎筛分设备
本工艺生产中原料药粒径较小，粉碎粒度要求不高，常见于切制根茎类药品机器及粉碎度极高机器全部不适于本工艺，万能粉碎机适适用于医药、化工、农药、食品及粮食等行业，关键用于化工材料、中药含树枝、树根和块状类物质，但禁用于粉碎易燃易爆炸物品。粉碎粒径选择范围广，用途极为广泛，粉碎筛分同时进行，所以选择万能粉碎机是一个适宜选择。

图3 SF型万能粉碎机
设备型号：YL.42-SF250型万能粉碎机
工作原理：利用活动齿盘和固定齿盘间相对高速运转，使被粉碎物经齿盘冲击、摩擦及物料相互间碰撞而取得粉碎。粉碎物可直接从磨腔中排出，经出料口出来，通常物料经过粉碎后要经过棉布袋来搜集，粉碎后物料搜集在袋内，空气则从布袋细小孔眼出来，不会将细粉排出，从而起到不浪费，不污染效果。粒度大小由更换不一样目数筛网决定。
特点：1、依据用户特殊使用要求和被粉碎物料特殊物理、化学性质能够加装水冷装置。假如被粉碎物料熔点较低、燃点较低、受热易发软、发粘，从而造成降低粉碎效果或无法粉碎，甚至造成燃烧、爆炸，这就有必需在粉碎设备上加装水冷降温装置。
2、不一样季节、不一样气温、不一样水温会产生不一样冷却效果。
3、粉碎不一样物料产生热量不一样，温度升高得也不一样。
4、流进水冷装置水温越低，降温（排热）效果越好。
技术参数：
型号
YL.42-SF250
功率
5.5kw
重量
180kg
主轴转速
4200r/min
进料粒度
≤50mm
出料粒度
20～200目
产量
50～250kg/h
额定电压
AC380V
外形尺寸
63×50×116cm
参考价格
8000元
原料处理分4批，每批处理量为/4=500kg
每批处理时间为8/4=2h
所以每小时处理量为500/2=250kg
若预定每台粉碎机每小时处理量为200kg，则需要生产台数为250/200=1.25,取2台。因为本工艺需要出料粒度为24目，所以粉碎机中筛网选择24目。
5.2 中药提取车间设备选型
5.2.1碱溶罐
工艺过程中碱溶为常压操作，因为加入为细小粉末，提取罐中最好配置搅拌装置，提取环境为微碱溶液，提取罐需有耐碱性能。
多功效提取罐适适用于中药、食品、化工行业常压、微压、水煎、温浸、热回流、强制循环渗漏作用，芳香油提取及有机溶媒回收等多个工艺操作，含有效率高、操作方便等优点。材质为304不锈钢，对碱溶液及大部分有机酸和无机酸亦含有良好耐腐蚀能力。其中动态提取罐还配有对应搅拌装置，罐内配置CIP清洗系统，符合GMP医药标准。所以本工艺选择动态多功效提取罐。
5.2.1.1一级碱溶罐

图4 动态多功效提取罐
设备型号：DTQ型多功效提取罐
设备关键结构及作用：1、主罐(提取罐)分三层，内罐投药材和溶煤，夹层加温，外保温。
2、 捕沫器接于主罐关键用来消除煎煮中药时产生泡沫并预防药流蒸汽中药渣带进冷凝器内。
3、 冷凝器关键作用为药液蒸气进行冷凝，二次回流到主罐内作为溶煤。
4、 油水分离器关键作用在提油时用经冷却后回收液进行油分离,以取得需要芳香油。
技术参数：
型号
DTQ-3.0
有效容积
3600
罐内设计压力
0.09MPa
夹套设计压力
0.3MPa
加热面积
6.8m2
冷凝面积
8m2
冷却面积
1m2
过滤面积
0.25m2
搅拌功率
5.5kw
搅拌转速
60r/min
出渣口直径
800mm
加料口直径
400mm
参考价格
30000元

碱溶罐内物料总量为2750kg，体积约为2700L，DTQ3.0多功效提取罐有效容积为3600L，若取其装料系数为0.8，则最大装料量为3600×0.8=2880L＞2700L，1台提取罐即能满足要求，此时实际填料系数为2700/3600=0.75。
5.2.1.2二级碱溶罐
二级碱溶罐和一级碱溶罐采取同一个类，因为滤渣二次碱溶总液量约为1900L，DTQ2.0多功效提取罐有效容积为2500L，若取其填料系数为0.8，则其最大装料量为2500×0.8=L＞1900L，所以1台DTQ2.0型提取罐能满足要求，此时实际调料系数为1900/2500=0.76。
技术参数：
型号
DTQ-2.0
有效容积
2500
罐内设计压力
0.09MPa
夹套设计压力
0.3MPa
加热面积
4.2m2
冷凝面积
5m2
冷却面积
1m2
过滤面积
0.25m2
搅拌功率
4kw
搅拌转速
60r/min
出渣口直径
800mm
参考价格

5.2.1.3三级碱溶罐
三级碱溶罐一样采取DTQ系列提取罐，第三次提取总液量约为1300L左右，所以仍选择2.0型号提取罐，1900L＞1300L，满座工艺要求，此时实际填料系数为1300/2500=0.52。
5.2.2过滤设备
5.2.2.1碱溶后过滤设备
现阶段关键过滤设备关键有过滤机、微滤膜和离心分离机三种，本工艺过程碱溶后物料固含量不大，为9%左右，且无须分子等级过滤，所以选择过滤机中现在广泛使用板框式压滤机，考虑工艺过程中自动化程度，选择液压式板框压滤机。物料处理量最大量约为2700L，依据物料处理量、物料粘度和固含量等原因，选择压滤机型号以下：

图5 液压压紧式板框压滤机
设备型号：型液压压紧增强聚丙烯板框式压滤机
工作原理：板框压滤机由交替排列滤板和滤框组成一组滤室。滤板表面有沟槽，其凸出部位用以支撑滤布。滤框和滤板边角上有通孔，组装后组成完整通道，能通入悬浮液、洗涤水和引出滤液。板、框两侧各有把手支托在横梁上，由液压装置压紧板、框。板、框之间滤布起密封垫片作用。由供料泵将悬浮液压入滤室，在滤布上形成滤渣，直至充满滤室。滤液穿过滤布并沿滤板沟槽流至板框边角通道，集中排出。过滤完成，可通入清洗涤水洗涤滤渣。洗涤后，有时还通入压缩空气，除去剩下洗涤液。随即打开压滤机卸除滤渣，清洗滤布，重新压紧板、框，开始下一工作循环。
特点：1、该系列液压式压滤机是压滤机常见机型，分为明流和暗流，关键由电气控制柜、液压泵站和主机组成。能实现油缸液压压紧、松开、过滤、洗涤、吹干和手动拉板卸料等功效。
2、增强聚丙烯滤板，耐腐蚀，无毒无味。
3、油缸油压压紧，自动保压。
4、结构简单，维护保养方便。
技术参数：
型号

过滤面积

框内尺寸
630×630mm
滤饼厚度
30mm
滤板数量
24
滤框数量
25
滤室容积
297
外形尺寸（长×宽×高）
3180×1110×1190mm
过滤压力
0.6MPa
电机功率
1.5kw
整机质量
1479kg
参考价格
25000元
说明：物料出罐后不经冷却立即进行高温过滤，过滤温度为90ºC，所以过滤机板框为耐高温材质，板框厚度比常温板框厚。且三个碱溶罐出料后全部需要经过过滤，未预防过程中等候冲突，选择2台设备。
5.2.2.2酸沉后过滤设备
本工艺过程酸沉后过滤为结晶细过滤，且要求设备耐酸能力很好。现适于过滤结晶设备有三足式离心机和旋转卸料离心机，考虑到操作连续性和自动化过程，本工艺采取螺旋卸料离心机。

图6 螺旋卸料沉降离心机
设备型号：LW-350型双电机卧式螺旋卸料沉降卸料离心机
工作原理：悬浮液由中部进料管进入全速运转转鼓内，因为离心力场作用，使悬浮液中密度较大沉渣（重相）沉积在转鼓内壁上，而密度较小沉清液（轻相）则处于沉积层内恻。沉渣由螺旋输送向转鼓锥段经过沉渣排出口排出，沉清液则经过螺旋叶片所形成螺旋形通道流向转鼓柱段由溢流口溢出，从而实现密度相差液—固两相分离。
特点：1、可在全速运转下，连续地进行进料、脱水、洗涤、卸料等各项操作，广泛用于化工、食品、制药及采矿等工业部门中固/液分离。
2、对固相颗粒当量直径大于3um、进料浓度体积比≤70％、液固比重差：0.05g／cm³多种悬浮液均适合采取该类离心机进行液固分离或颗粒分级。
3、输料螺旋采取特殊防磨方法，可喷焊硬质合金保护层或镶装硬质合金耐片；差转速及扭矩可随物料浓度、流量改变自动调整微机控制系统；含有多个角度转鼓锥部结构。
技术参数：
型号
LW-350
转鼓直径×长度
Φ350×1300mm
转鼓转速
2800r/min
分离原因
1536w2d/2g
混合液处理量
3-10m3/h
差转速
16
电机型号
YD160M2-2
电机转速
2920/1460r/min
电机主机功率
11/9kw
主机重量
1800kg
外形尺寸
2330×1200×755mm
鼓结构式
单锥
工作方法
连续
附注
双电机双变频
参考价格
00元

说明：因为混合液呈强酸，所以本设备定制过程中接触物料部分需要尤其使用耐酸腐蚀材料。该设备生产能力较强，1台设备即能满足工艺要求。
5.2.3酸沉罐
因为本工艺中酸沉罐对反应釜材料有特殊要求，所以选择耐酸能力强搪玻璃结晶罐。

图7 搪玻璃结晶釜
设备型号：K3000式搪玻璃结晶釜
特点：1、搪玻璃反应釜对很多介质含有良好抗腐蚀性，被广泛用于精细化工生产中卤化反应及有盐酸、硫酸、硝酸等存在时多种反应。
2、搪玻璃设备能耐大多数无机酸、有机酸、有机溶剂等介质腐蚀，尤其在盐酸、硝酸、王水等介质中含有良好耐腐蚀性能，但不宜用于任何浓度和温度氢氟酸；pH>12且温度大于100℃碱性介质；温度大于180℃、浓度大于30％磷酸；酸碱交替反应过程；含氟离子其它介质储存和反应过程，不然将会因腐蚀而较快地损坏。
3、设计温度200℃，工作温度0～180℃耐热温差小于120℃，耐冷温差小于110℃。
4、耐冲击性、耐冲击性较小，为2.5kgf／cm2(1kgf／cm2＝98.0665kPa)，所以使用时应避免硬物冲击碰撞。搪玻璃反应釜在运输和安装时，要预防碰撞。加料时严防重物掉入容器内，使用时要缓慢加压升温，预防剧变。
技术参数：
型号
K3000
实际容积
3237L
传热面积
8.61m2
电动机功率
5.5kw
搅拌转速（框式）
63.85r/min
人孔尺寸
300×400mm
放料口
200mm
瓷层厚度
0.8～2.0mm
罐内设计压力(机械密封）
0.4MPa
夹套设计压力
0.6MPa
参考重量
3470kg
参考价格
38000
注：设备参考价格包含减速机、放料阀、填料箱、温度套、搅拌器等配套设备。
说明：因为结晶过程不一样于化学反应过程，对搅拌器、搅拌器转速、出料口等有特殊要求，本设计选择框式搅拌器，在不破坏结晶情况下预防结晶附着在釜壁上，实际生产中能够合适降低搅拌器转速以预防破坏结晶过程。同时，为预防放料时结晶堵塞出料口情况出现，本设计结晶釜出料口采取非标准尺寸，将125mm出料口扩大为200mm。
因为酸沉中总料液量约为5300L，本设计采取2台3000L结晶釜，其实际容积为3237L。每台釜内装料量约为2650L，所以结晶釜实际填料系数为2650/3237=0.82（此结晶釜中无起沫起泡物料且搅拌速度慢，其填料系数可稍微偏大）。
5.2.4聚酰胺树脂
5.2.4.1聚酰胺树脂介绍
聚酰胺(Polyamide)是经过酰胺基聚合而成一类高分子化合物，层析分离中常见聚酰胺是由己内酰胺聚合而成尼龙6和由己二酸和己二胺聚合而成尼龙66。聚酰胺分子中含有丰富酰胺基团，可和酚类、醌类、硝基化合物等形成氢键而被吸附，和不能形成氢键化合物分离。所以，利用聚酰胺作为层析柱填料，可使一定极性范围某类物质得以分离精制。
5.2.4.2层析机理
对于黄酮类和多酚类化合物，因为其富含酚羟基，可经过分子中酚羟基和聚酰胺分子中酰胺基形成氢键缔合产生吸附。吸附强度关键取决于这两种化合物中羟基数目和位置、和溶剂和化合物或溶剂和聚酰胺之间形成氢键缔合能力大小。溶剂分子和聚酰胺或黄酮类化合物形成氢键缔合能力越强，则聚酰胺对这两种化合物吸附作用将越弱。聚酰胺层析柱即是利用此性质对多种植物中黄酮、茶多酚等进行吸附、洗脱而分离，即所谓“氢键吸附”学说。
对聚酰胺层析分离机理，除了“氢键吸附”学说外还有“双重层析”理论。前者不能解释当以氯仿一甲醇为洗脱液时，为何黄酮甙元比黄酮甙先洗脱下来。后者认为当用