制药工程课程设计---年处理80吨茯苓提取车间提取工段工艺设计

制药工程课程设计---年处理80吨茯苓提取车间提取工段工艺设计内容摘要：

双效浓缩 醇沉 产品 单效浓缩 回收乙醇 醇沉上清液 中药提取过程 是 利用溶剂、仪器及设备的手段将天然物质中所含有的生理活性物质、有效 成分及有效部位群提取出来的工艺过程。 植物性药材的提取过程 ： 湿润 渗透阶段 ， 解吸 溶解阶段 ， 扩散 置换阶段 ， 提取速率。 （ 1） .提取： 取茯苓适量，加水煎煮，第一次加水 12 倍量，浸泡一小时，煎煮2 小时；第二次加水 8 倍量，煎煮 1 小时，滤过，合并滤液。 （ 2） .浓缩： 将提取液加入到双效浓缩器中，浓缩至相对密度 —。 （ 3） .醇沉： 将浓缩液转入醇沉罐中，加 75%乙醇使醇含量达 40%。 将醇沉后的上清液转入单效浓缩罐中，回收乙醇至提取液相对密度达到 —。 图 11 茯苓水提醇沉工艺流程框图 工艺设计条件 茯苓年处理量 80 吨，年工作日为 270 天。 （ 1） 提取工段 提取温度： C95 ； 提取加热用蒸汽，压力： 冷凝水进口温度 C25 ，出口温度 C45 （ 2） 浓缩工段 出料系数为 提取液 /kg 药材，提取液密度为。 提取液在室温 C25 进料 ； 浓缩加热用蒸汽，压力： 冷凝水进口温度 C25 ，出口温度 C45 ； 浓缩真空度 —。 内蒙古工业大学本科课程设计说明书 5 第 二 章 物料衡算 物料衡算是物料的平衡计算，是制药工程计算中最基础最重要的内容之一，是进行药物生产工艺设计、物料查定、过程经济评估以及过程控制、过程优化的基础。 它以质量守恒定律和化学计量关系为基础。 简单地讲，它是指 “在一个特定物系中，进入物系的全部物料质量加上所有生成量之和必定等于离开该系统的全部产物质量加上消耗 掉的和累积起来的物料质量之和”。 用式（ 21）表示为： 消耗累积出料生成进料 GGGGG  （ 21） 式中 进料G 所有进入物系质量之和； 生成G 物系中所有生成质量之和； 出料G 所有离开物系质量之和； 累积G 物系中所有消耗质量之和（包括损失）； 消耗G 物系中所有累积质量之和； 所谓“物系”就是人为规定一个过程的全部或它的某一部分作为完整的研究对象，也称为体系或系统。 它可以是一个操作单元，也可以是一个过程的一部分或者整体 ，如一个工厂，一个车间，一个工段或一个设备。 而茯苓提取工艺物料衡算就是分别以提取工段和双效浓缩工段作为一个系统，进行工艺设计的过程。 茯苓提取工段 物料衡算 采用水提醇沉法进行工艺设计，茯苓年处理量 80 吨，年工作日为 270 天，每天生产 4 批，每批进行 6 小时。 每天处理量 批k g /2 9 9 62 7 0/1080 3 W 以批为基准进行工艺计算，设 放出 药渣 量 为 4W ，忽略提取工段过程中 物料损失。 每批处理量 批/kg0 7 W 每批所得提取液量 批/kg5 9 1 9 20 7 W 两次共加水量 批k g / 4 8 10 7 )812(2 W 依据质量守恒方程： 4321 WWWW  （ 22） 即 W 求得 药渣量 批kg/ W 药渣含水量 批/ kgWWW  内蒙古工业大学本科课程设计说明书 6 假设 提取罐中液体 沸腾蒸发回流的 量 为总加水量的 1/4, 则提取罐中液体的回流量 批kg / 041 26  WW 茯苓浓缩工段物料 衡算 ：以 1 gK 药材为基准，提取液量 提m = ， 3/g1020 mK  提 忽略提取液中有效成份的体积，则 水提 VV  C25 下的水的密度 3/ mkg水 则 有： kgVm 1 5 7  水水水  （ 23） kgmmm  水提有效 （ 24） 有效成分在提取液中的质量分数： 02 0 则 ：以 1 gK 药材为基准，设浓缩液量为 浓m ，由于浓缩真空度~， 取 P=， 则饱和温度 T= C75 ， 密度 mkg 3/水 ， 取浓缩液密度 3m/g11 50 K浓 则 有效水浓浓浓 mmm  （ 25） 即 浓m 有效成分在浓缩液中的质量分数 2 则 以 1 批为基准进行工艺计算： 提取液进液量 批/ kgWF  根据物料衡算式： 20 )( xMFFx  (26) 得出双效浓缩蒸出水总量 M： 批/ 0 1 2) ( 1 9 2)1( 20 kgxxFM  浓缩液量 批/ 0 1 1 9 2 kgMFL  （ 27） 内蒙古工业大学本科课程设计说明书 7 第 三 章 热 量衡算 能量衡算是以车间物料衡算的结果为基础进行的，所以车间物料衡算是进行车间能量衡算的首要条件。 能量衡算的主要依据是能量守恒定律，其数学表达形式为能量守恒基本方程： 环境输入到系统的能量 =系统输出到环境的能量 +系统内积累的能量 对于制药车间工艺设计中的能量衡算，许多项目可以忽略 ，车间能量衡算的目的是要确定设备的热负荷，而且在药品生产过程中热能是最常用的能量表现形式，所 以能量衡算可简化为热量衡算。 当内能、动能、势能的变化量可以忽略且无轴功时，根据能量守恒方程式可以得出以下热量平衡方程式： 654321  （ 31） 式中 1Q 物料带入设备的热量 .KJ 2Q 加热 剂或冷却剂传给设备所处理物料的热量 .KJ 3Q 过程热效应 .KJ 4Q 物料离开设备所带走的热量 .KJ 5Q 加热或冷却设备所消耗的热量 .KJ 6Q 设备内环境散失的热量 .KJ 在热量衡算过程中的 2Q ，即设备热负荷，是衡算的主要目的。 茯苓提取工段热量 衡算 茯苓的提取工段工艺过程中，需要计算出加热水蒸气的用量 蒸W ，以及药液沸腾蒸发回流所需冷凝水的量 cW。 因为 茯苓 提取 过程中无化学反应，仅发生物理变化，故 3Q =0 2Q 的计算 设基准温度 0t0 物料进料温度为 C25t1 出料温度为 C95t2 查资料得 10tt 之间的平均温度下的定压比热容 ： 茯 苓 的 比 热 容)kg/( CKJC p  ， 水的比热 容 )kg/( CKJC p 。 按公式（ 32）计算 1Q ： ）） 012202011 tt(tt( PP。