班产50万片板蓝根片的生产工艺及车间布置设计.docx

20180822广东海洋大学制药工程专业课 程 设 计题 目 班产50万片板蓝根片的生产工艺及 车间布置设计 学 院 理学院 专 业 制药工程1133班 学生姓名 佘燕敏、梁丽媚、林佳莉 刘慧娟、刘广添、李鸿祥 指导教师 杨磊 职称 教授 起讫日期 2015年12月21日-1月8日 2015 年 1 月 7 日 目录第一章概论11.1产品概论11.1.1板蓝根片剂的简介11.1.2名称以及药用部位11.1.3药用作用21.1.4功能主治21.1.5注意事项21.2设计任务31.2.1设计题目31.2.2设计条件基础31.3设计依据和原则41.3.1设计依据41.3.2设计原则4第二章 工艺说明62.1工艺路线62.2工艺过程62.2.1前处理工序62.2.2提取工艺72.2.3制片工序9第三章 生产制度133.1设计概述133.2工序具体生产制度133.2.1前处理工序133.2.2提取工序133.3生产工艺143.4生产班制14第四章 物料衡算和热量衡算174.1工艺收率及所用原料的物性工作参数174.1.1实验测得数据174.2前处理车间物料衡算184.3提取阶段物料衡算以及热量衡算194.3.1第一次水提194.3.2第二次水提224.3.3板蓝根浓缩阶段衡算254.3.4板蓝根醇沉阶段衡算274.3.5板蓝根醇沉滤液浓缩阶段衡算274.3.6板蓝根压片阶段衡算30第五章 主要工艺设备选择315.1设备选型的目的、依据和基准315.1.1 设备选型的目的315.1.2设备选型的依据315.1.3设备选型的基准325.2主要工艺设备的选型325.2.1前处理工序的设备选型325.2.2提取工序的设备选型335.2.3制片工序的设备选型385.3 管材及管径的选择415.3.1管材的选择415.3.2 管径选择41第六章 生产质量检验446.1生产质量检验的目的、依据和基准446.1.1生产质量检验的目的446.1.2生产质量检验的依据以及基准446.2生产质量检验446.2.1生产前检查工序446.2.2前处理工序456.2.3提取工序466.2.4制片工序47第七章 车间平面布置设计507.1布置依据507.1.1设计依据507.2车间布置507.2.1车间组成507.2.2车间人员组成517.2.3车间布置说明527.2.4前处理车间布置537.2.5提取车间布置547.2.6制片车间布置567.3生产辅助用室布置要点587.3.1洁净车间生产辅助用室布置要点587.4 洁净车间人员净化及走向587.4.1 人员净化室及布置要点587.4.2人员流向597.4.3车间人流说明597.5 洁净车间物料净化及传递597.5.1 物料净化室及布置要点597.5.2 物料的传递流程607.5.3车间的物流说明607.6安全门的设置607.6.1 安全门开启原则607.6.2 B级洁净区门的开启原则607.7 净化装修说明60第八章 行政法规执行措施628.1消防设计措施628.1.1设计依据628.1.2概述628.1.3建筑防火设计628.1.4消防设施的设置648.1.5危险物质消防特性概述658.2环境保护658.2.1设计依据668.2.2设计采用的环境保护标准668.3劳动安全卫生678.3.1 设计依据678.3.2生产过程中的危害因素分析688.4节能专篇708.4.1设计依据718.4.2设计原则718.4.3 节能措施71第九章 GMP专篇739.1洁净车间的标准表739.2 车间人流说明749.2.1 车间人流设计原则749.2.2 人员设计要求749.2.3 本次设计人流说明759.3 车间物流设施说明759.3.1 车间物流设施设计原则769.3.2 本次设计物流说明769.4 空调系统设置、除尘及局部排风779.4.1 空调系统设置、除尘及局部排风设计原则779.4.2净化系统779.4.3 温湿度的控制779.4.4压力的控制789.4.5 除尘及局部排风789.5 净化装修说明789.5.1 净化装修的设计原则789.5.2洁净室内部装修材料799.5.3 主体结构809.5.4工艺设备选型说明809.6公共工程设施符合GMP要求的说明809.6.1 管道809.6.2 空调809.6.3水819.6.4 照明81第十章 存在的问题及建议82参考文献83 5第一章 概论1.1产品概论1.1.1板蓝根片剂的简介板蓝根（常用别名：靛青根、蓝靛根、大青根）是一种中药材,为十字花科植物菘蓝的干燥根，通常在秋季进行采挖，炮制后可入药,在中国各地均产。板蓝根分为北板蓝根和南板蓝根，北板蓝根来源为十字花科植物菘蓝（Isatis tinctoria L.）的根；南板蓝根为爵床科植物马蓝（Baphicacanthus cusia (Nees) Brem.）的根茎及根。其性寒，味先微甜后苦涩，板蓝根片具有清热解毒、预防感冒、利咽之功效。主要用于治疗温毒发斑、舌绛紫暗、烂喉丹痧等疾病。1.1.2名称以及药用部位中文名称:板蓝根片汉语拼音: Ban Lan Gen Pian 板蓝根来源: 十字花科植物菘蓝的干燥根板蓝根药用部位:根(radix)性状：本品为糖衣片，除去糖衣片，显棕褐色；气微，味微甜后苦涩。化学成分：菘蓝根吲哚类化合物：含靛蓝（indigotin，indigo），靛玉红（indirubin），蒽醌类化合物：-谷甾醇（-sitosterol），-谷甾醇（-sitosterol）以及多种氨基酸：精氨酸（arginine），谷氨酸（glutamic acid），酪氨酸（tyrosine），脯氨酸（proline），缬氨酸（valine），-氨基丁酸（-aminobu-tyric acid）。还含黑芥子甙（sinigrin），靛甙（indoxyl-hlucoside），色胺酮（trptanthrin），1-硫氰酸-2-羟基丁-3（l-thiocyano-2-hydroxy-3-butene），表告伊春（epigoitrin），腺甙（adenosine），棕榈酸（palmitic acid），蔗糖（sucrose）和含有12%氨基酸的蛋白多糖。1.1.3药用作用1)抗病原微生物作用研究表明，板蓝根的根茎提取物通过限制病毒分裂而起到对甲型禽流感病毒，乙型禽流感病毒的抑制杀灭作用 ，其提取物的水溶液对普通感冒病毒有抑制作用 。 对流行性乙型脑膜炎病毒有抑制和杀灭作用。菘蓝根对多种细菌也有抑制作用水浸液对枯草杆菌、金黄色葡萄球菌、八联球菌、大肠杆菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、痢疾（志贺、弗氏）杆菌、肠炎杆菌等都有不同程度的抑制作用；丙酮浸出液也有类似作用， 且对溶血性链球菌有效（皆用琼脂小孔平板法）对 A 型脑膜炎球菌之抑菌作用与大蒜、金银花相似对流感病毒PR8 株和京科68-1株有明显抑制作用在试管内板蓝根有杀灭钩端螺旋体的作用2)对心血管的作用实验证明：该品能使离体兔耳和大鼠下肢灌流量增加，改善家兔肠系膜微循环， 降低麻醉家兔的血压，减少毛细血管通透性， 并使小鼠心肌耗氧量下降3)抑制血小板聚集作用板蓝根对ADP诱导的家兔血小板聚集有显著抑制作用从板蓝根中分得尿苷、次黄嘌呤、嘧啶、水杨酸等对ATP诱导的家兔血小板聚集也都表现一定的抑制活性，在0.21mg/kg浓度时其抑制率分别为18.2%、24.2%、10.8%和20%4）解毒作用有报道认为， 犬用板蓝根、黄连粉与藜芦同服（各2.0g/kg），能解藜芦毒， 降低死亡率；若藜芦中毒后再用之，则无效；分别单用板蓝根粉或黄连粉， 效果亦不好还含有抗革兰氏阳性和阴性细菌的抑菌物质及动力精。5）具有消肿，抗过敏作用6 1.1.4功能主治清热解毒，凉血利咽。用于肺胃热盛所致的咽喉肿痛、口咽干燥及病毒性感冒。1.1.5注意事项1）忌烟、酒及辛辣、生冷、油腻食物。2）不宜在服药期间同时服用滋补性中成药。3）风寒感冒者不适用，其表现为恶寒重，发热轻，无汗，鼻塞流清涕，口不渴，咳吐稀白痰。4）有高血压、心脏病、肝病、糖尿病、肾病等慢性病严重者、孕妇或正在接受其它治疗的患者，均应在医师指导下服用。5）服药三天后，症状无改善，或出现发热咳嗽加重，并有其他症状如胸闷、心悸等时应去医院就诊。6）按照用法用量服用，小儿、年老体虚者应在医师指导下服用。7）连续服用应向医师咨询。8）对本品过敏者禁用，过敏体质者慎用。9）本品性状发生改变时禁止使用。10）儿童必须在成人监护下使用，请将本品放在儿童不能接触的地方。11）如正在使用其他药品，使用本品前请咨询医师或药师。1.2设计任务1.2.1设计题目班产50万板蓝根片的生产工艺及车间布置设计1.2.2设计条件基础1)产品名称与设计规模产品名称设计规模规格包装其他板蓝根片剂班产50万片0.3g/片铝塑板装8片/板3板/盒2)工艺路线a)药典生产依据取板蓝根 1000g，加水煎煮两次，第一次 1小时，第二次 45 分钟，滤过，合并滤液，浓缩至 1000ml ，放置至室温，加入95乙醇使含量达60，冷藏，滤过，滤液浓缩至稠膏状，加入淀粉200g及辅料适量，制成颗粒，压制成 1000 片，包糖衣，即得。b)班产50万板蓝根片剂工艺路线取板蓝根 500kg，加水煎煮两次，第一次 1小时，第二次 45 分钟，滤过，合并滤液，浓缩至 500L，放置至室温，加入95乙醇使含量达60，冷藏，滤过，滤液浓缩至稠膏状，加入淀粉100kg及辅料适量，制成颗粒，压制成 50万 片，包糖衣，即得。3)生产制度生产班次：两/三班、8小时/班。工序具体生产制按操作周期确定。生产方式：间歇式生产或连续性生产。4)有关要求a)车间设计应遵循国家的有关方针政策，符合国家现行有关建设标准及药品生产质量管理规范（GMP）(2010年修订)的规定。b)采取可行的措施减少车间对环境不利影响，并对排出的污染物提出合理的治理方案。c)采取消除、预防或降低装置危险性、提高装置安全运行等级的安全卫生措施。d)在满足功能和法规的前提下，尽可降低项目投资。1.3设计依据和原则1.3.1设计依据国家食品药品监督管理局颁布的药品生产管理规范（2010 年修订的GMP）、医药工业洁净厂房设计规范（GB 50457-2008）、药品GMP指南厂房设施与设备、医药设计技术规定、医药工程设计文件质量特性和质量评定实施细则，国家关于建筑、消防安全、环保、能源等多种设计规范与要求。1.3.2设计原则1)严格执行国家有关环境保护，职业安全及工业卫生有关规定，贯彻“安全第一，预防为主”的方针，做到环境保护、劳动安全卫生与工程同步规划、同步实施、同步发展；避免环境污染，保证安全生产。2)选择先进可靠的工艺技术，合理安排工艺流程，设计成生产工艺设备先进和自动化水平高的生产线，保证生产线顺利投产、稳定运转，正常发挥其经济效益。3)合理安排工艺设备，充分使用辅助设施以及生活福利设备，尽可能做到节省投资，节约用地。4)设计中坚持“安全、节能、环保”三大指导方针。第二章 工艺说明2.1工艺路线取板蓝根 500kg，加水煎煮两次，第一次 1小时，第二次 45 分钟，滤过，合并滤液，浓缩至 500L，放置至室温，加入95乙醇使含量达60，冷藏，滤过，滤液浓缩至稠膏状，加入淀粉100kg及辅料适量，制成颗粒，压制成 50万 片，包糖衣，即得。2.2工艺过程2.2.1前处理工序1）板蓝根选材：板蓝根多呈圆柱形，稍扭曲，长10-20cm,直径0.5-1.0cm，表面淡黄色或但棕黄色有纵皱纹及支根痕，皮孔横长，体实，质略软。2）拣选：从仓库里取来药材(已除去非必要部分）放入工作台上除去药材中杂质及霉变品，同时将大小药品分开，便于浸润。3）洗药：将药材投入洗药机内，放水，浸润一定时间取出。4）切片：药材投入机械切药机内，设置切片厚度1-2cm之间，不可太薄，以免影响提取液的浓度过滤。5）投药：将过滤好的药物一部分放入仓库储藏，一部分放入提取罐内提取。6）前处理的工艺方框图干燥板蓝根原药灭菌拣选洗药提取罐仓库切药7)原药料标准规定a)性状 本品 呈 圆 柱 形 ， 稍扭 曲 ，长 1020cm， 直径 0.5lcm。表面淡灰黄色或淡棕黄色， 有纵皱纹、 横长皮孔 样突起及支根痕。根头略膨大， 可见暗绿色或暗棕色轮状排 列的叶柄残基和密集的疣状突起。体实，质略软， 断面皮部黄白色， 木部黄色。气微，味微甜后苦涩。b)鉴别应具有板蓝根显微特征应呈正反应应与对照品相同c)检查：水分不得超过15%;浸出液不得少于25%d)贮藏：置干燥处，防霉，防蛀8)贮存仓库包装要求：采用编织袋包装，包装无破损、无污迹；并附有明显的标签，注明品名、规格、数量、产地、来源、采收（加工）日期。2.2.2提取工艺1)水提液浓缩采用三效蒸发浓缩器，很好地解决了液流速度较快的外循环式蒸发器，降低物料沸腾温度，其次利用了二次蒸汽，很好地解决了大量消耗热能的问题。板蓝根生产过程中，首先将板蓝根等中药原料放入蒸煮提取器中，加入水后加温到100进行蒸煮提取，得到板蓝根溶液。提取液经过滤后送入三效并流蒸发浓缩器。三效蒸发浓缩器的特点是：溶液和蒸汽的流向相同，加热蒸汽通入第一效，第一效的二次蒸汽送第二效作加热蒸汽，第二效的二次蒸汽送第三效作加热蒸汽，第三效的二次蒸汽送入冷凝器中全部冷凝。溶液经第一效浓缩后送第二效和第三效继续浓缩，完成液由第三效排出。并流流程的优点是：后效蒸发室压力较前效低，前效溶液可借压差流入后效，无需用泵输送。此外，后效溶液沸点较前效低，溶液自前效流入后效时，由于过热而发生自蒸发，称为闪蒸，从而可以蒸发更多的溶液。这种流程的缺点是：后效溶液的浓度较前效大，而沸点又较低，其黏度则相对较大，使后效蒸发器的传热系数较前效小，此种情况在后两效中尤为严重。2)醇沉浓缩液经过三效浓缩蒸发器浓缩后即经管道泵入醇沉罐中，加入浓的乙醇，使浓度达到60%左右，浓缩液在醇沉罐中静置放置24h，过滤除去水溶性杂志得到上清液，泵入醇沉液贮罐中。3)浓缩得浸膏浸膏是蒸发干燥上清液得到的固体物质。采用真空减压干燥方法，将板蓝根最终干燥得含水量为20%的浸膏。4)提取工艺方框流程洗净的板蓝根泵储罐过滤（离心机）储罐（二次滤液）提取罐 清水药渣真空减压浓缩过滤醇沉罐泵三效蒸发浓缩精馏回收乙醇冷冻储存浸膏5)提取物的质量分析采用板蓝根经水提醇沉法制得浸膏，再用1050倍量的甲醇-丙酮混合溶剂提取，提取液回收溶剂后浓缩，得活性提取物，其活性提取物中腺苷含量为1.10%2.80%（以提取物为干品计）活性提取物中含有大量抗病毒活性成分的核苷，其含量为5.20%28.0%，提取物腺苷含量可达到1.10%2.80%，用HPLC分析方法（以水-乙腈（96:4）为流动相、260mm为检测波长）测定腺苷含量6)定量检测方法a)薄层紫外分光光度法 样品回流提取浓缩液，硅胶G-CMC板分离，收集紫红色带，洗脱后在292nm测定活性成分靛玉红吸收度，根据标准曲线计算靛玉红含量。薄层回收率平均99.7%，加样平均回收率98.74%b)薄层扫描法 样品回流提取浓缩液，硅胶G-CMC板分离，薄层扫描仪测定。用仪器内存，外标二点法计算靛玉红含量。加样平均回收率98.84%，RSD=1.37%，线性范围在0.142.10g范围之间。c)分光光度法测定总氨基酸 样品70%乙醇定容，滤液用乙酸盐酸溶液控制PH5.35.4，加入3%茚三酮乙二醇溶液，沸水浴15min后，立即加入50%异丙酮振荡。冷却后在570nm波长处测定吸收度。由L-精氨酸标准曲线计算总氨基酸的含量（以精氨酸计）。加样平均回收率99.21%。2.2.3制片工序制片方法：加入淀粉100kg及辅料适量，制成颗粒，压制成 50万片，包糖衣，即得。1)稠膏检测稠膏从冷藏库取出，运送到制剂车间，取样按照GMP要求检测。a)供试溶液制备：取样品15g加无水乙醇50ml加热回流1h，滤过，滤液浓缩成2ml作为供试品溶液。去板蓝根的阴性样品按同法制备。对照药材制备：另取板蓝根对照药材1g加无水乙醇40ml加热回流1h，滤过，滤液浓缩至3ml作为对照药材溶液，进行薄层层析。层析条件：吸附剂硅胶G薄层板，展开剂：氯仿-甲醇-醋酸乙酯(5: 3: 2),显色剂：10%硫酸-乙醇溶液。喷雾：105加热至斑点清晰，在与对照药材色谱相应位置上显相同的紫红色斑点。阴性无斑点。b)层析图谱：取样品 15g 溶于 50ml水中滤过,滤液以乙醚振摇提取 2 次/(50、30ml) ,合并提取液,浓缩至 0.5ml作为供试品溶液。去板蓝根阴性样品按同法制备。另取靛玉红对照品，加氯仿制成每 1ml含 1mg的溶液作为对照品溶液进行薄层层析。层析条件：吸附剂硅胶 G，展开剂：氯仿-丙酮(9：1)展开，晾干。供试品色谱中，在与对照品色谱相应位置上显相同的红色斑点，阴性无斑点。2)混合、制粒、沸腾干燥、水分检测各项指标合格后，稠膏与淀粉和各种辅料，精确计量后，按要求顺序加入快速混合造粒机造粒，沸腾干燥机干燥（检测）利用湿法制粒压片法。板蓝根浸膏与辅料以5:12的配比进行混合，板蓝根浓缩物中加糖粉3.6875kg、糊精4.3125kg和淀粉100kg溶化，混合3-7分钟，增加黏性和硬度，取板蓝根药粉分次加入其中，制备“握之城团，捏之既散”的软材，如粘合剂量不够可补加适量水，然后用16筛网制成湿粒，50-60下干燥5-6小时，烘干计时15min后、30min后、60min后各翻盘一次。以后每隔1h翻盘一次，烘至水份控制在4.0%以下，利用水分仪进行快速检测，时间在3-5分钟。在生产能力为80160kg/h的创工CG-120机型的沸腾制粒机中混合、制粒、干燥一步法完成。各种辅料的配比见表2-1表2-1 辅料配比原辅料名称规格用量淀粉10%100kg糖粉65%3.6875kg糊精50%4.3125kg硬脂酸镁1%0.2200kg3)整粒、总混、检测将干粒装桶，整粒，总混（检测），装桶。压片前干颗粒需进行过筛整粒处理，使彼此粘连结块的颗粒分开，选择快速整粒机，可处理粘性，树胶状，热和湿润物料。选取中间颗粒，附上桶签，写清品名、批号、数量、递交人及日期，转入颗粒中间站。将整粒后的颗粒加入0.1-1%的润滑剂硬脂酸镁混合均匀，计算片重后压片。片重的计算，主要以测定颗粒的药物含量计算片重。片量=每片应含主药量|干颗粒中主药百分含量测得量=0.3g4)压片整粒后装桶，0.3g，选用具有37模生产能力为17w片/h的ZP-37A压片机进行压片，得产品（规格0.3g片剂）50万片。5)包衣、包装送到包衣机包衣，生产能力为50kg/h的ZGB -150高效包衣机，进行三层包衣，即隔离层、粉衣层、糖衣层。本设计的糖衣材料为蔗糖。各种包衣材料的配比见表2-2表2-2 包衣材料配比包衣材料名称用途层数10-15%明胶浆隔离层3-5层滑石粉粉衣层15-18层65-75%（g/g）糖浆糖衣层10-15层带颜色糖浆有色糖衣8-15层川蜡打光本工艺设计生产的板蓝根素片的质量规格为0.3g/片,包装方式为塑瓶装盒装为24片/盒。盒装,先用铝塑包装板蓝根片,再装入盒内,铝塑包装材料用无毒聚氯氯乙烯膜（PVC）,8片/板,3板/盒。50万片板蓝根片,可盒装20833盒。生产线设备：包装生产线由DPH130B铝塑泡罩包装机和xwz-120全自动立式装盒机组成。表2-3 产品包装、储存及运输形式包装贮存运输内包铝箔塑料阴凉处汽车外包纸箱6)制片工艺方框流程图板蓝根浸膏混合总混整粒一步造粒称量 称量辅料 称量、配比包粉衣包隔离衣压片均匀颗粒 板蓝根素片包装入库成品包糖衣PVC纸塑瓶7）质量检查a)含量准确。b)重量差异、崩解时限、溶出度或释放度、含量均匀度等应符合规定。c)硬度适中，对于非包衣片，应符合片剂脆碎度检查法的要求，防止包装贮运过程中发生磨损或碎片。d)外观完整光洁，色泽均匀。e)性质稳定，贮藏期内不变质。f)符合卫生学要求。第三章 生产制度3.1设计概述根据设计任务书可知初设要求如下:1)生产要求:班产50万板蓝根片剂2)生产班次:两/三班、8小时/班。工序具体生产制按操作周期确定。3)生产方式：间歇式生产或连续性生产3.2工序具体生产制度3.2.1前处理工序前处理工序中，根据查找文献和理论计算可知,前处理得到500kg的板蓝根药材，其洗药,切药和烘干各需要2个小时,考虑人工运输以及机器劳损的问题,总共需要4个小时就可以完成，即可以安排一个班次处理2倍的500kg的板蓝根药材。 3.2.2提取工序根据查找文献和理论计算可知，班产50kg含水20%板蓝根浸膏，提取阶段需要5个小时，通过板式换热器需要2.4小时，离心过滤需要1.5小时，三效蒸发浓缩需要5.5小时，醇沉24小时，离心过滤需要3小时，真空减压浓缩需要3小时，即在醇沉前阶段总共需要14个小时，综合考虑其他的因素，至少需要2个班次来完成，由于醇沉需要24小时，至少需要3个班次来完成，所以安排3个醇沉罐可以满足3次班产50kg含水20%板蓝根浸膏的需求。离心过滤及真空减压浓缩共6个小时，1个班次既可以完成生产要求。在同一工序的流程中，工人是可以流动的，在不同时段内可以负责不同的事务。3.2.3制片工艺根据根据查找文献和理论计算可知，班产50万片的板蓝根片，混合需要2小时，制粒需要2小时，整粒需要2小时，压片需要5小时，包衣需要2小时，包装需要5小时，综合考虑需要7个小时完成，至少需要一班工人的工作。3.3生产工艺 由于前处理工序中1班可以生产2次班产50万片板蓝根片的需要量，因此采用间歇性生产。提取工序要求24小时三班次不间断的生产，因此生产工艺可以使用连续式生产。制片工序必须在B级洁净区进行，因此生产工艺使用间歇式生产。3.4生产班制生产班制的安排是根据各工段连续性安排采用不同班制，具体的生产岗位时间安排表如表3-1所示：表3-1 车间定员表车间定员表区域操作人数人员小计班制生产方式前处理工序(一般生产区)原药材仓库1131班/次间歇性生产拣选区4洗药区2切药区烘干区运输人员器具清洗间1器具存放间质量检验室1净药材仓库1机修间1车间办公室2提取工序（一般生产区、B级洁净区）提取车间1111班/次连续性生产换热器1药液装罐40min三足离心设备1三效蒸发浓缩设备3班/次醇沉设备1班/次三足离心设备1真空减压浓缩设备空调及配电室2机修室质量检验室2车间办公室1器具清洗间1器具存放间浸膏仓库(B 级)1制剂工序（B级洁净区）浸膏仓库1111班/次间歇式生产称配辅料间混合室制粒室2整粒室压片室包衣室内包装材料库1内包装室1器具清洗室1器具存放室制剂工序（一般生产区）外包装材料库2外包装室车间办公室1空调及配电机房1机修室成品仓库1第四章 物料衡算和热量衡算4.1工艺收率及所用原料的物性工作参数本设计只对提取罐系统、浓缩罐系统和制片系统进行物料衡算,并对提取罐系统、浓缩罐系统进行能量衡算求出所需蒸汽用量。实验所得总物料如表3-1：表4-1 实验所得总物料总表物料名称物料量板蓝根药材500kg水8628kg（第一次4314kg，第二次4314kg）95%乙醇855kg20%板蓝根浸膏50kg辅料（淀粉、糖粉、糊精、硬脂酸镁）108.2200kg（100kg、3.6875kg、4.3125kg、 0.2200kg）蒸汽（第一次水提、第二次水提、三效浓缩、真空减压浓缩）287.40kg、434.43kg、1143.59kg h-1、153.093kg h -糖衣片50.00104 片4.1.1实验测得数据 1）每100g板蓝根体积为215.7010-m,则得500kg板蓝根堆积体积为1.0785m,所以第一次加4倍体积量4.314m水提取，第二次加4.314m水提取，即4314kg。2）每100g板蓝根干药材可吸水136.24g,则得500kg板蓝根吸水体积为0.6812m,即681.2kg。3）两次提取的出液系数为：7.26kg水提取液/kg板蓝根药材和8.64kg水提取液/kg板蓝根药材，合并提取液体积为2645.73g。4）第一次提取率：25%；第二次提取率：5%5）每100g板蓝根合并的滤液浓缩成浓缩液，浓缩滤液至100ml，重114g；加95%乙醇过滤浓缩得含水量为20%的浸膏10g，即500kg板蓝根过滤浓缩后得20%的浸膏50kg。6)水提取液中固溶物：0.08 kg固溶物/kg板蓝根药材7）100g板蓝根药材制得10g含水量为20%的板蓝根浸膏,压片时板蓝根浸膏加入淀粉及其他辅料共24.50g，混合、制粒与干燥后得混合、制粒与干燥后得31.8g,压片后得106片素片,2片不合格。包衣所得板蓝根片中有1片不合格。混合、制粒与干燥收率为：31.8/32.996.7%；压片收率为：104/10698.11%；包衣收率为：103/10499.03%8)查表得水的比热为4.183 kJkg-1K-1。水25、65、100的液体焓分别为104.68 kJkg-1、272.16 kJkg-1、418.68 kJkg-1。水140的蒸汽焓为2733.8kJkg-1。9)实际蒸汽用量的估算值是理论计算值的1.5倍。4.2前处理车间物料衡算表4-2前处理物料衡算表前处理车间各工序处理量序号工序处理量kg/班1拣选24002洗药10004切药12005干燥10006灭菌8004.3提取阶段物料衡算以及热量衡算提取板蓝根是对板蓝根用水进行2次提取,下面将分别对两次提取进行衡算。夹套蒸汽压强是0.4053MPa，此时蒸汽的温度为140；提取用水用80的热水；水提液、药渣、冷凝水的温度为100。衡算基准：一批（即500kg投料量）；室温25；以0液态为基准,0固体或液体的热含量视为0 kJkg-1。4.3.1第一次水提 图4-1 第一次提取衡算系统 夹套蒸汽（140)提取罐板蓝根干药材500kg (25)第一次提取用水4314kg（80） 水提液3632.8kg（100）药渣1148.17kg（100） 夹套冷凝水(100)1）物料衡算a）板蓝根干药材体积：215.7010-m/100g5001000g=1.0785mb）提取用水：（1.0785 m410kg/ m）=4314kgc）板蓝根吸水：136.24g/100g500kg=681.2kgd）水提取液：7.26kg水提取液/kg板蓝根药材500kg板蓝根干药材=3665.83kge）提取率：25(25+5)0.08500kg板蓝根干药材=33.33kg f）药渣：500kg681.2kg33.33kg=1148.17kg表4-3 水提物料衡算表物流名称输 入（kg）输 出（kg）总量提取液中固溶物净药渣水总量提取液中固溶物净药渣水蓝根干药材50033.33466.67提取用水43144314水提取液3665.8333.3336325药渣1148.171148.17合计481433.33466.674314481433.331148.173632.52）热量衡算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热量平衡方程式：Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6式中 Q1-物料带入设备的热量KJ Q2-加热剂或冷却剂传给设备所处理物料的热量KJ Q3-过程热效应KJ Q4-物料离开设备所带走的热量KJ Q5-加热或冷却设备所消耗的热量KJ Q6-设备内环境散失的热量KJ在热量衡算过程中的Q2，即设备热负荷，是衡算的主要目的。Q6在本次计算中忽略不计，为0。 板蓝根的提取工段工艺流程中需要计算出加热水蒸气的用量W蒸，因为板蓝根提取过程中无化学反应，仅发生物理变化，故Q3=0。a)Q2的计算设基准温度t0=0，物料进料温度为t1=25，水的进入温度为80,出料温度为t2=100。查资料得t0-t1之间的平均温度下的定压比热容：板蓝根的比热容Cp1=1.5KJ/(kg.),80水的比热Cp2=4.195KJ/(kg.)。按公式计算Q1：Q1=W1Cp1(t1-t0）+S1Cp2（t1-t0）=500kg1.5KJ/(kg.)（25-0）+4314kg4.195KJ/(kg.)（80-0）=1466528.4KJ查资料得t0-t2之间的平均温度下的定压比热容：由于提取液浓度很稀，接近于水，则比热容近似为水的比热容为Cp3=4.174KJ/(kg.),140，水蒸汽的汽化潜热r=2148.7KJ/kg则按公式计算Q4：（L药材产生的总的药液量）Q4=W1Cp1(t2-t0）+LCp3（t2-t0）=500kg1.5KJ/(kg.)（100-0）+4314kg4.174KJ/(kg.)(100-0)=1875663.60KJ根据经验板蓝根提取工艺计算(Q5+Q6)一般为(Q4+Q5+Q6)的10%即(Q5+Q6)=(Q4+Q5+Q6)10%, Q5+Q6=0.1/0.9Q4=208407.07KJ 由公式Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6得：Q2=Q4+Q5+Q6-Q1=1875663.60KJ+208407.07KJ-1466528.4KJ=617542.27KJ b)提取加热蒸汽用量W蒸的计算 提取夹套蒸汽在P=0.4053MPa，汽化潜热r=2148.7KJ/kg,按公式计算加热蒸汽用量W蒸Q2=W蒸rW蒸=617542.27KJ/2148.7=287.40kg 4.3.2第二次水提第二次水提时,由于刚经第一次提取,罐内会有余温,罐内温度会高于25,但为了便于计算,罐内初始温度取25。第一次提取药渣在第二次提取时不再吸水。图4-2 第二次水提提取罐衡算系统 夹套蒸汽（140)提取罐第一次水提净药渣1148.17kg(25) 提取用水（80） 4314kg 水提液3632.8kg（100） 药渣1141.5kg（100） 夹套冷凝水(100)1)物料衡算a）第二次水提板蓝根：500kg681.2kg33.33kg=1148.17kg，即第一次水提后的药渣b）提取用水（80）：（1.0785 m410kg/ m）=4314kgc）水提取液：8.64kg水提取液/kg板蓝根药材500kg板蓝根干药材=4320.67kgd）水提取液中固溶物：5/(25+5)0.08500kg板蓝根干药材=6.67kg e）药渣：1148.17kg-6.67kg=1141.5kg表4-4 第二次水提物料衡算表物流名称输 入（kg）输 出（kg）总量提取液中固溶物药渣与吸附水水总量提取液中固溶物药渣与吸附水水二次水提板蓝根1148.176.671141.5提取用水43144314水提取液4320.676.674314药渣1141.51141.5合计5462.176.671141.543145462.176.671141.543142）热量衡算