年处理1000吨丹皮提取丹皮酚车间工艺设计.doc

制药工程课程设计

制药工程课程设计

设计题目：年处理1000吨丹皮提取丹皮酚车间工艺设计

目 录

制药工程专业课程设计任务书（第六组） 1
１ 工艺概述 5
1.1 前言 5
1.2 工艺简述 6
1.2.1丹皮的前处理工艺 6
1.2.2丹皮酚提取工艺的选择 7
1.3 工艺流程 10
1.3.1工艺流程框图 10
1.3.2工艺流程说明 10
1.4设计思想 11
2 操作时间和批次的确定生产制度 13
3 物料衡算 14
3.1 前处理车间物料衡算 14
3.2 提取车间物料衡算 14
3.2.1丹皮酚年产量及批产量 14
3.2.2辅料用量 15
3.2.3药渣排出量 15
3.2.4物料衡算图 15
4 主要设备选型及说明 17
4.1 前处理车间设备选型 17
4.1.1洗药机选型 17
4.1.2 切药机选型 18
4.1.3烘干设备选型 18
4.1.4粉碎过筛除尘机组选型 19
4.1.5润药机选型 20
4.2 提取车间设备选型 21
4.2.1提取罐选型 21
4.2.2提取罐搅拌功率的验算 22
4.2.3冷凝器选型 23
4.2.4冷藏室结晶罐选型（立式） 25
4.2.5结晶过滤设备选型 25
4.2.6结晶干燥设备选型 26
4.2.7药渣过滤设备选型 27
4.2.8离心泵的选型 29
5主要管材及管径的选择 31
5.1 管材的选择 31
5.2 主要管径的计算 31
5.2.1蒸汽出口管径的计算 31
5.2.2冷凝器出口管径的计算 31
5.2.3提取罐罐体通蒸汽进口管径的计算 32
5.2.4冷凝器冷却水进水管径的计算 32
5.2.5冷凝器冷却水回水管径的计算 33
5.2.6提取罐加料管径的计算 33
5.2.7提取罐夹套进蒸汽管径的计算 33
5.2.8提取罐夹套出蒸汽管径的计算 33
5.2.9冷藏液出口管径的计算 33
5.3 工艺主要设备一览表 34
6 能量衡算 37
6.1 整个生产过程中每天蒸汽消耗量的计算： 37
6.2 整个生产过程中耗电量的计算： 37
6.2.1前处理车间每天耗电量的计算： 37
6.2.2提取车间每天耗电量的计算： 37
6.2.3未进行重蒸的经济衡算 38
7丹皮酚纯度检验 39
7.1 方法原理 39
7.2 色谱条件 39
7.3 试样制备： 39
7.3.1 对照品溶液的制备 39
7.3.2 供试品溶液的制备 39
7.3.3 标准曲线试验 39
7.4 精密度试验 40
7.5 样品测定 40
8 三废处理 41
8.1 废渣的处理 41
8.2 废水的处理 43
8.3 废气的处理 43
9车间工艺平面布置说明 44
10车间技术要求 46
10.1 前处理车间技术要求 46
10.2 提取车间技术要求 46
11附图 47
11.1工艺平面布置图（1:100） 47
11.2提取罐安装图（1:50） 47
11.3工艺管道仪表流程图 47
11.4设备一览表 47
12设计感想 48
13 双锥回转真空干燥机综述 49
13.1 工作原理 49
13.2 结构 49
13.3 国内外发展现状 49
13.3.1国内发展现状 49
13.3.2 国外研究现状 50
13.4 展望 50
参考文献 51

制药工程专业课程设计任务书（第六组）
成员：
专业：制药工程 班级： 姓名：
设计题目一：年处理1000吨丹皮提取丹皮酚车间工艺设计
设计内容和要求：
1．按水蒸汽蒸馏提取工艺进行设计，考虑提取的前处理；
2．确定并绘制中药提取工艺管道流程及环境区域划分；
3．物料衡算、能量衡算和设备选型；结合工艺对选用的设备—比如，中药材粉碎设备、水蒸汽蒸馏提取罐、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，每人详细阐述其中一类或一台设备的工作原理、结构组成及关于此设备国内外的现状、研究前沿。
4．年处理1000吨丹皮提取丹皮酚的车间工艺平面布置（包括精烘包区域）和侧立面布置（给出标高）；
5．紧扣GMP规范要求；
6．编写设计说明书。
设计成果：
1．设计说明书一份，包括工艺概述、物料衡算、能量衡算、工艺设备选型说明、工艺主要设备一览表、车间工艺平面布置说明、车间技术要求；每位同学的设备详细综述。
2．工艺平面布置图一套（1:100）；
3．水提罐的安装图（向视图1:50）；
4．带控制点工艺管道流程图。

１ 工艺概述
1.1 前言
丹皮酚（paeonol，简称Pae），又称牡丹酚，丹皮，别名牡丹根皮、丹根、木芍药、条丹皮、洛阳花，为毛茛科芍药属植物牡丹的根皮。主要是从萝藦科植物徐长卿干燥根或全草和毛茛科芍药属植物牡丹、芍药的根皮中提取分离出来的活性成分，味苦、辛，是一种小分子的分类化合物，呈白色针状结晶，丹皮酚的熔点较低（49.5-50℃），易挥发且水溶性差，其化学名称为2-羟基-4-甲氧基苯乙酮。
丹皮酚的药理作用：具有镇静、催眠、解热、镇痛、抗炎等药理作用， 并具有抗心律失常、抗动脉粥样硬化、改善微循环、保护缺血组织、抗菌和抑制皮肤色素合成等作用。同时，丹皮酚可通过抑制增殖、诱导分化和凋亡、影响基因表达等机制对肿瘤细胞产生杀伤、诱导分化和凋亡、抑制侵袭和转移等作用。它对一些作物病原菌有较强的抑制作用 , 对仓库害虫有忌避作用, 对蔬菜有保鲜作用。丹皮酚注射剂是临床的主要剂型，在痛症和皮肤科临床方面应用广泛。
丹皮酚在国际市场售价较高，而我国的丹皮资源丰富，安徽省铜陵凤凰山地区生产的凤丹质量最佳，安徽亳州及周边地区产量最大，湖南邵东、山东荷泽、河南洛阳分别次之，除部分供出口外，大部分未得到利用，造成资源浪费，因此提取丹皮酚十分必要。
丹皮中含有的生物活性成分有丹皮酚、氧化芍药苷、芍药内酯苷、芍药苷、没食子酸、β-五没食子酰葡萄糖、苯甲酰氧化芍药苷和苯甲酸等。 其中丹皮酚的药理作用较多，且具有药典标准和较广泛的应用；而丹皮总苷（丹皮中含有的各种苷类的总和）和丹皮多糖（丹皮中含有的寡糖和多糖的总和）成分较复杂，故本次设计将着重对丹皮酚提取精制进行研究设计。
目前市场上对丹皮酚的需求量较大，在医药、香料、化学领域具有广泛的用途，例如牙膏、香皂、浴液、生发液、医用消毒纸、妇婴卫生用品、食品添加剂、饲料添加剂等。
1.2 工艺简述
1.2.1丹皮的前处理工艺
从经济角度考虑，为降低成本故从安徽铜陵购买丹皮原料，但由于药材的包装、运输等原因，有的药材含有过量的水和杂质，常会引起发霉、生虫等不良现象。很多中药材中常见的杂质是泥沙，查丹皮中常见杂质及对后续工序影响，这些杂质不仅使中药材卫生标准不合格，而且在称量上也相对减少了实际用量，影响疗效，更有可能引起不良反应。为了避免以上不良后果，并利于后续丹皮酚的提取。我们设计的前处理工段流程如下：
丹皮灭菌 丹皮净选 洗药 切药 干燥 粉碎 过筛 包装 入库
（1）丹皮灭菌
采用臭氧对丹皮根茎灭菌。
（2）丹皮净选
用手工或机械除去药材中所含的杂质及霉变品，或将药材大小分开便于浸润等。
（3）洗、漂
这是将药材用水洗或漂除杂质的常用方法。水洗时应该注意掌握时间，勿使药材在水中浸漂过久，以免损失药效。
（4）机械切制
利用机械动力切制，将被切药物整齐的放于刀床上或药斗中，装好压紧，然后调节好切片厚度（8mm），即可切制。目前用的切片机种类较多，常用的有旋转式切药机、上下往复式切药机等。
（5）饮片的干燥
饮片的干燥是药材加工的一个重要环节。药材经水处理、切片等加工后，此时含水量较高，一般10-15%以上，为微生物的生长繁殖提供了良好条件，如果不及时干燥，饮片易于变色、霉烂变质，且增加了药材的韧性，这对药物的质量保证及粉碎带来了不利，所以需要粉碎的药物必须经过干燥。
干燥的关键在于掌控温度。丹皮的有效成分为丹皮酚，其熔点为49.5-50.5℃，温度高则易散失。实验证明，烘烤温度在110-115℃丹皮酚损失8.1%；若在100℃烘烤45min，丹皮酚损失6%；在70-80℃烘干25min，丹皮酚损失仅为3%。因此丹皮的干燥宜在70-80℃条件下进行，可达到干燥目的，又可以保证饮片质量。干燥的方法一般是利用一定的干燥设备，进行加热干燥。
（6）粉碎
粉碎主要是借机械力将大块固体物质碎成规定细度的操作过程，也可以借助其他方法将固体药物碎成粉末的操作。
粉碎的目的是为了：
①增加药物的表面积，促进药物的溶解与吸收，提高药物的生物利用度；
②便于调剂和服用；
③加速药材中有效成分的浸出或溶出；
④为制备多种剂型奠定基础，如混悬液、散剂、片剂、丸剂、胶囊剂等。
药材粒径对丹皮酚提取得率及速率影响较大。
（7）过筛
为得到粒径不同的药材颗粒，使其粒径分布范围变小，粒径均匀一致。
（8）包装入库
将粉碎过筛得到的药物粉粒包装之后再入库，可防止粉尘飞扬及方便保存。
1.2.2丹皮酚提取工艺的选择
提取方案
丹皮酚的提取方法有有机溶剂提取法（醇提法）、CO2超临界流体萃取法、水蒸气蒸馏法及煎煮法。其中以水蒸汽蒸馏法最为普遍。醇提法提取工艺简单，有效成分提取多，似应为牡丹皮提取的最佳方法，但问题在于醇提液的后处理困难，因丹皮酚的挥发性强，实际生产中难于仅除去乙醇而不损失较多的丹皮酚，且提取过程中受热温度越高、时间越长，丹皮酚的含量和收率就越低；超临界二氧化碳萃取法可直接获得丹皮酚晶体, 但需要高压设备，且CO2是非极性物质，而酚苷类成分极性相对较大，导致总提取物收率较低；而传统的煎煮法于工艺十分简便，但丹皮酚转移率低（41.1%）且由于煎煮时间短，苷类成分未能有效煎出，若延长煎煮时间则丹皮酚损失更严重，故煎煮法不适用于牡丹皮的提取。最适合工业生产的提取方法为水蒸气蒸馏法。故选择水蒸汽蒸馏法提取丹皮酚。
水蒸汽蒸馏法又分为加试剂浸泡水蒸气蒸馏法、水蒸气蒸馏-煎煮法、超声辅助水蒸气蒸馏法和直接水蒸气蒸馏法。蒸馏-煎煮法是指先蒸馏提取挥发性成分，药渣再加水提取的方法，适用于含挥发性成分药材的提取，丹皮酚随水馏出后，在冷藏状态下大量析出，滤过干燥即可用于成型，保存方便且转移率较高，水提液经醇沉除杂后，也较易成型，蒸馏-煎煮法丹皮酚及总提取物收率均较高，兼顾了多种成分的提取，工艺简便，是牡丹皮提取的一种切实可行的方法，但此工艺对单独提取丹皮酚来说显然过于繁杂，可预留出一定的发展空间以便于未来提取多种有效成分；超声辅助水蒸气蒸馏法的超声提取法消耗溶剂少、浸出率高、提取时间短, 且操作简便、省时成本低、毒性小， 但工艺尚不完善；加试剂浸泡水蒸气蒸馏法较直接水蒸气蒸馏法对丹皮酚有较高的提取率，且成本相对较低，省时节能。故本设计选择加试剂浸泡水蒸气蒸馏法。
而加试剂浸泡水蒸气蒸馏法又分为碱溶液浸泡-水蒸汽蒸馏法、酸溶液浸泡-水蒸汽蒸馏法、盐溶液浸泡-水蒸汽蒸馏法。研究发现，加盐蒸馏法是丹皮酚提取的最优方法。索加盐可选择氯化钠或硫酸钠，而氯化钠对不锈钢（很多材料像不锈钢、铝之类的，它们能耐腐蚀全靠钝化膜，只要氯离子和这些材料直接接触就会产生腐蚀。 因为处于钝态的金属仍有一定的反应能力，即钝化膜的溶解和修复（再钝化）处于动平衡状态。当介质中含有活性阴离子（常见的如氯离子）时，平衡便受到破坏，溶解占优势。其原因是氯离子能优先地有选择地吸附在钝化膜上，把氧原子排挤掉，然后和钝化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物，结果在新露出的基底金属的特定点上生成小蚀坑（孔径多在20～30μm），这些小蚀坑称为孔蚀核，亦可理解为蚀孔生成的活性中心。氯离子的存在对金属的钝态起到直接的破坏作用。）所以本设计选择加硫酸钠浸润水蒸气蒸馏法。提取过程中，适宜pH范围的选择以及确保溶液贮存过程中的稳定性是关键。
在多个文献上都提到了二次蒸馏的方法，但二次提取的丹皮酚产率很低，一次提取已经提取了丹皮中大部分的丹皮酚，二次提取中也要消耗大量的水蒸气而且还需要一套提取设备，占有很大的厂房面积。我们经过经济计算，二次提取的丹皮酚带来的经济价值远小于它的能量和设备的经济损失，故本设计采用一次蒸馏的方法。
提取工艺条件
研究结果表明，水蒸汽蒸馏法提取丹皮酚的最佳工艺条件为：
粒径：取过0.45mm标准筛的丹皮粉末。药材粉末的粒度愈小，溶剂与牡丹皮粉末的接触面积也就越大，单位体积有效扩散表面积就越大，溶剂渗透和溶质从颗粒内向外扩散的路径愈短，溶质的扩散速率就愈大，愈有益于增大提取效率，但粒度也不宜过细。
浸泡时间：应选择180min为宜。浸泡时间对丹皮酚提取率影响极大，太短还未充分润湿，过长会使丹皮酚损失量增大。
浸泡温度：温度为40℃。浸泡温度对丹皮酚提取影响比较复杂，刚开始，随着温度升高其提取率也随之增加，但是超过45℃后，丹皮酚挥发损失量增大而提取率减少。
浸泡pH：pH为6。牡丹皮在酸性中除了活性成分丹皮酚外，还含有一定浓度的丹皮甙，丹皮甙在酸性条件下水解能力强于在碱性条件，其酸性介质条件下牡丹皮中丹皮酚的提取率高于碱性条件下丹皮酚的提取率。
加Na2SO4量：药材量的10%。
加浸泡水量：为药材量3倍。
收集馏出液的量：为药材量的10倍。
蒸馏液流速：100 g药材为3 mL·min，蒸馏5.5h。
蒸馏液流出管口的温度：保持在25-30℃最佳。必须严格控制蒸馏液流出管口时的温度，既保证了蒸馏完全，又避免了丹皮酚由于温度过低而堵塞管道的现象发生。
1.3 工艺流程
1.3.1工艺流程框图

1.3.2工艺流程说明
本工艺采用牡丹的茎提取和制备丹皮酚。先将购置的牡丹皮进行臭氧灭菌处理，以除去部分，再经人工净选后进行洗药、切药，将切好的药用整体式太阳能干燥设备进行干燥，干燥完全后，将其放入粉碎机中进行粉碎，同时用40目筛过筛，得到大约为0.45mm的丹皮细粉。丹皮前处理完成之后，将丹皮细粉放入提取罐中，并加入12倍药材量的蒸馏水，以及10%药材量的Na2SO4，在浸泡温度为40℃、pH为6的条件下浸泡3个小时，达到浸润的目的，然后进行水蒸汽蒸馏，收集馏出液（注意：要严格控制蒸馏液流出管口时的温度30℃），4℃冷藏24h，过滤得结晶物；干燥即得粗提物，提取率可达85.78%。
本工艺选取的依据：
（1）能保证产品达到预定的质量和要求。
（2）充分利用原料，以获得较高的收率。
（3）积极采取成熟的新技术、新工艺、新设备，结合具体条件优化生产线。对尚未连续化生产的品种，其工艺流程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）积极慎重地采用先进可靠的工艺指标，在能达到该工艺指标的条件下，尽量减少工艺流程的往返过程，以减少输送。
（5）充分估计到生产中可能发生的故障，设计工艺流程时考虑到调整的可能性，使生产能正常进行。
（6）减少环境污染和有利于综合利用。
（7）有利于保证药品的卫生，避免药品在生产过程中受到污染。
（8）能保证操作人员的安全生产和向操作人员提供较好的操作条件。
1.4设计思想
洋葱头模型：
（1）选择确定每个独立的工序；
（2）选择各独立工序对应的设备与装置；
（3）连接各独立的工序构成符合要求的完整系统，绘制工艺流程图；

作为工艺设计，其基本程序是根据（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，最后绘制工艺流程图和厂区及车间布置图，并编制设计说明书。
当工艺流程图比较牢固地确定以后，才能开始详细的工艺设计、设备设计、净化分区和建筑等设施的设计。这时必须添加控制系统，并进行详细的危险性可操作分析，然后完成其他设计任务，最终形成优化的总体设计。总体设计主要任务：一定、二平衡、三统一、四协调和五确定。
依据开发的技术选择合适的工艺路线 边设计边进行工艺工程方案的优化 完成工艺设计。

2 操作时间和批次的确定生产制度
生产制度
前处理车间：年工作日255天，一天两班制，每班8h。
提取车间：年工作日255天，一天三班制，每班8h。
按照文献中提到的时间6小时估算蒸馏的时间为6小时
根据协调，进出料的时间各取0.5h，再加上一小时的余量，两批之间相差的时间为：
第一批所用的时间是：
按照每年生产255天，每天生产24h，总共生产的批次为：

确定每年生产760批。
每批处理的丹皮的量为：
，
按照每100g物料蒸出水的速度为3mL/min,处理1.32t的馏出液的速度为：

要蒸出的水量为：

所用的时间为：
，
原先选择的时间是合理的，即蒸馏时间为6h，两批之间的时间差是8小时。

3 物料衡算
3.1 前处理车间物料衡算
挑选 1。
洗药（净选损失按原料药的6％计算）
。
切药（洗药损失按原料药的4％计算）
。
烘干（切药损失按原料药的1％计算）
。
粉碎筛分（烘干损失按原料药的2％计算）
。
处理后药材（筛药损失按原料药的1％计算）
。
3.2 提取车间物料衡算
3.2.1丹皮酚年产量及批产量
丹皮酚的提取率：
根据实验室小试，第一次提取每1000g丹皮提取到丹皮酚23.72g，第二次提取到1.69g，由于本工艺经过经济衡算得重蒸得不偿失，故只进行一次蒸馏，这样丹皮酚的提取率为：

年处理1000t丹皮得丹皮酚的产量：

因丹皮酚的密度为1.158g/cm3 ,且较其他物料来说，丹皮酚的含量非常小，为方便计算，近似取其密度为1 g/cm3 。

每批丹皮酚的产量为：

3.2.2辅料用量
辅料Na2SO4 的用量：
依据文献，Na2SO4 的用量为药材质量的，原预计将每批的放料均将压滤后所得含有Na2SO4的滤液重新回收用作下一批浸润水，但由于丹皮中含有丹皮多糖的量较多，造成药渣粘度较大，回收Na2SO4所耗能源得不偿失。
每批消耗Na2SO4的量为=
Na2SO4的年用量：
3.2.3药渣排出量
根据相关药材的吸水性，经板框压滤后的药材通常含有药材一倍量的水，每批投药材量为，
则每批产生药渣量为：

每年产生药渣量为：

3.2.4物料衡算图

4 主要设备选型及说明
4.1 前处理车间设备选型
4.1.1洗药机选型
XY-洗药机目前主要有三种型号：500/720/900。用于区分每小时的清洗量以及转速。本文选用XY500-洗药机。
XY500-洗药机对中药、蔬菜、水果的表面泥沙、杂质、细菌具有良好的洗涤作用。适用于3 mm以上的根茎类、皮类、种子类、果实类、贝壳类、矿物类、菌藻类的清洗，是各类饮片、中药厂、医院理想的洗净设备。
根据本设计所需处理的丹皮为根茎类中药材的性质，以及此设备的优良性能，故选用XY500-洗药机，且符合GMP 要求。
  工作原理：该机采用整体旋转式，并全部采用不锈钢制成，配有高压水泵喷淋，水源选用自来水源，直接水源二用，采用内螺导板推进物料，实行连续生产，自动出料，对特殊品种，可反复倒顺洗净。取代了传统手工操作方法，改善了劳动强度和场地污染，真正做到了省时、省力、功效高、清洗快、质量好，具有功效高、噪音底、筒体旋转稳定、维修方便等特点，符合 GMP 要求。
XY-洗药机技术参数：

型号
洗涤量
（kg／h）
滚筒转速
(r／min)
电机功率
(kw)
外形尺寸
(长×宽×高) (mm)
整机重量
(kg)
冲洗时间
(s)
XY-500
100-300
12
2.1
2700×700×1150
600
60-100

由以上物料衡算可知，洗药机所需处理的物料量为267.90kg/h，则选用一台XY500-洗药机即可满足要求。
4.1.2 切药机选型
选用QY系列高速裁断往复式切药机。
QY系列高速裁断往复式切药机适用于所有叶、皮、藤、根、草、花类和大部分果实，种子类药材或农副产品的切制加工，可切制0.7-60mm范围内的片、段、条等一般饮片和0.7-60mm范围内的多边形颗粒饮片。
本设计所需处理的为中药材丹皮，符合以上要求，故选用QY500型切药机，切口平整，片形好，整机易清洗、维护易操作、不污染物料，符合GMP要求。
主要原理：
特制的输送带（聚氨脂输送带）和压料机构将物料按设定的距离，做步进移动，直线运动的切刀机构直接在输送带上切断物料。
往复式切药机主要技术参数:

型号
生产能力（kg／h）
裁断长度
(mm)
整机功率
(kw)
刀门宽度
(mm)
外形尺寸
(mm)
整机重量
(kg)
QY﹣500
50﹣400
0.7-60
1.5
464
1720×1130×1300
700

由以上物料衡算可知，切药机所需处理的物料量为256.50 kg/h，故选用一台此切药机即可满足要求。
4.1.3烘干设备选型
选用HG系列翻板式烘干机。
HG系列翻板式烘干机主要用于中药材、水产品和农副产品的烘干。热源可用煤、油、蒸汽、电。可进行自动上料，连续作业，无级变速，效率高，符合GMP要求
本设计所需处理的为丹皮中药材，采用HG系列翻板式烘干机比较合适。
工作原理：产生干净热空气经送风器分配给烘箱内的的多层翻板，物料由输送装置进入烘箱，自上而下连续翻滚，经热空气对物料的热传导和辐射使之干燥。
HG系列翻板式烘干机主要技术参数：

型号
烘干面积
（m2）
生产能力
（kg／h）
整机功率
（kw）
蒸汽耗量
（kg／h）
外形尺寸
（mm）
整机重量
（kg）
HG-25
25
130-280
5.87
≤450
8000×2000×2150
4000
由以上物料衡算可知，烘干机所需处理的物料量为253.65 kg/h，故选用一台此切药机即可满足要求。
4.1.4粉碎过筛除尘机组选型
中草药粉碎机
适用于制药、化工、食品等行业，具有风冷、无筛网等到多种性能，中草药粉碎机不受物料粘度、软硬及纤维等限制，对任何物料起到较好的效果。特别适用于粉碎带纤维的中药材，带一定油脂性的物料。
本设计所需处理的为丹皮中药材,因此采用中草药粉碎机。
中草药粉碎机工作原理：
由加料斗、分级轮、粉碎刀片、齿圈、粉碎电机、出料口、集装箱、吸尘箱等部分组成，物料由加料斗进入粉碎室，通过高速旋转的刀片进行粉碎，调节分级轮与分级盘的距离未达到要求的料继续在粉碎室中粉碎。集料箱布袋产生的粉尘由吸尘箱收集。该机组按"GMP";的标准设计，结构简单、操作方便、噪音 小、产量高，机器采用优质不锈钢材料制造，粉碎过程中无粉尘飞扬。
中草药粉碎机技术参数 ：

型号
生产能力（kg／h）
进料粒度(mm)
粉碎细度（目）
粉碎电动功率(kw)
吸尘电动功率(kw)
外形尺寸
（长×宽×高）
重量(kg)
300型
20-300
≤12
20-250
7.5
2.2
1200×850×1780
550

由以上物料衡算可知，粉碎机所需处理的物料量为247.95kg/h，而该粉碎机的生产能力为20-300 kg/h，故选用一台即可满足要求。
4.1.5润药机选型
选择RY-2000型润药机。
RYI系列润药机主要特点：
对中药材和农副产品进行软化加工，便于后续切制加工和加速药物的浸出，具有药材含水量低、软化效果好、速度快、避免有效成分流失等优点，圆形箱体的有效容积率达99%，开机（阀门的开启）、抽真空、真空自动控制润药、关机等过程自动完成。
RYI系列润药机工作原理：
将物料装入箱体内，锁闭箱门，按下启动按钮，抽真空至技术参数中规定的负压值，保持一定时间（软化时间），放气，停机。整个操作过程自动完成，根据气体具有强有力的穿透性的特点，将处于高真空下的药材通入水蒸汽，水分即刻充满箱内空间，使药材在低含水量的情况下，快速均匀浸润和软化。
此浸润过程常压下，最佳浸润工艺为：
浸润温度:40℃，
浸润时间：3h
固液比：10:1
浸润PH：6.0
浸润时，可选择三台RY-2000型润药机。
RY-2000型润药机技术参数：

型号
RY-2000
罐体容积/L
2000
真空度/MPa
≤-0.07
真空时控范围/min
0~99
罐体门密封压力/MPa
0.5
蒸汽压力/MPa
常压
软化时控范围/min
0-99
整机功率/KW
1.65
外形尺寸/m

整机重量/Kg
700
4.2 提取车间设备选型
4.2.1提取罐选型
选用TQ（正锥型）型不锈钢材质多功能提取罐。
本设备适用于制药、生物、食品、化工等行业，常用于中草药的有效成份及芳香油的提取，是中药生产中的常用设备。主要由主罐、消泡器、冷凝器、冷却器、油水分离器、过滤器等组成，主要形式有直筒式、正锥式、磨茹式、倒锥式等，可根据需要装备搅拌装置，其出渣门有多种形式双气缸式、多气缸式、螺旋式、齿合式等。该设备严格按压力容器规范制作，内外精密抛光，符合新版GMP要求。
动态提取罐主要用于对中药材以水活有机溶媒为介质在搅拌状态下进行煎煮提取活热回流提取等工艺过程。并可在提取过程中，同时回收挥发油成份。提取罐对大批量药材有效成份提取效率高；节约能源，有效成份提取更充分提取液含药浓度较高。
工作原理： 设备的整个提取过程是在密闭可循环系统内完成，可行常压提取，也可带压低提取、无论是水提、醇提、提油或作其它用途，其具体工艺要求均有中药厂根据药物性能要求自行切出。
因蒸馏过程中采用半连续的操作方式，并控制通入蒸汽的流量等于蒸出蒸汽的量，则提取罐中可基本保持只有浸润物料，每批投料量为1.32t,浸润用水量为物料量的3倍，所以，

考虑到物料一直处于沸腾状态，取填料系数=0.6，则，故可取3台3m3正锥形多功能提取罐。
提取罐技术参数：

型号
TQZ-3
容积（L）
3200
电机功率（kw）
7.5
加热面积（m2）
6.8
冷却面积（m2）
9
冷凝面积（m2）
2.2
设备重量（kg）
2400
搅拌转速（rpm）
32
蒸汽耗量（kg／h）
570
投料口直径（mm）
400
罐内设计压力（MPa）
0.09
夹套内设计压力（MPa）
0.3
过滤面积（m2）
0.3
出口渣直径（mm）
1000
搅拌低／高转速（rpm）
32
外形尺寸（mm）
1400×1400×4000
4.2.2提取罐搅拌功率的验算
因是低粘度固液悬浮状混合物，而由于开启涡轮没有中间圆盘，不致阻碍桨叶上下的液相混合，所以最为合适，尤其是弯叶开启涡轮，桨叶不易磨损，则更为合适。故选择六叶弯叶开启涡轮搅拌器。验证上述配套搅拌器功率是否满足工艺要求。
平均密度：
—固相体积分数，
—固相密度，取丹皮松密度为0.6g/cm3
—液相密度，即水密度1g/cm3
则：
平均粘度：固体粉末与液体体积比=1/3≤1
则
—100℃水的粘度，即0.283 10-3Pas，

涡轮式搅拌器的常用转速为10-500rpm，因此反应的粘度很小，对转速要求低，取搅拌器的转速为32 rpm，搅拌桨直径取为
为完全湍流，则：
搅拌桨功率
而原有提取罐配置的搅拌器的功率为7.5KW，完全可以满足要求，可通过调整转速来减小不必要的动力消耗。
4.2.3冷凝器选型
依据工艺条件和设备性能选择不锈钢材质螺旋板式换热器。
螺旋板式换热器的结构和性能：
1、本设备由两张卷制而成，形成了两个均匀的螺旋通道，两种传热介质可进行全逆流流动，大大增强了换热效果，即使两种小温差介质，也能达到理想的换热效果；
2、在壳体上的接管采用切向结构，局部阻力小，由于螺旋通道的曲率是均匀的，液体在设备内流动没有大的转向，总的阻力小，因而可提高设计流速使之具备较高的传热能力；
3、不易结垢和堵塞；
4、结构紧凑，制造简单，单位体积传热面积约为管壳程的3倍。
螺旋板式换热器分类及各自适用范围：
I型不可拆式螺旋板式换热器螺旋通道的端面采用焊接密封，因而具有较高的密封性，符合新版GMP的要求。
II型可拆式螺旋板换热器结构原理与不可拆式换热器基本相同，但其中一个通道可拆开清洗，特别适用有粘性、有沉淀液体的热交换。
III型可拆式螺旋板换热器结构原理与不可拆式换热器基本相同，但其两个通道可拆开清洗，适用范围较广。
从其价格和特性考虑，可选择I型不可拆式螺旋板式换热器，为合理利用4℃的冷藏液，用冷藏液作为换热器的冷流体，不足的冷流体由冷藏室补充。
I型不可拆式螺旋板式换热器换热系数为K=2000～3000W/(m2K)，采用逆流方式冷却，蒸汽由100℃冷却至30℃，冷流体由4℃升至40℃，即T1=100℃，T2=30℃，t1=4℃，t2=40℃，查《化工原理》附录知常压下水蒸汽的物性参数为:
汽化热=,比热容
所以，热负荷为：

逆流操作时的计算：

传热面积的计算：取，
由得：
为便于监测和控制每台提取罐馏出液量和馏出速度，可每台提取罐配备一台冷凝器，则:
每台冷凝器的热负荷为
每台冷凝器的传热面积
由此选择3台以下型号的I型不可拆式螺旋板式换热器。

I型不可拆式螺旋板式换热器技术参数：

型号
公称换热面积(m2)
通道间距(mm)
计算换热面积(m2)
流速1m／s时的处理量（m3／h）
接管公称直径 (cm)
重量/Kg

外形尺寸/mm
I16B4-0.4
4
6
4.4
8.2
50
131

4.2.4冷藏室结晶罐选型（立式）
收集10倍物料的馏出液时，可基本将药材中丹皮酚提取完，则馏出液量为
，
选择1个15结晶罐。
结晶罐技术参数：

型号
公称容积/L
外形尺寸/mm
日耗电量/（KW·h）
搅拌器功率/KW
搅拌器转速/rpm
FW-12
15000
300020005000
48
2.2
43

4.2.5结晶过滤设备选型
所要处理的料液量为14.52，其中含结晶1.32，因通常的过滤方式都对固含量有一定的要求，而本料液固含量太低，需要过滤的量又很大，为节约成本，可自制一个类似实验室布氏漏斗，用真空泵抽滤。
1 滤布的选择：选择聚丙烯（丙烯聚合体85%以上）材料的滤布，其安全使用温度为80℃，耐酸耐碱耐磨，耐溶剂性优良，吸水性弱，符合要求。
2 漏斗材质选择：选择不锈钢材质漏斗。
3 真空度的选择：依据经验，可选择真空度为0.05MPa。
4 过滤面积选择：根据实验室布氏漏斗外形进行估计放大，取最终结晶产物为漏斗容积的1/10，高径比为：，则：
漏斗容积

得，。
由此可制作合适的大型布氏漏斗。
4.2.6结晶干燥设备选型
因结晶量较少，丹皮酚的熔点为50℃且易升华，故要选择低温干燥器。依据此性质，可选择双锥回转真空干燥器，它适用于化工、制药、食品等行业的粉状、粒状及纤维状物料的浓缩、混合、干燥及需低温干燥的物料，更适用于易氧化、易挥发、热敏性强烈刺激、有毒性物料和不允许破坏结晶体的物料的干燥。
双锥回转真空干燥器特点：
1 油加热时，采用自动恒温控制，可以干燥生化制品和矿物原料，温度可在20～160℃之间，温度在±2℃以内。
2 热效率高，比一般烘箱提高2倍以上。
3 间接加热，物料不会被污染，符合新版GMP要求，设备维修操作简单，易清洗。
工作原理：
在密封的夹层中通过热能源（如热水、低压蒸汽或导热油），热量经内壳传给被干燥物料。在动力驱动下，罐体作缓慢旋转，罐内物料不断地混合，从而达到强化干燥的目的。物料处于真空状态，蒸汽压下降使物料表面的水分达到饱和状态而蒸发，并由真空泵及时排出回收。物料内部的水分不断地向表面渗透、蒸发、排出，三个过程不断进行，物料在很短时间内达到干燥。
每批得丹皮酚

根据丹皮酚性质，其结晶中约含10%的水分，则结晶量为：

每批要蒸发掉的水量为

据此选择双锥回转真空干燥器型号。
双锥回转真空干燥器技术参数：

型号
100型
罐内容积/L
100
装料容积/L
≤50
转速/rpm
3～13
电机功率/KW
0.75
外形尺寸/mm
2160800
回转高度/mm
1750
罐内设计压力/MPa
-0.1～0.15
夹套设计压力/ MPa
0.3
工作温度/℃
罐内≤85 夹套≤140
加热介质
蒸汽
重量/Kg
800

4.2.7药渣过滤设备选型
本次需过滤的浆料处理量小，药渣也不用洗涤，对过滤器的要求不高，故选择结构简单、成本低的板框压滤机即可满足要求。
板框压滤机特点：
1 结构简单，操作容易，故障少，保养方便，所需辅助设备少，机器使用寿命长。
2对物料的适应性强，滤饼含湿量低。
工作原理：
板框过滤器由滤框、过滤介质、滤板交替组成，过滤时用泵将料浆泵到通道中，料浆由滤框角端的暗孔进入框内，在压差作用下，滤液穿过两侧的滤布，然后经过滤板板面上的沟槽至出口排出。固相则被滤布截留在滤框中而形成滤饼，随滤饼不断加厚，滤速不断下降，适可停止过滤。如不需洗涤滤饼，可直接卸料。
每批要处理的浆液的量为：

丹皮粉体直径为0.45mm，空隙率取60%，悬浮液中固相所占的体积分率为25%，假设滤饼不可压缩，则
滤饼的比阻：

滤饼体积与滤液体积之比：

过滤常熟取粘度
则过滤常数
单位面积获得3.96m3l滤液所需的过滤时间为：
显然过滤时间很短，不易控制，可通过改变过滤面积和真空度进行调整，假设过滤面积调整为0.08m2，真空度板框数为10，则：

可见时间仍然很短，即选择一台多层不锈钢板框压滤机产要求。故可依据以上条件制作一台满足需要的板框压滤机。
板框压滤机技术参数：

规格型号
滤板层数
过滤面积/m2
滤材尺寸/mm
过滤压力
/MPa
过滤介质滤膜/ｕm
水流量/(t/h)
电机功率/KW
CR-100-10
10
0.08

0.8
0.6-0.8
0.75
4.2.8离心泵的选型
估计冷藏滤液收集器与冷凝器冷水进口之间管道长度为24m，管材为无缝钢管，取阻力系数=0.2mm。这段管路中所包含的管件及相应参数如下：

管件名称
个数
局部阻力系数
弯头
2
0.75
闸阀
1
0.17
截止阀
2
6.0

则。
取水的密度=1000Kg/m3，粘度=，冷凝器进口管径d=20mm=0.02m，
流体流速u=2m/s，冷水流量
则雷诺数，
相对粗糙度，
查《化工原理》摩擦因数图得摩擦因数。
则由范宁公式得：

，则由伯努利方程得：

通常离心泵的扬程要留出一定的余量，即

据此选择QGZ80-30离心泵。
离心泵技术参数：

型号
流量/( m3/h)
扬程/m
电机功率/KW
汽蚀余量/m
效率/%
转速r/min
外形尺寸/mm
QGZ80-30

12
30
3.7
3.0
46
3600

5主要管材及管径的选择
5.1 管材的选择
工业生产中使用最多的管材为无缝不锈钢材质，在而此生产工艺对压力（Pg<16kgcm2）和管材无特殊要求情况下，所有管