年处理500吨玄参提取车间初步设计样本.doc

齐 齐 哈 尔 大 学

毕业设计（论文）

题 目 年处理500吨玄参提取车间初步设计

学 院 化学和化学工程学院

专业班级 制药工程

学 号

学生姓名

指导老师

成 绩

年 月 日
郑 重 声 明
本人呈交学位论文，是在导师指导下，独立进行研究工作所取得结果，全部数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用内容外，本学位论文研究结果不包含她人享受著作权内容。对本论文所包含研究工作做出贡献其它个人和集体，均已在文中以明确方法标明。本学位论文知识产权属于培养单位。

本人署名： 日期：

摘 要
动脉粥样化相关疾病是中国死亡率第一疾病，而玄参中含有大量生物碱、氨基酸（左旋天冬酰胺）、甾醇、糖类、脂肪酸等成份，对于诊疗这种疾病有很好效果，所以在实际生活中研究对玄参提取有着关键意义。
本设计经过采取水提醇沉方法提取玄参中有效成份。经过提取、浓缩、醇沉、乙醇回收四个工段进行提取最终浸膏。此次设计优化了提取路线，降低损失率，降低污染，满足实际中大量需求。
依据工艺步骤进行厂址选择，物料计算，热量计算，关键设备计算和选型，车间设备部署，公用工程部分计算，三废处理等工作。完成了初步设计说明书，绘制三张CAD图纸，其中包含车间工艺步骤图，车间设备部署图，关键设备图。

关键词：玄参；提取；工艺步骤；车间部署

Abstract
Atherosclerotic disease has the first mortality rate in China, and Scrophulariaceae contains a large number of alkaloids, amino acids (L-asparagine), sterols, sugars, fatty acids and other ingredients, for the treatment of this disease have a very good effect, therefore, the study of real life in the extraction of Scrophulariaceae is of great significance.
This design extracts the active constituents from Scrophulariaceae by means of water extraction and alcohol precipitation. The final extract was extracted by extraction, concentration, alcohol precipitation and ethanol recovery. This design optimizes the extraction route, reduces the loss rate, reduces the pollution, satisfies the large demand in the actual situation.
According to the process of the site selection, material calculation, heat calculation, the main equipment calculation and selection, workshop equipment layout, the calculation of public works, waste disposal and so on. Completed the preliminary design specifications, drawing three CAD drawings, including the workshop process flow chart, workshop equipment layout, the main equipment map.

Key words：Scrophulariaceae; Extract; Process flow; Workshop layout

目 录
摘 要 I
Abstract II

第1章 绪 论 1
1.1 概述 1
1.1.1 生产方法介绍 1
1.1.2 设计标准及要求 1
1.1.3 设计依据及设计范围 1
1.1.4 车间概况 2
1.2 厂址选择 2
1.2.1 厂址选择标准 2
1.2.2 建厂条件 3
1.2.3 方案比较 4
1.3 原材料及产品关键技术规格 4
1.3.1 原材料技术规格 4
1.3.2 产品技术规格 5
1.4 原材料消耗定额及消耗量 5
第2章 工艺步骤设计 6
2.1 生产方法选择 6
2.2 工艺步骤示意图 6
2.3 工艺步骤叙述 6
2.3.1 提取工段 7
2.3.2 浓缩工段 7
2.3.3 醇沉工段 7
2.3.4 乙醇回收工段 7
第3章 化工计算 9
3.1 物料计算 9
3.1.1 基础数据 9
3.1.2 提取工段物料衡算 10
3.1.3 浓缩工段物料衡算 10
3.1.4 醇沉工段物料衡算 11
3.1.5 乙醇回收工段物料衡算 12
3.2 设备工艺计算 12
3.2.1 提取工段设备工艺计算 12
3.2.2 提取液储罐 12
3.2.3 浓缩工段设备工艺计算 13
3.2.4 浓缩液储罐 13
3.2.5 醇沉工段设备工艺计算 13
3.2.6 醇沉储罐 14
3.2.7 乙醇回收工段设备工艺计算 14
3.3 热量计算 15
3.3.1 热量计算依据 15
3.3.2 提取工段多功效提取罐热量计算 16
3.3.3 浓缩工段双效浓缩器热量计算 17
3.3.4 醇沉工段醇沉罐热量计算 18
3.3.5 乙醇回收工段乙醇回收塔热量计算 19
3.3.6 浓缩工段双效浓缩器二次热量计算 20
第4章 关键设备设计 22
4.1 设备材质选择及结构形式 22
4.2 设备工艺尺寸计算 22
4.2.1 体积计算 22
4.2.2 筒体直径 22
4.2.3 筒体高度 23
4.3 附件选择 24
4.3.1 法兰 24
4.3.2 视镜 24
4.3.3 管法兰 24
4.3.4 支座 24
4.4 设备壁厚设计 25
4.4.1 筒体壁厚 25
4.4.2 封头壁厚 25
4.5 设备操作控制 28
第5章 车间设备部署设计 29
5.1 车间设备部署设计概述 29
5.1.1 车间设备部署设计标准 29
5.1.2 车间组成 29
5.2 车间设备部署方案 30
第6章 公用工程 31
6.1 动力（水、电、汽、气） 31
6.1.1 蒸汽用量 31
6.1.2 电力用量 31
6.1.3 水用量 32
6.2 空调部分 33
第7章 环境保护 34
7.1 三废产生 34
7.2 治理方法 34
7.2.1 废水处理 35
7.2.2 废气处理 35
7.2.3 废渣处理 35
第8章 防火安全卫生 36
8.1 防火方法 36
8.2 生产安全方法 36
结 语 38
参考文件 39
致 谢 40
附 录 41

第1章 绪 论
1.1 概述
1.1.1 生产方法介绍
中药材是指供医药用以纯天然植物、动物和矿物质为主，而且包含少部分人工合成物（如轻粉、丹药）和生物合成物（如豆豉、神曲）。
药材浸出时候，依据生产规模、容积种类、药材性质及所需剂型能够采取不一样种类浸出方法。根据药材向设备中加入方法，能够分为连续式加料、半连续式加料和间歇式加料方法。在药厂实际生产过程中，根据药材在设备内处理方法不一样，能够将药材浸出分为提取、浸渍（对静态浸出）、煎煮（水提热回流）等[1]。
常见浸出方法有：煎煮法、浸渍法、渗漉法、回流法、水蒸气蒸馏法、超临界萃取法、离子交换和大孔树脂吸附法。现代中药提取技术方法通常有半仿生提取法，生物酶解技术，微波提取技术。不过这些技术提取液全部是是混合物，必需要经过纯化和分离过程，才能除去相关杂质和不溶物，最终才能得到产物，这种方法显然不可取，在工业长久生产过程中，通常最常使用分离纯化技术是离心分离技术、水提醇沉技术、膜过滤技术、最终还有醇提水沉技术等。
此次设计年处理500吨玄参提取车间选择是水提醇沉方法。
1.1.2 设计标准及要求
此次设计总体标准是：让工艺步骤愈加简单，实际生产中便于操作，方法适合大中小企业，能够用来大批量生产。不过最关键是此次设计能够节省支出，含有可行性和高效益。在车间设计时，秉持着节省成本，降低铺张浪费，安全生产理念。
此次设计要求：要确定十二个月处理500吨玄参设计能够顺利进行和成功完成，然后还要确保设计工艺步骤简单易懂、便于实际操作、节省资源等优点。关键设备选择和怎样放置，要满足能够随时随地进行维修和护理等工作，还要满足工厂工艺普遍性通常要求，不过最关键是能够节省设备投资，达成事半功倍效果[2]。
1.1.3 设计依据及设计范围
此次设计参考依据以下：
（1）《齐齐哈尔大学毕业设计任务书》
（2）《齐齐哈尔大学毕业设计（论文）工作手册》 （）
（3）《药品生产质量管理规范》 （国家药品监督管理局）
（4）《制药工程制图》 （中国质检出版社出版）
（5）《化工设备设计手册》 （化学工业出版社出版）
（6）《药厂反应设备及车间工艺设计》 （化学工业出版社）
（7）《制药工程工艺设计》 （化学工业出版社出版）
（8）《化学工程CAD技术应用及实例》 （化学工业出版社出版）
（9）《化学制药工艺学》 （中国医药科技出版社出版）
（10）《天然药品提取工艺学解》（中国轻工业出版社出版）
此次设计范围是将已经处理好玄参净药材加入到多功效提取罐中，然后经过水提醇沉技术，最终能够得到最终1.2倍净药材质量玄参浸膏通常生产区车间设计，其中包含物料衡算、关键设备进行选型、热量衡算、关键设备计算过程、车间怎样部署[3]。在怎样选择工艺步骤和绘制带控制点工艺步骤图方面是此次设计任务关键。
1.1.4 车间概况
此次设计车间包含四个关键工段，分别为玄参提取工段、玄参浓缩工段、玄参醇沉工段、乙醇回收工段。为了让工人操作愈加方便，现将每一个工段包含设备摆放在相对比较聚集地方，因为此次设计任务是年处理500吨玄参提取车间初步设计，那么步骤相对其它课题就比较简单轻易，用到设备也比较少。为了让布局愈加合理化，此次设计车间将采取厂房为高单层、中间设钢操作台设计方案，设计3个通道，用于人流、物流进出，考虑到此次设计车间是年处理500吨玄参，这次设计生产规模属于中大型生产规模。
本设计车间每十二个月工作时间为300个小时，施行四班三运转工作时间制度，天天工作时间根据二十四小时计算，那么每班工作时间为8小时，符正当定工作日时间。经过计算后，设备每十二个月将运转7 200小时，各个工段实际操作情况和人员安排见表1-1。
表1-1 车间定员表
序号
工序名称
每班定员
管理人员
操作人员
轮休人员
累计
1
提取
4
1
2
4
7
2
浓缩
4
1
2
4
7
3
醇沉
4
1
2
4
7
4
乙醇回收
4
1
2
4
7
1.2 厂址选择
1.2.1 厂址选择标准
在国外，制药厂外部环境不一样于通常工厂，大多数环境幽静、空气洁净，工厂远离交通要道，处于大片草坪和树木之间，绿化面积比较大，有些工厂绿化面积甚至超出工厂占地面积70％之多。厂区做到泥土不外露，给工大家一个“花园工厂”之感[4]。
在中国，不管是什么类型什么种类药厂，在选择地址时候全部应该充足进行选址并进行实地考察，更应该遵守国家相关要求和法律法规。在选择建厂地址上是一项比较综合性工作，这其中要包含政策遵守、经济可行、技术要达成标准。这就要求建厂时候要依据实际情况来选择建厂，选择药厂建设地址通常要遵照以下标准：
（1）要有洁净区厂房，厂址选择在大气中含尘量少，含菌浓度低，有没有害气体，周围环境适宜地域。
（2）厂址要避免紧邻机场和铁路周围，还有码头和相关交通要道和粉尘较多地域，最好能够处于上风侧，降低空气污染。
（3）厂区周围要交通便利，完善通讯基础设施。
（4）确定和满足日常水、电、气供给。
（5）要节省用地，珍爱土地。
（6）选厂址应该考虑到防洪，厂址建设应该高于防洪水位，大约要在半米以上。
1.2.2 建厂条件
经过以上条件并结合实际环境，总结出来以下几点：
（1）生产药品需要一定洁净度，所以不能够将药厂建在部分污染大重工业或化工厂周围。
（2）选择厂址时候还必需要考虑到原料药材产地，和水电汽等客观原因限制。在药品生产过程中，纯化水质量是确保药品质量关键，所以，在选择厂址时候，应该要考虑应该建在水质比较良好而且确保充沛水资源，在电力和燃料供给方面也应该要保持充足地域，这么能确保药厂生产能够连续并正常进行，还能够降低企业生产成本，提升企业生产利润。
（3）厂址选择应该想到交通运输，制药厂运输比较频繁，厂区周围应该有建成道路基础设施等，能提供方便快捷公路、铁路或水路等运输条件。
（4）厂址选择还应该考虑到药厂占地面积和被占用土地质量，因为中国实际能够使用面积少原因，对此在选择厂址时候必需要考虑到尽可能离耕地远部分，而且还不能太远，以至于处于偏远地理位置，近可能降低土地使用面积。
（5）设计还应该能够顺应这个城市发展理念，和近期或长久计划。因为制药生产企业生产药品品种多，更新换代频率比较频繁，所以在总体计划时候，要留有发展余地以备后事之需，这么还能够合理利用土地资源。
（6）在厂址选择方面上，最关键还是三废怎样处理和噪声怎样让避免，让多种资源能够综合利用。药厂不能建在闹市区，应该建在人烟稀少郊区或城镇，周围，不过又不能过于偏僻[5]。
1.2.3 方案比较
综合以上条件原因，经过考虑而且筛选以后，确定了以下四个厂址：
（1）齐齐哈尔市嫩江畔。齐齐哈尔市嫩江畔相对齐齐哈尔其它地域水源要愈加充足，空气良好，环境优雅，居民居住相对稀少，空气温度，湿度等全部比较适宜建厂，最关键是嫩江畔周围交通比较方便，运输起来比肩轻易，铁路运输方便药品出口。况且还远离市区，另外嫩江畔距离齐齐哈尔市重工业区有比较远距离。综合以上条件，在齐齐哈尔市嫩江畔周围建厂利大于弊。
（2）在牡丹江市镜泊湖，牡丹江镜泊湖在环境方面，环境相对幽静，水源也比较充裕，空气环境全部很好，不过因为距离市区较远，电汽供给方面比较难，交通运输也不是很便利，原料供给也相对来说不足，所以不予选择。
（3）绥化下属肇东市，相对来说，肇东市人口相对较少，土地富裕而且是大量中药产地，肇东市紧邻哈尔滨和大庆等大城市，交通方面很方便。不过美中不足地方是水源供给不足，而且周围工业区较多，不适合建厂。
（4）哈尔滨市江北地域，那里紧挨着松花江，水资源相当丰富，而且水路运输方便，经济发达，而且路上运输也很方便。不过哈尔滨江北地域地价较其它地域较高，因为经济原因，所以不予选择，方案比较见表1-2。
表1-2 方案比较表
项 目
方案一
方案二
方案三
方案四
地理位置
齐齐哈尔市
牡丹江市
肇东市
哈尔滨市
地 形
平原
平原
平原
平原
水利条件
良好
良好
通常
良好
交通运输
通常
通常
便利
便利
人才密度
良好
通常
通常
较高
地 价
通常
通常
通常
较高
1.3 原材料及产品关键技术规格
1.3.1 原材料技术规格
本设计中所使用原材料及其技术规格和标准见表1-3。

表1-3 原材料技术规格
序号
名称
规格
标准
备注
1
玄参
净药材

—
2
水
纯化水

循环利用
3
乙醇溶液
浓度为

循环利用
1.3.2 产品技术规格
本设计中所产生产品及其技术规格和标准见表1-4。
表1-4 产品技术规格
序号
名称
密度
1
净药材

2
浓缩浸膏

3
醇沉药液

4
最终浸膏

5
回收乙醇

1.4 原材料消耗定额及消耗量
原材料消耗，见表1-5。
表1-5 原材料消耗
序号
名称
规格
单位
年消耗量
1
玄参
净药材

2
水
纯化水

3
乙醇

第2章 工艺步骤设计
2.1 生产方法选择
玄参提取方法关键有水提醇沉，醇提水沉，超临界流体萃取，超声提取技术，微波提取技术，生物酶解技术，半仿生提取技术[6]，此次设计采取是水提醇沉法。
2.2 工艺步骤示意图
水提醇沉法工艺步骤图图2-1。
过滤
提取

乙醇
水
水
玄参

醇沉
浓缩

上清液

浸膏
浓缩
过滤

回收再利用
乙醇

图2-1 玄参提取工艺步骤
2.3 工艺步骤叙述
此次设计任务是每十二个月处理500吨玄参提取车间，这次设计车间一共分为四个工段：提取工段、浓缩工段、醇沉工段、乙醇回收工段。
2.3.1 提取工段
首先打开空气压缩阀门，关掉排渣门，锁紧排渣门，最终在关掉空气压缩阀门，用纯化水清洗提取罐，然后打开排水阀，排除清洗后纯化水，将处理好玄参净药材由起吊机吊到操作台上，由工人从投料口加入到多功效提取罐中，并加入8倍量净药材纯化水，开始进行浸泡药材90分钟，待浸泡结束以后，打开蒸汽阀门，开始向夹套里通入低压蒸汽，加热到沸腾以后，温度约为90℃，降低通入蒸汽量，同时，打开冷凝器让循环水使药液蒸气前后经过泡沫捕集器再进入冷凝器，药液经过冷凝以后返回到提取罐中，待冷却120分钟以后，关闭回流阀门、蒸汽阀门，打开放料阀门，让药液经过板式过滤器进行过滤，然后用真空泵打入到提取罐储罐中。然后再次向提取罐中加入6倍量药材纯化水，反复以上步骤。提取结束后，打开出渣口，用运渣车将药渣运走，最终用纯化水来清洗提取罐和管道[7]。
提取工段关键用到设备有：起吊机、真空泵、多能提取罐、板框过滤器、立式药液储罐。
多功效提取罐上设备有：冷却器、冷凝器、泡沫捕集器。
2.3.2 浓缩工段
本工段使用双效浓缩器，第一次使用时，首先开启真空泵，打开提取药液储罐出料阀，并使蒸发器真空度达-0.03MPa和-0.09MPa之间，让第二个蒸发器真空度大于第一个蒸发器真空度，这么能够让药液正常挥发，控制温度80ºC，当药液浓度抵达工艺需求时候，将蒸汽阀门和真空泵关闭。最终用真空泵把浓缩液打入到浓缩液储罐之中。第二次使用时，打开双效浓缩器阀门，将洁净桶放入下面接收最终浸膏。
浓缩工段关键用到设备有：双效浓缩器、真空泵、立式浓缩液储罐。
2.3.3 醇沉工段
将浓缩液储罐中浓缩液打入醇沉罐中，将乙醇配液罐中乙醇打入到乙醇计量罐中，向醇沉罐中加入配好浓度为95%乙醇。打开搅拌器进行搅拌，继续向醇沉罐内加入乙醇，用酒精计测量药液含醇量，直到乙醇含量为65%，关闭乙醇进料阀门，继续搅拌，直至药膏完全溶解，关闭蒸汽阀，静置后打开出液阀，打入到醇沉液储罐中，打开出渣口，将药渣及部分药液经过板框过滤器进行过滤，进入醇沉液储罐[8]。
醇沉工段关键用到设备有：醇沉罐、真空泵、板框过滤器、立式醇沉液储罐。
2.3.4 乙醇回收工段
打开乙醇回收塔进液口，将醇沉液打到塔内，开启蒸汽阀门，进行加热，温度控制在80℃左右，当药液中乙醇加热到沸点后就会进入精馏塔，，部分蒸汽进入冷凝器、冷却器、比重测定器，比重测定器能够测定乙醇是否符合要求浓度，符合乙醇进入乙醇储罐中。不符合标准浓度，会被打到精馏塔中继续回流。这么操作一直要到浸膏中没有乙醇气味，而且要达成标准乙醇浓度时候，在进行停止加热，关闭冷凝水等操作。
乙醇回收工段关键用到设备有：乙醇回收塔、真空泵、立式乙醇储罐、立式乙醇配液罐、平衡器。
第3章 化工计算
3.1 物料计算
在工艺设计中，物料衡算是在工艺步骤确定后进行。目标是依据原料和产品之间定量转化关系，计算原料消耗量，多种中间产品、产品和副产品产量，生产过程中各阶段消耗量和组成，进而为热量衡算、其它工艺计算及设备计算打基础[9]。
物料衡算是以质量守恒定律为基础对物料平衡进行计算。物料平衡是指“在单位时间内进入系统(体系)全部物料质量肯定等于离开该系统全部物料质量再加上损失掉和积累起来物科质量”。
用式子表示为：
(3-1)
式中：—投入系统物料总量
—系统产出产品和副产品总量
—系统中流失物料总量
—系统中回收物料总量
其中产品量应包含产品和副产品:流失量包含除产品、副产品及回收量以外多种形式损失量，污染物排放量即包含在其中
物料衡算基准：
间歇式操作通常采取是以一批原材料为标准来进行计算。
连续式操作通常采取是以单位时间内生产产品数量或以消耗原料量为基准来进行计算。
3.1.1 基础数据
（1）计算基准：根据每批投料量进行计算
（2）生产规模：年处理净药材500吨
（3）批操作周期：每十二个月生产时间：300天，每批操作周期为8小时
（4）在提取工段中，进行提取两次，第一次加入纯化水质量为净药材8倍，第二次为6倍，因为此次提取量比较大，所以提取工段损失量能够忽略不计
（5）物性参数
提取工段：浸提液密度： ，净药材密度： ，玄参净药材吸水系数为1.94，过滤器中损失率为
浓缩工段：浓缩周期：4 h，粗浸膏得率：1.5
醇沉工段：浓缩液密度： ，原醇浓度为，密度为 ，醇沉以后醇浓度为，醇沉杂志含量为，板框过滤器滤液比为
乙醇回收工段：最终浸膏为1.2倍原药材量
3.1.2 提取工段物料衡算
年生产时间300天，即300×24=7 200 h
因为每批操作周期为8 h
年操作批数：年生产时间÷每批操作周期=7200
每批投料净药材质量：年处理量÷年操作批数=500000
其中净药材量用处理量求出，2次提取纯化水总量为14倍量净药材量
提取用纯化水总量：
由物料平衡等式计算得：
净药材量＋2次提取水溶液量=药渣量＋提取药液量（损失忽略不计）

提取液量=7 256.136
打入提取液储罐药液量为：
提取罐平衡表见表3-1。
表3-1提取罐物料平衡表
物料名称
进料
出料
净药材
纯化水
提取药液量
药渣量
累计
555.6
7 778.4
—
—
8 334
—
—
7 256.136
1 077.864
8 334
3.1.3 浓缩工段物料衡算
粗浸膏量：
由质量守恒定律：
提取药液量=浸膏量+水蒸发量

打入浓缩储罐药液量：833.4
浓缩物料平衡表见表3-2。

表3-2 浓缩物料平衡表
物料名称
输入量
输出量
提取液量
粗浸膏量
水蒸发量
累计
7 255.41
—
—
7 255.41
—
833.4
6 422.01
7 255.41
3.1.4 醇沉工段物料衡算
浓缩液体积为：
加入醇体积为：

加入醇质量为：

加入总量为：
浓缩液量+加醇量=
醇沉杂质量为：

醇沉液质量为：

板框过滤器滤液量为：

滤渣量为：

打入醇沉储罐药液量：

醇沉物料平衡表见表3-3。
表3-3 醇沉物料平衡表
物料名称
输入量
输出量
浓缩液量
加醇量
杂志量（未过滤）
醇沉液量
累计
833.4
1 131
—
—
1 964.4
—
—
98.22
1 866.18
1 964.4
3.1.5 乙醇回收工段物料衡算
醇沉液=乙醇回收量+最终浸膏量
乙醇回收量为：

乙醇回收工段物料平衡表见表3-4。
表3-4 乙醇回收工段物料平衡表
物料名称
输入量
输出量
醇沉液量
最终浸膏量
乙醇回收量
累计
1 905.47
—
—
1 905.47
—
666.72
1 238.75
1 905.47
3.2 设备工艺计算
3.2.1 提取工段设备工艺计算
投料量为555.6 ，药材密度为990 ，加入纯化水量为7 778.4 ，水密度为1 000 ，装料系数为0.8，最多一次加水量为4 444.8
总体积为：
药材体积+纯化水体积

所需提取罐最小体积为：

所以选择6.0 TQ多功效提取罐
全容积为6 400 L，2 6004 500
设备净重量3 500
3.2.2 提取液储罐
提取药液量：7 255.41
药液密度：1 100
储罐装料系数：0.8
提取液总体积为：
储罐总体积为：
故选择10 CG型立体型储罐
容积为：10 000 L
外形尺寸：2 3002 500
进出口径为：50
3.2.3 浓缩工段设备工艺计算
水蒸发量为：6 422.01
故蒸发速度为：

所以选择型号为SJN-1 000
蒸发量为：1 000
蒸汽压力为：0.09-0.25 Mp
外形尺为：5 0001 6003 500 mm
3.2.4 浓缩液储罐
浓缩液量为：833.4
浓缩液密度为：
浓缩液体积为：
装料系数为：0.8
浓缩液需要最小储罐体积为：
故选择CG型立式储罐
总容积为：1 000 L
外形尺寸为：1 000 mm
进出口经为：40
3.2.5 醇沉工段设备工艺计算
浓缩液量为：833.4 ，密度为：
加醇量为：1 131 ，密度为：
投料系数为：0.8
总体积为：
所需醇沉罐最小体积为：
故选择JC-3 000醇沉罐
总容积为：3 000 L
设备尺寸为：
换热面积为：8.1
3.2.6 醇沉储罐
打入醇沉罐醇沉量为：1 905.47
乙醇药液密度为：
装料系数为：0.8
总体积为：
所需醇沉储罐最小体积为：
故选择CG型立式储罐
最大容积为：2 000 L
设备尺寸为：
进出口径为：50
3.2.7 乙醇回收工段设备工艺计算
乙醇回收量为：1 238.75
乙醇回收能力为：
故选择JH-400酒精回收塔
回收能力为：150‒160
总容积为：1 450 L
塔身高度为：7 000
高位罐容积为：650 L
设备重量为：2 300
外形尺寸为：

表3-5 设备一览表
序号
设备位号
设备名称
技术规格
材料
数量
备注
1
V-101
多功效提取罐
2 6004 500
304
1
—
2
L-102
板式过滤器

304
2
—
3
J-103
提取液泵

304
1
—
4
F-104
提取液储罐
2 3002 500
304
1
—
5
J-105
浓缩泵

304
2
—
6
P-106
双效浓缩器
5 0001 6003 500
304
1
—
7
F-108
浓缩液储罐
1 000
304
1
—
8
J-109
醇沉泵

304
2
—
9
V-110
醇沉罐

304
1
—
10
F-113
醇沉液储罐

304
1
—
11
E-114
板式精馏塔

304
1
—
12
F-115
乙醇储罐

304
1
—
13
F-117
乙醇配液罐

304
1
—
14
C-120
冷凝器

304
2
—
15
C-118
冷却器

304
2
—
16
Y-119
比重器

304
1
—
17
F-121
乙醇计量罐

304
1
—
3.3 热量计算
3.3.1 热量计算依据
热量计算关键依据是能量守恒定律，在实际生产过程中传热设备热量计算用下式进行计算：
(3-2)
式中：—物料带进设备热量，单位
—蒸汽用来给设备或所处理物料加热热量，单位
—过程中热效应，单位
—物料离开设备时吸走热量，单位
—设备吸收热量，单位
—设备向环境散发烧量，单位
(3-3)
式中：—物料质量，单位
—定压比热容，单位
—温度改变量，单位 ℃
因为药厂在东北，设车间最低温度为10 ℃，以0 ℃为基准度
设备向环境散发烧量为通入蒸汽加热量，即：
压强为标准大气压，即：
3.3.2 提取工段多功效提取罐热量计算
（1）基础数据
，进料量为555.6
，药渣量为1 077.864
，加水量为7 778.4
，出液量为7 256.136
，设备重量为3 500
（2）具体计算

由公式

带入数据得：
，
（3）热量平衡表见表3-6。

表3-6 多功效提取罐热量平衡表
物料名称
输入热量
输出热量
净药材带入热量

—
纯化水带入热量

—
蒸汽加热量

—
带出设备热量
—

设备升温热量
—

损失热量
—

累计热量

3.3.3 浓缩工段双效浓缩器热量计算
（1）基础数据
选择基准温度为0 ℃，出料温度为80 ℃
，浓缩液进料量为72 544.41
，水蒸发量为6 422.01
，粗浸膏量为833.4
，设备重量为2 700
（2）具体计算

由公式

带入数据得：
，
（3）热量平衡表见表3-7。

表3-7 浓缩工段热平衡表
物料名称
输入热量
输出热量
提取液带入量

—
蒸汽加热量

—
水蒸发烧量
—

设备升温热量
—

粗浸膏带出热量
—

损失热量
—

累计热量

3.3.4 醇沉工段醇沉罐热量计算
（1）基础数据
，醇沉液量为1 866.18
，乙醇加入量为1 131
，浸膏加入量为833.4
，设备质量为2 200
，药渣量为98.22
（2）具体计算

由公式

带入数据得：
，
（3）热量平衡表见表3-8。

表3-8 醇沉工段热平衡表
物料名称
输入热量
输出热量
浸膏带入热量

—
乙醇带入热量

—
水蒸气加热热量

—
醇液升温热量
—

药渣升温热量
—

损失热量
—

累计热量

3.3.5 乙醇回收工段乙醇回收塔热量计算
（1）基础数据
，稀酒精量为1 905.47
，醇质量为1 238.75
，设备质量为2 300
（2）具体计算

由公式

带入数据得：
，
（3）热量平衡表见表3-9。

表3-9 乙醇回收塔热量表
物料名称
输入热量
输出热量
稀酒精带入热量

—
水蒸汽加热热量

—
醇液升温热量
—

设备升温热量
—

损失热量
—

累计热量

3.3.6 浓缩工段双效浓缩器二次热量计算
（1）基础数据
，醇沉液质量为1 905.47
，稀酒精质量为1 238.75
，最终浸膏质量为666.72
，设备重量为2 700
（2）具体计算

由公式

带入数据得：
，
（3）热量平衡表见3-10。

表3-10 二次浓缩热量表
物料名称
输入热量
输出热量
醇沉液带入热量

—
水蒸汽加热热量

—
稀酒精升温热量
—

最终浸膏升温热量
—

设备升温热量
—

损失热量
—

累计热量

第4章 关键设备设计
4.1 设备材质选择及结构形式
多功效提取罐工作压力为：常压101.325
工作环境温度为：常温25
罐内设计压力为：
罐内设计温度为：
材料：0Cr18Ni9Ti不锈钢
查表得：
焊缝系数为：

4.2 设备工艺尺寸计算
4.2.1 体积计算
依据物料衡算处，物料总体积为：
装料系数为：0.8
所以提取罐所需要最小体积为：

圆整后取6.0
4.2.2 筒体直径
下封头为锥形封头：

上封头椭圆：

设备总高度为：

设备容积为：

取

则

带入数据得：

4.2.3 筒体高度
根据设备工程尺寸，体积取6.0 ，设备直径取2.6 ，筒身高度为2.47
那么设备总高度为：

核实：
设备实际体积为：
（4-1）
带入数据得：

实际高径比为：

4.3 附件选择
4.3.1 法兰
因为此次设计提取罐反应器内压力等级比较小，一样筒身直径也比较小，故选择是甲型平焊式法兰[11]。
可由反应器压力为：

罐内直径为26 ，按压力容器法兰标准（HG20593-1997）对法兰尺寸进行选型见表4-1。
表4-1 法兰尺寸表
公称通径DN
法兰盘厚度
理论质量
螺柱规格
螺柱数量
2 600
76
166.8 kg
M24
40
垫片选择使用压力容器非金属软垫片，材料为耐油石棉橡胶板，非金属软垫片尺寸为(JB/T4704-14)
4.3.2 视镜
选择视镜为不带颈视镜一般视镜，结构相对简单，不轻易结料，而且观察范围比较宽广。视镜选择用钢化硼硅玻璃（HGJ501-86），见表4-2。
表4-2 视镜尺寸表
公称直径
公称压力

螺柱数量
螺柱直径
质量
150