制藥工程課程設(shè)計(jì)---年處理80噸茯苓提取車間提取工段工藝設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　題 目：年處理80噸茯苓提取車間提取工段工藝設(shè)計(jì)</p><p><b>　　二〇一二年一月五日</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　近幾十年來，中藥的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了一定

2、程度的機(jī)械化和半機(jī)械化。傳統(tǒng)中藥往往被認(rèn)為有效成分含量低、雜質(zhì)多、質(zhì)量不穩(wěn)定，為解決這個(gè)問題，中藥必須走提取和純化的道路。而中藥的提取是其中很重要的單元操作過程，是大多數(shù)中藥生產(chǎn)的起點(diǎn)。中藥提取工藝的好壞，直接關(guān)系到中藥材的利用率和后續(xù)加工的難易。中藥提取工藝可以視為中藥生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要環(huán)節(jié)，因此，研究并優(yōu)化中藥提取工藝十分必要。 本文設(shè)計(jì)了茯苓提取車間提取工段的工藝流程。通常采用的提取方法有水提醇沉法、堿提醇沉法、酶加熱水浸

3、提法、 微波、超聲波輔助提取法、發(fā)酵醇沉法、二氧化碳超臨界萃取法等。而茯苓提取車間提取工段工藝設(shè)計(jì)采用水提醇沉法進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)囊括了工藝過程的物料衡算、熱量衡算、設(shè)備選型以及管道工藝計(jì)算，并且繪制出茯苓提取車間提取工段的管道儀表流程圖。該設(shè)計(jì)目的是培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決制藥車間設(shè)計(jì)實(shí)際問題的能力，掌握中藥制藥工藝流程設(shè)計(jì)，工藝計(jì)算及選型，使設(shè)計(jì)更經(jīng)濟(jì)實(shí)用。</p><p>　　關(guān)鍵詞：茯苓提??；工藝流

4、程；工藝計(jì)算；設(shè)備選型</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　引言1</b></p><p>　　第一章 茯苓提取工藝2</p><p><b>　　1.1茯苓簡介2</b></p><p>　　1.1.1茯苓化學(xué)成

5、份2</p><p>　　1.1.2茯苓的作用2</p><p><b>　　1.2茯苓提取3</b></p><p>　　1.2.1茯苓提取機(jī)理及方法3</p><p>　　1.2.2茯苓提取工藝過程4</p><p>　　第二章 物料衡算5</p><p>

6、　　2.1茯苓提取工段物料衡算5</p><p>　　2.2茯苓濃縮工段物料衡算6</p><p>　　第三章 熱量衡算7</p><p>　　3.1茯苓提取工段熱量衡算7</p><p>　　3.1.1的計(jì)算7</p><p>　　3.1.2提取加熱蒸汽用量的計(jì)算8</p><p>

7、;　　3.1.3提取冷凝水用量的計(jì)算8</p><p>　　3.2茯苓濃縮工段熱量衡算9</p><p>　　3.2.1進(jìn)料比的計(jì)算9</p><p>　　3.2.2濃縮加熱蒸汽用量的計(jì)算10</p><p>　　3.2.3濃縮冷凝水用量的計(jì)算10</p><p>　　第四章 提取工藝設(shè)備設(shè)計(jì)11</

8、p><p>　　4.1主要設(shè)備工藝計(jì)算11</p><p>　　4.1.1提取罐的設(shè)計(jì)11</p><p>　　4.1.2提取液儲罐的設(shè)計(jì)11</p><p>　　4.1.3冷凝器的設(shè)計(jì)11</p><p>　　4.2管路工藝計(jì)算12</p><p>　　4.2.1物料管徑的計(jì)算12&l

9、t;/p><p>　　4.2.2蒸汽管徑的計(jì)算13</p><p>　　4.2.3冷凝器進(jìn)出水管徑計(jì)算14</p><p><b>　　結(jié)論15</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)16</b></p><p><b>　　謝辭17</b>

10、</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　茯苓提取車間提取工段工藝設(shè)計(jì)的目的是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決制藥車間設(shè)計(jì)實(shí)際問題的能力，掌握中藥制藥工藝流程設(shè)計(jì)，物料衡算，熱量衡算和主要設(shè)備工藝計(jì)算及設(shè)備選型等的基本方法和步驟，從技術(shù)上的可行性與經(jīng)濟(jì)性上的合理性兩方面樹立正確的設(shè)計(jì)思想。茯苓有成效成分的提取采用水提醇沉法進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。茯苓提取車間提取工

11、段工藝設(shè)計(jì)主要研究茯苓多糖有效成分的水提取的工藝路線、工藝流程、主要設(shè)備選型及其工藝計(jì)算并且繪制工藝管道及儀表流程圖。近些年，隨著醫(yī)藥、化學(xué)以及生物學(xué)的不斷發(fā)展，茯苓多糖的提取純化、藥理學(xué)以及應(yīng)用研究取得了很大進(jìn)展。酶和熱水浸提法顯著提高了茯苓多糖的提取率，同時(shí)，縮短了提取時(shí)間。然而，水溶性多糖的提取率仍較低，一般不超過6%，因此，有必要進(jìn)一步改進(jìn)茯苓多糖的提取工藝，提高提取率。同時(shí)，應(yīng)深入研究液體發(fā)酵生產(chǎn)茯苓多糖的方法，從而節(jié)約茯苓資

12、源，適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的要求。茯苓多糖為我國傳統(tǒng)中藥茯苓的主要有效成分，具有抗腫瘤、抗病毒、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、抗氧化、降血糖血脂、保肝、催眠等作用，可用于醫(yī)療、保健等領(lǐng)域，具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景。為了提高茯苓多糖的治療效果，降低毒副作用，選用合理的提取工</p><p>　　第一章 茯苓提取工藝</p><p><b>　　1.1茯苓簡介</b></p>

13、<p>　　茯苓，俗稱云苓、松苓、茯靈，為寄生在松樹根上的菌類植物，形狀像甘薯，外皮黑褐色，里面白色或粉紅色。其原生物為多孔菌科真菌茯苓的干燥菌核，多寄生于馬尾松或赤松的根部。</p><p>　　1.1.1茯苓化學(xué)成份</p><p>　　1． 多聚糖類主要為茯苓聚糖）, 含量最高可達(dá)75%, 為一種具有β（1→6）吡喃葡萄糖聚糖支鏈的β（1→3）吡喃葡萄糖聚糖，切斷支鏈成β

14、（1→3）葡萄糖聚糖， 稱茯苓次聚糖，常稱為茯苓多糖（PPS）, 具抗腫瘤活性．羧甲基茯苓糖具免疫促進(jìn)及抗腫瘤作用． </p><p>　　2． 三萜羧酸茯苓酸、土莫酸、齒孔酸、松苓酸、松苓新酸等．又報(bào)道尚含7, 9（11）-去氫茯苓酸、7, 9（11）-去氫土莫酸、多孔菌酸C及3, 4-裂環(huán)-羊毛甾烷型三萜類化合物等．多孔菌酸外用于肝臟具細(xì)胞毒作用．此外，含組氨酸、腺嘌呤、膽堿、β-茯苓聚糖酶、蛋白酶、辛酸、月

15、桂酸、棕櫚酸、脂肪、卵磷脂、麥角甾醇、磷脂酰膽堿和磷脂酰乙醇胺等． </p><p>　　1.1.2茯苓的作用</p><p><b>　　1.藥理作用</b></p><p>　?。?） 利尿作用：25%茯苓醇浸劑給正常兔腹腔注射0.5g/Kg，出現(xiàn)利尿作用。用切除腎上腺的大鼠實(shí)驗(yàn)證明，利尿作用與影響腎小管Na+的吸收有關(guān)。</p>

16、;<p>　?。?） 抗癌作用：茯苓次聚糖對小鼠肉瘤S180有抑制作用， 抑制率達(dá)96.88%．自人工深層培養(yǎng)獲得的茯苓菌絲體中，可提取到茯苓多糖F1和H11, 具明顯抗腫瘤活性。</p><p>　　（3） 免疫增強(qiáng)作用：茯苓聚糖對正常及荷瘤小鼠的免疫功能有增強(qiáng)作用，能增強(qiáng)小鼠巨噬細(xì)胞吞噬功能。 </p><p>　?。?） 茯苓水、乙醇、乙醚提取物對離體蛙心均有增強(qiáng)收縮、

17、加快心率作用。 </p><p>　?。?） 煎劑特別是茯神注射液，對動(dòng)物有鎮(zhèn)靜作用。 </p><p><b>　　2.茯苓食療保健</b></p><p>　　茯苓含茯苓多糖、葡萄糖、蛋白質(zhì)、氨基酸、有機(jī)酸、脂肪、卵磷脂、腺嘌呤、膽堿、麥角甾醇、多種酶和鉀鹽。 </p><p>　　能增強(qiáng)機(jī)體免疫功能，茯苓多糖有明

18、顯的抗腫瘤作用；有利尿作用，能增加尿中鉀、鈉、氯等電解質(zhì)的排出；有鎮(zhèn)靜及保護(hù)肝臟、抑制潰瘍的發(fā)生、降血糖、抗放射等作用。茯苓還用作茯苓餅、茯苓酥和茯苓酒等。有的國家將茯苓作為海軍常用藥物及滋補(bǔ)品的原料。在溫度較大的地區(qū)和場所，茯苓可作為重要的食療品種，經(jīng)常食用可健脾去濕，助消化，壯體質(zhì)。</p><p><b>　　1.2茯苓提取</b></p><p>　　1.2.

19、1茯苓提取機(jī)理及方法</p><p>　　中藥提取原理是將中藥材中（細(xì)胞）的有效成分（絕大部分為植物細(xì)胞的次生代謝產(chǎn)物），通過浸潤、溶解、擴(kuò)散的過程，將其從細(xì)胞壁一側(cè)的原生質(zhì)中轉(zhuǎn)至細(xì)胞另一側(cè)提取溶劑中。</p><p>　　細(xì)胞是構(gòu)成中藥材的基本單元，為了使固體原藥材中的有效成分被快速充分地從細(xì)胞中提取出來，中藥材需經(jīng)過預(yù)處理加工成中藥飲片：如切片、粉碎、研磨或加工成型。茯苓多糖主要存在于

20、茯苓細(xì)胞壁中，按照溶解度的不同又分為水溶性茯苓多糖和堿溶性茯苓多糖。通常采用的提取方法有水提醇沉法、堿提醇沉法、酶+熱水浸提法、 微波、超聲波輔助提取法、發(fā)酵醇沉法、二氧化碳超臨界萃取法等。而茯苓提取車間提取工段工藝設(shè)計(jì)采用水提醇沉法進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　水提醇沉法： 稱取適量茯苓→熱水浸提→濾過→濾液雙效濃縮→加75%乙醇沉淀（含醇量達(dá)40%）→上清液單效濃縮→真空干燥得茯苓多糖粗品。該法采

21、用水作為溶劑，具有價(jià)廉、無毒、操作安全等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是浸提時(shí)間長且提取率較低。</p><p>　　水溶性多糖的提取主要與提取次數(shù)、時(shí)間、固液比及溫度等因素有關(guān)。隨著提取次數(shù)增多，多糖的浸出率明顯增高，但提取次數(shù)不易過多，一般為兩次，否則，將造成后期工作量增大，提取成本過高。提取時(shí)間延長可提高多糖的浸出率，但浸提時(shí)間過長，將造成提取工藝延長。同時(shí)，還有可能增加雜質(zhì)的溶出，通常選3h。固液比也影響多糖的浸出，在保證

22、浸出率的前提下，盡可能減少液體體積，以減少濃縮工作量。多糖的浸出率還與浸提溫度有關(guān)，隨后者的升高而提高，但溫度過高可能破壞多糖的結(jié)構(gòu)，一般選擇80℃提取。在乙醇沉淀步驟中，浸提液濃縮比及乙醇加量是影響茯苓多糖沉淀率的主要因素。</p><p>　　1.2.2茯苓提取工藝過程</p><p>　　中藥提取過程是利用溶劑、儀器及設(shè)備的手段將天然物質(zhì)中所含有的生理活性物質(zhì)、有效成分及有效部位群提

23、取出來的工藝過程。</p><p>　　植物性藥材的提取過程： 濕潤滲透階段， 解吸溶解階段， 擴(kuò)散置換階段，提取速率。</p><p>　　1.茯苓提取工藝流程</p><p>　　（1）.提?。喝≤蜍哌m量，加水煎煮，第一次加水12倍量，浸泡一小時(shí)，煎煮2小時(shí)；第二次加水8倍量，煎煮1小時(shí)，濾過，合并濾液。</p><p>　?。?）.濃縮

24、：將提取液加入到雙效濃縮器中，濃縮至相對密度1.13—1.17g/ml。</p><p>　?。?）.醇沉：將濃縮液轉(zhuǎn)入醇沉罐中，加75%乙醇使醇含量達(dá)40%。將醇沉后的上清液轉(zhuǎn)入單效濃縮罐中，回收乙醇至提取液相對密度達(dá)到1.24—1.28g/ml。</p><p>　　圖1-1茯苓水提醇沉工藝流程框圖</p><p>　　2.茯苓提取工藝設(shè)計(jì)條件</p>

25、;<p>　　茯苓年處理量80噸，年工作日為270天。</p><p><b>　?。?）提取工段</b></p><p>　　提取溫度： ；提取加熱用蒸汽，壓力：0.475MPa</p><p>　　冷凝水進(jìn)口溫度，出口溫度 </p><p><b>　?。?）濃縮工段</b><

26、;/p><p>　　出料系數(shù)為16.1kg提取液/kg藥材，提取液密度為1.02g/ml。</p><p>　　提取液在室溫進(jìn)料；濃縮加熱用蒸汽，壓力：0.475MPa</p><p>　　冷凝水進(jìn)口溫度，出口溫度 ；濃縮真空度0.03—0.05MPa。</p><p><b>　　第二章 物料衡算</b></p>

27、;<p>　　物料衡算是物料的平衡計(jì)算，是制藥工程計(jì)算中最基礎(chǔ)最重要的內(nèi)容之一，是進(jìn)行藥物生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)、物料查定、過程經(jīng)濟(jì)評估以及過程控制、過程優(yōu)化的基礎(chǔ)。它以質(zhì)量守恒定律和化學(xué)計(jì)量關(guān)系為基礎(chǔ)。簡單地講，它是指“在一個(gè)特定物系中，進(jìn)入物系的全部物料質(zhì)量加上所有生成量之和必定等于離開該系統(tǒng)的全部產(chǎn)物質(zhì)量加上消耗掉的和累積起來的物料質(zhì)量之和”。用式（2-1）表示為：</p><p><b>　

28、　（2-1）</b></p><p>　　式中 -----所有進(jìn)入物系質(zhì)量之和；</p><p>　　-----物系中所有生成質(zhì)量之和；</p><p>　　-----所有離開物系質(zhì)量之和；</p><p>　　-----物系中所有消耗質(zhì)量之和（包括損失）；</p><p>　　-----物系中所有累積

29、質(zhì)量之和；</p><p>　　所謂“物系”就是人為規(guī)定一個(gè)過程的全部或它的某一部分作為完整的研究對象，也稱為體系或系統(tǒng)。它可以是一個(gè)操作單元，也可以是一個(gè)過程的一部分或者整體，如一個(gè)工廠，一個(gè)車間，一個(gè)工段或一個(gè)設(shè)備。</p><p>　　而茯苓提取工藝物料衡算就是分別以提取工段和雙效濃縮工段作為一個(gè)系統(tǒng)，進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的過程。</p><p>　　2.1茯苓提取工

30、段物料衡算</p><p>　　采用水提醇沉法進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，茯苓年處理量80噸，年工作日為270天，每天生產(chǎn)4批，每批進(jìn)行6小時(shí)。</p><p><b>　　每天處理量 </b></p><p>　　以批為基準(zhǔn)進(jìn)行工藝計(jì)算，設(shè)放出藥渣量為 ，忽略提取工段過程中物料損失。</p><p><b>　　每批處理量

31、 </b></p><p><b>　　每批所得提取液量</b></p><p><b>　　兩次共加水量</b></p><p>　　依據(jù)質(zhì)量守恒方程： （2-2）</p><p><b>　　即 &l

32、t;/b></p><p><b>　　求得藥渣量</b></p><p><b>　　藥渣含水量 </b></p><p>　　假設(shè)提取罐中液體沸騰蒸發(fā)回流的量為總加水量的1/4, </p><p>　　則提取罐中液體的回流量</p><p>　　2.2茯苓濃縮工

33、段物料衡算</p><p>　　1.提取液組成：以1藥材為基準(zhǔn)，提取液量=16.1，</p><p>　　忽略提取液中有效成份的體積，則</p><p><b>　　下的水的密度則有：</b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>

34、　?。?-4）</b></p><p>　　有效成分在提取液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：</p><p>　　2.濃縮液的組成：以1藥材為基準(zhǔn)，設(shè)濃縮液量為，由于濃縮真空度0.03~0.05Mpa，取P=0.04Mpa， 則飽和溫度 T=，密度 ，取濃縮液密度</p><p>　　則

35、 （2-5）</p><p>　　即2.42kg </p><p>　　有效成分在濃縮液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)</p><p>　　以1批為基準(zhǔn)進(jìn)行工藝計(jì)算：</p><p><b>　　提取液進(jìn)液量</b></p><p>　　根據(jù)物料衡算式：

36、 (2-6)</p><p>　　得出雙效濃縮蒸出水總量M：</p><p>　　濃縮液量 （2-7） </p><p><b>　　第三章 熱量衡算</b></p><p>　　能量衡算是以車間物料衡算的結(jié)果為基礎(chǔ)進(jìn)行的，所以車間物料衡算是進(jìn)行車間能量衡算的

37、首要條件。能量衡算的主要依據(jù)是能量守恒定律，其數(shù)學(xué)表達(dá)形式為能量守恒基本方程：</p><p>　　環(huán)境輸入到系統(tǒng)的能量=系統(tǒng)輸出到環(huán)境的能量+系統(tǒng)內(nèi)積累的能量</p><p>　　對于制藥車間工藝設(shè)計(jì)中的能量衡算，許多項(xiàng)目可以忽略，車間能量衡算的目的是要確定設(shè)備的熱負(fù)荷，而且在藥品生產(chǎn)過程中熱能是最常用的能量表現(xiàn)形式，所以能量衡算可簡化為熱量衡算。</p><p>

38、;　　當(dāng)內(nèi)能、動(dòng)能、勢能的變化量可以忽略且無軸功時(shí)，根據(jù)能量守恒方程式可以得出以下熱量平衡方程式：</p><p><b>　　（3-1）</b></p><p>　　式中 ------物料帶入設(shè)備的熱量.KJ</p><p>　　------加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備所處理物料的熱量.KJ</p><p>　　----

39、--過程熱效應(yīng).KJ</p><p>　　------物料離開設(shè)備所帶走的熱量.KJ</p><p>　　------加熱或冷卻設(shè)備所消耗的熱量.KJ</p><p>　　------設(shè)備內(nèi)環(huán)境散失的熱量.KJ</p><p>　　在熱量衡算過程中的，即設(shè)備熱負(fù)荷，是衡算的主要目的。</p><p>　　3.1茯苓提取

40、工段熱量衡算</p><p>　　茯苓的提取工段工藝過程中，需要計(jì)算出加熱水蒸氣的用量，以及藥液沸騰蒸發(fā)回流所需冷凝水的量。</p><p>　　因?yàn)檐蜍咛崛∵^程中無化學(xué)反應(yīng)，僅發(fā)生物理變化，故=0</p><p><b>　　3.1.1的計(jì)算</b></p><p>　　設(shè)基準(zhǔn)溫度 物料進(jìn)料溫度為 出料溫度為<

41、;/p><p>　　查資料得之間的平均溫度下的定壓比熱容：茯苓的比熱容，水的比熱容。</p><p>　　按公式（3-2）計(jì)算：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b>&

42、lt;/p><p>　　查資料得之間的平均溫度下的定壓比熱容：由于提取液濃度很稀接近于水，則比熱近似為水的比熱為，。下水蒸汽的汽化潛熱r=</p><p>　　則按公式（3-3）計(jì)算：</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>　　=</b></p><

43、p><b>　　=</b></p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，茯苓提取工藝計(jì)算（）一般為（）的10%，</p><p><b>　　即 </b></p><p>　　由公式（3-1）得：</p><p><b>　?。?-4）</b></p><

44、p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　3.1.2提取加熱蒸汽用量的計(jì)算</p><p><b>　　提取加熱用蒸汽在</b></p><p>　　按公式（3-5）計(jì)算加熱蒸汽用量：</p><p>

45、<b>　?。?-5）</b></p><p>　　3.1.3提取冷凝水用量的計(jì)算</p><p>　　平均溫度下的定壓比熱容為</p><p>　　則提取罐中藥液沸騰蒸發(fā)回流所產(chǎn)生的熱量等于冷凝水吸收的熱量。 </p><p><b>　?。?-6）</b></p><p&g

46、t;　　由式（3-6）得冷凝水消耗量</p><p>　　3.2茯苓濃縮工段熱量衡算</p><p>　　蒸發(fā)濃縮的依據(jù)是利用溶劑具有揮發(fā)性而溶質(zhì)不揮發(fā)的特性使兩者實(shí)現(xiàn)分離。</p><p>　　3.2.1進(jìn)料比的計(jì)算</p><p>　　以1批為基準(zhǔn)， 忽略操作過程物料損失，物料以平行方式進(jìn)料。 </p>&

47、lt;p>　　設(shè)進(jìn)料比為x，設(shè)第一效蒸發(fā)量為，第二效蒸發(fā)量為，則</p><p><b>　　推出：</b></p><p>　　同理可推出第一效進(jìn)料量，濃縮液出量；</p><p>　　第二效進(jìn)料量，濃縮液出量</p><p>　　對第二效進(jìn)行熱量衡算（第2效加熱蒸汽為第一效產(chǎn)生的量，過程中無熱量補(bǔ)給）</

48、p><p>　　由于本操作屬于純物理操作故，設(shè)基準(zhǔn)溫度，物料進(jìn)料溫度</p><p>　　由于濃縮真空度0.03~0.05Mpa，取P=0.04Mpa，物料出料溫度。</p><p>　　由于提取液濃度很稀接近于水，0~25物料平均溫度下的比熱容近似于水的比熱容</p><p>　　其中

49、 （3-7）</p><p>　　由于濃縮液濃度很稀接近于水0~75物料平均溫度下的定壓比熱容近似于水的比熱容，75時(shí)蒸汽的汽化熱</p><p><b>　　（3-8）</b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)

50、 ( 3-10)</p><p>　　則 (3-11)</p><p>　　數(shù)據(jù)代入式（3-11）</p><p>　　得： x=1.084</p><p><b>　　第一效加料量</b></p><p&g

51、t;<b>　　第二效加料量</b></p><p><b>　　第一效蒸發(fā)量</b></p><p><b>　　第二效蒸發(fā)量</b></p><p><b>　　第一效濃縮量</b></p><p><b>　　第二效濃縮量</b>

52、;</p><p>　　3.2.2濃縮加熱蒸汽用量的計(jì)算</p><p><b>　　提取加熱用蒸汽在</b></p><p>　　第一效能量衡算式：（）</p><p><b>　?。?-12）</b></p><p><b>　　（3-13）</b>

53、</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn) ( 3-14)</p><p><b>　　帶入數(shù)據(jù)計(jì)算出</b></p><p><b>　　（3-15）</b></p><p>　　蒸汽用量 </p><p>　　3

54、.2.3濃縮冷凝水用量的計(jì)算</p><p>　　平均溫度下的定壓比熱容為</p><p>　　則雙效濃縮器中蒸出的水所產(chǎn)生的熱量等于冷凝水吸收的熱量。 </p><p><b>　?。?-16）</b></p><p>　　由式（3-16）得冷凝水消耗量：</p><p>　　第四章 提取工藝

55、設(shè)備設(shè)計(jì)</p><p>　　流程設(shè)計(jì)是核心，而設(shè)備選型極其工藝設(shè)計(jì)，則是工藝流程設(shè)計(jì)的主體，因?yàn)橄冗M(jìn)工藝流程能否實(shí)現(xiàn)，往往取決于與提供的設(shè)備是否相適應(yīng)。因此，選擇適當(dāng)型號的設(shè)備，符合設(shè)計(jì)要求的設(shè)備，是完成生產(chǎn)任務(wù)、獲得良好效益的重要前提。</p><p>　　4.1主要設(shè)備工藝計(jì)算</p><p>　　4.1.1提取罐的設(shè)計(jì)</p><p>

56、;　　以批為基準(zhǔn)，提取罐是用來進(jìn)行水提取的工藝設(shè)備，則其最大盛液量即為最大加水量為： </p><p><b>　　下的水的密度</b></p><p>　　(4-1) </p><p>　　設(shè)藥材體積約為 ， </p><p>　　設(shè)提取罐的裝填系數(shù)為0.7，則<

57、;/p><p>　　查資料《化工工藝設(shè)計(jì)》，選擇攪拌式提取罐（氣缸快開式排渣口），公稱容積，實(shí)際容積，加熱面積，加料口直徑400mm，攪拌轉(zhuǎn)速，排渣門直徑800mm，外形尺寸（）：,設(shè)備質(zhì)量2050kg，配套電機(jī)4KW。</p><p>　　4.1.2提取液儲罐的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　提取液儲罐容積：</b></p>&l

58、t;p>　　設(shè)提取液儲罐的裝填系數(shù)為0.7，則</p><p>　　查資料選擇立式橢圓封頭儲罐，公稱容積，全容積，DN=1200mm，H=1400mm,出口50mm，溢流口70mm，排氣口50mm，進(jìn)口50mm，備用口70mm，人孔450mm，液面計(jì)口25mm，放凈口70mm。</p><p>　　4.1.3冷凝器的設(shè)計(jì)</p><p>　　茯苓提取在95進(jìn)行

59、，提取罐中藥液沸騰蒸發(fā)回流采用列管式換熱器進(jìn)行冷凝。</p><p>　　兩換熱介質(zhì)逆流流向時(shí)，列管式換熱器有效平均溫差的計(jì)算：</p><p><b>　　(4-2)</b></p><p><b>　　式中，，計(jì)算出</b></p><p>　　提取罐中藥液沸騰蒸發(fā)回流時(shí)間設(shè)為3h，取K=209

60、3.5KJ/()</p><p>　　由熱量守恒式： （4-3）</p><p><b>　　(4-4)</b></p><p>　　假設(shè)列管式換熱器，n為管子根數(shù)，由公式（4-5）</p><p><b>　　(4-5)</b></p&g

61、t;<p>　　計(jì)算出 n=14.35，取整15根</p><p>　　則列管式換熱器換熱管數(shù)為15根，單管程，DN=500mm，PN=0.6MPa</p><p><b>　　4.2管路工藝計(jì)算</b></p><p>　　主物料茯苓進(jìn)料5min，出藥渣5min，第一次進(jìn)水30min，第二次進(jìn)水20min

62、，提取液出液40min，清潔設(shè)備及其他耗時(shí)20min。</p><p>　　4.2.1物料管徑的計(jì)算</p><p>　　已知攪拌式提取罐主物料加料管直徑為400mm，排渣口直徑為800mm。</p><p><b>　　1.加水管徑的計(jì)算</b></p><p>　　第一次加水質(zhì)量流量，水的流速取1m/s，</p

63、><p><b>　　(4-6)</b></p><p>　　則 </p><p><b>　　第二次加水質(zhì)量流量</b></p><p>　　同理計(jì)算得出第二次加水所需的管徑為：</p><p>　　綜合比較可以得出加水管徑取30mm，材料選不銹鋼無縫鋼管。

64、</p><p><b>　　2.出液管徑的計(jì)算</b></p><p>　　每批所得提取液量,放液用時(shí)40min，提取液密度為1.02g/ml，出液流速為1m/s。</p><p><b>　　(4-7)</b></p><p><b>　　由式(4-7)得</b></

65、p><p>　　取整數(shù)30mm，即為提取液放液管口直徑，材料選不銹鋼無縫鋼管。</p><p>　　4.2.2蒸汽管徑的計(jì)算</p><p>　　1.加熱蒸汽管徑的計(jì)算</p><p>　　茯苓提取工藝過程加熱蒸汽需進(jìn)時(shí)3h，取蒸汽流速為30m/s，0.475MPa下蒸汽的密度為。</p><p>　　蒸汽體積流量：

66、 </p><p><b>　　(4-8)</b></p><p>　　由公式(4-8)計(jì)算出： </p><p>　　加熱蒸汽進(jìn)出管口直徑取整，材料選不銹鋼無縫鋼管。</p><p>　　2.蒸汽回流管徑計(jì)算</p><p>　　提取罐中液體的回流量，蒸汽回流時(shí)間

67、為3h，時(shí)的真氣密度為，取蒸汽流速為，則 </p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　　,取整數(shù)60mm</b></p><p>　　列管式換熱器蒸汽回流進(jìn)出管口直徑為60mm，材料選不銹鋼無縫鋼管。</p><p>　　4.2.3冷凝器進(jìn)出水管徑計(jì)算</p&g

68、t;<p>　　冷凝水消耗量，冷凝時(shí)間為3h，冷凝水流速為1m/s,冷凝水的密度為。</p><p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　取整數(shù)40mm，即為冷凝水進(jìn)出口管徑，材料選不銹鋼無縫鋼管。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本文針

69、對年處理80噸茯苓提取車間提取工段進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行了中藥提取工藝流程的比較，最終確定采用水提醇沉法進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。經(jīng)過茯苓提取濃縮過程的物料衡算、熱量衡算、主要設(shè)備計(jì)算及選型，并通過計(jì)算確定了管路材質(zhì)及管口直徑。經(jīng)過分析和比較確定了工藝管道及儀表流程，并繪制出茯苓提取車間提取工段工藝管道及儀表流程圖。</p><p>　　本文在設(shè)計(jì)時(shí)由于時(shí)間倉促，并且由于設(shè)計(jì)者能力有限，難免有一些不足之處，希望老師指出

70、錯(cuò)誤，我將虛心地接受并加以改進(jìn)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　?。?］ 王素紅主編．超濾-納濾聯(lián)合膜分離技術(shù)在土霉素提取中的應(yīng)用研究[M]．南京理工大學(xué)．2005</p><p>　?。?］馮建立，許振良，王學(xué)軍，宣劍國主編．膜分離技術(shù)在抗生素發(fā)酵液后處理中的應(yīng)用[M]．化學(xué)世界．2005</p>

71、<p>　?。?］田彩霞，趙建強(qiáng)編．土霉素結(jié)晶工藝改進(jìn)的研究[M]．中國抗生素雜志2006年3月第3l卷第3期石家莊</p><p>　?。?］李十中，王淀佐，胡永平，李曉巖主編．膜分離法回收土霉素結(jié)晶母液中的土霉素[M]．中國抗生素雜志2002年1月第27卷第l期</p><p>　　[5] 李十中，萬印華，崔占峰主編. 應(yīng)用超濾法從發(fā)酵液中提純抗生素[M]. 中國抗生素雜