和发展。
3. 总平面设计
3.1 项目总平面布置说明
在作绿原酸车间平面布置时,应根据各构筑物的功能要求和各条件要求,结合地形和地质条件,确定它们在车间内平面的位置,对此,应考虑:
(1)功能区分明确,物料区、加工区及提取等区相对独立。 (2)构筑物布置力求紧凑,以减少占地面积,并便于管理。 (3)考虑近、远期结合,便于分期建设,并使近期工程相对集中。 (4)各处理构筑物顺流程布置,避免管线迂回。
(5)变电配电车间布置在既靠近酒精厂进线,又靠近用电负荷大的构筑物处,以节省能耗。
(6)建筑物尽可能布置为南北朝向。 (7)总平面布置满足消防要求。 (8)交通顺畅,使施工、管理方便。
车间平面布置除遵循上述原则外,还应根据城市主导风向,进水方向、排水方向,工艺流程特点及车间地形、地质条件等因素进行布置,既要考虑流程合理,管理方便,经济实用,还要考虑建筑造型,及与周围环境相协调等因素。
3.2 总平面设计策略
3.2.1 平面设置
(1)运输设计 采用人流和货流尽量分开,车间的道路采用水泥和沥青,以保持车间的清洁。道路两旁以云杉作为绿化带。工作人员在车间内,要求二人成行,三人成列。一律沿道路的右侧行走。
(2)管线设计 尽量与人流和货流分开,特别是高压线应走地下通道。热蒸汽和循环水,在高空架管道。管道外要有保温隔膜车间内部的物料运送均以泵为主,注意管路的颜色和标记,特殊地段应做好提示标记。
(3)车间布置设计的原则 片剂车间的整体布置及个房间的大小与车间内设备的排列及布置、设备间距的确定等有关,故厂房整体布置时,应考虑设备的排列、生产工艺的要求、安全卫生等问题,有时需反复排列才可得到较满意的结果。 3.2.2 竖面设置
生产区以多层建设为主,辅助区的设置以单层建设为主。
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3.2.3 总平面设计
3.2.3.1 设计说明 (1)设计依据
根据所选的厂区地形为平地,风向多为东南风,光照充足,防尘、噪音、防火、防水等来设置。
(2)布置特点
①首先以防尘,噪音等条件和便于管理来看将办公区,生产区,生活区,辅助区相分离。
②由于生产区和生活区为主要的能耗区。所以将耗能区和原水的处理靠近两地。而远离办公区和洁净区。
③车间内生产的制品的原料库和成品库以及制风车间在各自的区内便于运输和管理。
④废水的处理在下风侧,减少对产区环境的影响。 ⑤生产车间坐北朝南保证良好的采光。
⑥有一定的绿化面积,创造无尘优美的生产和生活环境。
4. 产品方案及工艺流程
4.1 工艺流程的选择原则
所选择的工艺流程必须保证能达到所规定的产品质量,生产过程较为简洁,管理方便,根据职工的技术水平,能顺利完成连续生产过程和要求,容易配备服务于的流程的自动控制设备,能适应各种原料的生产。 4.1.1 一般的工艺流程应该满足一下原则[16]
(1)保证产品质量符合国家标准,外销产品还要满足销售地区的质量要求。 (2)要采用成熟的、先进的技术和设备,努力提高原料利用率,提高劳动生产率,降低水、电、汽及其他能能量消耗,降低生产成本。
(3)工厂建成后迅速投产,在短时间内达到设计生产能力和产品质量要求,并做到生产稳定、安全、可靠。
(4)尽量减少三废排放,有得当的三废处理措施,以减少或消除对环境的污染,并做好三废的回收和综合利用。
(5)确保安全生产,要保证人身安全和设备的安全。 (6)生产过程尽量采用机械化和自动化,实现稳产、高产。
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4.2 工艺流程的确定
4.2.1 工艺流程
绿原酸生产工艺流程如下所示:
(1)破碎:水提时将金银花低温烘干后切至0.6-0.8 cm;醇提时将烘干后的花用粉碎机破碎至约20目[16];
(2)热回流浸提:破碎后将金银花置于磨口圆底烧瓶中,加入适量的水或乙醇溶液,用加热包加热至微沸状态,热回流2次,第一次6O min,第二次3O min;
(3)抽滤:用布氏抽滤器减压处理浸提液;
(4)减压浓缩:合并浸提液,用薄膜旋转蒸发器减压浓缩(40℃)至无乙醇味,回收的乙醇循环使用;
(5) 冷沉离心:将浓缩液置于4oC冷藏24 h后10000 r/min离心30 min,取上清,同时将沉淀用少量冷的蒸馏水再洗脱一次,离心后合并两次上清液。
(6)大孔树脂纯化:将浓缩液配成一定比例的溶液在大孔树脂柱中吸附,用一定量的乙醇溶液解析;
(7)减压浓缩:用薄膜旋转蒸发器减压浓缩(40℃)至无乙醇味,回收的乙醇溶液循环使用;
(8)真空冷冻干燥:将浓缩液至于真空冷冻干燥机中,干燥得精制绿原酸。 其中口腔崩解片操作要点步骤如下:
第一,将微晶纤维素、梭甲基纤维素钠、柠檬酸、碳酸氢钠、聚乙二醇、甜蜜素、二氧化硅、硬酷酸镁用粉碎机粉碎,把粉碎后的各种辅料分别过80目筛;
第二,分别称取微晶纤维素、梭甲基纤维素钠、抗坏血酸加入到混匀的甜蜜素和金银花提取物中,混匀,再加入已称量好的硬酷酸镁、二氧化硅、碳酸氢钠、聚乙二醇混匀,湿法造粒;
第三,以蒸馏水为湿润剂喷洒到混匀的粉末中,边喷洒边用搅拌机搅拌,直到颗粒大小适中,放入鼓风机中充分干燥,把干燥后的颗粒过筛,粒径较优为20一40目筛之间大小均匀适中的部分颗粒压片,每片0.5 g。 4.2.2 工艺流程分析
(1)绿原酸的提取 ①最佳提取剂的选择
从水、甲醇、乙醇三种溶剂的提取率看,乙醇优于其他溶剂,从毒性来看乙醇具有安全可靠性,可以确定最佳提取剂为乙醇。以下提取工艺各参数的确定均以乙醇
[15]
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为提取剂[16]。
②料液比对绿原酸提取效果的影响
以70%的乙醇为提取剂,提取效果随料液比的增大而增大,但当料液比达到一定程度时,再增大料液比,提取效果趋于稳定。说明一定的料液比就能够达到较好的效果,使有效成分基本溶出,没有必要再增大料液比。最适料液比为1:10。
③温度对绿原酸提取效果的影响
绿原酸的溶出随温度升高而升高,但达到80℃左右后又开始下降,所以最适提取温度为80℃。
④乙醇浓度对绿原酸提取效果的影响
随乙醇浓度的增加,绿原酸的提取量也随着增大;当乙醇浓度达到一定程度时,提取效果最佳,若乙醇浓度过高,则会导致提取率下降。因此,乙醇的最适浓度为70%。
⑤不同提取时间对绿原酸提取效果的影响
绿原酸提取到一定时间,即90 min时,提取效果最佳。随时间的进一步延长,提取率有所下降。
⑥粉碎度对绿原酸提取效果的影响
粉碎度对绿原酸的提取有一定影响,粉碎的颗粒过小绿原酸的溶出率反而降低,这样既对提取率有影响又增加了能源的消耗,如果颗粒过大,则绿原酸溶出不充分,故本设计选用20目为实验参数。
(2)绿原酸的吸附分离 ①树脂的筛选
D-301对绿原酸的吸附能力和解吸能力均较强。一般来说,吸附载体的吸附能力与其比表面、孔结构、孔隙率、表面极性等有关,比表面、孔容和孔隙率越大,吸附载体的吸附能力也越强。D-301树脂具有相当大的比表面和适宜的孔径,而且吸附和解吸率都较好。
②粗提液浓度的选择
随着被吸附液浓度的升高,大孔吸附树脂上的绿原酸的吸附量逐渐增大。 ③洗脱剂的选择
溶剂的成本和毒性考虑,乙醇也优于其他两种,因此选择乙醇作为洗脱剂。洗脱液浓度的选择15%的乙醇对D-301树脂吸附的绿原酸具有最强的洗脱能力,该溶剂的极性和绿原酸分子本身的极性相接近,有很好的溶解效果。
④高径比的选择
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高径比增加可提高树脂的利用率。但如果高径比太大,也会增加吸附时间,因此本设计根据实际选择高径比是15。
4.3 物料衡算
4.3.1 全车间总物料衡算主要内容
(1)原料消耗的计算,主要原料为金银花、乙醇、大孔树脂、乙酸乙酯、白糊精、微晶纤维素、梭甲基纤维素钠、柠檬酸、碳酸氢钠、蔗糖、甘露醇粉等。
(2)成品,副产品及废气废水计算。 4.3.2 工艺技术指标及基础数据
主要技术参数:
(1)生产规模:年产300吨绿原酸
(2)生产方法:乙醇热回流法,大孔树脂吸附法等 (3)生产天数:300天/年
(4)绿原酸日产量:1 t ,即每周产量6 t (5)绿原酸年产量:300 t
(6)提取率:未脱脂的干燥金银花中绿原酸的提取产率可以达到3.76% (7)口腔崩解片重量:0.5 g/片 4.3.3 口腔崩解片的配方
金银花提取物43%,微晶纤维素8%,梭甲基纤维素钠4%,柠檬酸12%,碳酸氢钠6.6%,聚乙二醇2%,甜蜜素1.2%,二氧化硅0.6%,硬醋酸镁0.6%,低取代轻丙基纤维素4%,甘露醇12%,蔗糖6%,食用香精色素若干种。 4.3.4 300吨/年绿原酸车间总物料衡算
日产lt绿原酸,则所需各种原料的每天需要量为:金银花26.6 t;微晶纤维素186 kg;梭甲基纤维素钠93.2 kg;柠檬酸279.6 kg;碳酸氢钠153.78 kg;聚乙二醇46.6 kg;甜蜜素27.96 kg;二氧化硅13.98 kg:硬酷酸镁13.98 kg;低取代轻丙基纤维素93.2 kg;蔗糖139.8 kg;甘露醇粉279.6 kg;每日生产的片剂为2.33 t。
乙醇的使用有两个方面,一是提取时要用到70%的乙醇,另外就是洗脱时要用到15%的乙醇,设每洗脱1 kg绿原酸需10 L乙醇。假设购买时是99%的酒精,由于乙醇能回收利用,但是由于其的性质容易挥放,每回收一次损失10%,假设每天回收一次,分别需要11611010 L 和1249394 L,一共需要12860404 L。
表1 300吨/年绿原酸物料衡算表
Table 1 300 tons / year plant ehloorgenie aeid material balance table
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