年处理吨丹皮提取丹皮酚车间工艺设计毕业设计.doc

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1、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 工艺概述51.1 前言51.2 工艺简述61.2.1丹皮的前处理工艺61.2.2丹皮酚提取工艺的选择71.3 工艺流程101.3.1工艺流程框图101.3.2工艺流程说明101.4设计思想112 操作时间和批次的确定生产制度133 物料衡算143.1 前处理车间物料衡算143.2 提取车间物料衡算143.2.1丹皮酚年产量及批产量143.2.2辅料用量153.2.3药渣排出量153.2.4物料衡算图154 主要设备选型及说明174.1 前处理车间设备选型174.1.

2、1洗药机选型174.1.2 切药机选型184.1.3烘干设备选型184.1.4粉碎过筛除尘机组选型194.1.5润药机选型204.2 提取车间设备选型214.2.1提取罐选型214.2.2提取罐搅拌功率的验算224.2.3冷凝器选型234.2.4冷藏室结晶罐选型(立式)254.2.5结晶过滤设备选型254.2.6结晶干燥设备选型264.2.7药渣过滤设备选型274.2.8离心泵的选型295主要管材及管径的选择315.1 管材的选择315.2 主要管径的计算315.2.1蒸汽出口管径的计算315.2.2冷凝器出口管径的计算315.2.3提取罐罐体通蒸汽进口管径的计算325.2.4冷凝器冷却水进水

3、管径的计算325.2.5冷凝器冷却水回水管径的计算335.2.6提取罐加料管径的计算335.2.7提取罐夹套进蒸汽管径的计算335.2.8提取罐夹套出蒸汽管径的计算335.2.9冷藏液出口管径的计算335.3 工艺主要设备一览表346 能量衡算376.1 整个生产过程中每天蒸汽消耗量的计算:376.2 整个生产过程中耗电量的计算:376.2.1前处理车间每天耗电量的计算:376.2.2提取车间每天耗电量的计算:376.2.3未进行重蒸的经济衡算387丹皮酚纯度检验397.1 方法原理397.2 色谱条件397.3 试样制备:397.3.1 对照品溶液的制备397.3.2 供试品溶液的制备397

4、.3.3 标准曲线试验397.4 精密度试验407.5 样品测定408 三废处理418.1 废渣的处理418.2 废水的处理438.3 废气的处理439车间工艺平面布置说明4410车间技术要求4610.1 前处理车间技术要求4610.2 提取车间技术要求4611附图4711.1工艺平面布置图(1:100)4711.2提取罐安装图(1:50)4711.3工艺管道仪表流程图4711.4设备一览表4712设计感想4813 双锥回转真空干燥机综述4913.1 工作原理4913.2 结构4913.3 国内外发展现状4913.3.1国内发展现状4913.3.2 国外研究现状5013.4 展望50参考文献5

5、1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GM

6、P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。 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

7、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

8、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、-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。

9、 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

10、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

11、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: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;便于调剂和服用;加速药材中有效成分的浸出或溶出;为制备多种剂型

12、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

13、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

14、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-

15、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2030m),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

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