中药提取车间设计

摘要：介绍了中药提取车间的工艺流程、主要设备选型及车间布置。

关键词：中药提取、设备选型、车间布局

中图分类号：TB21 文献标识码： A

1.前言

中药提取是从原料药材中分离有效成分的单元操作。尽管近年来国内在中药提取生产中推出了一些所谓新工艺、新设备，如超临界流体提取、超声场强化提取、微波提取等，但时下的主流仍是多能提取罐提取、渗漉等一类间歇式传统提取工艺。本文以某中药厂的提取车间为例，探讨多能提取罐水提工艺的中药提取车间的设计。

2.中药提取车间工艺流程

提取车间工艺流程图

3.主要设备选型

中药提取设备均为标准设备（定型设备），故中药提取车间设计时，只要对设备进行选型设计即可。

提取车间年药材处理量为：150吨/年；生产天数为：300天；批次：2批/天，每天3班。则每批药材处理量为：150吨/年÷300天÷2批/天=0.25吨/批。

（1）多功能提取罐

每批药材处理量为250kg，按照工艺要求中药材和水的比例1:10，则加水量为250kg×10=2500kg≈2.5m3；多功能提取罐充装系数取0.85，则2.5m3÷0.85≈2.9m3。 故配置1台3.0m3多功能提取罐（每批药材处理间隔时间为12h，故多功能提取罐只需考虑处理一批药材的量即可）。每台3.0m3多功能提取罐投料量为250kg即可满足生产要求。

（2）提取液储罐

提取过程加水煎煮两次，每次加大约10倍纯化水量（~2.5m3）。第一次投料、加水和加温到100℃时间约1.5小时，提取时间约2小时，出液时间约0.5小时；第二次加水和加温到100℃时间约1.0小时，提取时间约1小时，出液时间约0.5小时，清理药渣时间为0.5小时。则一批药材处理时间约为4+3小时左右，一批药材可收集提取液~2.5m3×2。两次提取液收集时间间隔4小时，在收集第二次提取液时，第一次提取液已经浓缩处理完毕，故提取液储罐只要考虑储存一次提取液的量（~2.5m3）。提取液储罐充装系数取0.9，则2.5m3÷0.9≈2.8m3，则配置1台3.0m3提取液储罐即可满足生产要求。

提取液通过离心泵输送至提取液储罐，配置1台10m3/h防爆离心泵（水提液在后期有用到95%的酒精进行醇沉处理，故本车间为甲类防爆车间）。

（3）单效真空浓缩器

每次需要处理的提取液为~2.5m3（~2500kg），单效真空浓缩器浓缩比为1:5~1:4；浓缩比取1:4，则单效真空浓缩器浓缩过程中蒸发的水分约为1875kg，需要在第二次提取液出液前将第一次提取液浓缩完成，每次物料处理时间按为2小时计算。

则1875kg÷2 h=937.5kg/h，即每小时需要处理937.5kg的提取液。则配置1台1000型（蒸发量：1000kg/h）单效真空浓缩器即可满足生产要求。

（4）浓缩液贮罐

一批提取液约2.5m3×2（提取过程加水煎煮两次）经浓缩后得到的浓缩液约为1.25m3（单效真空浓缩器浓缩比为1:5~1:4；浓缩比取1:4）左右。浓缩液贮罐充装系数取0.9，则1.25m3÷0.9≈1.4m3，故配置1台1.5m3浓缩液贮罐（两次水提液浓缩后先合并再去醇沉处理）即可满足生产要求。

浓缩液需要通过螺杆泵输送至浓缩液贮罐。配置1台6m3/h防爆螺杆泵。

（5）沉降罐

一批药材可得1.4m3的浓缩液，加2.5倍左右的95%乙醇进行沉淀（根据实际生产经验，本产品醇沉时药液中醇浓度应达65%～ 70% ,乙醇的浓度与药液需要达到的乙醇浓度之间差20%～25% 最佳，固选用95%乙醇进行沉淀），则每批需要加的酒精量为1.4m3×2.5=3.5m3，则沉降罐内液体积为1.4m3+3.5m3≈4.9m3（不考虑水和乙醇混合时体积变化）。沉淀时间在24小时左右，所以沉降罐应能储存一天两批的待沉降液体（4.9m3×2=9.8m3）。沉降罐充装系数取0.85，则9.8m3÷0.85≈11.5m3。故配置4台3.0m3沉降罐即可满足生产要求（综合考虑了车间层高及建筑造价，一批浓缩液配套2台3m3沉降罐比较合适）。

（6）上清液贮罐

一批药液醇沉液4.9m3每次约得到上清液4.4m3（根据实际生产经验，上清液的体积一般为沉降罐内液体体积的90%），上清液贮罐充装系数取0.9，则4.4m3÷0.9≈4.9m3。故配置2台2.5m3上清液贮罐（两批上清液出液时间间隔12h左右，故只考虑储存一批上清液）即可满足生产要求。沉降罐布置在上清液贮罐上方，上清液通过位差自流到上清液贮罐。

（7）单效真空浓缩器

每批上清液约4.4m3（~4400kg）左右，则单效真空浓缩器浓缩过程中蒸发的水分约为3300kg，每批上清液按4小时处理完计算，则配置1台1000型（蒸发量：1000kg/h）单效真空浓缩器即可满足生产要求。

（8）分装罐

每批上清液约为4.4m3经浓缩后得到的浓缩液（膏液成品）约为1.1m3左右，稀乙醇约为2.7m3左右（浓缩过程中损耗约0.6m3液体）。分装罐充装系数取0.9，则1.1m3÷0.9≈1.2m3。每天有两批中药材要处理，考虑到连续生产的因素，设置2台1.5m3的分装罐（每批浓缩液用一个分装罐，每批药材的浓缩液（膏液成品）应合并后才能分装）即可满足生产要求。分装罐布置在洁净等级为D级的收膏区。

浓缩液（膏液成品）需要通过螺杆泵输送至分装罐，配置1台6m3/h防爆螺杆泵。稀乙醇需要通过离心泵输送至稀乙醇储罐，配置1台10m3/h防爆离心泵。

（9）其他设备

a.4m3乙醇储罐1台（每批浓缩液加95%乙醇量约为3.5m3左右，乙醇储罐充装系数取0.9，其中新乙醇经外管自乙醇罐区来）；配置1台10m3/h防爆离心泵用于输送乙醇到沉降罐。

b.3m3稀乙醇储罐1台（醇沉时每批上清液中稀乙醇约为2.7m3左右，稀乙醇储罐充装系数取0.9，一天有两批稀乙醇，醇沉时每批上清液出液时间间隔12h左右,故只考虑储存一批稀乙醇即可）；配置1台10m3/h防爆离心泵用于输送稀乙醇到酒精回收塔。

c. JH-800的酒精回收塔（回收能力650-700kg/h）一套，用于回收乙醇。

d. 4m3乙醇回收储罐1台用于接收经酒精回收塔处理后的乙醇（根据实际生产经验，每批2.7m3的稀乙醇经回收后可得95%的乙醇1.5m3左右，每天回收两批95%的乙醇1.5m3×2=3.0m3，乙醇回收储罐充装系数取0.9）；配置1台10m3/h防爆离心泵用于输送乙醇到沉降罐。

4.车间布置

4.1.提取车间的总体布置

在提取车间设计前,要根据全厂性布局确定人流及物流，即遵守总流量路程最小原则，尽量使得人流路线短捷，并与物流不交叉。提取车间的膏液成品出口尽量靠近制剂车间，且提取车间在生产过程中有水汽、酒精溶媒蒸汽等影响周围环境,设计时将其尽可能布置在制剂车间的下风向；并且提取车间有大量的药材运进, 又有大量的药渣运出, 故将其尽靠近厂区物流出入口；同时，提取车间的火灾危险性为甲类（使用95%的乙醇），和其它建构筑物之间要严格按照《建筑设计防火规范》（GB50016）要求留有足够的间距。

4.2.提取车间的布置设计

提取车间的火灾危险性为甲类，如果把整个车间都设计成防爆车间既浪费又不实用，故把车间用防爆墙分隔为防爆区和非防爆区，防爆区和非防爆区之间用正压斗室连通。

提取车间分为三层竖向布置。第三层均为非防爆区，分为投料区和称量备料区，投料区设置投料斗, 并在投料口上方设置除尘罩；称量备料区设置必要的捕尘、除尘装置。第二层防爆区为多功能提取罐及沉降罐操作岗位；非防爆区为配电、空调机房、纯水机房等设施。一层防爆区设置储罐、单效真空浓缩器、酒精回收系统及出渣间，其中，出渣间与其他功能间最大限度隔离，并在出渣间装排潮风机，这样可有效地阻止汽雾扩散，降低车间内部的温湿度，保持车间内其它工序的清洁，不受这部分的污染；一层的非防爆区布置了车间的普更区、卫生间、D级洁净收膏区、暂存膏液成品的冷库及真空泵房。

通过以上布置，可有效的控制尘屑飞扬，降低劳动强度，防止汽雾扩散，并且可节省车间占地面积和输送设备。

5.结束语

中药提取车间设计以满足生产工艺要求为基本原则,本文只是针对多能提取罐水提工艺的设备选型设计及车间布局谈一些自己的设计思路和体会。随着制药工业的发展 ,本文所提及的观点和方法仍需在实践中检验并加以修正和提高。