年產(chǎn)10噸水楊酸乳膏生產(chǎn)工藝設計【含CAD圖紙、說明書】
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年產(chǎn)10噸水樣酸乳膏生產(chǎn)工藝設計
摘要:通過對近年來國內外有關對水楊酸乳膏的制作方法的比較和分析,將最適合乳膏合成的方法和發(fā)展方向做成本設計的內容.研究了以水楊酸為主要原料采用本設計的處方和方法進行的工藝.根據(jù)國內生產(chǎn)技術水品及年產(chǎn)量的要求設計合成水楊酸乳膏的工藝流程及生產(chǎn)車間平面布局.
關鍵詞:乳膏;水楊酸 ;工藝設計
畢業(yè)設計任務書
學 院: 化學化工學院
題 目: 年產(chǎn)10噸水楊酸乳膏生產(chǎn)工藝設計
起止時間: 2012年1月10號至2012年6月3號
指導老師：
職 稱：
系 主 任：
院 長：
專業(yè)班級：
學 號：
學生姓名：
年1月10號
設計內容及要求：
一、 設計內容：
1. 水楊酸乳膏最佳生產(chǎn)工藝流程；
2. 對所選的設計工藝進行物料衡算；
3. 設計基礎：①年操作時間按300天計算 ②原材料規(guī)格 ③產(chǎn)品規(guī)格 ④原材料消耗和產(chǎn)品收率 ⑤公用工程規(guī)格：電、蒸汽等；
4. 根據(jù)設計條件，計算主要設備有關尺寸，并進行選型及設備布置；
5. 列出工藝設備一覽表（設備名稱、規(guī)格、主要材質、數(shù)量等）；
6. 繪出主要設備圖（1號圖紙）、車間平面布置圖（1號圖紙）。
二、課題研究期間的要求：
1. 資料查詢完備，有詳細的記錄，并交綜述文章一篇；
2. 為保證畢業(yè)設計（論文）的時間及設計質量，應按進度安排認真完成；
3. 定期向老師匯報畢業(yè)設計的進度；
4. 做畢業(yè)設計期間如有特殊情況要外出，應有相關請假手續(xù)。
三、設計要求
1．設計說明書撰寫規(guī)范，嚴謹，條理清晰；
2. 設計內容要求數(shù)據(jù)可靠，論證合理，有實用價值；
3. 字數(shù)不少于15000字,參考文獻不少于20篇。
指導教師 ： 年 月 日
畢業(yè)設計(論文)
題 目：年產(chǎn)10噸水楊酸乳膏生產(chǎn)工藝設計
學院名稱：
學生姓名：
班 級：
學 號：
指導老師：
職 稱：
院 長：
年06月05日
畢業(yè)設計開題報告
學 院： 化學化工學院
題 目： 年產(chǎn)10噸水楊酸乳膏生產(chǎn)工藝設計
學生姓名：
專業(yè)班級：
學 號：
指導老師：
教研室主任：
院 長：
年1月10日
設計題目
年產(chǎn)10 噸水楊酸乳膏生產(chǎn)工藝設計
設計題目來源
自選課題
設計題目類型
設計型
起止時間
起：2012年1月10日
止： 2012年6月3日
一、設計依據(jù)及研究意義：
。[4]水楊酸可用于敏感、脂溢肌膚去角質：水楊酸有脂溶特性，分子量也較大，可以將作用鎖定在淺層角質中，不會影響活性表皮細胞，在穩(wěn)定性、刺激程度方面都相對優(yōu)越，產(chǎn)生累積性刺激的機會與發(fā)炎程度比一般的果酸少。水楊酸可用于清除粉刺、縮小毛孔：水楊酸的脂溶特性可以通過與脂質融合的方式，滲透進入角質層及毛孔深處，卻不會對真皮組織造成刺激。它可以順著分泌油脂的皮脂腺滲入毛孔的深層，有利于溶解毛孔內老舊堆積的角質層，改善毛孔阻塞，因此可阻斷粉刺的形成并縮小被撐大的毛孔及清除毛孔中黑頭粉刺。
通過此次設計，了解了設計的一般程序，初步掌握了一定的設計方法，對一些化工設備有了更深層的學習，能夠較深刻的體會到現(xiàn)實生產(chǎn)與理論計算的差別，尤其熟悉了水楊酸乳膏的市場前景及其整個生產(chǎn)工藝過程。了解的水楊酸乳膏臨床用途和工藝設計，對于制藥工程專業(yè)的畢業(yè)設計是較合適的選題，并有一定的意義，有利于學生的工程設計能力的培養(yǎng)與訓練。為將來從事本行有重要的意義。
二、設計主要研究的內容、預期目標：（技術方案、路線）
主要研究內容：對水楊酸乳膏的合成工藝路線進行歸類選擇一條合適的生產(chǎn)路線，確定工藝流程，繪制工藝流程圖，并進行物料衡算和能量衡算及主體設備的選型，輔助設備的選擇，車間平面圖，并繪制主要設備的裝配圖。
預期目標：完成水楊酸乳膏的工藝設計及物料能量衡算，繪制工藝流程圖，車間設備布置圖和立面布置圖及主要設備裝配圖。
技術方案、路線：首先選擇一條合適的生產(chǎn)路線，確定工藝流程，然后進行物料能量衡算，最后繪制相關圖紙。
三、設計的研究重點及難點：
研究重點：水楊酸乳膏的工藝路線的選擇及物料能量衡算。
研究難點:1、選擇工藝路線（選擇工藝路線，關系到后面工藝流程的選擇和車間裝置的布置）。
2、物料和能量衡算（要查閱相關的數(shù)據(jù)，引用物料的物理和化學參數(shù)）。
3、設備選型（設備尺寸大小關系到設備的擺放和車間的布置）
四、設計的研究方法及步驟（進度安排）：
進度安排：
1
各階段完成的內容
起止時間
2
查閱資料
12月23日–1月10日
3
選擇水楊酸乳膏的工藝路線
3月20日-3月27日
4
物料能量衡算
3月28日- 4月7日
5
設備選型繪制圖紙
4月 8日- 4月19日
6
整理材料寫論文
4月20日- 5月22日
五、進行設計所需條件：
1. 查閱相關資料，收集車間設計資料并且詳細記錄。
2. 掌握水楊酸乳膏生產(chǎn)工藝的基本理論知識，能夠運用這些知識選擇設計的工藝路線，分析和理解工藝過程的化學原理。
3. 能夠運用化工原理、化學反應工程等化學工程基本理論去分析比較選定的化工過程設備，進行化工過程及工藝設備的計算。
4.化工制圖能力，能夠繪制工藝流程、車間布置、管道布置、設備總裝圖等。
六、指導老師意見：
同意按進度完成
簽名：
2012年1月10日
前 言
乳膏劑是軟膏劑的一種, 軟膏劑是指藥物與適宜基質制成的一種容易涂布于皮膚、黏膜或創(chuàng)面的半固體外用制劑。其中采用乳劑型基質制成的軟膏劑稱為乳膏劑。乳劑基質系指油相與水相借乳化劑的作用而形成的半固體乳劑基質。乳膏劑主要有保護創(chuàng)面、潤滑皮膚和局部治療作用, 某些軟膏劑中的藥物透皮吸收后, 亦能產(chǎn)生全身治療作用
乳膏劑是一種老劑型, 但因其使用方便、性質穩(wěn)定、溶解性能較好等優(yōu)點越來越受到人們的關注, 很多新的醫(yī)藥原料正在嘗試著制成乳膏通過透皮吸收達到較好的治療效果, 特別是近幾年來, 隨著中藥產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展, 很多中藥制劑也朝著這個方向發(fā)展, 顯現(xiàn)著較好的發(fā)展態(tài)勢
乳膏劑大致分為三種:①以西藥成分為主藥的乳膏劑; ② 以中藥成分為主的乳膏劑;③其他化學原料為主藥制成的乳膏劑.
而水楊酸乳膏是以其他化學原料為主藥制成的乳膏劑
乳膏劑除去主要藥理成分外，對其基質也有一定的要求，其基質的要求有，①潤滑無刺激，稠度適宜，易于涂布；②性質穩(wěn)定，與主要不發(fā)生配伍變化；③具有吸水性，能吸收傷口分泌物；④不妨礙皮膚的正常功能，具有良好釋藥性能；⑤易洗除，不污染衣服.
水楊酸的性質如下
英文名稱：salicylic acid;SA
其他名稱：鄰羥基苯甲酸
定義：植物的次生代謝產(chǎn)物，由苯甲酸經(jīng)羥基化而生成或由反式肉桂酸通過側鏈β氧化而生成。在植物體內以游離態(tài)和葡糖苷的形式存在。有生理調節(jié)作用，如誘導開花及抗病性等
理化性質；水楊酸為白色結晶性粉末，無臭，味先微苦后轉辛。熔點157-159℃,在光照下逐漸京變色。相對密度1.44。沸點約211℃/2.67kPa。76℃升華。常壓下急劇加熱分解為苯酚和二氧化碳。1g水楊酸可分別溶于460ml水、15ml沸水、2.7ml乙醇、3ml丙酮、3ml乙醚、42ml氯仿、135ml苯、52ml松節(jié)油、約60ml甘油和80ml石油醚中。加入磷酸鈉、硼砂等能增加水楊酸在水中的溶解度。水楊酸水溶液的pH值為2.4。水楊酸與三氯化鐵水溶液生成特殊的紫色。
分子式：C7H6O3
結構式:
??
相對分子質量 ：138
質量指標：
外觀[3]白色粉末，允許略帶黃色和粉紅色
苯酚含量 ≤0.20%
水分 ≤0.40%(質量分數(shù))
水楊酸的質量分數(shù) ≥99.0%
灰分 ≤0.30%
干品初熔點 ≥156.0℃
國外牌號有Retarder W(美國)、Vulcatard SA(英、法)
作用與用途：水楊酸是醫(yī)藥、香料、染料、橡膠助劑等精細化學品的重要原料。在醫(yī)藥工業(yè)，水楊酸本身用作消毒防腐藥，用于局部角質增生及皮膚霉菌感染。作為醫(yī)藥中間體，用于止痛靈、利尿素、乙酰水楊酸)、水楊酸鈉、水楊酰胺、優(yōu)降糖、氯硝柳胺、水楊酸苯酯、對羥基苯甲酸乙酯、次水楊酸鉍、柳氮磺胺吡啶等藥物的生產(chǎn)。在染料工業(yè)中，用于生產(chǎn)直接黃GR、直接耐曬灰BL、直接耐曬棕RT、酸性媒介棕G、酸性媒介黃gG等染料、媒介純黃酸性鉻黃。水楊酸的各種酯類可用作香料，例如水楊酸甲酯可作牙膏等的口腔用香料及其他調味香料和食品香料等。在橡膠工業(yè)中用于生產(chǎn)防焦劑、紫外線吸收劑和發(fā)泡助劑等。水楊酸還可用作酚醛樹脂固化劑、紡織印染的漿料防腐劑、合成纖維染色時的膨化劑（促染劑）等。[4]水楊酸可用于敏感、脂溢肌膚去角質：水楊酸有脂溶特性，分子量也較大，可以將作用鎖定在淺層角質中，不會影響活性表皮細胞，在穩(wěn)定性、刺激程度方面都相對優(yōu)越，產(chǎn)生累積性刺激的機會與發(fā)炎程度比一般的果酸少。水楊酸可用于清除粉刺、縮小毛孔：水楊酸的脂溶特性可以通過與脂質融合的方式，滲透進入角質層及毛孔深處，卻不會對真皮組織造成刺激。它可以順著分泌油脂的皮脂腺滲入毛孔的深層，有利于溶解毛孔內老舊堆積的角質層，改善毛孔阻塞，因此可阻斷粉刺的形成并縮小被撐大的毛孔及清除毛孔中黑頭粉刺
水楊酸具有軟化角質和抗真菌等作用, 通常配成軟膏使用, 用于治療各種淺部霉菌、牛皮癬及魚鱗病、破裂性濕疹、老年性瘙癢癥和角質增生等病癥,具有軟化角質, 抑制霉菌、止癢、抗菌等作用。目前,水楊酸軟膏多采用凡士林作基質, 這種軟膏比較油
膩, 藥效慢, 其中的水楊酸以結晶形態(tài)存在, 不利于藥物作用的發(fā)揮[ 1] 。有的水楊酸軟膏則制成水包油型膏霜[ 2, 3], 能克服凡士林基質油膩的缺點, 但加入水楊酸的方式基本上還是采用直接添加固體水楊酸的方式, 軟膏中的水楊酸還是以微小晶體形態(tài)存在于軟膏中, 藥效發(fā)揮不理想。因此, 對水楊酸軟膏的
配制工藝進行研究, 以克服以上方法的不足, 具有實際意義。
水楊酸的乳化問題, 是水楊酸軟膏制造的關鍵。
第1章 設計指導思想和設計原則
1.1 指導思想
年產(chǎn)10噸水楊酸乳膏的設計來源于生活中的實際需求。其原料來源廣泛，市場需求大，生產(chǎn)工藝比較簡單可靠，適合各類制藥企業(yè)生產(chǎn)。通過畢業(yè)設計使制藥專業(yè)的學生初步地掌握制藥工藝設計的一般程序和方法并具有一定的設計能力，對制藥過程有更深的了解，為今后走向工作崗位打好基礎。
1.2 設計原則
1.2.1 廠址選擇
據(jù)GMP規(guī)范，對于藥廠的選擇應考慮以下因素：環(huán)境、供水、能源、交通、自然條件、環(huán)保、符合城市發(fā)展規(guī)劃、協(xié)作條件等。
工業(yè)區(qū)應設在城鎮(zhèn)常年主導風向的下風向 ，藥廠廠址應設在工業(yè)區(qū)的上風位置，廠址周圍應有良好的衛(wèi)生環(huán)境，無有害氣體、粉塵等污染源，也要遠離車站、碼頭等人流、物流比較密集的區(qū)域。
確定廠區(qū)后，據(jù)藥廠的組成和使用需要，結合有關技術要求，遵循國家的方針政策，按照對藥品生產(chǎn)質量管理要求，結合廠區(qū)的具體條件、廠區(qū)的衛(wèi)生、防火技術要求等進行分析綜合，做到工藝流程合理，總體布置緊湊，以達到投資省、建設周期短、生產(chǎn)成本低、效率高的效果。具體規(guī)范見《醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設計規(guī)范》。
1.2.2工藝流程
工藝流程設計是整個設計中最重要的一部分，是車間設計的核心，且是車間布置設計的依據(jù)，工藝流程的設計是否合理、可靠、先進，決定了車間設計的成敗與否。本設計工藝流程的設計是在一些已投入生產(chǎn)的成熟的工藝流程的基礎上，據(jù)GMP規(guī)范和具體生產(chǎn)需要，進行的一些改造和完善，且對不同的劑型進行不同的工藝路線設計。
1.2.3設備的選型
在制劑生產(chǎn)中，設備對工藝的先進性，對潔凈影響都很大。對設備的選擇除了材質外，還要盡量選擇密閉、自動化、聯(lián)動化，以減少操作工序和操作人員，
清楚污染來源，并且設備一定要便于清洗和拆除，這樣才能符合GMP要求。
據(jù)GMP規(guī)范，對于本廠品的制劑所需設備應滿足以下規(guī)定：①潔凈室內應采用具有防塵、防微生物污染的設備和設施；②設備的容量盡可能與生產(chǎn)的批量相適應；③設備保溫層表面必須平整、光潔，不得有顆粒性物質脫落，表面宜用金屬外殼保護；④對生產(chǎn)噪聲、振動的設備，應分別采用消聲、隔振裝置，改善操作環(huán)境；⑤設備應能滿足產(chǎn)品驗證的有關要求，合理設置有關參數(shù)的測試點?！?
1.2.4制劑車間的布置
據(jù)GMP規(guī)范，設計應遵循的原則有：①車間應按工藝流程合理布局，布置合理、緊湊，有利于生產(chǎn)操作，并能保證對生產(chǎn)過程進行有效的管理。②車間布置要防止人流、物流之間的混雜和交叉污染，防止原材料、中間體、半成品的交叉污染和混雜。做到人流、物流協(xié)調；工藝流程協(xié)調；潔凈級別協(xié)調。③車間應設有相應的中間貯存區(qū)域和輔助房間。④廠房應有與生產(chǎn)量相適應的面積和空間，建設結構和裝飾要有利于清洗和維護；⑤車間內應有良好的采光、通風，按工藝要求可增設局部通風。
1.2.5空調凈化系統(tǒng)
其首要任務是控制室內浮游微粒及細菌對生產(chǎn)的污染。使室內的生產(chǎn)環(huán)境的空氣潔凈度符合工藝要求，據(jù)GMP對潔凈廠房的環(huán)境控制要求，做出相應措施。據(jù)藥品生產(chǎn)環(huán)境對潔凈度的具體分區(qū)，并確定換氣次數(shù)。確立其他環(huán)境參數(shù)，如溫度與濕度、潔凈壓力、噪聲、新風量。
1.2.6 設計準備
設計開始前要充分查閱相關資料，做好筆記，紀錄每天的進展。一是可以清晰地看到自己的設計進度，二是可以清楚地進行對照，較快速和明了地知道自己的遺漏和欠缺，可以及時地改進。
第2 章生產(chǎn)工藝的選擇
2.1 工藝的意義
藥品生產(chǎn)工藝流程設計的目的是通過圖解的形式，表示出在生產(chǎn)過程中，由原、輔料制得成品過程中物料核能料發(fā)生的變化及流向，以及表示出生產(chǎn)中采用哪些藥物制劑加工過程及設備（主要是物理過程、物理化學過程及設備），為進一步進行車間布置、管道設計及計量控制設計等提供依據(jù)。按GMP要求對不同的藥物制劑型進行分類的工藝流程設計
2.1 工藝技術方案
2.1.1 一般規(guī)定
1．為了保證乳膏劑生產(chǎn)質量，防止生產(chǎn)環(huán)節(jié)對乳膏劑的污染，生產(chǎn)區(qū)域必須滿足規(guī)定的環(huán)境參數(shù)標準
2．乳膏生產(chǎn)區(qū)域應以空氣潔凈度為主要控制對象，同時還要應對其溫度、濕度、新鮮空氣量、壓差、照度、噪聲等做出必要的規(guī)定，且要對起進行驗證以滿足GMP標準。
2.2 工藝設計參數(shù)
(1) 設計項目：年產(chǎn)10噸水楊酸乳膏劑的車間工藝設計
(2) 產(chǎn)品名稱： 水楊酸乳膏劑
(3) 生產(chǎn)計劃：1-12月生產(chǎn)水楊酸乳膏劑（10g/支）
(4) 原料規(guī)格：水楊酸 99%（質量分數(shù)）；二甲基亞砜99%（質量分數(shù)）；單硬脂酸甘油 99%（質量分數(shù)）；十二烷基硫酸鈉 90%（質量分數(shù)）；甘油 99%（質量分數(shù)）；羥苯乙脂 99%（質量分數(shù)）
(5) 產(chǎn)品規(guī)格：水楊酸乳膏劑（10%）
(6)設計參數(shù)：
年生產(chǎn)時間：2400h(300天)
年生產(chǎn)能力：水楊酸乳膏10噸
2.3生產(chǎn)過程簡述
2.3.1 軟管的選擇
乳膏的容器時藥用軟管，軟膏劑對灌裝使用的軟管有嚴格的要求；軟管的材料與軟膏機制不能發(fā)生理化作用，不能經(jīng)擠壓后有回吸現(xiàn)象，管內壁要求干凈清潔，管壁要求不透氣，管外壁能容易涂上色彩鮮艷的圖案和商標，而且不易脫落。
目前常用的軟管有內壁涂膜鋁管，塑料管和復合材料管。過去曾用過的鋁錫管等落后的包裝材料已淘汰不在使用。
常用的藥用軟管的規(guī)格及尺寸
直徑/mm
管長/mm
2
4
10
14
11
13
16
19
50
62
84
96
本設計根據(jù)生產(chǎn)規(guī)格需要選用10/g 16/mm 84/mm的內壁涂膜鋁管。
2.3.2 乳膏的生產(chǎn)
2.3.2.1工序
此次乳膏劑采用 基質制備、主藥制備、混合制備、灌裝、裝盒、貼標、裝箱、成品檢驗等
2.3.2.2基質制備
凡士林、石蠟等油性基質在低溫時常處于半固體狀態(tài)，與主藥混合之前需要加熱減低其黏稠度。一般采用蛇管蒸汽加熱器加熱，在蛇管加熱器中央安裝有一個漿式攪拌器，低粘稠基質被加熱后一般使用真空管將其從加熱灌底部吸出，而后進行下一步的處理。在其制備過程中需要充分加熱、保溫和攪拌，才能保證基質的完全熔融。
2.3.2.3主藥制備
本設計所用水楊酸為工廠生產(chǎn)水楊酸
2.4 工藝研究
2.4.1處方的組成
水楊酸10g，單硬脂酸甘油酯7g，硬脂酸10g白凡士林12g，液狀石蠟10g，甘油12g，十二烷基硫酸鈉10g，尼泊金乙酯0.1g,純化水29ml
制備：將水楊酸研細后過刷，備用。稱取處方量的單硬脂酸甘油酯.白凡士林及液狀石蠟，加熱熔化得基質A；另將甘油及純化水加熱至90℃，再加入十二烷基硫酸鈉及尼泊金乙酯，溶解后得基質B；在加溫（80℃左右）下將基質B與基質A混合.攪拌，直至冷凝，及得乳白色細膩的基質C.將研細的水楊酸加入基質中攪拌均勻，即得。
2.5工藝流程圖
2.5.1生產(chǎn)工藝流程圖
清潔區(qū)
油性基質
外包裝
標簽
檢驗
內包裝
批號.裝量
消毒
乳化劑
藥用軟管
配制
消毒
乳化制膏
灌裝
封口
滅菌
成品
表2-1工藝流程圖
第3章 物料衡算
3.1 生產(chǎn)能力計算
根據(jù)設計任務，除去季保養(yǎng)、月保養(yǎng)、修理、放假等總計65天，則年工作日為：365-65 =300天
根據(jù)生產(chǎn)需要，本設計定1天（8小時）為一生產(chǎn)日，生產(chǎn)一批產(chǎn)品，則每批的生產(chǎn)能力為1000×103÷300=3334 .每支規(guī)格為10g則每批乳膏劑的重量為3334支×10g =33340g=33.34kg。
3.2 質量守恒定律
質量守恒定律是“進入一個系統(tǒng)的全部物料量必等于離開這個系統(tǒng)的全部物料量，再加上過程中損失量和在系統(tǒng)中積累量?！币罁?jù)質量守恒定律，對研究系統(tǒng)作物料衡算，可用下式表示：
∑G進=∑G出+ ∑G損+∑G積 （3-1）
式中 ∑G進—輸入物料量總和；
∑G出—離開物料量總和；
∑G損—總的損失量；
∑G積—系統(tǒng)中積累量。
由設計任務書知,在1-12月份生產(chǎn)水楊酸乳膏產(chǎn)品的規(guī)格10% 10g/支 水楊酸濃度99% .單硬脂酸甘油酯99%.十二烷基硫酸鈉90%.甘油99%.硬脂酸99%.白凡士林99%，液狀石蠟99%.
3.2.1一天的理論用量
①水楊酸：33.34×10%=3.334kg
②單硬脂酸甘油酯：33.34×7%=2.334kg
③十二烷基硫酸鈉：33.34×10%=3.334kg
④甘油：33.34×12%=3.995kg
⑤硬脂酸：33.34×10%=3.334kg
⑥白凡士林：33.34×12%=3.995kg
⑦液狀石蠟：33.34×10%=3.334kg
⑧尼泊金乙酯：33.34×0.1%=0.033kg
⑨純化水：33.34×29%=9.666kg
3.2.2一天的實際用量
由于配料罐的回收率為99.5% 膠體磨回收率99.5%
①水楊酸 33.34×10%÷99%÷99.5%=3.384kg
②單硬脂酸甘油酯：33.34×7%÷99%÷99.5%÷99.5%=2.381kg
③十二烷基硫酸鈉：33.34×10%÷90%÷99.5%÷99.5%=3.741kg
④甘油： 33.34×12%÷99%÷99.5%÷99.5%=4.082kg
⑤硬脂酸：33.34×10%÷99%÷99.5%÷99.5%=3.400kg
⑥白凡士林：33.34×12%÷99%÷99.5%÷99.5%=4.082kg
⑦液狀石蠟：33.34×10%÷99%÷99.5%÷99.5%=3.741kg
⑧尼泊金乙酯：33.34×0.1%÷99.5%÷99.5%=0.0336kg
⑨純化水：33.34×29%÷99%÷99.5%÷99.5%=9.864kg
3.2.3一天的實際損耗
①水楊酸規(guī)格為99%的損耗
實際量-理論量=3.384-3.334=0.05kg
②單硬脂酸甘油酯規(guī)格為99%的損耗：
實際量-理論量=2.381-2.334=0.047kg
③十二烷基硫酸鈉規(guī)格為90%的損耗
實際量-理論量=3.741-3.334=0.407kg
④甘油規(guī)格為99%的損耗：
實際量-理論量=4.082-3.995=0.087kg
⑤硬脂酸規(guī)格為99%的損耗
實際量-理論量=3.400-3.334=0.066kg
⑥白凡士林規(guī)格為99%的損耗：
實際量-理論量=4.082-3.995=0.087kg
⑦液狀石蠟規(guī)格為99%的損耗
實際量-理論量=3.741-3.334=0.407kg
⑧尼泊金乙酯：
實際量-理論量=0.0336-0.0333=0.0003kg
⑨純化水：
實際量-理論量=9.864-9.666=0.198kg
故一天的總損耗為：水楊酸損耗+單硬脂酸甘油酯損耗+十二烷基硫酸鈉損耗+甘油損耗+硬脂酸損耗+白凡士林損耗+液狀石蠟損耗+尼泊金乙酯損耗+純化水損耗=0.05+0.047+0.407+0.087+0.066+0.087+0.407+0.0003+0.198=1.3493kg
表3.1進出反應釜的物料衡算表（千克/天）
輸入/kg
損耗/kg
輸出/kg
原料
水楊酸
3.384
0.05
3.384
單硬脂酸甘油酯
2.381
0.047
2.381
十二烷基硫酸鈉
3.741
0.407
3.741
甘油
4.082
0.087
4.082
硬脂酸
3.400
0.066
3.400
白凡士林
4.082
0.087
4.082
液狀石蠟
3.741
0.407
3.741
尼泊金乙酯
0.0336
0.0003
0.0336
純化水
9.864
0.198
9.864
第4章 設備設計和選型
4.1 反應釜設計計算
4.1.1 反應釜（轉化器）釜體計算
水楊酸乳膏因采用設備上用到了加熱罐，本次設計用反應釜代替。水楊酸乳膏一次投入完成配料，所以在計算時應取實際的純化水計算即986.4L，由于我國反應釜生產(chǎn)廠家較多，技術也較成熟。大型罐可按其每次的容量值直接去設備廠選型。
a、 確定筒體和封頭型式
從工藝參數(shù)來看，所列出的工作壓力及溫度以及該設備之工藝性質，可以看出它是屬于帶攪拌的常壓反應釜類型，根據(jù)慣例，選擇圓柱形筒體和橢圓形封頭。
b、 確定筒體和封頭直徑
首先計算加入反應釜物料的總體積，計算份額最多的主要進料，其他的物料可忽略不計；再計算反應后體積變化，其中純化水為主要成分，下面以水楊酸乳膏每批（一天）的計算為基準。
表4.1水楊酸乳膏中主要成分的質量，體積
物質
質量（kg）
密度(k/m3)
體積(m3)
純化水
9.86
1000
0.00986
V0=0.00986
又因投料后體積略有增大，還有其他進料的估算，故操作容積V0取1m3。設備容積V與操作容積V0的關系為V0=ηV，因配液過程中無泡沫或沸騰情況，粘度也不大，故取裝料系數(shù)η=0.8，故設備容積V=V0/η=1 /0.8=1.25m3，1.25m3。
對于帶攪拌器的反應釜來說，設備容器V為主要的決定參數(shù)。由于攪拌功率與攪拌直徑的五次方成正比，而攪拌器的直徑往往需隨容器直徑的加大而增大，因此在同樣的容器下，反應釜的直徑不宜太大。
根據(jù)《化工設備設計基礎》表5—1幾種反應釜的H/值如下表4.2所述：
表4.2幾種反應釜的H/Di 值
種類
釜內物料類型
H/ Di值
一般反應釜
液-固相或液-液相物類
1-1.3
氣-液相物料
1-2
發(fā)酵釜類
1.7-2.5
從上表可看出H/值為1-1.3，設備容積為1.25m3，考慮到容器不大，可取H/=1，這樣可使直徑不至太小。
反應釜直徑計算式如下：
（4-1）
圓整至公稱直徑標準系列，取=1100mm。封頭取相同的內徑， 其曲面高度根據(jù)《化工設備機械基礎》表16-6查得=275mm，直邊高度根據(jù)《化工設備機械基礎》表16-6，初步取為40mm。
c、確定筒體高度
當Dg=1100mm，直邊高度h2=40mm時，從《化工設備機械基礎》表16-6
中查的橢圓形封頭的容積=0.212，從《化工設備機械基礎》表16-5查的筒體每一米高的容積=0.950，則筒體高度估算為：
H=(V-)/=(1.25-0.212)/0.950≈1.09（m） （4-2）
圓整，取H=1.1m，于是H/=1100/1100=1,與選定的1相符合，符合要求
4.1.2 確定夾套
a、確定夾套直徑,根據(jù)《化工設備機械基礎》表18-3，即如下表4.3所述：
表4.3 夾套直徑與筒體直徑的關系(mm)
500～600
700～1800
2000～3000
+50
+100
+200
從表4.3得=+100=1100+100=1200mm,符合壓力容器公稱直徑。夾套封頭也采用橢圓形，并與夾套筒體取相同直徑。
b、確定夾套高度
夾套高度主要取決于傳熱面積A的要求，夾套的高度一般不應低于料液的高度，以保證充分傳熱。
夾套筒體的高度估算如下：
=（ηV- ）/=（0.8×1.25-0.212）/0.950=0.829(m)
圓整，則取為800mm。
c、校核傳熱面積
當=1100mm時，根據(jù)《化工設備機械基礎》表16-5、16-6查得：
筒體每一米高的內表面積=3.46，以內徑為公稱直徑橢圓形封頭的內表面積=1.45，則有：F=+×=1.45+0.8×3.46=4.22（）
為計算所得的傳熱面積。
取傳熱面積為4.22m2,則夾套的高度為：
=（F-）/F1=（4.22-1.45）/3.46=0.8005m>0.8m。 （4-3）
因為夾套的高度高于料液的高度，所以滿足設計要求。
估計未被夾套保護的筒體高度為則Ho=H-=1100-800=300mm，符合夾套與筒體法蘭之間的經(jīng)驗距離，而此部分的表面積也是反應釜向空氣散熱面積為0.3×3.46=1.038m2，取反應釜向空氣散熱面積為1.1m2。（反應釜見附圖）
4.1.3 釜體及夾套的計算
a、確定夾套的材料以及內筒和夾套的受力分析
選用Q235—A（即A3鋼）為夾套材料，釜體內筒工作壓力0.2 MPa，夾套內工作壓力0.3 MPa，則夾套筒體和夾套封頭為承受0.3 MPa內壓，而內筒的筒體和下封頭為既0.2 MPa內壓，同時又承受0.3 MPa外壓，其最惡劣的工作條件為：停止操作時，內筒無壓而夾套仍有蒸汽壓力，此時內筒承受0.3 MPa外壓。
b、計算夾套筒體、封頭厚度
夾套筒體與內筒的環(huán)焊縫，因無法探傷檢查，故根據(jù)《化工設備機械基礎》表14-4即下表4.4所述：
表4.4焊縫系數(shù)
接頭型式
焊縫系數(shù)
全面無損探傷
局部無損探傷
不做探傷
雙面焊或相當于雙面焊的全焊透對接焊縫
1.00
0.85
—
等勢板的單面對接焊縫
0.90
0.80
—
不帶墊板單面的環(huán)向對接焊縫
—
—
0.60
查得φ=0.60，從安全計算考慮夾套上所有焊縫均取φ=0.60，封頭采用由鋼板拼制的標準橢圓形封頭，材料均為A3鋼，查手冊得A3鋼設計溫度為常溫下的許用應力 [σ]t=113MPa，選取夾套設計內壓力P=0.3 MPa。又因為上述已經(jīng)求得夾套的公稱直徑為1200mm,根據(jù)《化工設備機械基礎》表14-5 即下表4.5所述：
表4.5鋼板厚度常用規(guī)格及其負偏差（mm）
鋼板厚度
2、
2.2、2.5
2.8、3.0、3.2、3.5、3.8、4.0
4.0、5.0、5.5
6、7
8、9、10、12、14、16、18、20、22、25
26、28、30
32、34
36、40
42、46、50
52、56、60
負偏差
0.2
0.3
0.5
0.6
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
選取鋼板厚度負偏差=0.6
根據(jù)《化工設備機械基礎》表14-6即下表4.6所述：
表4.6腐蝕裕量（mm）
介質對容器器壁腐蝕速度
腐蝕裕量
單面腐蝕
雙面腐蝕
小于或等于0.05mm/年
1
2
0.05—0.10mm/年
2
4
大于0.10mm/年
根據(jù)腐蝕速度和使用期限決定
考慮到反應器為主要容器，一般使用壽命按照20年計算，且鹽酸辛可卡因原料危險品標志是Xn，危險類別碼是22—41，安全說明是26—39，綜合考慮，選擇單面腐蝕＝2
故夾套厚度計算如下：
δd≥＝＝2.93+0.6+2=5.53（mm）
夾套頭的厚度計算如下：
≥＝
=2.92+0.6+2=5.52（mm）
圓整至鋼板規(guī)格厚度并查閱封頭標準，夾套筒體與封頭厚度均取為δd =6mm
c、計算內筒筒體厚度
承受0.2MPa內壓時筒體的厚度：
≥＝
＝1.26+0.6+2=3.86（mm）
式中——＝0.85（雙面對接焊，局部無損探傷由，表4.4查得）
承受0.3 MPa外壓時筒體的厚度：
因內筒筒體受雙面腐蝕作用，由表4.4、表4.5可選取c1=0.6mm，c2=4mm，為簡化起見，首先假設＝8mm，
則筒體有效壁厚δe =－－＝8－0.6－4=3.4(mm) （4-4）
由于夾套頂部距容器法蘭實際定為150mm，因此內筒體承受外壓部分的高度為H-150，并以此決定L／D0及D0／δe之值：
＝1100+2×8=1116（mm）
內筒受外壓作用的計算長度L為被夾套包圍的筒體部分加橢圓形型封頭高的1／3。
L=H-150++ =1100-150+25+×275=1066.67（mm）
式中：——橢圓封頭直邊高度，根據(jù)=1100mm、=8mm從《化工設備機械基礎》表16—7查得=25mm
——橢圓封頭曲面高度，根據(jù)=1100mm、=8mm從《化工設備機械基礎》表16—6查得=275mm
因此 L／D0=1066.67÷1116≈0.96；D0／δe=1116÷3.4≈328
由《化工設備機械基礎》圖15—4 查的A=0.00027，據(jù)此查《化工設備機械基礎》圖15—5 得B=38，則許用壓力可計算如下：
= =0.12MPa＜0.3 MPa
因此，當名義厚度為8mm時，不能滿足穩(wěn)定要求。
在假設，δe =－－＝10－0.8－4=5.2mm，
而L／D0=1082/1120≈0.97；D0／δe=1120/5.2≈215
由《化工設備機械基礎》圖15—4查的A=0.0005，據(jù)此查《化工設備機械基礎》圖15—5得B=70，則許用壓力可計算如下：
==0.325MPa＞0.3MPa
因此名義厚度時，筒體能滿足0.3MPa外壓要求。
由于筒體既可能承受內壓，又可能只承受外壓。因此筒體壁厚應選兩者中之較大值，即確定筒體厚度為10mm。
a、 確定內筒封頭厚度
承受0.2MPa內壓
≥=+4
=1.26+0.6+4=5.86(mm)
承受0.3MPa外壓，設=10mm，則δe =－－＝10－0.8－4=5.2mm，而A===0.00064
由《化工設備機械基礎》圖15—5查得B=90 ,則
==0.46 MPa＞0.3 MPa
滿足穩(wěn)定要求。
4.1.4 零部件選用和設計
（1）容器法蘭
因設備公稱直徑=1100mm設備操作溫度＜100℃，筒體內操作壓力為0.3MPa，則所需法蘭的公稱直徑必須為1100mm，結合《化工設備機械基礎》表16-10：各類壓力容器法蘭使用范圍查得該設備使用甲型平焊法蘭（JB/T4702-2000）最為合適，選定該法蘭后，又因為在此范圍內，甲型平焊法蘭的公稱壓力僅有兩種選擇一種是0.25MPa，一種是0.59MPa，再根據(jù)《化工設備機械基礎》表16-9：法蘭、雙頭螺柱、螺母材料表以及表16-12：甲型平焊法蘭的公稱壓力與允許工作壓力表，結合筒體內操作壓力為0.3MPa、操作溫度＜100℃，發(fā)現(xiàn)在公稱壓力為0.25MPa的情況下，無論選用哪種法蘭材料，在操作溫度＜100℃的情況下，無法滿足筒體操作壓力設計需要，因此，因選用0.59MPa的規(guī)格，綜合考慮，選定法蘭材料為A3R，此時，在公稱壓力=0.59MPa的情況下的A3R甲型平焊法蘭在＜100℃時的允許工作壓力為0.5MPa，因0.5MPa＞0.3MPa，所以滿足設計需要，并從表16-9 中可查得，甲型平焊法蘭的雙頭螺柱的材料為A3、螺母的材料為A2、因法蘭的為1100mm，根據(jù)《化工設備機械基礎》表16-13 ：甲型平焊法蘭的尺寸表中查得在公稱壓力=0.59MPa的情況下，需要規(guī)格M20的螺柱44個。
根據(jù)原料水楊酸危險類別碼在22—41這個范圍內的特性，根據(jù)《化工設備機械基礎》表16-8 ：墊片選用表，選擇石棉橡膠墊片和凹凸面密封。
（2）容器的開孔
為了使設備能夠正常操作和維修，在筒體和封頭上需要有各種開孔。當采用局部補強時，筒體及封頭開孔的最大直徑，不允許超過以上數(shù)值：
筒體內徑≤1500，孔最大直徑d≤，且d≤500mm；
因設備直徑為1100mm，所以有d≤==550，且d≤500mm
解得設備開孔的最大直徑d≤500mm。
①人孔的確定
因為當設備直徑超過了900mm，應開設人孔，人孔的形狀有圓形和橢圓形兩種。圓形人孔的直徑一般為450~600mm，一般情況下容器直徑大于1000-1600mm時選用450人孔，公稱壓力=0.59MPa，根據(jù)《化工設備設計基礎》表2-29綜合考慮，選用公稱直徑DN=450mm的回轉蓋人孔（標準號：JB580-79）平面A型。
該人孔標記為：AIVPN0.6DN450 JB580-79
標記中第一項是人孔法蘭和法蘭蓋的密封型式，A為平面型；B為榫槽型；C為凹凸型。
第二項是材料類別，標記符號見下表4.7
表4.7標記符號
標記符號
人孔各零件所用材料
接管與法蘭
盲板
螺栓
螺母
Ⅰ
Q235-AF
20
Q235-AF
Q235-AF
Ⅱ
Q235-A
20
Q235-A
Q235-A
Ⅲ
Q235-A
20
35
30
Ⅳ
Q235-A
20
35
30
第三項是人孔主要零件所適用的公稱壓力
第四項是人孔的公稱直徑，即人孔筒節(jié)的內徑、本設計DN=450mm，用10mm鋼板卷制。
第五項是人孔標準號
②人孔的補強
由于人孔的筒節(jié)不是采用無縫鋼管，故不能直接選用補強圈標準。本設計選用的人孔筒節(jié)內徑d=450mm,厚=10mm，補強圈尺寸確定如下：
內徑=484mm，外徑=760mm
補強圈厚度估算：===8.80mm
考慮到稀配罐罐體與人孔筒節(jié)都有一定的壁厚裕量，故補強圈取8mm厚。
③視鏡
選用凸緣構成的視鏡即不帶頸視鏡，因它結構簡單，不易粘料，有比較寬闊的視察范圍。
（3）支架
①支架的選擇
反應釜因需外加保溫，故選用A型懸掛式支座
②支架的負荷與個數(shù)
支架的負荷估算：
稀配罐的總質量：=+++++
式中：——筒體質量
——封頭質量
——夾套殼體
——夾套封頭
——料液質量
——附件質量
a、 筒體質量
筒體厚度為=10mm，筒體公稱直徑= 1100mm，查《化工設備機械基礎》表16-5可有：每米質量=274kg/m
= H=274×1.1=301.4(kg)
b、 封頭質量
封頭厚度=10mm，封頭公稱直徑= 1100mm，直邊高度=40mm，查《化工設備機械基礎》表16-7可有：每米質量=116kg/m
=2=2×116=232(kg)
c、 夾套殼體
夾套的公稱直徑=1200mm，夾套高度H=0.8m，夾套筒體厚度δd =6mm，查《化工設備機械基礎》表16-5可有：每米質量=178kg/m
=H=178×0.8=142.4(kg)
d、 夾套封頭
封頭厚度δd =6mm，夾套封頭的公稱直徑=1200mm，直邊高度=25mm，查《化工設備機械基礎》表16-7可有：每米質量=89.2kg/m
=89.2kg
e、料液質量
=
f、附件質量
包括：電動機、減速機、攪拌裝置、法蘭、保溫層等附件重量
電動機和減速機總重約400kg，攪拌裝置約50kg 筒體法蘭約重 150kg，保溫層約100kg，人孔約重100kg，其他接管附件總和按約重200kg計，由此：
=400+50+150+100+100+200=1000kg
g、設備總重量
=+++++ =301.4+232+142.4+89.2+1000+1000
=2765（kg） （4-5）
即總重力為28KN。
負荷較小，反應釜安裝四個支座，但按兩個支座承載計算，查《化工設備機械基礎》表16-18 ，選用承載能力為14.7kN的支座兩個支座。
4.1.5 攪拌器選形
因為原料乳化劑易溶于水（1份該品溶于0.5份水），考慮到此設計乃加熱罐配制，料液層比較高，為了將物料攪拌均勻，故采用單層槳式攪拌器，安裝位置如下：一層安裝在下封頭焊縫線高度上。
考慮到槳式攪拌器直徑D約取反應釜內徑的，不宜過大的因素，因反應釜的公稱直徑為1100mm，故槳式攪拌器直徑D選取的范圍在：
～=366.7mm～733.3mm，且
因為攪拌器的消耗功率與槳葉直徑的五次方成正比，故在此范圍內，故選定槳式攪拌器直徑D=385mm。
4.1.6 計算攪拌器的轉速
粒子懸浮臨界轉速可采用下面的公式進行計算：nc=Ψ(dt/d)a·g0.45(ρs-ρL)0.45μ0.1ds0.2(100R)0.13/d 10.85ρL0.55
式中：ds固體顆粒直徑m,ρs固體顆粒密度kg/m3,ρL液體密度kg/m3 ，μ液體粘度pa·s，d攪拌直徑m，d1攪拌釜內徑m，g重力加速度m/s ，R固體對液體的重量比。Ψ和a是與葉輪形式和安裝位置有關的系數(shù)。一般Ψ取1～2，a近似取1.4，查資料計算得n=80r/min
4.1.7 攪拌軸的直徑計算
考慮到溫度以及基質腐蝕，且釜內物料不允許被鐵離子污染的因素，攪拌軸材料選用不銹耐酸鋼1Cr18Ni9Ti ，圓鋼冷拉，GB905-82，其直徑一般在8～250mm。
攪拌軸的直徑可按下式估算：
d≥A·
式中p——軸傳遞的功率，kw；
n——軸的轉速，r/min；
d——軸的最小計算直徑，mm；
A——隨許用剪應力[τ]變化系數(shù)；
[τ]——軸材料的許用剪應力，MPa。
根據(jù)《化工設備設計基礎》表5-12 ：幾種常用軸材料的[τ]和A值的表中，查得材料1Cr18Ni9Ti其[τ]=15～25MPa. A=148～125，結合操作條件、軸徑大小等實際情況綜合考慮，[τ]取15MPa為宜；故隨許用剪應力[τ]變化系數(shù)A取147，攪拌器由于摩檫損耗功率不大，選用電動機（YB-5.5）功率： =5.5kw，為電動機的功率，軸的轉速n=80r/min,故攪拌軸的直徑：
d≥A·=147×=60.2mm，
考慮到開鏈鍵、鉆孔、軸徑要適當加大，為了選用標準機械密封件，并和減速機軸徑一致，攪拌軸直徑取69mm。
4.1.8 密封形式選擇
選擇機械密封，它的功耗小、泄露低、密封性能可靠，使用壽命長。本設備采用單端面，小彈簧，平衡形，其標準號為HG21571-95。
4.1.9 計算電機功率
電動機的功率主要根據(jù)攪拌功率及傳動裝置的傳動效率等而定，此設計的工藝要求中攪拌所需的功率P=5.5kw，通常已考慮到物料攪拌啟動時的需要，但根據(jù)化工計算所得到的攪拌軸計算功率有時與實際情況出入較大，傳動效率根據(jù)所選減速裝置的類型的不同而不同，其數(shù)值可在減速機技術特性表查到。此外尚應考慮攪拌軸通過軸封裝置時因摩擦而損耗的功率等因素，因此，反應釜攪拌所需電動機的功率P可由下式表示：
P=，
式中——工藝要求的攪拌功率，kw
——傳動裝置的總效率，包括減速裝置、攪拌軸功率計算誤差、軸封摩擦損耗和其他損耗。
已知工藝要求的攪拌功率為5.5kw，假定傳動裝置的總效率為90%，則
反應釜攪拌所需電動機的功率P===6.2(kw)
4.1.10 電動機和減速機選型
反應釜的電動機大部分與減速機配用，只有在攪拌轉速很高的時候，才會有電動機不經(jīng)減速而直接驅動攪拌軸。因此，電動機的選取一般應與減速機的選用配合考慮。在很多場合中，電動機與減速機配套供應，設計時可根據(jù)選定的減速機配套的電動機。已知攪拌軸轉速n=80r/min,電動機使用功率=6.2kW，由此選擇電動機，減速器形式：電動機（三相異步電動機YB132M-4 型，急隔暴型異步電動機，額定功率7.5kw，同步轉速1500r/min.）；減速機（諧波減速機，額定功率6kw，同步轉速1380r/min,立式，功稱減速比為90，標準號為BLD-3）。
4.1.11 機座與連軸器的選擇
由于反應釜傳來的軸向力不大，故采用不帶支撐的機座，其標準號為JQ-4。連軸器公稱直徑Dg為65mm，夾殼式其標準號為HG5-213-65。
表4.8反應釜數(shù)據(jù)一覽表
配液釜材料
不銹鋼
釜內壓力（MPa）
0.2
釜外壓力（MPa）
0.3
釜內溫度
25℃
夾套內溫度
110℃
加熱形式
夾套加熱
加熱介質
水蒸氣
筒體高度（mm）
1100
筒體直徑 (mm)
1100
筒體壁厚 (mm)
10
夾套高度 (mm)
800
夾套直徑 (mm)
1200
夾套壁厚 (mm)
6
封頭直邊高度 (mm)
40
封頭曲面高度 (mm)
275
筒體封頭壁厚 (mm)
10
封頭容積 (m3)
0.212
操作容積 (m3)
1
反應釜容積 (m3)
1.25
攪拌器型式
槳式
攪拌器直徑 (mm)
385
攪拌軸直徑 (mm)
69
4.2 乳膏生產(chǎn)中其他主要設備的選取
4.2.1 電加熱攪拌桶
型號： 50L—100L電加熱攪拌桶
主要參數(shù)： 容量：100L；加熱面積：0.75；攪拌轉速：60r/min
外型尺寸：500mm×1500mm×780mm
生產(chǎn)單位：廣州市南方輕工機械有限公司
主要特點：具有節(jié)能、消聲、耐腐、生產(chǎn)能力強、清洗方便等優(yōu)點。攪拌電機為無極變速，恒溫控制系統(tǒng)。
4.2.2 配制罐
型號：100L—200L配制罐
生產(chǎn)單位：溫州天富機械有限公司
主要參數(shù)：容積：200L; 內直徑:700mm ;外直徑：800mm；內高：500mm;總高：1650mm。
主要特點：所有接口處采用圓角過渡焊接，無死角、易于清洗，保溫采取聚氨酯整體發(fā)泡，附件配置可根據(jù)要求配置CIP清洗口，無菌空氣呼吸口，入孔、溫度計、取樣口，進料口、備用口等。
4.2.3膠體磨
型號：L50-L100TFJM膠體磨
生產(chǎn)單位：溫州天富機械有限公司
主要參數(shù)：粒徑≤2um；產(chǎn)量：0.01∽0.05→0.5∽3t/h;功率：0.75/1.1→5.5kw；電壓：220/380→380V；轉速：2900r/min;內口徑：Φ5/8→lin;外口徑：Φ1/4→→2in；冷卻水口徑：0→Φ1/4in；重量：40→180kg.
主要特點：性能穩(wěn)定、操作方便、效率高具有良好的耐腐性和耐磨性.
4.2.4泵
型號：TFZZP20凸輪轉子泵
生產(chǎn)單位：溫州天富機械有限公司
主要參數(shù)：排量：20L；管徑：2mm
主要特點：對物料的處理特別緩和，運輸速率可調，也可用來做計量泵.
4.2.5灌裝機
型號：B·GFL-80鋁管灌裝封尾機
生產(chǎn)公司：上海三槐包裝有限公司
主要參數(shù)：功率：1.5kw；軟管規(guī)格：Φ16∽38mm；生產(chǎn)能力≤80支/min；標定位精準度：±1.5mm；灌注定量精準度：±0.2%∽±0.5%
主要特點：微電腦控制，變頻調速，色標定位準確，灌注定量準確，尾管打碼。
第5章 車間布置設計
5.1 車間布置概述
車間布置設計的任務 就是合理安排全車間的設備及一切輔助設施和配置車間廠房等。車間布置設計是車間工藝設計的兩個重要環(huán)節(jié)之一，它還是工藝專業(yè)向其他非工藝專業(yè)提供開展車間設計的基礎資料之一 。一個布置不合理的車間，基建時工程造價高，施工安裝不便，車間建成后又會帶來生產(chǎn)和管理問題，造成人流和物流紊亂，設備維護和檢修不便等問題。因此，車間布置設計時應遵守設計程序，按照布置設計的基本原則，進行細致而周密的考慮。
醫(yī)藥工業(yè)制劑潔凈車間設計除需遵循一般車間常用的設計規(guī)范和規(guī)定外，還需遵照醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設計規(guī)范和藥品生產(chǎn)質量管理規(guī)范進行車間設計。
5.1.1 車間組成
車間一般由生產(chǎn)部分、輔助生產(chǎn)部分和行政—生活部分組成。
② 產(chǎn)部分包括生產(chǎn)區(qū)、潔凈區(qū)及潔凈室。
②輔助生產(chǎn)部分包括物料凈化用室，原輔料外包裝清潔室，包裝材料清潔室，滅菌室；稱量室，配料室，設備容器具清潔室，清潔工具洗滌存放室，潔凈工作服洗滌干燥室；動力室（真空泵盒壓縮機室），配電室，分析化驗室，維修保養(yǎng)室，標簽管理室,通風空調室，原料、輔料和成品倉庫等。
③生活、行政部分。包括人員凈化室有：雨具存放間、管理間、管理間、換鞋室、存外衣室、盥洗室、潔凈工作服室、空氣吹淋室等；生活用室包括辦公室、會議室、衛(wèi)生間、淋浴室與休息室，女工保健室和吸煙室等。
④其他特殊用房。車間布置設計就是把上述各設施、車間各工段進行組合布置，并對車間內各設備進行布置和排列。
5.2 設計依據(jù)
（1）工藝流程設計
（2）物料衡算數(shù)據(jù)
（3）設備選型數(shù)據(jù)
5.3 車間的總體布置
本設計按照生產(chǎn)過程中所使用、產(chǎn)生和貯存的物質，按照上述設計規(guī)范確定了車間火災危險性類別為，屬于甲級。
5.3.1車間廠房的組成形式
廠房組成形式有集中式和單體式。“集中式”是指組成車間的生產(chǎn)、輔助生產(chǎn)和生活-行政部分集中安排在一棟廠房中；“單體式”是指組成車間的一部分或幾部分相互分離并分散布置在幾棟廠房中。由于本設計的車間生產(chǎn)規(guī)模屬于中小型，車間各工段聯(lián)系緊密，且生產(chǎn)特點（主要指防火防爆等級和毒害程度）無顯著差異，故采用集中式布置形式。
5.3.2 廠房的層數(shù)和高度
根據(jù)工藝流程的需要，防火級別、綜合考慮占地和工程造價，廠房采用單層。根據(jù)設備的尺寸及工藝安裝和檢修要求，廠房的高度宜為4.5m。
5.3.3 廠房平面和建筑模數(shù)制
廠房的平面形式主要有長方形、L形、T形、∩形，其中長方形廠房具有結構簡單、施工方便、設備布置靈活、采光和通氣效果好等優(yōu)點，因此本設計采用長方形。因本設計采用單層廠房結構，所以單層廠房應盡可能符合建筑模數(shù)制的要求。工業(yè)建筑模數(shù)制的基本內容是：①基本模數(shù)為100mm，建筑物的有關尺寸應是基本模數(shù)的倍數(shù)；②門、窗和墻板的尺寸，在墻的水平或垂直方面的尺寸均為300mm的倍數(shù)；③一般采用6m柱距（或6-6的柱網(wǎng)），若柱網(wǎng)的跨度因生產(chǎn)及設備要求必須加大時，一般不應超過12m。
此設計中按車間距為6m，跨距按6m布置。
5.4 車間平面布置
（1）廠房總平面面積
根據(jù)投資省、上馬快、能耗少、工藝路線緊湊等要求，參考國內外新建的符合GMP廠房的設計，制劑車間以建造單層大框架、大面積的廠房最為合適。又根據(jù)制備水楊酸乳膏的單元操作以及所要用到的設備選型的大小、尺寸，此設計中按車間距為6m，跨距按6m布置，廠房的總平面面積為54×36（）
（2）潔凈室車間平面布置
走廊：3m，墻壁厚0.3m
10萬級潔凈區(qū)：緩沖、男二更、洗手消毒、貯料稱配、女二更、洗衣、整
衣、潔具室、工具清洗，工具存放、灌裝封尾、化驗；
面積為223，10萬級走廊面積為：75
普通潔凈區(qū)：緩沖、旋蓋、冷卻上瓶、標簽管理室、外清外包、檢驗、理管、中轉庫、不合格存放、辦公、發(fā)電、空調。
面積為262.5，普通潔凈區(qū)：67.5
5.5 制劑潔凈廠房布置設計
在滿足工藝條件的前提下，為提高凈化效果，有空氣潔凈度要求的房間宜按下列要求布置：
（1）空氣潔凈度的房間或區(qū)域布置人最少到達的地方，并靠近空調機房，布置在上風側。
（2）原材料，半成品和成品分別設置在待驗室，合格品區(qū)和不合格區(qū)。
（3）合理安排生產(chǎn)輔助區(qū)。
（4）衛(wèi)生通道與潔凈室分層設置。
（5）物料凈化與人員凈化流程
人員凈化流程：
出
進
氣閘室
空氣吹淋室
乳膏劑生產(chǎn)區(qū)
穿潔凈服
換鞋
衛(wèi)生間
浴室
脫外衣
洗手
手消毒
圖5.1人員凈化程序
5.6 車間布置的方法、步驟和成果
車間布置一般是根據(jù)已經(jīng)確定的工藝流程和設備，車間在總平面圖中的位置、車間防火防爆等級和建筑結構類型，非工藝專業(yè)的設計要求等。車間平面圖是表示車間的生產(chǎn)和輔助設備以及非生產(chǎn)部分在廠房建筑內外布置的圖樣，它是車間平面布置設計的主要成果。
第6章 生產(chǎn)車間空調凈化系統(tǒng)的設計
6.1 空氣凈化系統(tǒng)的設計
6.1.1 設計參數(shù)
（一）室內溫濕度
根據(jù)產(chǎn)品的吸濕性和操作人員的服裝以及設備的熱負荷等情況及經(jīng)濟效果，此乳膏生產(chǎn)車間確定的溫濕度為：夏季為22-26℃，冬季18-24℃，相對濕度為45%-55%。
（二）潔凈室換氣次數(shù)
一般而言，100級潔凈室的換氣次數(shù)要達到垂直層流0.3m/s，水平層流的房間斷面風速取0.4m/s ，潔凈度1萬級的換氣次數(shù)為≥20次/h，潔凈度10萬級的換氣次數(shù)為≥15次/h，潔凈度30萬級的換氣次數(shù)≥12次/h ，不同潔凈級別的換氣次數(shù)如下表6.1 ：
表6.1換氣次數(shù)
潔凈度
100級
10000級
100000級
段面流速（m/s）
垂直0.3m/s，水平0.4m/s
換氣次數(shù)（次/h）
300～400
50～80
20～50
（三）潔凈室壓力
為使室外污染空氣不滲入潔凈室，潔凈室必須維持一定的正壓，潔凈室和鄰室的壓差不小于4.9Pa，潔凈室與室外的壓差不應小于9.81Pa。此車間設計不同潔凈級別區(qū)域之間的正壓差為12.45Pa。
6.1.2 風量計算
（一）生產(chǎn)工藝平面圖及技術要求
從車間平面圖中可以了解到潔凈區(qū)的范圍、設備布置、人員分布、人流和物流路線、空調機房位置，從工藝技術要求中可了解到潔凈級別、潔凈區(qū)域高度、有無溫濕度要求等。在保證空調凈化效果，同時節(jié)約能源，降低成本。
從車間平面圖知（廠房高度為4.5m），各潔凈室的面積約為：
10萬級潔凈區(qū)：223+75=298 體積：=298×4.5=1341
潔凈室總面積為：298m2，
（二）風量計算
凈化空調的設計計算主要包括冷熱負荷和風量平衡兩大部分，前者是確保室內溫濕度滿足要求，而后者則與換氣次數(shù)、工作區(qū)截面風速、靜壓差和新風量密切來聯(lián)系，從中也可以看到風量平衡計算直接影響潔凈區(qū)內的潔凈度。風量是設計的關鍵，合理的風量+高效過濾器+合理氣流組織就能得到好的潔凈度；只有足夠的風量，加以空調設備冷卻量足夠的處理能力，才能達到要求的溫濕度。
送風量：
（1）由換氣次數(shù)計算
亂流潔凈室送風量L1，均按其換氣次數(shù)計算：
L1=nV
式中 n—換氣次數(shù)，次/h；
V—潔凈室的體積，m3。
（2）由工作區(qū)截面風速計算
單向流潔凈室送風量L2均按其工作區(qū)截面風速計算：
式中 ——全室單向流量，工作區(qū)截面平均風速m/s。若為局部單向流，則應考慮速度衰減率。
F——室截面積，
（3）由冷熱負荷計算
如果潔凈室的余熱量很大，則送風量L3一般按夏季最大室內冷負荷由下式計算：
式中，——室內總全冷負荷總顯冷負荷，kw；
——室內空氣焓值，KJ/Kg
——送風焓值，KJ/Kg
——室內溫度，℃
——室風溫度，℃
c——空氣定壓比熱容，℃,其值一般取1.01
——空氣密度，kg/，標準狀況下一般取其值為1.02
至于春、秋、冬季送風量一般比夏季少20%-50%，除非特殊情況，不再計算
（4）由濕負荷計算
如果潔凈室的余濕量很大，該潔凈室必須除濕，則其送風量按其最大散濕量由下式計算：
L4
式中G——室內散濕量，kg/h；
——室內空氣含濕量，
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