一種桑葉提取車間設計方案

趙潤媛，黃 芳，顏 美，丁 浩，何東澔，趙浩宇，鄭仁林，黎先發

(西南科技大學生命科學與工程學院，四川 綿陽 621000)

桑葉具有良好的藥用價值。研究證明，桑葉中含有大量黃酮類化合物(以蘆丁為主)，它們可消除體內的自由基，阻礙血清中脂類物質代謝異常，防止動脈粥樣硬化形成等功效，對治療高血脂、高血糖、糖尿病等十分有效，因此工業常常從桑葉中提取黃酮并廣泛應用到臨床中[2]。

本文提出了一種桑葉黃酮的提取車間設計方案，其大致工藝流程包括提取、雙聯過濾、碟式離心、精制、濃縮、噴霧干燥、 混合、包裝[3]。在此基礎上，進行有關衡算、設備(包括輔助設備)選型等，然后布置規劃整個桑葉黃酮提取車間。

1 工藝說明

本車間為桑葉提取車間，其生產規模較大(2000噸/年)，采用間歇操作的方式生產黃酮提取物。詳細工藝流程參照以下：

桑葉在預處理后，置于存放區暫存。使用時，將桑葉運輸至提取罐，煎煮3次后將得到的煎煮液送至雙聯過濾器過濾，除去部分雜質顆粒。之后，再經碟式離心機進行固液分離、送至陶瓷膜過濾器進行過濾、通過超濾設備進行過濾，得到純度較高的澄清料液，最后濃縮，轉至干燥工序，收得含水量為 5%的干粉。經包裝后入庫待檢。整個工藝流程如圖1所示。

圖1 桑葉提取車間工藝流程圖

2 車間設計

2.1 車間總布置

基于工藝流程，對桑葉黃酮的提取車間進行布置。綜合多方面因素，單層車間具有適應性強、安全性高、設計難度低、發展性好等特點，因此本次設計即采用單層車間。為了節省車間的實際占地面積，縮小橫向位移長度，車間被設計了特殊的“弓”形，這種結構兩邊對稱，可避免顯著的扭轉振動，具有明顯的震效果。由于生產工藝中用到的乙醇易燃易爆，且用量較大，因此，我們在廠房外單獨布置50%乙醇配制室(用防爆墻隔開)，并使其靠近提取車間，方便乙醇的使用與輸送。另外，在廠房外修建循環冷卻水塔房，并使之靠近制水車間，方便水資源的循環利用。

最后廠房還安置了防爆墻、泄爆墻及泄爆窗，并根據有關防火規范設計了設置了9個防爆門(不同通向)，2個消防通道的，以提高車間的安全性。桑葉提取車間總面積為3691 m2，其區域大致可劃分為一般生產區、潔凈區、暫存區、檢驗區以及輔助生產區。車間全長135 m，寬 24 m，提取車間高度為9 m，噴霧干燥車間高度15 m，其它車間平均高度為6.5 m，中間3 m為主要走廊，二級走廊為2.4 m。車間總布置圖如圖2所示。

圖2 桑葉提取車間總平面布置圖

2.2 一般生產區布置

桑葉提取車間一般生產區集中布置在“弓”形廠房的正西方側，包括提取、過濾車間；離心分離車間、陶瓷膜過濾間、超濾間、雙效濃縮室、噴霧干燥室及噴霧干燥輔助車間。具體布置見圖3。

圖3 一般生產區布置圖

2.3 潔凈區布置

依據2010版《藥品生產質量管理規范》附錄2有關規定要求，本車間濃縮后提取液的貯存、濃縮液的干燥、粉末混合與內包裝等工序都必須在D級潔凈區內實行。本車間潔凈區位于車間中部的右側方向，它主要包括有濃縮液存放室、噴霧干燥收粉室、包裝室、檢驗室以及一些其它的輔助車間，具體如圖4所示。

圖4 潔凈區布置圖

2.4 輔助區布置

車間里除了各生產工段外，還有配有各種輔助間。本次設計輔助生產區域劃分為一般生產輔助區、潔凈輔助區和其他輔助區。

一般生產輔助區包括門廳、衣物儲藏間、器具清洗存放間、男女更衣間、男女衛、換鞋處、產品存放室、動力控制室、空調機房、洗手消毒間、洗衣間、烘干室等、外包裝室、空調機房、消防控制室、控制室、包材庫、機修室、配電室、消防控制室；潔凈輔助區包括換鞋室、洗手消毒間、緩沖間、男二更、女二更、衣物儲藏間、洗手消毒間、濃縮液存放室、烘干間、器具清洗及存放間。

其他輔助區包括空調機房、儲罐存放處，另外由于乙醇用量大，因此在廠房外設置單獨的50%乙醇配制室(設置有防火墻)；為了達到循環利用水資源，節省冷媒消耗、能源消耗的目的，在室外單獨設置循環冷卻水塔室。

3 車間人物流流向說明

3.1 人流說明

人流規劃需注意人員、產品、生產環境三者之間的相互影響，以免產生交叉污染。該桑葉提取車間具體人流流向如下：

(1)進入非控制區：首先工作人員進入車間時要除去黏附的塵埃，才能通過門廳，以免將外面的塵土帶入車間。隨后員工需要在換鞋處脫下外用鞋，穿上車間專用拖鞋，之后經洗手更衣，通過緩沖間風淋，即可進入車間一般生產區。

(2)進入D級潔凈區：首先員工在更鞋室穿好工鞋，進入一更室脫掉外套。經規范洗手后，走進二更室，穿戴整理好潔凈工作服，戴好口罩。然后經緩沖間風淋后，即可進入車間D級潔凈區。

3.2 物流說明

保證產品不受污染，有效安全是物流規劃首要考慮的問題。該桑葉提取車間綜合考慮多方面因素，設計固體物料走專用走廊和中轉站，液體物流走管道，以盡可能地減少物流與物流、物流與人流之間的交叉污染。具體流向如下：

(1)原料藥物流：本車間原料暫存室相互獨立，原料桑葉進入生產車間時靠近車間外壁的過道運輸到桑葉存放室；桑葉經提取過后，提取液通過管道單向運輸至離心、過濾工序，而藥渣經專用通道路直接運輸到車間外，不在車間內堆積。

(2)有關物料(包含器械工具、內外包材等)在進入D級潔凈區前，應在安裝有紫外燈的傳遞窗(帶層流)內進行消毒滅菌，才能傳送至潔凈區(濃縮液存放室)，進行干燥、內包與檢驗。

4 輔助系統設計

由于本車間冷卻水需求量大，因此除了配置四大基本系統(純化水系統、壓縮空氣系統、真空系統、空調系統)，該車間還在提取車間外單獨設計了冷卻水循環塔對工藝流程進行輔助生產，它主要是將經過換熱器加熱后的水運輸到冷卻塔塔頂后向下噴淋成水滴，之后由下至上或水平方向的移動空氣與之作熱交換，以促使水溫降低，達到反復使用的目的。結合循環水冷卻塔自身的特點以及目前的應用情況，本次桑葉提取車間選擇傳熱效果好的抽風式的冷卻塔，它不僅能節約水資源，降低循環系統的能耗，還能夠降低企業運作的成本，使利益最大化[4]。

5 結 論

本文基于“合理利用廠房空間，有效規劃工段區域、科學布置車間的設施設備”的思路[5]，設計了一種桑葉提取車間布置方案，希望能為同類型車間設計提供一種新的策略，另外隨著制藥工業技術的發展，車間設計不應再局限于傳統的機械生產模式，因此除了基本的布置，車間應建立一套與之相適應的自動系統并結合計算機輔助生產，以實現了車間自動化生產，降低勞動力，提高生產效益[6]。