一种桑叶提取车间设计方案

赵润媛，黄 芳，颜 美，丁 浩，何东澔，赵浩宇，郑仁林，黎先发

(西南科技大学生命科学与工程学院，四川 绵阳 621000)

桑叶具有良好的药用价值。研究证明，桑叶中含有大量黄酮类化合物(以芦丁为主)，它们可消除体内的自由基，阻碍血清中脂类物质代谢异常，防止动脉粥样硬化形成等功效，对治疗高血脂、高血糖、糖尿病等十分有效，因此工业常常从桑叶中提取黄酮并广泛应用到临床中[2]。

本文提出了一种桑叶黄酮的提取车间设计方案，其大致工艺流程包括提取、双联过滤、碟式离心、精制、浓缩、喷雾干燥、 混合、包装[3]。在此基础上，进行有关衡算、设备(包括辅助设备)选型等，然后布置规划整个桑叶黄酮提取车间。

1 工艺说明

本车间为桑叶提取车间，其生产规模较大(2000吨/年)，采用间歇操作的方式生产黄酮提取物。详细工艺流程参照以下：

桑叶在预处理后，置于存放区暂存。使用时，将桑叶运输至提取罐，煎煮3次后将得到的煎煮液送至双联过滤器过滤，除去部分杂质颗粒。之后，再经碟式离心机进行固液分离、送至陶瓷膜过滤器进行过滤、通过超滤设备进行过滤，得到纯度较高的澄清料液，最后浓缩，转至干燥工序，收得含水量为 5%的干粉。经包装后入库待检。整个工艺流程如图1所示。

图1 桑叶提取车间工艺流程图

2 车间设计

2.1 车间总布置

基于工艺流程，对桑叶黄酮的提取车间进行布置。综合多方面因素，单层车间具有适应性强、安全性高、设计难度低、发展性好等特点，因此本次设计即采用单层车间。为了节省车间的实际占地面积，缩小横向位移长度，车间被设计了特殊的“弓”形，这种结构两边对称，可避免显著的扭转振动，具有明显的震效果。由于生产工艺中用到的乙醇易燃易爆，且用量较大，因此，我们在厂房外单独布置50%乙醇配制室(用防爆墙隔开)，并使其靠近提取车间，方便乙醇的使用与输送。另外，在厂房外修建循环冷却水塔房，并使之靠近制水车间，方便水资源的循环利用。

最后厂房还安置了防爆墙、泄爆墙及泄爆窗，并根据有关防火规范设计了设置了9个防爆门(不同通向)，2个消防通道的，以提高车间的安全性。桑叶提取车间总面积为3691 m2，其区域大致可划分为一般生产区、洁净区、暂存区、检验区以及辅助生产区。车间全长135 m，宽 24 m，提取车间高度为9 m，喷雾干燥车间高度15 m，其它车间平均高度为6.5 m，中间3 m为主要走廊，二级走廊为2.4 m。车间总布置图如图2所示。

图2 桑叶提取车间总平面布置图

2.2 一般生产区布置

桑叶提取车间一般生产区集中布置在“弓”形厂房的正西方侧，包括提取、过滤车间；离心分离车间、陶瓷膜过滤间、超滤间、双效浓缩室、喷雾干燥室及喷雾干燥辅助车间。具体布置见图3。

图3 一般生产区布置图

2.3 洁净区布置

依据2010版《药品生产质量管理规范》附录2有关规定要求，本车间浓缩后提取液的贮存、浓缩液的干燥、粉末混合与内包装等工序都必须在D级洁净区内实行。本车间洁净区位于车间中部的右侧方向，它主要包括有浓缩液存放室、喷雾干燥收粉室、包装室、检验室以及一些其它的辅助车间，具体如图4所示。

图4 洁净区布置图

2.4 辅助区布置

车间里除了各生产工段外，还有配有各种辅助间。本次设计辅助生产区域划分为一般生产辅助区、洁净辅助区和其他辅助区。

一般生产辅助区包括门厅、衣物储藏间、器具清洗存放间、男女更衣间、男女卫、换鞋处、产品存放室、动力控制室、空调机房、洗手消毒间、洗衣间、烘干室等、外包装室、空调机房、消防控制室、控制室、包材库、机修室、配电室、消防控制室；洁净辅助区包括换鞋室、洗手消毒间、缓冲间、男二更、女二更、衣物储藏间、洗手消毒间、浓缩液存放室、烘干间、器具清洗及存放间。

其他辅助区包括空调机房、储罐存放处，另外由于乙醇用量大，因此在厂房外设置单独的50%乙醇配制室(设置有防火墙)；为了达到循环利用水资源，节省冷媒消耗、能源消耗的目的，在室外单独设置循环冷却水塔室。

3 车间人物流流向说明

3.1 人流说明

人流规划需注意人员、产品、生产环境三者之间的相互影响，以免产生交叉污染。该桑叶提取车间具体人流流向如下：

(1)进入非控制区：首先工作人员进入车间时要除去黏附的尘埃，才能通过门厅，以免将外面的尘土带入车间。随后员工需要在换鞋处脱下外用鞋，穿上车间专用拖鞋，之后经洗手更衣，通过缓冲间风淋，即可进入车间一般生产区。

(2)进入D级洁净区：首先员工在更鞋室穿好工鞋，进入一更室脱掉外套。经规范洗手后，走进二更室，穿戴整理好洁净工作服，戴好口罩。然后经缓冲间风淋后，即可进入车间D级洁净区。

3.2 物流说明

保证产品不受污染，有效安全是物流规划首要考虑的问题。该桑叶提取车间综合考虑多方面因素，设计固体物料走专用走廊和中转站，液体物流走管道，以尽可能地减少物流与物流、物流与人流之间的交叉污染。具体流向如下：

(1)原料药物流：本车间原料暂存室相互独立，原料桑叶进入生产车间时靠近车间外壁的过道运输到桑叶存放室；桑叶经提取过后，提取液通过管道单向运输至离心、过滤工序，而药渣经专用通道路直接运输到车间外，不在车间内堆积。

(2)有关物料(包含器械工具、内外包材等)在进入D级洁净区前，应在安装有紫外灯的传递窗(带层流)内进行消毒灭菌，才能传送至洁净区(浓缩液存放室)，进行干燥、内包与检验。

4 辅助系统设计

由于本车间冷却水需求量大，因此除了配置四大基本系统(纯化水系统、压缩空气系统、真空系统、空调系统)，该车间还在提取车间外单独设计了冷却水循环塔对工艺流程进行辅助生产，它主要是将经过换热器加热后的水运输到冷却塔塔顶后向下喷淋成水滴，之后由下至上或水平方向的移动空气与之作热交换，以促使水温降低，达到反复使用的目的。结合循环水冷却塔自身的特点以及目前的应用情况，本次桑叶提取车间选择传热效果好的抽风式的冷却塔，它不仅能节约水资源，降低循环系统的能耗，还能够降低企业运作的成本，使利益最大化[4]。

5 结 论

本文基于“合理利用厂房空间，有效规划工段区域、科学布置车间的设施设备”的思路[5]，设计了一种桑叶提取车间布置方案，希望能为同类型车间设计提供一种新的策略，另外随着制药工业技术的发展，车间设计不应再局限于传统的机械生产模式，因此除了基本的布置，车间应建立一套与之相适应的自动系统并结合计算机辅助生产，以实现了车间自动化生产，降低劳动力，提高生产效益[6]。