趙潤媛，黃 芳，顏 美，丁 浩，何東澔，趙浩宇，鄭仁林，黎先發(fā)

(西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)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(nèi)的自由基，阻礙血清中脂類物質(zhì)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(yè)常常從桑葉中提取黃酮并廣泛應(yīng)用到臨床中[2]。

本文提出了一種桑葉黃酮的提取車間設(shè)計(jì)方案，其大致工藝流程包括提取、雙聯(lián)過濾、碟式離心、精制、濃縮、噴霧干燥、 混合、包裝[3]。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行有關(guān)衡算、設(shè)備(包括輔助設(shè)備)選型等，然后布置規(guī)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(chǎn)規(guī)模較大(2000噸/年)，采用間歇操作的方式生產(chǎn)黃酮提取物。詳細(xì)工藝流程參照以下：

桑葉在預(yù)處理后，置于存放區(qū)暫存。使用時，將桑葉運(yùn)輸至提取罐，煎煮3次后將得到的煎煮液送至雙聯(lián)過濾器過濾，除去部分雜質(zhì)顆粒。之后，再經(jīng)碟式離心機(jī)進(jìn)行固液分離、送至陶瓷膜過濾器進(jìn)行過濾、通過超濾設(shè)備進(jìn)行過濾，得到純度較高的澄清料液，最后濃縮，轉(zhuǎn)至干燥工序，收得含水量為 5%的干粉。經(jīng)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(shè)計(jì)

2.1 車間總布置

基于工藝流程，對桑葉黃酮的提取車間進(jìn)行布置。綜合多方面因素，單層車間具有適應(yīng)性強(qiáng)、安全性高、設(shè)計(jì)難度低、發(fā)展性好等特點(diǎn)，因此本次設(shè)計(jì)即采用單層車間。為了節(jié)省車間的實(shí)際占地面積，縮小橫向位移長度，車間被設(shè)計(jì)了特殊的“弓”形，這種結(jié)構(gòu)兩邊對稱，可避免顯著的扭轉(zhuǎn)振動，具有明顯的震效果。由于生產(chǎn)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(dú)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(huán)冷卻水塔房，并使之靠近制水車間，方便水資源的循環(huán)利用。

最后廠房還安置了防爆墻、泄爆墻及泄爆窗，并根據(jù)有關(guān)防火規(guī)范設(shè)計(jì)了設(shè)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(qū)域大致可劃分為一般生產(chǎn)區(qū)、潔凈區(qū)、暫存區(qū)、檢驗(yàn)區(qū)以及輔助生產(chǎn)區(qū)。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(chǎn)區(qū)布置

桑葉提取車間一般生產(chǎn)區(qū)集中布置在“弓”形廠房的正西方側(cè)，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(chǎn)區(qū)布置圖

2.3 潔凈區(qū)布置

依據(jù)2010版《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》附錄2有關(guān)規(guī)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(nèi)包裝等工序都必須在D級潔凈區(qū)內(nèi)實(shí)行。本車間潔凈區(qū)位于車間中部的右側(cè)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(yàn)室以及一些其它的輔助車間，具體如圖4所示。

圖4 潔凈區(qū)布置圖

2.4 輔助區(qū)布置

車間里除了各生產(chǎn)工段外，還有配有各種輔助間。本次設(shè)計(jì)輔助生產(chǎn)區(qū)域劃分為一般生產(chǎn)輔助區(qū)、潔凈輔助區(qū)和其他輔助區(qū)。

一般生產(chǎn)輔助區(qū)包括門廳、衣物儲藏間、器具清洗存放間、男女更衣間、男女衛(wèi)、換鞋處、產(chǎn)品存放室、動力控制室、空調(diào)機(jī)房、洗手消毒間、洗衣間、烘干室等、外包裝室、空調(diào)機(jī)房、消防控制室、控制室、包材庫、機(jī)修室、配電室、消防控制室；潔凈輔助區(qū)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(qū)包括空調(diào)機(jī)房、儲罐存放處，另外由于乙醇用量大，因此在廠房外設(shè)置單獨(dú)的50%乙醇配制室(設(shè)置有防火墻)；為了達(dá)到循環(huán)利用水資源，節(jié)省冷媒消耗、能源消耗的目的，在室外單獨(dú)設(shè)置循環(huán)冷卻水塔室。

3 車間人物流流向說明

3.1 人流說明

人流規(guī)劃需注意人員、產(chǎn)品、生產(chǎn)環(huán)境三者之間的相互影響，以免產(chǎn)生交叉污染。該桑葉提取車間具體人流流向如下：

(1)進(jìn)入非控制區(qū)：首先工作人員進(jìn)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(jīng)洗手更衣，通過緩沖間風(fēng)淋，即可進(jìn)入車間一般生產(chǎn)區(qū)。

(2)進(jìn)入D級潔凈區(qū)：首先員工在更鞋室穿好工鞋，進(jìn)入一更室脫掉外套。經(jīng)規(guī)范洗手后，走進(jìn)二更室，穿戴整理好潔凈工作服，戴好口罩。然后經(jīng)緩沖間風(fēng)淋后，即可進(jìn)入車間D級潔凈區(qū)。

3.2 物流說明

保證產(chǎn)品不受污染，有效安全是物流規(guī)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(shè)計(jì)固體物料走專用走廊和中轉(zhuǎn)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(dú)立，原料桑葉進(jìn)入生產(chǎn)車間時靠近車間外壁的過道運(yùn)輸?shù)缴Ｈ~存放室；桑葉經(jīng)提取過后，提取液通過管道單向運(yùn)輸至離心、過濾工序，而藥渣經(jīng)專用通道路直接運(yùn)輸?shù)杰囬g外，不在車間內(nèi)堆積。

(2)有關(guān)物料(包含器械工具、內(nèi)外包材等)在進(jìn)入D級潔凈區(qū)前，應(yīng)在安裝有紫外燈的傳遞窗(帶層流)內(nèi)進(jìn)行消毒滅菌，才能傳送至潔凈區(qū)(濃縮液存放室)，進(jìn)行干燥、內(nèi)包與檢驗(yàn)。

4 輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于本車間冷卻水需求量大，因此除了配置四大基本系統(tǒng)(純化水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng))，該車間還在提取車間外單獨(dú)設(shè)計(jì)了冷卻水循環(huán)塔對工藝流程進(jìn)行輔助生產(chǎn)，它主要是將經(jīng)過換熱器加熱后的水運(yùn)輸?shù)嚼鋮s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(dá)到反復(fù)使用的目的。結(jié)合循環(huán)水冷卻塔自身的特點(diǎn)以及目前的應(yīng)用情況，本次桑葉提取車間選擇傳熱效果好的抽風(fēng)式的冷卻塔，它不僅能節(jié)約水資源，降低循環(huán)系統(tǒng)的能耗，還能夠降低企業(yè)運(yùn)作的成本，使利益最大化[4]。

5 結(jié) 論

本文基于“合理利用廠房空間，有效規(guī)劃工段區(qū)域、科學(xué)布置車間的設(shè)施設(shè)備”的思路[5]，設(shè)計(jì)了一種桑葉提取車間布置方案，希望能為同類型車間設(shè)計(jì)提供一種新的策略，另外隨著制藥工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，車間設(shè)計(jì)不應(yīng)再局限于傳統(tǒng)的機(jī)械生產(chǎn)模式，因此除了基本的布置，車間應(yīng)建立一套與之相適應(yīng)的自動系統(tǒng)并結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助生產(chǎn)，以實(shí)現(xiàn)了車間自動化生產(chǎn)，降低勞動力，提高生產(chǎn)效益[6]。