Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Курсовой проект сироп крушины.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
226.58 Кб
Скачать

8. Материальные расчеты

8.1 Расчет материального баланса

Состав коры крушины:

1. Экстрактивные вещества

- 24 %

2. Действующие вещества (производных антрацена в пересчете на истизин)

- 4,6 %

3. Влага

- 14 %

4. Нерастворимый сухой остаток (клетчатка)

- 57,4 %

Выходы по стадиям:

Таблица 8.1.1

Номер стадии

Наименование стадии

Выход на стадии, %

ВР 4.1.

Измельчение коры крушины

98,5

ВР 4.2.

Приготовление спирта этилового (70±0,5) %

99,01

ВР 4.3.

Приготовление сахарного сиропа

97,9

ТП 5.

Экстрагирование:

- по действующим веществам;

- по экстрактивным веществам;

- механические потери

80

50

1,5

ТП 6.

Получение сухого экстракта крушины

90,3

ТП 7.1.

Смешение сахарного сиропа и сухого экстракта крушины

99,6

ТП 7.2.

Фильтрация крушины сиропа

99,8

УМО 8.1.

Фасовка, маркировка крушины сиропа

98,5

Расчет материального баланса ведется на калькуляционную единицу – 10000 флаконов по 100 мл (содержание действующих веществ (ДВ) в готовом продукте в пересчете на истизин – 0,61 %, т.е. 1000*1,27*0,0061 = 7,75 кг).

Выход по процессу (по ДВ): n = 0,985*0,8*0,903*0,996*0,998*0,985 = 0,697

Т.о. в исходно сырье должно содержаться ДВ: 7,75/0,697 = 11,12 кг ДВ

Тогда необходимое количество лекарственного растительного сырья (ЛРС) составит (с учетом содержания ДВ в коре крушины – 4,6 %):

11,12 кг – 4,6 %

Х кг - 100 %

Х = 11,12*100/4,6 = 241,74 кг

ВР 4.1. Измельчение коры крушины

I-израсходовано на стадии (суммарно) Таблица 8.1.2

Наименование полупродуктов и сырья

Содержание основного

вещества,

%

Израсходовано

Масса

Объем,

л

Количество, шт

кг

кг

основного вещества

кг/моль

1

2

3

4

5

6

7

А) Сырье:

1. Кора крушины в том числе:

- производных антрацена (в пересчете на истизин)

-экстрактивных веществ

- влаги

- нерастворимого сухого остатка

4,6

241,74

11,12

58,02

33,84

138,76

Итого:

241,74

241,74

С учетом выхода на стадии 98,5 % получаем:

ДВ: 241,74*0,046 = 11,12 кг (12,92*0,985 = 10,95 кг)

экстрактивные вещества (ЭВ): 241,74*0,24 = 58,02 кг (58,02*0,985 = 57,15 кг)

Влага: 241,74*0,14 = 33,84 кг (33,84*0,985 = 33,33 кг)

Клетчатка(нерастворимый сухой остаток): 241,74*0,574 = 138,76 кг (138,76*0,985 = 136,68 кг)

Потери на стадии составят:

ДВ: 11,12 – 10,95 = 0,17 кг

ЭВ: 58,02 – 57,15 = 0,87 кг

Влага: 33,84 – 33,33 = 0,51 кг

Клетчатка: 138,76 – 136,68 = 2,08 кг

II- получено на стадии (суммарно) Таблица 8.1.3

Наименование полупродуктов, отходов и потерь

Содержание основного

вещества,

%

Получено

Масса

Объем, л

Количество,

шт.

кг

кг

основного вещества

кг/моль

1

2

3

4

5

6

7

А) Полупродукты:

1. Кора крушины измельченная в том числе:

- производных антрацена (в пересчете на истизин)

- экстрактивных веществ

- влаги

- нерастворимого сухого остатка

Б) Отходы

В) Потери:

Механические, неучтенные, в них:

- производных антрацена (в пересчете на истизин)

- экстрактивных веществ

- влаги

- нерастворимого сухого остатка

4,6

238,11

3,63

10,95

57,15

33,33

136,68

0,17

0,87

0,51

2,08

Итого:

241,74

241,74

ВР 4.2. Приготовление экстрагента

Для эктрагирования 238,11 кг ЛРС требуется 1904,88 л. 70% этилового спирта (из соотношения сырье : эктрагент = 1 : 8). Плотность 70 % этилового спирта ρ = 0,8854 г/см3 . Т.о. необходимо приготовить 1904,88*0,8854 = 1686,58 кг 70 % спирта этилового.

На стадию поступают спирт этиловый 96,31 % об. (94,29 % масс., ρ = 0,8026 г/см3) и отгон спирта 59,17 % масс. со стадии ТП.6 (ρ = 0,8930 г/см3, 66,94 % об.).

I-израсходовано на стадии (суммарно) Таблица 8.1.4

Наименование полупродуктов и сырья

Содержание основного

вещества,

%

Израсходовано

Масса

Объем,

л

Количество,

шт.

кг

кг

основного вещества

кг/моль

1

2

3

4

5

6

7

А) Сырье и полупродукты:

1. Спирт этиловый ρ=0,8062 г/см3, в нем:

- спирта эт. 100%

- воды очищенной

2. Отгон спирта из водно-спиртового извлечения крушины

ρ=0,8930 г/см3, в нем:

- спирта эт. 100%

- воды очищенной

3. Вода очищенная

96,31 (об.)

94,29 (масс.)

66,94 (об.)

59,17 (масс.)

369,79

1208,01

125,64

348,68

21,11

714,78

493,23

125,64

458,68

1352,76

125,64

Итого:

1703,44

1703,44

1937,08

С учетом выхода на стадии 99,01 %, необходимо загрузить компонентов: 1686,58/0,9901 = 1703,44 кг

Расчет необходимого количества 96,31% об. спирта этилового.

1. Определим концентрацию спирта в количестве 1703,44 – 1208,01 = 495,43 кг, который необходимо добавить к отгону для получения спирта заданной концентрации.

Х = Р(b – c)/(a – c), где

- Х – количество по массе концентрированного спирта;

- Р – количество по массе спирто-водной смеси требуемой концентрации;

- а - % (масс.) концентрированного спирта;

- b – 5 (масс.) спирто-водной смеси требуемой концентрации;

- с – 5 (масс.) более разбавленного спирта.

495,43 = 1703,44*(62,44 – 59,17)/(у – 59,17)

у = 70,38 % (масс.)

2. Определения необходимого количества (Х) спирта 96,31 % (об.) для приготовления разведения заданной концентрации 70,38 % (масс.)

Х = Р*а/b, где

- Р – масса спирта требуемой концентрации;

- а – 5 (масс.) концентрированного спирта;

- b – 5 (масс.) спирта требуемой концентрации.

Х = 495,43*70,38/94,29 = 369,79 кг

Количество воды очищенной составит: 495,43 – 369,79 = 125,64 кг

Потери на стадии составят: 1703,44 – 1686,58 = 16,86 кг, в них:

спирта этилового 100%: 348,68+714,68 – 1053,10 = 10,26 кг

ВО: 21,11+493,23+125,64 – 633,48 = 6,5 кг

Результаты расчетов сводим в таблицу 5 «Получено»

II- получено на стадии (суммарно) Таблица 8.1.5

Наименование полупродуктов, отходов и потерь

Содержание основного

вещества,

%

Получено

Масса

Объем,

л

Количество,

шт.

кг

кг

основного вещества

кг/моль

1

2

3

4

5

6

7

А) Полупродукты:

4. Спирт этиловый

ρ=0,8854 г/см3, в нем:

- спирта эт. 100%

- воды очищенной

Б) Отходы

В) Потери:

5. Механические, неучтенные, в них:

- спирта эт. 100%

- воды очищенной

70,05 об.

(62,44 (масс.))

1686,58

16,86

1053,10

633,48

10,26

6,5

1904,88

Итого:

1703,44

1703,44

1904,88

ВР 4.3. Приготовление сахарного сиропа

Для получения ГП в заданном количестве (10000 флаконов) на стадию смешения сиропа сахарного с сухим экстрактом должно прийти 1256,72 кг 66% сахарного сиропа.

I - израсходовано на стадии (суммарно) Таблица8.1.6

Наименование полупродуктов, отходов и потерь

Содержание основного

вещества,

%

Получено

Масса

Объем, л

Количество,

шт.

кг

кг

основного вещества

кг/моль

1

2

3

4

5

6

7

А) Полупродукты:

1. Сахар – рафинад, в нем:

- сахароза

- влага

2. Вода очищенная

99,7

0,3

850,51

441,98

847,96

2,55

441,98

Итого:

1292,49

1292,49

С учетом выхода на стадии 97,9 % получаем:

Сахарный сироп: (850,51+441,98)*0,979 = 1262,35 кг

Сахароза: 847,96*0,979 = 830,15 кг

ВО(вода очищенная): 1262,35 – 830,15 = 432,20 кг

Потери на стадии составят:

Общие: 850,51+441,98 – 1262,35 = 30,14 кг

Сахароза: 847,96 – 830,15 = 17,81 кг

ВО: 2,55+441,98 – 432,2 = 12,33 кг

II- получено на стадии (суммарно) Таблица 8.1.7

Наименование полупродуктов, отходов и потерь

Содержание основного

вещества,

%

Получено

Масса

Объем, л

Количество,

шт.

кг

кг

основного вещества

кг/моль

1

2

3

4

5

6

7

А) Полупродукты:

Сахарный сироп, в нем:

- сахароза;

- вода очищенная

Б) Отходы

В) Потери

Механические, неучтенные, в них:

- сахарозы;

-воды очищенной

66

1262,35

30,14

830,15

432,20

17,81

12,33

Итого:

1292,49

1292,49

ТП 5. Экстрагирование

Для экстракции БАВ из ЛРС используется метод реперколяции с законченным циклом с делением сырья на равные части.

Соотношение сырье : экстрагент (с учетом коэффициента водопоглощения равным 1,6) берется равным 1:8.

Т.о. для экстрагирования 238,11 кг коры крушины необходимо 238,11*8 = 1904,88 л. 70% этилового спирта.

I-израсходовано на стадии (суммарно) Таблица 8.1.8

Наименование полупродуктов и сырья

Содержание основного

вещества,

%

Израсходовано

Масса

Объем,

л

Количество, шт

кг

кг

основного вещества

кг/моль

1

2

3

4

5

6

7

А) Сырье:

1. Кора крушины в том числе:

- производных антрацена (в пересчете на истизин)

-экстрактивных веществ

- влаги

- нерастворимого сухого остатка

2. Спирт этиловый (70±0,5) ρ = 0,8854 г/см3, в нем:

- сп. этиловый 100%

- вода очищенная

4,6

70,05 (об)

62,44 (масс)

238,11

1686,58

10,95

57,15

33,33

136,68

1053,10

633,48

1904,88

Итого:

1924,69

1924,69

1904,88

На стадии с учетом выхода по ДВ – 80 %, по ЭВ – 50 % получено:

Водно-спиртовое извлечение в количестве 1376,27 кг, в нем:

- ДВ: 10,95*0,8 = 8,76 кг

- ЭВ: 57,15*0,5 = 28,58 кг

- спирт эт.+вода = 1376,27 – 8,76 – 28,58 = 1338,93 кг

т.о. спирт эт. 100%: 1376,27*0,6041 = 831,41 кг

ВО: 1338,93 – 831,41 = 507,52 кг

Шрот: 1924,69 – 1376,27 – 1924,69*0,015 = 519,55 кг, в нем:

- клетчатка: 104,55 кг

- ЭВ: 57,15 – 28,58 = 28,57 кг

- ДВ: 10,95 – 8,76 = 2,19 кг

спирт эт. + вода = 519,55 – 104,55 – 2,19 – 28,57 = 384,24 кг

т.о. спирт эт. 100% 384,24*0,6244 = 239,92 кг

ВО: 384,24 – 239,92 = 144,32 кг

Механические потери на стадии составляют 1,5 %: 1924,69*0,015 = 28,87 кг

Полученные данные сводим в таблицу 9 «Получено»:

II- получено на стадии (суммарно) Таблица8.1.9

Наименование полупродуктов, отходов и потерь

Содержание основного

вещества,

%

Получено

Масса

Объем,

л

Количество,

шт.

кг

кг

основного вещества

кг/моль

1

2

3

4

5

6

7

А) Полупродукты:

1. Водно-спиртовое извлечение из коры крушины

ρ=0,9152 г/см3, в нем:

- производных антрацена (в пересчете на истизин)

- экстрактивных веществ

- спирта эт. 100%

- воды

Б) Отходы:

Шрот, в нем:

- производных антрацена (в пересчете на истизин)

- экстрактивных веществ

- нерастворимого сухого остатка

- спирта эт. 100%

- воды

В) Потери

Механические неучтенные

68,13 (об.)

60,41 (масс.)

1376,27

519,55

28,87

8,76

28,58

831,41

507,52

2,19

28,57

104,55

239,92

144,32

28,87

1530,79

Итого:

1924,69

1924,69

1530,79

ТП 6. Получение сухого экстракта крушины

I-израсходовано на стадии (суммарно) Таблица 8.1.10

Наименование полупродуктов и сырья

Содержание основного

вещества, %

Израсходовано

Масса

Объем,

л

Количество,

шт.

кг

кг

основного вещества

кг/моль

1

2

3

4

5

6

7

А) Полупродукты:

1. Водно-спиртовое извлечение из коры крушины

ρ=0,9152 г/см3, в нем:

- производных антрацена (в пересчете на истизин)

- экстрактивных веществ

- спирта эт. 100%

- воды

68,13 (об.)

60,41 (масс.)

1376,27

8,76

28,58

831,41

507,52

1530,79

Итого:

1376,27

1376,27

1530,79

С учетом выхода на стадии 90,3 % получено:

сухой экстракт крушины: 34,76 кг, в нем:

- ДВ: 8,76*0,903 = 7,91 кг

- ЭВ: 28,58*0,903 = 25,81 кг

- влага (3 %) = 1,04 кг

Отгон спирта: 1376,27 – 133,50 – 34,76 = 1208,01 кг (59,17 % масс), в нем:

- спирта эт. 100% : 1208,01*0,5917 = 714,78 кг

- ВО: 1208,01 – 714,78 = 493,23 кг

Потери на стадии составляют: 1376,27*0,097 = 133,50 кг, них:

ДВ: 8,76 – 7,91 = 0,85 кг

ЭВ: 28,58 – 25,81 = 2,77 кг

-спирта этилового 100%: 831,41 – 714,78 = 116,63 кг

-воды: 507,52 – 1,04 – 493,23 = 13,25 кг

Полученные данные сводим в таблицу 11 «Получено»

II- получено на стадии (суммарно) Таблица 8.1.11

Наименование полупродуктов, отходов и потерь

Содержание основного

вещества, %

Получено

Масса

Объем,

л

Количество,

шт.

кг

кг

основного вещества

кг/моль

1

2

3

4

5

6

7

А) Полупродукты:

1. Крушины сухой экстракт с содержанием влаги 3%, в нем:

- производных антрацена (в пересчете на истизин)

- экстрактивных веществ

- влаги

Б) Отходы:

Отгон спирта этилового из водно-спиртового извлечения крушины

ρ= 0,8930 г/см3 , в нем:

-спирта эт. 100%

- воды

В) Потери

Механические, неучтенные, них:

- производных антрацена (в пересчете на истизин)

- экстрактивных веществ

-спирта эт. 100%

- воды

34,76

1208,01

133,50

7,91

25,81

1,04

714,78

493,23

0,85

2,77

116,63

13,25

1352,76

Итого:

1376,27

1376,27

1352,76

ТП 7.1. Смешение сухого экстракта крушины и сахарного сиропа

I- израсходовано на стадии (суммарно) Таблица 8.1.12

Наименование полупродуктов, отходов и потерь

Содержание основного

вещества, %

Получено

Масса

Объем,

л

Количество,

шт.

кг

кг

основного вещества

кг/моль

1

2

3

4

5

6

7

А) Полупродукты:

1. Крушины сухой экстракт с содержанием влаги 3%, в нем:

- производных антрацена (в пересчете на истизин)

- экстрактивных веществ

- влаги

2. Сироп сахарный, в нем:

- сахароза;

- вода очищенная

66

34,76

1262,35

7,91

25,81

1,04

830,15

432,20

Итого:

1297,11

1297,11

С учетом выхода на стадии 99,6% получаем:

ДВ: 7,91*0,996 = 7,88 кг

ЭВ: 25,81*0,996 = 25,71 кг

сахарозы: 830,15*0,996 = 826,83 кг

ВО: (1,04+432,20)*0,996 = 431,51 кг

Потери на стадии составляют: (1262,35+34,76)*0,004 = 5,18 кг, них:

ДВ: 7,91 - 7,88 = 0,03 кг

ЭВ: 25,81 – 25,71 = 0,1 кг

сахарозы: 830,15 – 826,83 = 3,32 кг

ВО: 1,04+432,20 – 431,51 = 1,73 кг

Полученные данные сводим в таблицу 13 «Получено»

II- получено на стадии (суммарно) Таблица 8.1.13

Наименование полупродуктов, отходов и потерь

Содержание основного

вещества, %

Получено

Масса

Объем,

л

Количество,

шт.

кг

кг

основного вещества

кг/моль

1

2

3

4

5

6

7

А) Полупродукты:

1. Крушины сироп с ρ = 1,27 г/см3, в нем:

- производных антрацена (в пересчете на истизин)

- экстрактивных веществ

- сахарозы;

- воды очищенной

Б) Отходы

В) Потери

Механические, неучтенные, в них:

- производных антрацена (в пересчете на истизин)

- экстрактивных веществ

- сахарозы;

- воды очищенной

1291,93

5,18

7,88

25,71

826,83

431,51

0,03

0,1

3,32

1,73

1017,27

Итого:

1297,11

1297,11

1017,27

ТП 7.2. Фильтрование крушины сиропа

I- израсходовано на стадии (суммарно) Таблица 8.1.14

Наименование полупродуктов, отходов и потерь

Содержание основного

вещества, %

Получено

Масса

Объем,

л

Количество,

шт.

кг

кг

основного вещества

кг/моль

1

2

3

4

5

6

7

А) Полупродукты:

1. Крушины сироп с ρ = 1,27 г/см3, в нем:

- производных антрацена (в пересчете на истизин)

- экстрактивных веществ

- сахарозы;

- воды очищенной

1291,93

7,88

25,71

826,83

431,51

1017,27

Итого:

1291,93

1291,93

1017,27

С учетом выхода на стадии 99,8 % получаем:

крушины сиропа: 1291,93*0,998 = 1289,35 кг, в том числе:

- ДВ: 7,88*0,998 = 7,86 кг

- ЭВ: 25,71*0,998 = 25,66 кг

- сахарозы: 826,83*0,998 = 825,18 кг

- ВО: 431,51*0,998 = 430,65 кг

Потери на стадии составят: 1291,93*0,002 = 2,59 кг, них:

ДВ: 7,88 – 7,86 = 0,02 кг

ЭВ: 25,71- 25,66 = 0,05 кг

сахарозы: 826,83 – 825,18 = 1,65 кг

ВО: 431,51 – 430,65 = 0,86 кг

Полученные данные своди в таблицу 15 «Получено»

II- получено на стадии (суммарно) Таблица 8.1.15

Наименование полупродуктов, отходов и потерь

Содержание основного

вещества, %

Получено

Масса

Объем,

л

Количество,

шт.

кг

кг

основного вещества

кг/моль

1

2

3

4

5

6

7

А) Полупродукты:

1. Крушины сироп с ρ = 1,27 г/см3, в нем:

- производных антрацена (в пересчете на истизин)

- экстрактивных веществ

- сахарозы;

- воды очищенной

Б) Отходы

В) Потери

Механические, неучтенные, в них:

- производных антрацена (в пересчете на истизин)

- экстрактивных веществ

- сахарозы;

- воды очищенной

1289,35

2,59

7,86

25,66

825,18

430,65

0,02

0,05

1,65

0,86

1015,24

Итого:

1291,93

1291,93

1015,24

УМО 8.1. Фасовка крушины сиропа

I-израсходовано на стадии (суммарно) Таблица 8.1.16

Наименование полупродуктов и сырья

Содержание основного

вещества,

%

Получено

Масса

Объем,

л

Количество,

шт.

кг

кг

основного вещества

кг/моль

1

2

3

4

5

6

7

А) Полупродукты:

1. Крушины сироп

ρ=1,27 г/см3, в нем:

- производных антрацена (в пересчете на истизин)

- экстрактивных веществ

- сахарозы;

- воды очищенной

Б) Материалы:

2. Флаконы типа ФВ-50-20-ОС-1 или

ФВ-100-20-ОС-1

3. Пробки полиэтиленовые

4. Крышки пластмассовые навинчиваемые

0,61

1289,35

7,86

25,66

825,18

430,65

1015,24

10153

10153

10153

Итого:

1289,35

1289,35

С учетом выхода на стадии 98,5 % получаем:

крушины сироп: 1289,35*0,985 = 1270,00 кг, в нем:

- ДВ: 7,86*,985 = 7,74 кг

- ЭВ: 25,66*0,985 = 25,28 кг

- сахарозы: 825,18*0,985 = 812,80 кг

- ВО: 430,65*0,985 = 424,18 кг

Потери на стадии составляют: 1289,35 – 1270 = 19,35 кг, них6

- ДВ: 7,86 – 7,74 = 0,12 кг

- ЭВ: 25,66 – 25,28 = 0,28 кг

- сахарозы: 825,18 – 812,80 = 12,38 кг

-ВО: 430,65 – 424,18 = 6,47 кг

Полученные данные сводим в таблицу 17 «Получено»

II- получено на стадии (суммарно) Таблица 8.1.17

Наименование полупродуктов, отходов и потерь

Содержание основного вещества,

%

Израсходовано

Масса

Объем,

л

Количество,

шт.

кг

кг

основного вещества

кг/моль

1

2

3

4

5

6

7

А) Полупродукт:

1. Крушины сироп

ρ=1,27 г/см3, расфасованный во флаконы и укупоренный пробками полиэтиленовыми и пробками навинчивающимися, в нем:

- производных антрацена (в пересчете на истизин)

- экстрактивных веществ

- сахарозы;

- воды очищенной

Б) Отходы:

6. Флаконы типа ФВ-50-20-ОС-1 или

ФВ-100-20-ОС-1

7. Пробки полиэтиленовые

8. Крышки пластмассовые навинчиваемые

В) Потери:

9. Механические, неучтенные, в них:

- производных антрацена (в пересчете на истизин)

- экстрактивных веществ

- сахарозы;

- воды очищенной

0,61

1270,00

19,35

7,74

25,28

812,80

424,18

0,12

0,28

12,38

6,47

1000,00

10000

153

153

153

Итого:

1289,35

1289,35

1000,00