年产1000万瓶阿奇霉素萄葡糖注射液100ml, 阿奇霉素0.125g, 萄葡糖5.0g生产车间工艺设计

南华大学化学化工学院毕业设计毕业设计题 目 年产1000万瓶阿奇霉素葡萄糖注射液（100ml， 阿奇霉素0.125g，葡萄糖5.0g）生产车间工艺设计 学院名称 化 学 化 工 学 院 指导教师 职 称 教 授 班 级 制 药 工 程 112班 学 号 学生姓名 2015年6月9日年产1000万瓶阿奇霉素萄葡糖注射液（100ml, 阿奇霉素0.125g, 萄葡糖5.0g）生产车间工艺设计摘要：阿奇霉素属于大环内酯类抗生素药物，其作用机制是通过阻碍细菌转肽过程来抑制其蛋白质的生成阿奇霉素因为在酸性环境中稳定，半衰期长，并且感染部位血药浓度高，疗效明显，安全性和稳定性方面均有保障。

现已广泛应用于临床目前，阿奇霉素国内生产工艺已日趋成熟本次阿奇霉素葡萄糖注射液的设计在原有的生产工艺基础上进行GMP改造具体内容包括：厂址选择，生产工艺流程，物料衡算，设备的设计与选型，车间平面布置，空调净化系统及经济效益核算等通过设计，使厂房符合GMP规范，使生产工艺更加规范和严谨关键词：阿奇霉素;葡萄糖注射液;车间平面布置;工艺设计The design of annual output of 10 million bottles of azithromycin also glucose injection (10 million ml, azithromycin, 0.125 g also glucose 5.0 g) production workshop process Abstract: Azithromycin belongs to the large ring lactone class antibiotic drugs, its mechanism of action is a bacteria turn to suppress the formation of its protein peptide process. , azithromycin expanding clinical application because of azithromycin stability in acid environment, long half-life, and infection drugs concentration is high, the curative effect is obvious, are guaranteed in terms of security and stability. Now has been widely used in clinical. At present, the domestic to its production technology has been mature, the design of the azithromycin glucose injection in the original production technology based on GMP reform. The concrete content includes: site selection, production process, material balance, the workshop layout, equipment design and selection, air conditioning purification system and economic benefit calculation, etc. Through the design, make the factory conform to the requirements of GMP, and make the process more standardized and rigorous.Keywords: Azithromycin ; glucose injection ; workshop layout ; technological design 目录引言1.注射剂的概述……………………………………………………………………12.阿奇霉素的概述…………………………………………………………………13.阿奇霉素的市场前景分析………………………………………………………2第一章 指导思想和设计原则 1.1 指导思想 .........................................................................................4 1.2 设计原则 .........................................................................................4第二章 生产工艺流程的设计 2.1 一般规定 .........................................................................................6 2.2 工艺设计参数....................................................................................6 2.3注射剂的配方 ...................................................................................6 2.4 生产过程概述 ..................................................................................6 2.5 生产工艺流程 2.5.1 注射用水的制备..........................................................................7 2.5.2 注射液容器处理..........................................................................8 2.5.3 注射液的过滤.............................................................................9 2.5.4 注射液的灌封...........................................................................10 2.5.5 注射液的灭菌...........................................................................10 2.5.6 灯检.........................................................................................10 2.5.7 印字包装..................................................................................10 2.5.8 生产工艺流程图........................................................................11第三章 物料衡算 3.1 生产能力计算 ................................................................................13 3.2 质量守恒定律.................................................................................13 3.3 物料流程框图 ................................................................................14第四章 工艺设备设计与选型4.1 配料釜设计计算 ............................................................................16 4.1.1 配料釜釜体计算......................................................................164.1.2 确定夹套 ..............................................................................17 4.1.3釜体及夹套的计算 ..................................................................18 4.1.4 零部件选用和设计 .................................................................20 4.1.5 搅拌器选型 ...........................................................................21 4.1.6 计算搅拌器的转速..................................................................21 4.1.7 搅拌轴的直径计算计 .............................................................21 4.1.8 密封形式的选择 ....................................................................21 4.1.9 计算电机功率.........................................................................22 4.1.10电动机和减速机选型..............................................................224.1.11机座与连轴器的选择..............................................................224.1.12 配液罐设计表 ……………………………………………………22 4.2 注射剂生产中其他主要设备的选取 4.2.1不锈钢立式储罐 .....................................................................234.2.2 纯水制取装置.........................................................................234.2.3多效蒸馏水机..........................................................................244.2.4 钛棒脱碳过滤器......................................................................244.2.5输液洗灌封联动机组................................................................244.2.6输液水浴灭菌器.......................................................................254.2.7 灯检机………………………………………………………………254.2.8输液印字包装联动机................................................................254.3 设备一览表………………………………………………………………26第五章 车间布置设计5.1 车间的总体布置 ............................................................................285.2 车间平面布置.................................................................................285.3 制剂洁净厂房布置设计....................................................................28 5.4 车间布置的方法、步骤和成果..........................................................30第六章 生产车间空调净化系统的设计 6.1 空气净化系统的设计6.1.1 设计参数……………………………………………………………316.1.2 洁净室空调洁净化方案……………………………………………316.1.3 热量平衡计算………………………………………………………326.1.4 风量计算……………………………………………………………326.2空气调节净化设计条件.....................................................................33第七章 三废处理及水电 7.1三废处理...........................................................................................35 7.2水电 ................................................................................................35第八章 经济效益核算 8.1 生产班制定员.................................................................................36 8.2 投资估算........................................................................................36 8.3 经济效益分析.................................................................................36参考文献 ...................................................................................................39 谢辞 ....................................................................................................41 引言1. 注射剂的概述 注射剂是一种常见的剂型，也叫针剂[1]。

注射剂作为一种直接注入机体内发挥药效而不经过肝脏和消化系统这两道关卡的制剂，所以对注射剂有较高的质量要求而且对原料和溶剂规定了其必须符合药典或者经卫生部门批准的质量标准因此必须对生产过程严格把关，不能有任何差池，保证用药安全注射剂之所以被广泛使用，是因为它具有如下优良特点：（1） 起效迅速，作用稳定；注射剂不同于其他药物，它直接进入人体血液循环对于静脉注射来说，甚至不用经过吸收阶段，可以抢救为重病人2） 能够弥补口服给药的不足；例如消化液会破坏某些药物如胰岛素等，不适用于口服给药，因此只能制为注射剂，功效才能被发挥3） 对于某些为重病人或已昏厥的病人，不适宜口服给药，在此种情况下可以进行注射给药但是注射剂也具有注射疼痛，对生产条件要求高等缺点2． 阿奇霉素的概述 阿奇霉素为大环内酯类抗生素药物[2]，它通过阻碍细菌转肽过程来抑制其蛋白质的生成阿奇霉素在临床上的应用日渐扩大，这主要是因为它具有（1）阿奇霉素在酸性环境中稳定（2）半衰期长（3）感染部位的药物浓度高（4）疗效明显（5）在安全性和稳定性方面均有保障等诸多优点通用名】：阿奇霉素（葡萄糖注射液）【英文名】：Azithromycin【化学结构】： 【分子式】：C38H72N2O12【分子量】：749.00【化学名称】：(2R，3S，4R，5R，8R，10R，11R，12S，13S，14R)-13-[(2，6-二脱氧-3-C-甲基-3-O-甲基-α-L-核-已吡喃糖基)氧]-2-乙基-3，4，10-三羟基-3，5，6，8，10，12，14-七甲基-11-[[3，4，6-三脱氧-3-(二甲氨基)-β-D-木-已吡喃糖基]氧]-1-氧杂-6-氮杂环十五烷-15-酮【熔点】：113-115℃【相对密度】：1.18g/cm3【常用剂型】 ：原料药、分散片、干糖浆剂、胶囊剂、注射剂、片剂、颗粒剂、干混悬剂。

药理作用】阿奇霉素是通过抑制细菌体内的转肽来抑制细菌蛋白质的合成过程，从而起到抑制细菌的作用阿奇霉素用药之后，感染部位药物浓度很高，因此对衣原体、多种革兰阳性菌、衣原体和流感嗜血杆菌都具备很好的抑菌作用，从而弥补了本类药物的缺点同时，阿奇霉素对于表皮葡萄球菌和金葡菌等能使软组织和皮肤感染的病菌有效，它能很快的进入发炎的体液内，从而增加药物作用时间药代动力学】服用过后二到三小时达到血液药物最大值，它的生物利用度为百分之四十左右，半衰期大概为四十一小时存在于吞噬细胞中的阿奇霉素被释放出来以后会直接作用于感染部位对于静脉输入给药，计量的百分之十二会在三天内以原药的形式从人体的尿液中排出3．阿奇霉素的市场前景分析阿奇霉素是广谱类抗生素，该药物是最先在南斯拉夫研发并上市的，后来才推广到全球市场近年来，阿奇霉素的销量一直很好，而且在不断的提高，已经成为人们生活中不可缺少的药品阿奇霉素药物在美国和欧洲市场极为畅销，无论抗生素在全球销售如何变幻莫测，阿奇霉素的销售始终居高不下最开始只授权了少数药厂生产阿奇，但是至今我国SFDA又增加个多个生产文号，其中原料药生产文号25个，制剂生产文号194个，并发展了150多个不同品牌。

由于国家相关部门的支持和推广，阿奇霉素的小数量大大增加，遍布全国，用药金额份额占到了85.7﹪[4]并且各大药厂生产企业市场生产竞争极为激烈，称为药物市场的宠儿随着生产技术的不断改进，阿奇霉素的生产技术以逐渐在走向成熟了截止到2004年，具有阿奇霉素国家批准的生产文件的企业已经有11个阿奇霉素原料药生产量的大幅度增长，已经迅速导致了进口原料药市场的萎缩第一章 指导思想和设计原则1.1 指导思想年产1000万瓶100ml阿奇霉素葡萄糖注射剂的设计灵感是来自于工业生产过程中的实际需要由于其在生产过程中各方面的独特优势，使其适用于大中小各型企业的生产通过这次设计可以让我们掌握一定的工艺设计方法，并且了解工业设计的一般所需程序更重要的是让我们深刻认识到理论计算和实际生产中的差别，尤其让我们认识了了阿奇霉素葡萄糖注射液的生产工艺流程及所用到的化工设备和它广阔的市场前景阿奇霉素葡萄糖注射剂的而生产工艺已经比较先进和成熟，对于制药工程专业的毕业生来说是一个比较合适的题目做好本次设计，能够为将来我们在本行业的而发展有重要的意义1.2设计原则遵循各专业方面的设计原则，如工艺路线的选择，设备的选型和材质的选用。

一般来说，总的实际原则是安全性、经济性、环保性和可行性除此之外，应符合GMP规范[3]1.2.1工艺流程工艺流程设计是整个工艺设计过程的中心，在确定原料设计和技术设计之后再进行工艺流程的设计工艺流程设计在车间设计中占有非常重要的地位，因为它对后面的设计，例如物料衡算，车间布置等起着决定着作用[4]因此必须在设计时仔细反复的研究，再加以确定1.2.2 设备的选型根据GMP要求，要做到（1）车间建筑设备用地要合理；（2）要加强人身及财产安全的保护措施的采取；（3）本车间和其他各个车间单位要联系方便，位置和谐，并且不相互干扰；（4）人流物流通道要避免交叉往返1.2.3 空调净化系统空调净化系统[5]的主要任务就是控制室内的浮游微粒及细菌对生产造成的污染，使室内的生产环境的空气洁净度符合工艺的要求空调净化系统根据药品生产环境对洁净度进行具体分区，并确定换气次数第二章 生产工艺流程的设计2.1 一般规定1．各个生产环节都会对产品质量产生影响，为了防止周围环境对产品造成污染，必须使生产区域满足一定的环境标准2．生产区在对环境进行控制时，主要是以空气洁净度作为主要的控制对象，除此之外，还应该对温度、湿度、噪声等进行必要的控制，且要对其进行验证以使其满足GMP标准。

2.2 工艺设计参数(1) 设计项目：年产1000万瓶阿奇霉素萄葡糖注射液（100ml, 阿奇霉素0.125g, 萄葡糖5.0g）生产车间工艺设计(2) 反应条件参数[6]：反应压力：常压 反应转化率：反应釜转化率为99.5%过滤器的回收率为99.5%年生产时间：2400h(300天)每天有效的工作时间:8小时产品规格：阿奇霉素葡萄糖注射液（100ml/支）2.3 注射剂的配方表2.1阿奇霉素葡萄糖注射液生产配方（100ml）Table 2.1 azithromycin and glucose injection production recipe (100 ml)成分用量阿奇霉素0.125 g葡萄糖5.0 g2.4 生产过程概述（1）此类注射剂一般都采用浓配、滤过、 稀配、 过滤、灌装、放膜、上塞、 翻塞，加盖、轧口、 灭菌检漏（灯检）、贴签、包装、入库等工序2）料液的配制 稀配法: 此方法是将全部的原料药物加入到全部的溶剂中，一次性将其配制成所需要的浓度原料的质量好，不易出现澄明度等问题的时候可以采用此种方法进行，此操作方法操作比较简单浓配法:将全部的原料药物加入到部分的溶剂中，再配制成为浓溶液，经过冷藏、滤过等步骤后，再稀释到所需要的浓度。

此方法可以除去溶解度比较小的杂质，在易出现澄明度等问题时可以使用此方法进行操作因为阿奇霉素不易溶于水，要先将其溶于加热到100℃的注射用水中，因此使用先浓配，再稀配的方法进行操作 2.5生产工艺流程（1） 将要用的玻璃瓶送到外包间内，将其脱去外包装 ，送至洗、烘灌封联动机组， 再经过干燥灭菌和冷却2）灭菌和检漏处理将灌装封口后的玻璃瓶送至水浴灭菌器进行灭菌，灭菌结束后在真空条件下在瓶内加有色水进行检漏3）灯检台将灭菌检漏步骤完成后的玻璃瓶送到灯检台进行灯检，合格的产品将会通过传送带热水槽中进行冲洗灭菌，然后进入印字包装联动机对其进行印字包装，最再后进入自动捆扎机[7]2.5.1．注射用水的制备纯化水由原水经过石英砂过滤 → 精滤（PE棒） → 阴床 → 阳床 → 混床 → （紫外灯或蒸馏水机）灭菌 → 进入贮罐[7-8]把纯化水经过以下蒸馏水机蒸馏之后即可以制得所需注射用水大致过程如下图2.2所示自来水砂滤器活性碳滤过器细滤过器PE棒精滤阳离子树脂床脱气塔阴离子树脂床混合树脂床多效蒸馏水机、紫外灯杀菌注射用水热贮水器（80℃）图2.2 注射用水的制备流程Fig.2.2 Injection water preparation process2.5.2 注射液容器处理（1）输液瓶的要求 输液瓶口的内径必须符合要求（1）光滑且圆整（2）大小适中，为了避免密封程度受到影响。

玻璃输液瓶经常使用的材料为中性玻璃，而且要求其理化性质必须稳定且符合参数标准2）输液瓶的洗涤首先把玻璃瓶送到理瓶机内，按顺序排列，再由传送带将其送至外刷瓶机中，可以看到输送带两侧有两排旋转毛刷，这是为了使瓶在输送带上前进的同时进行旋转，并且在传送带的上方淋纯化水冲刷瓶体，最后再将外刷后瓶子送进内刷瓶机内进行内部的清洗3）胶塞和隔离膜的质量要求以及清洁处理胶塞对大输液有很大的影响，为了降低此影响，在实际生产中常用丁基橡胶塞在使用之前，先使用酸碱等对胶塞进行处理，测得其水洗PH呈中性后再纯水煮沸半小时，最后再用注射用水洗净隔离膜方面经常使用涤纶膜，因为它具有（1）对电解质无通透性（2）理化性质较稳定，用稀酸处理或水煮后无溶解物脱落（3）耐热性较好，并且具有一定机械强度（4）灭菌后不易破碎涤纶莫的处理方法是将直径38 mm的薄膜逐张分散浸泡在乙醇溶液中或在蒸馏水中高温热处理半小时，然后用注射用水洗净备用2.5.3.注射液的过滤 此过程的目的是滤除掉药液中不溶性的固体杂质以及微生物，得到澄明度符合参数标准的药液1）过滤机制过滤机制分两种，（1）筛析作用（2）深层过滤2）滤器的种类及选择滤器有多种，常用滤器有：熔玻璃滤器、滤棒、框压滤器、滤器等。

不同的滤器其性能等方面都有很大的不同，为了选择最合适的滤器，有必要对不同的滤器进行了解3）过滤装置在实际操作中，只选用一种滤器是不够的，因此需要将适当的滤器组合成过滤装置使用① 高位静压过滤装置：厂房为楼房时较适用，在楼上配置所需药液，通过管道过滤后到楼下进行灌封[8]该方法具有压力稳定等优点，但速度较慢② 减压过滤装置：适用于多种滤器，对设备要求比较简单，缺点是压力不稳定，容易影响过滤质量③ 加压过滤装置：大量生产中使用压力稳定、滤速快、质量比较好、产量高，防止污染效果好④ 微孔滤膜过滤装置：首先需将药液预滤，预滤过程可以使用上述装置本装置滤速基本符合灌封的需要，滤液质量较好2.5.4 注射液的灌封经过滤后的注射液，检查合格后立即进行灌装、封口，为了减少污染，灌封须在同一室中进行要严格控制灌封室环境，洁净度必须高输液灌封分四步，分别是药液灌注、加膜、盖胶塞以及轧铝盖灌封环节非常重要，必须按照操作规程完成，同时要严格控制室内的洁净度灌封后要进行检查，未封好的输液作剔除处理，杜绝一切污染的可能目前大都采用旋转式自动灌封机、自动翻塞机、自动落盖轧口机完成灌封过程2.5.5 注射液的灭菌灌封好的注射液要立即灭菌，必须在4小时内完成。

灭菌是控制产品质量的重要环节，不但要除去、杀灭所有的可能存在的微生物，而且还要保证稳定性、用药的安全性等灭菌时一般都采用水浴灭菌或热压灭菌，当然也能根据成品容量的大小，选择合适的灭菌条件2.5.6.灯检灯检室中，在不反光的黑色背景下进行灯检[9]光源采用20W日光灯，照度为1000－1500LX，检品与眼睛距离为20－25cm检查标准按卫生部WS1－362（B－121）－91号逐步直立、倒立、平视三步法旋转检视，每瓶检视时间不得少于7秒不合格品移交配制工序进行回收处理，合格产品送入下工序2.5.7.印字包装 注射液在所有检查均合格后都要进行印字包装，标清楚名称、规格以及批号等输液的包装生产线流程图如下：重量选别机装盒机传送带 贴标签机输液联动机 产品检验装置装箱机或捆扎机8.8．入 库 包装好的成品经检验合格后及时转移至成品库2.5.8 生产工艺流程图流程图如下图2.3所示：原辅料称重浓配过滤稀配粗滤轧口灯检灭菌贴签包装加盖铝盖入库蒸馏灌装*标签纸箱精滤清洗放膜*离子交换上塞*翻塞输液瓶清洁剂处理瓶外清洗清洗粗洗隔离膜清洗乙醇浸泡煮沸胶塞粗洗过滤酸碱处理清洗饮用水纯水注射用水过滤大于100000级区10000级区*局部100级的生产操作是要在10000级环境中，局部100级的条件下进行。

图2.3阿奇霉素葡萄糖注射液生产工艺 100000级区精洗精洗精洗第三章 物料衡算3.1生产能力的计算开工因子=生产装置每年的开工时间/年自然时间[10]为了充分利用设备，所以开工因子应取得比较大，要接近1，但是也不可能等于1，是因为还要考虑设备的检修和开停车等情况因此开工因子一般都取为0.9～0.95，因全年365天，所以年生产300～330天所以除去季保养和月保养、修理、以及放假等总计65天，那么年工作日为：365-65 =300天每年生产1000瓶阿奇霉素葡萄糖注射液 ，全年生产的时间为300天，每天工作时间8小时，一共2400小时，则剩余时间是大修、中修以及休息的时间，那么每小时生产能力为： 100000002400=4167支/小时3.2 质量守恒定律根据质量守恒定律，对研究系统作物料衡算：∑G进=∑G出+ ∑G损+∑G积其中 ∑G进—输入物料量的总和； ∑G出—离开物料量的总和； ∑G损—总的损失量；∑G积—系统中的积累量表3.1 物性参数Table.3.1 Physical parameters物质名称摩尔质量 g/mol密度(25℃)g/100ml摩尔定压热(25℃)J/(molOC)标准生成焓kJ/mol标准蒸发焓kJ/mol阿奇霉素749.000.125———葡萄糖58.445.0———注射用水18.010.029—44由设计任务书可以知，原料的规格为：①阿奇霉素葡萄糖注射液产品的规格为100 mL②阿奇霉素0.125 g/瓶③葡萄糖5 .0g/瓶反应釜的转化率为99.5%，过滤器的回收率为99.5%，每天生产的阿奇霉素葡萄糖注射液为33334瓶，共有33334100=3333400ml=3333.4L每天需要的阿奇霉素为：333340.00012599%99.5%99.5%=4.25kg纯阿奇霉素的量为4.250.99=4.21kg杂质的量为 4.25-4.21=0.04kg每天需要的葡萄糖为：33334 0.000599%99.5%99.5%=17.00kg纯葡萄糖的量为17.00.99=16.83kg杂质的量为17.0-16.83=0.17kg注射液用水理论需求量为33334100=3333400ml=3333.4L.管路设备利用率为98%，所以需要注射用水实际用量为：3333.498%=3401.43L表3.2进出反应釜的物料衡算(千克/天)Table.3.2 Import batch reactor material balance table ( kg/ days )输入物料输出物料序号物料名称组成（%）数量（kg）物料名称组成数量（kg）1阿奇霉素99 4.25阿奇霉素葡萄糖注射液 100ml：0.125 g3421.682葡萄糖9917.003注射用水1003401.43损失物料54活性炭0.54合计 3426.68合计 3426.683.3物料流程框图 原、辅料 21.25kg 注射液瓶配液注射用水 3401.43kg 150t 33334瓶 21.144kg粗滤 洗涤 1.59t 21.038kg精滤 33334万瓶 20.933kg 干燥洗烘灌缝封联动机组 33334瓶 33334万瓶灭菌 质检 33334瓶 33334万瓶包装 33334万瓶成品 入库 图3.3 物料流程框图（每天）Figure 3.3 material flow diagram (every day)第四章 工艺设备的设计与选型4.1配料釜设计计算4.1.1配料釜釜体计算阿奇霉素葡萄糖注射液用到了浓配罐以及稀配罐[15][16]（即两种大小配料釜），而且目前我国的制剂车间生产都可以使用一次性的配制即可，即直接使用稀配罐进行配制，在第一次加料的时候一般加入注射用水产品规格1/5左右。

因为两种反应罐计算形式基本都一致，为了简化以及方便考虑，这里暂时只考虑稀配罐设计技术参数在稀配时将浓配后滤液倒入稀配灌里面，所以最后稀配罐在计算时应取全部注射用水计算即3401.3L来计算 一般在浓配时注射用水注料一般是注射用水量的1/5，因此可得： Vˊ=3401.431/5=680.3L，因此每批投料体积是680.3L（一般在稀配时注射用水注料一般是总注射用水量的4/5，所以可得：Vˊ=3401.434/5=2721.1L，因此每批投料体积为2721.1L）a.确定筒体以及封头的型式：选择圆柱形筒体和椭圆形的封头b.确定筒体和封头的直径先确定应该加入到配料釜中总的物料体积，再计算所占比例最大的主要物料体积，其比它占积较少的物料忽略；再计算其反应后体积的变化，其中注射用水是主要成分，下面以阿奇霉素每一天的计算作为基准表4.1阿奇霉素葡萄糖注射液进料中主要成分的质量和体积table 4.1 azithromycin and glucose injection every day in the feed quality and volume of the main ingredients物质质量（kg）密度(kg/m3)体积(m3)注射用水3401.4310003.401VP=3.4m3所投物料进入后会膨胀，因此操作容积Vp要取4m3。

设备容积V和操作容积Vp满足 Vp=ηV，此反应比较温和，物料粘度较小，所以η取0.8，所以设备容积V=Vp/η=4/0.8=5m3 取5m3选取3m3釜2个 根据《化工设备设计基础》公式5—1H1/D1值大致如：表4.2几种配料釜的H1/D1值Table 4.2 several ingredients H1 / D1 value of the kettle种类釜内物料类型H1/D1值一般配料釜液-固相或液-液相物类气-液相物料1—1.31—2发酵釜类1.7--2.5容器不大，故选取H1/D1=1D1由下式计算： D1==圆整至公称直径标准系列，取，封头取相同的内径c.确定筒体高度查得Dg=1600mm标准椭圆封头曲面高度h1=400mm，直边高度h2=25mm，封头容积Vf=0.5864m3 ，内表面积Ff=2.9007m2由《化工设备机械基础》表16-5，有每一米高的筒体容积V1= 2.017m3，表面积F1=5.03m2H1=（V-V封）／V1=（3-0.5864）／2.0171.563m圆整为1600mm于是Ht／Di=1600／1600=1与选定的1相符，故所以符合要求4.1.2确定夹套1. 确定夹套直径夹套直径D2可根据筒体直径按下表推荐数值选取表4.3 夹套直径与筒体直径的关系Table 4.3 jacketed cylinder diameter and the diameter of the relationshipD1500～600700～18002000～3000D2D1 +50D1 +100D1 +200由于D1=1600mm，故D2= D1 +100=1600+100=1700mm，符合压力容器公称直径,夹套封头也采用椭圆形并与夹套筒体取相同直径。

2. 确定夹套高度夹套高度H2主要取决于传热面积A的要求，夹套的高度一般不应低于料液的高度，是为了保证传热的充分H2≈（ηV－V封）／V1=（0.83－0.5864）／2.017=0.899m圆整为900mm所以料液所占配料釜的总内表面积为：F=F1H2+=5.030.9+2.9007=7.43m2取传热面积为7.5m2,则夹套的高度为：H3=（F-Ff）/F1=（7.43-29007）/5.03=0.9005m>0.9m可以得出夹套高度大于液面高度，符合要求4.1.3釜体及夹套的计算1. 确定夹套的材料和壁厚选用Q235—A（即A3钢）为夹套材料，釜体内筒工作压力0.3 Mpa，夹套内工作压力0.3 Mpa，则夹套筒体和夹套封头为承受0.3 Mpa内压，而内筒的筒体和下封头为既0.2 Mpa内压，同时又承受0.3 Mpa外压，其最恶劣的工作条件为：停止操作时，内筒无压而夹套仍又蒸汽压力，此时内筒承受0.3 Mpa，查手册得Q235—A设计温度为常温下的许用应力 [σ]t=113MPa，选取夹套设计压力P=0.3 MPa，从安全考虑，夹套上所有焊缝均取焊缝系数φ=0.60，取壁厚附加量中的钢板厚度负偏差c1=0.8mm，单面腐蚀取腐蚀裕量c2=1.2mm。

夹套的壁厚计算如下： δd=PD2／（2[σ]tφ－P）+C =1.10.3／（21130.6－1.1）+2=6.15mm取c1=0.8，c2=1.2，封头的壁厚为：δd=PD2／（2[σ]tφ－0.5P）+C =1.10.3／（21130.6-0.51.1）+2=6.14mm圆整至钢板规格厚度并查阅封头标准[11]，选取夹套的筒体和封头的壁厚均为 δd =8mm 2. 确定内筒的材料和壁厚在承受0.2 Mpa的内压时筒体的厚度δd=PD2／（2[σ]tφ－P）+C=1.10.2／（21130.85－1.1）+2 =3.83mm内筒筒体按承受0.3Mpa外压设计，且受双面腐蚀作用，可初选筒体壁厚 δn=8mm，并取c1=0.6mm，c2=2mm筒体有效壁厚δe= δn－C =8－2.6 =5.4mm因为夹套顶部距容器法兰实际为150mm内筒体 承受外压部分的高度是H-150，并以此决定L／D0，D0／δe D0／δe=1616／5.4=299内筒受外压作用的计算长度L为被夹套包围的筒体部分加上凸型封头高的1/3L≈H-150+h2 +h1／3=1600-150+25+≈1608.3mmL／D0=1608.3／1616查图，由D0／δe=299和L／D0=1，查得系数A=2.610-4，再据图15-4系数A查得系数B=36MPa筒体的许用外压为 [P]=B／（D0／δe）=36／299 =0.172MPa Mpa因此，当名义厚度为8mm时，不能满足稳定要求。

再假设，则，而，由图15-4查的A=，据以插图15-5得B=41，则 [P]=B／（D0／δe）=41／225=0.18MPa Mpa因此，名义厚度时，筒体不能满足稳定要求再假设，则，而，0.99由图15-4查的A=，据以插图15-5得B=72，则 [P]=B／（D0／δe）=72／180=0.4MPa Mpa.筒体厚度应选取两者中的较大值，所以筒体厚度被确定为12mm3. 确定内筒封头厚度承受0.2 Mpa内压δd=PD2／（2[σ]tφ－P）+C=1.10.2／（21130.85－1.1）+2 =3.83mm承受0.3MPa外压，设，则查图得B=95 [P]=B／0.9（D0／δe）=0.584MPa4.1.4零部件选用和设计 1. 容器法兰[1]1根据筒体内操作压力，温度和筒体直径，查表初选甲型平焊法兰（JB/T4702-2000）法兰材料A3M，查表可知32个M20的螺柱，公称压力PN=0.25 MPa的A3M甲型平焊法兰在25℃时的允许工作压力为0.32MPa＞0.3MPa，因此是合适的2. 入孔选用JB80-79带视镜入孔，公称直径D采用I类材料，A型密封面3. 支座的选择配料釜要在外层进行保温设置，因此选取A型悬挂式支座最为合适。

筒体π封头夹套壳体m3=3.14(1700+8) 90087.810-6=301.19kg夹套封头m4=178.4kg电动机和减速机总重量约为440kg，而搅拌装置的重量约为60kg ，筒体法兰的重量约 150kg，保温层的重量约为200kg，手孔和其他附件的重量约为100kg，所以：=440+60+150+200+100 =950kg料液质量m=m1+m2+m3+m4+m5+m6=(1067.7+538.4+354.1+178.4+950+4000=7726.03Kg即总重力Q≈80kN配料釜应该安装四个支座，但是按两个支座承载重量 进行计算，可以查得应该选用承载能力为40k的支座4.1.5搅拌器选形由于料液是固体悬浮，搅拌目的是使其充分的混合，所以选择桨式搅拌器，筒体内径为1600mm其直径D约取配料釜内径的1／4～3／4，D=1／4D1～=400mm,取D=1200mm4.1.6计算搅拌器的转速粒子悬浮临界转速的计算：nc=Ψ(dt/d)ag0.45(ρs-ρL)0.45μ0.1ds0.2(100R)0.13/d 10.85ρL0.55式中：ds固体颗粒直径m,ρs固体颗粒密度kg/m3，ρL液体密度kg/m3 ，μ液体粘度pas，d搅拌直径m，d1搅拌釜内径m，g重力加速度m/s ，R固体对液体的重量比。

Ψ和a是与叶轮形式和安装位置有关的系数一般Ψ取1～2，a近似取1.4，查资料计算得n=80/min4.1.7搅拌轴的直径计算综合考虑，搅拌轴材料选取不锈钢Cr18Ni9Ti,圆钢冷拉，GB905-82，直径一般在8～250mm，查得其[τ]=15～25Mpa.搅拌器由于摩檫损耗功率不大，直接用电动机（YB-5.5）功率来计算轴径：N电=5.5kw， N电为电动机的功率， n=80， [τ]K=15Mpa 搅拌轴直径d≥147( N电/n)1/3=59.6mm.考虑到开链键、钻孔、轴径要适当加大，为了选用标准机械密封件，并和减速机轴径一致，搅拌轴直径取65mm4.1.8密封形式选择 选择机械密封，它的功耗小、泄露低、密封性能可靠，使用寿命长本设备采用单端面，小弹簧，平衡形，其标准号为HG21571-954.1.9计算电机功率由于采用机械密封、齿轮传动假设摩檫功率占搅拌功率的5%，传动效率为90%，那么电机功率：4.1.10电动机和减速机选型电动机在选取的时候一般要和减速机配合考虑[12]已知搅拌轴转速n=80r/min,电动机使用功率为N电=6.4kW，所以应该选取（1）电动机：三相异步电动机YB132M-4 型，额定功率7.5kw，同步转速1500r/min.（2）减速机：谐波减速机，额定功率6kw，同步转速1380r/min,立式，功称减速比为90，标准号为BLD-3。

4.1.11机座与连轴器的选择因为配料釜传来的轴向力不是很大，所以选取不带支撑的机座，标准号为JQ-4连轴器的公称直径Dg=65mm，夹壳式，标准号为 HG5-213-654.1.12配液罐设计表表4.4 配液罐参数Table 4.4 tank parameters配料釜材料不。