5. технологічні розрахунки. Матеріальний баланс

Скачать 277 Kb. Название Матеріальний баланс Анкор 5. технологічні розрахунки.doc Дата 26.02.2018 Размер 277 Kb. Формат файла Имя файла 5. технологічні розрахунки.doc Тип Документы #17114

5 ТЕХНОЛОГІЧНІ РОЗРАХУНКИ 5.1. Матеріальний баланс. Матеріальний баланс — співвідношення між кількістю вихідної сировини, матеріалів, напівпродуктів і проміжної продук­ції, використаних у виробництві, і кількістю фактично отри­маної готової продукції, побічних продуктів, відходів і втрат, тобто співвідношення теоретично мож­ливого і практично отриманого виходу готової продукції. Це співвідношення ілюструється рівнянням матеріально­го балансу, яке має вигляд: С1 = (С2+ С3+ С4) + С5, ; (5.1) де С1 — кількість ви­хідної сировини;  С2 — кількість готової продукції; С3 — кількість побічних продуктів;  С4 — кількість відходів;  С5 — кількість втрат. Матеріальний баланс лежить в основі регламенту виробницт­ва і дає можливість оцінити рівень організації технологічного процесу, порівняти ефективність його проведення на різних ви­робництвах, що випускають однойменну продукцію. Тобто чим менша частка в матеріальний баланс  різного роду втрат, тим більш правильний процес виробництва. Таким чином, матеріальний баланс  характеризує досконалість технологічного процесу, а отже, має велике практичне значення. Матеріальний баланс  складається на підставі проведеного екс­перименту на одиницю продукції, що випускається, на один вироб­ничий потік або потужність усього виробництва. Для нових ви­робництв його складають за даними проекту, для діючих виробництв — за досягнутими показниками роботи в останній рік перед затвер­дженням регламенту. Його переглядають лише в разі включення в технологічний процес (чи виключення з нього) операцій або стадій, що впливають на витрати сировини чи кількість відходів. Матеріальний баланс  може бути поданий як у вигляді алгеб­раїчного рівняння, так і у формі таблиць надходження й витрат матеріалів, що є характерним для технологічних регламентів ви­робництва ЛП. У прибутковій частині балансу зазначається кількість матеріалів, уведених у виробництво, а у видатковій частині — кількість отриманих матеріалів і втрат. У підсумку прибуткова і видаткова частини балансу повинні становити однакові суми. Складається матеріальний баланс  як для технологічного про­цесу загалом, так і на кожну окрему стадію або технологічну опе­рацію (постадійний матеріальний баланс). Він може охоплювати всі матеріали (загальний, сумарний баланс) або кожний окремий компонент. Матеріальний баланс  складається на одну серію про­дукції за об’єктивними результатами запропонованого рівня тех­нології виготовлення ЛП. Завдяки матеріальному балансу  розраховуються основні технічні та економічні показники виробництва, такі, як регламентовані норми витрат сировини, матеріалів, напівпродуктів та енергоресурсів на одиницю фармацевтичної продукції. Оптимальна серія таблеток Метилурацил 0,5 г становить 14 тис. упаковок №10. В даному розділі представлений постадійний і загальний матеріальний баланс виробництва таблеток Метилурацил, які приведені в таблицях 5.1 і 5.2 відповідно. Матеріальний баланс стадій технологічного процесу Таблиця 5.1 Найменування Вміст основної речовини % Витрачено і отримано Маса, кг (г) Об’єм, л Кількість, шт. Загальна Основної речовини кг/моль 1 2 3 4 5 6 7 Стадія 1. Підготовка сировини Витрачено на стадії 1. А. Сировина: Метилурацилу 99,0 70,7 70 Крохмалю картопляного - 26,18 - Кислоти стеаринової - 0,952 - Тальку - 2,1 - Спирту полівінілового - 0,147 - Води очищеної - 21,7 - Всього: - 121,79 - Отримано на стадії 1. Б. Напівпродукти Просіяної сировини, у тому числі: 95,06 -метилурацилу 99,0 70,0 69,3 -крохмалю картопляного 23,1 -тальку 1,96 Суміші кислоти стеаринової з крохмалем картопляним, у тому числі 1,68 -кислоти стеаринової 0,84 -крохмалю картопляного 0,84 Крохмального клейстеру. у тому числі: 18,073 -крохмалю картопляного 1,273 -води очищеної 16,8 Розчину полівінілового спирту, у тому числі: 4,34 -полівінілового спирту 0,14 -води очищеної 4,2 Разом 119,153 - Відходи: Механічних включень і сировини при просіюванні, у тому числі: - 1,274 - -механічних включень і метилурацилу 99,0 0,42 0,416 -механічних включень і крохмалю картопляного - 0,7 - -механічних включень і кислоти стеаринової - 0,07 - -механічних включень і тальку - 0,084 - Втрати: Сировини при просіюванні і завантаженні у тому числі: - 1,365 - -метилурацилу 99,0 0,28 0,277 -крохмалю картопляного - 0,28 - -кислоти стеаринової - 0,042 - -тальку - 0,056 - -спирту полівінілового - 0,007 - -води очищеної - 0,7 - Разом 121,79 - Стадія 2. Отримання маси для таблетування Витрачено на стадії 2. А. Сировина: Просіяної сировини, у тому числі: - 95,06 - -метилурацилу 99,0 70,0 69,3 -крохмалю картопляного 23,1 -тальку 1,96 Суміші кислоти стеаринової з крохмалем картопляним, у тому числі - 1,68 - -кислоти стеаринової - 0,84 - -крохмалю картопляного - 0,84 - Крохмального клейстеру. у тому числі: - 18,073 - -крохмалю картопляного - 1,273 - -води очищеної - 16,8 - Розчину полівінілового спирту, у тому числі: - 4,34 - -полівінілового спирту - 0,14 - -води очищеної - 4,2 - Разом - 119,153 - Отримано на стадії 2. Б. Напівпродукти Маси для таблетування - 96,6 - Втрати Води - 21,0 Механічних неврахованих втрат - 1,553 Всього: - 119,153 - Стадія 3. Таблетування Витрачено на стадії 3: А. Напівпродукти: 1. Маси для таблетування 71,43 96,6 69,00 Разом: - 96,6 69,00 Отримано на стадії 3: Б. Напівпродукти: Таблеток метилурацилу 0,5г 71,43 93,1 68,64 133,0 тис. табл. Відходи Таблеток метилурацилу 0,5г некондиційних 71,43 2,8 2,00 Втрати Механічних неврахованих втрат 71,43 0,7 0,49 Всього: - 96,6 - Стадія 4. Фасування та упаковка таблеток Витрачено на стадії 4: А. Напівпродукти: Таблеток метилурацилу 0,5г 71,43 93,1 68,64 133,0 тис. табл. Отримано на стадії 4: Кінцевий продукт: 1. Таблеток метилурацилу 0,5 г в контурній чарунковій упаковці №10 71,43 91,63 65,45 13,09 тис. уп №10 Відходи Таблеток метилурацилу 0,5г некондиційних 71,43 0,98 0,7 1,4 тис. табл. Втрати Механічних неврахованих втрат 71,43 0,49 0,35 0,7 тис. табл. Разом - 93,1 - Втрати сировини і напівпродуктів прийняті за даними підприємства з урахуванням попереднього аналізу технологічних і механічних втрат. Розрахуємо коефіцієнт втрат сировини (Кр) по кожній стадії, розраховуються за формулою: Кр = Gз / Gо; (5.2) де: Gз – кількість завантаженої сировини, кг; Gо – кількість отриманої сировини, кг. Відповідно коефіцієнт втрат сировини на стадії 1 “ Підготовка сировини” буде дорівнювати: Кр = 121,79/119,153= 1,022 Коефіцієнт втрат сировини на стадії 2“ Отримання маси для таблетування ” буде дорівнювати: Кр = 119,53/96,6= 1,24 Коефіцієнт втрат сировини на стадії 3 “ Таблетування та знепилення ” буде дорівнювати: Кр = 96,6 /93,1 = 1,037 Коефіцієнт втрат сировини на стадії 4 “ Фасування та упаковка таблеток” буде дорівнювати: Кр = 93,1/91,63 = 1,016 Важливим показником при складанні матеріального балансу являється ступінь використання сировини (N), який показує повноту переробки вихідної сировини в готовий продукт і розраховується за формулою: N = (Gо / Gз) · 100%; (5.3) Тоді ступінь використання сировини на стадії 1 “ Підготовка сировини ” буде дорівнювати: N = (119,153 /121,79) · 100%= 97,83% Ступінь використання сировини на стадії 2 “ Отримання маси для таблетування ” буде дорівнювати: N = (96,6/119,53) · 100%= 80,8% Ступінь використання сировини на стадії 3 “ Таблетування та знепилення ” буде дорівнювати: N = (93,1/96,6) · 100%= 96,4% Ступінь використання сировини на стадії 4 “ Фасування та упаковка таблеток ” буде дорівнювати: N = (91,63/93,1) · 100%= 98,4% Розрахуємо загальний коефіцієнт втрат сировини по всьому виробництві: Кр = 121,79/91,63 = 1,33 Ступінь використання сировини по всьому виробництві розраховується наступним чином: N = (91,63/121,79) = 75,23% Матеріальний баланс для всього виробництва приведений у вигляді таблиці 5.2 Таблиця 5.2 Витрачено Отримано Найменування сировиниі напівпродуктів Кількість, кг Найменування кінцевого продукту, відходів і втрат Кількість, кг Загальна маса, кг Маса основної речовини Об’єм, л Шт. Загальна маса, кг Маса основної речовини Об’єм, л Штук 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Основна сировина Готовий продукт Метилурацилу 70,7 99,0 - - Таблетки Метилурацил по 0,5 г 91,63 - - 13,09 тис. уп №10 Крохмалю картопляного 26,18 - - - Відходи та втрати сировини та напівпродуктів 30,16 кг Кислоти стеаринової 0,952 - - - Тальку 2,1 - - - Спирту полівінілового 0,147 - - - Води очищеної 21,7 - 21,7 - Разом: 121,79 - - - 5.2 Розрахунки витрат води, стисненого повітря, електроенергії. 5.2.1. Розрахунок витрат води. При виробництві таблеток Метилурацил по 0,5 г використовується вода для очищення обладнання від залишкових кількостей препарату. Використовується вода водопровідна та очищена. Норма витрати води очищеної – 0,030 м3/1 тис. упаковок №10. Норма витрати води трубопровідної – 0,050 м3/1 тис. упаковок №10. Розмір серії складає - 14,0 тис. упаковок №10.. Витрата води очищеної на виготовлення однієї серії складає: Річні витрати води очищеної складають: Витрата води трубопровідної на виготовлення однієї серії складає: Річні витрати води очищеної складають: 5.2.2. Розрахунок витрати стисненого повітря. У виробництві таблеток Метилурацил стиснене повітря використовується практично на всіх стадіях виробництва препарату в різних кількостях: для ущільнення прокладок сушки, для знесилення таблеток, для нормальної роботи відбраковую чого вузла пресу, на стадії фасування таблеток. Найбільше витрачається стиснене повітря на стадії таблетування, а саме для знепилення таблеток Витрати складають для знепилення таблеток 350 л/хв(тиск 0,51 ат). Повітря витрачається безперервно протягом всього часу таблетування. Процес таблетування і знепилення триває 120 хв. Тоді витрати стисненого повітря на даній стадії будуть наступними: (тиск 0,51 ат). Витрати стисненого повітря на річний випуск складають: (тиск 0,51 ат). 5.2.4. Розрахунок витрат електроенергії та балансу часу Технологічний процес виробництва таблеток Метилурацил по 0,5 г практично виключає ручну працю на всіх стадіях. Кожна одиниця обладнання споживає певну кількість електроенергії. Розрахунок споживання електроенергії проводиться на основі потужності електродвигунів вибраного обладнання за формулою: (5.5) Витрати електроенергії для виробництва даного препарату на одну серію та річний обсяг приведені в таблиці: Найменування обладнання Позначення Час роботи, год Потужність, кВт Витрата електроенергії на 1 серію препарату, кВт*год Витрата електроенергії на річний обсяг виробництва препарату, кВт*год Машина для подрібнення сировини ГФ-2 0,2 2,0 0,4 4,0 Вібросито ГФ-9 0,5 1,3 0,75 7,5 Реактор для приготування крохмального клейстеру Р-14 1,0 1,0 1,0 10,0 Реактор для приготування розчину полівінілового спирту Р-16 0,5 1,0 0,5 5,0 Змішувач-гранулятор ГФ-18 0,5 (11,0+7,5) 9,25 92,5 Сушарка псевдозрідженого шару ГФ-19 1,0 3,0 3,0 30 Калібратор ГФ-20 0,5 2,5 1,25 12,5 Змішувач ГФ-23 0,04 20,0 0,8 8,0 Таблетковий прес ГФ-24 2,0 7,5 15,0 150,0 Калібратор ГФ-26 2,0 0,06 0,12 1,2 Блістерна машина ГФ-28 6,0 3,2 19,2 192,0 Разом: --- 11,74* 60,06 51,27 512,7 *-загальний час необхідний для виробництва серії препарату не дорівнює сумі часу, необхідного на кожну операцію, оскільки деякі операції проходять паралельно(приготування крохмального клейстеру та приготування розчину полівінілового спирту, таблетування та знепилення, фасування та упаковка). 5.3 Вибір та розрахунки кількості основного обладнання Для виготовлення препарату Метилурацил – 14,0 тис. упаковок №10 – використовується наступне обладнання:машина для подрібнення сировини вібросито, змішувач-гранулятор, сушка, гранулятор для сухого продукту, контейнерний змішувач, таблетковий прес, автомат для пакування у контурну чарункову упаковку. До основного обладнання можна віднести змішувач-гранулятор, сушка, таблетковий прес, автомат для пакування у контурну чарункову упаковку. Саме це обладнання потребує розрахунку, оскільки їх технологічні параметри лімітують час виробництва серії препарату. Усе вищеперераховане обладнання працює періодично. Режим роботи – двозмінний робочий день, тривалість зміни – 7 год. Змішувач-гранулятор. Максимальний робочий об’єм складає 200 л. Приймаємо насипну густину суміші сухих компонентів 0,6 г/мл. Загальний об’єм порошків складає приблизно 160 л. Кількість необхідного обладнання: достатньо одної одиниці обладнання. Отже,обладнання вибрано з достатнім запасом, щоб проводити операцію змішування та вологої грануляції за одне завантаження. Сушарка псевдозрідженого шару. Максимальний робочий об’єм складає 300 л ; достатньо однієї сушарки з оптимальним її заповненням. Для виготовлення таблеток у проекті використовується таблетковий прес максимальною робочою продуктивністю (q) 200000 табл./год, і робочою для даного препарату 70000 табл./год. За даними матеріального балансу на стадію таблетування надходить (Gсерії) 91,63 кг таблеткової маси. У відповідності з фармакопейною статтею 1 таблетка важить (gt) 0,70 г. Кількість таблеток Q (шт) однієї серії(теоретично): шт Визначаємо час роботи таблетпресу однієї серії t, год: год Таким чином, запропонований таблетковий прес задовольняє вимоги виробництва, так як за зміну можливо випустити серію таблеток за допомогою однієї одиниці устаткування. Дана вимога виконується й для забезпечення річного випуску таблеток. Автомат для пакування у чарункову контурну упаковку «Фармапак-150». Продуктивність – 2500 блістерів/год.. Кількість необхідного обладнання: - достатньо однієї одиниці обладнання. Отже, обране обладнання цілковито задовольняє дане виробництво і дає можливість повністю зробити серію препарату за одну робочу зміну.