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【中然杯】工艺最优还是能耗最优,你怎么选?

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药徒
发表于 2019-4-12 11:06:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 春风又绿江南岸 于 2019-4-12 11:13 编辑


    曾经的一家前雇主是做中药配方颗粒的大型国企,主要的工艺包括药材前处理、提取浓缩、浸膏干燥制粒、分装等环节。今天谈到节能这个话题,好像当年我们就没怎么注重过,根本就没把节能当一回事。

    设计方面考虑多用途,体现工艺最优,能耗最后考虑。
    能耗的多少往往也是取决于设计,我们做的是中药配方颗粒,品种多,品种特性也不尽相同,所以对设备的考察主要是追求一种设备能多次使用,多品种共用。可以说能耗是作为最次要因素考虑的。
大家知道提取是中药生产线中排在最前和最重要的生产过程 ,是决定中药生产水电汽能耗和收得率的关键 ,提取方法和提取设备的选型也是决定能否实现中药生产操作现代化的关键。我们采用的仍然是传统的间歇式单罐提取罐,也就是俗称多功能提取罐。这个设备适合绝大部分的药材品种,使用范围广。

    设备选型方面,效率最优大于能耗最优
    中药颗粒剂的生产过程中,最耗时的工序是浸膏的干燥过程。因为在提取与浓缩阶段一般加2~3批水,越后面的提取液浓度越稀, 最后将浓的和稀的提取液混合后去蒸发浓缩, 尽可能将加入的水分加热蒸发, 蒸发浓缩所得浓缩液直接作为中药浸膏去干燥脱除最后所含水分,为将提取中加入的水分全部分离,就必须设蒸发浓缩器和干燥机 ,每蒸发或干燥脱除一份水分就要耗相应水电汽能耗。在提取过程中加水越多 ,蒸发和干燥自然耗能越多, 蒸发和干燥设备也越大 ,投资越多。
    由于我们品种多,批次多,设备少,所以在时间上耗不起,只能采用喷雾干燥机,喷雾干燥需要高温度热空气,还需要在蒸汽加热后再电加热接力,这使得热效率变得很低。但是有一个优点,快啊!将浸膏干燥成固体粉末那是分分钟的事,速度上甩开真空干燥箱等设备好几条街!

    研发阶段工艺最优大于能耗最优
    我们往往追求的是工艺最优,而不是能耗最优。在前道提取过程中都加入大量的水作提取溶剂,然后在后道蒸发和干燥过程中,需要将前面加入的水全部通过蒸发和干燥予以去除。水在生产过程中一进一出要消耗大量的热量。之外,溶剂进水加热和保持必要的提取操作温度,也要消耗不少热量。提取最关键的参数是提取时间、溶剂用量和提取次数,举个例子我们提取板蓝根:
    按照工艺最优方案:提取三次,第一次加药材重量8倍量的水,提取2小时;第二次加药材重量7倍量的水,提取1小时;第三次加药材重量6倍量的水,提取0.5小时。简化就是:工艺最优=8*2h+7*1h+6*0.5h。
    按照能耗最优方案:提取两次,第一次加药材重量10倍量的水,提取1.5小时;第二次加药材重量8倍量的水,提取1小时。简化就是:能耗最优=10*1.5h+8*1h。
    问题来了,工艺最优和能耗最优怎么样去抉择呢?这就得考虑政治因素了,我们是国企,每年有大约有数千万甚至上亿元的研发经费,而在生产方面主要是生产工艺的优化,看重的是能出产量和提高质量,这必然是要求忽略能源方面的损耗,干企业吗,哪有不耗能的。我们辛辛苦苦搞了一个研发项目,目的就是优化工艺,结果工艺指标是上去了,但总不能被能耗给拉下水吧?不出点成果,也不好向上面交代啊。
    综合考量,在种种实际因素面前,不得不将能耗因素给搁浅了。以上是我对中药生产节能方面的反向思考,欢迎批评!

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药徒
发表于 5 天前 | 显示全部楼层
看的不是是否懂。是产品质量最优与能耗最优的选择么?这是质量与生产矛盾的范畴。

如果不考虑能耗、效率等,何来最优工艺一说。最优工艺应该是一个综合考虑后的工艺,其不一定是消耗最小的,但一定是综合最合适的,所以可能与能耗最优是不一样,这很正常的。
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药士
发表于 2019-4-12 14:42:57 | 显示全部楼层
上DOE   在符合质量的前提下,目标:能耗最低,   得出最优工艺参数     
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药徒
 楼主| 发表于 2019-4-12 20:39:11 | 显示全部楼层
915_雨 发表于 2019-4-12 14:42
上DOE   在符合质量的前提下,目标:能耗最低,   得出最优工艺参数

这里考虑的是含量的转移率,干膏的收率,只要能往上提升就是进步,不能让看不到的能耗否定一切
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药士
发表于 7 天前 | 显示全部楼层
春风又绿江南岸 发表于 2019-4-12 20:39
这里考虑的是含量的转移率,干膏的收率,只要能往上提升就是进步,不能让看不到的能耗否定一切

目标和方向不同,能耗从来都存在,而且实打实的数值,是你没注意。

脱离成本追求不切实际的、高大尚的质量要求,是扯淡。
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药士
发表于 7 天前 | 显示全部楼层
方法已经告诉你,DOE,结果扯目标上,我失望啊
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药徒
 楼主| 发表于 7 天前 来自手机 | 显示全部楼层
915_雨 发表于 2019-04-13 12:28
方法已经告诉你,DOE,结果扯目标上,我失望啊

谢谢,受教了
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药徒
发表于 3 天前 | 显示全部楼层
楼主写的挺多方面。
不过我觉得,在工艺优化的同时,也是兼顾了能耗的。工艺上,我们的最终目的是为了提取更多的有效成分。
工艺优化和能耗优化,并不矛盾。但是在最终取舍上,可能要两者兼顾。比如提取第三次,第三次的提取率和第三次的能耗比较。在成本上,可以结合最终产品质量有个取舍。
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发表于 前天 19:12 | 显示全部楼层
DOE,验证,我觉得最优工艺只是一个假设,谁都不能证明它是最优的。但是产品质量各个企业都是可以控制的,说白了就是,耗能最少,保证质量,符合GMP规定,就是每个私企老板所期望的(如果可以,还要压榨压榨员工)最优工艺。如果说国家政策能有利于药企发展和制药人的待遇问题;少一些备案流程;网站集中一体化备案,省局审阅通过,再进行文件申报,提高效率;虽然重工业发展是国家发展之本,但是医药行业也是国家发展的必然路线和目标,应该提倡并且扶持医药研发和创新,等等的一些问题。国家所提倡的一带一路经济,世界贸易联动,技术水平提高都会让国家乃至世界受益,这样才是我泱泱大国的最优体现与证明。说了一大推,小药厂想力争上游,不容易啊,又是垄断,又是压制,本人毕业后从事三年药企QA主管,擦屁股擦的心慌慌啊
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