[發(fā)明專利]含揮發(fā)油的中藥提取設(shè)備微沸狀態(tài)智能控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011030666.3
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112190971B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于洋;李正
• 申請（專利權(quán)）人: 天津中醫(yī)藥大學(xué)
• 主分類號: B01D11/02
• 分類號: B01D11/02;A61J3/00;C11B9/02
• 代理公司: 天津合正知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12229
• 代理人: 李成運(yùn)

本發(fā)明公開含揮發(fā)油的中藥提取設(shè)備微沸狀態(tài)智能控制方法及系統(tǒng)，在中藥提取設(shè)備設(shè)置若干不同的加熱節(jié)點(diǎn)；每一個加熱節(jié)點(diǎn)通過各自加熱夾套對應(yīng)控制一段體積范圍的加熱；油水分離器作為一個單獨(dú)的加熱節(jié)點(diǎn)；通過測溫得到每段體積范圍內(nèi)的流體平均溫度；對每一個加熱節(jié)點(diǎn)，推導(dǎo)出由此當(dāng)前溫度條件下加熱到預(yù)期目標(biāo)溫度的升溫時間；升溫時間大于閾值，加熱由PID控制器進(jìn)行控制；升溫時間小于閾值，加熱由模糊控制器進(jìn)行控制。本發(fā)明通過模糊PID控制方法對不同種類的中藥實(shí)現(xiàn)自動、精確的測溫并控制蒸汽壓力實(shí)現(xiàn)微沸狀態(tài)的控制，以及對油水分離器實(shí)現(xiàn)自動、精確的測溫并控制蒸汽實(shí)現(xiàn)溫度控制；有效提升中藥提取效率，并符合藥品生產(chǎn)相關(guān)要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于中藥制藥領(lǐng)域，特別是涉及到一種含揮發(fā)油的中藥提取設(shè)備微沸狀態(tài)智能控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

中成藥的產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)乎患者的健康，也是藥品生產(chǎn)企業(yè)能夠發(fā)展壯大的生命線，中藥提取過程是中藥生產(chǎn)工藝過程的核心生產(chǎn)過程，該工藝過程要求加熱至微沸提取，然而加熱蒸汽壓力不夠會導(dǎo)致達(dá)不到微沸狀態(tài)，蒸汽壓力過大則會引起溫度過高產(chǎn)生爆沸并對中藥內(nèi)部物質(zhì)性質(zhì)產(chǎn)生影響，所以對沸騰狀態(tài)的控制至關(guān)重要，其中涉及到各種關(guān)鍵質(zhì)量控制參數(shù)，尤其溫度是控制微沸狀態(tài)的核心參數(shù)。單位時間內(nèi)提取罐內(nèi)的溫度變化能夠反映藥液的提取是否達(dá)到微沸狀態(tài)。

目前，對于中藥提取過程微沸狀態(tài)還很難做到在線檢測，尤其是含揮發(fā)油的中藥提取過程,一般都是通過觀察藥液表面沸騰狀態(tài)，不能準(zhǔn)確控制達(dá)到微沸狀態(tài)的溫度,也不能準(zhǔn)確控制油水分離的溫度。中藥企業(yè)亟需對于中藥提取過程該關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行自動化檢測的設(shè)備。然而中藥材是一個龐大的體系，不同的中藥提取會隨著其性質(zhì)的不同使用不同的控制策略，所以構(gòu)建不同的專家知識庫十分重要。

光纖測溫技術(shù)目前已十分成熟，分布式光纖溫度傳感器采用獨(dú)特的分布式光纖探測技術(shù)，可對沿光纖傳輸路徑上的空間分布和隨時間變化信息進(jìn)行測量或監(jiān)控，且具有很高的精度。

綜上所述，能否結(jié)合光纖測溫技術(shù)，形成含揮發(fā)油的中藥提取過程微沸狀態(tài)的智能在線檢測和控制的方法及系統(tǒng)，是目前亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于基于自動化控制基礎(chǔ)理論，將分布式光纖溫度傳感器應(yīng)用到含揮發(fā)油的中藥提取過程，結(jié)合現(xiàn)代工藝控制設(shè)備，對中藥提取過程中的微沸狀態(tài)進(jìn)行快速智能檢測和控制。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種含揮發(fā)油的中藥提取設(shè)備微沸狀態(tài)智能控制方法，包括：

S1、在中藥提取設(shè)備設(shè)置若干不同的加熱節(jié)點(diǎn)；每一個加熱節(jié)點(diǎn)通過各自加熱夾套對應(yīng)控制中藥提取設(shè)備一段體積范圍的加熱；油水分離器作為一個單獨(dú)的加熱節(jié)點(diǎn)；

S2、測溫得到每個加熱節(jié)點(diǎn)所控制體積范圍內(nèi)的流體平均溫度；

S3、對每一個加熱節(jié)點(diǎn)，在模糊控制程序中輸入預(yù)期目標(biāo)溫度，經(jīng)過模糊化、模糊推理、去模糊化，得到各自的校正因子；

S4、對每一個加熱節(jié)點(diǎn)，在PID控制程序中，根據(jù)各自的溫度偏差分別進(jìn)行PID調(diào)節(jié)、PID自整定，得到各自的P、I、D控制參數(shù)；

S5、將各加熱節(jié)點(diǎn)的校正因子和各加熱節(jié)點(diǎn)的P、I、D控制參數(shù)進(jìn)行擬合，得到各加熱節(jié)點(diǎn)的加熱夾套的調(diào)節(jié)閥閥門開度系數(shù)。

進(jìn)一步的，步驟S2中所述流體平均溫度的測量方法包括：在中藥提取設(shè)備的內(nèi)壁上環(huán)繞設(shè)置分布式光纖溫度傳感器，對沿光纖傳輸路徑上的空間分布和隨時間變化的溫度信息進(jìn)行測量監(jiān)控，針對每個加熱節(jié)點(diǎn)所控制體積范圍內(nèi)，得到該體積范圍內(nèi)的各個測量點(diǎn)的具體溫度值，將各個測量點(diǎn)的溫度進(jìn)行平均化后，得到平均溫度即是該體積范圍內(nèi)的流體平均溫度；在油水分離器內(nèi)部設(shè)置分布式光纖溫度傳感器，對沿光纖傳輸路徑上的空間分布和隨時間變化的溫度信息進(jìn)行測量監(jiān)控，得到各個測量點(diǎn)的具體溫度值，將各個測量點(diǎn)的溫度進(jìn)行平均化后，得到平均溫度即是油水分離器的流體平均溫度。