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近紅外控制系統(tǒng)在中藥領(lǐng)域的應(yīng)用

更新時(shí)間:2014-11-21      點(diǎn)擊次數(shù):8162

提取的主要過(guò)程是將中藥材浸入溶劑中進(jìn)行加熱提取,提取過(guò)程是中藥工業(yè)化生產(chǎn)

的首要環(huán)節(jié),直接關(guān)系到藥材的利用率、后續(xù)工序的加工難易程度、藥品藥效成分的含

量以及工廠的經(jīng)濟(jì)效益。中藥提取液成分復(fù)雜,各組分間還可能存在相互作用。傳統(tǒng)的

檢測(cè)方法是現(xiàn)場(chǎng)取樣到實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)的離線分析方法,分析時(shí)間長(zhǎng),存在嚴(yán)重的數(shù)據(jù)滯后

的缺陷,無(wú)法及時(shí)反饋信息。此環(huán)節(jié)需要實(shí)時(shí)檢測(cè)提取過(guò)程的各種參數(shù)以及各種有效成

分含量的提取曲線,摸清提取過(guò)程有效成分溶出規(guī)律,有助于確定*提取工藝,提高

藥材利用率,保障順暢生產(chǎn)過(guò)程。

技術(shù)方案:本方案擬采用多通道近紅外光譜

儀通過(guò)遠(yuǎn)程光纖配合在線流通池進(jìn)行提取過(guò)程

有效成分的在線檢測(cè)。多通道近紅外光譜儀可

以實(shí)現(xiàn)多個(gè)通路的檢測(cè),每個(gè)通路又可以檢測(cè)

不同的指標(biāo),而且通過(guò)光路切換技術(shù),可以避

免物流切換而可能產(chǎn)生的交叉污染問(wèn)題。遠(yuǎn)程

流通池安裝于提取罐的循環(huán)管路上(如右圖所

示),通過(guò)遠(yuǎn)程光纖連接近紅外主機(jī),實(shí)現(xiàn)在線

采樣,實(shí)時(shí)檢測(cè)和顯示整個(gè)提取過(guò)程中各個(gè)有

效成分變化的趨勢(shì)和規(guī)律,并將檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)

反饋至DCS自動(dòng)控制系統(tǒng),提取過(guò)程中各有效成分的含量變化趨勢(shì)可反饋至控制系統(tǒng)參

與過(guò)程控制,也可作為優(yōu)化提取工藝的依據(jù),同時(shí)也為產(chǎn)品質(zhì)量的回溯提供了必要的數(shù)

據(jù)基礎(chǔ)。

流通池的具體安裝方式有兩種:

1.采用十字型流體測(cè)樣器的旁路檢測(cè)方式(如圖3

從主管道引出一旁路,在旁路上接上十字型流體測(cè)樣器,沿流體流動(dòng)方向在測(cè)樣器的下

游安裝一個(gè)放液短管,管上安裝閥門通過(guò)開(kāi)關(guān)閥門使流體從管中流出,用于取樣。十字

型流體測(cè)樣器中,一組對(duì)稱的兩端通過(guò)SMA接口連接到旁路的管道上,形成流體通路;

另一組對(duì)稱的兩端分別連接光纖,兩根光纖一端與流體測(cè)樣器的藍(lán)寶石視窗連接,另一

端連接到多通路近紅外光譜儀的進(jìn)光或出光的接口上,形成一個(gè)光的通路。兩個(gè)藍(lán)寶石

視窗之間是流體,由光譜儀發(fā)出的光線穿透流體后帶有流體的各種信息,光信號(hào)通過(guò)傳

導(dǎo)光纖返回光譜儀由檢測(cè)器接收信號(hào)對(duì)流體進(jìn)行透射檢測(cè)。在光譜儀中對(duì)信號(hào)進(jìn)行A/D

轉(zhuǎn)換后,通過(guò) RJ45 網(wǎng)線與電腦相連接,將數(shù)字信號(hào)傳導(dǎo)入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)通過(guò)調(diào)用模

型直接給出檢測(cè)結(jié)果,顯示在電腦屏幕上,也可直接用打印機(jī)打印出結(jié)果,或者將檢測(cè)

數(shù)據(jù)傳輸?shù)?span style="font-family: cqabuw+fangsong_gb2312">DCS控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)控制。

2.采用法蘭式流體測(cè)樣器的主管道檢測(cè)方式(如圖 4

該方案直接將一個(gè)與主管道尺寸相匹配的法蘭式流體測(cè)樣器鑲嵌在主管道上,并在

主管道上引出一個(gè)放液口進(jìn)行取樣。該方案的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)的數(shù)據(jù)就是主管道上檢測(cè)點(diǎn)的

數(shù)據(jù),不存在任何滯后的問(wèn)題,另外比較旁路檢測(cè)來(lái)說(shuō),設(shè)計(jì)方便簡(jiǎn)潔,不需要做大的

改動(dòng)。

4. 主管道檢測(cè)方案設(shè)計(jì)圖

法蘭式流體測(cè)樣器中,法蘭的兩端連接到主管道上,形成流體通路;SMA接口的兩

端分別連接光纖,兩根光纖一端與流體測(cè)樣器的藍(lán)寶石視窗連接,另一端連接到多通路

近紅外光譜儀的進(jìn)光或出光的接口上,形成一個(gè)光的通路。兩個(gè)藍(lán)寶石視窗之間是流體,

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寧波華子制藥設(shè)備制造有限公司提供的近紅外控制系統(tǒng)方案


 

技術(shù)文件

由光譜儀發(fā)出的光線穿透流體后帶有流體的各種信息,光信號(hào)通過(guò)傳導(dǎo)光纖返回光譜儀

由檢測(cè)器接收信號(hào)對(duì)流體進(jìn)行透射檢測(cè)。在光譜儀中對(duì)信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后,通過(guò)電纜

線與電腦相連接,將數(shù)字信號(hào)傳導(dǎo)入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)通過(guò)調(diào)用模型直接給出檢測(cè)結(jié)果,

顯示在電腦屏幕上,也可直接用打印機(jī)打印出結(jié)果,或者將檢測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)電流環(huán)傳輸?shù)?/span>

DCS控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)控制。

2)濃縮過(guò)程的在線檢測(cè)技術(shù)

中藥濃縮過(guò)程提高藥液中藥效成分的含量、減少藥液體積,濃縮過(guò)程中,藥效成分

和溶劑的含量對(duì)工藝過(guò)程的質(zhì)量影響很大。目前中藥濃縮技術(shù)及裝備還是憑操作者經(jīng)驗(yàn)

進(jìn)行工藝操作。濃縮過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)通過(guò)離線分析方法進(jìn)行檢測(cè),同樣存在數(shù)據(jù)結(jié)果

滯后的缺陷。此環(huán)節(jié)采用近紅外技術(shù)需要實(shí)時(shí)檢測(cè)濃縮過(guò)程水分含量(密度變化)、有

效成分含量的變化曲線,通過(guò)各種參數(shù)的優(yōu)化,確定*濃縮工藝。

技術(shù)方案:多通路近紅外在線檢測(cè)分析裝置通

過(guò)遠(yuǎn)程光纖配合在線流通池實(shí)現(xiàn)濃縮過(guò)程水分和

成分含量的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)。安裝位置如左圖所示。

通過(guò)多通路轉(zhuǎn)換,可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)通路的同時(shí)檢測(cè);

通過(guò)遠(yuǎn)程光纖連接近紅外主機(jī),可實(shí)現(xiàn)在線采樣,

實(shí)時(shí)檢測(cè)整個(gè)濃縮過(guò)程中各個(gè)有效成分及溶劑變

化的趨勢(shì),并可將檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋至DCS自動(dòng)控

制系統(tǒng)。

濃縮過(guò)程中各有效成分的含量變化趨勢(shì)可反

饋至控制系統(tǒng)參與過(guò)程控制,也可作為優(yōu)化濃縮工

藝的依據(jù),同時(shí)也為產(chǎn)品質(zhì)量的回溯提供了必要的

數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

流通池的安裝方式同提取環(huán)節(jié)一樣,可以采用旁路或主管道方法(參考提取過(guò)程流

通池安裝方式)

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                       工程技術(shù)部

寧波華子制藥設(shè)備制造有限公司提供的近紅外控制系統(tǒng)方案

 

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