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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):8150

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

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

的缺陷,無法及時(shí)反饋信息。此環(huán)節(jié)需要實(shí)時(shí)檢測提取過程的各種參數(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)過程。

技術(shù)方案:本方案擬采用多通道近紅外光譜

儀通過遠(yuǎn)程光纖配合在線流通池進(jìn)行提取過程

有效成分的在線檢測。多通道近紅外光譜儀可

以實(shí)現(xiàn)多個通路的檢測,每個通路又可以檢測

不同的指標(biāo),而且通過光路切換技術(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)檢測和顯示整個提取過程中各個有

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

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

與過程控制,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.采用十字型流體測樣器的旁路檢測方式(如圖3

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

游安裝一個放液短管,管上安裝閥門通過開關(guān)閥門使流體從管中流出,用于取樣。十字

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

另一組對稱的兩端分別連接光纖,兩根光纖一端與流體測樣器的藍(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,形成一個光的通路。兩個藍(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,光信號通過傳

導(dǎo)光纖返回光譜儀由檢測器接收信號對流體進(jìn)行透射檢測。在光譜儀中對信號進(jìn)行A/D

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

型直接給出檢測結(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

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.采用法蘭式流體測樣器的主管道檢測方式(如圖 4

該方案直接將一個與主管道尺寸相匹配的法蘭式流體測樣器鑲嵌在主管道上,并在

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

數(shù)據(jù),不存在任何滯后的問題,另外比較旁路檢測來說,設(shè)計(jì)方便簡潔,不需要做大的

改動。

4. 主管道檢測方案設(shè)計(jì)圖

法蘭式流體測樣器中,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,形成一個光的通路。兩個藍(lán)寶石視窗之間是流體,

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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,光信號通過傳導(dǎo)光纖返回光譜儀

由檢測器接收信號對流體進(jìn)行透射檢測。在光譜儀中對信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后,通過電纜

線與電腦相連接,將數(shù)字信號傳導(dǎo)入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)通過調(diào)用模型直接給出檢測結(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,或者將檢測數(shù)據(jù)通過電流環(huán)傳輸?shù)?/span>

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

2)濃縮過程的在線檢測技術(shù)

中藥濃縮過程提高藥液中藥效成分的含量、減少藥液體積,濃縮過程中,藥效成分

和溶劑的含量對工藝過程的質(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。濃縮過程中的各項(xiàng)參數(shù)通過離線分析方法進(jìn)行檢測,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)檢測濃縮過程水分含量(密度變化)、有

效成分含量的變化曲線,通過各種參數(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分析裝置通

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

成分含量的實(shí)時(shí)在線檢測。安裝位置如左圖所示。

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

通過遠(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)檢測整個濃縮過程中各個有效成分及溶劑變

化的趨勢,并可將檢測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋至DCS自動控

制系統(tǒng)。

濃縮過程中各有效成分的含量變化趨勢可反

饋至控制系統(tǒng)參與過程控制,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(參考提取過程流

通池安裝方式)

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