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中药提取生产过程及自动化控制研究

来源:用户上传      作者:冷胡峰 龙勇涛 万小伟

  摘 要:技术飞速发展背景下,中药生产工艺得到了不断优化,并且取得了较为显著的成果。而在对中药进行提取生产的过程中,传统工作方法虽然有效,但是过于单一,生产效率相对较低。从提升工艺生产效率的角度,可以在中药生产过程中引入自动化控制技术,实现对于各个生产环节的自动化控制,这样一方面能够提高生产效率,减少人为误操作,另一方面也能够创造出更大的经济效益。本文从提取、浓缩、调醇以及回流环节出发,就中药生产的自动化控制进行了研究和讨论。
  关键词:中药;提取生产;自动化控制
  现阶段,在进行中药提取生产的过程中,自动化控制系统得到了较为广泛的普及,能够实现对传统工序的优化控制,保证生产效率的同时,促进生产安全性的提高。而从实际应用的角度,自动化控制系统存在有一些缺陷和问题,如控制程序单一等,一旦系统元件出现故障,会导致无法实现信息的自动化识别,也就无法对故障进行有效解决。对此,技术人员需要做好生产过程与自动化控制的研究,改进控制程序的同时,提高生产的整体效益。
  1 提取工序
  中药的生产是从各类药材中提取精华,因此提取工艺在中药生产中占据了相当重要的位置。而提取环节中提取罐的使用是首要环节,其自动化控制需要从几个方面实施:一是自动检测控制,可以实现对于转子流量计、进水阀门等相关设备的检测与控制,帮助提取罐完成定量进检漏水的自动化,对可能存在的漏水问题进行提示;二是溶媒的定量投加,系统能够控制设备自动完成加水操作,在水量达到设定值后自动停止;三是人工投料,如果设备指示灯发出请求投料的信号,需要及时进行人工投料,而在投料完成后,需要按下相应的按钮;四是升温控制,需要控制的仪器包括压力变送器、温度变送器、直通阀以及蒸汽流量调节阀,可以实现对于直通阀和蒸汽流量调节阀的自动化控制,针对提取罐内部药液的温度以及夹套压力进行检测,如果温度达到设定值,[1]系统会控制药液继续循环一段时间,然后进入到恒温控制阶段,如果温度没有达到设定值,则需要继续进行升温;五是恒温定时,在针对药液温度以及夹套压力进行检测的情况下,自动控制调节阀开度,将药液的温度保持在不超过设定值±2℃的范围内,确保达到预设时间后,可以继续后续作业;六是定时作业,包括定时循环和定时搅拌,定时循环指提取罐依照设定好的启动与间隔时间,实现自动化启动停止循环操作,定时搅拌则是依照设定时间对药液进行搅拌,自动选择相应的出料路径,控制出料;七是酒精回流和芳香油的回收,依照系统提示信息,操作人员可以决定是否需要排渣,如果需要,按下排渣按钮就能够完成相关操作;八是反吹及蒸汽控制,需要结合具体的工艺流程,打开提取罐底盖,然后利用清洗水泵来对阀门进行清洗,这个环节系统能够对清洗时间进行自动控制,清洗完成后,需要將底盖关闭;九是煮罐,想提取罐内加水直至预设值,进行升温、保温以及循环,然后切断蒸汽供应,将水排出[2];十是报警,当系统检测到生产过程出现异常数值,如温度过高、水流量异常等,会自动发出告警信息,提醒操作人员注意,尽可能以最快的速度对异常进行处理,预防重大生产事故;十一是安全联锁,回流环节,如果流量计无法检测到冷却水流量,或者冷凝液的出口温度超出设定值,则系统会发出相应的告警信息,自动将加热停止。
  2 浓缩工序
  提取出的药液需要通过浓缩处理来强化效果,具体的浓缩生产过程如下:
  将浓缩真空器启动后,关闭外界阀门接口,进行抽真空操作,等到设备内部的真空度达到预定值后,可以将设备启动,对药液进行吸取。系统会设置相应的液位值,当药液达到该数值后,进药阀门会自动关闭,蒸汽阀门自动开启,推动浓缩系统的正常运转,确保其能够处于最佳运行状态,实现自动化的运行靠自己。在真空浓缩环节,为了避免药物发泡的问题,技术人员必须对系统中的泡沫控制程序进行优化,[3]确保程序能够具备较高的灵敏度和可靠性,如果发现药液出现发泡的现象,必须立即停止作业,采取有效措施将泡沫消除,避免其对于药液品质的影响。浓缩过程中的自动化控制表现在三个环节:一是进料环节的自动化控制,系统能够实现对于进料路径的自动控制,保证路径最优的同时,也可以就进料批号进行追踪管理,完成对于药液传输过程的有效控制;二是定量进料控制,需要确保三效浓缩器处于准备状态,开启真空泵以及相应的阀门后,能够完成进料路径以及进料量的有效控制,当系统检测到进料量达到相关设定值后,会自动控制进料阀关闭,将进料途径阻断,避免进料超标的情况;三是加热器的蒸汽压力控制,当系统检测到蒸发室内部的药液密度达到设定值后,会自动控制蒸发工序停止,并且提示操作人员进行最后的收膏操作。
  3 喷雾工序
  喷雾干燥是中药生产中一个相当重要的环节,其基本原理,是将溶液、悬蚀液等在热风中喷雾,形成细小液滴,在液滴下落的过程中,水分会被热风蒸发,得到颗粒状或者粉末状的产品。中药生产中的喷雾干燥设备与一般类型的干燥器完全不同,能够实现对各种流体物料的直接处理。在进行喷雾干燥的过程中,因为雾滴群表面积较大,物料干燥时间极端,而且由于处于高温气流中,表面润湿温度不会超出干燥介质的湿球温度,对于热敏性物料的干燥有着良好的适用性。
  4 结语
  总而言之,中药提取生产是一项复杂的系统性工作,涉及工序较多,单纯采用人工操作的方式,不仅效率低下,还容易出现问题,影响产品的质量。通过将过程控制系统与生产管理信息系统集成的方式,能够就生产过程进行优化,实现生产的自动化控制,帮助中药生产企业进一步提高生产效率,降低成本投入。
  参考文献:
  [1]葛洪伟,李凤生,谭珊,等.中药提取物对种用凌云乌鸡生产性能的影响[J].饲料广角,2018,(05):47-48.
  [2]谢松林.中药提取工艺节能降耗设计探讨[J].化工与医药工程,2017,38(06):53-55.
  [3]魏杭立.中药提取自动化智能控制设计分析[J].化工管理,2017,(29):160.
  [4]张宇.自动化中药提取车间建设探讨[J].机电信息,2017,(18):176-177.
  [5]陈晓峰.ABR+接触氧化工艺处理中药提取生产废水工程实例[J].广东化工,2016,43(15):299-300.
  作者简介:冷胡峰(1986-),汉族,江西九江人,本科,助理工程师,研究方向:生物制药设备技术。
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