中藥提取自動(dòng)化的研究

冀海麗

【摘要】現(xiàn)階段，在進(jìn)行中藥提取生產(chǎn)的過(guò)程中，自動(dòng)化控制系統(tǒng)得到了較為廣泛的普及，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)工序的優(yōu)化控制，保證生產(chǎn)效率的同時(shí)，促進(jìn)生產(chǎn)安全性的提高。而從實(shí)際應(yīng)用的角度，自動(dòng)化控制系統(tǒng)存在有一些缺陷和問(wèn)題，如控制程序單一等，一旦系統(tǒng)元件出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致無(wú)法實(shí)現(xiàn)信息的自動(dòng)化識(shí)別，也就 無(wú)法對(duì)故障進(jìn)行有效解決。對(duì)此，技術(shù)人員需要做好生產(chǎn)過(guò)程與自動(dòng)化控制的研究，改進(jìn)控制程序的同時(shí)，提高生產(chǎn)的整體效益。

【關(guān)鍵詞】中藥;提取生產(chǎn);自動(dòng)化控制

【中圖分類(lèi)號(hào)】TQ46 ???????????【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B ???????????【文章編號(hào)】2096-7225（2020）05-0062-01

我國(guó)中藥提取生產(chǎn)過(guò)程中，已經(jīng)大范圍的推廣和使用獨(dú)立運(yùn)行的自控系統(tǒng)，可以對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)工序的優(yōu)化，優(yōu)化控制，提升生產(chǎn)效率和安全性，降低人為失誤和批次差異現(xiàn)象出現(xiàn)。但是，縱觀當(dāng)前我國(guó)中藥提取生產(chǎn)過(guò)程來(lái)看，自動(dòng)化控制系統(tǒng)還存在一系列缺陷和不足，主要表現(xiàn)在控制程序過(guò)于單一，只有在需要更換新的產(chǎn)品時(shí)才會(huì)修改程序，所以一旦自控元件出現(xiàn)故障，將無(wú)法自動(dòng)化識(shí)別信息，有效解決故障。由此看來(lái)，加強(qiáng)中藥提取生產(chǎn)過(guò)程和自動(dòng)化控制研究，有助于改善其中存在的問(wèn)題，優(yōu)化控制程序，提升生產(chǎn)效率。

1 自動(dòng)化控制系統(tǒng)概述

控制系統(tǒng)構(gòu)成有三級(jí)分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、上位機(jī)工程師站、控制站、遠(yuǎn)程站，企業(yè)管理網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)接口、通訊網(wǎng)絡(luò)、電源、打印設(shè)備以及其他輔助設(shè)備等構(gòu)成，具有較強(qiáng)的互操性特點(diǎn)。控制軟件以中藥生產(chǎn)工藝要點(diǎn)和特點(diǎn)為基礎(chǔ)進(jìn)行針對(duì)性的控制，實(shí)現(xiàn)了其控制的先進(jìn)性、優(yōu)化性、安全性和智能性特點(diǎn)，將中藥提取從提取罐、固液分離、真空濃縮全過(guò)程的各工序進(jìn)行全自動(dòng)化智能操作，極大的滿(mǎn)足了中藥提取生產(chǎn)的各指標(biāo)要求。工程師站則為整個(gè)系統(tǒng)的順利進(jìn)展提供良好的技術(shù)支持，通過(guò)日常的軟件開(kāi)發(fā)和維護(hù)工作，將控制程序加載到各子系統(tǒng)的控制站，并遠(yuǎn)程診斷控制器以及子系統(tǒng)模塊組建的動(dòng)態(tài)性運(yùn)行狀態(tài)。操作站則承擔(dān)了設(shè)備運(yùn)動(dòng)的監(jiān)控、操作、指示、報(bào)警、生產(chǎn)信息處理、打印等各工序的功能。遠(yuǎn)程站通過(guò)對(duì)采集I/O信號(hào)，借助接口模塊將現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)字量及模擬量信號(hào)傳送到中央控制站。與此同時(shí)，也將中央控制器發(fā)送來(lái)的指令信號(hào)傳送至現(xiàn)場(chǎng)。

2 中藥提取工藝的相關(guān)操作要點(diǎn)

2.1提取工序。中藥的生產(chǎn)是從各類(lèi)藥材中提取精華，因此提取工藝在中藥生產(chǎn)中占據(jù)了相當(dāng)重要的位置。而提取環(huán)節(jié)中提取罐的使用是首要環(huán)節(jié)，其自動(dòng)化控制需要從幾方面實(shí)施：一是自動(dòng)檢測(cè)控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于轉(zhuǎn)子流量計(jì)、進(jìn)水閥門(mén)等相關(guān)設(shè)備的檢測(cè)與控制，幫助提取罐完成定量進(jìn)檢漏水的自動(dòng)化，對(duì)可能存在的漏水問(wèn)題進(jìn)行提示;二是溶媒的定量投加，系統(tǒng)能夠控制設(shè)備自動(dòng)完成加水操作，在水量達(dá)到設(shè)定值后自動(dòng)停止;三是人工投料， 如果設(shè)備指示燈發(fā)出請(qǐng)求投料的信號(hào)，需要及時(shí)進(jìn)行人工投料， 而在投料完成后，需要按下相應(yīng)的按鈕;四是升溫控制，需要控制的儀器包括壓力變送器、溫度變送器、直通閥以及蒸汽流量調(diào)節(jié)閥，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于直通閥和蒸汽流量調(diào)節(jié)閥的自動(dòng)化控制，針對(duì)提取罐內(nèi)部藥液的溫度以及夾套壓力進(jìn)行檢測(cè)，如果溫度達(dá)到設(shè)定值，系統(tǒng)會(huì)控制藥液繼續(xù)循環(huán)一段時(shí)間，然后進(jìn)入到恒溫控制階段，如果溫度沒(méi)有達(dá)到設(shè)定值，則需要繼續(xù)進(jìn)行升溫; 五是恒溫定時(shí)，在針對(duì)藥液溫度以及夾套壓力進(jìn)行檢測(cè)的情況下，自動(dòng)控制調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，將藥液的溫度保持在不超過(guò)設(shè)定值±2℃的范圍內(nèi)，確保達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間后，可以繼續(xù)后續(xù)作業(yè);六是定時(shí)作業(yè)，包括定時(shí)循環(huán)和定時(shí)攪拌，定時(shí)循環(huán)指提取罐依照設(shè)定好的啟動(dòng)與間隔時(shí)間，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化啟動(dòng)停止循環(huán)操作，定時(shí)攪拌則是依照設(shè)定時(shí)間對(duì)藥液進(jìn)行攪拌，自動(dòng)選擇相應(yīng)的出料路徑， 控制出料;七是酒精回流和芳香油的回收，依照系統(tǒng)提示信息， 操作人員可以決定是否需要排渣，如果需要，按下排渣按鈕就能夠完成相關(guān)操作;八是反吹及蒸汽控制，需要結(jié)合具體的工藝流程，打開(kāi)提取罐底蓋，然后利用清洗水泵來(lái)對(duì)閥門(mén)進(jìn)行清洗，這個(gè)環(huán)節(jié)系統(tǒng)能夠?qū)η逑磿r(shí)間進(jìn)行自動(dòng)控制，清洗完成后，需要將底蓋關(guān)閉;九是煮罐，想提取罐內(nèi)加水直至預(yù)設(shè)值，進(jìn)行升溫、保溫以及循環(huán)，然后切斷蒸汽供應(yīng)，將水排出;十是報(bào)警，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到生產(chǎn)過(guò)程出現(xiàn)異常數(shù)值，如溫度過(guò)高、水流量異常等，會(huì)自動(dòng)發(fā)出告警信息，提醒操作人員注意，盡可能以最快的速度對(duì) 異常進(jìn)行處理，預(yù)防重大生產(chǎn)事故;十一是安全聯(lián)鎖，回流環(huán)節(jié)， 如果流量計(jì)無(wú)法檢測(cè)到冷卻水流量，或者冷凝液的出口溫度超出設(shè)定值，則系統(tǒng)會(huì)發(fā)出相應(yīng)的告警信息，自動(dòng)將加熱停止。

2.2濃縮工序。提取出的藥液需要通過(guò)濃縮處理來(lái)強(qiáng)化效果，具體的濃縮生產(chǎn)過(guò)程如下： 將濃縮真空器啟動(dòng)后，關(guān)閉外界閥門(mén)接口，進(jìn)行抽真空操作，等到設(shè)備內(nèi)部的真空度達(dá)到預(yù)定值后，可以將設(shè)備啟動(dòng)，對(duì)藥液進(jìn)行吸取。系統(tǒng)會(huì)設(shè)置相應(yīng)的液位值，當(dāng)藥液達(dá)到該數(shù)值后，進(jìn)藥閥門(mén)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，蒸汽閥門(mén)自動(dòng)開(kāi)啟，推動(dòng)濃縮系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，確保其能夠處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的運(yùn)行靠自己。在真空濃縮環(huán)節(jié)，為了避免藥物發(fā)泡的問(wèn)題，技術(shù)人員必須對(duì)系統(tǒng)中的泡沫控制程序進(jìn)行優(yōu)化，確保程序能夠具備較高的靈敏度和可靠性，如果發(fā)現(xiàn)藥液出現(xiàn)發(fā)泡的現(xiàn)象，必須立即停止作業(yè)，采取有效措施將泡沫消除，避免其對(duì)于藥液品質(zhì)的影響。濃縮過(guò)程中的自動(dòng)化控制表現(xiàn)在三個(gè)環(huán)節(jié)：一是進(jìn)料環(huán)節(jié)的自動(dòng)化控制，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于進(jìn)料路徑的自動(dòng)控制，保證路徑最優(yōu)的同時(shí)，也可以就進(jìn)料批號(hào)進(jìn)行追蹤管理，完成對(duì)于藥液傳輸過(guò)程的有效控制;二是定量進(jìn)料控制，需要確保三效濃縮器處于準(zhǔn)備狀態(tài)，開(kāi)啟真空泵以及相應(yīng)的閥門(mén)后，能夠完成進(jìn)料路徑以及進(jìn)料量的有效控制，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到進(jìn)料量達(dá)到相關(guān)設(shè)定值后，會(huì)自動(dòng)控制進(jìn)料閥關(guān)閉，將進(jìn)料途徑阻斷，避免進(jìn)料超標(biāo)的情況;三是加熱器的蒸汽壓力控制，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到蒸發(fā)室內(nèi)部的藥液密度達(dá)到設(shè)定值后，會(huì)自動(dòng)控制蒸發(fā)工序停止，并且提示操作人員進(jìn)行最后的收膏操作。

2.3噴霧工序。噴霧干燥是中藥生產(chǎn)中一個(gè)相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)，其基本原理， 是將溶液、懸蝕液等在熱風(fēng)中噴霧，形成細(xì)小液滴，在液滴下落的過(guò)程中，水分會(huì)被熱風(fēng)蒸發(fā)，得到顆粒狀或者粉末狀的產(chǎn)品。 中藥生產(chǎn)中的噴霧干燥設(shè)備與一般類(lèi)型的干燥器完全不同，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各種流體物料的直接處理。 在進(jìn)行噴霧干燥的過(guò)程中，因?yàn)殪F滴群表面積較大，物料干燥時(shí)間極端，而且由于處于高溫氣流中，表面潤(rùn)濕溫度不會(huì)超出干燥介質(zhì)的濕球溫度，對(duì)于熱敏性物料的干燥有著良好的適用性。

綜上所述，中藥提取生產(chǎn)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)性工作，涉及工序較多，單純采用人工操作的方式，不僅效率低下，還容易出現(xiàn)問(wèn)題，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。在中藥提取生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)自動(dòng)化控制，可以有效提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，較之傳統(tǒng)的控制方法而言工作效率更高，同時(shí)還可以有效降低人為誤差影響，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

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