基于软测量的中药提取过程数字化研究

作     者：孙晓晋 

作者单位：河北工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：梁涛

授予年度：2015年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0835[工学-软件工程] 081002[工学-信号与信息处理] 

主      题：中药提取 数字化 多配方 软测量 CIP清洗 

摘      要：进入二十一世纪,中药的生产从手工机械化逐步实现了数字化和自动化。传统的中药由于生产技术的不稳定,会造成有效成分含量低、无效物质多、产量不稳定等特点,不能和飞速发展的医学技术接轨,因此中药生产的数字化研究越来越受到各中药生产企业的重视。中药生产过程、工序复杂,包括提取、过滤、浓缩、醇沉、过滤、灭菌、干燥等工序。其中中药提取工序是中药生产的首个工序,也是保证药品质量的关键工序。本文通过对中药提取部分详细的研究,设计出适合国内制药企业的中药双罐提取数字化系统。本文所研究的中药双罐提取数字化系统,将传统的手工化中药提取生产线改造成高度智能化、数字化的提取系统。本系统的设计分为三层:现场系统层的设计、电气控制层的设计和监控层的设计,并且本系统创新性的提出了多配方式的提取控制系统,极大地改善了提取的效率。此外,本系统还引入了CIP自动清洗系统的设计,CIP清洗系统能够在不拆卸设备的基础上对生产线分段、分步清洗,节省了清洗液的使用,并且延长了设备的使用寿命。在监控系统的设计开发中,实现监控系统的监视、控制、参数设定、故障报警等功能,并且系统画面能够动态显示,经按钮等按键可以实时调用历史数据、各检测点的实时曲线和参数设置等功能。在现场测量技术的研究中,针对提取罐中料液浓度无法直接通过现有传感器检测问题,提出了一种基于最小二乘支持向量机的软测量预测模型优化方案,根据可检测的辅助变量推导出主变量,可准确估算当前料液浓度情况。