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数据驱动技术在中药提取智能制造中的应用进展

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中国中药杂志 2023年第21期48卷 5701-5706页

作者：马欣荣王鐾璇赵万顺丛德刚孙巍熊皓舒章顺楠天士力医药集团股份有限公司中药先进制造技术国家地方联合工程实验室天津300410 中国药科大学江苏南京211198 现代中药创制全国重点实验室天津300410

大数据、物联网、云计算等新一代信息化数字化技术在中药制造业中的应用正逐步深入,推动中药产业智能化转型升级。现阶段中药提取过程中,提取工艺机制解析难度高,在线检测技术难以突破,生产全过程各阶段数据分散,缺乏数据价值挖掘与利用... 详细信息

大数据、物联网、云计算等新一代信息化数字化技术在中药制造业中的应用正逐步深入,推动中药产业智能化转型升级。现阶段中药提取过程中,提取工艺机制解析难度高,在线检测技术难以突破,生产全过程各阶段数据分散,缺乏数据价值挖掘与利用,严重制约了中药产业的智能化升级。在中药提取过程中应用数据驱动技术,能够加强中药提取过程认知,实现对中药提取过程的精准控制,有效提高中药产品质量。该文分析了中药提取生产过程中的技术瓶颈,总结了中药提取工艺研究与生产控制中常用的数据驱动算法;同时围绕提取过程机制解析、工艺开发与优化、在线检测、过程控制、生产管理5个方面,对数据驱动技术的应用进展进行综述,以期为中药提取工艺优化与智能生产提供参考。

关键词：数据驱动技术中药提取工艺开发在线检测过程控制生产管理

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中药提取设备温度和压力在线控制研究

中药提取设备温度和压力在线控制研究

作者：张玉雪山东大学

学位级别：硕士

中医药“十四五”规划在保障药品安全、保证药品质量稳定和促进中医药产业现代化等方面提出了更高要求,中药提取是中药生产中保证中药质量的关键环节之一。然而中药现有提取设备由于工艺参数固定、温度压力不可控制使得药液质量存在波... 详细信息

中医药“十四五”规划在保障药品安全、保证药品质量稳定和促进中医药产业现代化等方面提出了更高要求,中药提取是中药生产中保证中药质量的关键环节之一。然而中药现有提取设备由于工艺参数固定、温度压力不可控制使得药液质量存在波动。此外;近红外在线检测应用到中药提取过程时,由于温度波动大、药液残留和气泡干扰等因素使得药液质量在线检测不准确。本文通过研发检测准确的近红外在线检测装置、建立温度压力可精确调节的在线控制模型,解决中药提取过程药液质量一致性差的问题,对保证中药药品质量稳定均一和安全可控具有重要的理论意义和应用价值。针对现有近红外在线检测存在恒温精度低造成检测不准确、管道药液残留导致检测不实时、流通池气泡引起检测信号失真和单路近红外造成检测不稳定等问题,设计一种药液成分近红外在线检测装置,实现药液恒温控制、循环流动、静置消泡和多路检测等功能。针对与药液质量相关联的提取设备温度和压力控制精度低导致的药液成份易波动的问题,对提取设备进行数据采集和驱动控制部分改进设计。采用“双控制器+上位机”模式,构建近红外在线检测装置和提取设备双层模块化控制系统,并根据性能需求指标对控制系统进行硬件选型和电路设计。基于中药提取设备改进目标及需求,对温度和压力的控制算法进行分析。针对中药提取设备温度和压力控制精度低的问题,采用前置反馈补偿解耦方法对提取设备模型进行参数解耦,同时采用改进动态惯性权重的粒子群算法,优化温度和压力模糊控制器的参数因子,最终构建中药提取设备工艺参数的PSO优化模糊PID在线控制模型。采用Matlab-Simulink确定温度和压力模糊控制器最优的量化因子和比例因子,并对其进行仿真测试,结果表明:提取设备药液温度和罐内压力曲线较传统PID算法超调量分别降低90.09%和89.47%,稳态误差降低1.25℃和0.13kPa,响应时间分别缩短12.50%和60.00%,调节时间分别缩短86.36%和80.00%,温度偏差和压力偏差分别减少1 1.05℃和1.7kPa,能够解决PID控制算法参数固定带来的曲线超调和震荡问题,保证中药药品质量有效、均一和稳定。基于改造的TN-100微型提取设备,结合近红外在线检测装置和温度和压力在线控制模型,开发中药提取过程工艺参数显示监控界面,搭建中药提取设备工艺参数在线控制系统试验平台,对提取设备药液温度和罐内压力进行了在线控制试验,结果表明:提取设备药液温度较传统PID算法超调量、稳态误差和响应时间平均降低66.22%、78.35%和4.62%;罐内压力相对于传统PID算法稳态误差和响应时间平均降低0.4875kPa和0.655min,线控制模型能够减少提取过程药液成分到达峰值的时间、降低药液质量波动幅度,减少提取设备能源消耗,可以实现中药提取过程药液成分含量稳定的有效性。

关键词：中药提取在线检测温度压力在线控制

减排、集采等新形势下关于中药提取研究的思考

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南京中医药大学学报 2022年第5期38卷 445-451页

作者：邓双炳吕翔王章伟刘地发李慧勇钱东周婧段金廒马宏跃南京中医药大学药学院江苏省中药资源产业化过程协同创新中心江苏省方剂高技术研究重点实验室江苏南京210023 创新天然药物与中药注射剂国家重点实验室江西青峰药业有限公司江西赣州341000 黑龙江省药品检验研究中心黑龙江哈尔滨150088

结合新发布中药注册法规的要求和当前双碳双减、中药集采及中药标准化等新形势,就中药提取相关的研究内容、常见问题及解决措施等方面进行探讨,对深入中药提取的研究和加快优质中药、节能减排的推进,具有一定的指导意义。

关键词：中药提取新形势减排集采

中药提取过程在线紫外动态趋势回归分析及终点判定

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光谱学与光谱分析 2017年第2期37卷 497-502页

作者：刘薇戴连奎浙江大学工业控制技术国家重点实验室浙江杭州310027

随着中药生产行业的转变,中药生产过程现代化成为了必然趋势。而目前由于缺乏有效的在线检测手段,中药生产检测滞后性大,产品质量参差不齐。针对中药提取过程在线监控及终点判定的问题,基于朗伯比尔定律及中药提取动力学方程建立提取液... 详细信息

随着中药生产行业的转变,中药生产过程现代化成为了必然趋势。而目前由于缺乏有效的在线检测手段,中药生产检测滞后性大,产品质量参差不齐。针对中药提取过程在线监控及终点判定的问题,基于朗伯比尔定律及中药提取动力学方程建立提取液紫外吸光度随时间变化模型,并提出动态分析及终点判断方法,该方法包括紫外吸光度序列拟合、稳健性分析以及终点计算。以千年健提取过程为例,使用本实验室自主研发的中药提取液在线采样系统进行光谱收集,并对离线样本求取其有效固体物质含量作为参考。分析过程中,首先对实时检测的光谱进行插值及滤波处理,计算230.2~400nm紫外谱区的吸光度均值并结合前期数据组成吸光度均值序列;随后,进行了该吸光度序列与提取液固体含量之间的相关分析,得到线性相关系数r^2=0.9828,证明二者存在较强的线性关系;最终对吸光度均值序列进行动态模型稳健回归及提取终点判定。结果表明:回归过程通过稳健性分析能够充分识别出测量异常点,提高了拟合曲线与原始吸光度的复相关系数,使其达到0.99,并通过终点判定将千年健提取时间由最初人工设定的180min缩短至122min。实验证明,紫外在线监控方法实现了提取过程的在线监控及终点判定,对稳定产品质量、提高经济效益具有重要意义。

关键词：紫外光谱中药提取模型回归终点判定

改进粒子群优化的中药提取参数模糊PID解耦控制研究

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控制工程 2023年第6期30卷 1121-1128页

作者：张玉雪周军皇攀凌孟剑峰山东大学机械工程学院山东济南250061 山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室山东济南250061 山东大学机械工程国家级实验教学示范中心山东济南250061

为解决中药提取过程中温度和压力控制存在的非线性、大惯性和多变量耦合等问题,建立了一种基于改进粒子群优化的模糊PID多变量解耦控制模型。在中药提取过程的动态数学模型基础上,结合多变量前置反馈解耦器对模型进行解耦,降低温度和压... 详细信息

为解决中药提取过程中温度和压力控制存在的非线性、大惯性和多变量耦合等问题,建立了一种基于改进粒子群优化的模糊PID多变量解耦控制模型。在中药提取过程的动态数学模型基础上,结合多变量前置反馈解耦器对模型进行解耦,降低温度和压力间的耦合度;引入线性递减和目标值自适应融合的动态惯性权重策略,用改进粒子群优化算法对模糊PID控制器的比例因子和量化因子进行优化,避免参数陷入局部最优;最后,在Simulink中对所设计的控制模型进行仿真。结果表明:改进算法优化后的模糊PID解耦控制器的曲线超调接近于0,温度调节时间缩短97%,压力调节时间缩短55%,系统无振荡,基本消除了稳态误差,提高了中药提取过程中温度和压力的控制精度。

关键词：中药提取多变量解耦改进粒子群优化模糊PID

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中药提取车间的智能化制造

中文科技期刊数据库（引文版）医药卫生 2022年第7期 269-275页

作者：杨天亮王子敏华润三九医药股份有限公司广东深圳518109

了解中药提取车间智能化制造的实施方案和设备选型。方法通过对厂房工艺布局设计、设备选型、安装工程与两化控制系统四个方面常见问题进行综述。结果中药提取智能化是中药生产现代化发展的方向。结论了解中药提取车间智能化制造的... 详细信息

了解中药提取车间智能化制造的实施方案和设备选型。方法通过对厂房工艺布局设计、设备选型、安装工程与两化控制系统四个方面常见问题进行综述。结果中药提取智能化是中药生产现代化发展的方向。结论了解中药提取车间智能化制造的实施方案,中医药是我国劳动人民智慧的结晶,是几千年来同疾病作斗争的产物,是中华文化的核心之一,在我国医疗卫生上无论过去、现在或将来都发挥着不可替代的作用。为后续企业项目建设与改造提供参考建议。

关键词：中药提取厂房设计设备选型安装工程两化控制

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中药提取中生物酶的应用研究

中文科技期刊数据库（全文版）医药卫生 2022年第12期 14-17页

作者：郝孟珂河南医药健康技师学院河南开封475000

伴随着现代医学技术的发展,中药研究中有效成分提取重视程度提升,中药作为中医药文化的一部分,在我国的应用时间长达数千年,随着现代医药技术发展,促使中药提取技术得到发展,可获得更高纯度的中药提取物,生物酶在中药提取中具有重要作用... 详细信息

伴随着现代医学技术的发展,中药研究中有效成分提取重视程度提升,中药作为中医药文化的一部分,在我国的应用时间长达数千年,随着现代医药技术发展,促使中药提取技术得到发展,可获得更高纯度的中药提取物,生物酶在中药提取中具有重要作用,利用生物酶提取中药有效成分,可去除体系杂质、增强药物活性、增加提取效率。本文主要分析中药提取中生物酶的应用,供业内人士借鉴。

关键词：中药提取生物酶提取效率酶解技术

中药提取工艺的超分子“印迹模板”作用规律探讨

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中草药 2019年第12期50卷 2785-2790页

作者：陈思阳李文姣樊启猛王韧杨岩涛刘文龙唐宇刘润南周逸群唐昱刘平安贺福元湖南中医药大学药学院湖南长沙410208 中药成药性与制剂制备湖南省重点实验室湖南长沙410208 湖南中医药大学中医药超分子机理与数理特征化实验室湖南长沙410208 湖南中医药大学第一附属医院湖南长沙410007

选用适宜的中药提取工艺是中药制剂制备过程的关键环节,也是行业人员关注的热点。近年来,中药提取原理不断创新,技术不断完善发展,新思路与新方法不断涌现,面对着各式各样的中药提取方法,如何针对中药多成分群的特点,选择或创新适宜的... 详细信息

选用适宜的中药提取工艺是中药制剂制备过程的关键环节,也是行业人员关注的热点。近年来,中药提取原理不断创新,技术不断完善发展,新思路与新方法不断涌现,面对着各式各样的中药提取方法,如何针对中药多成分群的特点,选择或创新适宜的提取方法高效提取中药有效成分是经常遇到的难题。因此亟需对目前中药提取工艺的研究现状进行梳理,对中药多成分间相互作用特征进行探讨,并提出一套适应多成分目标优化提取方法。基于此,引进超分子化学,结合超分子"印迹模板"理论,从"分子社会"间作用层面上提出适宜中药有效成分特点的中药定性定量提取的理论、方法与技术,旨在推动中药提取工艺研究的发展,促进中药制剂生产工艺的进步,加快实现中药制药现代化进程。

关键词：中药提取中药制剂超分子化学印迹模板中药现代化

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中药提取车间工艺联锁改造实施应用

化工安全与环境 2023年第8期36卷 21-23,39页

作者：赵波张剑波 ∗刘华强成都百裕制药股份有限公司四川成都611130 四川欣泰然安全科技有限公司四川成都611130 成都妥善科技有限公司四川成都610051

为满足生产过程中使用危险化学品事故隐患治理要求,BL药业根据《全国安全生产专项整治三年行动计划》《危险化学品安全专项整治方案》《2021年成都市化工危险化学品和烟花爆竹安全监管工作要点》等相关要求,对中药提取车间醇沉、单效蒸... 详细信息

为满足生产过程中使用危险化学品事故隐患治理要求,BL药业根据《全国安全生产专项整治三年行动计划》《危险化学品安全专项整治方案》《2021年成都市化工危险化学品和烟花爆竹安全监管工作要点》等相关要求,对中药提取车间醇沉、单效蒸发系统、乙醇回收系统、乙醇储运环节实施工艺联锁改造,并对溶媒及浓缩药膏配制环节实施自动计算配液,实现配液过程自动化,对乙醇储运、乙醇配制、乙醇回收、乙醇单效蒸发、醇沉萃取单元新增了温度、压力、流量、液位联锁,满足了属地应急管理部门对危险化学品安全生产监管的要求。

关键词：中药提取工艺联锁控制联锁改造实施