中药煎煮提取的四个自动化监控点探讨

1、1中药煎煮提取的四个自动化中药煎煮提取的四个自动化监控点探讨监控点探讨2目目 录录v概述概述v自动化监控点自动化监控点v问题及展望问题及展望概述概述图图1. 提取车间提取车间概述概述图图2. TQWV3A 2. TQWV3A 多功能提取罐多功能提取罐1 1（提取车间）（提取车间）捕集器捕集器罐体罐体投料口投料口列管冷凝器列管冷凝器冷却器冷却器进水管进水管油水分离器油水分离器药液循环药液循环蒸汽蒸汽概述概述直通蒸汽直通蒸汽旁通蒸汽旁通蒸汽图图3. TQWV3A 3. TQWV3A 多功能提取罐多功能提取罐2 2（提取车间）（提取车间）6概述概述v多功能提取罐主要用于对中药材以水或有机溶多功能提取

2、罐主要用于对中药材以水或有机溶媒为介质进行媒为介质进行煎煮提取（以下简称煎煮提取（以下简称“煮提煮提”）等工艺过程，并可在该过程中回收挥发油成份。等工艺过程，并可在该过程中回收挥发油成份。v其对大批量药材其对大批量药材有效成份有效成份提取效率高，提取更提取效率高，提取更充分；提取液有效成分浓度高；更节约能源。充分；提取液有效成分浓度高；更节约能源。v整个煮提过程是在整个煮提过程是在密闭可循环系统密闭可循环系统内完成的。内完成的。特点特点7概述概述v按设备按设备外形外形：正锥形、斜锥形、：正锥形、斜锥形、直筒型；直筒型；v按按承压情况承压情况：加压提取、常压提取、真空提取；：加压提取、常压提取、

3、真空提取；v按按提取方法提取方法：动态提取、静态提取；：动态提取、静态提取；v按按溶媒溶媒：水提、醇提：水提、醇提等。等。提取罐分类提取罐分类8目目 录录v概述概述v自动化监控点自动化监控点v问题及展望问题及展望9自动化监控点自动化监控点自动化基本概念及意义自动化基本概念及意义 采用高效、稳定的采用高效、稳定的控制器控制器，高速、安全的，高速、安全的工业控制网工业控制网络络，精确、智能的，精确、智能的传感器和执行器，传感器和执行器，结合功能强大的结合功能强大的工业工业控制软件，控制软件，对中药煎煮设备进行准确控制；对中药煎煮设备进行准确控制； 控制系统实时监测各种控制系统实时监测各种参数参数及

4、设备运行及设备运行状态状态，对控制，对控制回路进行回路进行自动控制自动控制，使设备协调、稳定地运行；，使设备协调、稳定地运行； 自动化控制系统可提高产品的自动化控制系统可提高产品的产量、质量、稳定性；产量、质量、稳定性；提高药材利用率；节约能源；降低人工干预，减少操提高药材利用率；节约能源；降低人工干预，减少操作人员，避免人为因素；节约生产成本；提高生产安作人员，避免人为因素；节约生产成本；提高生产安全性；全性；符合符合GMPGMP要求；推动要求；推动实现实现中药现代化中药现代化等。等。10自动化监控点自动化监控点中药煮提工艺中几个主要自动化监控点中药煮提工艺中几个主要自动化监控点投料投料煎煮

5、煎煮提取提取药液存储药液存储浓缩出膏浓缩出膏加溶媒过程控制加溶媒过程控制加热过程控制加热过程控制出料控制出料控制二次煎煮控制二次煎煮控制投料过程控制投料过程控制 图图4. 4. 中药煮提工艺中的几个自动化监控点中药煮提工艺中的几个自动化监控点11一、加溶媒过程（以水为例）一、加溶媒过程（以水为例）整体设计整体设计u1 1）进水管安装）进水管安装流量计流量计；u2 2）设定）设定加水量加水量；u3 3）对流量计的）对流量计的反馈信号反馈信号进行累计；进行累计；u4 4）启动自动计量程序后，自动打开）启动自动计量程序后，自动打开加水阀加水阀，操作系统中显示操作系统中显示累计值和瞬时值累计值和瞬时值

6、；u5 5）当累计值）当累计值达到达到设定值时，操作系统自动关设定值时，操作系统自动关闭进水阀。闭进水阀。自动化监控点自动化监控点具体过程具体过程设定水量设定水量启动加水启动加水流量计清零流量计清零加水阀打开加水阀打开是否到设定值是否到设定值是是加水阀关闭加水阀关闭否否加热煎煮加热煎煮图图513二、加热过程二、加热过程整体设计整体设计u1 1）在提取罐夹套层设置一个）在提取罐夹套层设置一个蒸汽蒸汽气动角座调气动角座调节阀节阀；u2 2）在夹套疏水阀管路上设置一个）在夹套疏水阀管路上设置一个气动角座开气动角座开关阀关阀；u3 3）在提取罐内安装一个）在提取罐内安装一个温度变送器温度变送器；u4

7、4）设置一个）设置一个直接直接蒸汽加热阀蒸汽加热阀，实现快速升温。，实现快速升温。自动化监控点自动化监控点14具体过程具体过程u1 1）打开直接蒸汽加热阀，将夹套蒸汽调节阀）打开直接蒸汽加热阀，将夹套蒸汽调节阀开到最大；开到最大；u2 2）加热开始时打开疏水器的旁通阀，排除夹）加热开始时打开疏水器的旁通阀，排除夹套中因上一次生产产生的冷凝水；套中因上一次生产产生的冷凝水；u3 3）一段时间（可设定）后关闭旁通阀，快速）一段时间（可设定）后关闭旁通阀，快速使药液温度升高；使药液温度升高；u4 4）当温度上升至）当温度上升至接近设定温度接近设定温度（如（如T-5T-5）时，）时，关闭直接蒸汽加热阀

8、，防止因温度滞后导致加关闭直接蒸汽加热阀，防止因温度滞后导致加热温度过高；热温度过高；自动化监控点自动化监控点15具体过程具体过程u5 5）夹套蒸汽调节阀的开度信号、罐内温度传）夹套蒸汽调节阀的开度信号、罐内温度传感器的反馈信号形成感器的反馈信号形成PIDPID闭环闭环（比例、积分、（比例、积分、微分）微分）；根据温度上升曲线，自动调节蒸汽阀；根据温度上升曲线，自动调节蒸汽阀门开度，使温度上升曲线平滑，将罐内的温度门开度，使温度上升曲线平滑，将罐内的温度控制在设定温度上下，使罐内料液保持控制在设定温度上下，使罐内料液保持亚沸亚沸；u6 6）当罐内温度变送器的数值达到设定的）当罐内温度变送器的数

9、值达到设定的计时计时温度温度值时，控制系统值时，控制系统开始计时开始计时；u7 7）当计时到达设定的时间后，关闭蒸汽调节）当计时到达设定的时间后，关闭蒸汽调节阀，进入下一道工序。阀，进入下一道工序。自动化监控点自动化监控点具体过程具体过程自动化监控点自动化监控点设定参数设定参数启动启动TT1-5是是减小阀值开度减小阀值开度TT1是是计时计时否否否否增大阀值开度增大阀值开度TT2关闭调节阀关闭调节阀到达设定时间到达设定时间是是关闭调节阀关闭调节阀否否注：注：T1，设定温度，设定温度T2，计时温度，计时温度图图617三、出料过程三、出料过程整体设计整体设计u1 1）煮提完毕后，进入）煮提完毕后，进

10、入出料出料阶段；阶段；u2 2）控制系统根据提取液在储罐中的）控制系统根据提取液在储罐中的液位液位判断判断是否允许出料；是否允许出料；u3 3）如果允许如果允许，打开提取罐的出料阀，打开储，打开提取罐的出料阀，打开储罐进料阀；罐进料阀；u4 4）通过）通过流量计流量计对出料进行计量。对出料进行计量。自动化监控点自动化监控点18启动启动储罐进料阀开储罐进料阀开提取罐排空阀开提取罐排空阀开判断出料完毕判断出料完毕10秒后秒后是是提取罐泵关提取罐泵关否否1秒后秒后储罐进料阀关储罐进料阀关提取罐排空阀关提取罐排空阀关图图719四、二次煎煮四、二次煎煮整体设计整体设计u1 1）一次煮提出料）一次煮提出料

11、完成完成；u2 2）系统自动重复）系统自动重复控制控制加水（见图加水（见图5 5）；u3 3）系统自动重复控制）系统自动重复控制加热（见图加热（见图6 6）；u4 4）系统自动重复控制）系统自动重复控制出料（见图出料（见图7 7）。自动化监控点自动化监控点20目目 录录v概述概述v自动化监控点自动化监控点v问题及展望问题及展望21展望展望u中药生产自动化是中医药发展的中药生产自动化是中医药发展的趋势趋势，也是中，也是中药走向世界的药走向世界的纽带纽带；u随着信息技术、工程技术的发展，中药生产自随着信息技术、工程技术的发展，中药生产自动化动化成为可能成为可能且且大有可为大有可为；u我公司生产的中药品种较多，如能全面实现生我公司生产的中药品种较多，如能全面实现生产自动化，将大大提高产自动化，将大大提高生产生产效率效率，提高生产，提高生产安安全性全性，扩大，扩大生产生产规模规模，降低，降低人为因素人为因素，降低，降低生生产产成本成本，对我公司的，对我公司的长远效益和发展长远效益和发展将产生十将产生十分积极的影响。分积极的影响。问题及展望问题及展望22 存在的问题存在的问题 （1 1）监控点较多，设计中需）监控点较多，设计中需周密考虑周密考虑； （2 2）更换新产品时，需