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近紅外控制系統在中藥領域的應用

更新時間:2014-11-21      點擊次數:8155

提取的主要過程是將中藥材浸入溶劑中進行加熱提取,提取過程是中藥工業化生產

的首要環節,直接關系到藥材的利用率、后續工序的加工難易程度、藥品藥效成分的含

量以及工廠的經濟效益。中藥提取液成分復雜,各組分間還可能存在相互作用。傳統的

檢測方法是現場取樣到實驗室化驗的離線分析方法,分析時間長,存在嚴重的數據滯后

的缺陷,無法及時反饋信息。此環節需要實時檢測提取過程的各種參數以及各種有效成

分含量的提取曲線,摸清提取過程有效成分溶出規律,有助于確定*提取工藝,提高

藥材利用率,保障順暢生產過程。

技術方案:本方案擬采用多通道近紅外光譜

儀通過遠程光纖配合在線流通池進行提取過程

有效成分的在線檢測。多通道近紅外光譜儀可

以實現多個通路的檢測,每個通路又可以檢測

不同的指標,而且通過光路切換技術,可以避

免物流切換而可能產生的交叉污染問題。遠程

流通池安裝于提取罐的循環管路上(如右圖所

示),通過遠程光纖連接近紅外主機,實現在線

采樣,實時檢測和顯示整個提取過程中各個有

效成分變化的趨勢和規律,并將檢測數據實時

反饋至DCS自動控制系統,提取過程中各有效成分的含量變化趨勢可反饋至控制系統參

與過程控制,也可作為優化提取工藝的依據,同時也為產品質量的回溯提供了必要的數

據基礎。

流通池的具體安裝方式有兩種:

1.采用十字型流體測樣器的旁路檢測方式(如圖3

從主管道引出一旁路,在旁路上接上十字型流體測樣器,沿流體流動方向在測樣器的下

游安裝一個放液短管,管上安裝閥門通過開關閥門使流體從管中流出,用于取樣。十字

型流體測樣器中,一組對稱的兩端通過SMA接口連接到旁路的管道上,形成流體通路;

另一組對稱的兩端分別連接光纖,兩根光纖一端與流體測樣器的藍寶石視窗連接,另一

端連接到多通路近紅外光譜儀的進光或出光的接口上,形成一個光的通路。兩個藍寶石

視窗之間是流體,由光譜儀發出的光線穿透流體后帶有流體的各種信息,光信號通過傳

導光纖返回光譜儀由檢測器接收信號對流體進行透射檢測。在光譜儀中對信號進行A/D

轉換后,通過 RJ45 網線與電腦相連接,將數字信號傳導入計算機。計算機通過調用模

型直接給出檢測結果,顯示在電腦屏幕上,也可直接用打印機打印出結果,或者將檢測

數據傳輸到DCS控制系統,實現在線實時控制。

2.采用法蘭式流體測樣器的主管道檢測方式(如圖 4

該方案直接將一個與主管道尺寸相匹配的法蘭式流體測樣器鑲嵌在主管道上,并在

主管道上引出一個放液口進行取樣。該方案的優點是檢測的數據就是主管道上檢測點的

數據,不存在任何滯后的問題,另外比較旁路檢測來說,設計方便簡潔,不需要做大的

改動。

4. 主管道檢測方案設計圖

法蘭式流體測樣器中,法蘭的兩端連接到主管道上,形成流體通路;SMA接口的兩

端分別連接光纖,兩根光纖一端與流體測樣器的藍寶石視窗連接,另一端連接到多通路

近紅外光譜儀的進光或出光的接口上,形成一個光的通路。兩個藍寶石視窗之間是流體,

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寧波華子制藥設備制造有限公司提供的近紅外控制系統方案


 

技術文件

由光譜儀發出的光線穿透流體后帶有流體的各種信息,光信號通過傳導光纖返回光譜儀

由檢測器接收信號對流體進行透射檢測。在光譜儀中對信號進行A/D轉換后,通過電纜

線與電腦相連接,將數字信號傳導入計算機。計算機通過調用模型直接給出檢測結果,

顯示在電腦屏幕上,也可直接用打印機打印出結果,或者將檢測數據通過電流環傳輸到

DCS控制系統,實現在線實時控制。

2)濃縮過程的在線檢測技術

中藥濃縮過程提高藥液中藥效成分的含量、減少藥液體積,濃縮過程中,藥效成分

和溶劑的含量對工藝過程的質量影響很大。目前中藥濃縮技術及裝備還是憑操作者經驗

進行工藝操作。濃縮過程中的各項參數通過離線分析方法進行檢測,同樣存在數據結果

滯后的缺陷。此環節采用近紅外技術需要實時檢測濃縮過程水分含量(密度變化)、有

效成分含量的變化曲線,通過各種參數的優化,確定*濃縮工藝。

技術方案:多通路近紅外在線檢測分析裝置通

過遠程光纖配合在線流通池實現濃縮過程水分和

成分含量的實時在線檢測。安裝位置如左圖所示。

通過多通路轉換,可以實現多個通路的同時檢測;

通過遠程光纖連接近紅外主機,可實現在線采樣,

實時檢測整個濃縮過程中各個有效成分及溶劑變

化的趨勢,并可將檢測數據實時反饋至DCS自動控

制系統。

濃縮過程中各有效成分的含量變化趨勢可反

饋至控制系統參與過程控制,也可作為優化濃縮工

藝的依據,同時也為產品質量的回溯提供了必要的

數據基礎。

流通池的安裝方式同提取環節一樣,可以采用旁路或主管道方法(參考提取過程流

通池安裝方式)

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