基于流程模拟的中药生产过程溶媒回收工艺动态控制方法研究

目的 研究通过流程模拟和过程控制技术优化中药溶媒回收工艺控制结构,建立中药生产过程溶媒回收工艺动态控制方法。方法 针对中药溶媒回收过程中乙醇和水2组分的精馏工艺,在流程模拟平台分别建立添加再沸器热负荷与进料流量比值（Q_Reb/F）控制结构的控制系统以及回流物流量与进料流量成固定比值（固定R/F）控制结构的控制系统。通过考察系统在受扰动条件下运行状态的变化过程,分析了这2种控制结构对于中药溶媒回收工艺运行稳定性的影响。结果 在进料流量以及进料组分的干扰下,Q_Reb/F控制结构优于固定R/F控制结构,其减少了系统回复正常工艺状态的过渡时间,更好地保证了塔顶乙醇的回收率。结论 通过对不同设备尺寸模拟系统控制效果的对比,发现所建立的Q_Reb/F控制结构具有较强的普适性。进一步说明了Q_Reb/F控制结构在中药蒸汽机械再压缩（mechanical vapor recompression,MVR）浓缩工艺控制过程中可以通过增强测控参数关联性,降低控制响应迟滞,减少成本损失和能量浪费,为中药生产自动化控制升级提供了借鉴。     

金银花颗粒在旋风分离器中的流场数值模拟分析

目的 针对金银花颗粒在旋风分离器中的运动行为过程进行研究,考察不同设计参数和操作工艺条件下,颗粒在设备内部的运动过程变化规律。方法 基于仿真模拟技术,考察受不同设备长径比、入口进气雷诺数、颗粒质量流量3个因素影响的金银花颗粒在分离器内的运动规律,并以金银花颗粒得粉率为验证指标参数,对模型可靠性进行了分析。结果 通过仿真模拟得到了各个不同工艺条件下的金银花颗粒运动轨迹分布,计算出了对应设备的颗粒得粉率。提出金银花颗粒分离的最佳工艺建议为设备长径比5∶1,入口进气雷诺数3.23×10⁴,颗粒质量流量80.1 mg/s,得到的金银花颗粒得粉率为96.30%。结论 为旋风分离器内金银花颗粒的有关研究提供指导,同时改善旋风分离器在控制和设计上的不足。     

金银花提取液喷雾干燥过程的数值模拟

目的 为了研究中药喷雾干燥过程中干燥塔内的流场特性和颗粒的干燥行为,以金银花提取液的喷雾干燥过程为例,针对喷雾干燥塔建立了计算流体力学仿真模拟。方法 采用离散相模型计算液滴的干燥和运动过程,SST k-ω湍流模型用于计算干燥塔中的瞬态流动,并利用分布式光纤测温系统和最终产品特性实验结果对模型的准确性进行了验证。结果 温度场实验结果与模拟基本一致,金银花粉末的得粉率与平均粒径相对偏差在5%以内。对不同初始粒径的液滴进行分析,干燥塔中的温度分布与液滴的干燥和运动特性密切相关。结论 建立的数值计算模型能够模拟喷雾干燥塔内的复杂气流模式和金银花提取液的干燥特性,该模型能够用于工艺和设计优化,提升中药制药过程质量控制的智能化程度。     

基于微波透射技术的整包中药材含水率测量模型研究北大核心CSCD

针对人工抽样检测整体代表性较低,烘箱检测含水率耗时长延误后续生产工期等问题,该文提出利用微波透射技术对中药材进行快速水分定量检测方案,并以8种不同类型的中药材为例,分析了该方案对中药材整包药材含水率检测结果的可行性和可靠性。在实验中,对每种药材分别利用最小二乘法对其微波吸收率-含水率建立测量模型。测试结果显示,微波透射测量含水率的技术可以实现五味子、酸枣仁、茯苓、地龙、百合、黄芩和炒鸡内金药材含水率的高精度测量,其中酸枣仁测量模型准确度最高,验证集的R^(2)和误差均方根分别为0.951 5和0.15%。同时,该研究发现地龙和炒鸡内金这2种动物药与五味子等植物药相比,动物药的微波吸收强度要弱得多,但是微波吸收率与含水率之间也有较好的线性关系,这也证明了该方法的普适性。而黄柏由于药材包装含有铁丝,不适合采用此方法。对于密度均匀、内部不含金属的药包,微波透射测量含水率的技术可以用于整包药材的水分检测,是一种有效的药材含水率检测的替代方法。