CN106094926A - 一种中药提取过程温度精确控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中药提取过程温度精确控制装置及方法，装置中设置有第一PID调节器、第二PID调节器、夹套温度传感器和罐内温度传感器。采用此装置进行中药提取过程温度的精确控制，第二PID调节器和夹套温度传感器控制夹套温度，第二PID调节器的输出直接反馈给蒸汽调节阀；第一PID调节器和罐内温度传感器控制提取罐罐内温度，第一PID调节器的输出反馈给第二PID调节器，第一PID调节器的输出作为第二PID调节器的设定值。通过上述方式，本发明通过引入新变量夹套温度，解决了目前中药提取过程温度无法精确控制等问题，实现了中药提取过程温度精确控制，实现了自动化生产，并提高了中药提取工艺批次稳定性和产品质量。

Description

一种中药提取过程温度精确控制装置及方法

技术领域

本发明涉及中药制药工艺控制领域，具体为中药提取工艺领域，特别是涉及一种中药提取过程温度精确控制装置及方法。

背景技术

中药所含的化学成份十分复杂，既含有多种有效成份，又含有多种无效成份，也可能包含有有毒成份。提取中药的有效成分并进一步加以分离、纯化，得到有效单体是中药研究领域中的一项重要内容。中药提取就是利用一些技术最大限度提取其中有效成份，使得中药制剂的内在质量和临床治疗效果提高，使中药的效果得以最大限度的发挥。由于中药提取过程受加热源蒸汽品质的影响，外界扰动非常大，加上温度调节滞后性非常大，目前采用的常规PID调节无法实现提取过程温度的精确控制。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种中药提取过程温度精确控制装置及方法，能够实现中药提取过程的温度精确控制。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种中药提取过程温度精确控制装置，包括提取罐、夹套、第一PID调节器、第二PID调节器、罐内温度传感器、夹套温度传感器、蒸汽调节阀，所述夹套套于所述提取罐的罐体外部，所述罐内温度传感器测量所述提取罐罐内温度，所述第一PID调节器与所述罐内温度传感器相连，所述夹套温度传感器测量所述夹套温度，所述第二PID调节器与所述夹套温度传感器相连，所述第一PID调节器、所述第二PID调节器、所述蒸汽调节阀依次相连，所述蒸汽调节阀控制蒸汽对所述提取罐的供给。

提供一种中药提取过程温度精确控制方法，包括步骤为：

中药提取过程温度精确控制装置设置有第一PID调节器、第二PID调节器、夹套温度传感器和罐内温度传感器；

所述第二PID调节器和夹套温度传感器控制夹套温度，所述第二PID调节器的输出直接反馈给蒸汽调节阀；

所述第一PID调节器和罐内温度传感器控制提取罐罐内温度，所述第一PID调节器的输出反馈给所述第二PID调节器，所述第一PID调节器的输出作为所述第二PID调节器的设定值。

在本发明一个较佳实施例中，所述第二PID调节器和所述夹套温度传感器通过PID控制算法控制夹套温度。

在本发明一个较佳实施例中，所述第一PID调节器和所述罐内温度传感器通过PID控制算法控制夹提取罐罐内温度。

在本发明一个较佳实施例中，所述第一PID调节器的输出用来改变所述第二PID调节器的设定值，以保证蒸汽温度不会超高。

在本发明一个较佳实施例中，所述第一PID控制器通过P-I-D值进行斜坡设定，防止水温上升速度超过指标。

在本发明一个较佳实施例中，所述第一PID控制器设定为反作用模式。

本发明的有益效果是：本发明的中药提取过程温度精确控制装置及方法，通过引入新变量夹套温度，解决了目前中药提取过程温度无法精确控制等问题，实现了中药提取过程温度精确控制，实现了自动化生产，并提高了中药提取工艺批次稳定性和产品质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明的中药提取过程温度精确控制装置一较佳实施例的结构示意图；

附图中各部件的标记如下：1、夹套温度传感器，2、罐内温度传感器，3、第二PID调节器，4、第一PID调节器，5、蒸汽调节阀，6、提取罐，7、夹套。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1，本发明实施例包括：

一种中药提取过程温度精确控制装置，包括提取罐6、夹套7、第一PID调节器4、第二PID调节器3、罐内温度传感器2、夹套温度传感器1、蒸汽调节阀5。所述夹套7套于所述提取罐6的罐体外部。所述罐内温度传感器2测量所述提取罐6罐内温度，所述第一PID调节器4与所述罐内温度传感器2相连。所述夹套温度传感器1测量所述夹套7温度，所述第二PID调节器3与所述夹套温度传感器1相连。所述第一PID调节器4、所述第二PID调节器3、所述蒸汽调节阀5依次相连，所述蒸汽调节阀5控制蒸汽对所述提取罐6的供给。PID调节器为比例-积分-微分调节器，属于闭环控制。

实施例二：

在本实施例的中药提取过程中，要求：

提取罐6罐内温度需要从15℃加热至100℃，并在100℃维持2小时。

在任何时候提取罐6罐内温度不能超过101℃，不能低于99℃，提取罐6温度上升速度不能超过1℃/min。

在任何时候夹套温度传感器1读数不能超过110℃。

提供一种中药提取过程温度精确控制方法，包括步骤为：

为了测量提取罐6的罐内温度，本发明引入了新变量夹套温度，并设置了第一PID调节器4即主PID调节器和第二PID调节器3即副PID调节器；

所述第二PID调节器3和夹套温度传感器1通过PID控制算法控制夹套温度，所述第二PID调节器3的输出直接反馈给蒸汽调节阀5；

所述第一PID调节器4和罐内温度传感器2通过PID控制算法控制提取罐6罐内温度，所述第一PID调节器4的输出反馈给所述第二PID调节器3并作为所述第二PID调节器3的设定值；

所述第一PID调节器4的输出用来改变所述第二PID调节器3的设定值，以保证蒸汽温度不会超高。

针对上述中药提取过程的要求，具体的操作步骤为：

（1）第一PID控制器4通过P-I-D值进行斜坡设定，防止水温上升速度超过指标；

（2）第一PID控制器4设定为反作用模式，因此第一PID控制器4对第二PID控制器3的输出在提取罐6罐内温度低于99℃时为20mA，在提取罐6罐内温度高于101℃时为4mA;

（3）第二PID控制器3的远程设定为当夹套温度传感器1读数是100℃时，向蒸汽调节阀5的输出信号为4mA，当夹套温度传感器1读数是110℃时，向蒸汽调节阀5的输出是20mA。

本发明的有益效果是：

由于温度传热的滞后性，如果用单PID调节器调节，当罐内温度传感器2测量的罐内温度低于设定值时，蒸汽调节阀5调大开度，增加蒸汽供给量，由于传热滞后，罐内温度升温较慢，但罐内温度传感器2读数并没发生变化，蒸汽调节阀5继续调大，当罐内温度检测到变化时，蒸汽往往已经供给过量，尽管蒸汽调节阀5开始调小，但罐内温度由于滞后还会继续增加，不利于提取罐的精确控制。

采用本发明的装置及方法，如果罐内温度低于设定值时，第一PID调节器4即主PID调节器立即将输出反馈给第二PID调节器3即副PID调节器。第二PID调节器3立即将第一PID调节器4反馈的值作为设定值，蒸汽调节阀5根据夹套温度传感器1的数值与设定值做比较，开始PID调节，将夹套温度传感器1的读数稳定在第一PID调节器4的给定上。这样完全解决了温度传热滞后导致的提取罐温度无法精确控制的问题

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种中药提取过程温度精确控制装置，其特征在于，包括提取罐、夹套、第一PID调节器、第二PID调节器、罐内温度传感器、夹套温度传感器、蒸汽调节阀，所述夹套套于所述提取罐的罐体外部，所述罐内温度传感器测量所述提取罐罐内温度，所述第一PID调节器与所述罐内温度传感器相连，所述夹套温度传感器测量所述夹套温度，所述第二PID调节器与所述夹套温度传感器相连，所述第一PID调节器、所述第二PID调节器、所述蒸汽调节阀依次相连，所述蒸汽调节阀控制蒸汽对所述提取罐的供给。

2.根据权利要求1所述的中药提取过程温度精确控制方法，其特征在于，包括步骤为：

中药提取过程温度精确控制装置设置有第一PID调节器、第二PID调节器、夹套温度传感器和罐内温度传感器；

所述第二PID调节器和夹套温度传感器控制夹套温度，所述第二PID调节器的输出直接反馈给蒸汽调节阀；

所述第一PID调节器和罐内温度传感器控制提取罐罐内温度，所述第一PID调节器的输出反馈给所述第二PID调节器，所述第一PID调节器的输出作为所述第二PID调节器的设定值。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述第二PID调节器和所述夹套温度传感器通过PID控制算法控制夹套温度。

4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述第一PID调节器和所述罐内温度传感器通过PID控制算法控制夹提取罐罐内温度。

5.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述第一PID调节器的输出用来改变所述第二PID调节器的设定值，以保证蒸汽温度不会超高。

6.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述第一PID控制器通过P-I-D值进行斜坡设定，防止水温上升速度超过指标。

7.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述第一PID控制器设定为反作用模式。