CN109513615A - 一种新型片剂除粉机、控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明药品、保健食品、食品加工设备技术领域，公开了一种片剂除粉机、控制系统及控制方法，片剂除粉机包括振动式筛片系统、雾化除粉系统和控制系统；振动式筛片系统包括激振器和筛体，所述振动式筛片系统处于单独密闭空间内，并设有片剂入口、片剂出口、吸粉口，所述片剂入口连接于压片机片剂出口，所述振动式筛片系统片剂出口通过管道连接雾化除粉系统。本发明通过雾化液滴使片剂中的粉尘凝聚沉降，再通过热风系统将片剂干燥、粉尘去除，达到消除片剂中粉尘的效果；本发明具有结构独特、方便控制的特点，适合推广应用。
Description
技术领域
本发明属于药品、保健食品、食品加工设备技术领域，尤其涉及一种新型片剂除粉机、控制系统及控制方法。
背景技术
片剂是药品、保健食品、食品等领域中占重要地位的一种剂型，旋转式压片机由于其产量高被大量运用；但由于旋转式压片机的结构特性，导致压片过程产生大量粉尘，压制出的片剂也伴有料粉，去除片剂中的料粉是一道重要的生产步骤。目前片剂的除粉装置多以振动、吹扫的方式进行“片”和“粉”分离。特别对于一些易脱粉的片剂、或使用粘合度弱的辅料的片剂，如藻粉片、牛初乳片、奶粉片、镁片等，现有的除粉装置筛分效果差，除粉不彻底，在货物运输期间仍会产生脱粉，影响产品美观，生产时需要增加后续工序进行片剂除粉，导致生产效率降低，不能满足片剂生产的高标准要求。
目前，业内常用的现有技术是这样的：
采用人工的方式，使用网筛对片剂进行筛粉操作。即在压片机出口处安放网筛，待片剂累积达到一定量时，人工摇动网筛对片剂进行筛片除粉，然后再将筛除料粉的片剂倒入储料容器中进行储存存放。此操作方式工作量大，耗力耗时，除粉不完全，效果十分不理想，且会造成压片间料粉飞散，影响工作环境，为后续清理工作增加困难，甚至导致交叉污染的产生。
采用筛片机对片剂进行筛片除粉。筛片机的原理与人工操作的原理相同，即通过振动对片剂进行除粉，有通过设置吸尘装置对料粉进行吸除，同时也有通入压缩空气进行吹扫，使片剂中的粉尘吹除。但对于“质软”的片剂除粉效果不理想，除粉不彻底，或导致片剂产生新的料粉。且筛片机拆卸清洗不方便，清洗后不能及时使用，或需置烘箱烘干后再使用。
综上所述，现有技术存在的问题是：
片剂除粉需耗费人力进行去除，去除效果十分不理想，需后续工序或工艺进行除粉；筛片机除粉效果不理想、不彻底，产生新的料粉；筛片机清洗、干燥不方便。
现有技术中对热风温度参数不能进行调节控制与整合，影响热风温度的准确性，降低除粉效果；现有技术中不能准确调节控制转笼高度参数，倾斜角度不准确，使得转笼运行易出现偏差，降低除粉效率。
采用人工除粉，耗费人力值守操作，增加人力成本，降低工作效率；采用筛片机除粉，不能适用于“质软”的片剂除粉，易产生新的料粉，影响产品质量。不能满足片剂生产的高标准要求。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种新型片剂除粉机、控制系统及控制方法。
本发明是这样实现的，一种片剂除粉机，所述片剂除粉机包括振动式筛片系统、雾化除粉系统和控制系统；
振动式筛片系统安装在单独密闭箱内，单独密闭箱开有片剂入口、片剂出口、吸粉口；单独密闭箱底部通过螺栓固定有激振器；所述片剂入口连接于片剂出口，所述吸粉口外接吸尘设备，片剂出口通过管道连接雾化除粉系统，所述管道设置有卡扣进行密闭连接；
雾化除粉系统包括互相连通的转笼系统、喷雾系统、热风系统、排风系统；
控制系统通过导线连接振动式筛片系统、雾化除粉系统。
进一步，振动式筛片系统进一步包括安装在激振器内部的筛体；
片剂除粉机底部设置有用于移动和安置的带刹车可定向万向轮。
进一步，转笼系统包括转笼、拨料器、转笼高度调节器、转速调节系统、动力系统；
转笼上均匀分布有圆形通孔，拨料器设置于转笼内，用于调整拨料角度，控制片剂移动速度、翻滚程度；
转笼两端设置有前端透明盖板和后端透明盖板，所述前端透明盖板上设置有转笼片剂入口，转笼片剂入口通过管道与振动式筛片系统的片剂出口相连接；所述转笼后端设置有出片口；
转笼右端的下方通过螺栓与转笼高度调节器连接，转笼左端的下方设置有转速调节系统，转笼左端的下方设置有传动轴，传动轴通过联轴器与电机连接。
进一步，喷雾系统包括喷雾支架、流量调节器、蠕动泵、喷枪；
转笼内部通过轴承固定有喷雾支架，喷雾支架通过螺栓固定有多嘴分配器，多嘴分配器通过螺栓固定有喷枪；
多嘴分配器通过导管与流量调节器连接，流量调节器通过导管与蠕动泵连接；
喷枪喷射的除粉喷液包括水、水和附着剂，附着剂包括水溶性辅料、羟丙甲纤维素、聚乙烯吡咯烷酮的一种或多种。
进一步，热风系统包括过滤器、加热器、风机；
所述过滤器下端通过螺栓固定有风机，风机通过螺栓固定有加热器。
进一步，排风系统包括风道挡板、集粉滤布、排风机；
排风机卡接有集粉滤布，排风机通过螺栓固定有风道挡板；
所述风道挡板用于改变热风流向，将热风导入振动式筛片系统用于清洗后的筛片系统干燥，所述排风系统底部设置有排水口。
进一步，所述控制系统包括振动频率控制模块、热风温度控制模块、气流量控制模块、转笼转速调节模块、转笼高度调节模块、喷液流量调节模块；
振动频率控制模块，用于对振动频率的参数进行调节控制；
热风温度控制模块，利用BP神经网络对热风温度参数进行在线整合，用于调节控制热风温度参数，提高热风温度的准确性，提高除粉效果；
气流量控制模块，用于调节控制气流量参数；
转笼转速调节模块，用于调节控制转笼转速参数，用于转笼的准确运行，提高除粉效率；
转笼高度调节模块，通过角度传感器采用RBF神经网络算法用于调节控制转笼高度参数，精确控制倾斜角度，利于转笼的准确运行，提高除粉效率；
喷液流量调节模块，用于调节控制喷液流量参数；根据片剂情况进行参数调节以达到最佳除粉效果。
进一步，热风温度控制模块，利用采用BP神经网络建立系统的正向模型对热风温度参数进行在线整合，用于调节控制热风温度参数，提高热风温度的准确性，提高除粉效果。
进一步，利用采用BP神经网络建立系统的正向模型对热风温度参数进行在线整合中，具体包括：
步骤一：采用BP神经网络建立系统的正向模型；
a0＝p
am+1＝fm+1(Wm+1am+bm+1)，m＝0，1，…，M-1
a＝aM
式中：p—网络的输入向量；
aM—第M层网络的输出向量；
M—网络的层数；
步骤二：计算网络的均方误差；
F(x)＝E[eT e]＝E[(t-a)T(t-a)]
其中：t是网络的目标向量；
步骤三：用近似的最速下降法更新权值和偏置值；
Wm(k+1)＝Wm(k)-αsm(am-1)T
bm(k+1)＝bm(k)-αS m
其中，
当权值和偏置值调整结束后,返回步骤一重复进行,直至误差指标满足要求为止。
进一步，转笼高度调节模块3-5，通过角度传感器采用RBF神经网络建模用于调节控制转笼高度参数，精确控制倾斜角度，利于转笼的准确运行，提高除粉效率；
采用RBF神经网络建模更加准确快速的读取倾角读数，有效转笼高度参数的调节与控制，其中Vh和Vt为输入层的倾角信号，输出层的输出信号是倾角Yh，输入层倾角函数为斜率为1的线性函数,输出层倾角是线性组合器,可调节参数就是该线性组合器的权值Wi,而隐层倾角函数采用高斯函数,第i个隐层倾角输出Vi为:
式中:X＝(Vh,Vt)，T为输入样本；Ci为高斯函数中心值；σi为标准偏差,i＝1,2,…,n；
则输出层输出为：
式中θ为输出层神经元的阈值。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：
本发明的积极效果为：通过上旋式振动筛片系统，将片剂中夹杂的料粉通过振动、负压的共同作用，吸除片剂的料粉，此操作将易清除的料粉进行吸除收集；再通过雾化除粉系统，将残余的和粘附于片剂表面的料粉，通过雾化液滴进行凝聚或吸附后通过正压吹扫的方式去除，同时通过片剂在转笼中的滚动、打磨，使片面的料粉得到附着或去除，从而获得无料粉、片面光洁的片剂。吹除的料粉通过除粉布袋进行收集，避免交叉污染。本发明中，片剂的翻转与雾化除粉速率可以通过除粉液的雾化程度、转笼的拨料器角度、转笼转速、转笼倾斜角度共同作用调节，使除粉速率和效果达到最优效果。本发明中的排风系统设置有风道挡板，用于清洗后整个系统干燥部位的切换。
本发明的综合除粉效果好，具有结构独特、方便控制、适用性广、清洗干燥方便的特点，适合推广应用。
本发明中热风温度控制模块，利用BP神经网络对热风温度参数进行在线整合，用于调节控制热风温度参数，提高热风温度的准确性，提高除粉效果；转笼高度调节模块，通过角度传感器采用RBF神经网络算法用于调节控制转笼高度参数，精确控制倾斜角度，利于转笼的准确运行，提高除粉效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的片剂除粉机的侧视图。
图2是本发明实施例提供的片剂除粉机的主视图。
图3是本发明实施例提供的片剂除粉机的后视图。
图4是本发明实施提供的控制系统图。
图中：1、振动式筛片系统；1-1、激振器；1-2、筛体；1-3、片剂入口；1-4、片剂出口；1-5、吸粉口；2、雾化除粉系统；2-1、转笼系统；2-1-1、滚笼；2-1-2、拨料器；2-1-3、转笼高度调节器；2-1-4、转速调节系统；2-1-5、动力系统；2-2、喷雾系统；2-3、热风系统；2-3-1、过滤器；2-3-2、风机；2-3-3、加热器；2-4、排风系统；2-5、喷雾支架；2-6、流量调节器；2-7、蠕动泵；2-8、多嘴分配器；2-9、喷枪；2-10、前端透明盖板；2-11、后端透明盖板；2-12、出片口；3、控制系统；3-1、控制面板；3-2、振动频率控制模块；3-3、热风温度控制模块；3-4、气流量控制模块；3-5、转笼转速调节模块；3-6、转笼高度调节模块；3-7、喷液流量调节模块；4、进风口；5、出风口；6、电机；7、传动轴；8、风道挡板；9、集粉滤布；10、排风机；11、带刹车可定向万向轮。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
现有技术中，片剂除粉需耗费人力进行去除，去除效果十分不理想，需后续工序或工艺进行除粉；筛片机除粉效果不理想、不彻底，产生新的料粉；筛片机清洗、干燥不方便。
现有技术中对热风温度参数不能进行调节控制与整合，影响热风温度的准确性，降低除粉效果；现有技术中不能准确调节控制转笼高度参数，倾斜角度不准确，使得转笼运行易出现偏差，降低除粉效率。
为解决上述技术问题，下面结合附图对本发明的应用原理作详细描述。
如图1～图3所示，本发明实施例提供的新型片剂除粉机包括振动式筛片系统1、雾化除粉系统2和控制系统3。
本发明实施例提供的振动式筛片系统1包括激振器1-1和筛体1-2，振动式筛片系统1处于单独密闭箱内，单独密闭箱开有片剂入口1-3、片剂出口1-4、吸粉口1-5；单独密闭箱底部通过螺栓固定有激振器1-1。
所述片剂入口1-3连接于压片机片剂出口1-4，所述吸粉口1-5外接吸尘设备，所述振动式筛片系统片剂出口1-4通过管道连接雾化除粉系统2，所述管道设置有卡扣进行密闭连接。
本发明实施例提供的雾化除粉系统2包括转笼系统2-1、喷雾系统2-2、热风系统2-3、排风系统2-4。
本发明实施例提供的转笼系统2-1包括转笼2-1-1、拨料器2-1-2、转笼高度调节器2-1-3、转速调节系统2-1-4、动力系统2-1-5。
所述转笼2-1-1上均匀分布有圆形通孔，所述拨料器2-1-2设置于转笼2-1-1内，可调整拨料角度，控制片剂移动速度、翻滚程度。
所述转笼2-1-1两端设置有前端透明盖板2-10和后端透明盖板2-11，所述前端透明盖板2-10上设置有转笼片剂入口，转笼片剂入口通过管道与振动式筛片系统片剂出口1-4相连接；所述转笼2-1-1后端设置有出片口2-12。
转笼2-1-1右端的下方通过螺栓与转笼高度调节器2-1-3连接，转笼2-1-1左端的下方设置有转速调节系统2-1-4，转笼2-1-1左端的下方设置有传动轴7，传动轴7通过联轴器与电机6连接。
本发明实施例提供的喷雾系统2-2包括喷雾支架2-5、流量调节器2-6、蠕动泵2-7、喷枪2-9；
转笼2-1-1内部通过轴承固定有喷雾支架2-5，喷雾支架2-5通过螺栓固定有多嘴分配器2-8，多嘴分配器2-8通过螺栓固定有喷枪2-9；
多嘴分配器2-8通过导管与流量调节器2-6连接，流量调节器2-6通过导管与蠕动泵2-7连接。
本发明实施例提供的热风系统2-3包括过滤器2-3-1、加热器2-3-3、风机2-3-2；
所述过滤器2-3-1下端通过螺栓固定有风机2-3-2，风机2-3-2通过螺栓固定有加热器2-3-3。
本发明实施例提供的排风系统2-4包括风道挡板8、集粉滤布9、排风机10，
排风机10卡接有集粉滤布9，排风机10通过螺栓固定有风道挡板8。
所述风道挡板8用于改变热风流向，将热风导入振动式筛片系统1用于清洗后的筛片系统干燥，所述排风系统2-4底部设置有排水口。
本发明实施例提供的片剂除粉机底部设置有带刹车可定向万向轮11，便于移动和安置。
本发明实施例提供的喷枪中喷射的除粉喷液包括水、水和附着剂，所述附着剂包括片剂中的水溶性辅料、羟丙甲纤维素、聚乙烯吡咯烷酮等的一种或多种。
如图4所示，本发明实施例提供的控制系统3包括：
振动频率控制模块3-2，用于对振动频率(强度)的参数进行调节控制。
热风温度控制模块3-3，利用BP神经网络对热风温度参数进行在线整合，用于调节控制热风温度参数，提高热风温度的准确性，提高除粉效果。
气流量控制模块3-4，用于调节控制气流量参数。
转笼转速调节模块3-5，用于调节控制转笼转速参数。
转笼高度调节模块3-6，通过角度传感器采用RBF神经网络算法用于调节控制转笼高度参数，精确控制倾斜角度，利于转笼的准确运行，提高除粉效率。
喷液流量调节模块3-7，用于调节控制喷液流量参数；根据片剂情况进行参数调节以达到最佳除粉效果。
本发明实施例提供的热风温度控制模块，利用BP神经网络对热风温度参数进行在线整合，用于调节控制热风温度参数，提高热风温度的准确性，提高除粉效果；具体采用以下算法：
步骤一：采用BP神经网络建立系统的正向模型；
a0＝p
am+1＝fm+1(Wm+1am+bm+1)，m＝0，1，…，M-1
a＝aM
式中：p—网络的输入向量；
aM—第M层网络的输出向量；
M—网络的层数；
步骤二：计算网络的均方误差；
F(x)＝E[eT e]＝E[(t-a)T(t-a)]
其中：t是网络的目标向量；
步骤三：用近似的最速下降法更新权值和偏置值；
Wm(k+1)＝Wm(A)-αS m(dm-1)T
bm(A+1)＝bm(A)-αS m
其中，
当权值和偏置值调整结束后,返回步骤一重复进行,直至误差指标满足要求为止。
本发明实施例提供的转笼高度调节模块3-5，通过角度传感器采用RBF神经网络算法用于调节控制转笼高度参数，精确控制倾斜角度，利于转笼的准确运行，提高除粉效率；具体算法为：
采用RBF神经网络建模更加准确快速的读取倾角读数，有效转笼高度参数的调节与控制，其中Vh和Vt为输入层的倾角信号，输出层的输出信号是倾角Yh，输入层倾角函数为斜率为1的线性函数,输出层倾角是线性组合器,可调节参数就是该线性组合器的权值Wi,而隐层倾角函数采用高斯函数,第i个隐层倾角输出Vi为:
式中:X＝(Vh,Vt)，T为输入样本；Ci为高斯函数中心值；σi为标准偏差,i＝1,2,…,n。
则输出层输出为：
式中θ为输出层神经元的阈值。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种片剂除粉机，其特征在于，所述片剂除粉机包括振动式筛片系统、雾化除粉系统和控制系统；
振动式筛片系统安装在单独密闭箱内，单独密闭箱开有片剂入口、片剂出口、吸粉口；单独密闭箱底部通过螺栓固定有激振器；所述片剂入口连接于片剂出口，所述吸粉口外接吸尘设备，片剂出口通过管道连接雾化除粉系统，所述管道设置有卡扣进行密闭连接；
雾化除粉系统包括互相连通的转笼系统、喷雾系统、热风系统、排风系统；
控制系统通过导线连接振动式筛片系统、雾化除粉系统。
2.如权利要求1所述片剂除粉机，其特征在于，振动式筛片系统进一步包括安装在激振器内部的筛体；
片剂除粉机底部设置有用于移动和安置的带刹车可定向万向轮。
3.如权利要求1所述片剂除粉机，其特征在于，转笼系统包括转笼、拨料器、转笼高度调节器、转速调节系统、动力系统；
转笼上均匀分布有圆形通孔，拨料器设置于转笼内，用于调整拨料角度，控制片剂移动速度、翻滚程度；
转笼两端设置有前端透明盖板和后端透明盖板，所述前端透明盖板上设置有转笼片剂入口，转笼片剂入口通过管道与振动式筛片系统的片剂出口相连接；所述转笼后端设置有出片口；
转笼右端的下方通过螺栓与转笼高度调节器连接，转笼左端的下方设置有转速调节系统，转笼左端的下方设置有传动轴，传动轴通过联轴器与电机连接。
4.如权利要求1所述的片剂除粉机，其特征在于，喷雾系统包括喷雾支架、流量调节器、蠕动泵、喷枪；
转笼内部通过轴承固定有喷雾支架，喷雾支架通过螺栓固定有多嘴分配器，多嘴分配器通过螺栓固定有喷枪；
多嘴分配器通过导管与流量调节器连接，流量调节器通过导管与蠕动泵连接；
喷枪喷射的除粉喷液包括水、水和附着剂，附着剂包括水溶性辅料、羟丙甲纤维素、聚乙烯吡咯烷酮的一种或多种。
5.如权利要求1所述的片剂除粉机，其特征在于，热风系统包括过滤器、加热器、风机；
所述过滤器下端通过螺栓固定有风机，风机通过螺栓固定有加热器。
6.如权利要求1所述的片剂除粉机，其特征在于，排风系统包括风道挡板、集粉滤布、排风机；
排风机卡接有集粉滤布，排风机通过螺栓固定有风道挡板；
所述风道挡板用于改变热风流向，将热风导入振动式筛片系统用于清洗后的筛片系统干燥，所述排风系统底部设置有排水口。
7.如权利要求1所述的片剂除粉机，其特征在于，所述控制系统包括振动频率控制模块、热风温度控制模块、气流量控制模块、转笼转速调节模块、转笼高度调节模块、喷液流量调节模块；
振动频率控制模块，用于对振动频率的参数进行调节控制；
热风温度控制模块，利用BP神经网络对热风温度参数进行在线整合，用于调节控制热风温度参数；
气流量控制模块，用于调节控制气流量参数；
转笼转速调节模块，用于调节控制转笼转速参数；
转笼高度调节模块，通过角度传感器采用RBF神经网络算法用于调节控制转笼高度参数，控制倾斜角度；
喷液流量调节模块，用于调节控制喷液流量参数；根据片剂情况进行参数调节。
8.如权利要求7所述的片剂除粉机，其特征在于，热风温度控制模块，利用采用BP神经网络建立系统的正向模型对热风温度参数进行在线整合，用于调节控制热风温度参数。
9.如权利要求8所述的片剂除粉机，其特征在于，利用采用BP神经网络
建立系统的正向模型对热风温度参数进行在线整合中，具体包括：
步骤一：采用BP神经网络建立系统的正向模型；
a0＝p
am+1＝fm+1(Wm+1am+bm+1)，m＝0，1，…，M-1
a＝aM
式中：p—网络的输入向量；
aM—第M层网络的输出向量；
M—网络的层数；
步骤二：计算网络的均方误差；
F(x)＝E[eTe]＝E[(t-a)T(t-a)]
其中：t是网络的目标向量；
步骤三：用近似的最速下降法更新权值和偏置值；
Wm(k+1)＝Wm(A)-αSm(dm-1)T
bm(k+1)＝bm(k)-αsm
其中，
当权值和偏置值调整结束后,返回步骤一重复进行,直至误差指标满足要求为止。
10.如权利要求8所述的片剂除粉机，其特征在于，转笼高度调节模块3-5，通过角度传感器采用RBF神经网络建模用于调节控制转笼高度参数，控制倾斜角度；
采用RBF神经网络建模读取倾角读数，对转笼高度参数的调节与控制，其中Vh和Vt为输入层的倾角信号，输出层的输出信号是倾角Yh，输入层倾角函数为斜率为1的线性函数,输出层倾角是线性组合器,可调节参数就是该线性组合器的权值Wi,而隐层倾角函数采用高斯函数,第i个隐层倾角输出Vi为:
式中:X＝(Vh,Vt)，T为输入样本；Ci为高斯函数中心值；σi为标准偏差,i＝1,2,…,n；
则输出层输出为：
式中θ为输出层神经元的阈值。
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