CN111966148A - 药液灌装温度控制方法及控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种药液灌装温度控制方法及系统，方法包括分别向换热器内注入药液和蒸汽，药液和蒸汽隔离；利用蒸汽对药液进行加热，监测加热后的药液温度，并控制蒸汽注入的流量；加热后的药液从换热器输出至灌装机。系统包括换热器、进液管路、出液管路以及蒸汽进汽管路，进液管路用于向换热器的换热管路注入药液，出液管路用于输出药液，蒸汽进汽管路用于向换热器内注入蒸汽；其中进液管路上连接有第一调节阀及液位计，出液管路上连接有流量计、温度传感器及第二调节阀；蒸汽进汽管路上连接有第三调节阀，第三调节阀、温度传感器分别与PLC控制器电连接。本发明能够根据生产工艺进行药液温度自动调节，保证灌装后的产品品质，提高产能，并且费用低。
Description
技术领域
本发明属于药液灌装技术领域，更具体地说，涉及一种药液灌装温度控制方法及控制系统。
背景技术
为了节能降耗，大输液当前的包装形式由聚丙烯塑料瓶逐渐替代原来的玻璃瓶，但鉴于聚丙烯塑料瓶包装在生产中存在一个问题，如果药液温度低会造成瓶体成品变形，影响产品质量。为了解决这一问题，现有技术采用的方法是在灌装之前先在配液罐中将药液加热，然后进行灌装。但是采用这种技术方法一方面由于配液罐容积较大，加热费用较高，另一方面加热温度不易控制，不能保证在灌装时每瓶的温度相同，产品质量存在不均一的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种药液灌装温度控制方法及控制系统，旨在解决现有技术中在配液罐中对药液进行加热而导致的加热费用高、产品质量不均一的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一方面，提供一种药液灌装温度控制方法，用于在药液灌装入塑料瓶前控制药液的温度，包括：
分别向换热器内注入药液和蒸汽，蒸汽与药液隔绝；
利用蒸汽对药液进行加热，监测加热后的药液的温度，并控制蒸汽注入的流量；
加热后的药液从所述换热器输出至灌装机，通过所述灌装机将药液灌装至塑料瓶。
作为本发明的另一个实施例，所述加热后的药液从所述换热器输出至灌装机，通过所述灌装机将药液灌装至塑料瓶包括：
监测药液的输出流量，在监测到药液流量大于零时，加热后的药液从所述换热器输出至所述灌装机，通过所述灌装机灌装至所述塑料瓶；
在监测到药液流量为零时，关闭所述换热器的出液口，停止向所述换热器内注入蒸汽及药液；并且向所述换热器内注入冷却水与蒸汽混合。
为本发明的另一个实施例，所述分别向换热器内注入药液和蒸汽前还包括：排出所述换热器内残余的冷却水。
本发明提供的药液灌装温度控制方法的有益效果在于：本发明药液灌装温度控制方法，利用换热器内的蒸汽对药液进行加热，使药液升温，高温药液输入至塑料瓶，不会产生瓶体变形的问题。通过监测加热后的药液温度，来控制蒸汽注入的流量，还可调整药液温度。与现有技术加热配液罐的方式相比，该方法能够控制输出药液的温度，保证灌装后的产品品质，提高成品率，降低生产成本。
另一方面，本发明还提供一种药液灌装温度控制系统，包括：
换热器，内腔设有换热管路；
进液管路，进口用于与配药罐连接，出口与所述换热管路连接，用于向所述换热管路内注入药液；所述进液管路上连接有第一调节阀及液位计；
出液管路，进口与所述换热管路连接，出口用于连接灌装机，用于输出加热后的药液至灌装机；所述出液管路上连接有流量计、温度传感器及第二调节阀；以及
蒸汽进汽管路，出口与所述换热器的内腔连通，用于向所述换热器内腔注入蒸汽，利用蒸汽对药液进行加热；所述蒸汽进汽管路上连接有第三调节阀；所述第三调节阀、所述温度传感器均与PLC控制器连接；
其中，所述温度传感器用于自动监测加热后的药液的温度，并将监测信号传递至所述PLC控制器，所述PLC控制器自动调控第三调节阀开启的程度。
作为本发明的另一个实施例，所述蒸汽进汽管路上于所述第三调节阀的前方还连接有过滤器及减压阀。
作为本发明的另一个实施例，所述控制系统还包括与所述换热器内腔连通的进水管路，所述进水管路上连接有第四调节阀，所述第四调节阀、所述流量计均与所述PLC控制器连接。
作为本发明的另一个实施例，所述控制系统还包括与所述蒸汽进汽管路连接的出水管路，所述出水管路上连接有第五调节阀；所述第五调节阀与所述PLC 控制器连接连接；所述出水管路的进水口位于所述第三调节阀的后方。
作为本发明的另一个实施例，所述控制系统还包括与所述进水管路连通的排水管路，所述排水管路上连接有疏水阀。
作为本发明的另一个实施例，所述排水管路还与所述蒸汽进汽管路连通。
作为本发明的另一个实施例，所述换热器为双管板换热器，所述换热管路采用钛合金材质制成。
本发明提供的药液灌装温度控制系统的有益效果在于：本发明药液灌装温度控制系统，进液管路用于向换热管路注入药液，蒸汽进汽管路用于向换热器内注入蒸汽，出液管路用于输出符合生产工艺要求的温度的药液至输液瓶；利用换热器内的蒸汽对药液进行加热，使药液升温，高温药液输入至塑料瓶，不会产生输液瓶产品变形问题；另外，温度传感器用于监测加热后的药液的温度，并将监测信号传递至PLC控制器，以自动控制第三调节阀开启的程度(若监测的温度信号低于设定值，则第三调节阀关闭，低温药液回流至配液罐)，进而控制蒸汽的流量，不同的蒸汽输出流量能够调整药液的温度。
另外，该系统还设有进水管路，在监测到药液流量为零时，说明换热器的出液口可能被封堵，此时关闭第二调节阀，并且停止向换热器内通入蒸汽及药液，以节约蒸汽，并且向换热器内通入冷却水与蒸汽混合，以缓慢降低换热器的温度，防止药液高温结晶。
与现有技术加热配液罐的方式相比，该系统能够根据生产工艺进行药液温度自动调节，速度快，保证灌装后的产品品质，并且耗能低、费用低。
附图说明
图1为本发明实施例提供的药液灌装温度控制方法的流程图1；
图2为本发明实施例提供的药液灌装温度控制方法的流程图2；
图3为本发明实施例提供的药液灌装温度控制方法的流程图3；
图4为本发明实施例提供的药液灌装温度控制系统的系统结构示意图。
图中：1、换热器；2、进液管路；21、第一调节阀；22、液位计；3、出液管路；31、流量计；32、温度传感器；33、第二调节阀；4、蒸汽进汽管路；41、第三调节阀；42、过滤器；43、减压阀；44、压力表；45、第一手动截止阀； 46、安全阀；5、进水管路；51、第四调节阀；6、出水管路；61、第五调节阀； 7、排水管路；71、疏水阀；72、第二手动截止阀。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，现对本发明提供的药液灌装温度控制方法进行说明。所述药液灌装温度控制方法，包括以下步骤：
S100：分别向换热器1内注入药液和蒸汽，蒸汽与药液隔绝；
S200：利用蒸汽对药液进行加热，温度传感器32实时监测加热后的药液温度，根据监测的药液温度，通过PID自动调节装置控制蒸汽注入的流量；
S300：药液加热至生产工艺所需要的温度后，从换热器1输出至灌装机，通过灌装机将药液灌装到输液瓶内。
本发明提供的药液灌装温度控制方法，利用换热器1内的蒸汽对药液进行加热，使药液升温，高温药液通过灌装系统输入至塑料瓶，不会产生瓶体变形的问题。通过监测加热后的药液温度，来控制蒸汽注入的流量，还可调整药液温度。与现有技术加热配液罐的方式相比，该方法能够控制输出药液的温度，保证灌装后的产品品质，提高成品率，降低生产成本。
需要说明的是，换热器1内注入的蒸汽的流量大，那换热器1的换热效果就更强，药液的升温速度以及升温温度就会越高。蒸汽的流量与药液升温的温度可通过公式换算得出。
本实施例中的换热器1为符合制药规范的双管板结构，换热器1内部用于注入药液的换热管路采用耐高温、耐腐蚀的钛合金材质制成，换热器1采用不锈钢材质制成。
请参阅图2，作为本发明提供的药液灌装温度控制方法的一种具体实施方式，步骤S300中，药液加热至生产工艺所需要的温度后，从换热器1输出至灌装机，通过灌装机将药液灌装到输液瓶内包括：
S301：通过流量计监测药液的输出流量，在监测到药液流量大于零时，加热后的药液从换热器1输出至灌装机，通过罐装机灌装至塑料瓶；
S302：在流量计监测到药液流量为零时，通过PID自动调节装置关闭换热器1的出液口，停止向换热器1内注入蒸汽及药液；并且向换热器1内通入冷却水与蒸汽混合。
在监测到药液流量为零时，说明换热器1的出液口可能被封堵，此时需要关闭换热器1的出液口，停止向换热器1内通入蒸汽及药液，以节约蒸汽，并且向换热器1内通入冷却水与蒸汽混合，以缓慢降低换热器1的温度，防止药液高温结晶。
请参阅图3，作为本发明提供的药液灌装温度控制方法的一种具体实施方式，分别向换热器1内注入药液和蒸汽前还包括步骤：S101：排出换热器1内残余的冷却水。
在每次向换热器1内注入药液和蒸汽之前，均需要排出换热器1内残余的冷却水，这样蒸汽就无需再加热冷却水，避免能源浪费，同时又可提高换热效率。
请参阅图4，本发明还提供了一种药液灌装温度控制系统，包括换热器1、进液管路2、出液管路3以及蒸汽进汽管路4：换热器1的内腔设有换热管路；进液管路2的进口用于与配药罐连接，出口与换热管路连接，用于向换热管路注入药液；进液管路2上连接有第一调节阀21及液位计22；出液管路3的进口与换热管路连接，出口用于连接灌装机，用于将符合生产工艺要求的温度的药液输出至灌装机，灌装机罐装药液至输液瓶；出液管路3上连接有流量计31、温度传感器32及第二调节阀33；蒸汽进汽管路4与换热器1的内腔连通，用于向换热器1的内腔注入蒸汽，利用蒸汽对药液进行加热；蒸汽进汽管路4上连接有第三调节阀41；第三调节阀41、温度传感器32均与PLC控制器电连接；其中，温度传感器32用于监测加热后的药液的温度，并将监测信号传递至PLC 控制器，以控制第三调节阀41开启的程度。
本实施例中的换热器1为符合制药规范的双管板换热器，换热管路(即换热器的管程)采用耐高温、耐腐蚀的钛合金材质制成，换热器1的壳体(即换热器的壳程)采用不锈钢材质制成。蒸汽进汽管路4的压力为(0-0.5)Mpa，出液管路3的压力为(0-0.2)MPa，出液管路3的药液温度可在(20-100)℃内调节。另外，本实施例所提供的控制系统，可以集成安装在支架上，在支架上设置PLC 控制器。
本实施例的控制系统利用上述的控制方法对药液温度进行控制，利用进液管路2向换热管路注入药液，蒸汽进汽管路4向换热器1的内腔注入蒸汽，出液管路3用于输出符合生产要求的温度的药液至输液瓶；利用换热器1内的蒸汽对药液进行加热，使药液升温，高温药液输入至塑料瓶，不会产生瓶体变形问题；
温度传感器32用于监测加热后的药液的温度，并将监测信号传递至PLC 控制器，以控制第三调节阀41开启的程度(若监测的温度信号低于设定值，则第三调节阀41关闭，低温药液回流至配液罐)，进而控制蒸汽的流量，不同的蒸汽输出流量能够调整药液的温度。与现有技术加热配液罐的方式相比，该方法能够控制输出药液的温度，保证灌装后的产品品质，提高成品率，降低生产成本。
需要说明的是，第一调节阀21及液位计22也均与PLC控制器电连接，液位计22用于监测进液管路2的进液流量，如果液位计22监测到进液流量为零，监测信号传递至PLC控制器，PLC控制器控制第一调节阀21以及第三调节阀41 关闭。本实施例中设置PID调节装置，PID调节装置与PLC控制器电连接，PCL 控制器自动控制PID调节装置。
流量计31以及第二调节阀33也与PLC控制器电连接，流量计31用于监测出液管路3的出液流量，如果流量计31监测到药液流量为零时，监测信号传递至PLC控制器，PLC控制器控制第二调节阀33及第三调节阀41关闭。
优选地，进液管路2、出液管路3分别连接于换热器1的同一端面上，也就是说，换热管路的进口、出口位于换热器1的同一端面上，并且出液管路3 位于进液管路2的上方；蒸汽进汽管路4连接于换热器1的顶部，并且蒸汽进汽管路4的出气口靠近出液管路3设置。
请参阅图4，作为本发明提供的药液灌装温度控制系统的一种具体实施方式，蒸汽进汽管路4上于第三调节阀41的前方还连接有过滤器42及减压阀43，减压阀43的前后各安装一个压力表44进行压力监测。过滤器42用于滤除蒸汽中的杂质，减压阀43用于降低蒸汽进入换热器1内的压力。
另外，蒸汽进汽管路4上于过滤器42的前方还连接有第一手动截止阀45。第一手动截止阀45用于实现手动开启或关闭蒸汽进汽管路4。
请参阅图4，作为本发明提供的药液灌装温度控制系统的一种具体实施方式，控制系统还包括与换热器1的内腔(即换热器1的壳程)连通的进水管路5，进水管路5上连接有第四调节阀51，第四调节阀51、流量计31均与PLC 控制器电连接。优选地，进水管路5的出水口设置于换热器1的底部。
如果流量计31监测到药液流量为零时，监测信号传递至PLC控制器，PLC 控制器除了控制第二调节阀33、第三调节阀41关闭外，还会控制第四调节阀 51开启，进水管路5向换热器1的内腔注入冷却水，降低换热器1的温度，以防止换热管路内的药液高温结晶。
除此之外，控制系统还包括与蒸汽进汽管路4连接的出水管路6，出水管路6的进水口位于第三调节阀41的后方，出水管路6上连接有第五调节阀61；第五调节阀61与PLC控制器电连接。在PLC控制器控制第四调节阀51开启的同时，还会控制第五调节阀61开启，使冷却水形成流动。
设置出水管路6可以实现冷却水在进水管路5、换热器1内腔以及出水管路6的流动，加速降温过程，避免换热器1内积水过多。
另外，将出水管路6设置在蒸汽进汽管路4上，还无需在换热器1上设置出水口，优化了换热器1的结构。
请参阅图4，作为本发明提供的药液灌装温度控制系统的一种具体实施方式，控制系统还包括与进水管路5连通的排水管路7，排水管路7上连接有疏水阀71。
在每次向换热器1内注入药液和蒸汽之前，均需要排出换热器1内的残余冷却水，因此，在进水管路5上设置排水管路7，通过开启疏水阀71使冷却水排出换热器1，这样蒸汽就无需再加热冷却水，避免能源浪费，同时又可提高换热效率。另外，将排水管路7设置在进水管路5上，还无需在换热器1上设置排水口，优化了换热器1的结构。
排水管路7上还设有第二手动截止阀72，第二手动截止阀72用于实现手动控制。排水管路7还具有两个分支管路。
请参阅图4，在上述实施方式的基础上，排水管路7还与蒸汽进汽管路4 连通。排水管路7的冷却水可以注入蒸汽进汽管路4内，加热后作为蒸汽使用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.药液灌装温度控制方法，用于在药液灌装入塑料瓶前控制药液的温度，其特征在于，包括：
分别向换热器内注入药液和蒸汽，蒸汽与药液隔绝；
利用蒸汽对药液进行加热，监测加热后的药液的温度，并控制蒸汽注入的流量；
加热后的药液从所述换热器输出至灌装机，通过所述灌装机将药液灌装至塑料瓶。
2.如权利要求1所述的药液灌装温度控制方法，其特征在于，所述加热后的药液从所述换热器输出至灌装机，通过所述灌装机将药液灌装至塑料瓶包括：
监测药液的输出流量，在监测到药液流量大于零时，加热后的药液从所述换热器输出至所述灌装机，通过所述灌装机灌装至所述塑料瓶；
在监测到药液流量为零时，关闭所述换热器的出液口，停止向所述换热器内注入蒸汽及药液；并且向所述换热器内注入冷却水与蒸汽混合。
3.如权利要求1所述的药液灌装温度控制方法，其特征在于，所述分别向换热器内注入药液和蒸汽前还包括：排出所述换热器内残余的冷却水。
4.药液灌装温度控制系统，其特征在于，包括：
换热器，内腔设有换热管路；
进液管路，进口用于与配药罐连接，出口与所述换热管路连接，用于向所述换热管路注入药液；所述进液管路上连接有第一调节阀及液位计；
出液管路，进口与所述换热管路连接，出口用于连接灌装机，用于输出加热后的药液至灌装机；所述出液管路上连接有流量计、温度传感器及第二调节阀；以及
蒸汽进汽管路，出口与所述换热器的内腔连通，用于向所述换热器内腔注入蒸汽，利用蒸汽对药液进行加热；所述蒸汽进汽管路上连接有第三调节阀；所述第三调节阀、所述温度传感器均与PLC控制器连接；
其中，所述温度传感器用于自动监测加热后的药液的温度，并将监测信号传递至所述PLC控制器，所述PLC控制器自动调控第三调节阀开启的程度。
5.如权利要求4所述的药液灌装温度控制系统，其特征在于，所述蒸汽进汽管路上于所述第三调节阀的前方还连接有过滤器及减压阀。
6.如权利要求4所述的药液灌装温度控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括与所述换热器内腔连通的进水管路，所述进水管路上连接有第四调节阀，所述第四调节阀、所述流量计均与所述PLC控制器连接。
7.如权利要求6所述的药液灌装温度控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括与所述蒸汽进汽管路连接的出水管路，所述出水管路上连接有第五调节阀；所述第五调节阀与所述PLC控制器电连接；所述出水管路的进水口位于所述第三调节阀的后方。
8.如权利要求7所述的药液灌装温度控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括与所述进水管路连通的排水管路，所述排水管路上连接有疏水阀。
9.如权利要求8所述的药液灌装温度控制系统，其特征在于，所述排水管路还与所述蒸汽进汽管路连通。
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- 2020-09-03 CN CN202010916260.9A patent/CN111966148B/zh active Active
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