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连续逆流超声提取控制系统设计

赵喜波  
【摘要】:随着现代科技的飞速发展和人们生活水平的不断提高,生物制品在日常生活中扮演着越来越重要的角色,从食品、保健品、化妆品等日常用品,到医用药物。相应的生物提取技术也成为生物制品研发过程中重要的研究议题之一。国内外对植物等生物中有效成分的提取方式主要是间歇式提取工艺,这种工艺主要以罐装置为主,由于物料并不移动,只是溶剂做定向流动,从而使原料和溶剂不能相互充分接触,造成传质阻力较大,导致含有效成分的提取液浓度在整个过程中无法形成理想的梯度。目前随着研究的深入,根据化学工艺领域中逆流吸收的原理,出现了一种连续动态逆流提取的生产工艺。其原理是先将物料放置到预浸舱体中进行侵泡,等到物料软化后通过挤压器进行挤压、揉搓和混合,最后导入到逆流提取装置中对物料进行提取。由于连续逆流提取过程中的各工艺需要协调工作,而设备之间的工艺关系复杂,对操作条件的要求也较为严格,使得在整个工艺流程控制方面对自动化水平要求较高,一般的简单控制系统难以胜任。国内外现有的系统控制模式普遍局限在现场层和控制层,相应的有效生产数据只是存储在本地计算机数据库中,不能实时送达信息到管理层,供管理层进行生产综合决策和调度。为了提高生产效率和管理水平,使企业实现生物提取过程管控结合的综合自动化,本文针对连续逆流超声提取工艺,基于西门子PCS7,从控制系统的硬件组态、网络配置、CFC程序设计以及WinCC组态等方面进行了深入研究,并提出了模糊串级控制和比值控制策略。经过测试表明该系统稳定可靠,易操作性和容错性强,在生产的过程中有效的克服了干扰和时滞,提高了提取效率,是一个能够适应生产环境不确定性和市场需求变化的高效率、高灵活性的生产经营系统。


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