一种三七冻干加工系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种三七冻干加工系统，包括真空冷冻干燥机、近红外光谱检测仪和控制器，近红外光谱检测仪用于采集真空冷冻干燥机中待检三七的近红外光谱；控制器存储有控制指令，用于控制真空冷冻干燥机工作；控制器中还存储有标准三七样品的不同冻干阶段的水分定量分析模型，控制器根据不同冻干阶段的水分定量分析模型对待检三七近红外光谱进行水分测定，控制器判断待检三七水分是否达到当前冻干阶段的标准三七样品的水分含量，若判断结果为是，控制真空冷冻干燥机调节冻干控制数据或停止工作。采用近红外光谱仪对冻干加工过程中的三七的水分含量进行检测，并根据检测结果自动调节冻干控制数据，不仅节约能源，还能确保冻干三七的品质。

A 37 freeze-drying processing system and its control method

The invention discloses a freeze-drying processing system of Panax notoginseng, which comprises a vacuum freeze-dryer, a near-infrared spectroscopy detector and a controller. The near-infrared spectroscopy detector is used to collect the near-infrared spectroscopy of Panax notoginseng in a vacuum freeze-dryer, and the controller stores control instructions for controlling the operation of the vacuum freeze-dryer. There are also water quantitative analysis models for different freeze-drying stages of standard Panax notoginseng. According to the moisture quantitative analysis model of different freeze-drying stages, the controller determines whether the water content of standard Panax notoginseng reaches the current freeze-drying stage by near infrared spectroscopy. If the result is, control the vacuum freeze dryer to control the freeze-drying control data or stop working. The moisture content of Panax notoginseng in the freeze-drying process was detected by near infrared spectrometer, and the control data of freeze-drying were automatically adjusted according to the test results, which not only saved energy, but also ensured the quality of freeze-drying Panax notoginseng.

【技术实现步骤摘要】
一种三七冻干加工系统及其控制方法
本专利技术涉及参类药材加工
，具体涉及一种三七冻干加工系统及其控制方法。
技术介绍
三七(Panaxnotoginseng)为五加科人参属植物，是驰名中外的名贵中药材，也是我国民间最早使用的药食同源植物之一，享有“金不换”、“南国神草”、“参中之王”等美誉。三七最早发源于2500万年前第三纪古热带山区残余植物。文山州因其独特的土壤、气候环境而成为了三七的原产地和主产地。三七种植历史由野生驯化到人工种植至今已有600余年，三七面积和产量常年保持在10万亩和900万公斤左右，是中国乃至世界著名的“三七之乡”。长期以来，作为名贵中药材的三七，由于无固定晾晒场地,采挖后仍然沿习在马路边、房前屋后、道路上晾晒加工，不仅不符合中药材加工生产规范化要求，而且严重影响了城市的卫生环境和堵塞交通，加工出来的产品容易造成“二次污染”，三七质量得不到保证，随着三七基地化、规模化、集约化种植，过去传统的零星晾晒方式已不能满足当前生产的需要，三七晾晒、产地加工场地、仓储物流设施缺乏等矛盾日趋突出，已成为制约三七产业发展的瓶颈。文山三七种植经过几次大起大落的经历，近年来明显形成了大户种植的格局。而种植大户三七采挖后，都要将鲜三七运到文山市城进行晾晒、干燥，而目前市城内只有有限的开阔公路、广场可作为晾晒场地。以种植50亩三七的普通种植大户计算，采挖的鲜三七达37.5吨，需要3700m2的场地才能完成晾晒，而种植大户不可能采取传统的房前屋后晾晒的干燥方法，租用露天场地晾晒每100m2的费用达25～50元/天，晾晒干燥后有9.4吨干三七。目前国内外中药材的干燥，也多仿用农产品(谷物、水果类)干燥法。例如，热力干燥、微波干燥、真空干燥、辐射干燥等。在农产品在干燥过程中，其含水率受相对湿度和温度的影响。且因不同的产品所含成分的不同，适宜的干燥条件也不同。例如：油脂类产品，水分易散发，可采用高温快速干燥。而蛋白质类产品则相反，宜采用低温慢干燥。国内外学者对三七的化学成分进行了大量研究工作，现已确定三七中化学成分，包括皂苷类、黄酮类、多糖、氨基酸等。皂苷是三七中的生物活性物质，是衡量三七质量的重要目标。它由皂苷元与糖构成，在该化学结构中，苷元具有不同程度的亲脂性，而糖链具有不同程度的亲水性。目前多数药材采用真空冷冻干燥技术进行干燥，目前的中药冻干加工过程中缺乏对物料水分的实时监控，不能根据三七冻干过程中三七的水分含量自动调节真空冷冻干燥机的冻干控制数据。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的之一在于提供一种三七冻干加工系统，通过近红外光谱仪对三七的冻干加工过程中的三七的水分含量进行快速无损检测，控制器根据检测的水分含量自动调节真空冷冻干燥机的冻干控制数据，不仅节约能源，还能确保冻干三七的品质。本专利技术实施例提供的一种三七冻干加工系统，包括真空冷冻干燥机、近红外光谱检测仪和控制器，所述真空冷冻干燥机用于对清洗后的待检三七进行真空冷冻干燥；所述近红外光谱检测仪用于采集真空冷冻干燥机中待检三七的近红外光谱；所述控制器存储有控制指令，用于控制真空冷冻干燥机工作；所述控制器中还存储有标准三七样品的不同冻干阶段的水分定量分析模型，控制器根据所述不同冻干阶段的水分定量分析模型对所述待检三七近红外光谱进行水分测定，控制器判断待检三七水分含量是否达到当前冻干阶段的标准三七样品的水分含量，若判断结果为是，控制真空冷冻干燥机调节冻干控制数据或停止工作。进一步地，所述水分定量分析模型的建立方法包括：获取标准三七样品在其中一个冻干阶段的近红外光谱；对所述近红外光谱进行预处理，得到处理后的近红外光谱数据；以标准三七样品水分含量作为关键质量控制指标，确定最佳光谱波段；建立标准三七样品的关键质量控制指标和与得到处理后的近红外光谱数据之间的水分定量分析模型。进一步地，对所述近红外光谱进行预处理的方法采用多元散射校正方法。进一步地，所述近红外光谱检测仪采用的扫描波段为5568.3cm-1～4350.5cm-1。进一步地，所所述冻干控制数据包括真空压强、真空温度和冻干时间。第二方面，本专利技术实施例提供一种三七冻干加工控制方法，包括以下步骤：控制器控制真空冷冻干燥机对清洗后的待检三七进行预冻和真空冷冻干燥：控制器接收近红外光谱检测仪采集待检三七的近红外光谱；控制器中存储标准三七样品的不同冻干阶段的水分定量分析模型，控制器根据不同冻干阶段的标准三七样品的水分定量分析模型对相应阶段的待检三七近红外光谱进行水分测定，控制器判断待检三七水分含量是否达到当前冻干阶段的标准三七样品的水分含量，得到判断结果；若判断结果为是，控制器控制真空冷冻干燥机调节冻干控制数据或者停止工作。进一步地，所述水分定量分析模型的建立方法包括：获取标准三七样品在其中一个冻干阶段的近红外光谱；对所述近红外光谱进行预处理，得到处理后的近红外光谱数据；以标准三七样品水分含量作为关键质量控制指标，确定最佳光谱波段；建立标准三七样品的关键质量控制指标和与得到处理后的近红外光谱数据之间的水分定量分析模型。进一步地，对所述近红外光谱进行预处理的方法采用多元散射校正方法。进一步地，所述近红外光谱检测仪采用的扫描波段为5568.3cm-1～4350.5cm-1。进一步地，所述冻干控制数据包括真空压强、真空温度和冻干时间。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的实施例的三七冻干加工系统，采用近红外光谱仪对冻干加工过程中的三七的水分含量进行无损检测，并对水分含量进行分析，利用分析结果自动调节真空冷冻干燥机的冻干控制数据，使得冻干时间比传统方法缩短30％以上。本专利技术不仅对三七水分含量进行无损检测，还能节约能源，降低加工成本。在冻干过程中不添加其他化学物质，确保生产出的产品质量合格，保证冻干三七的品质。采用本专利技术实施例的三七冻干加工系统加工的三七有效成分损失少，其皂苷含量比鲜三七的皂苷含量略低，冻干三七与新鲜三七颜色一致，色差ΔL小于3，包装后3个月后的色差ΔL值小于6。冻干后的三七含水率低于2％，复水率高于90％，质地疏松、复水性好、气味浓、切分和粉碎容易。本专利技术的实施例的三七冻干加工控制方法，采用近红外光谱仪对冻干加工过程中的三七的水分含量进行无损检测，并对水分含量进行分析，利用分析结果自动调节真空冷冻干燥机的冻干控制数据，不仅对三七水分含量进行无损检测，还能节约能源，降低加工成本。在冻干过程中不添加其他化学物质，确保生产出的产品质量合格，保证冻干三七的品质。采用本专利技术实施例的三七冻干加工控制方法加工的三七有效成分损失少，其皂苷含量比鲜三七的皂苷含量略低，冻干三七与新鲜三七颜色一致，色差ΔL小于3，包装后3个月后的色差ΔL值小于6。冻干后的三七含水率低于2％，复水率高于90％，质地疏松、复水性好、气味浓、切分和粉碎容易。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。图1示出了本专利技术所提供的一种三七冻干加工控制系统的第一实施例原理框图。图2示出了本专利技术所提供的一种三七冻干加工控制方法的第一实施例流程图。具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三七冻干加工系统，其特征在于，包括真空冷冻干燥机、近红外光谱检测仪和控制器，所述真空冷冻干燥机用于对清洗后的待检三七进行真空冷冻干燥；所述近红外光谱检测仪用于采集真空冷冻干燥机中待检三七的近红外光谱；所述控制器存储有控制指令，用于控制真空冷冻干燥机工作；所述控制器中还存储有标准三七样品的不同冻干阶段的水分定量分析模型，控制器根据所述不同冻干阶段的水分定量分析模型对所述待检三七近红外光谱进行水分测定，控制器判断待检三七水分含量是否达到当前冻干阶段的标准三七样品的水分含量，若判断结果为是，控制真空冷冻干燥机调节冻干控制数据或停止工作。

【技术特征摘要】
1.一种三七冻干加工系统，其特征在于，包括真空冷冻干燥机、近红外光谱检测仪和控制器，所述真空冷冻干燥机用于对清洗后的待检三七进行真空冷冻干燥；所述近红外光谱检测仪用于采集真空冷冻干燥机中待检三七的近红外光谱；所述控制器存储有控制指令，用于控制真空冷冻干燥机工作；所述控制器中还存储有标准三七样品的不同冻干阶段的水分定量分析模型，控制器根据所述不同冻干阶段的水分定量分析模型对所述待检三七近红外光谱进行水分测定，控制器判断待检三七水分含量是否达到当前冻干阶段的标准三七样品的水分含量，若判断结果为是，控制真空冷冻干燥机调节冻干控制数据或停止工作。2.如权利要求1所述的三七冻干加工系统，其特征在于，所述水分定量分析模型的建立方法包括：获取标准三七样品在其中一个冻干阶段的近红外光谱；对所述近红外光谱进行预处理，得到处理后的近红外光谱数据；以标准三七样品水分含量作为关键质量控制指标，确定最佳光谱波段；建立标准三七样品的关键质量控制指标和与得到处理后的近红外光谱数据之间的水分定量分析模型。3.如权利要求2所述的三七冻干加工系统，其特征在于，对所述近红外光谱进行预处理的方法采用多元散射校正方法。4.如权利要求1-3之一所述的三七冻干加工系统，其特征在于，所述近红外光谱检测仪采用的扫描波段为5568.3cm-1～4350.5cm-1。5.如权利要求4所述的三七冻干加工系统，其特征在于，所述冻干控制数据包括真空压强、真空温度和冻干...

【专利技术属性】
技术研发人员：白宁，张贵峰，孔英俊，
申请(专利权)人：黑龙江神守药业有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23