中药多糖提取温度自动控制系统、方法及中药多糖提取系统技术方案

本发明专利技术涉及中药多糖提取技术领域，尤其涉及一种中药多糖提取温度自动控制系统、方法及中药多糖提取系统；所述中药多糖提取温度自动控制系统采用导热油进行温度调节，具有热量散失少、能耗低、温度稳定、可控、所需设备少、安全性高的特点；具有模糊PID处理功能的中央处理器控制根据实时的加热后的导热油温度、冷却后的导热油温度和待待提取液温度生成冷油流速调节指令和热油流速调节指令对冷油供液泵的泵速和热油供液泵的泵速进行调节，进而实现对重要多糖提取器内温度的自动调节，减少人工参与，提高多糖提取系统的自动化程度；减少出错率，提高多糖的提取质量和提取效率。

Automatic Control System and Method of Extraction Temperature of Polysaccharide from Traditional Chinese Medicine and Extraction System of Polysaccharide from Traditional Chinese Medicine

【技术实现步骤摘要】
中药多糖提取温度自动控制系统、方法及中药多糖提取系统
本专利技术涉及中药多糖提取
，尤其涉及一种中药多糖提取温度自动控制系统、方法及中药多糖提取系统。
技术介绍
中国是中药的发源地，多糖广泛地存在于药材中。中药多糖具有多方面的生物活性。大量的药理试验证明：多糖不仅能激活T细胞、B细胞、NK细胞等免疫细胞，还能促进细胞因子生成，作用于补体。对人体发挥多方面的调节作用。现阶段中药多糖提取工段的主要设备包括多功能提取罐、泡沫分离器、冷却器、汽液分离器、油水分离器等。提取工序通常采用的溶剂是水或乙醇，溶剂不同对于提取控制的要求略有不同。由于中药生产的特殊性，原材料的利用率及产品的质量都与实际生产中的各个过程温度有着极大联系。因此，根据不同需要控制制药设备的实时温度就成了中药萃取系统中的中的重中之重。在现阶段的各大中药生产厂家在制药的过程当中，急于增加产量、促进效益、扩大规模，往往忽视了产品的质量以及控制流程的规范性、安全性。在温度控制方面采用较落后的办法，导致药物中的有效成分很难充分的融入到药液当中，致使产品功效降低，而且在操作上，工作量大，效率并不明显。有效的控制提取罐的温度，提高生产效率、保障产品的质量是目前的中药产业的一个严峻的挑战。目前国内绝大部分大型中药制药厂家通常的提取工段的主要工艺设备是多功能罐和冷却器，在提取温度控制方面多数大型中药厂家通过控制位于提取罐内及管壁夹套上的蒸汽进汽气动阀，通过调节蒸汽进量控制夹套蒸汽压力来加热罐内待提取溶液，按实际药液具体参数设定加热截止温度使罐内药液达到微沸后，再将提取罐内的蒸汽进汽气动阀闭。系统通过控制蒸汽气动调节阀，来调节提取罐罐壁夹套上的蒸汽进汽阀与蒸汽冷凝水排放阀，保持药液的微沸状态，按照提取工艺的需求，设定煎煮时间，进行药液的煎煮过程，保持提取罐内的压力，以维持恒定的温度。采用传统的蒸汽加热，由于系统的高压等因素，这种加热方法不仅耗能大，还极其危险。不仅如此，传统的提取工艺对提取药液进行的多次煎煮，使中药中的有效成分破坏极其严重、提取率相对较低、且能耗较高。国内大型中药生产厂家大多采用动态提取中药，这个过程中温度的控制通常采用常规的PID(中文比例-积分-微分英文ProportionIntegrationDifferentiation)处理与施工人员现场实际经验相结合的方法。但中药的提取过程，具有非线性、大滞后及时变性等特点，使建立精确的提取工艺的模型变得非常困难，所以如果使用传统的控制方法，则很难精确的控制提取温度，导致产品质量不稳定、提取效率低、原料消耗和能耗偏大等不良的结果。通过调研一些大型中药厂，发现在加热到设定值时，由于系统散热和进热量不平衡导致的温度偏差，会严重影响产品的质量，而且错误的操作同样会带来不必要的原料及能量损失。现有技术存在问题如下：1、采用蒸汽加热，虽然能满足中药提取的需要，但还是存在许多不足：能源浪费太大，蒸汽在输送过程中热量损失大，用热过程中排出水汽有带走热量，同时，锅炉排污又要损失热量；蒸汽加热所需的压力大，对系统的受压等级要求高，这不但造价高，而且不安全因素也很大。2、采用常规PID处理加人工经验相结合的方式调节控制温度。不适用于复杂繁琐的系统，而且存在人工参与度大，自动化度低，出错率高、效率低，产品质量差等问题。因此，针对上述问题，本专利技术提供一种新的中药多糖提取温度自动控制系统、方法及中药多糖提取系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种中药多糖提取温度自动控制系统、方法及中药多糖提取系统，以解决现有中药提取过程中温度不精确影响提取效果的问题。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种中药多糖提取温度自动控制系统，包括：伸入供热液管内的热管温度传感器，用于实时获取并发送加热后的导热油温度信号；伸入供冷液管内的冷管温度传感器，用于实时获取并发送冷却后的导热油温度信号；伸入中药多糖提取器内的反应温度传感器，用于实时获取并发送待提取液温度信号；中央处理器，用于对接收的加热后的导热油温度信号、冷却后的导热油温度信号和待提取液温度信号进行模糊PID处理，并根据处理结果生成热油流速调节指令和冷油流速调节指令；热油供液泵，用于接收热油流速调节指令，并根据该热油流速调节指令调整向所述中药多糖提取器泵送加热后的导热油的流速；冷油供液泵，用于接收冷油流速调节指令，并根据该冷油流速调节指令调整向所述中药多糖提取器泵送冷却后的导热油的流速。优选地，所述中央处理器包括温差计算模块、模糊PID处理模块、模糊清晰化模块和PWM输出模块；所述温差计算模块将接收到的待提取液温度信号与预设目标温度进行对比得到温度差值和偏差变化率，并将该温度差值和偏差变化率发送至所述模糊PID处理模块；所述模糊PID处理模块根据接收到的温度差值、偏差变化率、进行模糊PID处理得到比例系数、积分系数和微分系数，并将该比例系数、积分系数和微分系数发送至所述模糊清晰化模块；所述模糊清洗化模块根据接收到的加热后的导热油温度信号和冷却后的导热油温度信号对比例系数、积分系数和微分系数进行清晰化处理，得到清晰化的比例系数、清晰化的积分系数和清晰化的微分系数，并将该清晰化的比例系数、清晰化的积分系数和清晰化的微分系数发送至所述PWM输出模块；所述PWM输出模块根据清晰化的比例系数、清晰化的积分系数和清晰化的微分系数计算出比例输出、积分输出、微分输出，再根据比例输出、积分输出、微分输出得出输出参数，并将该输出参数与预设的温度控制参数进行对比，根据对比结果生成热油流速控制指令发送至所述热油供液泵，同时生成冷油流速控制指令发送至所述冷油供液泵。优选地，所述反应温度传感器和所述模糊PID处理模块分别与所述温差计算模块电连接，所述热管温度传感器、所述冷管温度传感器、所述模糊PID处理模块和所述PWM输出模块分别与所述模糊清晰化模块电连接；所述热油供液泵和所述冷油供液泵分别与所述PWM输出模块电连接。本专利技术还提供的一种应用上所述中药多糖提取温度自动控制系统实现的温度自动控制方法，包括以下步骤：用伸入供热液管内的热管温度传感器实时获取并发送加热后的导热油温度信号；用伸入供冷液管内的冷管温度传感器实时获取并发送冷却后的导热油温度信号；用伸入中药多糖提取器内的反应温度传感器实时获取并发送待提取液温度信号；用中央处理器对接收的加热后的导热油温度信号、冷却后的导热油温度信号和待提取液温度信号进行模糊PID处理，并根据处理结果生成热油流速调节指令和冷油流速调节指令；用热油供液泵接收热油流速调节指令，并根据该热油流速调节指令调整向所述中药多糖提取器泵送加热后的导热油的流速；用冷油供液泵接收冷油流速调节指令，并根据该冷油流速调节指令调整向所述中药多糖提取器泵送冷却后的导热油的流速。优选地，所述用中央处理器对接收的加热后的导热油温度信号、冷却后的导热油温度信号和待提取液温度信号进行模糊PID处理，并根据处理结果生成热油流速调节指令和冷油流速调节指令的具体步骤为：用温差计算模块将接收到的待提取液温度信号与预设目标温度进行对比得到温度差值和偏差变化率，并将该温度差值和偏差变化率发送至模糊PID处理模块；用所述模糊PID处理模块根据接收到的温度差值、偏差变化率、进行模糊PID处理得到比例系数、积分系数和微分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中药多糖提取温度自动控制系统，其特征在于，包括：伸入供热液管内的热管温度传感器，用于实时获取并发送加热后的导热油温度信号；伸入供冷液管内的冷管温度传感器，用于实时获取并发送冷却后的导热油温度信号；伸入中药多糖提取器内的反应温度传感器，用于实时获取并发送待提取液温度信号；中央处理器，用于对接收的加热后的导热油温度信号、冷却后的导热油温度信号和待提取液温度信号进行模糊PID处理，并根据处理结果生成热油流速调节指令和冷油流速调节指令；热油供液泵，用于接收热油流速调节指令，并根据该热油流速调节指令调整向所述中药多糖提取器泵送加热后的导热油的流速；冷油供液泵，用于接收冷油流速调节指令，并根据该冷油流速调节指令调整向所述中药多糖提取器泵送冷却后的导热油的流速。

【技术特征摘要】
1.一种中药多糖提取温度自动控制系统，其特征在于，包括：伸入供热液管内的热管温度传感器，用于实时获取并发送加热后的导热油温度信号；伸入供冷液管内的冷管温度传感器，用于实时获取并发送冷却后的导热油温度信号；伸入中药多糖提取器内的反应温度传感器，用于实时获取并发送待提取液温度信号；中央处理器，用于对接收的加热后的导热油温度信号、冷却后的导热油温度信号和待提取液温度信号进行模糊PID处理，并根据处理结果生成热油流速调节指令和冷油流速调节指令；热油供液泵，用于接收热油流速调节指令，并根据该热油流速调节指令调整向所述中药多糖提取器泵送加热后的导热油的流速；冷油供液泵，用于接收冷油流速调节指令，并根据该冷油流速调节指令调整向所述中药多糖提取器泵送冷却后的导热油的流速。2.根据权利要求1所述中药多糖提取温度自动控制系统，其特征在于，所述中央处理器包括温差计算模块、模糊PID处理模块、模糊清晰化模块和PWM输出模块；所述温差计算模块将接收到的待提取液温度信号与预设目标温度进行对比得到温度差值和偏差变化率，并将该温度差值和偏差变化率发送至所述模糊PID处理模块；所述模糊PID处理模块根据接收到的温度差值、偏差变化率、进行模糊PID处理得到比例系数、积分系数和微分系数，并将该比例系数、积分系数和微分系数发送至所述模糊清晰化模块；所述模糊清洗化模块根据接收到的加热后的导热油温度信号和冷却后的导热油温度信号对比例系数、积分系数和微分系数进行清晰化处理，得到清晰化的比例系数、清晰化的积分系数和清晰化的微分系数，并将该清晰化的比例系数、清晰化的积分系数和清晰化的微分系数发送至所述PWM输出模块；所述PWM输出模块根据清晰化的比例系数、清晰化的积分系数和清晰化的微分系数计算出比例输出、积分输出、微分输出，再根据比例输出、积分输出、微分输出得出输出参数，并将该输出参数与预设的温度控制参数进行对比，根据对比结果生成热油流速控制指令发送至所述热油供液泵，同时生成冷油流速控制指令发送至所述冷油供液泵。3.根据权利要求2所述中药多糖提取温度自动控制系统，其特征在于，所述反应温度传感器和所述模糊PID处理模块分别与所述温差计算模块电连接，所述热管温度传感器、所述冷管温度传感器、所述模糊PID处理模块和所述PWM输出模块分别与所述模糊清晰化模块电连接；所述热油供液泵和所述冷油供液泵分别与所述PWM输出模块电连接。4.一种应用权利要求1所述中药多糖提取温度自动控制系统实现的温度自动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：用伸入供热液管内的热管温度传感器实时获取并发送加热后的导热油温度信号；用伸入供冷液管内的冷管温度传感器实时获取并发送冷却后的导热油温度信号；用伸入中药多糖提取器内的反应温度传感器实时获取并发送待提取液温度信号；用中央处理器对接收的加热后的导热油温度信号、冷却后的导热油温度信号和待提取液温度信号进行模糊PID处理，并根据处理结果生成热油流速调节指令和冷油流速调节指令；用热油供液泵接收热油流速调节指令，并根据该热油流速调节指令调整向所述中药多糖提取器泵送加热后的导热油的流速；用冷油供液泵接收冷油流速调节指令，并根据该冷油流速调节指令调整...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪克树，段洪君，陈泽，李啸天，吴梦迪，陈扬，高红岩，刘闯，宋颖晨，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：发明
国别省市：河北,13