首页 > 技术文章 > 近红外控制系统在中药领域的应用

近红外控制系统在中药领域的应用

2014-11-20 [5424]

提取的主要过程是将中药材浸入溶剂中进行加热提取,提取过程是中药工业化生产

的首要环节,直接关系到药材的利用率、后续工序的加工难易程度、药品药效成分的含

量以及工厂的经济效益。中药提取液成分复杂,各组分间还可能存在相互作用。传统的

检测方法是现场取样到实验室化验的离线分析方法,分析时间长,存在严重的数据滞后

的缺陷,无法及时反馈信息。此环节需要实时检测提取过程的各种参数以及各种有效成

分含量的提取曲线,摸清提取过程有效成分溶出规律,有助于确定zui佳提取工艺,提高

药材利用率,保障顺畅生产过程。

技术方案:本方案拟采用多通道近红外光谱

仪通过远程光纤配合在线流通池进行提取过程

有效成分的在线检测。多通道近红外光谱仪可

以实现多个通路的检测,每个通路又可以检测

不同的指标,而且通过光路切换技术,可以避

免物流切换而可能产生的交叉污染问题。远程

流通池安装于提取罐的循环管路上(如右图所

示),通过远程光纤连接近红外主机,实现在线

采样,实时检测和显示整个提取过程中各个有

效成分变化的趋势和规律,并将检测数据实时

反馈至DCS自动控制系统,提取过程中各有效成分的含量变化趋势可反馈至控制系统参

与过程控制,也可作为优化提取工艺的依据,同时也为产品质量的回溯提供了必要的数

据基础。

流通池的具体安装方式有两种:

1.采用十字型流体测样器的旁路检测方式(如图3

从主管道引出一旁路,在旁路上接上十字型流体测样器,沿流体流动方向在测样器的下

游安装一个放液短管,管上安装阀门通过开关阀门使流体从管中流出,用于取样。十字

型流体测样器中,一组对称的两端通过SMA接口连接到旁路的管道上,形成流体通路;

另一组对称的两端分别连接光纤,两根光纤一端与流体测样器的蓝宝石视窗连接,另一

端连接到多通路近红外光谱仪的进光或出光的接口上,形成一个光的通路。两个蓝宝石

视窗之间是流体,由光谱仪发出的光线穿透流体后带有流体的各种信息,光信号通过传

导光纤返回光谱仪由检测器接收信号对流体进行透射检测。在光谱仪中对信号进行A/D

转换后,通过 RJ45 网线与电脑相连接,将数字信号传导入计算机。计算机通过调用模

型直接给出检测结果,显示在电脑屏幕上,也可直接用打印机打印出结果,或者将检测

数据传输到DCS控制系统,实现在线实时控制。

2.采用法兰式流体测样器的主管道检测方式(如图 4

该方案直接将一个与主管道尺寸相匹配的法兰式流体测样器镶嵌在主管道上,并在

主管道上引出一个放液口进行取样。该方案的优点是检测的数据就是主管道上检测点的

数据,不存在任何滞后的问题,另外比较旁路检测来说,设计方便简洁,不需要做大的

改动。

4. 主管道检测方案设计图

法兰式流体测样器中,法兰的两端连接到主管道上,形成流体通路;SMA接口的两

端分别连接光纤,两根光纤一端与流体测样器的蓝宝石视窗连接,另一端连接到多通路

近红外光谱仪的进光或出光的接口上,形成一个光的通路。两个蓝宝石视窗之间是流体,

7

宁波华子制药设备制造有限公司提供的近红外控制系统方案


 

技术文件

由光谱仪发出的光线穿透流体后带有流体的各种信息,光信号通过传导光纤返回光谱仪

由检测器接收信号对流体进行透射检测。在光谱仪中对信号进行A/D转换后,通过电缆

线与电脑相连接,将数字信号传导入计算机。计算机通过调用模型直接给出检测结果,

显示在电脑屏幕上,也可直接用打印机打印出结果,或者将检测数据通过电流环传输到

DCS控制系统,实现在线实时控制。

2)浓缩过程的在线检测技术

中药浓缩过程提高药液中药效成分的含量、减少药液体积,浓缩过程中,药效成分

和溶剂的含量对工艺过程的质量影响很大。目前中药浓缩技术及装备还是凭操作者经验

进行工艺操作。浓缩过程中的各项参数通过离线分析方法进行检测,同样存在数据结果

滞后的缺陷。此环节采用近红外技术需要实时检测浓缩过程水分含量(密度变化)、有

效成分含量的变化曲线,通过各种参数的优化,确定zui佳浓缩工艺。

技术方案:多通路近红外在线检测分析装置通

过远程光纤配合在线流通池实现浓缩过程水分和

成分含量的实时在线检测。安装位置如左图所示。

通过多通路转换,可以实现多个通路的同时检测;

通过远程光纤连接近红外主机,可实现在线采样,

实时检测整个浓缩过程中各个有效成分及溶剂变

化的趋势,并可将检测数据实时反馈至DCS自动控

制系统。

浓缩过程中各有效成分的含量变化趋势可反

馈至控制系统参与过程控制,也可作为优化浓缩工

艺的依据,同时也为产品质量的回溯提供了必要的

数据基础。

流通池的安装方式同提取环节一样,可以采用旁路或主管道方法(参考提取过程流

通池安装方式)

8

宁波华子制药设备制造有限公司

 

 

                       工程技术部

宁波华子制药设备制造有限公司提供的近红外控制系统方案

 

浙公网安备 33022502000085号