中药自动化生产线产业化建设项目申报建议书.doc

目 录 一、项目概况……………………………………………………2 二、企业基本情况………………………………………………12 三、产品需求分析和改造的必要性……………………………13 四、项目建设的主要内容和目标………………………………15 五、项目总投资及资金来源和资金构成………………………16 六、人员培训及技术来源………………………………………17 七、项目实施进度计划…………………………………………17 八、项目经济效益和社会效益分析…………………………….18 一、项目概况 目前，我国中药生产从中药前处理到制剂的全过程，已引进许多先进的单元技术，如超微粉碎、动态逆流萃取、CO2超临界萃取、工业膜分离、大孔树脂吸附分离、真空浓缩、薄膜浓缩等。但是，要能适应中药生产过程中工艺多样性的要求，仍需将这些单元技术集成起来使用才能真正显示技术优势。另一方面，由于中药生产的工艺流程较长而且差异大，各工序之间的衔接处理较为困难，单元装备之间又往往无法实现对接，加之缺少在线检测技术，致使有些中间产品不得不停下来等待检测合格后方能流入下一工序，造成中成药生产不易形成连续化。中药自动化生产线的建设，已经成为现代中药生产亟需解决的重要问题 本课题主要研究中药关键生产工艺（提取、浓缩）装置的先进自动控制，对典型中药制剂（胶囊、合剂）生产线的工艺与装备进行自动化改造、开展中药制药企业药渣环保自动化处理及综合利用研究，最终建成（胶囊、合剂）制剂的全自动化现代中药示范生产线，主要体现在以下几方面： (1）中药关键生产工艺（提取、浓缩）装置的先进自动控制 中药提取和浓缩过程是整个中药生产过程的核心，该装置的安全、平稳、高效运行直接关系到产品的质量和产量，从而影响企业的经济效益。由于化学反应过程存在的非线性、时变性以及众多干扰造成了系统控制精度低，平稳性、重复性差等控制难点，迫切需要采取流程工业信息化技术加以改造与克服。 中药提取过程温度控制要求如图2所示，第一步是升温阶段，然后进入保温阶段，由于受各种扰动的影响，用常规的PID控制很难达到提取罐内温度快速跟踪温度控制曲线，浓缩工艺对时间、温度以及终点判断的控制也存在相同的问题，导致不同批次之间的温度曲线的重现性较差，从而影响了中药提取过程的收率，使同批原料之间的提取过程的重现性差。中药提取过程先进控制系统实施成功与否，在很大程度上取决于此系统所采用的技术路线和实施方案，因此在本项目所采用的技术路线和实施方案满足实用性、先进性、可靠性的原则。 中药提取过程先进控制系统将采用预测函数控制技术作为开发工具 基于对生产过程测试得到的过程动态数学模型，预测函数控制采用在线滚动优化，且在优化过程中不断通过系统实际输出与模型预测输出之差来进行反馈校正，它能在一定的程度上克服由于预测模型误差和不确定性干扰等的影响，从而增强控制系统的鲁棒性。预测函数控制的基本原理如图3所示： 预测函数控制具有下列三个基本特征： ① 建立预测模型方便：用于描述过程动态行为的预测模型可以通过简单的实验得到，无需系统辨识这类建模过程的复杂运算。此外，由于采用了非最小化形式描述的离散卷积和模型，信息冗余量大，有利于提高系统的鲁棒性； ② 采用滚动优化策略：预测函数控制与通常的离散最优控制算法不同，不是采用一个不变的全局优化目标，而是采用滚动式的有限时域优化策略。这意味着优化过程不是一次离线进行，而是在线反复进行优化计算、滚动实施，从而使模型失配、时变、干扰等引起的不确定性能及时得到弥补，提高系统的控制效果； ③ 采用误差反馈校正：由于实际系统中存在非线性、不确定性等因素的影响，在预测控制算法中，基于不变模型的预测输出不可能与系统的实际输出完全一致，而在滚动优化过程中，又要求模型输出与实际系统输出保持一致，为此预测函数控制采用过程实际输出与模型输出之间的误差进行反馈校正来弥补这一缺陷，这样的滚动优化可有效地克服系统中的不确定性，提高系统的控制精度和鲁棒性。 中药关键工艺先进控制系统框图如图4所示： 为了使中药提取、浓缩过程温度快速控制工艺设定曲线，提出了中药提取、浓缩过程的温度先进控制方案，即应用预测函数控制为监督层，常规PID控制为控制层的透明控制结构的先进控制系统。由于控制层采用频率较高的常规PID控制，可以抑制系统的二次干扰，而预测函数控制具有较强的鲁棒性、抗干扰能力和快速跟踪能力等，可以保证中药提取过程温度跟踪控制的快速性和平稳性，从而提高并保证中药提取过程的重现性。 (2）胶囊生产线的工艺改造与装备自动化 胶囊生产线是中药生产过程的典型生产线，通过对胶囊生产线的工艺与装备的改造，实现胶囊生产线的装备自动化，在中药生产企业中具有广泛的推广意义。本项目针对仙灵骨葆胶囊生产线，研制与改造中药生产过程的关键设备集成，实现药材前处理和制剂的自动