本文選題：超臨界萃取　切入點(diǎn)：參數(shù)預(yù)測(cè)　出處：《長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：超臨界萃取技術(shù)是化工提取領(lǐng)域的一項(xiàng)新興重要工藝,利用溶劑處于臨界溫度和臨界壓力之上,具有極強(qiáng)溶解能力的原理來(lái)提取分離有效成分。這種方法因其綠色健康、高效無(wú)毒、經(jīng)濟(jì)、可循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)正受到越來(lái)越多人的關(guān)注,超臨界CO_2萃取技術(shù)在食品、化工、醫(yī)藥等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。但是超臨界萃取技術(shù)現(xiàn)在面臨著諸多問(wèn)題,如設(shè)備自動(dòng)化程度不高、萃取不同物料的最佳工藝參數(shù)的不準(zhǔn)確、萃取溫度、壓力或流量控制效果較差等,它們嚴(yán)重影響萃取物的得率和萃取質(zhì)量。因此,增加系統(tǒng)的自動(dòng)化程度和系統(tǒng)的控制精度,對(duì)超臨界萃取技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用和節(jié)能降耗都有重要作用。本文分析了超臨界萃取技術(shù)的原理和特點(diǎn),以實(shí)驗(yàn)室HA221-40-11型超臨界萃取設(shè)備為實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象,通過(guò)對(duì)超臨界萃取工藝流程進(jìn)行分析,確定了萃取溫度、萃取壓力、CO_2流量和萃取時(shí)間四個(gè)影響萃取過(guò)程的主要工藝參數(shù)。依據(jù)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)良好的逼近能力和快速的學(xué)習(xí)能力,以五味子為萃取原料,利用超臨界萃取裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),萃取溫度、萃取壓力、CO_2流量和萃取時(shí)間作為輸入,萃取得率為輸出,由RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練得到最佳萃取得率模型。利用PSO算法快速良好的尋優(yōu)效果和收斂速度,對(duì)RBF萃取得率模型進(jìn)行尋優(yōu),得到PSO-RBF萃取得率預(yù)測(cè)模型,通過(guò)MATLAB驗(yàn)證,模型預(yù)測(cè)效果好。最后用PSO算法對(duì)萃取參數(shù)進(jìn)行尋優(yōu),得到了系統(tǒng)的最佳萃取工藝參數(shù)。針對(duì)溫度控制系統(tǒng)滯后、參數(shù)易變的特性,在分析了常規(guī)PID控制簡(jiǎn)便但對(duì)系統(tǒng)適應(yīng)性相對(duì)較差,以及Smith預(yù)估器有良好的滯后補(bǔ)償性但對(duì)參數(shù)變化敏感等特性的基礎(chǔ)上,加入適應(yīng)性較強(qiáng)的模糊控制,建立了Smith-Fuzzy-PID控制方法控制萃取溫度。通過(guò)仿真驗(yàn)證了控制系統(tǒng)無(wú)超調(diào),穩(wěn)定時(shí)間短并且有較好的魯棒性。提出了萃取系統(tǒng)控制整體方案,設(shè)計(jì)信號(hào)采集流程,選擇S7-300作為系統(tǒng)控制器,加入觸摸屏MP277對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作和監(jiān)控,應(yīng)用STEP7對(duì)硬件進(jìn)行組態(tài)。設(shè)計(jì)系統(tǒng)PLC程序,采用WinCC flexible設(shè)計(jì)監(jiān)控和參數(shù)設(shè)定界面,并通過(guò)OPC技術(shù)完成MATLAB和WinCC之間的數(shù)據(jù)傳送,在MATLAB中實(shí)現(xiàn)萃取溫度的Smith-Fuzzy-PID控制,然后將控制信號(hào)傳回S7-300,控制執(zhí)行器件的動(dòng)作,使系統(tǒng)萃取溫度的控制精度更好。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ028.32;TP273

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1583649