本文關(guān)鍵詞：超臨界萃取過程溫度和壓力精準(zhǔn)控制技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在CO2超臨界萃取過程中,溫度和壓力是最重要的控制參數(shù),溫度和壓力在CO2臨界點附近細(xì)微變化,就會使被萃取物在CO2中的溶解能力發(fā)生顯著改變,影響萃取率,因此CO2超臨界萃取過程對溫度和壓力控制精度要求較高,而在萃取過程中溫度和壓力又受到多種可測和不可測的干擾,溫度和壓力兩者之間又存在一定的耦合問題,所以超臨界萃取過程中溫度及壓力的精確控制存在一定困難,研究CO2超臨界萃取過程溫度和壓力解耦控制,對提高萃取率及萃取質(zhì)量意義很大。本文在深入分析萃取過程機(jī)理的基礎(chǔ)上,建立了部分?jǐn)?shù)學(xué)模型,基于模型,提出采用多變量推理控制方法控制萃取過程中萃取釜內(nèi)的溫度和壓力。仿真結(jié)果表明:該方法可以實現(xiàn)萃取過程中溫度和壓力之間的解耦、給定值擾動下的完全跟蹤和不可測擾動下的完全補(bǔ)償,并且對控制過程不確定性具有一定適應(yīng)能力,為提高CO2超臨界萃取率及萃取質(zhì)量提供理論基礎(chǔ),基于以上本文完成的主要研究內(nèi)容如下:1、針對萃取過程中萃取釜內(nèi)的主要控制參數(shù)溫度和壓力,采用機(jī)理與實驗相結(jié)合的建模方法,利用能量守恒原理建立了萃取釜內(nèi)溫度與加熱時間之間的數(shù)學(xué)模型和萃取釜內(nèi)壓力與電機(jī)轉(zhuǎn)速之間的數(shù)學(xué)模型;針對萃取過程萃取釜內(nèi)的溫度及壓力之間的耦合問題,采用PR狀態(tài)方法建立了溫度與電機(jī)轉(zhuǎn)速之間的數(shù)學(xué)模型及壓力與加熱時間之間的數(shù)學(xué)模型。最后對比了實測值與模型計算值的誤差,分析了所建數(shù)學(xué)模型的精度,為萃取釜內(nèi)溫度和壓力的精準(zhǔn)控制提供了理論基礎(chǔ)。2、在對CO2超臨界萃取中萃取釜的溫度和壓力模型建立的基礎(chǔ)上,針對溫度和壓力具有非線性、強(qiáng)耦合及干擾不可測的特點,提出了采用多變量的推理控制方法,并且理論分析了該方法不但能實現(xiàn)萃取過程中溫度和壓力之間的解耦,還可以實現(xiàn)設(shè)定值擾動下的完全跟蹤和不可測擾動下的完全補(bǔ)償。針對實際控制過程中V規(guī)范型控制器出現(xiàn)超前項的問題,給出了V規(guī)范型控制器的設(shè)計方法。最后為了更好的凸顯出本文所采用控制方法的的優(yōu)勢,在同樣條件下對萃取釜內(nèi)的溫度和壓力建立的相關(guān)模型進(jìn)行了仿真分析,對比了采用PID控制方法及多變量推理控制方法的控制效果,得出了本文所提出的控制方法有效性及可行性。3、對CO2超臨界萃取過程中溫度和壓力控制系統(tǒng)進(jìn)行了硬件和軟件兩部分的設(shè)計,控制系統(tǒng)分兩層結(jié)構(gòu):上層為監(jiān)控層,選擇MCGS組態(tài)軟件對萃取釜內(nèi)系統(tǒng)所控制參數(shù)的變化趨勢實時監(jiān)控并報警,組建了人機(jī)界面;下位機(jī)選擇可編程邏輯控制器PLC為控制核心,萃取釜內(nèi)的溫度以及壓力通過測溫元件與測壓元件測量之后,經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后將測量的實際輸入給控制器,通過多變量推理算法運(yùn)算后輸出控制數(shù)據(jù)給調(diào)壓裝置及調(diào)溫裝置,達(dá)到溫度以及壓力的精準(zhǔn)控制。
【關(guān)鍵詞】：CO2超臨界萃取 溫度 壓力 多變量推理控制
【學(xué)位授予單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ028.32;TP273
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 論文的來源及意義8
• 1.1.1 論文的來源8
• 1.1.2 論文的研究意義8
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢8-10
• 1.3 二氧化碳超臨界萃取的優(yōu)勢10-11
• 1.4 二氧化碳超臨界萃取的重要影響參數(shù)11
• 1.5 主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排11-13
• 1.5.1 論文的主要研究內(nèi)容11-12
• 1.5.2 論文的結(jié)構(gòu)安排12-13
• 第二章 超臨界二氧化碳的萃取工藝13-20
• 2.1 超臨界流體介紹13-14
• 2.2 超臨界流體性質(zhì)14-16
• 2.2.1 超臨界流體的基本性質(zhì)14
• 2.2.2 超臨界流體的溶解性質(zhì)14-16
• 2.3 超臨界流體的萃取原理16-17
• 2.4 超臨界二氧化碳的萃取工藝17-18
• 2.5 超臨界二氧化碳萃取控制裝置18-19
• 2.5.1 加壓裝置18-19
• 2.5.2 調(diào)溫裝置19
• 2.6 本章小結(jié)19-20
• 第三章 二氧化碳超臨界萃取過程的數(shù)學(xué)建模20-30
• 3.1 超臨界萃取過程中數(shù)學(xué)模型的重要作用20
• 3.2 建立數(shù)學(xué)模型的基本方法20-21
• 3.3 超臨界萃取過程萃取釜內(nèi)溫度模型的建立21-23
• 3.4 超臨界萃取過程萃取釜內(nèi)壓力模型的建立23-26
• 3.4.1 異步交流電機(jī)模型24
• 3.4.2 高壓柱塞泵模型24-26
• 3.5 溫度與壓力的耦合模型26-29
• 3.6 本章小結(jié)29-30
• 第四章 二氧化碳超臨界萃取過程中溫度及壓力解耦控制方法30-42
• 4.1 推理控制的來源及原理30
• 4.1.1 推理控制的來源30
• 4.1.2 推理控制原理30
• 4.2 推理控制算法在萃取過程中的應(yīng)用30-32
• 4.2.1 系統(tǒng)組成30-31
• 4.2.2 模型誤差對控制特性影響31-32
• 4.3 超臨界萃取過程的多變量推理控制方法研究32-37
• 4.4 控制系統(tǒng)仿真分析37-41
• 4.5 本章小結(jié)41-42
• 第五章 系統(tǒng)實現(xiàn)42-60
• 5.1 系統(tǒng)硬件42-52
• 5.1.1 傳感器42-44
• 5.1.2 控制單元44-48
• 5.1.3 執(zhí)行單元48-52
• 5.1.4 鍵盤顯示52
• 5.2 系統(tǒng)軟件52-56
• 5.2.1 系統(tǒng)主程序53-54
• 5.2.2 溫度控制子程序54
• 5.2.3 壓力控制子程序54-55
• 5.2.4 系統(tǒng)初始化程序55-56
• 5.2.5 中斷子程序56
• 5.3 上位機(jī)監(jiān)控界面56-59
• 5.3.1 MCGS組態(tài)軟件介紹56-57
• 5.3.2 MCGS在萃取控制系統(tǒng)的應(yīng)用57-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 第六章 全文總結(jié)與前景展望60-62
• 6.1 全文總結(jié)60-61
• 6.2 前景展望61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 附錄67-68
• 作者簡介68
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果68

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3 黃漢生;超臨界萃取過程[J];現(xiàn)代化工;1983年03期

4 章壽華;;超臨界萃取[J];化學(xué)世界;1990年06期

5 趙宗彬，，陳受斯，張振桴;煤的超臨界萃取研究[J];煤炭轉(zhuǎn)化;1996年01期

6 孫軒;草木變黃金——市場看好的超臨界萃取新技術(shù)[J];中國科技信息;1996年07期

7 陳曉惠;超臨界萃取生姜和當(dāng)歸凈油技術(shù)通過評估[J];低溫與特氣;1999年01期

8 詹玉石,段惠茹,李黨紅,劉艷菊,姜洋,郭琦,李連穎;超臨界流體萃取技術(shù)在中藥材提取中的應(yīng)用[J];北京中醫(yī);2004年03期

9 胡浩權(quán),錢暉,郭樹才;溶脹預(yù)處理改善煤超臨界萃取研究[J];燃料化學(xué)學(xué)報;1997年03期

10 李淑芬,陳寶良;一種新的綠色化學(xué)技術(shù):超臨界萃取作為樣品制備技術(shù)在痕量藥檢分析中的應(yīng)用[J];化工進(jìn)展;1999年03期

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1 李春陽;韓金貴;;我國超臨界萃取技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展[A];中國機(jī)械工程學(xué)會包裝與食品工程分會第三屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];1993年

2 應(yīng)安國;許松林;;超臨界萃取在中草藥有效成分提取及質(zhì)量檢測上的應(yīng)用[A];第二屆全國傳遞過程學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2003年

3 郭志勇;劉小琴;王維;白新鵬;;超臨界萃取諾麗籽油工藝研究[A];2010年中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程分會學(xué)術(shù)年會暨華南地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)學(xué)研研討會論文摘要集[C];2010年

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5 魏月琴;;二氧化碳超臨界萃取香料在香精調(diào)配中的應(yīng)用及前景[A];2006年中國香料香精學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2006年

6 徐凌川;;CO_2超臨界萃取石榴子油的成分分析[A];第一屆全國中藥商品學(xué)術(shù)大會論文集[C];2008年

7 龐斐;呂惠生;張敏華;;超臨界萃取中SC-CO_2／乙醇／水三元體系相行為的研究[A];第三屆全國化學(xué)工程與生物化工年會論文摘要集（下）[C];2006年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 韓;廣夏造假未影響天科股份[N];中國證券報;2001年

2 記者 王雨　通訊員 靳忠亞;蒜素超臨界萃取項目落戶臨洮[N];甘肅日報;2011年

3 鐘欣;中藥萃取技術(shù)獲重大突破[N];中國環(huán)境報;2007年

4 許建華;超臨界CO_(2)萃取技術(shù)應(yīng)用于花椒油樹脂分離工藝[N];中國食品報;2012年

5 ;中藥萃取新技術(shù)：巧用二氧化碳好“熬藥”？[N];新華每日電訊;2007年

6 余長洪;中藥萃取技術(shù)獲重大突破[N];光明日報;2005年

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1 魏紅波;超臨界萃取過程設(shè)定值參數(shù)優(yōu)化方法研究[D];長春工業(yè)大學(xué);2016年

2 徐生欣;超臨界萃取過程溫度和壓力精準(zhǔn)控制技術(shù)研究[D];長春工業(yè)大學(xué);2016年

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4 賈宇生;CO_2超臨界萃取過程壓力控制技術(shù)研究[D];長春工業(yè)大學(xué);2015年

5 王鳳良;基于有限元分析技術(shù)的超臨界萃取釜設(shè)計方法研究[D];青島大學(xué);2009年

6 葉余原;天然香精的超臨界萃取工藝與分析研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2006年

7 常慶;超臨界萃取在天然產(chǎn)物中的應(yīng)用研究[D];西北大學(xué);2007年

8 于京;油菜籽、山竹果皮等物質(zhì)中化學(xué)成分提取分離及質(zhì)譜分析研究[D];長春師范學(xué)院;2012年

9 劉少芳;超臨界萃取白術(shù)揮發(fā)性成分的實驗與模擬研究[D];天津商業(yè)大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：超臨界萃取過程溫度和壓力精準(zhǔn)控制技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：413701