制藥工程 與化工儀表及其自動化

1、制藥工程與化工儀表及自動化自動化技術(shù)的發(fā)展推動了工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，在制藥行業(yè)中起 著十分重要的作用，由于采用了自動化儀表和集中控制裝置，促進(jìn)了 連續(xù)生產(chǎn)過程自動化的發(fā)展，大大地提高了勞動生產(chǎn)率，乎的了巨大 的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。所謂化工自動化就是在化工設(shè)備在配備一些 自動化裝置，代替操作人員的部分直接勞動，試生產(chǎn)在不同程度上自 動地進(jìn)行。自動控制技術(shù)范圍很廣，包括自動控制理論、控制系統(tǒng)設(shè)計、系 統(tǒng)仿真、現(xiàn)場調(diào)試、可靠運(yùn)等。由于控制對象種類繁多所以控制技術(shù) 的類容十分豐富，包括精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診 斷、校正、補(bǔ)償、示教再現(xiàn)、檢索等控制技術(shù)。制藥工業(yè)涉及化學(xué)合成制藥過程、生物

2、代謝制藥過程、天然藥物 分離純化過程以及各種藥物制劑配置加工等過程，具有工藝復(fù)雜、設(shè) 備種類繁多、高溫高壓、腐蝕、易燃、易爆有毒有害等特性，為了保 證生產(chǎn)人員、生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)環(huán)境以及生產(chǎn)原料和產(chǎn)品的安全，更為 了用藥人的權(quán)益和安全，必須有可靠有效的檢測與控制手段來確保所 需的全部安全。任何一個制藥過程都離不開自動檢測與自動控制技 術(shù)。目前，我國制藥工業(yè)采用控制儀表、DCS、PLC現(xiàn)場總線等不 同檔次的自控技術(shù)，對生產(chǎn)過程進(jìn)行檢測與控制。自動控制系統(tǒng)一般 是由檢測和分儀表、調(diào)節(jié)器、變送器以及執(zhí)行器等構(gòu)成。生產(chǎn)過程 中自動控制儀表有氣動儀表和電動儀表等，電動儀表由于其信號便于 遠(yuǎn)距離傳送，便于同計

3、算機(jī)配合以及它本身可靠性的提高，發(fā)展得比 氣動儀表快。然而，氣動儀表具有許多特有的優(yōu)點(diǎn)，如防爆炸性能好， 結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高一級便與維修等。利用自動化制藥加快了生產(chǎn)速 度，降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。制藥的生產(chǎn)過程大 多都是在高溫、高壓或低溫、低壓下進(jìn)行，還有的是易燃、易爆或有 毒、有腐蝕性、有刺激性氣味，利用自動化生產(chǎn)工人只需對自動化裝 置進(jìn)行監(jiān)視，而不需要直接從事大量危險的操作。利用自動化生產(chǎn)能 保證生產(chǎn)安全，防止發(fā)生或擴(kuò)大，達(dá)到延長設(shè)備使用壽命，提高利用 設(shè)備的目的。藥制劑生產(chǎn)中的應(yīng)用：自動控制系統(tǒng)及自動控制技術(shù)在藥物制劑生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛，例如：物料的加熱、滅菌溫度的自

4、動 測量、記錄和控制；潔凈車間中空調(diào)系統(tǒng)的溫度、濕度及新風(fēng)比的自 動調(diào)節(jié)；多小注射用水機(jī)中對所產(chǎn)注射用水的溫度、電導(dǎo)率的檢測的 控制。注射劑生產(chǎn)中所使用的脈動真空蒸汽滅菌柜對滅菌溫度、滅菌 時間的自動控制和程序控制等等。在制劑生產(chǎn)過程中，需要對某一方面進(jìn)行自動保護(hù)，否則將可能 影響產(chǎn)品質(zhì)量或生產(chǎn)其他不利影響，粉針劑生產(chǎn)中的螺桿式分裝機(jī)的 自動保護(hù)有防金屬微粒的保護(hù)和無瓶保護(hù)。在制劑生產(chǎn)過程中的自動 檢測，在生產(chǎn)過程中需要連續(xù)對產(chǎn)品進(jìn)行檢測，以控制和保證產(chǎn)品質(zhì) 量或檢測生產(chǎn)狀況。在粉針劑生產(chǎn)流水線中，為便于對分裝、扎蓋、 燈檢等工序進(jìn)行考核和計算效率，可在各工序后的輸送帶上設(shè)光電計 數(shù)器，通過計

5、數(shù)器全面掌控各工序生產(chǎn)狀況。片劑生產(chǎn)中，片重差異 是片劑片劑的重要指標(biāo)之一，影響片中差異大小的因素很多，不可能 對每片進(jìn)行稱重，難于保證不合格的片子不進(jìn)入合格產(chǎn)品中。就是用 了自動剔除片重不合格片子的壓片機(jī)。在粉針劑生產(chǎn)中，洗凈的西林 瓶需要在隧道烘箱內(nèi)干燥和滅菌，滅菌的溫度需達(dá)到350C并保持 5min。因此需要保持在溫度規(guī)定范圍內(nèi)就采用了簡單的閉環(huán)自動控制 系統(tǒng)。液體制劑生產(chǎn)中的自動混夜機(jī)，采用自動控制系統(tǒng)，該設(shè)備為一 配料罐，灌頂設(shè)二個電磁閥，控制進(jìn)液口，底部帶有一個電磁閥的出 液口，灌壁上下各裝一個液位傳感器，為了加熱并檢測罐內(nèi)液體溫度， 各裝一個電加熱器及溫度傳感器，為了使液體混合均

6、勻，在灌頂設(shè)置 攪拌機(jī)，當(dāng)打開電源，按動啟動按鈕，進(jìn)液電磁閥便打開，液體進(jìn)入 罐內(nèi)，當(dāng)液體到達(dá)上液位后，電磁閥關(guān)閉，啟動攪拌機(jī)，并開啟電加 熱器，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定溫度后，即自動停止加熱，停止攪拌，打開出 料電磁閥，是混合的液體流出。當(dāng)液面低于下液體傳感器后，出料閥 門關(guān)閉，這樣重復(fù)上述過程進(jìn)行生產(chǎn)控制。中藥提取中的應(yīng)用：中藥提取過程的自動控制系統(tǒng)包括硬件和軟件兩大部分。硬件包括控制計算機(jī)、各種自動閥和切換器、自動 傳感裝置、自動檢測裝置、自動輸送裝置等。軟件則包括計算機(jī)信息 集成軟件平臺、集散控制系統(tǒng)及可編程控制器等。自動控制系統(tǒng)對提 取過程的溫度、流量、鴨梨液位、重量、濃度（含量）、ph值等工

7、 藝參數(shù)和質(zhì)量參數(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、分析、顯示、報警和控制等，已 實(shí)現(xiàn)各種工藝操作的自動控制。利用自動化技術(shù)實(shí)現(xiàn)提取過程中對質(zhì) 量的實(shí)時監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定、可控、節(jié)能的中藥提取。中成藥生 產(chǎn)水提取工序的加水方式一般分為經(jīng)驗估計加水和水表計量加水精 度受水壓的影響較大。而且操作計量都很麻煩。為此使用了一種任意 定量控制加水系統(tǒng)。該裝置也采用了簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)?？偨Y(jié)： 在制藥生產(chǎn)過程中為了防止電熱蒸餾水器在停水時被燒 壞和節(jié)約水、電等安裝了自動報警裝置，像這樣的裝置有溫度、液位、 壓力、流量等。它們一般都是簡單的閉環(huán)負(fù)反饋控制系統(tǒng)，都由簡單 的檢測及變送器、控制器、執(zhí)行器構(gòu)成。首先由檢測器檢測出

8、被控參 數(shù)，將被控參數(shù)送往控制器，控制器將其與給定值進(jìn)行比較得到偏差 信號，再將偏差信號送到執(zhí)行器，由執(zhí)行器對被控參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。檢測與傳感技術(shù)的研究對象是傳感器及其信號檢測裝置，傳感器 將位移速度、加速度、力、角度、角速度、角加速度、距離等機(jī)械運(yùn) 動量轉(zhuǎn)換成電量、電容量、電阻、磁場強(qiáng)度、磁場頻率的變化、最終 通過變送器轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號。常用的檢測儀表有壓力檢測儀 表、流量檢測儀表、物位檢測儀表及溫度檢測儀表。常用的顯示儀表 由模擬式顯示儀表、數(shù)字式顯示儀表和新型顯示儀表。常用的執(zhí)行器 主要有氣動執(zhí)行器和電動執(zhí)行器。在制藥工程中主要用于流體輸送設(shè) 備的控制（離心泵、往復(fù)泵、壓氣機(jī)）、傳熱設(shè)備的自動控制（換熱 器、加熱器、冷凝器）、精餾塔的自動控制（進(jìn)料流量、進(jìn)料溫度、 進(jìn)料熱焓、再沸器、冷卻器等）、化學(xué)反應(yīng)器的自動控制（釜式反應(yīng)器、固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器）、生產(chǎn)過程的控制。參考文獻(xiàn)朱盛山藥物制劑工程化學(xué)工業(yè)出版社2003.8張洪斌藥