發(fā)布時間：2020-11-20 07:56

　　 流化床制粒全過程不受外力作用僅受床內(nèi)氣流影響,制得的顆粒性能良好,因此流化床制粒技術廣泛應用于制藥領域中。制粒流化床造粒室溫度作為流化床制粒的核心參數(shù),對流化床制粒的生產(chǎn)效率及成品率有著極其重要的影響。然而,制粒流化床造粒室溫度受多因素的影響,且這些影響因素之間存在強耦合、大滯后、干擾多等特性,這就導致了直接對流化床造粒室溫度進行控制存在很大的困難。因此開展制粒流化床造粒室溫度控制的研究具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。針對以上的問題,本文開展了制粒流化床熱力學分析、加熱模塊溫度控制模糊控制器分析設計、造粒室溫度影響因素的影響特性分析及造粒室溫度控制等方面的研究。通過數(shù)值仿真和實驗驗證相結(jié)合,驗證了模型與控制方法的可行性。論文內(nèi)容分為五章:第一章敘述了論文的研究背景和現(xiàn)狀。對制粒流化床造粒室溫度控制的意義進行了說明,簡要地介紹了制粒流化床的發(fā)展狀況,對流化床傳熱過程和流化床溫度控制研究的研究現(xiàn)狀進行了總結(jié)。第二章主要應用熱力學對制粒流化床溫度進行理論分析,為實驗提供理論支持。通過實驗確定了制粒流化床造粒室溫度的主要影響因素,并對其溫度特性進行了分析。介紹了制粒流化床實驗臺,包括制粒流化床的性能、電氣硬件的布置及測控軟件的設計。第三章研究了制粒流化床加熱模塊溫度特性。結(jié)合模糊控制理論,建立流化床加熱模塊溫度控制的模糊知識庫,深入研究并完成了加熱模塊溫度模糊控制器的設計。并通過實驗驗證了該系統(tǒng)的有效性、可靠性。第四章研究了制粒流化床造粒室溫度的響應特性,并通過MATLAB系統(tǒng)辨識工具箱對造粒室溫度進行建模。在確定并初步分析了造粒室溫度影響因素的基礎上,進一步探索造粒室溫度對風量、噴液量和物料量的響應特性。將造粒室溫度控制分為預熱階段溫度控制、噴液階段溫控和變風量溫度控制三個子控制。建立了預熱階段模糊PID溫度控制,對噴液過程溫度控制提出了階段性調(diào)整設定溫度的方法,對變風量溫度控制基于實驗提出了相應的控制策略。第五章對全文工作進行了歸納總結(jié),并對制粒流化床造粒室溫度控制進行了展望。
【學位單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TQ460.5
【部分圖文】：

本文研究的流化床制粒，其具體流程是在制粒流化床的造粒室內(nèi)自下而上地??通入熱空氣，使造粒室內(nèi)物料進入流化態(tài)，待穩(wěn)定后噴入含有黏合劑的溶液，將??物料結(jié)聚成顆粒。圖１．１展示了噴液后流化床內(nèi)物料狀態(tài)的變化過程，首先液滴??使接觸到的粉末潤濕并聚結(jié)，從而在液滴周圍形成粒子核，同時再繼續(xù)噴入的液??滴會落在粒子核表面上并產(chǎn)生粘合架橋作用，使粒子核與粒子核之間、粒子核與??粒子之間相互結(jié)合，逐漸形成較大的顆粒。最后，將得到的顆粒進行干燥，粉末??間的液體橋變成固體橋，即得到外形圓整的多孔顆粒［２］，實現(xiàn)了將常規(guī)濕法制粒??的混合、制粒、干燥三個步驟一次性完成。同時流化床制粒的一體化能夠減少操??作環(huán)節(jié)、節(jié)約生產(chǎn)時間，制成的顆粒顆粒度均勻、流動性好、壓縮成型性更為優(yōu)??良，同時能使藥物在顆粒中分布更為均勻。流化床對制粒醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的升級優(yōu)化具??有重要意義。??１??

入造粒室內(nèi)，隨著氣流的增大到一定程度，物料在造粒室內(nèi)形成流化態(tài)．由于物??料的性質(zhì)及氣流速度等因素不同，造粒室內(nèi)物料會出現(xiàn)不同的床層形態(tài)，分別為??固定床、流化床和氣相輸送，如圖１．２所示。??＼?／?＼?．?．?／??＼?／?、品！卍！汪：：：卍把※卍：卍：＼?／??＼?／?Ｖ＇??＼?／?＼?？二．??？／?＼???．．．．．?／??＼?１ＩＩＩＩＩ８＃?：■：：：：??＼丫’?＼?／??Ｉ??Ｖ＜Ｖ８?Ｖ＞Ｖａ?Ｖｍ＞Ｖ＞Ｖａ?Ｖ＞Ｖｉ??罔５２床?流ｆｃ床?泛化床?氣ｉｆｅｔｔ這??圖１．２不同風速下的床層形態(tài)??圖１．２中ｖ為進風風速，＼為最小流化風速，ｖｍＳ物料沉降速度。當造??粒室內(nèi)進風風速小于最小流化風速時，雖然氣流與造粒室內(nèi)物料接觸，但物料的??相應位置不改變此時的造粒室內(nèi)狀態(tài)稱為固定床。當造粒室進風風速介于最小流??化速度和物料沉降速度之間時，造粒室內(nèi)物料在床層產(chǎn)生不規(guī)則運動，且床層壓??降保持不變，此時床層便是處于流化態(tài)。當造粒室進風風速大于物料沉降速度時，??物料將被氣流帶出造粒室。??目前廣泛使用的制粒流化床，根據(jù)其噴嘴位置的不同，可以分為底噴、側(cè)噴??４??

浙江大學碩士學位論文?緒論??和頂噴三種類型，如圖１．３所示。頂噴流化床將噴槍安裝在造粒室上部自上而下??噴液，氣流經(jīng)過布風板作用于顆粒使顆粒上升至噴嘴，包衣液包裹顆粒，顆粒上??升至最大高度后回落至造粒室底部，如此循環(huán)。底噴流化床將噴槍安裝在布風板??中心，造粒室錐形段安裝導流管，布風板在導流管正下方的開孔率較大而在環(huán)形??區(qū)域的開孔率較小從而出現(xiàn)風速差，進一步產(chǎn)生氣動壓差，使得環(huán)形區(qū)域的顆粒??向?qū)Я鞴軆?nèi)部移動。顆粒在導流管內(nèi)潤濕之后，繼續(xù)上升至一定高度，之后回落??到環(huán)形區(qū)域．如此循環(huán)直至完成目標包衣量，側(cè)噴流化床噴嘴安裝于造粒室側(cè)壁，??其顯著的結(jié)構(gòu)特點是，流化床底部安裝有可調(diào)速旋轉(zhuǎn)的布風板。??ｔｉｑ?＼?］?Ｉ??１＾＾?？舍?＊??ａ）頂噴流化床?ｂ）底噴流化床?ｃ）側(cè)噴流化床??圖１．３不同結(jié)構(gòu)的制粒流化床??關于制粒流化床系統(tǒng)的理論研究
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本文編號：2891181