超臨界萃取釜溶劑輸送流量補償控制技術(shù).pdf

1、超臨界萃取技術(shù)起源于七十年代末，是一種物質(zhì)分離精制的新技術(shù)，它與傳統(tǒng)的萃取方式相比有萃取率高，無殘留，可以根據(jù)沸點高低的順序把成分先后萃取出來等優(yōu)點。還可以萃取很多具有特殊化學特性的物質(zhì)，是一種綠色環(huán)保的萃取手段。
　　本文以HA221-40-11型超臨界萃取裝置為研究對象，萃取釜內(nèi)的壓力和溫度決定著萃取過程是否處于超臨界狀態(tài)，因而萃取壓力和溫度的動靜態(tài)性能指標直接決定著萃取率的高低，所以有必要精確的控制萃取壓力。在注入二氧化碳時

2、，增壓泵全速運轉(zhuǎn)，會造成壓力的超調(diào)，由于本實驗設備的超調(diào)是不可逆的，所以我們需要引入流量控制，使萃取壓力性能指標時刻處于最優(yōu)狀態(tài)，為此有必要引入流量控制內(nèi)環(huán)。
　　通過分析其特點以及工藝控制流程特點，總結(jié)并研究了影響超臨界萃取劑輸送流量補償控制的諸多因素:溫度，壓力，進料量，流量，泵產(chǎn)生的多余熱量等等。這些參數(shù)都具有非線性和時變性等特點，為了達到提高萃取率的目的，對流量補償控制系統(tǒng)提出了更高的要求。根據(jù)控制要求，制定了溫度、壓力、

3、流量的控制方案，重點研究了流量補償控制系統(tǒng)，對萃取劑補償系統(tǒng)控制對象建立數(shù)學模型，根據(jù)萃取劑流量補償?shù)目刂埔?，應用?nèi)?？刂评碚撛O計了前饋—IMC控制器，利用MATLAB/SIMULINK對前饋—IMC控制器進行仿真驗證。接著分別對前饋—IMC控制器和IMC控制器進行仿真，對比二者的仿真曲線，證明了前饋—IMC控制器可以提高控制精度，提高萃取率。
　　其次，本文應用改造后的超臨界萃取設備進行萃取實驗，在同樣的實驗條件下，將得到的實

4、驗數(shù)據(jù)與之前未經(jīng)改造的設備萃取實驗的數(shù)據(jù)進行對比，結(jié)果表明，經(jīng)改造后的實驗設備的萃取率有了較大的提高，驗證了超臨界萃取流量補償控制系統(tǒng)的控制效果。
　　最后，設計了基于PLC的萃取釜溶劑輸送流量補償控制系統(tǒng)，上位機由研華工控機以及觸摸屏組成，下位機由西門子S7-300系列，執(zhí)行單元以及傳感器組成，利用組態(tài)軟件MCGS完成上位機觸摸屏和PLC的監(jiān)控組態(tài)的設計，實現(xiàn)了監(jiān)控流量、溫度、轉(zhuǎn)速、壓力等控制和參數(shù)設置、證書信息添加、查詢，打印