[发明专利]一种近红外在线检测预处理系统及其应用

说明书

技术领域

本发明属于近红外在线检测技术领域，具体涉及一种近红外在线检测预处理系统及其应用。

背景技术

近红外光谱分析技术是一种新型的在线检测技术，具有光谱采集便捷、分析时间短、不破坏样品、不消耗试剂、不污染环境等优点，在食品、石油、化工等领域有着广泛的应用。近红外光谱分析技术能通过数学建模完成对复杂体系的多指标检测，所以它非常适合应用于中药生产过程的实时分析，如中药提取过程、浓缩过程、醇沉过程、柱层析过程等。但是由于中药生产对象的特殊性，如药液中不溶性固体颗粒多、易产生大量气泡等，直接影响近红外光谱采集，导致异常光谱的频繁产生，无法保证光谱采集的稳定性以及所建模型的准确性和可靠性。

在中药质量控制及生产应用领域，近红外光谱作为一种在线检测技术应用于指标成分的测定已有相关专利文献，如专利（CN02137234.9，CN200710022408.9，CN200810050095.2和CN200410090617.3）等。但在中药药液进入光谱采集装置之前对药液进行多重预处理，则仍未见相关报道。目前工业生产中使用的常规在线检测装置，只包括流通池、光纤探头等，并没有对在线检测的药液采取专业的过滤除泡以及温度和流量调节等措施。消除待测液体的气泡可以提高近红外光谱采集的可靠性，避免产生异常、错误光谱。温度调节不仅有利于减少气泡，而且可以减小温度变化对近红外光谱吸光度的影响。流量调节则可以防止近红外光谱基线漂移。以上功能是预处理系统应该具备而目前的在线检测系统没有的。

发明内容

本发明的目的是提供一种近红外在线检测预处理系统，以解决近红外光谱分析技术应用于制药过程中产生的光谱采集的重复性、稳定性和可靠性差等问题，促进近红外在线检测技术的推广和应用。该系统能连续实时地对待测液体进行过滤、恒温、消泡、调速，使其达到近红外在线检测要求。此外，该系统还有自动取样和自动清洗排污功能，可以在采集待测液体光谱的同时，自动收集样品，并在近红外在线检测过程结束后实现系统自动清洗，以保证下次在线检测过程的正常进行。

本发明提供的一种近红外在线检测预处理系统，由过滤器、备用过滤器、变频离心泵、温度调控装置、缓冲装置、流量计、近红外光谱采集装置、自动取样装置、进液口、出液口组成；过滤器通过过滤器出液气动开关阀、备用过滤器通过备用过滤器出液气动开关阀，共同连接过滤器切换气动三通阀后与温度调控装置的主管路相连，变频离心泵与进液口气动开关阀相连，之后分为两路，一路与出液口气动开关阀相连，出液口气动开关阀与出液口连接，另一路通过过滤器进液气动开关阀和备用过滤器进液气动开关阀分别与过滤器和备用过滤器相连，温度调控装置的控温夹层通过调温介质流量气动调节阀连接调温介质进液口，温度调控装置的主管路另一端与缓冲装置相连，缓冲装置顶部设有排气口，底部通过待测液体流量调节阀与流量计相连，流量计的另一端与近红外光谱采集装置相连。近红外光谱采集装置的另一端分为三路，一路通过取样气动开关阀与自动取样装置相连，另一路通过流向切换气动三通阀与废液口相连，作为排污管路，第三路经流向切换气动三通阀连接出液口气动开关阀，进液口和出液口分别对接于生产设备相应接口，清洗液气动开关阀接纯化水，清洗液气动开关阀分为两路，一路通过过滤器正向清洗进液气动开关阀和过滤器反向清洗进液气动开关阀与过滤器相连，另一路通过备用过滤器反向清洗进液气动开关阀和备用过滤器正向清洗出液气动开关阀与备用过滤器相连，过滤器和备用过滤器的上端分别通过过滤器正向清洗出液气动开关阀和备用过滤器正向清洗出液气动开关阀与废液口连接，过滤器和备用过滤器的下端分别通过过滤器反向清洗出液气动开关阀和备用过滤器反向清洗出液气动开关阀与废液口连接。

自动控制系统由现场PLC控制站组成。

本发明的另一个目的是提供所述的近红外在线检测预处理系统在药品生产过程在线质量控制中的应用。

当待测液体进入本发明提供的一种近红外在线检测预处理系统后，先通过过滤装置除去固体杂质颗粒并初步消泡，然后进入温度调控装置使待测液体保持恒温，再进入缓冲装置进一步减少气泡和局部湍流，最后经过流量调控装置调节流速后进入光谱采集装置进行光谱采集。如果需要收集样品，则流出光谱采集装置的液体一部分进入自动取样装置进行样品收集，用于近红外模型的建立或模型更新，其余液体通过出液管路返回生产设备；如果不需要采集样品，则液体不通过自动取样装置全部返回到生产设备。整个系统通过自动化控制系统配合生产或科研的要求，自动、连续、可靠地运行。系统有触摸屏操作界面和PLC电气控制柜。