刮膜蒸发过程工艺参数的优化方法研究

发布时间：2020-06-02 15:49

【摘要】：随着人们对天然物质的亲睐以及全球回归自然潮流的兴起,特别是中药现代化、国际化进程的迫近,分子蒸馏技术在高沸点、热敏性天然物质的分离方面得到了迅速的发展,目前分子蒸馏技术在石油、医药,化工等行业得到了广泛的应用。刮膜式分子蒸馏器作为目前应用最广泛的第三代分子蒸馏器,由于复杂的物理、化学、生物反应及物质能量转换与传递,系统表现出严重的复杂性、不确定性和非线性,无法及时获取关键变量,这使得刮膜蒸发过程的建模变得相当困难,同时在针对不同的分离提取对象以及外界工况,工艺参数的设定极大影响了产品的获取量,本文针对以上存在的问题主要做了以下研究:首先,根据刮膜式分子蒸馏器在蒸发过程无法直接建立机理模型的特点,利用软测量技术选择进料速度、蒸发温度、真空度和刮膜电机转速这四个工艺参数作为软测量数据建模的输入变量,得率和纯度作为输出变量,采用序贯极限学习机(Online Sequential Extreme Learning Machine,OS-ELM)建立刮膜蒸发过程的软测量模型。并通过与支持向量机(Support Vector Machine,SVM)和BP神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN)进行仿真实验对比,结果显示OS-ELM预测结果更为准确,运行时间更短,并且随着数据样本的更新可以不断的对模型校正,更能反应系统的实际运行情况。其次,在第二章建立刮膜蒸发过程软测量模型的基础上,采用执行依赖启发式动态规划算法(Action Dependent Heuristic Dynamic Programming,ADHDP)对刮膜蒸发过程的工艺参数学习寻优,并改进了传统采用BPNN来构建评价、执行网络的ADHDP算法,通过仿真实验与基于BPNN的启发式动态规划算法(Heuristic Dynamic Programming,HDP)和ADHDP算法进行对比分析,改进后的ADHDP收敛速度更快,稳定性更高,寻优出的最佳工艺参数更好,实现了设备的精准控制和优化控制。最后,采用QT软件设计了刮膜蒸发过程参数优化系统的交互图形用户界面(Graphical User Interface,GUI),主要包含了登录、菜单、参数监控、模型训练和参数优化功能,用于现场操作人员与控制系统的人机交互,实现过程工艺参数的建模和优化。
【图文】：

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第 1 章绪论程的国内外研究现状器内部刮膜转子在驱动马达的带动下加快了速率，，使其得到了的广泛的应用。当被提取器后，会迅速在蒸发器内部的壁面上被刮成的蒸发面积。在刮膜器的搅拌下，蒸发器内时间的相对稳定的状态，而且随着头波的不化，大大降低了被提取物在加热内壁上的停程可以稳定持续进行，提高了生产速率[5]。

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传质传热效果[6]。国 VTA 公司与 UIC 公司一样，也是主要生产制造此类刮膜蒸馏器的商结构与 UIC 公司的相近，但是他们设计了自己独有的成膜系统。此之外还有美国 POPE 公司、广州浩立生物科技有限公司和北京新特科也生产制造刮膜蒸馏设备，并得到广泛的应用，相关设备如图 1.2 所示（a）德国 UIC （b）德国 VTA
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ051.62

【参考文献】