技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及中成藥生產(chǎn)加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種中藥制劑噴霧干燥系統(tǒng)。
背景技術(shù)

[0002] 近些年來(lái)，噴霧干燥技術(shù)已逐漸在中藥的生產(chǎn)加工中得以應(yīng)用。與一般單一原料的中藥制劑不同，由于五積顆粒制備過(guò)程中所提取的清膏中成分復(fù)雜，在對(duì)清膏進(jìn)行噴霧干燥時(shí)極易發(fā)生黏壁現(xiàn)象。

公開(kāi)(公告)號(hào)：CN114768277A
公開(kāi)(公告)日：2022-07-22
申請(qǐng)?zhí)枺篊N202210463908.0
申請(qǐng)日：2022-04-29
申請(qǐng)人： 湖南東健藥業(yè)有限公司
發(fā)明人 ： 馬善恒 , 馬號(hào) , 唐永紅 , 張友飛 , 王磊

[0003] 目前業(yè)內(nèi)防止中藥制劑噴霧干燥黏壁的方式通常是在中藥提取液中加入合適的輔料進(jìn)行噴霧干燥共處理，通過(guò)輔料對(duì)中藥粉體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行物理修飾，從而減輕干燥過(guò)程中粉體黏壁的情況。例如中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN106581685A中就采用了往中藥濃縮液中加入麥芽糊精和微粉硅膠的組合物作為輔料來(lái)防止藥粉黏壁，中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN111265671A則是往藥液中添加小分子肽作為輔料來(lái)改善黏壁的問(wèn)題。由于五積顆粒所涉及的原料組分很多，其中任一原料的品質(zhì)波動(dòng)都有可能導(dǎo)致噴霧干燥的料液特性發(fā)生變化，輔料的添加量需要根據(jù)料液特性變化而進(jìn)行調(diào)整，操作不便，并且輔料的加入既導(dǎo)致了產(chǎn)品中藥性成分含量降低，又增加了生產(chǎn)成本。由于業(yè)內(nèi)尚無(wú)較好的措施來(lái)消除或減輕五級(jí)顆粒清膏制劑在噴霧干燥過(guò)程中的藥粉黏壁問(wèn)題，因此，現(xiàn)今仍有很多中藥廠沿用類(lèi)似于中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN1116531A中的傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)五積顆粒，然而傳統(tǒng)工藝提取的清膏（包括厚樸浸膏）量多而不易混合均勻，存在干燥時(shí)間長(zhǎng)以及產(chǎn)品品質(zhì)一致性不高的缺陷。
發(fā)明內(nèi)容
[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種能夠有效減少中藥制劑噴霧干燥過(guò)程中藥粉黏壁現(xiàn)象的噴霧干燥系統(tǒng)。
[0005] 本發(fā)明涉及的中藥制劑噴霧干燥系統(tǒng)包括藥液霧化裝置、干燥塔、中藥顆粒收集裝置、粉體清除裝置及控制裝置，所述控制裝置用以控制噴霧干燥工藝參數(shù)以及控制粉體清除裝置清除干燥塔內(nèi)壁黏附的粉體；所述控制裝置包括背光模組、圖像分析單元以及連接圖像分析單元的攝像模組與控制器；所述背光模組設(shè)置在干燥塔的一側(cè)以照亮噴霧干燥室，所述攝像模組設(shè)置在干燥塔與背光模組相對(duì)的一側(cè)并于噴霧干燥開(kāi)始前獲取噴霧干燥室內(nèi)的初始圖像以及于噴霧干燥過(guò)程中周期性獲取噴霧干燥室內(nèi)的實(shí)時(shí)圖像，所述圖像分析單元根據(jù)初始圖像和實(shí)時(shí)圖像計(jì)算噴霧干燥室內(nèi)各監(jiān)測(cè)區(qū)域的在初始圖像和實(shí)時(shí)圖像中的平均亮度差值以及將初始圖像與實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行差分處理，再將差分圖像中的圖形通過(guò)設(shè)定的尺寸規(guī)格進(jìn)行篩分并計(jì)算所得到的篩分圖像與差分圖像的像素比值，所述控制器按照以下方式控制噴霧干燥工藝參數(shù)和粉體清除裝置：
若某一監(jiān)測(cè)區(qū)域的平均亮度差值大于設(shè)定上限值，則控制所述粉體清除裝置清除堆積于該監(jiān)測(cè)區(qū)域的粉體；
若某一監(jiān)測(cè)區(qū)域所對(duì)應(yīng)的篩分圖像與差值圖像的像素比值超出設(shè)定范圍，則調(diào)控所述噴霧干燥室的進(jìn)風(fēng)流量、排風(fēng)流量、進(jìn)料速度、霧化壓力、進(jìn)風(fēng)溫度中的一項(xiàng)或多項(xiàng)，直至該監(jiān)測(cè)區(qū)域所對(duì)應(yīng)的篩分圖像與差值圖像的像素比值在設(shè)定范圍內(nèi)。
[0006] 于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述干燥塔的塔壁上開(kāi)設(shè)有第一槽口和第二槽口，所述第一槽口與第二槽口對(duì)向設(shè)置，所述干燥塔外部固定連接有罩住第一槽口的第一罩殼以及罩住第二槽口的第二罩殼，所述背光模組安裝在第一罩殼內(nèi)，所述攝像模組安裝在第二罩殼內(nèi)；所述第一罩殼、第二罩殼、干燥塔的塔壁上或者第一罩殼、第二罩殼與塔壁的連接處設(shè)有透氣孔隙，以使所述干燥塔外部的空氣能夠經(jīng)由透氣孔隙進(jìn)入噴霧干燥室并于背光模組和攝像模組的周?chē)纬赡粻顨饬饕宰韪魢婌F干燥室內(nèi)的氣流與背光模組和攝像模組接觸，于所述干燥塔外部空氣進(jìn)入噴霧干燥室的氣路上設(shè)有空氣過(guò)濾器。
[0007] 優(yōu)選地，所述第一罩殼、第二罩殼均包括殼體和蓋板，所述殼體與干燥塔的塔壁連接成一體，所述蓋板可拆卸連接殼體，所述背光模組和攝像模組均安裝在蓋板上，所述蓋板與殼體的連接處留有縫隙，從而形成所述透氣孔隙，所述空氣過(guò)濾器覆蓋住蓋板與殼體連接處的縫隙。
[0008] 進(jìn)一步地，所述殼體或蓋板的接觸端面上開(kāi)設(shè)有一圈定位槽，所述空氣過(guò)濾器的形狀與定位槽相適應(yīng)并定位放置在定位槽內(nèi)，所述空氣過(guò)濾器的厚度大于定位槽的深度以使得其頂部從定位槽的槽口冒出，所述蓋板與殼體通過(guò)螺栓連接并夾緊空氣過(guò)濾器，所述空氣過(guò)濾器對(duì)經(jīng)蓋板與殼體間縫隙流向噴霧干燥室的空氣進(jìn)行過(guò)濾。
[0009] 其中，所述第一槽口和第二槽口呈長(zhǎng)條形并自干燥塔的頂部延伸至底部，所述第一罩殼和第二罩殼為呈長(zhǎng)方體形狀的敞口罩，所述第一罩殼和第二罩殼的開(kāi)口端分別對(duì)齊第一槽口、第二槽口。
[0010] 于本發(fā)明一實(shí)施例中，所述藥液霧化裝置包括依次連接的藥液儲(chǔ)存塔、藥液輸送泵和離心霧化器，所述離心霧化器安裝在干燥塔內(nèi)，所述干燥塔通過(guò)管路連接有用于向噴霧干燥室供風(fēng)的鼓風(fēng)機(jī)，所述鼓風(fēng)機(jī)與干燥塔之間設(shè)有空氣加熱器，所述中藥顆粒收集裝置包括依次連接的旋風(fēng)分離器、布袋除塵器和負(fù)壓風(fēng)機(jī)，所述旋風(fēng)分離器通過(guò)管路與干燥塔的出料口連接，所述粉體清除裝置包括多個(gè)用于敲擊干燥塔外壁以促使黏壁粉體掉落的振打錘，所述振打錘安裝在干燥塔外部。
[0011] 其中，所述數(shù)據(jù)分析單元通過(guò)以下步驟獲得各監(jiān)測(cè)區(qū)域的平均亮度差值和像素比值：S201.于初始圖像和實(shí)時(shí)圖像中，以靠近塔體頂壁的頂部區(qū)域?yàn)?#監(jiān)測(cè)區(qū)域、靠近塔體側(cè)壁的一側(cè)或兩側(cè)區(qū)域?yàn)?#監(jiān)測(cè)區(qū)域、靠近塔體錐形底壁的底部區(qū)域?yàn)?#監(jiān)測(cè)區(qū)域；
S202.分別計(jì)算初始圖像和實(shí)時(shí)圖像中1#監(jiān)測(cè)區(qū)域、2#監(jiān)測(cè)區(qū)域和3#監(jiān)測(cè)區(qū)域的平均亮度值并計(jì)算對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)區(qū)域在初始圖像和實(shí)時(shí)圖像中的平均亮度差值；提取初始圖像和實(shí)時(shí)圖像中1#監(jiān)測(cè)區(qū)域、2#監(jiān)測(cè)區(qū)域和3#監(jiān)測(cè)區(qū)域的像素，將對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)區(qū)域于初始圖像、實(shí)時(shí)圖像中的像素相減，得到差分圖像， 再通過(guò)一大一小兩種不同的尺寸規(guī)格對(duì)差分圖像進(jìn)行篩分，剔除差分圖像中尺寸小于小尺寸規(guī)格的圖形、保留尺寸在小尺寸規(guī)格之上的圖形，得到第一篩分圖像；剔除差分圖像中尺寸小于大尺寸規(guī)格的圖形、保留尺寸在大尺寸規(guī)格之上的圖形，得到第二篩分圖像，得到篩分圖像后，再分別計(jì)算第一篩分圖像與差分圖像的像素比值以及第二篩分圖像與差分圖像的像素比值；
若某一監(jiān)測(cè)區(qū)域所對(duì)應(yīng)的第一篩分圖像與差分圖像的像素比值或第二篩分圖像與差分圖像的像素比值超出設(shè)定范圍，則所述控制器調(diào)整噴霧干燥室的進(jìn)風(fēng)流量、排風(fēng)流量、進(jìn)料速度、霧化壓力、進(jìn)風(fēng)溫度中的一項(xiàng)或多項(xiàng)，直至該監(jiān)測(cè)區(qū)域所對(duì)應(yīng)第一篩分圖像與差分圖像的像素比值以及第二篩分圖像與差分圖像的像素比值均在設(shè)定范圍內(nèi)。
[0012] 進(jìn)一步地，若對(duì)應(yīng)于1#監(jiān)測(cè)區(qū)域的第一篩分圖像與差分圖像的像素比值小于或等于第一閾值，則所述控制器增大噴霧干燥室的排風(fēng)流量并降低霧化壓力，直至該監(jiān)測(cè)區(qū)域?qū)?yīng)的第一篩分圖像與差分圖像的像素比值大于第一閾值；若對(duì)應(yīng)于1#監(jiān)測(cè)區(qū)域的第二篩分圖像與差分圖像的像素比值大于或等于第二閾值，則所述控制器增大噴霧干燥室的排風(fēng)流量和霧化壓力，直至該監(jiān)測(cè)區(qū)域?qū)?yīng)的第二篩分圖像與差分圖像的像素比值小于第二閾值。
[0013] 進(jìn)一步地，若對(duì)應(yīng)于2#監(jiān)測(cè)區(qū)域的第一篩分圖像與差分圖像的像素比值小于或等于第一閾值，則所述控制器增大噴霧干燥室的排風(fēng)流量、進(jìn)風(fēng)溫度并降低霧化壓力，直至該監(jiān)測(cè)區(qū)域?qū)?yīng)的第一篩分圖像與差分圖像的像素比值大于第一閾值；若對(duì)應(yīng)于2#監(jiān)測(cè)區(qū)域的第二篩分圖像與差分圖像的像素比值大于或等于第二閾值，則所述控制器增大噴霧干燥室的排風(fēng)流量和霧化壓力并降低進(jìn)料速度，直至該監(jiān)測(cè)區(qū)域?qū)?yīng)的第二篩分圖像與差分圖像的像素比值小于第二閾值。
[0014] 進(jìn)一步地，若對(duì)應(yīng)于3#監(jiān)測(cè)區(qū)域的第一篩分圖像與差分圖像的像素比值小于或等于第一閾值，則所述控制器增大噴霧干燥室的進(jìn)風(fēng)流量、進(jìn)風(fēng)溫度并降低霧化壓力，直至該監(jiān)測(cè)區(qū)域?qū)?yīng)的第一篩分圖像與差分圖像的像素比值大于第一閾值；若對(duì)應(yīng)于3#監(jiān)測(cè)區(qū)域的第二篩分圖像與差分圖像的像素比值大于或等于第二閾值，則所述控制器增大噴霧干燥室的進(jìn)風(fēng)流量、進(jìn)風(fēng)溫度并降低進(jìn)料速度，直至該監(jiān)測(cè)區(qū)域?qū)?yīng)的第二篩分圖像與差分圖像的像素比值小于第二閾值。
[0015] 本發(fā)明通過(guò)分析各監(jiān)測(cè)區(qū)域圖像的平均亮度值的差值來(lái)判斷相應(yīng)的監(jiān)測(cè)區(qū)域是否已發(fā)生黏壁，并通過(guò)對(duì)差分圖像（實(shí)時(shí)圖像與初始圖像相減）進(jìn)行篩分處理以及分析篩分圖像與差分圖像的像素比值來(lái)估算實(shí)時(shí)圖像中對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)區(qū)域所分布的粉體粒徑及其含量，進(jìn)而預(yù)判是否有可能會(huì)發(fā)生黏壁現(xiàn)象并采取對(duì)應(yīng)措施。在本發(fā)明中，攝像模組與背光模組對(duì)向設(shè)置，在采用背光拍攝的圖像中，主體（粉體顆粒）與背景（干燥室）具有高對(duì)比度，更利于圖像中目標(biāo)對(duì)象的提取和分析，從而降低計(jì)算量，提高運(yùn)算速度，保證判定結(jié)果的時(shí)效性。與現(xiàn)有技術(shù)不同，本發(fā)明利用圖像識(shí)別技術(shù)實(shí)時(shí)判定/預(yù)判塔內(nèi)黏壁情況，無(wú)需往藥液中添加輔料進(jìn)行改性，同樣能夠減輕噴霧干燥生產(chǎn)過(guò)程中的藥粉黏壁現(xiàn)象，并且還更好地保證了產(chǎn)品質(zhì)量。
附圖說(shuō)明
[0016] 圖1為中藥制劑噴霧干燥系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖2為背光模組及攝像模組與干燥塔的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖3干燥塔的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖4為控制裝置在噴霧干燥過(guò)程中實(shí)施工藝參數(shù)調(diào)整的流圖。
[0020] 圖中：2——干燥塔          A——?dú)んw           B——蓋板
C——定位槽          1a——藥液儲(chǔ)存塔    1b——藥液輸送泵
1c——離心霧化器     1d——鼓風(fēng)機(jī)        1e——空氣加熱器
3a——旋風(fēng)分離器     3b——布袋除塵器    3c——負(fù)壓風(fēng)機(jī)
4a——背光模組       4b——攝像模組      2a1——第一槽口
2a2——第二槽口      4c1——第一罩殼     4c2——第二罩殼。
具體實(shí)施方式
[0021] 為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合具體實(shí)施例與附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0022] 圖1示出了本實(shí)施例中噴霧干燥系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)，該噴霧干燥系統(tǒng)包括藥液霧化裝置、干燥塔2、中藥顆粒收集裝置、粉體清除裝置以及用于控制噴霧干燥工藝參數(shù)以及控制粉體清除裝置清除干燥塔內(nèi)壁黏附的粉體控制裝置。
[0023] 其中，藥液霧化裝置包括依次連接的藥液儲(chǔ)存塔1a、藥液輸送泵1b和離心霧化器1c，離心霧化器1c安裝在干燥塔2內(nèi)，干燥塔2通過(guò)管路連接有用于向噴霧干燥室供風(fēng)的鼓風(fēng)機(jī)1d，鼓風(fēng)機(jī)1d與干燥塔2之間設(shè)有空氣加熱器1e。中藥顆粒收集裝置包括依次連接的旋風(fēng)分離器3a、布袋除塵器3b和負(fù)壓風(fēng)機(jī)3c，旋風(fēng)分離器3a通過(guò)管路與干燥塔2的出料口連接。粉體清除裝置包括多個(gè)用于敲擊干燥塔2外壁以促使黏壁粉體掉落的振打錘(振打錘在附圖中未示出，鑒于現(xiàn)有的噴霧干燥塔上一般也安裝有振打錘，在此不再對(duì)振打錘的結(jié)構(gòu)作具體說(shuō)明)，振打錘安裝在干燥塔2外部?？刂蒲b置包括背光模組4a、圖像分析單元以及連接圖像分析單元的攝像模組4b與控制器（圖像分析單元和控制器在附圖中未示出），前述背光模組4a設(shè)置在干燥塔2的一側(cè)以照亮噴霧干燥室（干燥塔的內(nèi)腔室即為噴霧干燥室），攝像模組4b設(shè)置在與背光模組4a相對(duì)的一側(cè)，攝像模組4b與背光模組4a對(duì)向設(shè)置的好處是在采用背光拍攝的圖像中，主體（粉體顆粒）與背景（干燥室）具有高對(duì)比度，更利于圖像中目標(biāo)對(duì)象的提取和分析，從而降低計(jì)算量，提高運(yùn)算速度，保證判定結(jié)果的時(shí)效性。具體見(jiàn)圖2和圖3所示，在干燥塔2的塔壁上開(kāi)設(shè)有第一槽口2a1和第二槽口2a2，第一槽口2a1與第二槽口2a2對(duì)向設(shè)置，干燥塔2外部固定連接罩住第一槽口2a1的第一罩殼4c1以及罩住第二槽口
2a2的第二罩殼4c2。其中，第一槽口2a1和第二槽口2a2可以如圖3所示呈長(zhǎng)條形并自干燥塔
2的頂部延伸至底部，為了與第一槽口2a1和第二槽口2a2相適應(yīng)，第一罩殼4c1和第二罩殼
4c2為圖2中所示呈長(zhǎng)方體形狀的敞口罩，第一罩殼4c1和第二罩殼4c2的開(kāi)口端相應(yīng)對(duì)齊于第一槽口2a1、第二槽口2a2，背光模組4a被安裝在第一罩殼4c1內(nèi)，攝像模組4b被安裝在第二罩殼4c2內(nèi)。為了避免噴霧干燥過(guò)程中藥粉進(jìn)入第一罩殼4c1、第二罩殼4c2中覆蓋光源和攝像頭的情況，在第一罩殼4c1、第二罩殼4c2、干燥塔2的塔壁上或者第一罩殼4c1、第二罩殼4c2與塔壁的連接處留有透氣孔隙，這樣設(shè)計(jì)的目的是讓干燥塔2外部的空氣就能夠經(jīng)由該透氣孔隙進(jìn)入噴霧干燥室并于背光模組4a和攝像模組4b的周?chē)纬赡粻顨饬饕宰韪魢婌F干燥室內(nèi)的氣流與背光模組4a和攝像模組4b接觸。為避免外部空氣污染噴霧干燥的藥粉，在干燥塔2外部空氣進(jìn)入噴霧干燥室的氣路上需要設(shè)置空氣過(guò)濾器（空氣過(guò)濾器在附圖中未示出）。作為一種可供選擇的實(shí)施方式，如圖2所示，第一罩殼4c1、第二罩殼4c2均包括殼體A和蓋板B，殼體A與干燥塔2的塔壁連接成一體，蓋板B可拆卸連接殼體A，背光模組4a和攝像模組4b均安裝在蓋板B上，在蓋板B與殼體A的連接處留有縫隙，從而形成透氣孔隙，通過(guò)空氣過(guò)濾器覆蓋住蓋板B與殼體A連接處的縫隙。具體而言，如圖3所示，在殼體A的接觸端面上開(kāi)設(shè)有一圈定位槽C（定位槽C也可以開(kāi)設(shè)在蓋板B的接觸端面上），空氣過(guò)濾器的形狀被設(shè)計(jì)成與定位槽相適應(yīng)，將空氣過(guò)濾器定位放置在定位槽C內(nèi)后，空氣過(guò)濾器的厚度應(yīng)當(dāng)大于定位槽的深度，以使得其頂部從定位槽C的槽口冒出，將蓋板B與殼體A通過(guò)螺栓連接，空氣過(guò)濾器夾在蓋板B與殼體A之間，這樣的話，空氣過(guò)濾器就可以對(duì)經(jīng)蓋板B與殼體A間縫隙流向噴霧干燥室的空氣進(jìn)行過(guò)濾。
[0024] 上述控制裝置實(shí)現(xiàn)噴霧干燥工藝參數(shù)調(diào)節(jié)以及控制粉體清除裝置清除干燥塔內(nèi)壁黏附的粉體的主要過(guò)程為：首先，通過(guò)攝像模組4b于噴霧干燥開(kāi)始前獲取噴霧干燥室內(nèi)的初始圖像，之后在噴霧干燥過(guò)程中周期性獲取噴霧干燥室內(nèi)的實(shí)時(shí)圖像，并將初始圖像和實(shí)時(shí)圖像中靠近塔體頂壁的頂部區(qū)域作為1#監(jiān)測(cè)區(qū)域、靠近塔體側(cè)壁的一側(cè)或兩側(cè)區(qū)域作為2#監(jiān)測(cè)區(qū)域，以靠近塔體錐形底壁的底部區(qū)域?yàn)?#監(jiān)測(cè)區(qū)域，再由圖像分析單元根據(jù)初始圖像和實(shí)時(shí)圖像計(jì)算噴霧干燥室內(nèi)各監(jiān)測(cè)區(qū)域的在初始圖像和實(shí)時(shí)圖像中的平均亮度差值以及將初始圖像與實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行差分處理，再將差分圖像中的圖形通過(guò)設(shè)定的尺寸規(guī)格進(jìn)行篩分并計(jì)算所得到的篩分圖像與差分圖像的像素比值，最后控制器根據(jù)計(jì)算得到的各監(jiān)測(cè)區(qū)域的平均亮度差值和像素比值結(jié)合以下方式調(diào)整噴霧干燥工藝參數(shù)以及控制粉體清除裝置：若某一監(jiān)測(cè)區(qū)域的平均亮度差值大于設(shè)定上限值，則控制粉體清除裝置清除堆積于該監(jiān)測(cè)區(qū)域的粉體；若某一監(jiān)測(cè)區(qū)域所對(duì)應(yīng)的篩分圖像與差值圖像的像素比值超出設(shè)定范圍，則調(diào)控所述噴霧干燥室的進(jìn)風(fēng)流量、排風(fēng)流量、進(jìn)料速度、霧化壓力、進(jìn)風(fēng)溫度中的一項(xiàng)或多項(xiàng)，直至該監(jiān)測(cè)區(qū)域所對(duì)應(yīng)的篩分圖像與差值圖像的像素比值在設(shè)定范圍內(nèi)?？偟膩?lái)說(shuō)，上述過(guò)程的關(guān)鍵點(diǎn)在于通過(guò)分析作業(yè)過(guò)程中與作業(yè)開(kāi)始前干燥塔2內(nèi)各監(jiān)測(cè)區(qū)域圖像的平均亮度值的差值來(lái)判斷相應(yīng)的監(jiān)測(cè)區(qū)域是否已發(fā)生黏壁，并通過(guò)對(duì)作業(yè)過(guò)程中與作業(yè)開(kāi)始前的圖像相減得到的差分圖像進(jìn)行篩分處理，進(jìn)而通過(guò)分析篩分圖像與差分圖像的像素比值來(lái)估算實(shí)時(shí)圖像中對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)區(qū)域所分布的粉體粒徑及其含量，由此預(yù)判是否有可能會(huì)發(fā)生黏壁現(xiàn)象。下面結(jié)合圖4詳細(xì)介紹控制裝置實(shí)施工藝參數(shù)調(diào)控的過(guò)程。
[0025] 如圖4所示，在獲取初始圖像和實(shí)時(shí)圖像后，先分別計(jì)算初始圖像和實(shí)時(shí)圖像中各監(jiān)測(cè)區(qū)域的平均亮度值并計(jì)算對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)區(qū)域在初始圖像和實(shí)時(shí)圖像中的平均亮度差值。以1#監(jiān)測(cè)區(qū)域?yàn)槔?，?jì)算其在初始圖像中的平均亮度值時(shí)，對(duì)于初始圖像中每個(gè)像素，可以先計(jì)算出該像素的亮度值Lum(x,y)，然后求出該亮度值的自然對(duì)數(shù)，接著對(duì)所有像素亮度值的對(duì)數(shù)求平均值，再求平均值的自然指數(shù)值，得到1#監(jiān)測(cè)區(qū)域在初始圖像中的平均亮度值。
同理，可以通過(guò)同樣的方法計(jì)算1#監(jiān)測(cè)區(qū)域在實(shí)時(shí)圖像中的平均亮度值。最后將二者相減，即可得到1#監(jiān)測(cè)區(qū)域在初始圖像和實(shí)時(shí)圖像中的平均亮度差值。與此同時(shí)，提取初始圖像和實(shí)時(shí)圖像中各監(jiān)測(cè)區(qū)域的像素（可根據(jù)需要對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域的圖像作二值化處理），將對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)區(qū)域于初始圖像、實(shí)時(shí)圖像中的像素相減，得到差分圖像，再通過(guò)一大一小兩種不同的尺寸規(guī)格對(duì)差分圖像進(jìn)行篩分，分別剔除其中小于兩種尺寸規(guī)格的圖形、保留其中大于兩種尺寸規(guī)格的圖形，得到篩分圖像后，分別計(jì)算兩幅篩分圖像與差分圖像的像素比值。在對(duì)差分圖像進(jìn)行篩分以及計(jì)算篩分圖像與差分圖像的像素比值時(shí)，可以先對(duì)差分圖像進(jìn)行二值化處理，然后利用閉操作對(duì)圖像進(jìn)行圖形元素的篩選，剔除差分圖像中尺寸小于小尺寸規(guī)格的圖形、保留尺寸在小尺寸規(guī)格之上的圖形，得到第一篩分圖像。同理，剔除差分圖像中尺寸小于大尺寸規(guī)格的圖形、保留尺寸在大尺寸規(guī)格之上的圖形，得到第二篩分圖像。最后分別計(jì)算第一篩分圖像與差分圖像的像素比值以及第二篩分圖像與差分圖像的像素比值，進(jìn)而判定是否發(fā)生黏壁現(xiàn)象以及預(yù)判黏壁現(xiàn)象是否將要發(fā)生。需要說(shuō)明的是，上述一大一小兩種不同的尺寸規(guī)格可以通過(guò)對(duì)噴霧干燥系統(tǒng)進(jìn)行前期測(cè)試來(lái)確定，前期測(cè)試時(shí)，通過(guò)設(shè)置不同的尺寸規(guī)格并測(cè)試其對(duì)于黏壁現(xiàn)象的預(yù)判反應(yīng)靈敏性，經(jīng)過(guò)大量的前期試驗(yàn)可以得到不同尺寸規(guī)格條件下的黏壁預(yù)判測(cè)試記錄，再?gòu)牡玫降臏y(cè)試記錄中篩選出合適的尺寸規(guī)格即可。
[0026] 在本實(shí)施例中，通過(guò)平均亮度差值判定是否發(fā)生黏壁現(xiàn)象的原理為：黏壁現(xiàn)象發(fā)生后，粉體大量黏附于干燥塔2內(nèi)壁上，黏附在塔壁上的粉體具有不透光性且粉體材料自身的反光性也顯著低于光滑的塔壁，此時(shí)實(shí)時(shí)圖像的平均亮度值將較初始圖像顯著降低。考慮到噴霧干燥作業(yè)過(guò)程中彌散在空中的粉體會(huì)對(duì)背光模組4a發(fā)出的光線形成遮擋，而彌散在空氣中的粉體所形成的遮擋是有限的，因而本實(shí)施例中設(shè)置一個(gè)平均亮度差上限值，通過(guò)該上限值“過(guò)濾”掉空氣中粉體遮擋以及極少量粉體黏壁/假性黏壁（粉體黏附于塔壁一段時(shí)候又掉落，稱(chēng)為假性黏壁，假性黏壁的粉體量一般較少）的情形，僅當(dāng)出現(xiàn)大量粉體黏壁時(shí)，才判定該監(jiān)測(cè)區(qū)域已發(fā)生黏壁現(xiàn)象，進(jìn)而控制粉體清除裝置清除堆積于該監(jiān)測(cè)區(qū)域的粉體。通過(guò)篩分圖像與差分圖像的像素比值來(lái)預(yù)判黏壁現(xiàn)象發(fā)生的原理為：假設(shè)小尺寸規(guī)格為4×4，大尺寸規(guī)格為8×8。篩分處理時(shí)，選擇結(jié)構(gòu)元素為4×4的矩陣，對(duì)二值化處理過(guò)的差分圖像進(jìn)行閉操作的結(jié)果將使得尺寸小于4×4的圖形元素全部為消除，得到第一篩分圖像；選擇結(jié)構(gòu)元素為8×8的矩陣，對(duì)差分圖像進(jìn)行閉操作的結(jié)果將使得尺寸小于8×8的圖形元素全部為消除，得到第二篩分圖像。這樣在第一篩分圖像中，尺寸小于4×4的粉體圖像將全部被篩除，僅留下尺寸大于4×4的粉體圖像；而在第二篩分圖像中，尺寸小于8×8的粉體圖像將全部被篩除，僅留下尺寸大于8×8的粉體圖像。通過(guò)分析第一篩分圖像、第二篩分圖像與差分圖像的像素比值，就可以估算實(shí)時(shí)圖像中對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)區(qū)域所分布的粉體粒徑及其含量。由于黏壁現(xiàn)象的發(fā)生于粉體分布的區(qū)域、區(qū)域中所分布粉體的粒徑范圍及其含量密切相關(guān)。例如粉體粒徑越小，其干燥效果越好，越不易發(fā)生半濕性黏壁的現(xiàn)象，但是粉體粒徑越小，其比表面積越大，越容易發(fā)生干性黏壁（也稱(chēng)“干粉黏壁）的現(xiàn)象，而將粉體粒徑分布控制在合理范圍之內(nèi)則能夠很好地避免上述情況。又比如，若在頂部的1#監(jiān)測(cè)區(qū)域分布有大量粉體（1#監(jiān)測(cè)區(qū)域出現(xiàn)的粉體通常粒徑較?。?，則表明塔內(nèi)出現(xiàn)了粉體返頂?shù)那闆r，頂壁處很有可能會(huì)發(fā)生黏壁現(xiàn)象。通過(guò)分析各監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的粉體分布情況，就可以預(yù)估監(jiān)測(cè)區(qū)域發(fā)生黏壁現(xiàn)象的可能性。
[0027] 下面針對(duì)控制裝置如何根據(jù)1#監(jiān)測(cè)區(qū)域、2#監(jiān)測(cè)區(qū)域、3#監(jiān)測(cè)區(qū)域的圖像分析結(jié)果來(lái)調(diào)控噴霧干燥工藝參數(shù)作分別說(shuō)明。對(duì)于1#監(jiān)測(cè)區(qū)域而言，若對(duì)應(yīng)于1#監(jiān)測(cè)區(qū)域的第一篩分圖像與差分圖像的像素比值小于或等于第一閾值（即小粒徑的粉體返頂且其含量超出限度），則按給定速率增大噴霧干燥室的排風(fēng)流量并降低霧化壓力（增大排風(fēng)流量后會(huì)使得塔內(nèi)負(fù)壓增加，從而減少返頂現(xiàn)象；降低霧化壓力可以使霧化液滴粒徑變大，從而使得干燥后的粉體粒徑變大，粉體粒徑變大也會(huì)減輕返頂現(xiàn)象），直至該監(jiān)測(cè)區(qū)域?qū)?yīng)的第一篩分圖像與差分圖像的像素比值大于第一閾值。若對(duì)應(yīng)于1#監(jiān)測(cè)區(qū)域的第二篩分圖像與差分圖像的像素比值大于或等于第二閾值（即大粒徑的粉體返頂且其含量超出限度），則按給定速率增大噴霧干燥室的排風(fēng)流量和霧化壓力（增大排風(fēng)流量后會(huì)使得塔內(nèi)負(fù)壓增加，從而減少返頂現(xiàn)象；增大霧化壓力可以使霧化液滴粒徑變小，從而使得干燥后的粉體粒徑變小，以保證粉體干燥效果，避免半濕性黏壁），直至該監(jiān)測(cè)區(qū)域?qū)?yīng)的第二篩分圖像與差分圖像的像素比值小于第二閾值。對(duì)于2#監(jiān)測(cè)區(qū)域而言，若對(duì)應(yīng)于2#監(jiān)測(cè)區(qū)域的第一篩分圖像與差分圖像的像素比值小于或等于第一閾值（即小粒徑的粉體外溢至干燥室周邊且其含量超出限度），則按給定速率增大噴霧干燥室的排風(fēng)流量、進(jìn)風(fēng)溫度并降低霧化壓力（增大排風(fēng)流量后會(huì)使得塔內(nèi)負(fù)壓增加，使得粉體更集中于干燥室中心區(qū)域，減輕霧化后的液滴外溢至干燥室周邊的問(wèn)題，降低霧化壓力可以使霧化液滴粒徑變大，從而使得干燥后的粉體粒徑變大，更好地避免霧化液滴/干燥后的細(xì)小粉體外溢至干燥室周邊的問(wèn)題），直至該監(jiān)測(cè)區(qū)域?qū)?yīng)的第一篩分圖像與差分圖像的像素比值大于第一閾值。若對(duì)應(yīng)于2#監(jiān)測(cè)區(qū)域的第二篩分圖像與差分圖像的像素比值大于或等于第二閾值（即大粒徑的粉體外溢至干燥室周邊且其含量超出限度），則按給定速率增大噴霧干燥室的排風(fēng)流量和霧化壓力并降低進(jìn)料速度（增大排風(fēng)流量后會(huì)使得塔內(nèi)負(fù)壓增加，使得粉體更集中于干燥室中心區(qū)域，減輕霧化后的液滴外溢至干燥室周邊的問(wèn)題，增大霧化壓力可以使霧化液滴粒徑變小，包裝干燥效果，防止出現(xiàn)半濕性粘壁的情況，降低進(jìn)料速度則可以減少單位時(shí)間內(nèi)霧化至干燥室內(nèi)的液滴數(shù)量，減輕霧化液滴/干燥后的粉體外溢至干燥室周邊的問(wèn)題），直至該監(jiān)測(cè)區(qū)域?qū)?yīng)的第二篩分圖像與差分圖像的像素比值小于第二閾值。對(duì)于3#監(jiān)測(cè)區(qū)域而言，若對(duì)應(yīng)于3#監(jiān)測(cè)區(qū)域的第一篩分圖像與差分圖像的像素比值小于或等于第一閾值（即小粒徑的粉體外溢至干燥室錐底且其含量超出限度），則按給定速率增大噴霧干燥室的進(jìn)風(fēng)流量、進(jìn)風(fēng)溫度并降低霧化壓力（增大進(jìn)風(fēng)流量和進(jìn)風(fēng)溫度可以提高干燥速度，降低霧化壓力可以使霧化液滴粒徑變大，兩種手段一同作用可以在保證干燥效果的同時(shí)讓干燥形成的粉體粒徑變大，從而避免出現(xiàn)常見(jiàn)的錐底干粉黏壁的情況），直至該監(jiān)測(cè)區(qū)域?qū)?yīng)的第一篩分圖像與差分圖像的像素比值大于第一閾值。若對(duì)應(yīng)于3#監(jiān)測(cè)區(qū)域的第二篩分圖像與差分圖像的像素比值大于或等于第二閾值（即大粒徑的粉體外溢至干燥室錐底且其含量超出限度），則按給定速率增大噴霧干燥室的進(jìn)風(fēng)流量、進(jìn)風(fēng)溫度并降低進(jìn)料速度（增大進(jìn)風(fēng)流量和進(jìn)風(fēng)溫度可以提高干燥速度，降低進(jìn)料速度可以減少單位時(shí)間內(nèi)霧化至干燥室內(nèi)的液滴數(shù)量，從而減輕霧化液滴相互碰撞結(jié)合成過(guò)大液滴的情形，上述兩種手段一同作用，可以避免因大粒徑粉體含量超限和干燥不完全而導(dǎo)致的錐底半濕性黏壁的情況），直至該監(jiān)測(cè)區(qū)域?qū)?yīng)的第二篩分圖像與差分圖像的像素比值小于第二閾值。需要說(shuō)明的是，上述不同情況中的“給定速率”可以采用不同設(shè)定。另外，通常情況下不會(huì)出現(xiàn)1#監(jiān)測(cè)區(qū)域與3#監(jiān)測(cè)區(qū)域的像素比值均超出設(shè)定范圍的情形（在干燥塔2尺寸設(shè)計(jì)合理的前提下，返頂黏壁和錐底黏壁一般不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)），但有時(shí)會(huì)出現(xiàn)1#監(jiān)測(cè)區(qū)域與2#監(jiān)測(cè)區(qū)域的像素比值均超出設(shè)定范圍或者2#監(jiān)測(cè)區(qū)域與3#監(jiān)測(cè)區(qū)域的像素比值均超出設(shè)定范圍的情形，此時(shí)可以將上述針對(duì)其中單一情形進(jìn)行調(diào)控的手段結(jié)合得到復(fù)合情形下的工藝參數(shù)調(diào)控方案。
[0028] 通過(guò)上述分析可知，不同于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)施例中的噴霧干燥系統(tǒng)是基于圖像識(shí)別技術(shù)實(shí)時(shí)判定/預(yù)判塔內(nèi)黏壁情況，并根據(jù)圖像分析結(jié)果調(diào)控噴霧干燥工藝參數(shù)以及控制粉體清除裝置來(lái)消除和避免粉體黏壁，利用該系統(tǒng)對(duì)中藥制劑進(jìn)行噴霧干燥時(shí)無(wú)需往藥液中添加輔料進(jìn)行改性，干燥得到的產(chǎn)品中藥性成分含量更高，并且節(jié)省了輔料成本，更好地保證了噴霧干燥所得到的產(chǎn)品品質(zhì)。
[0029] 上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)現(xiàn)方案，除此之外，本發(fā)明還可以其它方式實(shí)現(xiàn)，在不脫離本技術(shù)方案構(gòu)思的前提下任何顯而易見(jiàn)的替換均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0030] 為了讓本領(lǐng)域普通技術(shù)人員更方便地理解本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)之處，本發(fā)明的一些附圖和描述已經(jīng)被簡(jiǎn)化，并且為了清楚起見(jiàn)，本申請(qǐng)文件還省略了一些其它元素，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到這些省略的元素也可構(gòu)成本發(fā)明的內(nèi)容。