浸泡液酸碱度监控系统及方法与流程

本发明骨明胶制备，具体涉及一种浸泡液酸碱度监控系统及方法。

背景技术：

1、浸酸工艺是骨明胶制备工艺中重要的一环，用以去除骨料中的无机矿物质，例如磷酸三钙(ca3(po4)2)和碳酸钙(caco3)等，从而提高明胶的质量和产率。浸酸过程主要使用盐酸作为酸源，通过化学反应将骨料中的无机物转化为可溶性盐类，从而实现与胶原蛋白的分离。

2、然而，浸酸工艺中ph值过高可能会降低酸浸效率，因为酸浸过程通常依赖于酸性环境来溶解骨头中的矿物质，如钙和磷；另一方面，ph值的升高可能会导致某些金属离子形成不溶性的氢氧化物沉淀，如fe3+生成fe(oh)3沉淀，这会包裹部分骨头中的钒等有价值的成分，导致它们无法有效浸出，从而增加了损失率，因此，需要实时对浸酸过程中浸泡液的酸碱度加以监控。

3、现有技术中，通常是人工提取浸泡液后检测ph值来监控浸泡液酸碱度，但是人工提取浸泡液后检测ph值检测效率低，另一方面，浸泡液ph值抽样检测的结果也无法整体反应浸泡液的ph值，导致检测精度低，将会对后续的监控措施造成干扰。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明第一方面提供了一种浸泡液酸碱度监控系统，其特征在于，包括：反应装置，与所述反应装置相连的循环装置，与所述循环装置相连的注液装置，以及与所述注液装置相连的检测装置；

2、其中，所述反应装置为用于容置浸泡物进行浸泡的反应容器，包括：反应罐；

3、所述循环装置用于保持浸泡液进行循环，包括：四通管，分别设于所述四通管上的第一电磁阀，所述第一电磁阀用于调节四通管各个接口的连通状态；

4、所述四通管的其中一个接口与反应装置的底部相连，所述循环装置还包括与四通管相连的泵体，以及与所述泵体相连的过滤通道；

5、所述四通管的其中一个接口与泵体相连。

6、在一些实施例中，所述反应装置还包括第一补充罐，与所述第一补充罐相连的第一补充管，第二补充罐，以及与所述第二补充罐相连的第二补充管；

7、所述循环装置还包括：

8、设于所述过滤通道上的过滤箱；

9、与所述过滤通道相连的第一连接管，与所述第一连接管相连的囤积室，以及与所述过滤箱相连的反冲通道；

10、其中，所述第一连接管与过滤通道相连，所述第一连接管上设有第二电磁阀，所述第二电磁阀用于调节所述第一连接管的通行状态；

11、所述反冲通道与过滤箱相连，通过开启第二电磁阀，用于将过滤箱中过滤后的杂质反冲至囤积室中；

12、所述循环装置还包括：第一存储室以及第二存储室，其中，所述第一存储室以及第二存储室分别与四通管的其中两个接口相连。

13、在一些实施例中，所述注液装置用于在浸泡液循环过程中加入浸泡液，包括：

14、三通导流件，设于所述三通导流件中的保持架，与所述保持架活动连接的主轴，设于所述主轴上的导流翅片；

15、其中，所述三通导流件包括两组导流罩，以及连接于两组导流罩之间的容置管，所述容置管垂直于两组导流罩设置；

16、所述容置管为中空结构，其两侧分别与导流罩相连，所述保持架将容置管的中空结构分隔为导流仓以及混合仓，其中，所述导流仓与导流罩相连通；

17、所述导流翅片设于主轴上，并位于导流仓中，所述浸泡液流经导流仓时，经导流翅片传动主轴进行旋转；

18、所述注液装置还包括：注液仓，与所述注液仓相连的弧形管，与所述主轴相连的轴套，与所述轴套相适配的内旋活塞，以及设于所述轴套上的增压扇叶，其中，所述内旋活塞与弧形管相适配，用于调节所述弧形管的连通状态，所述增压扇叶设于注液仓中；

19、所述注液仓分别与所述第一补充管与第二补充管相连，用于向所述注液装置中补充浸泡液；

20、所述浸泡液处于循环状态时，所述内旋活塞与所述弧形管远离注液仓的一端相抵接以堵塞弧形管，所述三通导流件中的浸泡液循环流量为第一循环流量；

21、所述轴套与主轴经花键活动连接；

22、所述内旋活塞远离轴套的一端设有弹簧，所述浸泡液处于循环补充状态时，所述三通导流件中的浸泡液循环流量为第二循环流量；

23、其中，所述第二循环流量大于第一循环流量；

24、所述增压扇叶旋转推动轴套经内旋活塞压缩弹簧，通过所述内旋活塞与弧形管分离用于使弧形管中的浸泡液进入混合仓；

25、所述保持架上设有通孔，用于使所述混合仓与导流仓处于连通状态。

26、在一些实施例中，所述检测装置用于检测浸泡液的状态信息，包括回流管，以及设于所述回流管上的ph计、流量计以及温度传感器；

27、所述回流管与注液装置相连；所述ph计用于检测浸泡液的酸碱度，所述流量计用于获取浸泡液的循环流量；所述温度传感器用于获取浸泡液的温度；

28、所述反应装置还包括：环管，以及与所述环管相连的分支管，其中，所述环管与回流管相连，所述分支管与所述反应罐分散连接。

29、在一些实施例中，浸泡液酸碱度监控系统还包括：

30、状态判断模块，状态判断模块用于判断浸泡液酸碱度信息异常的程度；

31、异常处理模块，响应于所述浸泡液的酸碱度异常，确定处理方案；

32、当浸泡液酸碱度信息异常为轻度时，异常处理模块确定的对应的处理方案为调节浸泡液循环的流速；当浸泡液酸碱度信息异常为中度时，异常处理模块确定的对应的处理方案为补充浸泡液；当浸泡液酸碱度信息异常为重度时，异常处理模块确定的对应的处理方案为更换浸泡液。

33、本发明第二方面提供了一种浸泡液酸碱度监控方法，基于上述方案中所述的一种浸泡液酸碱度监控系统，包括以下步骤：

34、获取浸泡液状态信息，

35、所述浸泡液状态信息包括浸泡液的酸碱信息；

36、基于浸泡液状态信息判断浸泡液状态是否异常；

37、响应于所述浸泡液的状态异常，确定处理方案。

38、在一些实施例中，所述判断浸泡液状态是否异常包括：

39、基于浸泡液状态信息，确定浸泡液在第一时间段内至少一个时刻的第一酸碱值；

40、基于至少一个时刻的第一酸碱值，确定浸泡液在第一时间段内的第一酸碱值序列，

41、所述第一酸碱值序列为至少一个时刻的酸碱值按时间顺序进行排列得到的序列；

42、基于第一酸碱值序列，预测浸泡液在第二时间段的第二酸碱值序列；

43、基于第二酸碱值序列、酸碱度阈值，确定至少一个时间点的酸碱度异常信息；

44、基于酸碱度异常信息的时间点判断浸泡液状态是否异常。

45、在一些实施例中，所述第二时间段的第二酸碱值序列通过酸碱值预测模型基于插值后的第一酸碱值序列确定；

46、所述插值后的第一酸碱值序列的确定方式包括：

47、基于第一时间段内至少一个时刻的第一酸碱值，通过插值的方式确定第三酸碱值；

48、根据第一酸碱值和第三酸碱值，确定插值后的第一酸碱值序列；

49、其中，所述插值的方式为经高斯随机函数进行插值，在一组已知的数据点上进行插值，以生成符合高斯分布的随机值；

50、所述插值后的第一酸碱值序列为将第一酸碱值和第三酸碱值按时间顺序进行排列得到。

51、在一些实施例中，所述第二时间段的第二酸碱值序列的确定方式包括：

52、获取多个酸碱值预测模型；

53、针对多个酸碱值预测模型中的每一个，确定插值后的第一酸碱值序列与该酸碱值预测模型之间的拟合度；

54、基于插值后的第一酸碱值序列与各个酸碱值预测模型之间的拟合度，从多个酸碱值预测模型中确定目标酸碱值预测模型；

55、基于目标酸碱值预测模型，确定第二酸碱值序列。

56、在一些实施例中，所述响应于所述浸泡液的状态异常，确定处理方案包括：

57、基于酸碱度异常信息的时间点确定状态异常程度；

58、根据状态异常程度确定处理方案；

59、其中，所述浸泡液的状态异常程度包括：轻度异常，中度异常以及重度异常；

60、所述确定状态异常程度包括：

61、根据时间占比将浸泡时间段分为三段，按照浸泡时序分别为第一浸泡段、第二浸泡段以及第三浸泡段；

62、当酸碱度异常信息的时间点处于第一浸泡段内时，确定浸泡液的状态为重度异常；

63、当酸碱度异常信息的时间点处于第二浸泡段内时，确定浸泡液的状态为中度异常；

64、当酸碱度异常信息的时间点处于第三浸泡段内时，确定浸泡液的状态为轻度异常；

65、所述根据状态异常程度确定处理方案包括：

66、响应于所述浸泡液的轻度异常，调节浸泡液循环的流速；

67、响应于所述浸泡液的中度异常，增加浸泡液的储量；

68、响应于所述浸泡液的重度异常，更换浸泡液。

69、通过采用上述技术方案，本发明主要具有以下技术效果：

70、通过浸泡液的酸碱度异常程度来确定处理方案，从而监控浸泡液的酸碱值，解决了人工提取浸泡液后检测ph值来监控浸泡液的酸碱度，检测效率低以及精度低，容易干扰后续监控措施的技术问题，实现了自动监控浸泡液的酸碱值，并根据酸碱值做出处理方案的技术效果。

技术特征：

1.一种浸泡液酸碱度监控系统，其特征在于，包括：反应装置，与所述反应装置相连的循环装置，与所述循环装置相连的注液装置，以及与所述注液装置相连的检测装置；

2.根据权利要求1所述的一种浸泡液酸碱度监控系统，其特征在于，所述反应装置还包括第一补充罐，与所述第一补充罐相连的第一补充管，第二补充罐，以及与所述第二补充罐相连的第二补充管；

3.根据权利要求2所述的一种浸泡液酸碱度监控系统，其特征在于，所述注液装置用于在浸泡液循环过程中加入浸泡液，包括：

4.根据权利要求3所述的一种浸泡液酸碱度监控系统，其特征在于，所述检测装置用于检测浸泡液的状态信息，包括回流管，以及设于所述回流管上的ph计、流量计以及温度传感器；

5.根据权利要求4所述的一种浸泡液酸碱度监控系统，其特征在于，包括：

6.一种浸泡液酸碱度监控方法，其特征在于，基于权利要求5中所述的一种浸泡液酸碱度监控系统，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种浸泡液酸碱度监控方法，其特征在于，所述判断浸泡液状态是否异常包括：

8.根据权利要求7所述的一种浸泡液酸碱度监控方法，其特征在于，所述第二时间段的第二酸碱值序列通过酸碱值预测模型基于插值后的第一酸碱值序列确定；

9.根据权利要求8所述的一种浸泡液酸碱度监控方法，其特征在于，所述第二时间段的第二酸碱值序列的确定方式包括：

10.根据权利要求7所述的一种浸泡液酸碱度监控方法，其特征在于，所述响应于所述浸泡液的状态异常，确定处理方案包括：

技术总结
本发明公开了一种浸泡液酸碱度监控系统及方法，属于骨明胶制备技术领域，包括：反应装置，与所述反应装置相连的循环装置，与所述循环装置相连的注液装置，以及与所述注液装置相连的检测装置；其中，所述反应装置为用于容置浸泡物进行浸泡的反应容器，包括：反应罐；所述循环装置用于保持浸泡液进行循环，包括：四通管，分别设于所述四通管上的第一电磁阀，所述第一电磁阀用于调节四通管各个接口的连通状态。本发明解决了人工提取浸泡液后检测pH值来监控浸泡液的酸碱度，检测效率低以及精度低，容易干扰后续监控措施的技术问题，实现了自动监控浸泡液的酸碱值，并根据酸碱值做出处理方案的技术效果。

技术研发人员：廖兴祥,彭浩
受保护的技术使用者：四川瑞宝生物科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5