[发明专利]膜蒸馏物料浓缩动态能耗计算方法、电子设备及计算机可读存储介质

说明书

本发明提供膜蒸馏物料浓缩动态能耗计算方法、电子设备及计算机可读存储介质，计算方法包括如下步骤，可循环步骤：根据获取的参数计算更新膜表面温度；根据膜透过系数及膜表面温度，更新膜通量；根据更新的膜通量及膜表面温度得到更新白利度；根据白利度与物料参数关系及更新白利度更新物料信息，一个循环结束；判断可循环步骤输出的更新白利度是否达到预设值；当可循环步骤输出的更新白利度小于预设值时，重新获取当前溶液温度，重复步骤可循环步骤；当循环步骤输出的更新白利度大于或等于预设值时，输出膜蒸馏能耗。本发明提供的膜蒸馏物料浓缩动态能耗计算方法、电子设备及计算机可读存储介质能够精准计算膜蒸馏浓缩过程中的能耗。

技术领域

本发明属于膜蒸馏物料浓缩制备技术领域，具体涉及一种膜蒸馏物料浓缩动态能耗计算方法。

背景技术

物料浓缩工段所用热效浓缩技术能耗占物料制药总能耗60％。膜浓缩(反渗透RO、膜蒸馏MD)比一般热法浓缩如单效、双效蒸发节能50％。而近期Weaver等人，对用反渗透技术预浓缩枫糖浆的能耗、经济成本做出了详细的分析，发现：使用反渗透预浓缩技术可比单独用热效浓缩技术能节省能耗85％以上。物料浓缩的原理是实现水(或其他溶剂)与可溶性物质(溶质)的分离，目前常见的产业化浓缩技术有热法蒸发(单效、多效蒸发)，膜技术(纳滤、反渗透、膜蒸馏等)，均属于物理分离过程。由于热法、膜法是海水淡化的常见手段，有关几种方法的海水淡化经济效益和能耗计算、比较的方法，已有较多文献报道，也被广泛用于物料及相关天然产物浓缩过程的计算与评估。

然而，海水淡化过程中，物料的密度、导热率与黏度等物理化学参数变化不显著，因此其相关能耗计算公式没有、也不必考虑浓缩过程中物料物理化学参数的动态变化对能耗计算结果的影响。但是，研究表明物料与相关天然产物的浓缩过程远比海水淡化过程复杂，其主要特征是物料的“溶液环境”特征参数发生了明显的动态变化。

“溶液环境”是指溶液体系所具有的电导率、折光指数(换算成白利度Brix°)、黏度、pH、离子强度等特征性质。在物料应用领域，精制、浓缩等制药工艺过程所面对的“溶液环境”体系即为物料液体物料。上述“溶液环境”特征参数，虽然彼此间存在大量非线性、高噪声、多因子的复杂关系，但借助理论化学对简单物质研究的成果，可从中抽提出若干参数和概念，进而运用人工智能技术，从已知数据和实验事实中抽提规律性，用于简化物料制药过程所采用膜分离等先进技术的工艺优化设计。现阶段没有任何文献或专利报道物料膜蒸馏的动态能耗精准计算方法。多年来物料制药工程设计中，因缺乏基本的物料物性数据(如不同物料的密度、黏度、表面张力、导热率、扩散系数等)，往往凭经验或采用经验方式估算，甚至用相近物质的物性代替，其结果必然导致工艺技术选择或设计的失真甚至失败。从而使物料生产的规范化、现代化难以付诸现实。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供膜蒸馏浓缩过程中能耗计算较为精准的膜蒸馏物料浓缩动态能耗计算方法、电子设备及计算机可读存储介质。

本发明提供一种膜蒸馏物料浓缩动态能耗计算方法，包括如下步骤，

可循环步骤：

获取当前溶液温度、物料信息、模具信息、膜通量、膜透过系数及利度与物料参数关系，根据获取的参数计算更新膜表面温度；

根据膜透过系数及膜表面温度，更新膜通量；

根据更新的膜通量及膜表面温度得到更新白利度；

根据白利度与物料参数关系及更新白利度更新物料信息，一个循环结束；

判断可循环步骤输出的更新白利度是否达到预设值；

当可循环步骤输出的更新白利度小于预设值时，重新获取当前溶液温度，重复步骤可循环步骤；