一种制药用萃取分离设备的控制优化方法及系统与流程

本技术涉及数据处理相关领域，尤其涉及一种制药用萃取分离设备的控制优化方法及系统。

背景技术：

1、在制药行业中，药物成分的提取和纯化是一个至关重要的环节，它直接关系到药物的质量和疗效。传统的制药用萃取分离设备在操作过程中，往往依赖于经验或固定的参数设置进行萃取和洗涤，缺乏针对性和灵活性，由于药物成分和分离成分的复杂性，传统的操作方法往往难以同时满足高萃取纯度和低杂质含量的要求，导致药物质量不稳定，影响药物疗效。

2、现阶段相关技术中，萃取分离设备控制存在缺乏针对性，难以同时满足高萃取纯度和低杂质含量要求，导致萃取效果不佳的技术问题。

技术实现思路

1、本技术通过提供一种制药用萃取分离设备的控制优化方法及系统，采用对待进行萃取分离的目标混合物进行成分检测，设置萃取约束，进行萃取参数优化，采用最优萃取参数和萃取剂进行萃取操作，设置杂质约束，对洗涤参数进行优化等技术手段，达到了根据目标混合物的具体成分特征进行优化操作，同时实现高萃取纯度和低杂质含量的要求，从而提高药物质量的技术效果。

2、本技术提供一种制药用萃取分离设备的控制优化方法，包括：

3、对待进行萃取分离的目标混合物进行成分检测，获得成分特征信息，其中，所述目标混合物内包括药物成分和分离成分；根据所述药物成分的萃取需求，设置萃取约束，其中，所述萃取约束包括纯度约束；根据所述成分特征信息，选择萃取剂，结合所述萃取约束，进行萃取参数优化，获得最优萃取参数，并预测获取所述最优萃取参数下进行萃取的最优萃取纯度信息和最优杂质含量信息，其中，以提升药物成分的萃取纯度和降低萃取剂内的杂质含量为目的，对萃取参数进行优化；采用所述最优萃取参数和萃取剂，控制萃取分离设备对所述目标混合物进行萃取，获得萃取结果，并检测获得实际萃取纯度信息和实际杂质含量信息；设置杂质约束，根据所述实际萃取纯度信息和实际杂质含量信息，以及所述萃取约束，对采用所述目标混合物的原溶剂对萃取结果进行洗涤的洗涤参数进行优化，获得最优洗涤参数，其中，以降低萃取结果内的杂质含量和降低萃取结果内的药物纯度的损失量为目的进行优化；采用所述最优洗涤参数，控制萃取分离设备对所述萃取结果进行洗涤，获得最终萃取结果。

4、在可能的实现方式中，对待进行萃取分离的目标混合物进行成分检测，执行以下处理：

5、对待进行萃取分离的目标混合物进行随机抽样；对随机抽样的样本进行检测，并计算获得药物成分含量和分离成分含量，作为成分特征信息。

6、在可能的实现方式中，根据所述药物成分的萃取需求，设置萃取约束，执行以下处理：

7、获取所述药物成分的有效纯度阈值；将所述药物成分萃取后的纯度大于等于所述有效纯度阈值，作为纯度约束，构建所述萃取约束。

8、在可能的实现方式中，根据所述成分特征信息，选择萃取剂，结合所述萃取约束，进行萃取参数优化，获得最优萃取参数，执行以下处理：

9、根据所述成分特征信息，选择萃取剂，并获取萃取参数范围；以提升药物成分的萃取纯度和降低萃取剂内的杂质含量为目的，构建萃取优化函数，如下式：；其中，exf为萃取适应度，和的和为1，分别为纯度权重和杂质权重，c为按照萃取参数萃取后萃取结果内药物成分的萃取纯度，k为按照萃取参数萃取后萃取结果内的杂质含量；在所述萃取参数范围，随机生成多个初始萃取参数，结合所述成分特征信息，进行萃取预测，获得多个初始萃取纯度信息和多个初始杂质含量信息；判断所述多个初始萃取纯度信息是否满足所述萃取约束，若否，则删除对应的初始随机参数并重新随机生成满足所述萃取约束的初始萃取参数，进行补全；根据所述萃取优化函数，计算获得多个初始萃取适应度；根据多个初始萃取适应度，选取获得优化萃取参数、多个普通萃取参数和最劣萃取参数；删除所述最劣萃取参数，并重新随机生成满足萃取约束的萃取参数进行补全，以所述优化萃取参数为调整方向，对所述多个普通萃取参数进行调整，获得多个更新萃取参数；计算获得多个更新萃取适应度，并对优化萃取参数、多个普通萃取参数和最劣萃取参数进行更新；继续优化至收敛，输出最终给的优化萃取参数，获得最优萃取参数。

10、在可能的实现方式中，结合所述成分特征信息，进行萃取预测，执行以下处理：

11、根据所述目标混合物的历史萃取数据，采集样本萃取参数集合、样本萃取成分特征信息集合，以及萃取后测试获得的样本萃取纯度信息集合和样本杂质含量信息集合；采用所述样本萃取参数集合、样本萃取成分特征信息集合为输入，采用所述样本萃取纯度信息集合和样本杂质含量信息集合为输出，训练萃取预测器；采用所述萃取预测器，对所述成分特征信息结合多个初始萃取参数进行萃取预测，获得多个初始萃取纯度信息和多个初始杂质含量信息。

12、在可能的实现方式中，设置杂质约束，根据所述实际萃取纯度信息和实际杂质含量信息，以及所述萃取约束，对采用所述目标混合物的原溶剂对萃取结果进行洗涤的洗涤参数进行优化，获得最优洗涤参数，执行以下处理：

13、获取所述药物成分的有效杂质含量阈值，将洗涤后杂质含量小于所述有效杂质含量阈值作为所述杂质约束；以降低萃取结果内的杂质含量和降低萃取结果内的药物纯度的损失量为目的，构建洗涤函数，如下式：；其中，waf为洗涤适应度，和为权重，s为洗涤后萃取结果内的药物纯度损失量，z为洗涤后萃取结果内的剩余杂质含量；根据所述目标混合物的原溶剂，获取洗涤参数范围，在所述洗涤参数范围内随机生成多个初始洗涤参数；基于所述多个初始洗涤参数，结合所述实际萃取纯度信息、实际杂质含量信息进行洗涤预测，获得多个预测初始损失量和多个预测初始剩余杂质含量；根据所述多个预测初始损失量和所述实际萃取纯度信息，计算获得多个洗涤纯度信息并进行补偿，获得多个补偿洗涤纯度信息，判断是否满足所述萃取约束，以及对所述多个预测初始剩余杂质含量进行补偿并判断是否满足所述杂质约束，对多个初始洗涤参数进行判别删除和补全；基于所述洗涤函数，计算获得补全后多个初始洗涤参数的多个初始洗涤适应度，并进行选取和优化，直到收敛，输出最优洗涤参数。

14、在可能的实现方式中，根据所述多个预测初始损失量和所述实际萃取纯度信息，计算获得多个洗涤纯度信息并进行补偿，执行以下处理：

15、根据所述多个预测初始损失量和所述实际萃取纯度信息，计算获得多个洗涤纯度信息；根据所述实际萃取纯度信息和所述最优萃取纯度信息，计算获得纯度补偿系数，对所述多个洗涤纯度信息进行补偿，获得多个补偿洗涤纯度信息；根据所述实际杂质含量信息和最优杂质含量信息，计算获得杂质含量补偿系数，对所述多个预测初始剩余杂质含量进行补偿，获得多个补偿预测初始剩余杂质含量；判别所述多个补偿洗涤纯度信息是否满足所述萃取约束，以及判别所述多个补偿预测初始剩余杂质含量是否满足所述杂质约束。

16、本技术还提供了一种制药用萃取分离设备的控制优化系统，包括：

17、成分检测模块，所述成分检测模块用于对待进行萃取分离的目标混合物进行成分检测，获得成分特征信息，其中，所述目标混合物内包括药物成分和分离成分；萃取约束设置模块，所述萃取约束设置模块用于根据所述药物成分的萃取需求，设置萃取约束，其中，所述萃取约束包括纯度约束；萃取参数优化模块，所述萃取参数优化模块用于根据所述成分特征信息，选择萃取剂，结合所述萃取约束，进行萃取参数优化，获得最优萃取参数，并预测获取所述最优萃取参数下进行萃取的最优萃取纯度信息和最优杂质含量信息，其中，以提升药物成分的萃取纯度和降低萃取剂内的杂质含量为目的，对萃取参数进行优化；萃取模块，所述萃取模块用于采用所述最优萃取参数和萃取剂，控制萃取分离设备对所述目标混合物进行萃取，获得萃取结果，并检测获得实际萃取纯度信息和实际杂质含量信息；洗涤参数优化模块，所述洗涤参数优化模块用于设置杂质约束，根据所述实际萃取纯度信息和实际杂质含量信息，以及所述萃取约束，对采用所述目标混合物的原溶剂对萃取结果进行洗涤的洗涤参数进行优化，获得最优洗涤参数，其中，以降低萃取结果内的杂质含量和降低萃取结果内的药物纯度的损失量为目的进行优化；洗涤模块，所述洗涤模块用于采用所述最优洗涤参数，控制萃取分离设备对所述萃取结果进行洗涤，获得最终萃取结果。

18、拟通过本技术提出的一种制药用萃取分离设备的控制优化方法及系统，首先对待进行萃取分离的目标混合物进行成分检测，获得成分特征信息，其中，目标混合物内包括药物成分和分离成分，接着根据药物成分的萃取需求，设置萃取约束，其中，萃取约束包括纯度约束，然后根据成分特征信息，选择萃取剂，结合萃取约束，进行萃取参数优化，获得最优萃取参数，并预测获取最优萃取参数下进行萃取的最优萃取纯度信息和最优杂质含量信息，其中，以提升药物成分的萃取纯度和降低萃取剂内的杂质含量为目的，对萃取参数进行优化，进而采用最优萃取参数和萃取剂，控制萃取分离设备对目标混合物进行萃取，获得萃取结果，并检测获得实际萃取纯度信息和实际杂质含量信息，接着设置杂质约束，根据实际萃取纯度信息和实际杂质含量信息，以及萃取约束，对采用目标混合物的原溶剂对萃取结果进行洗涤的洗涤参数进行优化，获得最优洗涤参数，其中，以降低萃取结果内的杂质含量和降低萃取结果内的药物纯度的损失量为目的进行优化，最后采用最优洗涤参数，控制萃取分离设备对萃取结果进行洗涤，获得最终萃取结果，达到了根据目标混合物的具体成分特征进行优化操作，同时实现高萃取纯度和低杂质含量的要求，从而提高药物质量的技术效果。