一种基于工业互联网的制药无菌环境智能监测设备及监测方法

摘要

本发明属于制药设备技术领域，尤其是一种基于工业互联网的制药无菌环境智能监测设备及监测方法，包括搅拌罐、固定套、支架、控制台和浮游菌采样器，还包括负压输料装置、搅拌装置和反吹装置。该基于工业互联网的制药无菌环境智能监测设备及监测方法，通过设置负压输料装置，在搅拌罐处于密封状态时，启动风机，风机将搅拌罐内的空气通过出风口排出，搅拌罐内的空气通过高效过滤筒时，高效过滤筒将搅拌罐内空气中含有的灰尘颗粒和细菌进行吸附，经风机排出空气的搅拌罐处于真空状态，停止风机工作后，开启第二电磁阀，无菌粉末桶内的药粉通过第一管道运输到搅拌罐内，并落到过滤网上，过滤网对药粉进行过滤，从而达到自动运输上料的效果。

说明书

技术领域

本发明涉及制药设备技术领域，尤其涉及一种基于工业互联网的制药无菌环境智能监测设备及监测方法。

背景技术

药品生产是从传统医药开始的，后来演变到从天然物质中分离提取天然药物，进而逐步开发和建立了化学药物的工业生产体系，化学药品的生产过程，由原料药生产和药物制剂生产两部分组成。原料药是药品生产的物质基础，但必须加工制成适合于服用的药物制剂，才成为药品，现有的制药设备包括制粒烘箱，沸腾干燥机，湿法机，粉碎机，切片机，炒药机，煎药机，压片机，制丸机，多功能提取罐，储液罐，配液罐，减压干燥箱，可倾式反应锅，胶囊灌装机，泡罩式包装机，颗粒包装机，散剂包装机，V型混合机，提升加料机等。

目前的制药过程需要进行无菌制作，同时让操作人员实时对制药设备进行操作和监控，但在对药粉进行搅拌的步骤中，仍采用手动投入药粉的人工上料方式来上料，因此容易使与其接触的药粉携带大量细菌，从而无法达到无菌状态，进而影响药片质量，造成成本损失。

发明内容

基于现有的技术问题，本发明提出了一种基于工业互联网的制药无菌环境智能监测设备及监测方法。

本发明提出的一种基于工业互联网的制药无菌环境智能监测设备及监测方法，包括搅拌罐、固定套、支架、控制台和浮游菌采样器，还包括负压输料装置、搅拌装置和反吹装置，所述搅拌罐的下表面开设有出料口，所述出料口的外表面固定安装有第一电磁阀，所述浮游菌采样器的下表面放置在所述控制台的上表面，所述浮游菌采样器的采样口通过管道与所述搅拌罐的外表面固定连通；

所述负压输料装置设置在所述搅拌罐的外表面并通过排出所述搅拌罐内的空气从而带动药粉自动运输到所述搅拌罐内；

所述搅拌装置设置在所述固定套的外表面并对进入所述搅拌罐内的药粉进行充分的搅拌；

所述反吹装置设置在所述搅拌罐的外表面并在所述搅拌罐不进行工作时对所述搅拌罐内进行吹气。

优选地，所述负压输料装置包括风机，所述风机固定安装在所述搅拌罐的上表面，所述风机的吸风口与所述搅拌罐的上表面固定连通，所述搅拌罐的内顶壁固定安装有高效过滤筒。

通过上述技术方案，通过在控制台上的控制面板上设置程序，在搅拌罐处于密封状态时，启动风机，风机将搅拌罐内的空气通过出风口排出，搅拌罐内的空气通过高效过滤筒时，高效过滤筒将搅拌罐内空气中含有的灰尘颗粒和细菌进行吸附。

优选地，所述搅拌罐的外表面设置有无菌粉末桶，所述无菌粉末桶的上表面固定连通有第一管道，所述第一管道的一端与所述搅拌罐的外表面固定连通，所述第一管道靠近所述无菌粉末桶的外表面固定安装有第二电磁阀，所述搅拌罐的内壁固定安装有过滤网。

通过上述技术方案，经风机排出空气的搅拌罐处于真空状态，停止风机工作后，开启第二电磁阀，无菌粉末桶内的药粉通过第一管道运输到搅拌罐内，并落到过滤网上，过滤网对药粉进行过滤。

优选地，所述搅拌罐的外表面开设有开口，所述开口的内壁通过铰接轴铰接有拉门，所述拉门的外表面固定连接有密封条，所述密封条与所述开口的内壁滑动插接。

通过上述技术方案，需要清理或更换过滤网时，拉动拉门上的把手，用力抬起拉门带动密封条与开口的内壁分离，从而便于对过滤网进行更换或清理，密封条与开口内壁的挤压从而将开口与拉门间的缝隙进行密封，防止外界空气进入污染搅拌罐。

优选地，所述搅拌装置包括第一电机，所述第一电机的一侧表面固定安装在所述固定套的上表面一侧，所述第一电机的输出轴一端延伸至所述固定套的内部并固定套接有第一齿轮，所述第一齿轮的上表面和下表面均通过轴承与所述固定套的内壁固定安装。

通过上述技术方案，第一电机输出轴的转动带动固定套内的第一齿轮转动，第一齿轮通过轴承固定安装在固定套内，增加了第一齿轮转动的平稳性。

优选地，所述搅拌罐的内壁开设有环形槽，所述环形槽的内壁转动连接有第一齿环，所述第一齿环的一侧与所述第一齿轮的一侧啮合，所述第一齿环的轴心处通过支撑柱固定安装有锥形块，所述锥形块的下表面固定安装有搅拌轴，所述搅拌轴的外表面固定安装有搅拌杆。

通过上述技术方案，第一齿轮的外表面延伸至环形槽内并与第一齿环啮合，第一齿轮的转动带动第一齿环转动，锥形块光滑圆润的外表面便于药粉在通过过滤网掉落到锥形块上时，不会在锥形块上堆积，第一齿环的转动带动搅拌轴转动，搅拌轴的转动带动搅拌杆转动，从而对搅拌罐内的药粉进行充分的混合均匀，同时随着第一齿环的转动带动支撑柱上积留的药粉受力掉落到搅拌罐底。

优选地，所述反吹装置包括环形管道、吹气机构和移动机构，所述吹气机构设置在所述搅拌罐的外表面并通过所述环形管道对所述搅拌罐内进行吹气，所述移动机构设置在所述环形管道的外表面并对带动所述环形管道进行移动。

优选地，所述吹气机构包括蓄压罐，所述蓄压罐设置在所述搅拌罐的外表面，所述蓄压罐的出气阀一端固定连通有第二管道，所述第二管道的一端延伸至所述搅拌罐的内部并与所述环形管道的外表面固定连通，所述环形管道的内侧表面固定安装有喷嘴。

通过上述技术方案，蓄压罐内蓄满一定压力的空气，当搅拌罐结束工作时，蓄压罐内的空气会在瞬间脉冲释放，通过第一管道进入环形管道内，并通过喷嘴喷出，对高效过滤筒进行反吹，吹落吸附在高效过滤筒滤芯上的杂质，使过高效过滤筒保持正常的过滤面积，不影响使用，第二管道延伸至搅拌罐内的外表面为折叠管道。

优选地，所述移动机构包括第二电机，所述第二电机的一侧表面固定安装在所述搅拌罐的上表面一侧，所述第二电机的输出轴一端延伸至所述搅拌罐的内壁并固定套接有转轴，所述转轴的一端固定套接有螺杆，所述搅拌罐的内侧壁分别开设有两个凹槽，所述螺杆的两端通过轴承固定安装在其中一个所述凹槽的内壁，所述螺杆的外表面螺纹连接有第一滑块，所述第一滑块的一侧表面与所述环形管道的外表面固定连接，另一所述凹槽的内壁固定连接有平衡杆，所述平衡杆的外表面滑动卡接有第二滑块，所述第二滑块的一侧与所述环形管道的外表面固定连接，所述第一滑块和所述第二滑块的外表面分别与所述凹槽的内壁滑动卡接。

通过上述技术方案，启动第二电机，第二电机输出轴的转动带动转轴转动，转轴的转动带动螺杆转动，螺杆通过轴承与凹槽的内壁固定，增加螺杆转动的平稳性，螺杆的转动带动第一滑块沿着凹槽的内壁在螺杆上移动，第一滑块的移动带动环形管道移动，同时带动第二滑块沿着另一凹槽的内壁在平稳杆上移动。

优选地，所述一种基于工业互联网的制药无菌环境智能监测设备的监测方法，其操作步骤为：

S1、通过在控制台的控制面板上设置程序，第一电磁阀和第二电磁阀处于关闭状态，启动风机，风机将搅拌罐内的空气通过出风端排出，搅拌罐内的空气通过高效过滤筒过滤；

S2、经风机排出空气的搅拌罐处于真空状态，然后停止风机工作，开启第二电磁阀，无菌粉末桶内的药粉通过第一管道运输到搅拌罐内，并落到过滤网上，过滤网对药粉进行过滤；

S3、过滤后的药粉掉落到搅拌罐底，掉落一定量的药粉后，关闭第二电磁阀，启动浮游菌采样器，浮游菌采样器内的抽吸装置将空气通过管道吸入采样头，撞击到涂有琼脂培养基的培养皿上，空气中的微生物即被捕获到琼脂培养基上，浮游菌采样器的显示屏幕显示出采样数据和采样时间；

S4、采样结果达到标准时，启动第一电机，第一电机输出轴的转动带动固定套内的第一齿轮转动，第一齿轮的转动带动第一齿环转动，第一齿环的转动带动搅拌轴转动，搅拌轴的转动带动搅拌杆转动，从而对搅拌罐内的药粉进行充分的混合均匀；

S5、混合完成后，停止第一电机运行，开启第一电磁阀，药粉通过出料口排入下一道工序；

S6、搅拌罐不进行工作时，蓄压罐内的空气会在瞬间脉冲释放，通过第一管道进入环形管道内，并通过喷嘴喷出，同时启动第二电机，第二电机输出轴的转动带动转轴转动，转轴的转动带动螺杆转动，螺杆的转动带动第一滑块沿着凹槽的内壁在螺杆上移动，第一滑块的移动带动环形管道移动，同时带动第二滑块沿着另一凹槽的内壁在平稳杆上移动，从而对高效过滤筒全方位进行反吹，吹落吸附在高效过滤筒滤芯上的杂质，使高效过滤筒保持正常的过滤面积；

S7、需要清理或更换过滤网时，拉动拉门上的把手，用力抬起拉门带动密封条与开口的内壁分离，从而便于对过滤网进行更换或清理。

本发明中的有益效果为：

1、通过设置负压输料装置，在搅拌罐处于密封状态时，启动风机，风机将搅拌罐内的空气通过出风口排出，搅拌罐内的空气通过高效过滤筒时，高效过滤筒将搅拌罐内空气中含有的灰尘颗粒和细菌进行吸附，经风机排出空气的搅拌罐处于真空状态，停止风机工作后，开启第二电磁阀，无菌粉末桶内的药粉通过第一管道运输到搅拌罐内，并落到过滤网上，过滤网对药粉进行过滤，从而达到自动运输上料的效果。

2、通过设置搅拌装置，第一电机输出轴的转动带动固定套内的第一齿轮转动，第一齿轮的转动带动第一齿环转动，第一齿环的转动带动搅拌轴转动，搅拌轴的转动带动搅拌杆转动，从而对搅拌罐内的药粉进行充分的混合均匀，同时随着第一齿环的转动带动支撑柱上积留的药粉受力掉落到搅拌罐底，且锥形块光滑圆润的外表面避免药粉堆积，进而达到搅拌药粉的效果。

3、通过设置反吹装置，在搅拌罐结束工作时，蓄压罐内的空气会在瞬间脉冲释放，通过第一管道进入环形管道内，并通过喷嘴喷出，同时启动第二电机，第二电机输出轴的转动带动转轴转动，转轴的转动带动螺杆转动，螺杆的转动带动第一滑块沿着凹槽的内壁在螺杆上移动，第一滑块的移动带动环形管道移动，同时带动第二滑块沿着另一凹槽的内壁在平稳杆上移动，随着环形管道的移动带动喷嘴喷出的气体对高效过滤筒的外表面附着的杂质吹落，达到清理高效过滤筒的效果。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于工业互联网的制药无菌环境智能监测设备及监测方法的示意图；

图2为本发明提出的一种基于工业互联网的制药无菌环境智能监测设备及监测方法的搅拌罐结构立体图；

图3为本发明提出的一种基于工业互联网的制药无菌环境智能监测设备及监测方法的过滤网结构立体图；

图4为本发明提出的一种基于工业互联网的制药无菌环境智能监测设备及监测方法的高效过滤筒结构立体图；

图5为本发明提出的一种基于工业互联网的制药无菌环境智能监测设备及监测方法的第一齿环结构立体图；

图6为本发明提出的一种基于工业互联网的制药无菌环境智能监测设备及监测方法的风机结构立体图。

图中：1、搅拌罐；2、固定套；3、支架；4、控制台；5、浮游菌采样器；6、风机；61、高效过滤筒；62、无菌粉末桶；63、第一管道；64、第二电磁阀；65、过滤网；7、第一电机；71、第一齿轮；72、环形槽；73、第一齿环；74、锥形块；75、搅拌轴；76、搅拌杆；8、环形管道；81、蓄压罐；810、第二管道；811、喷嘴；82、第二电机；820、转轴；821、螺杆；822、凹槽；823、第一滑块；824、平衡杆；825、第二滑块；9、出料口；10、第一电磁阀；11、开口；12、拉门；13、密封条。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-6，一种基于工业互联网的制药无菌环境智能监测设备及监测方法，包括搅拌罐1、固定套2、支架3、控制台4和浮游菌采样器5，还包括负压输料装置、搅拌装置和反吹装置，所述搅拌罐1的下表面开设有出料口9，所述出料口9的外表面固定安装有第一电磁阀10，所述浮游菌采样器5的下表面放置在所述控制台4的上表面，所述浮游菌采样器5的采样口通过管道与所述搅拌罐1的外表面固定连通；

为了便于自动运输上料药粉，所述负压输料装置设置在所述搅拌罐1的外表面并通过排出所述搅拌罐1内的空气从而带动药粉自动运输到所述搅拌罐1内，所述负压输料装置包括风机6、高效过滤筒61、无菌粉末桶62、第一管道63、第二电磁阀64和过滤网65；

为了使搅拌罐1处于负压状态，在搅拌罐1的上表面固定安装风机6，并让风机6的吸风口与搅拌罐1的上表面固定连通，便于风机6通过吸风口将封闭状态下搅拌罐1内的空气通过风机6的出风口排出，为了将搅拌罐1内空气中的灰尘颗粒和细菌进行吸附过滤，在搅拌罐1的内顶壁固定安装高效过滤筒61，为了无菌运输药粉，在搅拌罐1的外表面设置无菌粉末桶62，无菌粉末桶62内装有药粉，为了将药粉运输到搅拌罐1内，在无菌粉末桶62和搅拌罐1之间设置第一管道63，为了控制药粉的运输，在第一管道63的外表面固定安装第二电磁阀64，为了对运输入搅拌罐1的药粉进行过滤，在搅拌罐1的内壁设置过滤网65；

为了在搅拌罐1停止工作时便于更换或清理过滤网65，在搅拌罐1的外表面开设开口11，开口11的内壁通过铰接轴铰接拉门12，为了防止拉门12与开口11间的缝隙让外部空气进入搅拌罐1，在拉门12的外表面固定安装密封条13，通过握住拉门12上的把手用力打开拉门12，从而带动密封条13与开口11分离，进而便于更换或清理过滤网65；

为了对进入搅拌罐1的药粉进行搅拌，所述搅拌装置设置在所述固定套2的外表面并对进入所述搅拌罐1内的药粉进行充分的搅拌，搅拌装置包括第一电机7、第一齿轮71、环形槽72、第一齿环73、锥形块74、搅拌轴75和搅拌杆76；

为了驱动搅拌装置，在固定套2的上表面一侧固定安装第一电机7，并让第一电机7的输出轴与第一齿轮71的轴心处固定套2接，为了使第一齿轮71平稳转动，让第一齿轮71的上下表面均通过轴承与固定套2的内壁固定安装，为了支撑第一齿环73，在搅拌罐1的内壁开设环形槽72，并让第一齿轮71与环形槽72的内壁转动连接，为了转动第一齿环73，让第一齿轮71的外表面延伸至环形槽72内并与第一齿环73的一侧啮合，为了搅拌药粉，在第一齿环73的轴心处通过支撑柱固定安装锥形块74，锥形块74圆润光滑的外表避免通过过滤网65掉落到锥形块74上的药粉在其表面堆积，并在锥形块74的下表面固定安装搅拌轴75，同时在搅拌轴75的外表面固定安装搅拌杆76，第一电机7输出轴的转动带动第一齿轮71转动，第一齿轮71的转动带动第一齿环73转动，第一齿环73的转动带动搅拌轴75转动，搅拌轴75的转动带动搅拌杆76转动，从而对搅拌罐1内的药粉进行充分的混合均匀；

为了清理高效过滤筒61，所述反吹装置设置在所述搅拌罐1的外表面并在所述搅拌罐1不进行工作时对所述搅拌罐1内进行吹气，所述反吹装置包括环形管道8、吹气机构和移动机构；

为了对高效过滤筒61的外表面进行吹气，所述吹气机构包括蓄压罐81、第二管道810和喷嘴811，为了对搅拌罐1内反吹，在搅拌罐1的外表面设置蓄压罐81，并在蓄压罐81与搅拌罐1之间固定连通第二管道810，且第二管道810的一端与环形管道8的外表面固定连通，为了让气流对高效过滤筒61进行快速的喷射，在环形管道8的内侧表面固定安装喷嘴811，空气通过喷嘴811喷出对高效过滤筒61外表面吸附的杂质进行吹落；

为了让喷嘴811对高效过滤筒61外表面附着的杂质进行全面的扫落，所述移动机构包括第二电机82、转轴820、螺杆821、凹槽822、第一滑块823、平衡杆824和第二滑块825，为了驱动移动机构，在搅拌罐1的上表面一侧固定安装第二电机82，第二电机82输出轴的一端延伸至搅拌罐1的内壁并固定套2接转轴820，转轴820的一端固定套2接螺杆821，为了增加螺杆821的平稳性，在搅拌罐1的内壁开设凹槽822，螺杆821的两端通过轴承与凹槽822的内壁固定安装，为了驱动环形管道8移动，在螺杆821的外表面螺纹连接第一滑块823，并让第一滑块823的一侧表面与环形管道8的外表面固定连接，为了平衡环形管道8的移动，在另一凹槽822的内壁固定安装平衡杆824，并在平衡杆824的外表面滑动套接第二滑块825，且第二滑块825的一侧表面与环形管道8的外表面固定连接，为了对第一滑块823和第二滑块825进行限位，让第一滑块823和第二滑块825的外表面分别与两个凹槽822的内壁滑动卡接。

工作原理：通过在控制台4的控制面板上设置程序，第一电磁阀10和第二电磁阀64处于关闭状态，启动风机6，风机6将搅拌罐1内的空气通过出风端排出，搅拌罐1内的空气通过高效过滤筒61过滤；

经风机6排出空气的搅拌罐1处于真空状态，然后停止风机6工作，开启第二电磁阀64，无菌粉末桶62内的药粉通过第一管道63运输到搅拌罐1内，并落到过滤网65上，过滤网65对药粉进行过滤；

过滤后的药粉掉落到搅拌罐1底，掉落一定量的药粉后，关闭第二电磁阀64，启动浮游菌采样器5，浮游菌采样器5内的抽吸装置将空气通过管道吸入采样头，撞击到涂有琼脂培养基的培养皿上，空气中的微生物即被捕获到琼脂培养基上，浮游菌采样器5的显示屏幕显示出采样数据和采样时间；

采样结果达到标准时，启动第一电机7，第一电机7输出轴的转动带动固定套2内的第一齿轮71转动，第一齿轮71的转动带动第一齿环73转动，第一齿环73的转动带动搅拌轴75转动，搅拌轴75的转动带动搅拌杆76转动，从而对搅拌罐1内的药粉进行充分的混合均匀；

混合完成后，停止第一电机7运行，开启第一电磁阀10，药粉通过出料口9排入下一道工序；

搅拌罐1不进行工作时，蓄压罐81内的空气会在瞬间脉冲释放，通过第一管道63进入环形管道8内，并通过喷嘴811喷出，同时启动第二电机82，第二电机82输出轴的转动带动转轴820转动，转轴820的转动带动螺杆821转动，螺杆821的转动带动第一滑块823沿着凹槽822的内壁在螺杆821上移动，第一滑块823的移动带动环形管道8移动，同时带动第二滑块825沿着另一凹槽822的内壁在平稳杆上移动，从而对高效过滤筒61全方位进行反吹，吹落吸附在高效过滤筒61滤芯上的杂质，使高效过滤筒61保持正常的过滤面积；

需要清理或更换过滤网65时，拉动拉门12上的把手，用力抬起拉门12带动密封条13与开口11的内壁分离，从而便于对过滤网65进行更换或清理。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。