摘要：本文采用超声和微波辅助提取银杏叶多酚，通过构建扩散模型，研究了超声和微波场下银杏叶多酚提取的传质机制，进一步建立了关于银杏叶多酚提取过程的比例-积分-微分(PID)控制算法。结果表明：与摇床振荡提取相比，超声和微波辅助提取均可促进银杏叶内多酚的释放，增强银杏叶颗粒内部多酚分子扩散能力。相较超声处理，微波场下多酚提取效率更高，且多酚扩散能力更强，颗粒内外多酚浓度差值更早到达峰值。料液比为1:40(g/mL)时，103.7 W/L超声和4800 W/L微波作用下，多酚的De值分别为6.4×10-11 m2 s-1、1.4×10-10～1.7×10-10m2 s-1，多酚平衡提取量分别为(27.492±2.666)mg/g和(28.453±1.115)mg/g。另一方面，与传统PID和模糊PID控制器相比，基于遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)优化的两种模糊PID控制器均可较好地对目标多酚提取过程实施有效控制，具有超调量小、收敛速度快等优点。当微波功率为4800 W/L、料液比为1:20(g/mL)时，最佳控制算法为PSO优化的模糊PID，PSO因子为4.1350、0.1100、0.0001，此时粒子群算法优化的模糊PID控制器收敛时间最少，为0.5 min左右，且有最小的超调量，为1.12%。该研究为超声和微波辅助银杏叶多酚固液萃取的数字化仿真控制提供了理论依据。
文章目录
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.2 实验方法
1.2.1 银杏叶预处理
1.2.2 银杏叶多酚固液萃取
1.2.2.1 超声强化萃取
1.2.2.2 微波强化萃取
1.2.2.3 摇床振荡萃取
1.2.3理化分析
1.2.3.1 总酚含量测定
1.2.3.2 单体酚含量测定
1.2.3.3 银杏酸含量测定
1.2.4 传质建模
1.2.5提取过程的PID控制方法
1.2.5.1 PID控制模型
1.2.5.2 模糊控制算法优化PID控制参数
1.2.5.3 带有遗传算法的模糊控制算法优化PID控制参数
1.2.5.4 带有粒子群优化算法的模糊控制算法优化PID控制参数
1.3 数据分析
2 结果与分析
2.1 提取动力学特性分析
2.2 传质模型建立
2.2.1 模型精度
2.2.2 不同提取条件对多酚内部扩散系数De的影响
2.2.3 银杏叶粉颗粒内部多酚浓度梯度变化
2.2.4 不同提取条件下单体类黄酮类多酚提取量
2.2.5 不同提取条件下单体银杏酸提取量
2.3 超声和微波辅助提取银杏叶多酚过程的PID建模控制
3 结论
