数字“三品”大赛·提品质（五）| L-精氨酸生产过程智能优化
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· 2023-11-13
行业概况
命题企业概况
精晶药业股份有限公司成立于2007年，是一家专业从事无菌原料药、氨基酸和维生素营养强化剂系列产品的研发、生产和销售的高新技术企业。公司先后获得高新技术企业、国家地方联合实验室、省级企业技术中心等一系列认证，设立了院士工作站，被评为“河北省技术创新示范企业”“河北省科技型中小企业”、河北省首批“专精特新”中小企业。参与制(修)订国家标准3项，获得国家发明专利授权40余项，是国内第一家、世界第三家利用发酵法生产精氨酸的企业，自主研发的发酵法精氨酸生产技术产酸水平较高、发酵周期较短，填补了国内空白，达到国内领先、世界先进水平。公司的多个发酵类产品品质接近国际先进水平，部分产品已经达到国际领先水平，生产条件和经营环境符合药品、食品安全生要求。随着企业向高端发酵产品持续迈进，公司的发酵类产品展现了极强的竞争优势。
问题聚焦
发酵过程需要控制温度、pH、溶氧浓度和补料。
温度和pH控制：微生物需要在一定的温度和pH下才能正常生长。通常条件下，发酵热、搅拌热、蒸汽热和生物热影响微生物的生长环境温度，发酵过程中各种生化反应会引起pH值变化。在生产过程中，精准控制热能阈值和酸碱度，才能确保菌体在稳定的环境中形成代谢产物。
溶氧浓度和补料控制：溶氧浓度是培养液饱和度的重要参数，与培养基质中的糖、氮等指标共同影响微生物的生长和代谢，在空气流量、压力、搅拌转速等条件的协同作用下形成菌体的发酵动力。通过控制以上自控参数，可调节产物的产出速率，使发酵过程稳定。
在控制发酵条件方面，存在如下问题：
一是发酵过程控制亟待优化。传统的发酵环节主要通过人工进行补料、调整pH，测量设备精准度不高，难以精确控制发酵过程，在生产过程中无法找到产生偏差的原因。
二是设备状态监测系统亟待升级。传统的监测系统无法精准反映快速变化的设备状态和生产环境，难以及时发现微生物的状态变化和潜在问题，响应速度较慢。
预估成效
命题企业希望通过数字化技术精准控制食品发酵过程，包括工况自动化灭菌、自动流加物料，自动调节pH、溶氧、温度、搅拌速率等指标，提高生产效率和产品品质。
我要答题
大赛报名通道现已开启，参赛团队可登录大赛官网（https://sanpin.domesee.com）报名参赛。注册报名和参赛作品提交截止时间为2023年12月15日。
本届大赛赛程由赛题征集、赛题评审、通知发布、参赛报名、初赛评审、决赛评审六个阶段构成。大赛赛程时间为2023年10月-2024年2月。10月-12月为参赛报名阶段。12月底，大赛进行初赛评审；2024年2月，大赛举办决赛评审。赛程结束后，大赛主办方将举办全国数字“三品”创新发展大赛赛果发布系列活动，发布比赛结果及系列智力成果。
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