組培生產(chǎn)智能化的應(yīng)用前景

文章作者：騰昊科技發(fā)布時(shí)間：2021-09-07 09:57:17 瀏覽次數(shù)：2150次

1、組培生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化是智能化的前提

組織培養(yǎng)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化，已是許多組培工廠采取的運(yùn)行模式。而眾所周知，組培生產(chǎn)的產(chǎn)品，不論是藥用的，如石斛。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用的，如馬鈴薯?；ɑ苌a(chǎn)上運(yùn)用更多的，如非洲菊，勿忘我，玉簪，礬根等，林業(yè)上抗鹽堿的榆樹，楊樹。它們?cè)谂囵B(yǎng)基的配方上，光照，溫度，繼代培養(yǎng)天數(shù)上有較大的差異。因此，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)、信息等通過大數(shù)據(jù)集成，形成標(biāo)準(zhǔn)的智能化管理系統(tǒng)。實(shí)際生產(chǎn)中，只需在管理端輸入所需要生產(chǎn)的品種，這個(gè)品種的生產(chǎn)流程，所需要的環(huán)境等自動(dòng)開始調(diào)節(jié)。并可以留有和企業(yè)的人力資源管理、財(cái)務(wù)管理等系統(tǒng)對(duì)接的端口，形成組培生產(chǎn)智能化管理系統(tǒng)。

2、組織培養(yǎng)工廠生產(chǎn)過程

組織培養(yǎng)工廠生產(chǎn)過程包括培養(yǎng)瓶清洗，培養(yǎng)基配置和灌裝，培養(yǎng)基消毒滅菌，接種，培養(yǎng)瓶進(jìn)出培養(yǎng)室，培養(yǎng)瓶上下培養(yǎng)架。這些工作現(xiàn)今大多數(shù)采用人工的形式，或者半機(jī)械的形式。勞動(dòng)效率，資源利用率相對(duì)于大田生產(chǎn)來比，是比較高，如果借鑒現(xiàn)已經(jīng)比較成熟的工業(yè)技術(shù)，如物流的智能化、藥廠的GMP管理等可大大提高生產(chǎn)效率。

1、培養(yǎng)瓶的清洗

智能化的清洗和烘干，是保證組培污染率高低的第一道防線和重要手段。通過清洗系統(tǒng)的清洗和比照，可以保證培養(yǎng)瓶的清潔度。

2、培養(yǎng)基的配置和灌裝

智能化的培養(yǎng)基配置和灌裝，可以99%以上保證藥品在培養(yǎng)基中的濃度。避免漏加和錯(cuò)加藥品的事故發(fā)生。通過智能化的灌裝，培養(yǎng)基中的所有藥品在每一瓶中濃度相同，培養(yǎng)基的保證培養(yǎng)苗的生長一致性，提高培養(yǎng)苗的商品率。

3、培養(yǎng)瓶進(jìn)出培養(yǎng)室

組培工廠內(nèi)，通過智能化物流，有效解決培養(yǎng)瓶進(jìn)出培養(yǎng)室，培養(yǎng)瓶上下培養(yǎng)架。當(dāng)今，人工搬運(yùn)模式下，培養(yǎng)架最高在2～3 m，有5～7層培養(yǎng)空間(圖1)。(實(shí)際超過5 m,一般就需要借助機(jī)械)。在智能模式下，有搬運(yùn)機(jī)器人的參與，培養(yǎng)架可增加到4～5 m甚至更高，培養(yǎng)空間10層以上(圖2)。智能模式下，培養(yǎng)室處于較封閉環(huán)境，只需要留有人員檢修的必要通道。培養(yǎng)室空間利用率可增加200%～300%。資源和土地的利用率大大提高。

圖1 人工模式下培養(yǎng)架的高度

圖2 智能模式下的培養(yǎng)架

3、培養(yǎng)苗的日常檢查，是組培生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)

由于組織培養(yǎng)的特殊性，培養(yǎng)苗的檢查，人工檢查的可信度比較高。恰恰是人的因素，可控信和效率，人的精神狀態(tài)，專業(yè)素質(zhì)，勞動(dòng)時(shí)間都會(huì)決定檢查的質(zhì)量好壞和效率的高低。組培苗的日常檢查在智能機(jī)器人的檢查下，不會(huì)受人為因素控制，也不受環(huán)境影響，全天候檢查培養(yǎng)苗的狀態(tài)并能及時(shí)反饋給管理人員。

4、組織培養(yǎng)中最關(guān)鍵的步驟

(繼代培養(yǎng)主要的操作步驟包括:自培養(yǎng)室搬運(yùn)培養(yǎng)瓶至操作間;將培養(yǎng)瓶放置于工作臺(tái)上;利用液體酒精、滅菌器等消毒培養(yǎng)瓶表面、鑷子與手術(shù)刀等工具;打開培養(yǎng)瓶;鑷子深入瓶中,取出材料，放置在超凈臺(tái)的專用切板或盤內(nèi)，然后用手術(shù)刀進(jìn)行分割作業(yè);將裝有繼代培養(yǎng)基的新培養(yǎng)瓶放在工作臺(tái)上;用鑷子進(jìn)行移植作業(yè);新培養(yǎng)瓶移植完成后加蓋并寫或貼上標(biāo)簽。繼代培養(yǎng)作業(yè)往往需要多次重復(fù)進(jìn)行,工作環(huán)境相對(duì)較差(空間密閉、濕度較高等),組培苗的切割移植作業(yè)單調(diào)乏味、工作量大,需要投入大量的人力和時(shí)間。通過圖3和圖4就可以看出，即使是兢兢業(yè)業(yè)的員工，需要1年多才能成為一個(gè)組培能手。繼代培養(yǎng)機(jī)器人可維持生產(chǎn)的一致性和高質(zhì)量,降低污染水平,消除人工操作可能產(chǎn)生的錯(cuò)誤、提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力。

通過圖5可以看出，即使是優(yōu)秀員工，污染率仍然不可控。

5、溫室煉苗

組培生產(chǎn)的產(chǎn)品形態(tài)一種是組培瓶苗，這種形態(tài)主要用于出口。更多時(shí)候，需要將瓶苗離開組織培養(yǎng)室，從組培瓶中脫離出來，植于特殊的基質(zhì)中，并在特定的光照、溫度、濕度條件，進(jìn)行煉苗，又稱之組培苗復(fù)壯。這一程序是組培苗生產(chǎn)中極為重要的一環(huán)。然而由于這環(huán)節(jié)失誤造成損失甚至全軍覆沒的先例并不少見。這種失誤往往是由于人為造成的，如水分控制，光照控制不能根據(jù)植物的要求。智能溫室是專門為農(nóng)業(yè)溫室、農(nóng)業(yè)環(huán)境控制等開發(fā)生產(chǎn)的智能控制系統(tǒng)，可以很大程度上解決這個(gè)問題。國外運(yùn)用自動(dòng)化來生產(chǎn)花卉的技術(shù)已經(jīng)非常成熟(圖6)。國內(nèi)在這方面也在趕超(圖7)。將自動(dòng)化控制系統(tǒng)應(yīng)用于溫室當(dāng)中，使得溫室內(nèi)大氣、土壤、光照、 CO2 濃度、風(fēng)向、風(fēng)速等參數(shù)的采集更加準(zhǔn)確，從而模擬出最適合的溫室內(nèi)植物生長的環(huán)境，再通過控制系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析之后，由一些控制器來進(jìn)行自動(dòng)化控制，從而調(diào)節(jié)到適合植物生長的環(huán)境[3]。