发酵智能化的两大挑战:数据壁垒和人才短缺!

文摘   2024-12-17 11:30   北京  

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文丨Lisa

编丨Lisa

先说结论,发酵智能化是未来的必然趋势,目前面临的主要问题是数据壁垒严重、交叉人才短缺。


发酵智能化正在迅速发展成熟

传感器与数据采集技术进步:大量高精度、高灵敏度的传感器被应用于发酵过程,可实时监测温度、pH值、溶氧、压力、流量等关键参数,并将数据准确传输至控制系统。


自动化控制水平提升:基于先进的控制算法和自动化设备,发酵过程的自动化程度显著提高。如采用PID控制、模糊控制、神经网络控制等算法,实现对发酵参数的精确控制,减少人工干预,提高发酵的稳定性和重复性。


数据分析与处理能力增强:借助大数据、人工智能和机器学习技术,对海量发酵数据进行深度挖掘和分析,建立发酵过程的数学模型,实现对发酵状态的实时评估、故障诊断和预测优化。



发酵智能化的应用领域广阔

生物制药领域:在抗生素、疫苗、单克隆抗体等生物药的生产中,发酵智能化技术可确保产品质量的稳定性和一致性,提高生产效率,降低生产成本。例如,通过优化发酵条件,使药物的产量和活性得到显著提升。


食品饮料行业:在啤酒、白酒、酸奶、酱油等传统发酵食品的生产中,智能化发酵技术得到广泛应用。如白酒生产中,利用智能控制系统实现对发酵温度、湿度等参数的精准控制,提高酒的品质和口感。


生物能源领域:以生物乙醇、生物柴油等为代表的生物能源生产过程中,发酵智能化有助于提高原料的利用率和能源转化效率,降低生产成本,推动生物能源产业的发展。



发酵智能化的挑战主要来源数据和人才

数据作为驱动智能化的关键要素,却因各企业、研究机构间的数据封闭,难以实现有效的整合与共享。


不同来源的数据格式各异、标准不一,且存在数据安全与隐私保护的顾虑,使得构建全面且精准的发酵过程大数据集困难重重,极大地限制了基于大数据分析与机器学习的智能优化算法的开发与应用,无法充分挖掘数据潜在价值以推动发酵工艺的深度革新。


同时,发酵智能化领域对交叉人才的迫切需求难以得到满足。这一领域要求从业者既要深谙生物发酵的复杂原理、工艺流程及微生物特性,又要精通自动化控制技术、计算机编程、数据科学与人工智能算法等多方面知识技能。


然而,目前教育体系与人才培养模式难以快速适应这一复合型需求,导致既懂生物又懂智能技术的专业人才稀缺。


企业在推进发酵智能化项目时,常面临无人可用或现有人员知识结构单一难以胜任工作的困境,严重阻碍了发酵智能化技术研发、系统集成与实际应用的高效开展,制约了整个发酵智能化产业的快速发展与升级步伐。

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