組培生產智能化的應用前景

文章作者：騰昊科技發布時間：2021-09-07 09:57:17 瀏覽次數：2153次

1、組培生產標準化是智能化的前提

組織培養生產產業化，已是許多組培工廠采取的運行模式。而眾所周知，組培生產的產品，不論是藥用的，如石斛。農業生產用的，如馬鈴薯?；ɑ苌a上運用更多的，如非洲菊，勿忘我，玉簪，礬根等，林業上抗鹽堿的榆樹，楊樹。它們在培養基的配方上，光照，溫度，繼代培養天數上有較大的差異。因此，生產過程中產生的各種數據、信息等通過大數據集成，形成標準的智能化管理系統。實際生產中，只需在管理端輸入所需要生產的品種，這個品種的生產流程，所需要的環境等自動開始調節。并可以留有和企業的人力資源管理、財務管理等系統對接的端口，形成組培生產智能化管理系統。

2、組織培養工廠生產過程

組織培養工廠生產過程包括培養瓶清洗，培養基配置和灌裝，培養基消毒滅菌，接種，培養瓶進出培養室，培養瓶上下培養架。這些工作現今大多數采用人工的形式，或者半機械的形式。勞動效率，資源利用率相對于大田生產來比，是比較高，如果借鑒現已經比較成熟的工業技術，如物流的智能化、藥廠的GMP管理等可大大提高生產效率。

1、培養瓶的清洗

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。通過清洗系統的清洗和比照，可以保證培養瓶的清潔度。

2、培養基的配置和灌裝

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

3、培養瓶進出培養室

組培工廠內，通過智能化物流，有效解決培養瓶進出培養室，培養瓶上下培養架。當今，人工搬運模式下，培養架最高在2～3 m，有5～7層培養空間(圖1)。(實際超過5 m,一般就需要借助機械)。在智能模式下，有搬運機器人的參與，培養架可增加到4～5 m甚至更高，培養空間10層以上(圖2)。智能模式下，培養室處于較封閉環境，只需要留有人員檢修的必要通道。培養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 人工模式下培養架的高度

圖2 智能模式下的培養架

3、培養苗的日常檢查，是組培生產中的重要環節

由于組織培養的特殊性，培養苗的檢查，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，專業素質，勞動時間都會決定檢查的質量好壞和效率的高低。組培苗的日常檢查在智能機器人的檢查下，不會受人為因素控制，也不受環境影響，全天候檢查培養苗的狀態并能及時反饋給管理人員。

4、組織培養中最關鍵的步驟

(繼代培養主要的操作步驟包括:自培養室搬運培養瓶至操作間;將培養瓶放置于工作臺上;利用液體酒精、滅菌器等消毒培養瓶表面、鑷子與手術刀等工具;打開培養瓶;鑷子深入瓶中,取出材料，放置在超凈臺的專用切板或盤內，然后用手術刀進行分割作業;將裝有繼代培養基的新培養瓶放在工作臺上;用鑷子進行移植作業;新培養瓶移植完成后加蓋并寫或貼上標簽。繼代培養作業往往需要多次重復進行,工作環境相對較差(空間密閉、濕度較高等),組培苗的切割移植作業單調乏味、工作量大,需要投入大量的人力和時間。通過圖3和圖4就可以看出，即使是兢兢業業的員工，需要1年多才能成為一個組培能手。繼代培養機器人可維持生產的一致性和高質量,降低污染水平,消除人工操作可能產生的錯誤、提升產品競爭能力。

通過圖5可以看出，即使是優秀員工，污染率仍然不可控。

5、溫室煉苗

組培生產的產品形態一種是組培瓶苗，這種形態主要用于出口。更多時候，需要將瓶苗離開組織培養室，從組培瓶中脫離出來，植于特殊的基質中，并在特定的光照、溫度、濕度條件，進行煉苗，又稱之組培苗復壯。這一程序是組培苗生產中極為重要的一環。然而由于這環節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，光照控制不能根據植物的要求。智能溫室是專門為農業溫室、農業環境控制等開發生產的智能控制系統，可以很大程度上解決這個問題。國外運用自動化來生產花卉的技術已經非常成熟(圖6)。國內在這方面也在趕超(圖7)。將自動化控制系統應用于溫室當中，使得溫室內大氣、土壤、光照、 CO2 濃度、風向、風速等參數的采集更加準確，從而模擬出最適合的溫室內植物生長的環境，再通過控制系統對數據進行分析之后，由一些控制器來進行自動化控制，從而調節到適合植物生長的環境[3]。