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凱賽烏蘇生產(chǎn)基地將成為數(shù)字制造的*。明亮的商場(chǎng)櫥窗里，精美的服飾排排林立。然而，駐足選購(gòu)的人們可能從未想過，這些透氣、吸濕、耐磨的衣物原料竟然可能來自于新疆廣袤土地上生長(zhǎng)的金黃玉米！
除服裝之外，牙刷、汽車、電腦和手機(jī)等很多日常物品的制造都會(huì)用到一種名為聚酰胺的化學(xué)材料。
過去，聚酰胺只能通過化石原料合成。然而卻有這樣一家企業(yè)，能夠利用微生物中的天然催化劑——生物酶，把玉米等可再生生物質(zhì)中豐富的糖類分解、轉(zhuǎn)化、重組，生成戊二胺并與二元酸組合，再經(jīng)過進(jìn)一步聚合“變”成生物基聚酰胺。它就是誕生于1997年的凱賽生物產(chǎn)業(yè)有限公司（凱賽）。
凱賽董事長(zhǎng)兼執(zhí)行官劉修才表示：“傳統(tǒng)的石油化工工藝不但面臨著資源枯竭的危機(jī)，生產(chǎn)過程中還會(huì)釋放大量的二氧化碳，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。和化學(xué)法相比，生物制造具有原材料可再生、反應(yīng)條件溫和、綠色環(huán)保等諸多優(yōu)勢(shì)。”
20年的持續(xù)創(chuàng)新使凱賽已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)鏈二元酸、生物丁醇、生物基戊二胺、生物基聚酰胺等多項(xiàng)革命性產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)，但它前進(jìn)的腳步從未停止。為了進(jìn)一步提高生物制造的效率，凱賽與西門子在新疆烏蘇攜手打造了生物制造領(lǐng)域的數(shù)字化生產(chǎn)基地。
實(shí)現(xiàn)跨越
西門子軟硬件助力凱賽提高生物制造效率。
既然生物制造具有的優(yōu)勢(shì)，那為何在過去很長(zhǎng)一段時(shí)間里卻都是石油化工*呢？這是因?yàn)樯矬w太過復(fù)雜多樣。這就像一把—它們既能生成化學(xué)法無法合成的特種化學(xué)材料，且性能*，但同時(shí)又會(huì)產(chǎn)生多種多樣的代謝物，導(dǎo)致目標(biāo)產(chǎn)物的收率太低。
以生產(chǎn)戊二胺的過程為例，當(dāng)“喂給”微生物足夠的“食物”后，除了能生成戊二胺，還會(huì)代謝出各種副產(chǎn)物，各種物質(zhì)燉成一鍋“大雜燴”，無法滿足工業(yè)生產(chǎn)對(duì)戊二胺濃度和產(chǎn)量的要求。更糟糕的是，戊二胺的作用是加速生物體的，反而會(huì)毒害生產(chǎn)出來的細(xì)胞，從而進(jìn)一步抑制了反應(yīng)的進(jìn)行。各種復(fù)雜因素的疊加，導(dǎo)致生產(chǎn)者必須將效率大幅提高，才能讓生物法生產(chǎn)出的產(chǎn)品與化學(xué)法生產(chǎn)的同類產(chǎn)品一較高下，否則生物制造的成本會(huì)一直居高不下。
生物體本身奧妙無窮，人們很難*掌握從玉米變成聚酰胺過程中所有復(fù)雜精妙的轉(zhuǎn)化細(xì)節(jié)。但如果能從實(shí)驗(yàn)、篩選、試錯(cuò)過程中積累更多的數(shù)據(jù)，那么人們就可以從中找出不同菌種、不同反應(yīng)條件和目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)出率之間的關(guān)系，從而提高生物反應(yīng)的效率，實(shí)現(xiàn)根本性跨越。
“從大數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)相關(guān)性并找出指導(dǎo)生產(chǎn)的規(guī)律，這正是數(shù)字化技術(shù)的強(qiáng)項(xiàng)。這也是我們要在新疆烏蘇建設(shè)數(shù)字化生產(chǎn)基地的原因。”劉修才說道，“我們?cè)谏镏圃祛I(lǐng)域具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，但是要想實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，就得和西門子這樣的企業(yè)合作。通過軟硬件的控制把整條生產(chǎn)鏈集成起來，自動(dòng)收集、處理、分析數(shù)據(jù)，再將分析結(jié)果反饋于生產(chǎn)，進(jìn)而提高生物制造的效率。我要的是脫胎換骨的制造力。”
這對(duì)西門子來說同樣是不小的挑戰(zhàn)。西門子過程工業(yè)與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)流程工業(yè)行業(yè)總監(jiān)徐一濱表示：“生物制造的生產(chǎn)過程反應(yīng)復(fù)雜、連續(xù)性強(qiáng)，流程規(guī)范和保密性要求高。生產(chǎn)過程同時(shí)伴隨著物理和化學(xué)變化，任何一個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)問題都會(huì)對(duì)終產(chǎn)物造成影響。”
經(jīng)過不懈努力，西門子終成為凱賽烏蘇生產(chǎn)基地全生命周期數(shù)字化解決方案合作伙伴。投產(chǎn)后，烏蘇基地預(yù)期能實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)10萬噸生物基聚酰胺、5萬噸生物基戊二胺和3萬噸長(zhǎng)鏈二元酸。
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