抗生素中間體智能工廠

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抗生素中間體智能工廠伊犁川寧生物技術股份有限公司（簡稱川寧生物）是科倫藥業（股票代碼002422）於2010年12月在國家級霍爾果斯經濟開發區伊寧園區設立的子公司，廠區占地面積近 1500畝，總投資超過75億元，其中環保投資超過25億元。

目錄

一、企業簡介

川寧生物一、二期工程建成硫氰酸紅黴素、頭孢中間體和青黴素生產線各一條，三期工程處於建設階段，總產能超過16000噸/年，先後入選「國家綠色工廠」和高新技術企業。

二、項目簡介

國家級「基於高環保標準的抗生素中間體智能製造工廠」項目責任單位為伊犁川寧生物技術股份有限公司，聯合單位包括：無錫物聯網產業研究院、北京尚廷科技有限公司、中國科學院嘉興無線傳感網工程中心、天俱時工程科技集團有限公司，建設周期為：2015年7月至2020年12月，2021年4月通過驗收。

項目主要建設內容包括：工廠總體規劃；硫紅髮酵和提取車間關鍵工藝研製及核心設備智能化建設；建立通過人工智能技術實現菌種優化選育的基因編輯體系；智能製造關鍵短板裝備研製；實現智能設備互聯互通；建設SCADA、MES、LIMS和ERP，實現生產過程管理的信息化集成；建設工業雲服務平台，實現質量可追溯可預測；研製面向菌種選育、製造、節能環保一體化協同運作的智能製造標準。

三、項目技術方案

項目以川寧生物作為實施主體，建設覆蓋硫氰酸紅黴素菌種選育、製造、節能環保一體化協同運作的智能製造能力，踐行綠色循環經濟理念，形成全球領先的硫氰酸紅黴素智能製造工廠新模式，建立符合智能製造要求的工藝、環保等相關規範與標準體系。

通過全面推進新模式應用，創新性進行菌種智能優選，實施集成化信息管理系統，實現精準生產運行管控，保障能源介質均衡供給，達到資源的綜合循環利用，顯著提高生產效率，降低運營成本。項目技術路線如圖1所示。

主要建設內容：

（一）工業雲平台

項目基於工業物聯網、工業數據分析、工業雲等關鍵技術搭建，建設工業雲平台，實現智能工廠雲端智能製造流程管理，實現產品質量可追溯可預測功能。

（二）經營管控層

建設企業資源計劃管理系統，全面進行物質資源、資金資源和信息資源集成一體化管理，項目基於SAP進行集成實施。

（三）製造管理層

項目在硫氰酸紅黴素的生產和質量管理全過程採用MES、智能化菌種選育平台、LIMS等業務管理軟件系統，融合現場總線、工業以太網和分布式控制系統等技術，按照現場級、車間級和工廠級建設工業互聯網集成應用，實現核心智能設備互聯互通。

其中智能化菌種選育平台，在菌種選育環節，通過計算機視覺和機器學習的人工智能手段，建立起菌種基因庫和高通量篩選平台等基因編輯體系。項目在菌株構建和抗生素質量預測方面，利用機器學習的工業雲平台，工藝建模比對，對菌株和抗生素生產工藝參數進行在線監測分析，並通過模型預測和模型建立，對醫藥製造過程數據加以挖掘和利用。

（四）工業互聯網+自動控制

項目應用了電子標籤、條碼等採集系統裝備、三級種子罐攪拌系統、濃縮液蒸發濃縮結晶系統、連續結晶控制系統設備、數據採集和監控系統、數字化精密測量裝備等15種安全可控核心數采裝置。

（五）工藝設備層

項目關鍵短板裝備抗生素生產分子篩尾氣處理系統採用連續吸附再生的方式將抗生素生產尾氣中的污染物在分子篩轉輪的吸附區進行淨化，實現將大氣量、低濃度、難處理的尾氣轉化成為小氣量、高濃度、易處理濃縮氣。經該系統處理後，尾氣中VOCs和臭氣濃度去除效率≥95%，淨化尾氣出口VOCs在1ppm以下，排放濃度遠低於當前國家相關環保標準要求。

（六）安全環保

項目針對生產過程中產生的「三廢」問題，通過嚴格執行高環保標準，實現廢氣中VOCs等主要污染和廢水、固體廢棄物的近零排放。（1）針對生物發酵抗生素生產尾氣的特點，採用先進的尾氣處理集成技術，將有組織和無組織排放尾氣統一收集，經一系列先進技術深度處理後實現VOCs近零排放；（2）根據各車間不同品質的排水特點，集成膜處理技術、廢水生化處理技術和機械式蒸汽再壓縮技術（MVR），實現抗生素生產廢水經深度處理後100%回用；（3）針對硫氰酸紅黴素菌渣，採用無害化處理技術與高效有機肥製造技術，將菌渣資源化利用轉化為高品質有機複合肥料，實現其在工業農作物定向種植中的應用。

四、項目成效

通過項目的實施，企業生產效率提高27.45%、運營成本降低25.73%、產品研製周期縮短36.48%、產品不良率降低100%、單位產值能耗降低29.22%、發酵特徵異味指標降低59.93%、硫氰酸紅黴素生產廢氣、廢水實現近零排放，抗生素菌渣經無害化處理後實現資源化利用。

項目形成了硫氰酸紅黴素生產和質量管理全過程的智能製造應用模式，解決了當前制約醫藥產業發展的技術瓶頸，提升了抗生素中間體行業環保「三廢」治理技術水平和智能化國產裝備的應用水平，為醫藥行業探索出了一條充分利用智能製造手段滿足國際國內法規要求，有效保障抗生素全產業鏈高質量發展之路，為中國原料藥（中間體）產業智能化轉型升級起到了良好的示範效果。