工业生物技术是一个各项资源消耗巨大的行业,包括原料、水资源、能源、化学品,同时排放大量的废弃物;因此,如何优化现有工业装置与设计新的工艺流程,是这个行业永恒的课题。
工艺开发
辛格马丁提供两种类型的工艺开发实验。
1. 提供小试及中试装置:基于既往经验,直接对物料进行试错型工艺实验,该类实验便于快速确定工艺的可行性,也被行业绝大多数公司采用,但该方法很难保证所得到的各项参数是最优化的。
2. 提供热力学、动力学、流体力学等参数确定实验:该类实验是从更本质的分离机理出发,提供工艺过程数学模拟所需的基本参数,以建立针对特定工艺过程的数学模型,一旦模型建立并被验证后,可快速用于预测及优化工艺过程。
树脂评价与筛选
树脂作为工业生物技术领域最为关键的分离介质,其结构与性能直接影响工业过程是否具有竞争力。然而,我们很难对不同厂家树脂的差异性进行客观评价,因为不同树脂结构差异,其热力学与动力学性质并不一样,因此分离过程中,需要采用的最佳分离参数并不一样;而我们采用同一参数去对不同树脂进行衡量显然是不合理的。
我们可以基于具体分离目标,测定在特定分离体系中不同树脂的热力学、动力学及水力学参数,然后基于这些参数建立数学模型,并通过工艺实验验证树脂的分离性能,真正全面而准确的对树脂进行评价,从而筛选出适合某一具体分离过程的最佳树脂!
工业装置优化
工业生物技术领域的工业实践中用到大量的物理化学过程,包括酶反应、离子交换、工业层析、结晶等,基于传统的试错型实验方法,几乎已经接近经验所能够达到的极限;
我们期望与世界上最顶尖的科学技术公司YPSO FACTO合作,基于工艺过程的第一性原理,从本质上重新梳理每一个工艺流程的合理性,并结合现代的数学工具及计算机算力,在最短时间内对成百上千种工艺条件进行预测及寻优,以便让每一个工业装置都能够在最优化状态下运行;以提高现有工业装置的纯度与收率、减少化学品及能源消耗,在提高经济效益的同时,减少对环境的影响。
数字孪生
随着科技的不断进步,数字孪生技术已经渗透到了各个领域,这一技术的应用不仅在生产效率方面发挥了积极作用,还在安全性、创新、环保和可持续性等多个方面作出了巨大的贡献。
数字孪生技术的应用使生产企业能够实时监测和优化生产过程,通过数字孪生模型,生产线上的参数可以实时调整,以达到最佳生产效率,这有助于降低生产成本,提高产品质量。
数字孪生技术使远程操作和维护成为可能,这意味着工程师和操作人员可以从远程地点监控和管理生产过程,减少了暴露于危险环境的风险。同时,专家团队可以更快速地定位和解决问题。
基于YPSO FACTO的数值模拟软件,我们可以对工业生物技术领域的一些关键设备进行数字孪生,如酶反应、色谱系统、离子交换系统等,从而为整体工厂的数字孪生创造必须的条件!