科创中国
基于代谢模型的生物发酵过程优化与放大关键技术
发布时间: 2025-05-30
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
化工
成果介绍
发酵工业是关系国计民生的重要产业之一，产品涉及食品、轻工、医药等行业。发酵过程优化与放大技术是制约发酵产业快速发展的重要技术瓶颈。通过以细胞代谢特性和反应器工程特性参数分析为基础，代谢模型和流场模型指导为核心，从过程实时分析、过程动态调控到放大精确模拟实施全链条创新是实现发酵过程精准优化与高效放大的重要途径。
成果亮点
本项目通过（1）开发发酵过程关键调控指标实时在线监测体系；（2）整合不同规模代谢模型，建立发酵过程精准优化技术；（3）构建通用发酵过程放大效应预测模型，实施“情景再现”式高效放大技术，能够有效提高发酵过程优化和放大效率50%以上。
团队介绍
1991 年获批全国第一个生物化工博士点，1995 年建成生物反应器工程国家重点实验室，1996 年成立国家生化工程技术研究中心（上海）。2002 年生物化工被批准为国家重点学科，2008 年生物工程被批准为国家特色专业，2015年国内第一个生物工程博士学位授权一级学科获得批准。
成果资料
成果综合评价报告
评价单位：- (-) 评价时间：2025-06-23
焦斌
中国化学会
产学研专委会常务副主任
综合评价
发展建议：
标准建设：推动《生物过程数字孪生系统》国家标准制定（建议包含代谢模型验证方法）
生态构建：联合华大基因建立工业微生物模型库711
技术攻坚：开发量子计算加速算法（目标万级变量实时求解）3
风险预警：
技术风险：极端培养条件可能导致模型失准（需控制温度波动＜±0.5℃）7
市场风险：若开源建模工具成熟可能冲击商业软件
人才风险：复合型建模工程师缺口达80%11
技术路线图：
短期（1-2年）：完成FDA 21 CFR Part 11合规认证
中期（3-5年）：开发跨物种通用建模平台3
长期（5+年）：实现"AI+机器人"全自主发酵工厂711
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