《疫苗胚体自动检测装备与分拣机械手的研制及产业化应用》

生物疫苗制造业,主要采用“鸡胚法”生产。在疫苗生产前需要对蛋胚进行孵化培养,并将弱胚、死胚蛋剔除,避免其污染正常蛋胚,影响疫苗质量。疫苗制备流程中涉及的重点检测环节是蛋胚活性检测。蛋胚的活性检测,均是采用人工,不仅效率低,也易受污染。因此疫苗制备视觉检测的核心就是蛋胚活性视觉检测技术,实现疫苗制备的检测。蛋胚活性检测是将蛋盘从蛋车上取下,进行胚胎发育情况检测,剔除死胚和弱胚,将活胚进行接毒生产疫苗。

该项目得到山东省重点研发计划项目资助。经过多年的理论和技术攻关后,研发试制样机进入生物疫苗企业进行多次测试及设计优化,在4家企业进行推广应用4年,取得很好的效果,实现了蛋胚的自动装卸、检测和分拣。2015年东营市科技局组织专家鉴定,认为该成果研究内容丰富,创新性强,实用价值高,整体达到国际先进水平,解决了中国蛋胚装卸、检测分拣的难点,推动了生物疫苗行业的进步,为加快行业发展奠定了技术基础。该项目取得多项蛋胚自动装卸、检测分拣关键技术,主要包括:

1.基于图像的蛋胚活性自动检测技术。

研究了蛋胚发育纹理特征提取技术,创建了蛋胚活性识别模型,蛋胚活性识别一枚用时0.093s,蛋胚活性判定准确率(判定的活胚中无死胚)达100%,可满足疫苗生产的活性准确率要求,但是错判率(将活胚判定为死胚)为2.5%。

2.蛋胚自动真空分拣技术。

通过对真空吸盘吸持蛋胚的气流场理论分析,推算蛋胚可靠吸持的真空条件。通过气流场分析,采用高压储能器驱动真空发生器提供负压,每个吸盘独立控制,采用单点负压生成、单点控制,实现了真空吸盘装置的负压均衡。提出了蛋胚自动分拣单点控制临界负压吸持方法,实现了负压回路波动小于0.5kpa,耗气量减少,蛋胚分拣成功率为99.8%,无跌落和胚浆吸出现象。

3.水平工作台高频升降启停无倾斜机构设计技术。

蛋车一共有16层蛋盘,层间距为108mm,工作台在层与层之间高速运动,一个蛋盘是500mm×720mm的平面,该技术解决其无倾斜高速上下运动,蛋盘升降过程中的倾斜最大高度差<2mm。

4.多机构融合设计技术。

受蛋盘之间小间隙和蛋层联筋的阻碍作用,需采用多机构组合实现蛋盘的抓取和传送功能。导轨刚性机构和高摩擦的同步带机构构成一个是具有高度差的剪叉式组合机构,完成蛋盘的装卸功能。

5.高频启停机构的高效运行控制技术。

蛋车一共有16层蛋盘,层间距为108mm,工作台在层与层之间高速运动,该技术要解决不同层之间的重复高速定位,解决高速启停与高效运行之间的矛盾,使得蛋盘装卸机的装卸效率大于450盘/小时。研究成果在山东绿都生物科技有限公司、无棣博大食品有限公司等企业实现推广应用,已实现节支增效达4300万元,并开始将成果推广至省内外生物疫苗制备行业如山东华宏生物、青岛蔚蓝生物集团等企业。

该项目的系列成果,实现了蛋胚自动装卸、检测、分拣创新,授权专利14项,其中发明专利8项、实用新型6项,发表高水平学术论文16篇、其中SCI/EI收录5篇;应用前景广阔,可覆盖全国近百家规模以上生物疫苗企业。

成果说明

我国是世界上重要的禽蛋生产和消费大国,家禽业是我国农业的重要支柱产业之一。作为世界排名第一的禽蛋生产大国,禽蛋出口量仅占世界总出口量的8.5%,欧洲虽然产蛋量很少,但禽蛋的贸易量却占到世界禽蛋贸易量的14%,亚洲平均水平也达到了18%。因此带动的孵化行业产能大,而孵化行业还处于孵化初级阶段,蛋盘的搬运均是采用人工装卸。生物疫苗制造业主要采用“鸡胚法”生产,即将病毒注入鸡胚中,让病毒伴随鸡胚的发育自然繁殖,等鸡胚发育3天左右,每枚大约含有8毫升~12毫升的半成品抗原。在注射病毒前需要对鸡胚进行孵化培养,接种

  1. 下载详细PDF版/Doc版

提示:为方便大家复制编辑,博主已将PDF文件制作为Word/Doc格式文件。