配方复杂化与可持续转型给种子处理设备商带来机遇与挑战

编者按：五年前，工业化种子处理约占巴西大豆处理量的 15%。如今这一数字已达到 50%，且仍在持续攀升。集中式种子处理能力的爆发式增长，只是重塑机械与设备供应行业的诸多转变之一。

面对监管要求的变化、产品复杂性、对智能化和可追溯性以及规模化精度的需求等市场压力，领先的种子处理机械与设备供应商是如何多元化应对的？带着这些问题，我们采访了三家全球领先企业的专家：巴西Momesso公司质量实验室经理 João Carlos da Silva Nunes、荷兰Seed Processing Holland公司销售经理 Willem van Dok，以及德国SATEC Equipment公司总经理 Robin Kleinwort 博士。

João Carlos da Silva Nunes

巴西Momesso公司质量实验室经理

Dr.-Ing. Robin Kleinwort

德国SATEC Equipment公司总经理

Willem van Dok

荷兰Seed Processing Holland公司销售经理

市场压力驱动转型

工业化种子处理市场的增长反映了行业运营方式的更广泛转变。据 Momesso 称，″巴西已成为全球工业化种子处理技术最先进的市场之一，特别是在大豆加工领域，大规模运营对精度、工艺控制和处理质量提出了极高的要求。″

这种扩张迫使供应商优先事项发生改变。Momesso 指出，″种子企业越来越需要更大规模的处理厂、更高的生产能力、先进的工艺自动化以及质量控制系统，以便在极高的作业通量下依然保持优异的处理均匀性。″

与此同时，伴随着所施用的产品变得更加复杂——杀菌剂、杀虫剂、生物农药、生物刺激剂、根瘤菌剂、微量营养素、聚合物和着色剂以精心编排的顺序组合在一起。各项法规也在逼迫行业转型：合成微塑料将在 2028 至 2031 年间逐步淘汰，取而代之的是可生物降解的粘合剂。

还有一点，客户现在要求的不仅是功能性的处理，还需要证明其有效的数据。这已将数字化从一项便利功能提升为一种必要条件。

挑战一：在不妥协一致性的前提下实现规模化精度

农场自处理系统存在很多问题

Momesso 描述了核心矛盾：″最大的挑战是在高度可变的作业条件下保持工艺稳定性。在工业种子处理厂中，种子流动、种子质量、环境条件、操作员培训和产品剂量的控制都非常严格。然而，在农场自处理系统中，变量却高得多。″

实际困难非常显着：″进场种子的质量、水分含量、含尘量和物理状况可能各不相同。此外，在播种季节，操作员经常承受着巨大的时间压力。另一个问题是操作员缺乏处理构成种子处理处方的多种不同产品及剂量的知识和培训。这增加了剂量准确性、覆盖均匀性和整体处理质量出现波动的风险。″

特定作物带来的挑战

不同的作物也带来不同的物理挑战，使设备设计变得复杂。Momesso 指出，″由于尺寸差距大、处理载荷要求高以及配方日益复杂，巴西大豆和玉米种子带来了独特的作业挑战。″这些种子的机械特性需要特别关注：″例如，玉米种子由于形状不规则且更容易受到冲击损伤，在机械上更敏感。大豆种子需要极其小心的处理，因为它们的种皮脆弱且对机械损伤高度敏感，特别是在经过工业加工和储存之后。″

这一现实从根本上影响着设备的设计。Momesso 解释说：″混合室、产品分配系统和雾化技术的设计必须优先考虑三个关键因素：温和处理、快速均质化和精准的液滴分布。高效的雾化至关重要，因为不当的液滴大小分布可能会产生过多的粉尘、覆盖不良以及处理不一致。同时，过度机械搅拌可能会对种子生理机能产生负面影响。″

图片1.jpg

Momesso工业种子处理设备 - Arktos DL 400K

战略应对

Momesso 没有简单地让机器变得更加坚固，而是将智能化嵌入到设备本身。João解释说：″为了在模块化农场自处理系统中实现工业级精度，设备必须在剂量控制、雾化效率、混合动力学和标定可重复性方面极其稳定。另一个关键点是在保持高技术性能的同时简化机器操作。自动化和直观的数字监控正成为减少人为错误和确保处理一致性的必不可少工具。″

这种哲学——在保持技术精密性的同时向操作员隐藏复杂性——是现代设备设计的核心。Momesso 的 Arktos DL400K 堪称这一方法的典范：″诸如 Arktos DL400K 之类的机器越来越多地结合了先进的自动化、实时工艺监控和智能操作控制，以提高生产力、可靠性和可追溯性。该系统将双批次处理技术与集成监控功能相结合，使操作员和主管能够在整个处理过程中验证关键参数。

实时监控可以对种子流动稳定性、液体施用率、计量精度、转子性能、工艺警报和运行状态进行持续控制。双批次概念允许更高的通量，同时保持处理质量和一致性，显着降低了处理不合格的风险并确保了更高的运营效率。

通过将自动化、工艺智能和高产能操作相结合，DL400K 代表了工业种子处理系统的演进，兼具了生产力的提升和增强的工艺可靠性。″

Momesso 的市场地位反映了这一战略的可靠性。该公司″在巴西工业种子处理领域占据超过 68% 的市场份额″，在″引入和发展巴西工业种子处理技术方面发挥了基础性作用″，并将其″从一项有限的实际操作转变为高度先进的工业流程″。

除了巴西的大豆市场外，工业种子处理已扩展到″玉米、小麦、大麦、水稻和花生等多个主要作物″，并且种子处理技术″特别是在工艺自动化、运行可靠性、维护灵活性、数字监控以及工业处理厂的技术支持方面″得到了发展。Momesso 通过″帮助确立‘仅高通量是不够的’这一理念″影响了行业标准。现代种子处理系统还必须保证精准计量、均匀分布、低机械损伤、减少粉尘产生、作业安全以及全流程可追溯性。

图片2.png

适应性测试

（图片来源：Momesso）

图片3.png

已处理种子的流动性测试

（图片来源：Momesso）

挑战二：管理生物制剂与可持续配方

温度、剪切应力与微生物活性

SATEC Equipment 解决了在处理过程中保存活体微生物的挑战。正如 Kleinwort 博士所解释的那样：″过去，我们为机器配备了多个温控液体计量单元，几十年来，它们在许多客户现场成功配合活体微生物接种剂工作。对于生物制剂，我们优化了旋转盘和转子设计，以确保在包衣过程中产生最小的剪切应力。″

多产品复杂性

当生物制剂必须与其他活性成分结合时，SATEC 的方法是模块化的：″我们的设备可以配置多个液体和粉末计量单元，以最高精度同时或顺次工作。我们根据产品的需求优化旋转盘设计。智能控制软件负责处理正确的工艺。″

测试与验证基础设施

Momesso 采取了不同的方法，强调严格的验证。该公司运营着 CEM（Momesso 卓越中心），这是一个″专注于种子处理应用质量和技术的研发中心″，拥有″超过 600 平方米的面积，专门用于测试新技术、机器演示、工业种子处理系统评估和工艺开发″。

Momesso 质量实验室提供″复杂处理悬浮液的应用和兼容性测试、流变特性表征、悬浮液稳定性分析、pH 值测定、粉尘脱落评估、耐摩擦测试、处理后种子流动性分析、播种性能测试、处理后种子保质期研究，以及其他与种子处理质量和应用性能直接相关的评估。″

图片4.jpg

Momesso 卓越中心

可生物降解的包衣材料

随着法规规定在 2028 至 2031 年间逐步淘汰合成微塑料，供应商面临着新的挑战。SATEC 指出，″可生物降解的粘合剂通常更黏、更厚或稳定性较差″，并且″与传统合成聚合物相比，需要不同的喷涂压力和干燥动力学。″

SATEC 在这方面具有历史优势：″早在合成聚合物用于种子处理之前，我们就已经在包衣机上使用了可生物降解的天然粘合剂。我们受益于企业集团内部的广泛专业知识，该集团同时也参与涂层的开发和销售。″

集成化方法

Seed Processing Holland 提供结合了种子引发和处理的集成解决方案。该公司提供几种引发选项，包括″液体引发，即种子在最佳引发条件下的液体溶液中进行预发芽，包括控制温度、曝气以及在需要时光照″；以及″滚筒引发，在封闭的旋转滚筒中，吸水（湿润）的种子在受控温度条件下进行处理″；随后是″一个专利的自动化引发系统，其中种子使用液体处理、曝气和受控温度进行预发芽，并在同一台机器内结合了集成自动干燥过程。″

对于种子处理本身，该公司提供″带有集成干燥系统的旋转式种子包衣机。在施用液体处理产品期间，使用除湿空气在机器内部同时干燥种子。这使得获得高质量包衣并在之后直接进行包装成为可能。根据应用和种子类型，这些过程通常每批需要 2 到 8 分钟。″

图5.jpg

种子预处理通过可控的水分管理，增强发芽活力并加快出苗速度，提高作物抗逆性和均匀度。

（图片来源：Seed Processing Holland）

日益复杂的现代配方

整个行业面临的一个新兴挑战是种子处理配方复杂性的急剧增加。Momesso 观察到，″现代种子处理配方通常在同一处理过程中结合了五到十种不同的活性成分，包括杀菌剂、杀虫剂、生物制剂、微量营养素、聚合物、着色剂、根瘤菌剂和生物刺激素。″这种复杂性″正在增加对更复杂的批次处理系统的需求，在这些系统中，可以以更高的精度管理工艺控制、计量精度、均质化效率和处理稳定性。″

这一趋势也在重塑劳动力需求。据 Momesso 称，″工业种子处理的快速扩张带来的一大主要需求是，需要接受过专门工业种子处理操作培训的专业人员。现代工业处理厂需要高素质的操作员、维护技术人员、工艺工程师、农学家和技术经理，他们不仅要了解机器操作，还要了解施用技术、悬浮液特性、种子生理学、工艺控制和处理质量标准。″

挑战三：市场结构与战略定位

行业面临着向集中式大型工厂和分散式农场或区域处理能力倾斜的双重压力。供应商以不同的战略作出回应。

SATEC Equipment 提供跨规模的全面模块化：从实验室系统（0.05 至 2.5 升批次容量）到商业设备（12.5 至 180 升批次容量，产能高达每小时 60 吨）。正如 Kleinwort 博士所言：″我们将自己视为专业育种公司和种子加工商的合作伙伴。工业设备需要满足环境、健康与安全（SHE）以及废弃物处理方面的最高标准。″

SATEC 还强调设备的经久耐用：″我们的客户看重我们经久耐用的设备，我们上世纪80 年代生产的大部分装置至今仍在运行。因此，更倾向于改造升级方案。对于我们的实验室机器……最常被要求的升级是我们的 SATEC 计量单元 SLP，它能够实现高精度、自动计量。对于我们的工业种子处理机器……我们发现客户最常升级的是额外的计量单元（液体或粉末）。″

头图.jpg

SATEC的系列种子处理设备

Momesso 专注于大型工业系统的持续技术进步。该公司强调其″核心战略重点仍然是工业种子处理系统的持续演进″。

Seed Processing Holland 专注于集成工艺解决方案，将种子引发、处理和干燥结合在单台机器中，以最大限度地减少处理步骤和工序变化。然而，该公司对市场战略的方法不仅限于设备设计，还延伸到了更广泛的设施规划。

Seed Processing Holland以设计全周期、交钥匙的种子加工设施而闻名。认识到″生产需求正在迅速演变″，该公司在标准化工程与高度专业化的定制解决方案之间取得了平衡。正如 van Dok 所说：″我们的设备产品组合相当丰富。我们销售的产品中约有 40% 是标准设备，其余 60% 是定制设计的专用设备。这两类都需要工程支持，但定制设计的解决方案消耗了我们相当大比例的工程能力。在较大的项目中，300 到 1000 小时的工程投入并不少见。″

这种定制战略反映了种子和加工要求的多样性。Seed Processing Holland维持着″一个由大约 10 名工程师组成的团队，涵盖机械、工艺、软件和电气学科″，以支持标准化和定制解决方案，这代表了对满足不同客户需求的定制工程的承诺。

挑战四：智能、可追溯性与数据

数字化已从可选功能转变为必不可少的能力。Momesso 阐明了其范围：″数字化和人工智能的使用正在成为现代种子处理系统的核心组成部分。″

好处是多方面的。″实时监控允许主管和操作员在运行期间验证关键参数，例如种子流动稳定性、液体施用率、转子性能和系统警报。这大大降低了处理不合规格的风险。″

此外，″农民和种子企业越来越需要能够验证处理质量和工艺一致性的运行记录。数字平台还能够实现更快的诊断、预防性维护、远程技术支持以及运营优化。使用高效液相色谱仪来检查准确性也是另一种质量方法。″

Momesso 设想这种演变将继续下去：″行业显然正朝着集成工艺自动化、预测性诊断、远程支持和生产管理的高度智能化系统发展。未来的种子处理平台不仅会施用产品，还将实时持续监控和优化处理质量。″

SATEC 通过模块化数字解决方案解决这一问题。在同时或顺次管理多个计量单元时，″智能控制软件负责正确的处理″，并且值得注意的是，″使该设备能够用于种子丸粒化应用″。SATEC 计量单元 SLP 特别实现了″高精度、自动计量″，其控制软件经常与硬件改进一起升级。

Seed Processing Holland 正在推动数字化超越简单的机器互联。该公司 SPH CONNECT^® 平台（以 SMT CONNECT^® 运行）代表着向智能、响应式系统的演进。正如 van Dok 所说：″通过 SMT CONNECT^®，我们为机器添加智能功能并进一步优化客户流程提供了可能。通过这种方式，我们可以将机器连接到批号，并收集客户可能希望分析的有价值的运行数据，例如等待时间、故障、能耗和处理能力。对于某些应用，例如种子干燥和种子处理应用，该系统已经可以根据实时水分测量值自动调整工艺参数。″

尽管实时参数调整正在推进，但人工智能已经在种子分类和分选领域产生了重大影响。Van Dok 解释说：″基于人工智能的学习技术已成功应用于表型分析和 X 射线视觉分选系统中，它们正日益取代传统的物理分选方法。然而，目前这些技术主要应用于茄科和葫芦科种子等高价值种子作物，因为它们的处理能力目前有限。″

人工智能分选向更广泛作物类型的扩展取决于设备的演进。″如果我们能够开发出显著提高通量的高速机械给料和种子分离技术，这些先进的分选技术对于更广泛的作物种子而言也将具有经济吸引力，″van Dok 指出。

图6.jpg