語音播報
為擺脫困境,重振發(fā)展,東北制藥亟須迅速提高產(chǎn)品的科技水平,沈陽生態(tài)所與東北制藥總廠在遼寧省、沈陽市科委的領(lǐng)導(dǎo)下,共同承擔(dān)了遼寧省、沈陽市政府下達的以提高萬噸維生素C二步發(fā)酵轉(zhuǎn)化為中心的“維生素C新技術(shù)開發(fā)”重大科技攻關(guān)任務(wù)。
維生素C是一種人體必需但卻不能自身合成的維生素,必須從外界攝入,但維生素C生產(chǎn)卻是一個規(guī)模龐大、廢棄物排放量偏高的產(chǎn)業(yè)。
為此,中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所(以下簡稱沈陽生態(tài)所)聯(lián)合東北制藥集團股份有限公司(以下簡稱東北制藥)進行攻關(guān),從源頭上減少了維生素C生產(chǎn)過程中大宗廢棄物排放難題。沈陽生態(tài)所研究員徐慧在接受《中國科學(xué)報》記者采訪時說:“我們通過對維生素C新技術(shù)的開發(fā),為其生產(chǎn)帶來一場徹底的‘瘦身’革命?!?/p>
發(fā)酵廢液排放的困擾
當(dāng)前,維生素C已廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥保健品、飼料和化妝品等領(lǐng)域。徐慧告訴記者:“我國維生素C年產(chǎn)量約為12萬噸,占世界總產(chǎn)量的95%以上。然而,維生素C生產(chǎn)中會形成大量廢棄發(fā)酵醪液?!?/p>
東北制藥總廠(東北制藥集團股份有限公司前身)作為我國生產(chǎn)出口維生素C最大的廠家,每年產(chǎn)生的廢棄醪液達1.5萬噸。東北制藥集團股份有限公司207分公司副總經(jīng)理胡昊告訴記者:“該醪液呈灰褐色、黏稠狀,COD(有機物污染參數(shù))值為7萬~10萬毫克/升,其主要成分是維生素C生物發(fā)酵生產(chǎn)工藝中的剩余微生物菌體蛋白和培養(yǎng)基等,這樣的排放問題一直困擾著我們?!?/p>
不難發(fā)現(xiàn),我國在維生素C生產(chǎn)過程中,資源利用集約度和環(huán)境友好度尚較薄弱,并且存在發(fā)酵廢液含量高、處理難等難題。
攜手東藥聯(lián)合攻關(guān)
幾十年來,東北制藥總廠生產(chǎn)的維生素C一直是我國重要的出口創(chuàng)匯產(chǎn)品,產(chǎn)品銷往歐美,為國家創(chuàng)造了巨額外匯,也為遼寧省經(jīng)濟發(fā)展作出了貢獻。
自1996年起,市場發(fā)生了突然變化,以羅氏為首的西方大公司聯(lián)手控制市場,大幅降低價格,維生素C由原來的12美元/公斤降至5~6美元/公斤,以后不斷降至3.5~4美元/公斤,降幅近70%?!拔覈S生素C產(chǎn)業(yè)發(fā)展嚴重受阻,企業(yè)的生存受到威脅?!焙徽f。
為擺脫困境,重振發(fā)展,東北制藥亟須迅速提高產(chǎn)品的科技水平,沈陽生態(tài)所與東北制藥總廠在遼寧省、沈陽市科技管理部門的領(lǐng)導(dǎo)下,共同承擔(dān)了以提高萬噸維生素C二步發(fā)酵轉(zhuǎn)化效率為中心的“維生素C新技術(shù)開發(fā)”重大科技攻關(guān)任務(wù)。
據(jù)悉,雙方組成的聯(lián)合小組經(jīng)4年不懈攻關(guān),成功達到了預(yù)期的目標(biāo),實現(xiàn)了萬噸維生素C工程設(shè)計規(guī)模,總收益率由51%提高至60%,成本下降41%,產(chǎn)量增至11500噸,當(dāng)年獲產(chǎn)值6.93億元,利潤3000萬元,創(chuàng)匯5000萬美元。
徐慧回憶道:“沈陽生態(tài)所與東北制藥總廠合作完成項目,不僅有力地提高了產(chǎn)品在國際市場的競爭力,還通過合作受到了遼寧省、沈陽市領(lǐng)導(dǎo)的高度評價,1999年該項目被評為遼寧省產(chǎn)學(xué)研十佳典型?!?/p>
其實,東北制藥與沈陽生態(tài)所的合作可以追溯到“七五”期間,雙方開展了高產(chǎn)菌株選育研究,篩選了30余株可供發(fā)酵的伴生菌?!鞍宋濉逼陂g,雙方承擔(dān)國家攻關(guān)課題“古龍酸深層發(fā)酵及多維固體發(fā)酵新工藝”,研究了發(fā)酵中古龍酸合成酶的作用機制,揭示了其生物合成機制及控制條件?!熬盼濉逼陂g,雙方承擔(dān)遼寧省重大科技攻關(guān)項目“提高萬噸古龍酸發(fā)酵生產(chǎn)率”,研究了混菌代謝的生態(tài)調(diào)節(jié)并建立了發(fā)酵新工藝?!笆濉逼陂g,雙方承擔(dān)沈陽市科技局重大項目“古龍酸發(fā)酵新菌種篩選”,從不同屬的芽孢桿菌備選菌株種中選育高效伴生株,后來,“神舟7號”衛(wèi)星曾搭載東北制藥的備選菌株上天,實施太空誘變育種,獲得古龍酸高產(chǎn)菌5株。
2008年,東北制藥與沈陽生態(tài)所聯(lián)合啟動院地合作研發(fā)課題“維生素C高效菌種及發(fā)酵技術(shù)構(gòu)建”項目,在優(yōu)良菌種選育、一步高山梨醇濃度連續(xù)發(fā)酵、二步高山梨糖濃度高溫發(fā)酵技術(shù)等方面均取得良好進展或突破。
未來經(jīng)濟效益可觀
合作至今,雙方在維生素C發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域的研究成果已獲多項獎勵,如:萬噸維生素C工業(yè)化技術(shù)于2002年獲國家科技進步獎二等獎,維生素C一步高濃度連續(xù)發(fā)酵新工藝于2013年獲遼寧省科技進步獎二等獎、維生素C二步發(fā)酵衛(wèi)星搭載菌及其適宜工藝于2006年獲遼寧省科技進步獎三等獎,維生素C新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化于2007年獲遼寧省科技成果轉(zhuǎn)化獎二等獎等。
徐慧介紹道,上述成果現(xiàn)大多已應(yīng)用于生產(chǎn),提高了發(fā)酵效率、降低了生產(chǎn)成本,減少了COD排放,提高了企業(yè)的核心競爭力,帶來了可觀的經(jīng)濟和社會效益。沈陽生態(tài)所也在合作過程中得到了發(fā)展,如,改善了實驗條件、壯大了研究隊伍、增強了學(xué)科建設(shè)。
現(xiàn)在,為響應(yīng)中央關(guān)于《加速推進“中國制造2025”》戰(zhàn)略,雙方從2010年起開展了在大宗廢棄物資源化再利用技術(shù)方面的合作開發(fā),目前已經(jīng)在“廢菌渣制備菌體蛋白項目”和“廢母液回收古龍酸鈉項目”上取得了突破性進展。
徐慧稱,這兩個項目的工程建設(shè)將在近期開始實施,并于2018年底完工?!绊椖繉嵤脑搭^上減少大宗廢棄物排放,意味著維生素C生產(chǎn)開始步入集約化、綠色化、智能化的升級通道。”
胡昊認為:“雙方在多年合作中,密切配合、協(xié)同作戰(zhàn)、相互促進、共同提高、互惠共贏,不僅提升了企業(yè)科技含量,也提升了中科院的研發(fā)水平和智力資源的產(chǎn)學(xué)研轉(zhuǎn)化經(jīng)驗?!?/p>
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