突破瓶頸擁抱5G 新技術助生物發酵產業繼續“發酵”

不久前，在山東舉行的“生物發酵產業免疫力經濟”高峰論壇上，山東省科學院生物研究所研究員、山東省生物發酵產業協會會長史建國曾給科技日報記者列了一個優秀生物發酵企業的名單，華熙生物、福瑞達生物等企業榜上有名。

記者1月23日采訪業內人士了解到，作為全球玻尿酸企業的“龍頭”，華熙生物通過微生物發酵法生產透明質酸，實現了大規模發酵生產，并打通了上游原料產品到下游終端產品的全產業鏈。正因如此，華熙生物連同其他35家企業被本次論壇評為“生物發酵產業技術技能先進企業”。

中國生物發酵產業協會名譽理事長石維忱表示，從2015年的2426萬噸增加到2019年的3064.7萬噸，我國生物發酵產品產量年均增幅達5.9%。其中，氨基酸、有機酸、淀粉糖及多元醇等產能及產量多年穩居世界第一，國產化能力繼續提升，關鍵設備實現國產化，技術指標不斷提高，生產工藝得以改進……

但對生物發酵產業來說，進步之外，隱憂也不少，比如氨基酸、酶制劑等行業關鍵菌種存在自主知識產權問題，固定化技術、發酵條件和工藝水平等原創核心成果有限……這些仍在阻礙著行業發展。

多點發力

我國生物發酵業擁有國際競爭力

身居國家級濟寧高新區腹地，山東勝利生物工程有限公司(以下簡稱勝利生物)向來穩扎穩打，不露聲色，依靠核心競爭力打造的“中國創新力百強企業”“全國獸用原料藥類十強”名片彰顯出其與眾不同之處。

該公司技術部經理陳寧向記者表示，他們以生物發酵技術為主導，生產動物專用抗生素原料藥、獸藥制劑和飼料添加劑。深耕專業，使其“拳頭產品”泰妙菌素原料藥在國內率先取得歐盟COS證書、恩拉霉素國內首批獲得批準文號、80%泰妙菌素預混劑取得日本FMA證書……

在山東，類似勝利生物這樣的生物發酵企業還有不少。

這些眾多行業翹楚正推動著山東成為國內生物發酵產業的“龍頭”。史建國向記者表示，山東不僅具有企業數量、規模、產值和產品優勢，而且生產能力、研發水平也處于前沿。

“生物發酵產品出口量從2015年的344萬噸增加到2019年的526.8萬噸，年均增幅11.7%;出口額從2015年的45億美元增加到2019年的54.45億美元，年均增幅6.2%。”石維忱透露的這些數據，顯示出中國生物發酵產業擁有國際競爭力的一面。

這種競爭力的取得，既來源于從基礎研究到應用研究鏈條的綜合發力，也源于科研投入和人才引入上的不遺余力。記者了解到，中國生物發酵行業已創建了59個國家級技術中心、重點實驗室，18個中國輕工業重點實驗室，5個中國輕工業工程技術研究中心，25個行業專項技術中心。在此之外，整個行業的平均研發投入約占銷售收入的3.9%。

突破瓶頸

需要“有所為，有所不為”

“部分企業減產、停產，上下游產業鏈條減產、停產以及物流不暢，極大地影響生產和銷售;玉米原料價格提升、惜售，導致生產成本提升，全行業利潤水平下降，部分行業面臨微利局面……”分析2020年上半年的經濟形勢，石維忱的結論是：去年1—6月生物發酵行業整體產量下滑，主要行業產品產量約1414.7萬噸，與2019年相比下降約6.9%;總產值約1051.2億元，與2019年相比下降約4.9%。

但新冠肺炎疫情帶來的并不都是“下降”。在嚴峻背景下，有機酸、多元醇、酶制劑、酵母、酵素行業仍然實現了正增長。而這一降一升之間，瓶頸問題凸顯。

相關專家告訴記者，從市場環境上看，生物發酵產業的低端市場已經飽和，且競爭激烈;從核心技術上看，固定化技術、發酵條件和工藝水平、分離提取技術、檢測評價技術、智能化控制水平都有提升空間。

于是，延長產業鏈，生產高附加值產品成為生物發酵工業轉型的關鍵。

在本次論壇上，齊魯工業大學(山東省科學院)生物工程學院副院長李丕武教授與大家分享了抓機遇促發展的思路與對策;而山東大學微生物技術國家重點實驗室副主任、微生物技術研究院副院長王祿山詮釋了微生物發酵產業與生態、健康息息相關的關系……

一場“頭腦風暴”下來，大家形成了共識：突破瓶頸，整個行業需要“有所為，有所不為”，而其中的“有為之處”便成為生物發酵人的發力方向。新思維、新理念、新技術無疑將成為推動今后生物發酵產業高質量發展的新引擎。

擁抱5G

行業發展呼喚智能工廠

作為生物工程的重要組成部分，生物發酵工程是指利用微生物發酵生產各種工業溶劑和化工原料。

和生物醫藥、生物農業一樣，生物制造亦是生物產業的重點領域。專家表示，生物發酵產業在生物制造產業所占比重大約80%以上。生物發酵產品已廣泛滲透到紡織、造紙等多個行業。

“上游原料經過發酵，進入預處理階段;再進入下游，最后生成產品。”這是史建國向記者展示的整個生物發酵的生產過程。他強調，生物反應過程具有復雜性、非線性和時變性。這些特性，使得生物發酵產業對核心技術有了苛刻要求。

他認為，生物加工過程產生海量數據，急需利用人工智能進行數據處理。按照人工智能的基本概念，生物制造有兩個主體：微生物細胞工廠的智能設計和組裝、工業生物過程的智能檢測與控制。在生物反應過程中，需要智能工廠產業鏈的基礎層——感知層發力，對生產過程進行連續性在線檢測與控制。

當然，尋求生物發酵行業新突破還需要多點發力。史建國認為，5G時代的智能工廠將大幅改善勞動條件，減少生產線人工干預，提高生產過程可控性，最重要的是借助于信息化技術打通企業的各個流程，實現從設計、生產到銷售各個環節的互聯互通，并在此基礎上實現資源的整合優化，從而進一步提高企業的生產效率和產品質量。(王延斌)