20世纪以来,生物技术的发展突飞猛进,如何将新的认识和发现转化为技术,并进而在工程技术上应用,是一个重大课题。国家生化工程技术研究中心(上海)对生物技术产业化过程中凝练出的科学问题开展了基础、关键共性技术研究,以产品为对象开展 工艺、工程、装备一体化研究,将生命科学和工程学等基础学科的最新理论和发现引入发酵工程领域,通过产、学、研实践,提升企业自主创新能力和市场竞争力,在推进生物技术产业化中成果累累。
工程中心研究团队在国家863重点项目和973项目支持下,将菌种改造、发酵工艺与装备作为一个整体,在微生物药物和轻工食品发酵过程优化研究中,提出生物反应器中多尺度参数相关的理论方法。又针对生物反应器内部多相流体不均匀流场分布的特点,提出基于生物反应器流场特性与细胞生理代谢特性相结合的放大技术,并引入计算流体力学用于流场特性研究,先后在鸟苷、红霉素、头孢菌素C、维生素B12、阿维菌素、克拉维酸、基因植酸酶等十多种产品,促使企业在降低生产成本和节能减排上取得重大进展。例如从反应器宏观代谢流差异发现了鸟苷发酵微观尺度细胞代谢流的迁移,实现跨尺度测量与控制,最终指导工艺改进,在新一代食品添加剂重要原料鸟苷发酵优化研究中,使广东星湖公司生产水平由16g/L提高到34g/L,打破了日、韩的技术垄断,使濒临停产的车间重获国际竞争力。在宜都东阳光公司的红霉素生产,形成了目前世界上规模最大的370m3高耗氧罐红霉素发酵流程,又创新应用组合膜分离等技术,形成清洁生产的节能减排全新生产工艺。大幅提高发酵单位,此外,为彻底解决红霉素组分问题,在国际上首次获得有效组分的提高红霉素工业生产菌株,原料药质量超过药典标准。公司已成为国内红霉素原料药最大生产基地,市场占有率30%以上。
上述平台技术还通过产、学、研实践,推广到涉及大型企业集团和研究单位近十余家,产生的可统计经济效益已达30 亿元以上,先后三次获国家科技进步二等奖,其中“先进技术集成的红霉素生产新工艺”又获2008年上海市科技进步一等奖。
(责任编辑 傅佩佩)
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