黨的十七大報(bào)告提到，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)從根本上說是科技的競(jìng)爭(zhēng)，特別是自主創(chuàng)新能力的競(jìng)爭(zhēng)。而科技成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化，則是科技對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供持久動(dòng)力有力保證。
當(dāng)下及未來，低碳環(huán)保的理念勢(shì)必會(huì)導(dǎo)引著科技發(fā)展的趨勢(shì)，一些高能耗、高污染的化學(xué)工業(yè)必將被逐漸淘汰，新型生物技術(shù)以其綠色高效及巨大的社會(huì)效益必將會(huì)而備受青睞。
科研智慧及創(chuàng)新能力是科技產(chǎn)業(yè)革命成敗的關(guān)鍵，而我們的科研思想是否走在世界最前沿，科技成果和現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力能否有效對(duì)接，則考驗(yàn)著一個(gè)民族的科技智慧和科技方略。
“為學(xué)無他，爭(zhēng)千秋勿爭(zhēng)一日”。不論是在現(xiàn)在還是將來，陳遠(yuǎn)童這個(gè)名字和“長(zhǎng)鏈二元酸”一起，必將彪炳科技史冊(cè)。
而將二者聯(lián)系在一起的是陳遠(yuǎn)童研究員潛心科研四十年的重大成果：長(zhǎng)鏈二元酸技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)隨著相關(guān)項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)化正日益彰顯著它難以估量的價(jià)值。
長(zhǎng)鏈二元酸的科技及社會(huì)價(jià)值
長(zhǎng)鏈二元酸是指碳鏈中含有10個(gè)以上碳原子的脂肪族二羧酸，它們是一類用途極其廣泛的重要精細(xì)化工產(chǎn)品。通過長(zhǎng)鏈二元酸合成的化工衍生產(chǎn)品極多，除了合成高性能尼龍工程塑料、高級(jí)麝香香料、油漆、涂料和潤(rùn)滑油、高溫電介質(zhì)等多種用途外，其在醫(yī)藥開發(fā)方面應(yīng)用更是異軍突起。近年來，長(zhǎng)鏈二元酸逐漸在合成醫(yī)藥中間體、乳腺癌檢測(cè)試劑、治療皮膚癌和艾滋病的藥物、合成新型降血糖藥等方面顯露出特殊作用和廣闊前景。
長(zhǎng)鏈二元酸作用非常大，但國(guó)際上傳統(tǒng)的長(zhǎng)鏈二元酸制造工藝主要是化學(xué)合成方法，而這種方法迄今只能夠生產(chǎn)出十二碳二元酸（DC12）。“該化學(xué)合成方法是以丁二烯為原料，需要9個(gè)復(fù)雜的反應(yīng)步驟以及高溫、高壓和催化劑，工業(yè)生產(chǎn)的時(shí)候需要防火、防爆和防毒裝置。整個(gè)生產(chǎn)過程存在條件苛刻、步驟多、收率低、成本高和環(huán)境污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)”。
而陳遠(yuǎn)童研究員長(zhǎng)鏈二元酸技術(shù)是利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)，該技術(shù)的研究的成功和工業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)，解決了用純化學(xué)方法難以合成的難題，并開辟了長(zhǎng)鏈二元酸的新來源，為尼龍工程塑料、熱熔膠、涂料和香料等十幾大類高檔產(chǎn)品的化學(xué)合成提供了豐富的原材料。
更重要的是這項(xiàng)技術(shù)將推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新，創(chuàng)造出幾十種乃至上百種具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新產(chǎn)品，在我國(guó)逐漸形成具有獨(dú)立特征的產(chǎn)業(yè)鏈和精細(xì)化工產(chǎn)品樹，從而廣泛應(yīng)用于航天航空、汽車、輪船、輪胎、建筑、紡織、服裝、電子電器、信息領(lǐng)域以及人民日常生活中，對(duì)提高我國(guó)綜合國(guó)力產(chǎn)生巨大和深遠(yuǎn)的影響，使中國(guó)綠色化學(xué)產(chǎn)業(yè)在激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)重要位置。
美國(guó)權(quán)威專家說，全世界每年以二元酸為原料生產(chǎn)出來的各種產(chǎn)品，總價(jià)值為420億美元。
杜邦、漢高、拜爾、德固賽、阿托、汽巴、雨布等十幾家國(guó)際500強(qiáng)大公司，近幾年來都紛紛轉(zhuǎn)向中國(guó)，購(gòu)買生物合成法工業(yè)化生產(chǎn)的長(zhǎng)鏈二元酸產(chǎn)品，用于合成高性能尼龍工程塑料、高級(jí)麝香香料、油漆、涂料和潤(rùn)滑油、高溫電介質(zhì)、醫(yī)藥中間體和農(nóng)藥等，其需求量與日俱增。許多有實(shí)力有遠(yuǎn)見的大公司都看好長(zhǎng)鏈二元酸生物合成這一高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)及其相關(guān)行業(yè)。事實(shí)證明，長(zhǎng)鏈二元酸生物合成法必將代替化工合成法。
統(tǒng)計(jì)顯示，自20世紀(jì)90年代中期起，中國(guó)每年進(jìn)口工程塑料150萬噸左右，耗用外匯近20億美元，且保持著15%~20%的年增產(chǎn)速度。特別是一些高性能工程塑料，目前仍主要依賴于國(guó)外進(jìn)口。2000年以來，中國(guó)汽車水性底漆、建筑水性乳膠涂料、粉末防腐涂料、水性防腐蝕涂料等高性能涂料的需求量超過100萬噸/年；2001年，中國(guó)進(jìn)口的高性能工程塑料約為1萬噸，高檔熱熔膠約3000t，共耗費(fèi)約2億美元外匯。業(yè)內(nèi)權(quán)威人士指出：長(zhǎng)鏈二元酸在國(guó)內(nèi)外有巨大的市場(chǎng)需求，發(fā)展前景十分廣闊。
而更令人驕傲和欣喜的是，我國(guó)在這種擁有廣闊前景的長(zhǎng)鏈二元酸生產(chǎn)上擁有絕對(duì)領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。據(jù)陳遠(yuǎn)童研究員介紹：“雖然中美日德四國(guó)都進(jìn)行了微生物發(fā)酵法生產(chǎn)長(zhǎng)鏈二元酸的研究，但是真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的只有中日兩國(guó)。據(jù)陳遠(yuǎn)童介紹，1985年，日本礦業(yè)公司曾建成年產(chǎn)200噸的十三碳二元酸發(fā)酵裝置，但是2001年已經(jīng)停產(chǎn)。因此，我國(guó)目前是國(guó)際上唯一大規(guī)模生產(chǎn)和出口長(zhǎng)鏈二元酸的國(guó)家。”
精勤不倦，厚積薄發(fā)。不經(jīng)意間，潛心專注科研的陳遠(yuǎn)童引領(lǐng)了國(guó)內(nèi)乃至國(guó)際綠色化學(xué)的新一輪革命。
惕厲不懈破難題
陳遠(yuǎn)童投身這項(xiàng)事業(yè)是在1972年。那一年，他追隨中國(guó)科學(xué)院方心芳院士，開始在石油微生物領(lǐng)域開展基礎(chǔ)理論研究和應(yīng)用開發(fā)研究。
在科研實(shí)踐中，勤奮認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、恪盡職守的陳遠(yuǎn)童迅速成長(zhǎng)起來，以出色的表現(xiàn)成為方心芳院士的接班人，挑起課題組組長(zhǎng)的重?fù)?dān)，并先后承擔(dān)橫向委托、國(guó)家自然科學(xué)基金和國(guó)家“八五”、“九五”科技攻關(guān)重大課題，在單一長(zhǎng)鏈二元酸系列產(chǎn)品的應(yīng)用開發(fā)方面開始了認(rèn)真的研究和大膽的探索。
找到合適的微生物菌種，是這一技術(shù)的關(guān)鍵所在。陳遠(yuǎn)童帶領(lǐng)課題組的科技人員一起將常規(guī)方法和生物技術(shù)方法相結(jié)合，開始對(duì)生產(chǎn)菌株進(jìn)行反復(fù)的誘變和篩選。經(jīng)過不懈努力，陳遠(yuǎn)童獨(dú)創(chuàng)氧化酶活力篩選指示培養(yǎng)基和快速三步篩選法，使篩選效率提高近百倍。此后，他與課題組人員一起先后對(duì)50多萬株突變株進(jìn)行高通量篩選，獲得5000多株生產(chǎn)長(zhǎng)鏈二元酸較多的突變株后，通過實(shí)驗(yàn)室搖瓶產(chǎn)酸試驗(yàn)，培育出6株專門生產(chǎn)Ｃ12－Ｃ17各種長(zhǎng)鏈二元酸的優(yōu)良高產(chǎn)突變株，搖瓶產(chǎn)酸水平分別從每升十幾克、幾十克提高到一百克左右。事實(shí)證明，這是他們后來取得巨大成功的關(guān)鍵因素。
培育出高產(chǎn)菌株后，還必須根據(jù)石油發(fā)酵特點(diǎn)對(duì)發(fā)酵條件和發(fā)酵工藝進(jìn)行不斷優(yōu)化，從而獲得最理想的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，石油微生物在同化和氧化正烷烴生長(zhǎng)和產(chǎn)酸的過程中，有一個(gè)潛伏期，它與以往的糖發(fā)酵不同，糖溶于水，接種后能馬上生長(zhǎng)；而烷烴不溶于水，必須經(jīng)過一段時(shí)間的乳化，菌體才能接觸到烷烴原料，才能生長(zhǎng)和產(chǎn)酸。發(fā)現(xiàn)這一特點(diǎn)之后，他們采用物理和生物的方法，不斷加速烷烴乳化，縮短潛伏期，從而提高產(chǎn)酸量。當(dāng)然，在他們的不懈努力下，在2噸罐中試和20噸罐工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，配合其他條件的優(yōu)化控制，產(chǎn)酸量從每升100克以下逐漸提升到150克至200克的國(guó)際領(lǐng)先水平。
陳遠(yuǎn)童研究員帶領(lǐng)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過幾十年的艱苦奮斗，克服重重困難，最終在長(zhǎng)鏈二元酸技術(shù)方面取得了實(shí)質(zhì)性成果。很快，諸多的榮譽(yù)回饋了陳遠(yuǎn)童和相關(guān)科技人員的艱辛付出。長(zhǎng)鏈二元酸技術(shù)先后榮獲多項(xiàng)國(guó)家、省部級(jí)大獎(jiǎng)，其中包括國(guó)家“八五”攻關(guān)重大科技成果獎(jiǎng)１項(xiàng)，“九五”攻關(guān)優(yōu)秀成果獎(jiǎng)１項(xiàng)，中國(guó)科學(xué)院發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)各１項(xiàng)，北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)和北京市發(fā)明專利獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)。特別是2006年，長(zhǎng)鏈二元酸技術(shù)榮獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。此外，該技術(shù)還獲得7項(xiàng)授權(quán)的國(guó)家發(fā)明專利，技術(shù)成果轉(zhuǎn)讓多家工廠。
成就是讓人欣喜和自豪，然而，在陳遠(yuǎn)童心里，前面的路仍將很長(zhǎng)——在他看來，重要的是如何使長(zhǎng)鏈二元酸實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
科技價(jià)值在生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化中彰顯
作為一個(gè)科技工作者，陳遠(yuǎn)童深深懂得，只有將長(zhǎng)鏈二元酸產(chǎn)業(yè)化，才能彰顯這項(xiàng)技術(shù)的價(jià)值，也才能造福于祖國(guó)。
要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，就必須解決后處理問題。于是，產(chǎn)品中殘存的烷烴成了陳遠(yuǎn)童以及課題組成員首先要解決的技術(shù)難題。當(dāng)時(shí)，國(guó)內(nèi)外一般采用高速離心機(jī)處理，不但費(fèi)時(shí)費(fèi)電，效果還不理想，導(dǎo)致成品質(zhì)量差，應(yīng)用受影響。面對(duì)困難，他們又一次迎難而上，經(jīng)過長(zhǎng)期的試驗(yàn)，終于找到一種簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)可行的破乳分層方法，實(shí)現(xiàn)了殘余烷烴的回收再利用，不但降低了成本，又方便了二元酸的處理，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。同時(shí)，他們還率先將水作為有機(jī)溶劑的替代品進(jìn)行分離提取和精制，受到工廠的普遍歡迎。
科技只有實(shí)實(shí)在地轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力才能造福于社會(huì)。所以陳遠(yuǎn)童研究員一方面潛心科研，一方面積極運(yùn)作，大膽嘗試，將長(zhǎng)鏈二元酸生產(chǎn)技術(shù)不斷地推向了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
1997年底，山東淄博廣通化工有限責(zé)任公司（原淄博龍泉煤礦）建成年產(chǎn)300噸二元酸的發(fā)酵工廠，發(fā)酵罐體積20噸，一次試車成功，1998年正式工業(yè)生產(chǎn)。緊接著，1999年底二期工程建成，年生產(chǎn)能力擴(kuò)大到1000噸，成為國(guó)際上首家千噸級(jí)規(guī)模的長(zhǎng)鏈二元酸生物發(fā)酵廠。由于質(zhì)量好，1999年，產(chǎn)品通過ISO 9000國(guó)家質(zhì)量認(rèn)證，除了滿足國(guó)內(nèi)化工生產(chǎn)需要外，還遠(yuǎn)銷歐美和日本，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，使一個(gè)瀕臨破產(chǎn)的百年老礦重新煥發(fā)了生機(jī)，完成了轉(zhuǎn)產(chǎn)任務(wù)。2004年，該廠生產(chǎn)的產(chǎn)品達(dá)到1500噸。
由于看好長(zhǎng)鏈二元酸產(chǎn)品廣闊的用途和巨大的市場(chǎng)前景，上海凱賽控股有限公司受讓了中科院微生物所成熟的技術(shù)成果，并于2002年底在山東濟(jì)寧地區(qū)建成一座年產(chǎn)7000噸長(zhǎng)鏈二元酸的發(fā)酵工廠，發(fā)酵罐體積借鑒廣通公司20噸罐成功的經(jīng)驗(yàn)，放大為200噸，一次試車成功后，于2003年8月正式投產(chǎn)。目前，已經(jīng)成為國(guó)際上石油發(fā)酵生產(chǎn)二元酸規(guī)模最大的發(fā)酵工廠，產(chǎn)品質(zhì)量好，遠(yuǎn)銷歐美等地。2006年，產(chǎn)量達(dá)到8000多噸，2007年底完成二期工程建設(shè)后，生產(chǎn)能力擴(kuò)大到1.8萬噸/年。
山東翰霖生物技術(shù)公司在2008年受讓中國(guó)科學(xué)院微生物研究所長(zhǎng)鏈二元酸專利技術(shù)，計(jì)劃集資30億元人民幣，5年內(nèi)分三期完成6萬噸/年的長(zhǎng)鏈二元酸生產(chǎn)線。第一期工程為1萬噸/年，2009年7月份建成試車成功后，9月份開始正式投產(chǎn)，同時(shí)，第二期工程2萬噸/年正式開工建設(shè)，計(jì)劃2010年5、6月份建成，成為世界最大的長(zhǎng)鏈二元酸生產(chǎn)基地，三期工程3萬噸/年建成后，總生產(chǎn)能力達(dá)到6萬噸/年，每年總產(chǎn)值將達(dá)到30億元人民幣以上，年創(chuàng)利稅超過10億元人民幣。2009年3月，國(guó)家發(fā)改委和國(guó)家財(cái)政部等領(lǐng)導(dǎo)在參觀長(zhǎng)鏈二元酸項(xiàng)目及產(chǎn)業(yè)化基地后，對(duì)項(xiàng)目的建設(shè)給予了充分肯定和大力支持。
目前，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所已經(jīng)將多項(xiàng)二元酸專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓給多家公司，截止2009年底，已建成2座萬噸級(jí)和3座千噸級(jí)規(guī)模生產(chǎn)工廠，總生產(chǎn)能力達(dá)到3.3萬噸/年，山東省已成為長(zhǎng)鏈二元酸生產(chǎn)基地和生產(chǎn)大省。
陳遠(yuǎn)童心里，長(zhǎng)鏈二元酸的市場(chǎng)絕不僅僅止于國(guó)內(nèi)。而事實(shí)上，杜邦、漢高、拜爾、德固賽等十幾家國(guó)際500強(qiáng)大公司，近幾年來都紛紛轉(zhuǎn)向中國(guó)，購(gòu)買生物合成法工業(yè)化生產(chǎn)的長(zhǎng)鏈二元酸產(chǎn)品。被國(guó)際公司青睞有加正是基于長(zhǎng)鏈二元酸的科技含量，這項(xiàng)綠色化學(xué)工業(yè)的革命其后續(xù)的影響無疑會(huì)難以估量。而更廣地服務(wù)社會(huì)，也是陳遠(yuǎn)童心底的目標(biāo)和努力的方向。
“為學(xué)無他，爭(zhēng)千秋勿爭(zhēng)一日”，這是一個(gè)成功科學(xué)家所追求的最高境界，而灌注著陳遠(yuǎn)童心血和汗水的長(zhǎng)鏈二元酸技術(shù)相信必將在科技界流芳萬古。
