走進(jìn)福建中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心中試試驗(yàn)室，繁復(fù)的管道布局和自動化精密設(shè)備映入眼簾，技術(shù)人員正有條不紊地進(jìn)行著生物酶制劑中試生產(chǎn)試驗(yàn)。

這個試驗(yàn)室就是福建中煙歷時近兩年建設(shè)的煙用生物酶制劑試驗(yàn)（研發(fā)）線，該項(xiàng)目于去年年底順利通過驗(yàn)收。

這標(biāo)志著，福建中煙已具備完全自主開展生物酶制劑研發(fā)中試及自研高附加值酶制劑產(chǎn)品的生產(chǎn)轉(zhuǎn)化能力，有效填補(bǔ)了企業(yè)完全自有知識產(chǎn)權(quán)生物酶制劑從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)到工業(yè)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)化所必需的關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備空白。

全力攻關(guān) 勇攀高峰

近年來，隨著卷煙產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，原料供需結(jié)構(gòu)性矛盾日益凸顯，現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展為解決這一問題提供了新思路，利用微生物及生物酶技術(shù)成為破解困局的有效途徑。

利用生物酶處理卷煙原料，是提高原料品質(zhì)的一個新途徑。為搶占行業(yè)生物酶技術(shù)制高點(diǎn)，早在2010年，福建中煙就啟動了生物酶技術(shù)研究，開始探索生物技術(shù)在卷煙原料提質(zhì)方面的作用。2019年，“基于提升卷煙原料使用價值的生物技術(shù)應(yīng)用研究”重大專項(xiàng)組建立，融合多部門、多學(xué)科的攻關(guān)團(tuán)隊(duì)迅速建立并高效運(yùn)行。

為了找到理想的酶原料，項(xiàng)目組從全國多地搜集了不同特性的煙葉原料，從中分離純化出可培養(yǎng)微生物。他們探索開展了基于近紅外含量預(yù)測、核磁結(jié)構(gòu)解析、熱解產(chǎn)物測試和燃燒狀態(tài)表征的煙用酶制劑作用機(jī)理與動力學(xué)模擬等研究，在行業(yè)內(nèi)首次形成較為系統(tǒng)的煙草大分子檢測體系。

經(jīng)過不懈努力，項(xiàng)目組經(jīng)過篩選，獲得一批可降解煙草大分子物質(zhì)、提升煙葉醇化效率和品質(zhì)的功能菌株，建立了煙草源大分子降解功能微生物資源庫。他們開展多項(xiàng)研究，掌握了最佳發(fā)酵工藝條件，從目標(biāo)菌株中分離制備出了液態(tài)酶制劑。

為進(jìn)一步提升生物酶應(yīng)用質(zhì)量，在液態(tài)酶制劑研究的基礎(chǔ)上，技術(shù)中心原料研究部著力開展固態(tài)酶制劑研究。

在實(shí)驗(yàn)室及中試條件下，通過對目標(biāo)菌株進(jìn)行系統(tǒng)研究，項(xiàng)目組終于成功研制出具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的固態(tài)酶制劑。他們絲毫不敢松懈，持續(xù)探索，逐步構(gòu)建起固態(tài)酶制劑工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)及質(zhì)控體系，成功研發(fā)出5類6種固態(tài)功能酶制劑產(chǎn)品，并利用自研酶制劑生產(chǎn)再造煙葉800余噸，處理原煙8.8萬余擔(dān)。

同時，福建中煙與多家科研院所、高校等單位合作，掛牌成立了多個聯(lián)合創(chuàng)新中心，推動生物酶全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新。

一項(xiàng)項(xiàng)豐碩成果，讓福建中煙在生物技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域上底氣十足。他們不斷提升生物技術(shù)優(yōu)勢“加速度”，持續(xù)跑好自主創(chuàng)新新賽道。

自主搭臺 深化應(yīng)用

為進(jìn)一步提升生物酶提質(zhì)全產(chǎn)業(yè)鏈自主掌控水平，2021年年初，福建中煙煙用生物酶制劑試驗(yàn)線建設(shè)項(xiàng)目正式立項(xiàng)。項(xiàng)目定位為“三平臺”，即：中試研發(fā)平臺、成果轉(zhuǎn)化平臺、人才培養(yǎng)平臺，遵循“科學(xué)性、先進(jìn)性、柔性”原則，在技術(shù)中心開展生物酶制劑試驗(yàn)線建設(shè)，主要包括5個功能模塊及相關(guān)配套工藝設(shè)備。

對項(xiàng)目組而言，這個試驗(yàn)平臺應(yīng)該是穩(wěn)定可靠且靈活機(jī)動的，不僅要滿足常態(tài)化的生物酶制劑中試研究需要，還要能夠?qū)崿F(xiàn)部分小批量、高附加值酶制劑產(chǎn)品的自主生產(chǎn)。

目標(biāo)既定，行動必隨。早在項(xiàng)目開始前，技術(shù)中心就與相關(guān)單位從技術(shù)成熟度、場地條件、環(huán)境要求等多個方面對項(xiàng)目的可行性進(jìn)行了充分評估與論證，并與相關(guān)設(shè)備制造企業(yè)開展了多輪現(xiàn)場交流及實(shí)地調(diào)研。立項(xiàng)之后，項(xiàng)目組開始著手工藝設(shè)計(jì)、環(huán)境設(shè)計(jì)、工藝設(shè)備個性化定制設(shè)計(jì)，以及施工建設(shè)方案和試運(yùn)行試驗(yàn)方案制訂等研究。

“從生產(chǎn)指標(biāo)、工藝路徑設(shè)計(jì)到設(shè)備選型組合、設(shè)備安裝調(diào)試，真可謂關(guān)關(guān)難過！”項(xiàng)目組成員、技術(shù)中心原料研究部員工龍騰感慨地說，光是設(shè)備選型設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，近百頁的技術(shù)參數(shù)一遍遍校對、一個個過。

對技術(shù)人員而言，最難的還是與設(shè)備打交道。

眾多的閥門、泵的類型和用途怎么區(qū)分？電路走線、管道布局如何優(yōu)化？小到排料管的走向、零部件的銜接，大到整個控制系統(tǒng)PID設(shè)計(jì)，項(xiàng)目組成員從零開始學(xué)，一一吃透。設(shè)備進(jìn)場后，他們“盯緊”現(xiàn)場，及時糾偏，邊施工邊調(diào)試邊優(yōu)化。

經(jīng)過一百多天的匠心鍛造，生物酶制劑試驗(yàn)線雛形已現(xiàn)。接下來的試運(yùn)行階段，項(xiàng)目組連續(xù)開展多個批次酶制劑中試生產(chǎn)試驗(yàn)，并對酶制劑產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量評價，驗(yàn)證整線設(shè)備及工藝是否達(dá)標(biāo)，檢驗(yàn)全系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

“整個中試試驗(yàn)過程，設(shè)備一旦開機(jī)就不能中斷。從菌種活化到一級種子，每6小時取樣一次，二級種子到發(fā)酵生產(chǎn)，每3小時取樣一次，全程至少需要5天不間斷跟蹤。”龍騰直言，這和以往酶制劑產(chǎn)品委外中試不同，現(xiàn)在從試驗(yàn)設(shè)計(jì)到具體操作，甚至是設(shè)備清洗都得自主開展。由于需要實(shí)時掌握發(fā)酵過程參數(shù)變化情況，并及時應(yīng)對，項(xiàng)目組工藝技術(shù)團(tuán)隊(duì)輪流值守，一刻也不敢放松。項(xiàng)目組同心協(xié)力、咬緊牙關(guān)，最終圓滿完成酶制劑中試試驗(yàn)任務(wù)。

在福建中煙黨組及技術(shù)中心黨委的高度重視和全力支持下，在項(xiàng)目組的不懈努力下，一條以代謝流發(fā)酵系統(tǒng)為核心、工藝流程完整、自動化程度較高的生物酶制劑試驗(yàn)線建成。

“秉持迭代思維，提升創(chuàng)新能力，保持生物酶技術(shù)在行業(yè)中的領(lǐng)先優(yōu)勢！”福建中煙黨組成員、副總經(jīng)理林榮欣表示，今后項(xiàng)目組要充分發(fā)揮作用，高效推動生物酶技術(shù)創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化，積極拓展生物酶技術(shù)應(yīng)用場景，擴(kuò)大應(yīng)用規(guī)模，進(jìn)一步提高原料質(zhì)量，助力企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。