綠色科技的引領者
——訪中國科學院微生物研究所研究員陳遠童

■ 楊 斌

綠色科技的引領者
——訪中國科學院微生物研究所研究員陳遠童

■ 楊 斌

陳遠童，北京大學化學系畢業，微生物學專家。現為中國科學院微生物研究所研究員，博士生導師，政府特殊津貼獲得者，中共黨員。多年來，在石油微生物領域，致力于微生物正烷烴代謝產物和代謝途徑的基礎理論研究及微生物發酵正烷烴生產混合長鏈二元酸的應用研究與產業化發展。他立定目標，鍥而不舍，他的研究成果長鏈二元酸生物合成引領綠色化學革命就是最好的證明。

40年潛心研究成果豐碩

陳遠童從事微生物發酵生產長鏈二元酸的基礎理論研究和應用開發研究已有近40年。從1987年起，先后承擔橫向委托、國家自然科學基金、國家“八五”和“九五”科技攻關項目，在生物合成生產長鏈二元酸系列產品的應用開發研究中，取得5項重要的長鏈二元酸科研成果，獲7項授權的國家發明專利。近10多年來，專利成果已經轉讓多家公司，在國內建起兩座萬噸級和3座千噸級規模的長鏈二元酸生物合成生產工廠，總生產能力超過5萬噸/年，使我國成為當時國際上唯一能夠應用生物合成技術實現多種長鏈二元酸大規模工業化生產的國家，形成一個具有自主知識產權的民族新產業，技術水平和產業化都處于國際領先地位。

為此，陳遠童先后獲得國家“八五”科技攻關重大科技成果獎和“九五”國家重點科技攻關計劃優秀科技成果獎各1項，國家科技進步二等獎1項，中國科學院發明一等獎和三等獎各1項，中國科學院與省市、企業合作獎個人二等獎1項，北京市科學技術二等獎和北京市發明專利獎二等獎各1項等。

創新思維催生國際領先科技

長鏈二元酸是指碳鏈中含有10個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化工產品，是化工上合成高性能尼龍工程塑料、高級麝香香料、高檔尼龍熱熔膠、高級油漆、涂料和潤滑油、高溫電介質、農用薄膜耐寒性增塑劑、新醫藥和農藥等的重要原材料。

陳遠童的微生物發酵生產長鏈二元酸研究的成功和工業化生產，解決了用純化學方法難以合成的問題，開辟了長鏈二元酸的新來源，為尼龍工程塑料、熱熔膠、涂料和香料等十幾大類高檔產品的化學合成提供了豐富的原材料，推動這些產業及相關行業的發展和技術創新，將創造出上百種具有中國自主知識產權的新產品，將在我國逐漸形成具有獨立特征的產業鏈和精細化工產品樹，從而在航天航空、汽車、輪船、輪胎、建筑、紡織、服裝、電子電器、信息領域以及人民日常生活中醫藥衛生、保健等方面有廣泛的應用，為提高我國綜合國力產生巨大和深遠影響。

長鏈二元酸微生物發酵技術中涉及油、水、氣、固（菌種）多個界面，要實現工業化生產，必須解決一系列工程技術新難題。陳遠童首先開展基礎理論研究，根據合成長鏈二元酸微生物種屬關系和合成機理，發現長鏈二元酸生物合成是在微生物細胞內通過胞內酶的催化作用氧化生成的，ω-氧化酶催化二元酸生物合成，β-氧化酶則催化二元酸的降解。他在此基礎上提出了提高長鏈二元酸生物合成速度必須控制細胞的酶活性和增大細胞膜的通透性的創新思路，這個思路對提高二元酸的產量起到了關鍵作用。在長鏈二元酸的研發工作中取得突破性進展，創造性地解決了微生物發酵生產長鏈二元酸工程技術方面存在的幾大難點：

1.針對油水混合體系中菌種生長轉化的難點，創造了“氧化酶活力篩選指示培養基”和“快速三步篩選法”，培育出分別生產C12-C 7一系列單一長鏈二元酸的6株高產菌株，產酸水平提高2-3倍；

2.創建了“三階段控制的同步發酵法”，優化了生產工藝條件和過程控制，使發酵產酸水平提高35%；

3.加入細胞膜透性調節劑，加速反應底物和產物通過細胞膜的運轉速度，產酸水平提高25%；

4.解決了產品分離純化難的問題，發明了“在水中破乳分層快速分離回收殘烴的方法和特殊裝置”，用水或有機溶劑進行精制，提高了產品回收率。

至今已先后完成4種長鏈二元酸中試和工業生產試驗，取得了C12-C15 四項重要科研成果，產酸水平達到200 g/L左右，經技術鑒定和查新報告均屬國際領先水平。

產業化應用取得巨大成就

陳遠童并未滿足于開辟了長鏈二元酸的新來源。他積極運作，大膽嘗試，將長鏈二元酸生產技術進一步推向了產業化應用。他向記者詳細介紹了3家公司的發展現狀，從中，我們也驚喜地窺見長鏈二元酸產業化過程中所取得的巨大成就。

1997年底，山東淄博廣通化工有限責任公司（原淄博龍泉煤礦）建成年產300噸二元酸的發酵工廠，發酵罐體積20噸，一次試車成功，1998年正式投入生產。1999年底二期工程建成，年生產能力擴大到1000噸，成為國際上首家千噸級規模的長鏈二元酸生物發酵廠。由于質量好，1999年，產品通過ISO 9000國家質量認證，除了滿足國內化工生產需要外，還遠銷歐美和日本，產生了較好的經濟效益和社會效益，使一個瀕臨破產的百年老礦重新煥發了生機，完成了轉產任務。2004年，該廠生產的產品達到1500噸。

無獨有偶。由于看好長鏈二元酸產品廣闊的用途和巨大的市場前景，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成果，并于2002年底在山東濟寧地區建成一座年產7000噸長鏈二元酸的發酵工廠，發酵罐體積借鑒廣通公司20噸罐成功的經驗，放大為200噸，一次試車成功后，于2003年8月正式投產。目前，已經成為國際上石油發酵生產二元酸規模最大的發酵工廠，產品質量好，遠銷歐美等地。2006年，產量達到8000多噸，2007年底完成二期工程建設后，生產能力擴大到1.8萬噸/年。

山東翰霖生物技術公司2008年受讓中國科學院微生物研究所長鏈二元酸專利技術，計劃集資30億元人民幣，5年內分三期完成6萬噸/年的長鏈二元酸生產線。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；同時，第二期工程2萬噸/年正式開工建設，2010年7、8月份建成，成為世界最大的長鏈二元酸生產基地；三期工程3萬噸/年建成后，總生產能力將達到6萬噸/年，每年總產值達到30億元人民幣以上，年創利稅超過10億元人民幣。2009年3月，國家發改委和國家財政部的領導在參觀長鏈二元酸項目及產業化基地后，對項目的建設給予了充分肯定和大力支持。

以綠色化學服務社會

據統計，全世界每年以二元酸為原料生產出來的各種產品，總價值為420億美元。杜邦、漢高、拜爾、德固賽、阿托、汽巴、雨布等十幾家國際500強大公司，近幾年來都紛紛轉向中國，購買生物合成法工業化生產的長鏈二元酸產品，用于合成高性能尼龍工程塑料、高級麝香香料、油漆、涂料和潤滑油、高溫電介質、醫藥中間體和農藥等，其需求量與日俱增。許多有實力、有遠見的大公司都看好長鏈二元酸生物合成這一高新技術產業及其相關行業。事實證明，長鏈二元酸生物合成法必將代替化工合成法。

統計顯示，自20世紀90年代中期起，中國每年進口工程塑料150萬噸左右，耗用外匯近20億美元，且保持著15%-20%的年增產速度。特別是一些高性能工程塑料，目前仍主要依賴于國外進口。2000年以來，中國汽車水性底漆、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，中國進口的高性能工程塑料約為1萬噸，高檔熱熔膠約3000噸，共耗費約2億美元外匯。業內權威人士指出，長鏈二元酸在國內外有巨大的市場需求，發展前景十分廣闊。有關專家估計，到2015年，中國每年長鏈二元酸的需求量將達到4到5萬噸，市場空間巨大，前景越來越好。

綠色化學，服務社會，這是陳遠童心底的目標，也是他努力的方向。在研發微生物發酵生產自然界中并不存在的長鏈二元酸的過程中，陳遠童和他的同事們將充分發揮微生物學科的優勢，在具有中國特色和自主知識產權的新興綠色化學產業這條道路上越走越遠。

book=90,ebook=49