生物化工是化學(xué)工程與生物技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,是生物技術(shù)的重要分支,。生物技術(shù)是以生命科學(xué)為基礎(chǔ),應(yīng)用自然科學(xué)方法及工程學(xué)原理,,通過生物劑對生物原料進(jìn)行加工,,從而提供產(chǎn)品或服務(wù)的技術(shù)。利用生物化學(xué)基礎(chǔ)研究的成果,,結(jié)合生物學(xué)和化學(xué)工程技術(shù)生產(chǎn)對人類有用的化工產(chǎn)品,,就形成了生物化工這一化工領(lǐng)域的新興產(chǎn)業(yè),。
生物化工產(chǎn)品應(yīng)用廣泛
目前生物化工產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域,。首要的是醫(yī)藥領(lǐng)域,如青霉素,、四環(huán)素,、胰島素、干擾素,、生長激素及各種生長因子和疫苗等,。生物藥品的最大特點是毒副作用小,對人體安全,,符合當(dāng)今人們崇尚自然的心理,。還有大量用于發(fā)酵、食品,、醫(yī)藥,、化工等部門的酶制劑,如蛋白酶,、淀粉酶,、異構(gòu)化酶、脂肪酶,、纖維素酶等,,可以起到很好的生物催化作用。
生物化工為有機化工提供原料,。全球乙醇的生產(chǎn)仍以發(fā)酵方法為主,,發(fā)酵酒精占乙醇生產(chǎn)總能力的85%以上。與石油化工路線相比,,微生物發(fā)酵工藝生產(chǎn)的乙醇具有較強的競爭力,,特別是以可再生的農(nóng)副產(chǎn)品為原料,不存在資源枯竭的問題,,是緩解石油供應(yīng)緊張的辦法之一,。
在環(huán)保領(lǐng)域,,生物化工也逐漸發(fā)揮了作用。如煤和石油中的硫是導(dǎo)致空氣污染造成酸雨的主要原因之一,,化學(xué)法脫硫效率較低,,而且對有機硫作用效果不明顯。國外已有生物脫硫裝置,,國內(nèi)生物脫硫也開始了研究,,有些單位已獲得了高效脫硫菌種。
生物化工發(fā)展前景廣闊
與傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)相比,,生物化工原料具有可再生性,,一般為光合作用產(chǎn)物及其加工品,如淀粉,、糖蜜,、農(nóng)作物的秸稈等,有利于經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展,,促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,。與許多化學(xué)反應(yīng)需在高溫、高壓,、強酸,、強堿等劇烈條件下進(jìn)行不同,生物化工的生產(chǎn)過程溫和,,一般都在常溫常壓下進(jìn)行,,因而安全性較高。另外,,生物化工的生產(chǎn)設(shè)備一般都很相似,,常可更換生產(chǎn)品種,,而不像傳統(tǒng)化工設(shè)備有明顯的專一性,。
隨著基因重組、細(xì)胞融合,、酶的固定化等技術(shù)的發(fā)展,,生物技術(shù)不僅可提供大量廉價的化工原料和產(chǎn)品,而且還將改變某些化工產(chǎn)品的傳統(tǒng)工藝,,甚至一些性能優(yōu)異的化合物也將通過生物催化合成,。生物化工的發(fā)展將有力地推動生物技術(shù)和化工生產(chǎn)技術(shù)的變革和進(jìn)步,產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會效益,。生機勃勃的生物化工前景廣闊,。
據(jù)有關(guān)方面預(yù)測,未來將有20%~30%的化學(xué)工藝過程會被生物技術(shù)過程所取代,,生物化工產(chǎn)業(yè)將成為21世紀(jì)的重大化工產(chǎn)業(yè),。目前,,全球生物化工年銷售額在400億美元左右,每年約以7%~8%的幅度增長,。許多著名的老牌化學(xué)工業(yè)公司已變成了以生物技術(shù)為主的大公司,,如美國的孟山都公司,1997年由生物技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品銷售額已占其總銷售額的70%以上,,杜邦公司在1998年也開始向生物技術(shù)進(jìn)軍,,購買了美國最大的種子公司,并和默克公司聯(lián)合成立了生物醫(yī)藥公司,,向生物化工發(fā)展,。
政府與企業(yè)合力推進(jìn)
我國的生物技術(shù)在20世紀(jì)70年代中期開始起步。國內(nèi)許多研究單位相繼開展了基因工程,、細(xì)胞工程,、酶工程和發(fā)酵工程的研究,為我國生物技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),。從“七五”開始到現(xiàn)在的“十一五”期間,,生物技術(shù)都被列為國家重點科技攻關(guān)項目,。
我國生物化工產(chǎn)業(yè)在生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)中占有相當(dāng)?shù)匚?,而且發(fā)展速度較快。目前,,我國已在生物化工方面初步形成了研究,、開發(fā)、生產(chǎn)體系,,但與國外先進(jìn)水平相比,,還存在不少差距:科技開發(fā)投入少,技術(shù)隊伍相對薄弱,;總體生產(chǎn)規(guī)模不大,,在化工行業(yè)中所占比例偏小,;產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不盡合理,,產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成;缺乏相關(guān)配套的生物技術(shù)設(shè)備,;綜合利用和采用清潔生產(chǎn)工藝不夠,。
擴大經(jīng)濟規(guī)模,做強做大生物化工企業(yè),,使之集科研,、開發(fā)、生產(chǎn),、銷售于一體,,尤其要培育一批科技創(chuàng)新型企業(yè),,采用現(xiàn)代生物技術(shù)改造傳統(tǒng)的生物化工產(chǎn)業(yè),降低成本,,提高質(zhì)量,,調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),發(fā)展高檔產(chǎn)品,,強化環(huán)境保護(hù),,應(yīng)該是我國生物化工的發(fā)展方向。
日前,,國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)了國家發(fā)改委編制的《生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃》,,明確提出生物化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)思想和發(fā)展重點。此前,,中國石化股份公司和中糧集團(tuán)有限公司于今年4月13日簽訂合作協(xié)議,,將共同致力于生物化工制品的研究、開發(fā),、生產(chǎn)和應(yīng)用,。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,中國石化這樣的國有大型骨干企業(yè)進(jìn)入生物化工領(lǐng)域,,有利于推動這一行業(yè)向規(guī)?;⒁惑w化,、產(chǎn)業(yè)化的方向發(fā)展,。