绿色科技的引领者——访中国科学院微生物研究所研究员陈远童

■ 杨 斌

绿色科技的引领者
——访中国科学院微生物研究所研究员陈远童

■ 杨 斌

陈远童，北京大学化学系毕业，微生物学专家。现为中国科学院微生物研究所研究员，博士生导师，政府特殊津贴获得者，中共党员。多年来，在石油微生物领域，致力于微生物正烷烃代谢产物和代谢途径的基础理论研究及微生物发酵正烷烃生产混合长链二元酸的应用研究与产业化发展。他立定目标，锲而不舍，他的研究成果长链二元酸生物合成引领绿色化学革命就是最好的证明。

40年潜心研究成果丰硕

陈远童从事微生物发酵生产长链二元酸的基础理论研究和应用开发研究已有近40年。从1987年起，先后承担横向委托、国家自然科学基金、国家“八五”和“九五”科技攻关项目，在生物合成生产长链二元酸系列产品的应用开发研究中，取得5项重要的长链二元酸科研成果，获7项授权的国家发明专利。近10多年来，专利成果已经转让多家公司，在国内建起两座万吨级和3座千吨级规模的长链二元酸生物合成生产工厂，总生产能力超过5万吨/年，使我国成为当时国际上唯一能够应用生物合成技术实现多种长链二元酸大规模工业化生产的国家，形成一个具有自主知识产权的民族新产业，技术水平和产业化都处于国际领先地位。

为此，陈远童先后获得国家“八五”科技攻关重大科技成果奖和“九五”国家重点科技攻关计划优秀科技成果奖各1项，国家科技进步二等奖1项，中国科学院发明一等奖和三等奖各1项，中国科学院与省市、企业合作奖个人二等奖1项，北京市科学技术二等奖和北京市发明专利奖二等奖各1项等。

创新思维催生国际领先科技

长链二元酸是指碳链中含有10个以上碳原子的脂肪族二羧酸，它们是一类用途极其广泛的重要精细化工产品，是化工上合成高性能尼龙工程塑料、高级麝香香料、高档尼龙热熔胶、高级油漆、涂料和润滑油、高温电介质、农用薄膜耐寒性增塑剂、新医药和农药等的重要原材料。

陈远童的微生物发酵生产长链二元酸研究的成功和工业化生产，解决了用纯化学方法难以合成的问题，开辟了长链二元酸的新来源，为尼龙工程塑料、热熔胶、涂料和香料等十几大类高档产品的化学合成提供了丰富的原材料，推动这些产业及相关行业的发展和技术创新，将创造出上百种具有中国自主知识产权的新产品，将在我国逐渐形成具有独立特征的产业链和精细化工产品树，从而在航天航空、汽车、轮船、轮胎、建筑、纺织、服装、电子电器、信息领域以及人民日常生活中医药卫生、保健等方面有广泛的应用，为提高我国综合国力产生巨大和深远影响。

长链二元酸微生物发酵技术中涉及油、水、气、固（菌种）多个界面，要实现工业化生产，必须解决一系列工程技术新难题。陈远童首先开展基础理论研究，根据合成长链二元酸微生物种属关系和合成机理，发现长链二元酸生物合成是在微生物细胞内通过胞内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-氧化酶则催化二元酸的降解。他在此基础上提出了提高长链二元酸生物合成速度必须控制细胞的酶活性和增大细胞膜的通透性的创新思路，这个思路对提高二元酸的产量起到了关键作用。在长链二元酸的研发工作中取得突破性进展，创造性地解决了微生物发酵生产长链二元酸工程技术方面存在的几大难点：

1.针对油水混合体系中菌种生长转化的难点，创造了“氧化酶活力筛选指示培养基”和“快速三步筛选法”，培育出分别生产C12-C 7一系列单一长链二元酸的6株高产菌株，产酸水平提高2-3倍；

2.创建了“三阶段控制的同步发酵法”，优化了生产工艺条件和过程控制，使发酵产酸水平提高35%；

3.加入细胞膜透性调节剂，加速反应底物和产物通过细胞膜的运转速度，产酸水平提高25%；

4.解决了产品分离纯化难的问题，发明了“在水中破乳分层快速分离回收残烃的方法和特殊装置”，用水或有机溶剂进行精制，提高了产品回收率。

至今已先后完成4种长链二元酸中试和工业生产试验，取得了C12-C15 四项重要科研成果，产酸水平达到200 g/L左右，经技术鉴定和查新报告均属国际领先水平。

产业化应用取得巨大成就

陈远童并未满足于开辟了长链二元酸的新来源。他积极运作，大胆尝试，将长链二元酸生产技术进一步推向了产业化应用。他向记者详细介绍了3家公司的发展现状，从中，我们也惊喜地窥见长链二元酸产业化过程中所取得的巨大成就。

1997年底，山东淄博广通化工有限责任公司（原淄博龙泉煤矿）建成年产300吨二元酸的发酵工厂，发酵罐体积20吨，一次试车成功，1998年正式投入生产。1999年底二期工程建成，年生产能力扩大到1000吨，成为国际上首家千吨级规模的长链二元酸生物发酵厂。由于质量好，1999年，产品通过ISO 9000国家质量认证，除了满足国内化工生产需要外，还远销欧美和日本，产生了较好的经济效益和社会效益，使一个濒临破产的百年老矿重新焕发了生机，完成了转产任务。2004年，该厂生产的产品达到1500吨。

无独有偶。由于看好长链二元酸产品广阔的用途和巨大的市场前景，上海凯赛控股有限公司受让了中科院微生物所成熟的技术成果，并于2002年底在山东济宁地区建成一座年产7000吨长链二元酸的发酵工厂，发酵罐体积借鉴广通公司20吨罐成功的经验，放大为200吨，一次试车成功后，于2003年8月正式投产。目前，已经成为国际上石油发酵生产二元酸规模最大的发酵工厂，产品质量好，远销欧美等地。2006年，产量达到8000多吨，2007年底完成二期工程建设后，生产能力扩大到1.8万吨/年。

山东翰霖生物技术公司2008年受让中国科学院微生物研究所长链二元酸专利技术，计划集资30亿元人民币，5年内分三期完成6万吨/年的长链二元酸生产线。第一期工程为1万吨/年，2009年7月份建成试车成功后，9月份开始正式投产；同时，第二期工程2万吨/年正式开工建设，2010年7、8月份建成，成为世界最大的长链二元酸生产基地；三期工程3万吨/年建成后，总生产能力将达到6万吨/年，每年总产值达到30亿元人民币以上，年创利税超过10亿元人民币。2009年3月，国家发改委和国家财政部的领导在参观长链二元酸项目及产业化基地后，对项目的建设给予了充分肯定和大力支持。

以绿色化学服务社会

据统计，全世界每年以二元酸为原料生产出来的各种产品，总价值为420亿美元。杜邦、汉高、拜尔、德固赛、阿托、汽巴、雨布等十几家国际500强大公司，近几年来都纷纷转向中国，购买生物合成法工业化生产的长链二元酸产品，用于合成高性能尼龙工程塑料、高级麝香香料、油漆、涂料和润滑油、高温电介质、医药中间体和农药等，其需求量与日俱增。许多有实力、有远见的大公司都看好长链二元酸生物合成这一高新技术产业及其相关行业。事实证明，长链二元酸生物合成法必将代替化工合成法。

统计显示，自20世纪90年代中期起，中国每年进口工程塑料150万吨左右，耗用外汇近20亿美元，且保持着15%-20%的年增产速度。特别是一些高性能工程塑料，目前仍主要依赖于国外进口。2000年以来，中国汽车水性底漆、建筑水性乳胶涂料、粉末防腐涂料、水性防腐蚀涂料等高性能涂料的需求量超过100万吨/年；2001年，中国进口的高性能工程塑料约为1万吨，高档热熔胶约3000吨，共耗费约2亿美元外汇。业内权威人士指出，长链二元酸在国内外有巨大的市场需求，发展前景十分广阔。有关专家估计，到2015年，中国每年长链二元酸的需求量将达到4到5万吨，市场空间巨大，前景越来越好。

绿色化学，服务社会，这是陈远童心底的目标，也是他努力的方向。在研发微生物发酵生产自然界中并不存在的长链二元酸的过程中，陈远童和他的同事们将充分发挥微生物学科的优势，在具有中国特色和自主知识产权的新兴绿色化学产业这条道路上越走越远。

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