从小县城“四无”作坊起步,20余年时间缔造了植物提取行业的一个传奇——依靠自己的核心技术,支撑我国辣椒红色素产业在国际市场占有率从不足2%跃升至80%以上,多项产品产销量世界领先,成为中国植物提取行业领军企业、全球重要的天然提取物生产供应商。这家名为晨光生物科技集团的企业,用“试错”创新模式破解了产研脱节难题,其独创的“五步走”产研体系,为中国制造业转型升级提供了鲜活样本。
“五步走”从实践中来
20世纪90年代末,河北省曲周县五金厂连年亏损,卢庆国临危受命,调任该厂任厂长。就在卢庆国苦苦思索如何让企业走出困境的时候,却等来了一个雪上加霜的消息。同是县二轻系统的一家小型色素厂濒临倒闭,考虑到员工安置等问题,县里“拉郎配”让五金厂接管。就这样卢庆国带领一群“打铁匠”闯进了天然色素行业。
“当时,我国天然色素企业基本上都是手工作坊式的,工艺设备落后,生产效率低下,全国辣椒红色素年产量不超过百吨,国际市场被印度和西班牙垄断。”如今已是晨光生物董事长的卢庆国介绍,他们决心改变这种状况,上了一套大产能的设备,并聘请了一位“专家”作技术指导,可在试生产时却栽了“跟头”。辣椒红色素提取有一关键步骤——精制,就是将萃取出的红辣素加入溶剂,然后反复搅拌、静止溶出色素。他们按“专家”的指导操作,一连忙活了几天,还是没能分离出辣椒红。“专家”愁跑了,无奈的他们跑到门岗上抽闷烟吃夜宵,待再回到车间,发现色素和溶剂竟分层了。“原来不是工艺错了,溶剂也没问题,是设备产能大了,参数也就变了,需要再等等。”提起这事儿卢庆国像是在讲儿时的笑话,但这件事让他对科产研转化有了更深层次的理解:“现在许多产学研合作项目以失败告终,研发单位和企业相互抱怨,你说他对科技成果消化能力差,他说你成果不实用,其实是科研成果从实验室直接跳到大生产,工艺参数未经验证,缺失了中试环节。”
中试放大是科研成果转化中的重要一环,是一个发现问题、解决问题、完善方案的过程,能有效降低项目开发的风险。基于这一认识,晨光生物从一开始就非常重视科研成果转化过程中的中试环节。在“实验室经济”理论指导下,他们逐步将产品开发流程从传统的“三步走”升级为“五步走”模式,打通科技成果转化的“最后一公里”。
“五步走”让成果转化落地生根
甜菊糖苷是一种新型甜味剂,以高甜度、低热量的特性,成为糖尿病、高血压患者及健康生活追求者的优选代糖,市场发展前景广阔。但是,甜菊糖苷生产传统的水提工艺存在流程长、污染重的痛点,加工一吨原料需消耗160公斤硫酸亚铁、60公斤氢氧化钙和大量的水。为解决这些问题,以徐美利博士为代表的研发团队提出采用理论上可行的短链醇混合溶液同步提取工艺,在提取甜菊糖苷的同时,能同步提取具有抗氧化功能的绿原酸和异绿原酸。但小试成功的工艺在中试时遭遇滑铁卢——溶剂与水层分离不彻底。
“我们被迫调整工艺路线,改用极性更大的溶剂直接溶解目标物质,再分离提纯,最后取得了成功。”徐美利介绍,依托“五步走”模式,新技术经实验室小试摸索参数、中试摸索工艺、大中试验证工艺参数、批量生产并根据市场反馈改良工艺,最终实现规模化生产。
2023年,甜菊叶短链醇混合溶液同步提取技术被农业农村部评为十大重大新技术之一。
“事物发展有其内在规律。”卢庆国说:“按照‘五步走’创新模式,前期发现问题解决问题,往后走就没有那么多不确定性了,解决问题的成本也低,我们的新产品开发一个成功一个。”
“五步走”创新模式确保了科研成果转化,促进了企业高质量发展。晨光生物产品从最初的单一辣椒红色素,扩展成为天然色素、天然香辛料提取物和精油、天然甜味剂、天然营养及药用提取物、保健食品、油脂和蛋白等六大系列上百个品种。年经营收入从不到200万元,增长到70亿元,25年增长了3700多倍。
良好的经济效益也让企业有了更多的资金投入到研发创新中。目前,企业拥有450件国家专利技术(其中海外专利40件)、3项国家重点新产品、43项省部级科技成果;荣获60项省部级以上科技奖励。
建平台打造行业创新生态圈
走进晨光生物中试中心,超声提取、色谱分离等6条中试生产线正在有序运转。“这里相当于科技成果的‘预产房’。”中心负责人宋伟光博士介绍,我国普遍存在重实验室、轻中试的现象,导致成果转化成本高、成功率低。特别是植物提取行业,中试转化平台全国只有3家。
晨光生物依托自身在植物提取行业的技术优势,与北京工商大学、中国农业大学、河北农业大学、河北工程大学等联合打造市场化运营的中试服务平台。平台建筑面积3000多平方米,拥有价值4000多万元的仪器设备装备700余台/套,已形成集研发、检测、成果转化为一体的技术创新系统。
晨光生物中试平台通过项目孵化、成果共享、企业共建等方式,与河北中进公司合作开发水飞蓟素连续除油工艺,建成行业首条自动化、规模化生产线;协助云南维他源公司突破雨生红球藻破壁技术,虾青素提取收率大幅度提高;为河北华裕公司设计大蒜素综合提取路线,实现原料“吃干榨净”。他们采取“中试+”的模式,与北京大学药学院、中国农科院北京畜牧医研究所等20所高校和科研单位,以及山东金晔公司、苏州牧原达公司等数十家企业开展合作。
“我们正在建设行业内国际领先的研发中心、功能最齐全的中试中心、最权威的检测中心,通过开放合作吸引行业的顶尖专家、企业家,共绘植物提取产业蓝图。”卢庆国描绘的蓝图中,中试平台将成为吸引全球资源的“强磁场”。
从小县城里的五金厂到全球植物提取行业的翘楚,晨光生物的传奇印证了一个朴素真理:没有跨越不了的技术鸿沟,只有不敢试错的创新惰性。其独创的五步走模式与中试生态体系,不仅破解了产研“两张皮”难题,更为中国制造转型升级提供了可复制的创新范本。这条从县城走向世界的传奇之路,正是新时代中国企业家精神的生动注脚。(李卫国)
