秋分时节,走进晨光生物科技集团(以下简称“晨光生物”)营养药用综合提取项目现场,工人们正在对一条新建的、日加工100吨原料的水飞蓟素生产线进行调试,近日将试车生产。这条采用了全新工艺技术的生产线,与传统提取方式相比,产品收率提高10%,成本降低10%-15%,是全球最大的水飞蓟素生产线。
晨光生物是一家以农产品为原料进行精深加工的高新技术企业,通过持续创新,不断推动生产工艺和产品的升级,从一家作坊式小厂发展成为行业领军企业、全球重要的天然提取物生产供应商,为我国的农业发展作出了贡献。
图为集团公司董事长兼总经理卢庆国在和研发人员探讨创新思路。
创新 久久为功
在晨光生物展厅,一个错落有致的阶梯式展台引人注目:辣椒红色素、番茄红色素、辣椒油树脂、花椒提取物……几十种产品令人眼花缭乱。谁能想到这家现代化工厂的前身竟然是一家经营举步维艰的作坊式小厂。
上世纪末,时任曲周县五金厂厂长的卢庆国临危受命,接手一家濒临破产的小色素厂。在没资金、没技术、没人才、没市场,甚至连产品都谈不上有的情况下,这个企业艰难起步。
人工去柄、皮籽分离……仅预处理环节就有8道作坊式工序。由于技术落后,尽管我国辣椒提取加工业已发展多年,但辣椒红色素年产量还不到世界总量的2%。
“当时我们使用立罐萃取辣椒红色素,一天投2、3吨料,出渣时用棍子往外捅,用小推车推,满车间都是溶剂味儿,熏得人晕晕乎乎的。”晨光生物董事长兼总经理卢庆国介绍,在思考如何把企业生产效率、生产规模提上去,把损耗降下来,制作了个集萃取、料渣烘干于一体的封闭式旋转罐,吨加工溶剂消耗量由300多公斤降到40公斤,生产成本下降了,产品收率却提高了5%。
创新就是不断给自己出题目,有了好的想法当天就去试,绝不能拖泥带水。靠着这种激情,晨光人创新了辣椒带柄加工、连续逆流提取等工艺技术,建成首条连续化、规模化辣椒加工生产线,使生产能力和生产效率提高数十倍、上百倍。
年度检修是一年中企业最清闲的时候,但在晨光生物却是最繁忙的时候,他们不是把设备维护到上一年度的生产水平,而是做成“升级版”。“在工艺技术进步上我们坚持‘小步快跑’,一年上几个台阶,几年就上一层楼。”卢庆国说:“如果哪一年改造少了,大家就觉得这一年白过了。”
通过持续创新,晨光生物目前辣椒红生产吨料溶剂消耗降至2-3公斤,色素收率由85%提高到98%,加工成本仅仅是同行的20%,产销量在全球占比近70%。
借鉴辣椒红提取核心技术,晨光生物把创新拓展到整个植物提取领域,产品从辣椒红一种扩展到6大类100多种产品,其中:辣椒红、辣椒油树脂、叶黄素产销量世界第一。
晨光生物先后完成了国家企业技术中心、博士后科研工作站、国家地方联合工程中心等26个科研平台建设;企业每年用于研发的投入都在1亿元以上;荣获54项省部级以上科技奖励,其中“辣椒天然产物高值化提取分离关键技术与产业化”和“番茄加工产业化关键技术创新与应用”分别在2014年、2017年荣获国家科技进步二等奖。
图为晨光生物在新疆的辣椒基地晒场。
超越 打造蓝海
棉籽,是棉花开花后结成的籽粒。一颗棉籽里,含有多少种成分?这些成分哪些有开发价值?棉籽除了榨油,还能进行其他精深加工吗?这在晨光生物就能找到答案。
晨光生物的科研人员发现,棉籽里含有259种物质。他们把它做成短绒棉、棉籽壳、棉蛋白、棉籽油、棉子低聚糖等产品,就连提取出的有毒有害物质棉酚也可做原料药,用于癌症治疗和草原灭鼠。
将植物原料中多种成分一并提取,“吃干榨净”。这一理念的提出,缘于晨光生物两位老总出差途中的一次探讨。“辣椒已经被利用400多年,用的就是辣味儿,当时行业内色素和辣素两种产品不能同时提取,提取辣椒红色素时就将辣味素白白扔掉了”。主管研发的副总经理连运河说:“我给卢总讲能不能把辣椒红色素和辣味素两种产品同时提取?卢总很支持我的想法,让我回去试一试。”
把两种极性相反的产品同时提取,这在当时还没人涉足过。为了找到适宜的提取溶剂,连运河科研团队夜以继日地实验,最后发现了一种非常适合两种产品同时提取的溶剂,但这种溶剂容易产生过氧化物,有爆炸的风险,试验不得不停顿下来。为了把情况弄清楚,连运河遍访北京顶尖科研机构,但都没给出一个明确的答案。一位博士说色素是还原剂,可以还原过氧化物。这句话点醒了“梦中人”,这让他看到了希望,回来后继续试验探索,最终确定了安全可靠的生产工艺。用这种工艺提取辣椒红收率提高了4-5%,辣味素辣椒油树脂收率由35%提高到95%以上,效益可观。
秉承“吃干榨净”这一理念,晨光生物每做一种产品,都要先分析原料成分,了解成分特性,将具有开发价值的成分一并提取、精准分离,实现原料多成分、多部位综合利用。
他们从做葡萄酒下脚料葡萄籽中提取葡萄多酚、葡萄籽油,从做番茄酱剩余的籽、皮中提取番茄红素、番茄籽油,从万寿菊粕中提取万寿菊黄酮(主要成分斛皮万寿菊素),从甜菊叶中提取甜菊糖苷、绿原酸和异绿原酸,从蒜片加工废水里提取大蒜多糖、大蒜素……
在这些产品中,有一些是全新的产品,像从万寿菊粕中提取的万寿菊黄酮,具有很好的抗氧化等效果,是很好的“替抗”产品,目前已通过新饲料添加剂审批,为绿色养殖产业开辟了一条新路。
靠这种从“0到1”的原始创新,晨光生物在行业中实现了从跟跑、并跑到领跑的突破。
图为晨光生物甜菊糖精制生产线。
拓展 举一反三
甜菊糖苷是一种低热量、高甜度的天然甜味剂,广泛应用于食品和饮料工业中。但由于产品生产过程中消耗大量水资源和化学絮凝剂,产生的废水、废渣处理起来难度很大。掌握甜菊糖苷生产核心技术的国外企业,把消耗污染严重的前端生产转移到其它国家。
晨光生物徐美利科研团队颠覆传统甜菊糖苷提取理论和工艺,首创甜叶菊短链醇混合溶液同步提取甜菊糖苷和绿原酸、异绿原酸关键技术,使甜菊糖苷收率从80%提高到95%以上,并同步提取出绿原酸和异绿原酸两种新产品。其中:功效更强的异绿原酸是目前市场上所没有的从0到1产品。这项新技术生产甜菊糖苷,不再需要消耗化学原料,加工每吨原料可节省硫酸亚铁160公斤、氢氧化钙60公斤,用水量减少一半以上。同时,避免了废渣、废水的产生,保护了环境。
晨光生物“举一反三”,借鉴这一新技术从槐米中提取芦丁,产品收率从最高不到80%,提高到90%以上;改进黄芩提取物工艺,每吨原料加工出产品从80-100公斤提高到130公斤,并且生产过程中不再消耗水资源,吨料节水50多吨。
从辣椒红色素,拓展到整个植物提取物产品,在植物提取技术取得行业领先后,按照“三步走”发展战略,晨光生物开始向保健食品、中药现代化大健康产业进军。
“世界上保健食品80%的原料来自中国,我们一块钱卖出去,在欧美等国家加工成产品后再出口到我国,身价就提高了数十上百倍。”卢庆国说,要利用晨光生物的技术、原料和品牌优势,不断延伸升级产业水平,做真正有功效,老百姓能吃得起的保健品,推进中药现代化,为人类健康做贡献。
晨光生物建起保健食品生产企业、中药生产企业、中药技术研究院,并与高校、科研单位联合攻关,成果斐然。备案了48个保健食品文号,2023年保健食品销售收入达到1.6亿元。中药产品从只生产单一品种板蓝根颗粒,到目前能生产银杏叶片、桑菊感冒颗粒、胃灵颗粒等10余种成药和配方颗粒,益母草配方颗粒和丹参配方颗粒两款产品成功备案。
日前,在北京市、天津市和河北省医药采购中心京津冀“3+N”联盟药品带量联动采购中中标。晨光生物向“新”而行,通过发展新质生产力,推动了企业高质量发展,销售总收入从新冠疫情前2019年的32.65亿元,增至2023年的68.72亿元。同时,通过建设原料基地,发展订单种植,现已辐射带动原料种植80余万亩,促进产区20万农户年增收10亿元以上,为乡村振兴、农业结构调整和民族团结做出了贡献。