化学公司寻求更好地掌握生物制造技术

人们对化学工业越来越多地采用生物技术制造抱有希望和期望，但如今，它们漫长的开发时间和复杂的过程意味着挫折是主要的副产品。“开发工业生物制造(IB)工艺的过程被打破了，”警告说肖恩沃德他是英国伦敦生物工程公司Synthace的创始人兼首席技术官。“成本太高，时间太长。他引用了一个例子。Lux Research 6月份的分析该组织估计，目前平均需要7.4年才能使IB流程全面发展。

因此，政府、科学机构和公司正在采取行动，帮助工业生物制造简化商业化并利用其前景。美国国家科学院(NAS)在3月份制作的路线图已经影响了国内外的规划师。与此同时，英国的方法是在整个“死亡之谷自从它采用了“合成生物学”作为它的一种“八大科技”。

NAS报告估计，2012年生物产品市场价值已达3530亿美元，超过美国国内生产总值的2.2%。报告委员会主席托马斯·康纳利(Thomas Connelly)强调，这包括制药、大宗和精细化工制造业。他曾是化工巨头杜邦(DuPont)的首席创新官。“巴斯夫、杜邦和帝斯曼等公司在许多过程中大量使用生物制造技术，”康纳利补充说。

医药生物制造已经取得了良好的进展罗伯·诺埃尔他是英国朴茨茅斯流体管理设备供应商Pall生命科学公司的业务和新技术开发经理。他强调，用于表达蛋白质的细胞的变化提高了生物药物的生产能力。“在过去的5-10年里，啤酒的生产含量增加了10倍，达到每升10-20克左右。”

不够快

尽管如此，美国能源部(DOE)和国家科学基金会(NSF)委托NAS报告“加速化学物质的生物生产，并为未来绘制路线图”。路线图详细描述了从更好的原料可用性和“预处理”到开发更广泛的可用生物和改进酶设计的目标。

工业生物技术横跨燃料、化学品、材料、聚合物和药品，但你需要参与这些领域中的每一个

康纳利解释说，这些建议还要求能源部、国家科学基金会和其他美国机构支持这些目标，并建立一个持续的路线图机制。他说:“我们收到了美国政府利益相关方的意见，他们在项目规划中使用了该报告的内容。”“我们也从经济合作与发展组织(OECD)科学技术工作组获悉，他们正在考虑将该报告的某些方面纳入2016年OECD议程。”

在英国，the工艺创新中心(CPI)工业生物技术和生物精炼部门是该领域活动的关键中心。它的发酵罐和其他服务帮助企业开发、测试和验证工艺，解决IB仍然面临的关键挑战史蒂文•皮尔森他是该部门的业务和战略经理。皮尔逊解释说:“英国在研发方面很强大，但我们在商业化方面可以做得更好。”“提高工艺开发技能，扩大IB工艺和产品的规模将有所帮助。”

在生物制造领域，向商业化生产的过渡尤其不可预测。沃德指出:“NAS报告背后的主题是，有哪些技术和创新可以克服人们每次在不同量表之间转换时产生的大量未知因素。”他承认，这一挑战为Synthace提供了一个“修复根本缺陷”的机会。“我们研究生物制造过程的整个背景，包括生物遗传学、反应器和分离。这是近年来才成为可能的，因为有了更好的计算模型，我们可以收集的数据量大幅增加，这类工作的成本也下降了。”

转移焦点

自2013年英国采用八大技术以来，CPI已将重点从开发其物理生物制造能力转向知识共享。皮尔逊解释说:“我们现在更了解挑战，更多的是跨学科的科学和技术，为英国的利益将产品推向市场。”这项工作的指导是将行业领导层联系在一起，这样公司经理就可以讨论需要什么。皮尔逊说:“这很重要，因为工业生物技术跨越了燃料、化学品、材料、聚合物和药物，但你需要参与每一个领域。”“每个行业都需要了解工业生物技术可以为克服行业特有的挑战或利用机遇提供什么。”

IB的另一个最重要的挑战是原料识别和预处理。皮尔逊解释说，最常见的原材料，来自作物的生物质，可能会带来供应链安全和影响流程稳定期和成本的季节性变化问题。因此，他建议，利用从废物中产生的合成气等气体是一个很好的替代选择。“如果我们能利用气体提高微生物的生产力，就能解决许多与生物量和季节变化有关的问题。”

诺埃尔解释说，一个重要的机会来自于现在可能的更高集中度，这使得生产能够在较小的设施中进行。Pall通过提供一次性设备的灵活性来帮助实现这一目标。诺埃尔说:“你可以移除流动路径，几天内就可以运行另一种制造工艺。”

而不是扩大规模，灵活的小批量生产允许向外扩展，公司安装多个生产系统，Ward指出，这是IB的两个愿景之一。另一个是由巴斯夫等组织推动的，他们经常询问生物炼制相当于其高度集成的城市规模。Verbund(一体化)工厂的样子。沃德更喜欢受自然产生的生物工厂影响的向外扩展的路线。他强调说:“森林比大树更常见。”