北京高校生物制造领域创新成果持续涌现，却受场地、能耗、环评等条件约束，难以迈过中试放大这道成果转化关键关卡；河北具备产业空间与原料禀赋优势，却缺少精准承接技术落地的专业中试载体。

如今，北京化工大学秦皇岛环渤海生物产业研究院打造的中试示范平台，为生物制造技术跨区域成果转化提供了破题路径。

该平台聚合技术、原料、政策等多重优势，探索出“以中试促转化、以转化育产业、以产业聚生态”的发展模式，成为串联京冀生物制造创新链与产业链的重要纽带。

6月25日，北京化工大学秦皇岛环渤海生物产业研究院中试车间内，太阳能绿色蒸汽系统平稳运行。 北京化工大学秦皇岛环渤海生物产业研究院供图

“北京研发、河北转化”的平台载体

6月25日9时，秦皇岛北戴河新区，北京化工大学秦皇岛环渤海生物产业研究院（以下简称研究院）的中试车间里，一台1000升发酵罐正平稳运转。中控室操作台前，技术员紧盯着屏幕——温度、pH值、溶氧曲线在实时跳动，他参照预设参数，一点点微调着补料速率。

从实验室到量产，中试是绕不开的一道关。在北京的高校实验室里，科研人员已完成菌种选育、小试工艺优化，跑通了技术路线。但从实验室的小型反应器走向工业化量产，前方还存在工艺放大、杂质控制、成本核算、合规验证等一道道工程化关卡，哪一个环节卡住了，成果都走不出实验室。

研究院打造的河北省生物制造科技成果转化中试示范平台，正是打通这一关键节点的重要转化载体。

“北京化工大学的实验室里，每年都有大量生物制造新成果冒出来，可再往前走，就难了。”研究院院长、中试平台负责人王斌在成果转化一线摸爬滚打了十几年，对此十分清楚。

“场地、能耗、环评手续，在北京都卡得严。实验室里，发酵罐做到100升基本就到头了，再往大做，既没地方，也没条件。”王斌告诉记者。

河北这么大，中试平台为何最终落地秦皇岛？在王斌看来，这不是偶然，而是区位、产业、政策等多重禀赋叠加的必然结果。

“京唐城际贯通后，从北京核心区到秦皇岛，最快一个多小时就能到，科研人员当天往返绰绰有余。”王斌说，生物制造中试最怕等，工艺出问题必须立刻排查。就凭这一点，不少北京科研团队愿意把成果放到这里来转化。

气候条件同样得天独厚。生物发酵对环境温湿度极为敏感，维持恒温恒湿的能耗是生产成本的大头。秦皇岛地处北纬39度附近的“黄金发酵带”，气候温和湿润，单是维持发酵适宜温度的成本，就比东北和南方地区节省10%到15%。

离原料近，意味着物流成本低、供应稳。秦皇岛本地的骊骅淀粉，年产规模超100万吨，位居全国前列，能为发酵环节提供稳定又低价的淀粉原料。此外，当地每年还产出大量玉米、小麦秸秆，为非粮生物制造储备了充足的生物质原料。

硬件之外，这里还有一项独特的软优势——政策红利。北戴河生命健康产业创新示范区，是我国北方唯一的国家级生命健康产业创新示范区，承载着“南有博鳌、北有北戴河”的国家战略布局，手握“7+6”先行先试政策。

“拿生物制造技术生产的新食品原料来说，常规审批全流程跑下来，怎么也要三五年。依托示范区的‘7+6’政策，审批周期能大大压缩。”王斌说，合成生物产品技术迭代快、市场窗口期短，早一天过审上市，就能抢出先发优势。

多重优势叠加，2014年7月，北京化工大学与秦皇岛市政府联合成立研究院，为生物制造协同发展打下第一根桩。2023年，双方签署战略合作协议，共建绿色生物制造产业园，中试平台进入全面建设阶段。

短短几年间，这里已成长为京津冀生物制造领域重要的中试枢纽。

走进中试车间，整套体系布局一目了然。约4000平方米的厂房里，8条中试示范线依次排开，从50升种子罐、500升小试罐，到1000升、1万升中试罐，再到4万升级别的准量产发酵系统，一条完整的梯度放大链条清晰可见。

“靠这套中试体系，我们先后拿下工信部第一批生物制造中试能力建设平台、第二批重点培育中试平台两块国家级牌子，还挂牌绿色生物制造全国重点实验室转化基地，正在参与筹建生物制造国家技术创新中心。”王斌说。

“我们不是简单的中试厂房出租方，而是京冀协同的转化载体。”王斌认为，平台一头连着北京，一头接着河北，把两端的需求和资源拧成了一股绳。

6月26日，北京化工大学秦皇岛环渤海生物产业研究院展厅内，工作人员正在介绍数字化细胞工厂。 河北日报记者 王思达 摄

全链托举，帮企业跨过“死亡谷”

6月26日上午，中试车间发酵罐旁，技术人员从取样口缓缓放出少量棕褐色液体，装入无菌采样管、封好，送往检测实验室。

“罐里正培养着羊肚菌菌丝体，是我们近期在做的功能真菌项目。”研究院副院长王良玉介绍，过去羊肚菌全靠大棚种植，气候和季节影响大，有效成分含量不稳定。团队准备用微生物发酵的方式，帮企业实现羊肚菌的工厂化量产。

在生物制造领域，为何多数企业难以独立完成中试，而要依托公共中试平台？答案，就藏在中试工艺放大的复杂性里。

生物发酵的放大，绝不是简单的尺寸等比缩放。反应器体积增大后，传质、传热、溶氧的均匀性都会发生显著变化。搅拌桨角度、通气速率、补料时机的微小差异，都可能彻底改变菌株的代谢走向。

“实验室小试，验证的是技术可行性。中试要解决的，是量产的稳定性、经济性和可复制性。”王良玉说，中试阶段任何一个不起眼的小问题，都可能让产物产率断崖式下滑，甚至整批物料报废，单次损失不容小觑。

更何况，自建一条中试线的门槛极高。仅设备投入就动辄数千万元，还要配齐发酵工艺、分离纯化、自动控制、质量检测、安全环保等多个领域的专业技术团队。这样的技术门槛与试错成本，绝大多数中小企业无力独自承担。

在业内，从实验室成果到规模化生产之间的这段高淘汰率地带，有一个形象的称呼——“死亡谷”。

帮企业跨过“死亡谷”，正是专业中试平台存在的核心使命。依托北京化工大学的学科积淀，平台能快速调动生物工程、化学工程、信息科学、环境科学等多专业力量，为中试过程中的各类技术难题提供支撑。企业无需自建完整技术团队，就能获得专业技术服务，既省下研发投入，也大幅压缩了工艺调试周期。

聚谷氨酸增效肥料项目，是中试平台成果转化的一个典型样本。这项技术最初诞生于北京化工大学实验室，受限于偏高的生产成本，早期只用在化妆品等高端日化领域。

平台接下中试任务后，技术团队对全流程工艺进行了系统优化：发酵阶段，调整培养基配方与补料策略，持续拉升发酵单位产率；提纯阶段，以膜浓缩前置工艺替代传统溶剂沉淀法，有机溶剂用量直降70%，综合生产成本压减近一半。这一下，产品终于跨过了农业应用的成本门槛。

工艺定型后，平台主动对接本地化肥龙头企业——中国-阿拉伯化肥有限公司，推动技术落地。实践结果令人振奋：添加少量聚谷氨酸的增效肥料，显著提升了养分利用率，增强了作物保水抗旱与抗逆能力，减肥增效效果明显。

产品上市后，已在小麦、玉米等十多种作物上完成应用验证，获得市场广泛认可。截至目前，相关产品累计销量达7.73万吨，销售收入2.95亿元，填补了国内聚谷氨酸肥料规模化应用的空白。

聚谷氨酸项目的顺利落地，不仅是一次中试放大的成功，更是平台全周期服务能力的集中展现。

“很多人以为，中试平台只管把工艺放大就行。实际上，从技术走出实验室到正式量产，检测验证、申报审批、建厂落地，关关都是坎儿。我们中试平台的服务，贯穿了成果转化的全流程。”王斌说。

检测验证，是贯穿中试全过程的重要环节。发酵过程中要定时监测菌体浓度和产物积累量，分离纯化阶段要跟踪杂质残留与脱除效率，最终成品还要完成纯度、微生物指标等全套质量检测。

为此，平台配套了具备CMA（中国计量认证）资质的检测实验室，配备高效液相色谱、气相色谱、质谱仪等精密设备。车间取样、当日出结果，与外送检测相比，工艺调试效率数倍提升。

如今，该实验室除了保障内部中试项目，还面向社会提供食品、农产品、水产品等第三方检测服务，每年出具权威报告上千份。

6月26日，北京化工大学秦皇岛环渤海生物产业研究院展厅内，工作人员正在介绍三代生物炼制技术。 河北日报记者 王思达 摄

跨过工艺关，审批是生物制造企业要过的又一道坎。依托北戴河生命健康产业创新示范区的“7+6”政策，平台能为企业提供申报全流程指导，对接审评绿色通道，大幅压缩审批时间。

中试完成、审批通过后，平台的服务还没结束。对准备产业化的项目，平台会输出标准化生产工艺包，协助企业完成设备选型、安装调试和一线人员培训。在企业自建工厂投产前的过渡期，平台还提供委托加工服务，确保市场供应不断档，实现技术从实验室到工厂的平稳转移。

截至目前，平台已累计完成各类中试业务20余项，服务高校、科研院所及企业数十家，推动多项成果产业化落地，孵化科技企业10家。

“公共中试平台不能只算经济账，更要算产业账。”王斌说，一项技术通过中试成功落地，能带动上下游产业链，创造就业岗位，培育新的产业增长点，这才是公共中试平台的核心价值所在。

铺就生物制造的产业长坡

6月26日，中试车间蒸汽爆破设备前，粉碎后的玉米秸秆顺着传送带匀速送入进料口。高温饱和蒸汽持续注入，压力攀升至设定值——瞬间泄压，一声低沉闷响过后，原本紧实坚硬的秸秆纤维彻底松解，变成蓬松的浅褐色纤维物料。

这套拥有完全自主知识产权的第二代生物制造糖系统，是中试平台面向下一代生物制造布局的重要储备技术，也是第二代生物炼制技术的关键支撑。

“第二代生物制造糖，指的是用木质纤维素，比如秸秆、玉米芯这些农林废弃物做原料，通过酶解或化学催化，把它们变成可发酵糖。”王斌解释，和以粮食为原料的第一代技术相比，这条路既避免了粮食安全隐患，又给秸秆等农林废弃物找到了资源化利用的出口。

但秸秆制糖，远比粮食制糖棘手。秸秆里的纤维素被木质素紧紧包裹，像裹了一层坚硬外壳，极难直接利用。传统稀酸水解法虽能破解木质素，却会产生大量有毒副产物，还腐蚀设备、污染环境，难以大规模推广。

“我们正在中试的蒸汽爆破技术，走的是纯物理预处理加生物酶解的绿色路线。”王斌说，先用高温高压蒸汽瞬间爆破，打碎木质素的包裹结构，再加入复合纤维素酶，在温和条件下把纤维素分解成葡萄糖、木糖等可发酵糖。

在王斌看来，这项技术的价值远不止制糖本身。它一举打通了“农林废弃物—生物糖—高端生物产品”的产业链最上游，未来，平台的氨糖、聚谷氨酸等下游产品，都可以逐步切换成秸秆糖原料，进一步压降成本、降低碳排放，构建起完全闭环的绿色生物制造体系。

眼下，该项目已完成中试验证，正在持续优化工艺、降低酶解成本，为大规模产业化落地蓄力。

如果说第二代生物制造糖技术是筑牢产业上游的原料根基，那么生物法氨基葡萄糖项目，就是平台向高端生物原料赛道发力的代表。

氨基葡萄糖是骨关节健康产品的核心原料，国内市场需求逐年攀升。然而长期以来，行业主流生产方式是虾蟹壳浓盐酸高温水解——原料依赖海鲜副产品，价格波动大、供应不稳定，生产过程中还产生大量难降解废水，环保包袱沉重。

6月26日，北京化工大学秦皇岛环渤海生物产业研究院中控室，中试设备的各项参数实时显示。 河北日报记者 王思达 摄

平台另辟蹊径，以自产秸秆清洁糖液为原料，采用合成生物学改造的工程菌株进行发酵，采用固定化酶催化、多级膜分离纯化、低温结晶精制等工艺，全程反应条件温和，没有腐蚀性药剂，不产生高盐废水。

目前，该项目已完成吨级中试验证和完整工艺包开发。发酵产量比实验室水平提升40%，综合生产成本较传统虾蟹壳工艺下降20%，产品纯度可达医药级标准，还能取得素食认证和绿色生物基认证，精准适配高端保健品与海外出口市场。

“作为平台当下重点推进的产业化项目，生物法氨基葡萄糖不仅推动传统氨糖产业绿色升级，更延伸了区域生物医药与功能食品产业链，打造高端生物原料的新增长点。”王斌说。

向内打磨自主技术的同时，平台也在向外链接全球顶尖创新资源。经多轮对接，平台已与中国工程院外籍院士、丹麦生物创新研究院院长延斯·尼尔森团队达成合作意向，计划引入国际前沿的合成生物制造项目，共同开展中试验证与产业化探索。

“延斯·尼尔森是国际代谢工程学科的重要奠基人，曾获中国政府友谊奖和国际科学技术合作奖。与他的团队合作，意味着平台的技术布局直接对标国际前沿，能在下一代生物制造技术上抢占身位。”王斌表示。

技术储备不断增厚的同时，产业生态也在同步织网。在科技金融方面，平台正搭建融资对接体系，联动政府产业引导基金和社会资本，为优质中试项目提供精准融资支持，同时探索知识产权质押融资新模式，让技术专利变成真金白银，破解初创科技企业的融资难题。

从一条中试线，到一个产业集群，从承接北京成果，到引领区域创新，这座渤海湾畔的中试平台，正在走出一条“以中试促转化、以转化育产业、以产业聚生态”的特色路径。

（河北日报记者 王思达）