生物化工的发展及其应用分析

2022-09-10

引言

生物化工是一门以实验研究作为基础, 工程应用和理论并重, 综合了细胞工程、酶工程、遗传工程与工程技术理论, 通过必要的工程研究、过程设计、操作的控制与优化来生产出生物工程的目标产物, 在生物技术的应用过程中有着广泛的应用, 具有很高的实用价值。同时也为未来解决人类社会的能源危机、粮食短缺、食品安全、医疗卫生等一系列的问题提供了一个重要的途径。

一、生物化工的起源及发展现状

生物化工学科最早起源于第二次世界大战期间, 以抗生素的深层发酵和大规模的生产技术作为标志。在1928年9月由弗莱明发现了青霉素之后, 抗生素的研究得到了快速的发展。尤其是在二战之后, 结合转基因技术、生物催化技术、细胞技术、基因技术等一系列新兴的技术逐渐形成了一门完整的生物化工体系, 成为了一个新兴的产业。从酒精的医疗使用、氨基酸的生物发酵到实现激素等产品的生物式转化, 生物化工产业涉及到了社会中的多个方面, 具有广阔的发展前景。

我国的生物技术在上世纪70年代开始起步, 至今已经走过了三十多年的历程。目前国内的很多研究单位开展了细胞工程、基因工程、发酵工程和酶工程的研究, 大大促进了我国生物技术的发展。很多生物技术的研究都被列为了国家的科技攻关项目, 建立起了一批国家重点实验室。目前, 我国已经形成了农业生物技术、医药生物技术、海洋生物技术、生物化工技术等种类齐全的生物技术的研究、开发、应用和生产的体系。

二、当前我国生物化工发展面临的问题

1. 生物化工技术科技投资少, 技术队伍弱

生物技术是一门需要的资金投入非常大的技术, 需要在技术开发的初期投入大量的人力物力。而目前我国对于生物化工技术的投入还远远不够。在“九五”期间我国的生物技术开发投入仅仅只有4亿元, 从事生物技术研究的科技人员总数还不到一万人, 与发达国家存在着很大的差距。在科研经费投入远远不足的情况下, 主要的经费还投入到了基因工程、细胞工程等项目的上游研究领域, 在生物化工方面的投资相对较少。

2. 产业结构不合理

当前我国的生物技术还主要集中于食品药品领域, 在食品领域主要集中于味精和柠檬酸等一些传统产品的生产之中, 生物技术的产品的种类、产量和质量与发达国家存在着较大的差距。比如, 新型的酶制剂的研究和开发是当前生物化工产业中一个重要的组成部分, 利用酶工程来生产具有生物活性的手性化合物是当前酶工程研究领域的发展方向, 而我国目前对此类的研究远远落后于国外的水平。

3. 缺乏配套的生物技术设备

当前我国生物技术产业化发展的一个重要的制约因素就是缺乏配套的生物技术设备。一些生物化工产业中用到的层析装置、大型生物反应器、大型离心设备等都依赖进口。生物化工产业中技术靠自己, 设备靠进口已经成为一个常见的现象, 成为我国生物化工产业快速发展的一个瓶颈。

三、促进生物化工产业发展的措施

1. 加大对生物化工产业的科研投入

生物化工产业是一个高投入、高产出的一个产业, 拿美国来说, 美国在上世纪90年代中期之前其生物化工产业一直处于亏损的状态, 但是依旧保持较高的科技投入, 资金的来源不仅仅来源于政府, 还有很多民间的资金进入到了生物化工产业的开发中。我国在发展生物化工产业的过程中, 可以对国外的成功的经验进行积极的借鉴, 加大对生物化工产业的投资力度, 同时积极引进民间的资金, 通过生物化工相关企业的上市、发行债券或者是股票的形式来为行业的发展争取更多的资金。

2. 加快相关设备的研制工作

针对我国当前生物化工产业中的仪器设备还主要依赖国外进口的现状, 要加强对生物化工产业相关配套设备的研制和开发。当前我国的工业化水平相对于国外来说还具有一定的差距, 机械加工和机电一体化水平还不是很高。同时各个学科之间的交叉比较少, 而生物化工产业又是一个典型的交叉学科的应用产业, 生物技术与化学工业、机械制造业等进行交叉研究要需要进一步加强, 培养出适合生物化学工业发展的复合型人才, 进一步加快突破设备制造瓶颈的步伐。

四、充分重视生物化工产业的重要应用

生物化工产业作为一种新兴的产业, 具有广阔的发展前景。在当前能源危机日益临近、生态环境日益严峻的现实情况下, 生物化工产业在解决能源危机、环境保护、医疗卫生等一些问题中发挥着关键的作用。目前, 我国对于生物化工产业的重要性认识还远远不够, 在发展的过程中对于生物化工产业的投入也远远不足。因此, 必须认识到生物化工产业的重要应用, 在发展过程中进一步加大对生物化工产业的投入, 进而获得更大的社会效益和经济效益。

结语

生物化工产业作为21世纪一个最具发展前景的产业, 在化学工程、医学工程和生物工程中有着广泛的应用, 对于解决一些社会面临的医疗卫生、能源环境等问题提供了一个新的途径。在生物化工产业的发展过程中, 要不断加大投资, 加快相关人才的培养, 提高我国生物化工产业设备的制造能力, 进一步推动我国生物化工产业的发展。

摘要：目前生物化工产业已经超越了传统化工产业的地位, 成为21世纪中一个最具发展前景的新兴技术产业。生物化工是一个生物工程和化学工业相结合的新兴产业。当前生物化工产业在化学工程、生物工程以及医学工程中的应用比比皆是, 具有广阔的发展前景。本文将就目前生物化工产业的发现状和应用进行相关的探讨和分析。

关键词：生物化工,起源,发展现状,问题,应用