绿色精制，拿下丙氨酸市场全球第一

石家庄新闻网 时间：2026-04-29 06:56:41 来源：河北新闻网

绿色精制，拿下丙氨酸市场全球第一

——2025年度河北科学技术奖巡礼（五）

4月22日，秦皇岛华恒生物工程有限公司实验室内，技术人员在检测丙氨酸样品。秦皇岛华恒生物工程有限公司供图

“纯度99.9%，质量稳定。”

4月24日上午，秦皇岛华恒生物工程有限公司（以下简称“华恒生物”）新一批丙氨酸产品下线后，带着余温的样品被送进实验室。这些洁白细密的晶体，状如白砂糖。技术员例行纯度测试后，将结果录入系统。

高纯度丙氨酸的稳定生产，是华恒生物与天津大学多年技术合作的结果。双方共同完成的“高端丙氨酸生物制造绿色精制关键技术与产业化”项目，获得2025年度河北省科技进步奖一等奖。

“丙氨酸是氨基酸家族的一员，饲料、日化、食品饮料、医药等领域都有它的身影。”华恒生物相关技术负责人说，丙氨酸在不同应用领域附加值差异很大，运动营养、医药制剂等属于高端市场。当然，高端市场对纯度、粉体性能要求更高。

10年前，华恒生物把丙氨酸品质做到了国内领先，但仍落后于国外企业。那时，我国高端产品进口依赖度超过80%，而国内企业的丙氨酸产品，只能在中低端饲料级市场竞争。

10年后，华恒生物的丙氨酸产品占领高端市场，并建成全球最大产能的高端丙氨酸生产线。

这场技术跨越要从华恒生物的另一次创新讲起。

2013年，华恒生物首创生物发酵法生产丙氨酸工艺，该工艺将葡萄糖发酵后的溶液精制提纯，最终得到丙氨酸。此法取代了传统石油基化学合成路线，大幅降低了生产成本，也减少了能耗和污染物排放，但问题也随之而来：发酵液成分复杂、产品杂质多、晶体形态差。

华恒生物的展厅里有一张彼时产品的照片，经过放大的晶体呈现针状或薄片状。“这样的晶体容易粘连在一起，杂质包夹其中，影响最终纯度。”华恒生物相关技术负责人说。

为攻克这个难题，2016年，华恒生物与天津大学国家工业结晶工程技术研究中心展开合作，组成联合研发团队进行攻关。

第一道难关，是成分复杂的发酵液。

发酵液中含有酶蛋白、无机盐、丙烯酰胺及丙烯酸聚合物等多种杂质，无法一次性分离干净，需采用多种手段分别处理。研发团队经过反复试验，最终开发设计出膜分离和树脂吸附的组合工艺。

这套“组合拳”的效果立竿见影。发酵母液中丙氨酸回收率较原先的75%显著提升，突破90%，杂质去除效果显著，为后续高纯度产品制备创造了条件。

如果说发酵液的分离是开端，那接下来是更大的考验——控制晶体形态。它关系着丙氨酸的纯度、堆密度和流动性，是决定产品能否跻身高端市场的关键指标。

“针状或薄片状晶体，不仅影响纯度，还会导致晶体堆密度低、流动性差。”天津大学国家工业结晶工程技术研究中心主任龚俊波解释，下游生产中，丙氨酸要与其他原料混合，高堆密度和高流动性有助于混合均匀，使终端产品丙氨酸含量更稳定。“不过，氨基酸类物质在结晶时，天然倾向于形成针状或片状，改变其形态并非易事。”他说。

一开始，科研团队试图通过调整工艺参数改变晶体形态，这条路走得很艰难。

“团队花了大半年反复试验，不仅无法突破瓶颈，甚至屡屡倒退——前期取得的阶段性成果也被推翻。挫败让所有人备受打击，大家有些迷茫，一度觉得找不到攻克难题的办法了。”龚俊波说。

曙光，来自一次意外发现。

一次试验中，发酵液中混入了一种特殊材料。科研人员惊喜发现，晶体竟然长厚了。这给团队带来启发，可否采用添加剂来调控晶体形态？而且这种方法在其他氨基酸中成功过，丙氨酸为什么不能呢？他们决定改变原有思路。

“研发团队历时一年多，通过计算机模拟的办法，对几十种添加剂进行筛选试验，最终找到了成本更低、效用更好的材料，改变了晶体形态。”龚俊波说。

在华恒生物的实验室里，记者透过显微镜看到了丙氨酸晶体，已经从针状和薄片状变成了块状和椭球形。龚俊波表示，新晶体堆密度和流动性增加50%以上，不易粘连的特性使其杂质含量更低，产品纯度超过99.9%，质量达到国际领先水平。

科研团队还剩最后一道难关：解决连续生产问题。

以前，丙氨酸的结晶器必须“做完一锅，再做下一锅”，只能间歇式生产。科研团队创新结晶工艺，研发出连续结晶技术与装备，实现了连续进料、连续生产。

技术完成了从0到1的突破，接下来便是产业从1到N的跃升。

2022年该项技术成果落地后，华恒生物成为全链条丙氨酸市场占有率全球第一的企业，市场份额超过50%。从2022年至今，华恒生物的营业收入增长了一倍多。

“我们完成了一场从‘跟跑’到‘领跑’的逆袭。”华恒生物相关技术负责人说，接下来，企业将联手下游伙伴，开发更多丙氨酸终端产品。

龚俊波也有了新计划。通过这次科研长跑，他和团队不仅破解了诸多难题，更从中得到了解决行业共性难题的思路。眼下，团队正与河北多家生物制造企业展开合作。“希望在京津冀产学研融合中，促成更多科研成果落地转化。”他说。（河北日报记者 魏 雨）

编辑： 贾聪     责任编辑：尚燕华