
海藻是海帶、紫菜、裙帶菜、石花菜等海洋藻類的總稱,是生長在海中的藻類,是植物界的隱花植物。藻類主要特征為:無維管束組織,沒有真正根、莖、葉的分化現象;不開花,無果實和種子;生殖器官無特化的保護組織,常直接由單一細胞產生孢子或配子以及無胚胎的形成。
海產藻類通常固著在海底或某種固體結構上,是基礎細胞所構成的單株或一長串的簡單植物。大量出現時分不出莖或葉的水生植物,以海藻為名的生物囊括了很多種,這些形體差異巨大,橫跨了多種生命體,共同點主要是生活在海水中,可以通過自身體內的色素體以及光合作用來合成有機物。
從20元1公斤到400元1克
“巖藻黃素的年產量雖然只有500千克,但年產值預計可達2億元,折合每克400元;而羊棲菜作為生產巖藻黃素的原料,市面價格不過1千克20元左右。身價暴漲兩萬倍的背后,是產業鏈延伸帶來的科技賦值。”5月14日,山東潔晶集團項目發展部部長王斌向筆者介紹。
去年,該集團聯合美國加州大學格威克教授、寧波大學嚴小軍教授等團隊共同開發的活性型巖藻黃素、褐藻多酚、多糖新三聯產項目,將建成國內首條規模化生產線,打破日本、韓國壟斷。項目中提取出的巖藻黃素是褐藻中特有的類胡蘿卜素,在醫藥添加、功能性食品、醫藥化妝品等領域都有廣泛運用,同時還可作為營養均衡補充劑進行推廣。
一根海藻經過浸泡、消化、兌稀等工序后發生多次蝶變,延伸出了一條長產業鏈。潔晶集團堅持 “人才引進+平臺建設+科技創新+成果轉化+項目帶動”的發展舉措,推出的海藻產品涉及海洋生物醫藥產業、現代健康生活產業、生態健康農業等諸多領域。
生產車間不再是“信息孤島”
5月14日,在山東潔晶集團生產車間內,海藻消化池整齊排列著,車間控制室的電腦屏幕上顯示著池內溫度等生產參數。“在智能工廠建設過程中,生產車間的信息互聯互通一直是打造‘信息高速’的難點,因為有些設備并沒有數字化控制系統,數據的采集只能依靠人工。為解決這個問題,我們在消化池內安裝了儀表,將儀表采集到的數據連接到電腦上,打通了智能工廠建設的‘最后一公里’。”智能工廠負責人范斌說。
“5月我們將實現智能制造MES系統的運行,該系統能實現生產全程化控制、精細化管理。”該集團對關鍵工序進行智能儀表、閥門等生產現場的基礎設備進行自動化升級改造,然后對采集的數據進行應用模型開發,形成關鍵工序和關鍵工藝參數的數據報表及動態趨勢數據圖。基于生產流程數據的實時監控和報表數據的分析,一方面可設置智能儀表和閥門當到達設定條件時自動反饋響應,完成對生產工藝的調控;另一方面,生產管理者依據工藝數據做出生產反應時間、浸泡濃度、消化等級等生產活動的管理調整,提高工藝參數優化與生產制造過程協同管控能力。目前,該項目已取得兩化融合管理體系評定證書。
MES系統運行后,該集團還計劃開發智慧工廠手機APP,將生產信息接入移動端,實現集團各層級、各部門對生產信息進行“掌上監控”。推動企業圍繞生產數據、業務流程進行持續優化,將生產計劃制定下達、生產過程監控、產品質量管理、生產設備管理等各個環節集中在以MES為核心的統一生產運行管理系統,減少信息孤島,擴大共享范圍,降低管理總體成本,建設智慧工廠。
藥用級海藻產品生產線開建
“目前,集團生產的海藻深加工產品中,工業級產品占大多數,這些產品科技含量與附加值都不高,由于市場準入門檻低,工業級產品的市場逐漸出現低價競爭的情況。近年,我們不斷加快產品轉型,產業布局向較高端的食品級產品傾斜,目前食品級產品已經達到總產量的30%。”王斌說。
目前在海藻行業內,最高端的是藥用級產品。建設藥用級海藻產品生產線是對企業綜合實力的考驗。憑借多年來深耕海藻產品的積累,與智能工廠建設的穩步推行,山東潔晶集團已開展國內首條藥用級海藻產品生產線的建設,預計在明年2月前建成。屆時,將實現國內企業藥用級海藻產品零的突破。
向海而興,向海圖強。山東建設海洋強省,牢牢抓住經略海洋的機遇,培育海洋經濟發展高地,依靠海洋經濟新動能突起和傳統動能轉型“雙引擎”,著力打造海洋經濟綠色發展新模式,向海洋要資源、要空間、要效益。在這個過程中,青島大學的夏延致教授帶領著一支科研團隊,致力于“海藻資源制取纖維及深加工關鍵技術開發”,他們的科研成果正對紡織行業悄然發生著變革。在青島大學纖維新材料及現代紡織國家重點實驗室培育基地,筆者看到了密封罐中的海藻以及提煉出的海藻纖維,陳列室擺放的面料和衣服都含有海藻纖維。青島大學海洋纖維材料研究院院長夏延致告訴筆者,整個海藻纖維的提取過程分為六步。
“首先把海藻從海里捕撈上來,然后把它晾干,這樣利于儲存,隨后切碎,再進行液體化,把海藻纖維分離,這時的海藻纖維變成粉末狀,和我們常見的奶粉類似,這個粉末以后再經過溶解,變成高粘度的液體,然后再把它用很細的小孔,用噴絲的原理把它噴出來固化,增加強力,然后賦予紡織服裝性能,最后成為纖維的最終成品,拿到紡紗廠紡紗織布最終成為服裝。”目前市面上已存在棉麻等天然纖維和來自石油、煤炭的合成纖維。那么,為什么要拋開已有的纖維材料,轉而從海藻中提取纖維制作衣服?夏延致院長說,首先大家對合成纖維都有一定的排斥性,穿著不舒服,有靜電、不吸汗,然后我們天然纖維不夠用,棉麻數量有限,而海洋里有大量的海藻類植物,能不能找到一種替代品,就自然而然想到了海洋。于是2003年,夏教授就把目光轉向了海洋中大量生長的海藻,試圖從海帶等藻類植物中提取纖維,但是沒想到,這次的嘗試,讓他驚喜地發現海藻纖維的高阻燃性。用普通打火機無法點燃,接觸火焰的時候沒有煙和氣味的產生,離火即熄,只是燒過的地方稍有變黑。夏院長說,這是海藻纖維的炭化現象。
另一個驚喜是,海藻纖維阻燃性好,可降解,且舒適度高,抗菌,與傳統纖維相比優勢明顯,這也讓夏院長十分看好其應用前景,因為全世界每年消耗纖維的量有七八千萬噸,我做萬分之一,就是很大的一個量。”
目前,海藻纖維制衣已投入市場,應用到中高端服裝的制作當中。筆者在青島市即墨區的恒尼智造企業,見到了琳瑯滿目的產品,大多數服裝都添加了海藻纖維成分。
恒尼智造(青島)科技有限公司行政人事總經理張玲告訴筆者,添加了海藻纖維的內衣,具有抗菌抑菌,富含陰離子,阻燃等功效,其有吸濕排汗功能,通過添加海藻,有保溫、抗紫外線、阻燃功能。家里如果配備一個100%的纖維內衣,就像找到了一個滅火器一樣。
正是看中夏延致院長團隊研發的海藻纖維,恒尼智造青島科技有限公司果斷申請合作,把海藻纖維應用于內衣的制造,成為世界上唯一一家海藻纖維智能制造內衣企業。但要想讓白色的海藻纖維變成門店中這些五顏六色的衣物并不容易。張玲說:“從天然海藻中提取出來的纖維,其本身的抗堿抗酸性差,酸堿太大,就會消失掉,但染色必然會添加酸和堿類染色劑,所以我們根據海藻纖維的特性,重新對染色和后續工序進行了新的研發。”技術攻關給企業帶來的是轉型升級和利潤增長。雖然海藻纖維制衣從纖維提取到后續紡織都需要大量新技術的支持,由它制成的衣服價格也會根據含量有所上漲,但較高的穿著舒適度和抗菌性能使產品一上市就得到了消費者的普遍認可。
海藻纖維作為一種顛覆性的纖維材料需求量非常大,現在年生產能力只有800噸,市場供不應求。“目前我們正在做的是5000噸的生產線,也是國際上最大的生產線,今年10月投產。當然還在規劃更大的一條生產線,今后我們想把它做成一個戰略性的新興產業。”夏延致對海藻纖維市場充滿了信心。
由于海藻纖維的特性,決定了它的應用領域非常廣泛,而且海洋里的藻類植物數量非常龐大,比陸地上的植物要多得多,無論是資源還是應用前景都非常可觀。一片片海藻引領我們重新認知大海,更聯結起高校科研團隊與社會企業,讓海洋科研成果得以轉化,投入市場,創造出巨大的經濟效益、生態效益和社會效益。
青島聚大洋藻業集團有限公司是海藻養殖采集、加工利用為一體的海洋生物高新技術企業,多年前,聚大洋公司走出國門,實現跨國并購,在獲取國外海藻原料資源的同時,將國外的先進技術引進轉化,實現了企業轉型升級。并購澳洲公司建海外基地
近幾年,海藻的營養價值逐漸被人們認可,海藻越來越多地被當做食材直接食用,作為以藻類為生產原料的企業則遭遇了成本大幅提升和原料緊缺的困境。作為科技制造企業,投入研發技術是增強企業競爭力的好辦法,但“巧婦難為無米之炊”,保證原料的充足供應是企業保證生產的根本。面對市場背景,聚大洋公司另辟蹊徑,幾年前,該公司利用前期的國際合作優勢,把目光瞄準了海藻資源同樣豐富的澳大利亞。
澳大利亞的海藻公司是南澳洲唯一具有海藻經營許可證的企業,這次投資并購讓聚大洋擁有了大片廠區、成套的廠房以及生產線和150公里海岸線的海藻采集權,為聚大洋公司的發展注入了正能量。由于澳大利亞海藻資源消化利用量較小,很多海藻腐爛也造成了海邊環境的污染,此次并購提升了當地環境,得到了澳方政府的大力支持。
正是通過此次并購,聚大洋公司成為國內首家掌握南澳洲海藻開采權的企業,突破了資源瓶頸,實現了原材料的就地加工。目前,聚大洋公司擁有海上養殖基地3萬余畝,下一步還將與海洋科研院所合作,探索養殖麒麟菜、海帶、裙帶等海洋藻類植物,爭取實現海域的全年覆蓋。
“產、學、研”結合共建國際實驗室
“技術研發是高新技術企業的靈魂。”聚大洋藻業集團有限公司董事長吳仕鵬說。聚大洋是國家級高新技術企業,在不斷加大自主研發力度的同時,對外加強同中國海洋大學、青島理工大學、青島科技大學、青島大學、黃海水產研究所、中科院海洋研究所等知名科研院所進行項目合作,進一步提高了公司的技術創新與研發水平。
“高校有先進的儀器、設備,有研究型的專家教授,研發實力遠比企業要強。通過與高校聯手,加強產學研的合作,專家教授在進行研發的同時,能帶動培養我們企業自己的研發人才,提高企業的自主研發能力,實現優勢互補,資源共享。”吳仕鵬表示。
聚大洋公司還將與高校聯合的觸角伸向國外。2013年2月,聚大洋公司在與澳洲福林德斯大學進行多次交流后,建立了產學研聯盟。同年4月,雙方共建先進海藻生物聯合實驗室,開啟了中國藻類企業與國外大學共建聯合實驗室的先河。
共建實驗室對聚大洋公司利用新技術、新原料、開發新產品,培養大量研發人才,為促進新成果轉化提供了科技支撐平臺,為產業轉型和技術升級奠定了牢固基礎。
科技推進產業新舊動能轉換
目前,聚大洋公司依托聯合實驗室和海外并購的技術優勢正在從工業級產品向食品級產品跨越,下一步將向醫藥級產品邁進。在實現產品轉型、升級換代的同時,開發利用新技術代替傳統工藝,實現清潔生產和產業的轉型升級。
2013年,聚大洋公司申報了泰山學者藍色產業領軍人才團隊支撐計劃項目,即新一代綠色海藻生物精煉技術開發與產業化示范項目。該項目投資7800萬元,擬突破生物技術、密集微波消化技術、光能脫色技術、生物發酵技術實現對傳統海藻加工產業的升級改造,實現節水、節能、高值化開發的清潔生產,解決了制約海藻生物產業發展的技術瓶頸。
目前,聚大洋公司正在實施的醫用紅藻多糖項目、年產80億粒海藻多糖藥用空心膠囊生產項目和醫用級海藻膠生產線項目三個醫藥級項目將助推企業發展后勁,實現公司產品由食品級向醫藥級的高端轉型升級。
業內專家評論說,聚大洋公司在海藻行業產業化示范推廣有望提高行業海藻加工利用水平,實現海藻的高值化利用,為整個海藻加工行業做出示范,也將帶動山東省海藻產業的發展。
(據中國漁業報)