ИТМО получил 300 млн рублей на запуск центра промышленной биотехнологии

Промышленные ферменты применяются в производстве кормов, спирта, хлебобулочных изделий, бытовой химии и в нефтедобыче. Российский рынок этих продуктов во многом зависит от импорта: в 2024 году импорт ферментов более чем в 50 раз превышал внутреннее производство, а более трети поставок приходилось на Китай. Схожая ситуация складывается с поверхностно-активными веществами биологического происхождения (биоПАВ) и пробиотиками. В целом объем российского рынка биотехнологической продукции оценивается в 440 млрд рублей.

Снизить эту зависимость призван национальный проект «Технологическое обеспечение биоэкономики». Его ключевая задача — к 2030 году вдвое сократить импортозависимость и довести долю отечественной биотехнологической продукции в потреблении до 55%. Одно из направлений работы — создание инфраструктуры для опытно-промышленного производства, которая позволит переводить разработки из лаборатории на следующий масштаб. 

Необходимость такой инфраструктуры связана с особенностями биотехнологического производства. Большинство российских лабораторий оснащены биореакторами объемом 1–10 литров, реже 30–100 литров, тогда как промышленное производство ведется в реакторах объемом в десятки кубических метров. С увеличением масштаба возникает множество технологических проблем, связанных как с поведением микроорганизмов, так и с особенностями опытно-промышленного оборудования, поэтому лабораторные результаты не всегда воспроизводятся. Площадок, где можно пройти этот этап и получить опытную партию продукта, в стране немного. При этом промышленные инвесторы, как правило, не готовы вкладываться в производство на основе технологии, подтвержденной только в лаборатории.

ЦИР «Промышленная биотехнология» ИТМО работает как площадка разработки и масштабирования по модели CDMO (Contract Development and Manufacturing Organization — контрактная разработка и производство), распространенной в мировой практике. Специалисты центра создают и совершенствуют штаммы-продуценты, то есть микроорганизмы, синтезирующие нужное вещество. Они также отрабатывают режимы культивирования бактерий, дрожжей и мицелиальных грибов и переносят процесс в каскад биореакторов объемом до 1000 литров. Модульная линия выделения и очистки перенастраивается под конкретный продукт благодаря наличию широкого спектра оборудования, что позволяет получать биопрепараты в различных товарных формах: жидкие, сухие, концентрированные, гранулированные. Отбор и анализ проб выполняют роботизированные станции, а данные экспериментов собираются и анализируются в реальном времени с помощью искусственного интеллекта. Все процессы оцифровываются, и на их основе создаются цифровые двойники. В перспективе это позволит прогнозировать результаты и сократить число дорогостоящих натурных экспериментов.

Центр может подключиться на любой стадии готовности технологии и довести ее до опытных партий продукции. Заказчик получает опытную партию продукта для сертификации и тестирования рынка, а также комплект документации: лабораторный и опытно-промышленный регламенты и технико-экономическое обоснование. Команда центра разрабатывает биопрепараты по техническому заданию заказчика для разных отраслей, включая нефтедобычу, пищевую промышленность, производство кормов, косметики и бытовой химии. Центр работает как с промышленными компаниями, так и со стартапами, у которых нет собственных производственных мощностей. Ключевой индустриальный партнер центра — ПАО «Татнефть», которое обеспечивает софинансирование и инфраструктуру. Для компании центр уже реализует первые проекты.

«У российского биотеха есть научный задел, способный стать основой для новых продуктов. Однако научным командам часто не хватает оборудования, данных и документации, чтобы довести разработку от лаборатории до производства. Мы закрываем этот разрыв на одной площадке и оцифровываем каждый этап, пополняя собственную базу данных и тем самым ускоряя последующие разработки. Кроме того, мы рассчитываем экономику процесса: инвестор получает не только технологию, но и оценку себестоимости, сроков и окупаемости. Это позволяет принимать решения на основе расчетов», — отмечает Азиза Орипова, директор ЦИР «Промышленная биотехнология» ИТМО.

ЦИР «Промышленная биотехнология» вырос из команды Передовой инженерной школы ИТМО в Альметьевске (АльметТех), созданной совместно с ПАО «Татнефть». В дальнейшем центр планирует запустить малотоннажное производство собственных биопрепаратов.