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用綠色技術(shù)為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展續(xù)航———訪國際木材科學(xué)院院士、輕工學(xué)院金永燦教授





  日前,國際木材科學(xué)院正式通知,我校輕工學(xué)院金永燦教授被增選為國際木材科學(xué)院院士。這是我校第4位獲此殊榮的教授,目前中國大陸地區(qū)獲此榮譽(yù)的科學(xué)家僅20余人。
  “他是一位出色的學(xué)者、科研帶頭人,他所帶領(lǐng)的實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)在木質(zhì)素化學(xué)、木質(zhì)素利用、生物材料、可再生資源生物化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)取得了顯著的成果?!泵绹笨_來納州立大學(xué)終身教授、我校特聘教授張厚民先生在推薦時(shí)說。
  一改秸稈“黑水換白紙”的惡名金永燦,1985年考入我校化工系制漿造紙工程專業(yè),畢業(yè)后留校任教,開始結(jié)緣造紙研究。30多年來,金永燦見證了我國造紙業(yè)的發(fā)展。
  在上世紀(jì)八九十年代,秸稈造紙基本就是污染的代名詞。由于缺乏關(guān)鍵技術(shù),農(nóng)作物秸稈制漿產(chǎn)生的黑色廢液難以處理,排放之后嚴(yán)重污染環(huán)境,一個(gè)草漿紙廠污染一條河的情況并不鮮見。以致在過去的很多年里,秸稈造紙只能背著“黑水換白紙”的惡名。
  90年代中后期開始,國家設(shè)立的環(huán)保門檻越來越高,在這種情況下,眾多草漿企業(yè)紛紛選擇“棄草從木”,另起爐灶轉(zhuǎn)做木漿造紙。而此時(shí)金永燦心中卻算起了一筆“環(huán)境賬”。
  我國是一個(gè)森林資源相對(duì)貧乏的國家,森林蓄積面積僅占世界4%,人均森林面積只有世界平均水平的1/6。而我國是糧食生產(chǎn)大國,也是秸稈生產(chǎn)大國,每年可生產(chǎn)秸稈7億多噸,約占全世界秸稈總量的20%-30%。農(nóng)業(yè)投入要素有約50%最終轉(zhuǎn)化為農(nóng)作物秸稈。如果將秸稈造紙“一刀切”,那么這部分的秸稈要流向何處?積壓的秸稈如果任由農(nóng)戶就地焚燒,只會(huì)加劇對(duì)環(huán)境的破壞。
  于是,還在讀博士的金永燦在李忠正教授的指導(dǎo)下,開始將研究視角轉(zhuǎn)向鉆研草漿清潔化生產(chǎn)工藝。
  在多年實(shí)驗(yàn)室研究的基礎(chǔ)上,團(tuán)隊(duì)與江蘇新大紙業(yè)集團(tuán)公司合作開發(fā)的 “亞硫酸鈉-甲醛-蒽醌”(SFP-AQ法)制漿新工藝,從根本上改變了傳統(tǒng)的堿法制漿,降低制漿過程中產(chǎn)生的廢液污染負(fù)荷,同時(shí)產(chǎn)生表面活性好、便于利用的木質(zhì)素磺酸鈉和其他產(chǎn)品,使纖維資源得到綜合利用。
  經(jīng)過技術(shù)升級(jí),原來國家不鼓勵(lì)的麥草制漿生產(chǎn)線,采用清潔生產(chǎn)工藝、以非木纖維為原料、單條10萬噸/年及以上的制漿生產(chǎn)線卻在2011年被列入《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》鼓勵(lì)類,有關(guān)政策也在向這樣的產(chǎn)業(yè)傾斜。
  “技術(shù)革新后,非木材制漿造紙廠的漿、紙產(chǎn)品質(zhì)量顯著提升,同時(shí)將原來難以治理的制漿廢液轉(zhuǎn)化成具有良好經(jīng)濟(jì)效益的木質(zhì)素類產(chǎn)品,企業(yè)實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的雙贏,既改變了秸稈‘黑水換白紙’的惡名,也為眾多瀕臨破產(chǎn)的傳統(tǒng)造紙企業(yè)找到一線生機(jī)?!苯鹩罓N笑言。
  將農(nóng)業(yè)秸稈生產(chǎn)石油替代品2000年后,隨著中國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,對(duì)石油需求不斷增加,而同時(shí)我國國內(nèi)石油產(chǎn)量卻徘徊不前。開發(fā)替代石油制品的生物質(zhì)基產(chǎn)品,成為這一時(shí)期學(xué)界關(guān)注的問題。金永燦和他所在的團(tuán)隊(duì)自2007年起開始從傳統(tǒng)的制漿造紙轉(zhuǎn)向研究生物質(zhì)能源和材料。多年來,尋找并研制一種更清潔、更環(huán)保,成本更低廉,具有可再生性的生物質(zhì)基制品來替代石油產(chǎn)品,一直是他的團(tuán)隊(duì)致力攻關(guān)的制高點(diǎn)。
  2007年金永燦在美國北卡羅萊納州立大學(xué)學(xué)習(xí)進(jìn)修期間,參加了利用木材纖維原料生產(chǎn)生物乙醇的國際合作研究課題。2008年回國后,根據(jù)我國纖維原料資源的特點(diǎn),他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)將目光投向了玉米桿、麥草、稻草等農(nóng)作物廢棄物。他們把農(nóng)業(yè)廢棄物通過化學(xué)預(yù)處理和酶水解,把其中的纖維素降解成為葡萄糖,葡萄糖經(jīng)發(fā)酵后最終轉(zhuǎn)化成生物乙醇?!吧镆掖既紵龝r(shí)比石油產(chǎn)生的二氧化碳少30%,并且不產(chǎn)生‘芳香烴’等致癌物,是一種更清潔、更環(huán)保的可再生能源?!苯鹩罓N說。
  生物乙醇不但可直接利用大部分現(xiàn)有制漿工藝和設(shè)備來制作,而且還可將生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的“廢料”全組分高效利用,變廢為寶。2012年11月,在第四屆國際制漿造紙與生物技術(shù)國際會(huì)議上,金永燦教授向與會(huì)代表介紹,他領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種以農(nóng)業(yè)廢棄物為原料的車用燃料生物乙醇生產(chǎn)技術(shù)。該研究成果如大規(guī)模投入生產(chǎn),可大大緩解石油資源匱乏的現(xiàn)象。
  “我的研究看似轉(zhuǎn)向了,其實(shí)我一直關(guān)注著我的 ‘老本行’。目前我國制漿造紙產(chǎn)能過剩,眾多企業(yè)面臨技術(shù)提升、結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型等問題。將制漿廠升級(jí)改造成‘生物質(zhì)精煉廠’,生產(chǎn)包括生物乙醇、纖維素材料在內(nèi)的生物質(zhì)化學(xué)品、生物質(zhì)材料、生物質(zhì)能源等產(chǎn)品,這或許可以成為不少中小造紙廠的‘救命稻草’。”金永燦說?!爸参锢w維原料的生物質(zhì)精煉尚處于中試階段,真正實(shí)現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn),還有很長的一段路要走。但生物質(zhì)精煉可以將纖維原料‘吃光用盡’,是科學(xué)、高效利用農(nóng)業(yè)秸稈資源的重要途徑。”金永燦坦言。
  貼吧里,學(xué)生送他“綽號(hào)”———“名捕”
  在記者采訪結(jié)束后,金永燦轉(zhuǎn)身進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,又和研究生們一起做起實(shí)驗(yàn)。在同學(xué)們眼里,“金老師很認(rèn)真,給我們改論文都是一個(gè)字一個(gè)詞的改,連格式都要把關(guān)?!陛p工學(xué)院制漿造紙工程專業(yè)研三學(xué)生朱楊蘇說。在輕工學(xué)院的貼吧里,流傳著學(xué)生們送給金永燦的一個(gè)“綽號(hào)”———“名捕”。
  雖是“名捕”,但金永燦卻非常關(guān)心愛護(hù)學(xué)生。“金老師對(duì)我們要求很嚴(yán)格,大三的時(shí)候我參加學(xué)校創(chuàng)新課題時(shí),本來沒怎么放在心上,金老師卻非常嚴(yán)肅認(rèn)真地手把手指導(dǎo)我們確定研究內(nèi)容、設(shè)計(jì)技術(shù)路線、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等。”輕工院大四學(xué)生、已考入南京大學(xué)讀研的羅旭峰說,去年11月金老師還帶他和研究生學(xué)長們一起去廣州參加‘第五屆制漿造紙國際學(xué)術(shù)研討會(huì)’,在這樣一個(gè)國內(nèi)外學(xué)者云集的平臺(tái)上,讓他一個(gè)本科生去陳述研究課題,這樣的經(jīng)歷對(duì)他來說真的很難得,自己在內(nèi)心深處也非常感激金老師對(duì)他的關(guān)愛。
  “在我們系里,基本上每天晚上金老師都是最后一個(gè)離開的,有時(shí)候后半夜2、3點(diǎn)鐘學(xué)生和老師還會(huì)收到他回復(fù)的郵件或信息?!陛p工學(xué)院吳淑芳教授說。
  嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、虛懷若谷,是學(xué)者的涵養(yǎng);甘為人梯、桃李芬芳,是師者的品格。三十載科研創(chuàng)新路,金永燦用綠色技術(shù)為一個(gè)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展續(xù)航。 (方彥蘅)