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- 第432期

“地溝油”中“吃”出高新材料:工大學(xué)子變害為寶 斬獲國賽金獎(jiǎng)



長鏈二元酸提煉流程示意圖


  緣于“地溝油”回流餐桌這一令人深惡痛絕的事件,談到“地溝油”,大多數(shù)人都會(huì)有不愉快的聯(lián)想。國家用了很多治理辦法,但隱患難以在短時(shí)間內(nèi)根除。如今,在齊魯工業(yè)大學(xué)(省科學(xué)院)《癡油菌———地溝油制備高分子材料領(lǐng)導(dǎo)者》項(xiàng)目組的努力下,一個(gè)完美的解決辦法———變身長鏈二元酸(可以用于軍工生產(chǎn))誕生了。工大學(xué)子創(chuàng)造性的用一種酵母菌“吃掉”地溝油,使之變身為高新工程材料再利用。據(jù)說,這種癡油菌一年能“吃掉”7000噸地溝油。
  2018年10月15日,“建行杯”第四屆全國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽金獎(jiǎng)爭奪賽在廈門大學(xué)落下帷幕。經(jīng)過激烈角逐,由汪俊卿等多位老師共同指導(dǎo),學(xué)生郭驍、唐玲玲、薛樂、修翔等人負(fù)責(zé)的《癡油菌——地溝油制備高分子材料領(lǐng)導(dǎo)者》項(xiàng)目從64萬余個(gè)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目中脫穎而出,打動(dòng)了上千位專家評審,斬獲國賽金獎(jiǎng)。
  
戀上地溝油的“癡油菌”兼顧綠色與產(chǎn)能
癡油菌團(tuán)隊(duì)致力于利用地溝油制備高分子材料的重要前體物質(zhì)——長鏈二元酸。長鏈二元酸能廣泛應(yīng)用于高性能尼龍、塑料、橡膠等生活剛需品潛艇吸音瓦、軍用輪胎等軍工產(chǎn)品的合成,合成物質(zhì)具有抗拉、耐磨、耐腐、耐寒等一系列優(yōu)良特點(diǎn),可以應(yīng)用到戰(zhàn)略新材料、高性能陶瓷、航天、核電、船舶、汽車、日化香料、醫(yī)藥合成等領(lǐng)域。
  這項(xiàng)新的長鏈二元酸生產(chǎn)技術(shù)有三大優(yōu)勢:一是菌株優(yōu)勢——生產(chǎn)菌株(CGPP1702)自主研發(fā),由7項(xiàng)發(fā)明專利進(jìn)行保護(hù),轉(zhuǎn)化效率高,可達(dá)73.8%;二是工藝優(yōu)勢——微生物發(fā)酵法,可以替代高污染性的化學(xué)合成法,生產(chǎn)過程力求實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的零污染、零排放,綠色無污染;三是原料優(yōu)勢——以地溝油為原料,既降低了成本,又為地溝油的再利用提供了一種行之有效的方式。
  王俊卿老師長期以來積極投身“新舊能源轉(zhuǎn)換”,致力于綠色技術(shù)創(chuàng)新。他敏銳的發(fā)現(xiàn)我國長鏈二元酸生產(chǎn)中存在的問題:化學(xué)合成法利用石油煉制轉(zhuǎn)化不僅污染大,而且技術(shù)壁壘高;微生物發(fā)酵法不成熟,制約量產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)。一邊是廣泛的應(yīng)用前景,另一邊又是生產(chǎn)工藝相對落后的現(xiàn)狀,“能不能兼顧綠色與產(chǎn)能,對微生物發(fā)酵法進(jìn)行改進(jìn)?”這個(gè)問題久久縈繞于心。
  2014年,項(xiàng)目技術(shù)顧問王瑞明教授首次提出將地溝油轉(zhuǎn)變?yōu)橛泄I(yè)價(jià)值的生物基材料長鏈二元酸的設(shè)想。同年,該項(xiàng)技術(shù)獲山東省自然科學(xué)基金“自主創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化專項(xiàng)”資助100萬元,“地溝油也是油,如果用地溝油代替原油作原料,既消滅了隱患,又降低了成本,豈不是兩全其美?”
  癡油菌團(tuán)隊(duì)經(jīng)過3年多的研究,不斷實(shí)驗(yàn),多次改進(jìn),成功實(shí)現(xiàn)了以地溝油為原料的長鏈二元酸工業(yè)化生產(chǎn)。對菌株GCPP1702進(jìn)行基因水平上的改造,自主研發(fā)培育的新型菌株癡情于油,“吃”掉令大眾聞之色變的地溝油,將地溝油中的成分進(jìn)行轉(zhuǎn)化,生成用于軍工強(qiáng)軍的原料。不僅如此,新型菌株產(chǎn)生長鏈二元酸的能力也顯著增強(qiáng)。其廣闊的潛力優(yōu)勢,將打破我國目前長鏈二元酸產(chǎn)量不足的狀態(tài)。
  團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人郭驍一直對項(xiàng)目充滿自信:“我們此次使用新型菌株,采用微生物發(fā)酵法,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)長鏈二元酸產(chǎn)量的增加?!彼诮鉀Q問題時(shí)常有創(chuàng)新,“不走尋常路”。
  
變害為寶 主要靠綠色發(fā)酵法
習(xí)近平同志于2005年8月在浙江湖州安吉考察時(shí)提出“綠水青山就是金山銀山”的科學(xué)論斷。經(jīng)濟(jì)與生態(tài)發(fā)展之間應(yīng)是齊頭并進(jìn)的姿態(tài),要始終踐行“創(chuàng)新、綠色”的發(fā)展理念。一面是經(jīng)濟(jì)效益,一面是生態(tài)效益,“如何綠色地吃掉地溝油?如何在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)之間獲得雙贏?”
  癡油菌團(tuán)隊(duì)經(jīng)過分析目前存在的生產(chǎn)工藝技術(shù)和原料發(fā)現(xiàn),生產(chǎn)長鏈二元酸的方式有三種———微生物發(fā)酵法、化學(xué)合成法、植物油裂解法??蓱?yīng)用于工業(yè)的大規(guī)模生產(chǎn)的只有微生物發(fā)酵法和化學(xué)合成法。而化學(xué)合成法操作過程危險(xiǎn)性大,污染高,合成率較低。相對于微生物發(fā)酵法來說,不利于生態(tài),很難實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。
  微生物發(fā)酵法為新型的生產(chǎn)方式,具有操作簡單,收率高,成本低,無環(huán)境污染的特點(diǎn),同時(shí),以人們厭惡的地溝油為原料,消除人們餐桌的隱患,又以其可回收、低成本的原料優(yōu)勢。一箭雙雕,綠色地吃掉地溝油,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境治理的雙豐收。
  團(tuán)隊(duì)成員宋子旻反復(fù)提到:“微生物發(fā)酵法制備長鏈二元酸,在綠色批量生產(chǎn)方面樹立了典范,功在當(dāng)代,利在千秋。”微生物發(fā)酵法此類的綠色生產(chǎn)方式是工業(yè)生產(chǎn)的最佳方式,既有綠水青山也收獲了金山銀山,必須長足創(chuàng)新綠色技術(shù),久久為功。
  
科技創(chuàng)新 地溝油秀出“高新范兒”
  創(chuàng)新是第一動(dòng)力,是我們需要踐行的發(fā)展理念。人才是創(chuàng)新的核心要素。創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)實(shí)質(zhì)上是人才驅(qū)動(dòng)。癡油菌團(tuán)隊(duì)對創(chuàng)新也有一番見解,什么是創(chuàng)新?如何創(chuàng)新?這些問題一直引領(lǐng)著他們。
  “地溝油普遍運(yùn)用于肥皂和柴油的生產(chǎn)加工,現(xiàn)在我們打破了傳統(tǒng)的限制,用它制作長鏈二元酸,從而解決國內(nèi)對此產(chǎn)品長期依賴進(jìn)口的問題?!蓖脐惓鲂?,植根于獨(dú)特的生產(chǎn)視角,“滿眼生機(jī)轉(zhuǎn)化鈞,天工人巧日爭新”。
  本次大賽,以“有廣度,有高度,有深度,有溫度”為主基調(diào),癡油菌團(tuán)隊(duì)打造四度,創(chuàng)新項(xiàng)目內(nèi)涵。項(xiàng)目涵蓋人們的日常生活需求,軍事、航空航天需要,在民生、國內(nèi)外市場和軍工方面意義深遠(yuǎn)。一方面,利用地溝油制備長鏈二元酸,從源頭上減少地溝油上餐桌的可能性,最大限度地保證人們的飲食安全,提升人民群眾的安全感、滿足感、幸福感。另一方面,融合國內(nèi)外市場需求的廣度,加強(qiáng)尖端科研的深度,提升綠色發(fā)展理念的高度,打造惠民、親民的溫度。同時(shí),率先實(shí)現(xiàn)軍工品原材料供給的自主化,打破國外進(jìn)口的束縛,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)國防科技創(chuàng)新的自主性。癡油菌團(tuán)隊(duì)以項(xiàng)目的科技高含量、市場大潛力、社會(huì)好效益、生態(tài)大作用,呈現(xiàn)出工大學(xué)子開闊的創(chuàng)新視角。
“情懷的著陸,必須不厭其煩的實(shí)驗(yàn)”
  責(zé)任和情懷將這支團(tuán)隊(duì)緊緊的捆在一起。他們每天在在行政樓546室工作,日夜更替,記錄下這只團(tuán)隊(duì)始終如一的團(tuán)隊(duì)情誼。
  在這次長達(dá)7月的備賽中,“壓榨”假期是常態(tài),“厭倦”文字是狀態(tài),“催命”是狀態(tài)。從命題構(gòu)想到人員的統(tǒng)籌安排,再到著手實(shí)施此項(xiàng)目,專家提出的項(xiàng)目建議層出不窮,團(tuán)隊(duì)成員幾度迷茫。文字斟酌屢見不鮮,大家近乎厭倦?;貞浄N種經(jīng)歷,團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人郭驍深情地說道:“項(xiàng)目是我們自己的創(chuàng)意,它就像我們自己的孩子一樣,我們要盡心呵護(hù)它,培育它?!泵课粓F(tuán)隊(duì)成員都被這種情懷牽引著,每個(gè)人都如父母般,養(yǎng)育這共同的“孩子”。一種團(tuán)隊(duì)的溫情被項(xiàng)目緊緊地聯(lián)系起來,凝聚了團(tuán)隊(duì)的真情懷。
  國賽中,高校團(tuán)隊(duì)強(qiáng)勢的陣容、已經(jīng)落地的項(xiàng)目以及賽前答辯人生病等因素,讓團(tuán)隊(duì)背負(fù)重重壓力,郭驍說:“當(dāng)時(shí),無暇顧及什么,只能一門心思為項(xiàng)目;另外,管你是清華北大還是齊工大,我們只要這個(gè)項(xiàng)目好,無所謂輸贏?!必?zé)任與情懷讓他們的團(tuán)隊(duì)攢成一股繩,緊緊捆牢項(xiàng)目初衷,凝聚團(tuán)隊(duì)精神。
  撫今追昔,癡情于油,科研轉(zhuǎn)化,久久為功。如今,已經(jīng)進(jìn)入新時(shí)代,綠色創(chuàng)新技術(shù)已成為踐行新發(fā)展理念的助力器,只有緊抓創(chuàng)新的抓手,注入環(huán)?;盍?,才能打造美麗的行業(yè)未來,成就大美中國。