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心怀热爱与感恩,奔赴制浆造纸的星辰大海——专访2020年度国家科学技术进步奖二等奖获得者吉兴香教授

来源:中华纸业 编辑:李嘉伟 李玉峰 时间:2022-04-20
导读:2021年11月3日,2020年度国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂隆重举行。由齐鲁工业大学、山东晨鸣纸业集团股份有限公司、山东太阳纸业股份有限公司、山东华泰纸业股份有限公司、山东恒联投资集团有限公司等单位共同完成的项目高性能木材化学浆绿色制备与高
2021年11月3日,2020年度国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂隆重举行。由齐鲁工业大学、山东晨鸣纸业集团股份有限公司、山东太阳纸业股份有限公司、山东华泰纸业股份有限公司、山东恒联投资集团有限公司等单位共同完成的项目“高性能木材化学浆绿色制备与高值利用关键技术及产业化”获得2020年度国家科学技术进步奖二等奖,也是唯一获奖的造纸行业项目。
 
该项目的第一完成人齐鲁工业大学(山东省科学院)轻工学部主任、教授、博士生导师、生物基材料与绿色造纸国家重点实验室常务副主任吉兴香教授,是制浆造纸行业中,继陕西科技大学张美云教授后,第二位以第一完成人身份获奖的女性科研工作者,同时她还是一位“75后”的青年科研工作者,是造纸行业历次获奖名单中最年轻的获奖者。
 
吉教授长期致力于制浆造纸生物技术、农林废弃物高值化利用技术和生物质资源化利用技术等方面的研究,多年来其主持或参与的多项研究成果成功填补国内空白,打破国外垄断,为我国制浆造纸工业的绿色发展做出了重要贡献。那么在制浆造纸行业发展的新形势下,吉教授作为目前国内制浆造纸行业青年一代科技工作者的翘楚和领军者,她是如何坚持科技创新?如何带好团队?对未来制浆造纸行业的科技创新工作又有哪些期待?为此,吉兴香教授接受了中国纸业门户记者的专访。



记者:首先,祝贺吉教授获得2020年度国家科学技术进步奖二等奖,同时也非常感谢您接受《中华纸业》的采访。这是2020年度国家科技奖励大会上,制浆造纸行业唯一的获奖项目,也是全行业的骄傲。您作为主要完成人到北京参加大会并领奖,有什么感受?
吉兴香:首先是激动。国家科学技术进步奖,是国务院设立的国家科学技术奖5大奖项之一。主要授予在技术研究、技术开发、技术创新、推广应用先进科学技术成果、促进高新技术产业化,以及完成重大科学技术工程、计划等过程中做出创造性贡献的中国公民和组织。我作为一名大学教师和一名轻工行业的科技工作者,能够步入庄重威严的人民大会堂领取国家科技进步奖,这是对我们科研成果的充分肯定和莫大的支持。
其次是感谢。自2020年疫情爆发以来,我们国家遭受了巨大的损失,全社会的生产生活秩序都受到了不小的挑战,得益于党的坚强领导,使得我国的经济生活秩序快速恢复。在这一背景下,党和国家最高领导人亲临颁奖现场为科技人员颁奖,这充分说明了我党和政府对科技发展的重视和对科技人才的尊重。能获得这项荣誉与党的领导、我的科研团队和单位与行业的支持、关心和帮助密不可分。
最后是责任。这次获奖是一份沉甸甸的荣誉,更是一份厚重的对党、国家、民族和行业的责任和使命。我们一定以此为契机,更加奋发努力,为行业发展贡献力量。
 

记者:请您介绍下与传统的技术相比,该获奖项目的主要技术创新点有哪些?对制浆造纸行业的绿色可持续发展有哪些重大意义?
吉兴香:该获奖项目的主要技术创新点有3个:一是,系统阐释了生物—化学协同漂白与纯化纤维的作用机制,提出了木素增效溶出新理论,创新了无元素氯漂白(ECF)技术,构建了含臭氧漂白的年产百万吨超大规模短流程漂白技术体系,大幅度减少了二氧化氯的用量,大大改善了漂白废水的可生化性能,并制备出了高性能纸浆纤维,实现了木材化学浆漂白过程的绿色环保和节能减排;二是,创新了纸基材料绿色制备新技术,研发了纸浆的梯度打浆技术和自添加技术,进一步提升了传统纸和纸基材料的品质,实现了传统纸产品的升级;三是,创新了纸浆的纯化精制技术和纤维修饰技术,并研发出了转移印花纸、纸基透明膜材料等系列新产品,实现了纸浆纤维的高附加值利用。
制浆造纸过程的“绿色化”一直是我们的科研目标,也是我们国家重点实验室的重点研究方向。获奖项目的主要技术解决了传统制浆造纸过程中含氯漂剂用量大,漂白过程产生大量的氯代酚类有毒物质,漂白废水处理难、循环利用难等关键共性难题;实现了纸基产品的高附加值生产,提升了制浆造纸行业盈利水平和能力,为造纸行业的可持续发展提供了保障。相关技术对传统制浆造纸行业的转型升级、我国“双碳”战略目标的达成和可持续发展具有重要意义。
 
记者:最初您为什么会选择这个课题进行研究?该项目在技术攻关过程中遇到了哪些难点?您和团队是如何攻克的?
吉兴香:开展此方面的课题研究主要是源于国家和行业的重大需求。我国要实现可持续发展和“双碳”战略目标需要绿色技术,需要旧动能向新动能的转换。传统造纸行业要主动融入国家战略,面临着环境、技术、成本等多重挑战,需要突破关键核心技术实现高质量绿色可持续发展。我们团队瞄准制浆造纸清洁生产技术这条主线,不断丰富和发展高质量绿色可持续发展的内涵和外延,不断突破相关共性难题,最终形成了本项目的研究成果。
项目研发过程中确实碰到了不少棘手的难题。技术攻关过程中遇到的最大难题就是如何从实验室研究放大到实际生产。制浆造纸清洁生产工艺的构建受多重因素影响,实验室的研究环境和生产一线条件存在很大差异,比如,用水、添加剂、硬件设备等,给技术转化带来很大困难。针对上述情况,我和团队成员认真分析问题原因,逐项排除干扰因素,关键实验在企业开展,模拟一线生产条件,确保创新技术可复制、可转化。
 
记者:您认为对于研究人员来说,当下制浆造纸专业创新的难点是什么?接下来您的研究方向有哪些?对未来有什么展望?
吉兴香:制浆造纸专业创新的难点主要在人才和机制两个方面。一是要重视跨学科跨领域人才和团队的培养。现代化的生产流程和产品应用已远远超出了单一学科的知识范畴,因此,有必要建立综合型的科研团队,将不同知识背景的人才聚合到一起,例如包括制浆造纸工程、材料工程、化学工程、计算机科学等学科,通过学科的交叉融合来解决企业生产中存在的科研难题。二是制浆造纸企业与科研人员产学研协作的体制机制要进一步完善。据我了解,制浆造纸生产企业目前仍然存在众多需要科研攻关和技术创新方面的需求,但苦于没有高层次科研人员的智力支持。而高校和科研院所的大批高素质科研人员由于企业实践经验少,无法快速准确对接企业需求。因此,通过多种途径(例如企业博士后、实践训练、科技外派员、企业技术人员培训),加大企业与科技人员的沟通合作频率,这将为制浆造纸专业的创新提供必要的智力保障。
造纸行业是我国重要的基础原材料行业,也是传统行业,目前正处于转型升级的关键阶段。造纸原料全组分利用、绿色智能制造、废水零排放、功能性纸基材料(如可代替不可降解塑料的纸袋纸、地膜纸等)将是我国制浆造纸企业今后一段时间的发展方向。围绕造纸行业未来发展方向,我和团队今后的研究方向主要是会侧重于制浆造纸生物技术、农林废弃物高值化利用技术、生物质资源化利用技术和功能性纸基材料等方面。
 

 
记者:目前有一种声音,制浆造纸的技术在全世界已经进入了瓶颈,很难有大的突破。您能简单介绍下国内、国外的研究机构在制浆造纸技术下一步有哪些主要目标和动向。
吉兴香:需要说明一点,随着时间的推移,每种技术都会有一个瓶颈期。现代制浆造纸产业经过两百多年的发展已经形成了较为完备的理论基础、生产工艺和制造装备,仅我国纸和纸板的年产量就已超过1.1亿吨,可以说常规纸张的生产经验和产业基础都已非常深厚。但是还有很多问题急需解决,特别是在国家碳中和、碳达峰的大背景下,有许多工作需要造纸人去做,换句话说是大有可为。
据我了解,目前国内外的制浆造纸行业主要围绕生物质炼制、节能减排和绿色智能制造开展研究与工业化实践。欧美等发达国家积极致力于制浆造纸生物质精炼厂的建设,围绕木质纤维原料的全组分利用和高值化利用开展了积极的探索。例如美国、加拿大的制浆造纸企业开发了多种纸基食品包装材料以替代塑料的应用;欧洲的知名造纸企业已布局木质素的高值化利用、纸浆模塑在高级包装材料中的应用;日本已建成有多家纳米纤维素生产工厂,不断拓展纤维资源的应用价值和领域。
我国的制浆造纸领域,主要聚焦于如何落实双碳目标,实现行业绿色制造和可持续发展。围绕这一目标,制浆造纸行业需要改变传统发展思维,构建新型能源体系,持续不断地开发新产品新技术,从整个产品的周期去思考和解决问题,而不是传统意义上单独的制浆造纸。比如在整个制浆造纸生产线中如何实现节能减排和清洁生产,如何高效绿色的去处理制浆造纸的废水,如何实现以纸代塑智慧生产,如何将造纸原料吃干榨净而不产生二次污染以及如何实现制浆造纸的智慧智能等等都是“双碳目标”下制浆造纸行业需要面对和解决的问题,也是下一步制浆造纸技术研究的目标与方向。
 
记者:在外界看来,制浆造纸专业的研究要常常深入企业一线,既枯燥乏味,有时工作环境还难以适应,特别是对女同志,回忆您的科研之路,在漫长的时间中是如何克服这些障碍,在工作中找到科研的乐趣?
吉兴香:科学研究工作需要投入大量的时间和精力。很多时候科研过程也是比较枯燥乏味的。热爱和责任是克服这些障碍,推动我科研工作的主要源动力。我热爱制浆造纸行业,在自己热爱的行业领域内开展研究,探索未知,刚开始时会觉得枯燥乏味,但每次突破困境后的满足感和成就感,不在其中的人也很难体会到。时代给了我们机遇,也赋予了我们更多的社会责任和担当。我们必须耐得住寂寞、不断创新,为祖国科技振兴不懈奋斗!
此外,科研过程中还可以和业界同行朋友们广泛交流,他们都具有渊博的学识、开阔的眼界、严谨求实的态度,交流中拓宽了我的思路,丰富了我的专业知识,让我受益良多。
 
记者:无论作为第一完成单位还是其他完成单位,齐鲁工业大学(山东省科学院)在制浆造纸领域已经多次站上国家科技奖励大会的舞台,在开创性、创新性的研究中能取得如此多的成就,您认为最主要的原因是什么?学校在其中起到了哪些积极的作用?
吉兴香:在制浆造纸领域,齐鲁工业大学(山东省科学院)作为第一完成单位和参与单位已经6次登上国家科技奖励大会的舞台,这确实是不小的成绩。我认为主要有以下三个原因:一是山东省制浆造纸行业的发展优势。制浆造纸行业作为山东省的传统优势产业,产量一直位于国内领先地位,众多的造纸企业为我们的研究方向和研究内容提供了良好的产业基础。二是学科与平台的优势。我校的轻工技术与工程学科是山东省首批建设的特色优势学科,轻化工程专业为国家级、省级一流本科专业建设点,国家级、省级特色专业。2018年10月,科技部、山东省人民政府正式批准我校建设“生物基材料与绿色造纸省部共建国家重点实验室”,实验室围绕国家产业需求,开展基础研究和应用基础研究。生物基材料与绿色造纸领域的关键科学问题和共性技术等重大基础理论和技术创新上的研究与创新,对推动生物基材料相关产业提质升级起到了引领和支撑作用。三是团队成员的辛勤付出。科研创新不是一蹴而就的,是需要长期的学术积累和实验验证的,我们得益于团队成员的研究基础和梯度搭配,造就了一支刻苦勤奋、勇于拼搏的科研队伍。
学校对科研创新工作给予大力支持。齐鲁工业大学作为工科院校始终将科技创新、社会服务放在重要的地位,鼓励和支持科研人员积极投身科技服务,为行业发展贡献力量。在科研过程中,学校积极支持和配合团队的发展需求,提供了优异的科研平台和工作环境,使得科研团队能够安心从事科研工作,解除了后顾之忧。
 
记者:齐鲁工业大学(前身山东轻工业学院)制浆造纸专业经过几十年的发展,在一批批教授的努力耕耘下,已经成为全国一流的学科和教学研发平台,您现在作为轻工学部、国家重点实验室的主要负责人,您对青年教师以及学生有哪些期望和寄语?
吉兴香:期望青年教师树立科技报国的远大理想。在做好教书育人的同时,积极投身产业发展,将自身的科研优势转化为企业的生产优势,瞄准企业生产中的技术难题,创新性研究解决办法,推动制浆造纸生产的技术变革,做顶天立地的研究工作。
期望学生学有所成。通过在校期间的学习、实践等环节,深刻理解制浆造纸专业的理论基础和生产过程,正确认识行业企业的发展前景,将个人成长成才与企业行业的快速发展协调起来,利用好我们国家重点实验室的科研平台,不断提升创新能力与核心竞争力,努力成为党和国家的栋梁之材。
 
采访后记
因热爱而坚定执着,因责任而砥砺前行。
在采访中,吉兴香教授多次提到她对制浆造纸专业的热爱之情以及对行业前辈、领导、同事、合作企业与同仁的感恩之心,这些都成为支撑她在日复一日的科研工作中不断前行的动力,一次次的挑战,一次次的砥砺前行,年轻的吉兴香教授在不断地挑战中将梦想写在了实验室、写在了制浆造纸生产线上,取得一项项令行业瞩目的成果,成功地站到了国家科学技术奖励大会的舞台。
从东汉蔡伦发明造纸术至今已经有1900多年,古老的造纸工艺经历时间的洗礼,在全世界得到不断改进和创新成为推动和记录全球经济与文化发展的不可或缺的重要载体。随着中国的崛起,当今最先进的制浆造纸技术重回中国,并在中国得到更进一步的传承与创新。
2018年5月28日,习近平总书记在中国科学院第十九次院士大会、中国工程院第十四次院士大会上讲到:“我国广大科技工作者要把握大势、抢占先机,直面问题、迎难而上,瞄准世界科技前沿,引领科技发展方向,肩负起历史赋予的重任,勇做新时代科技创新的排头兵。”吉兴香教授及其团队就是在习总书记讲话的指引下,以科技报国为己任,将绿色、生态、可持续的先进制浆造纸工艺在中国发扬光大,一如吉教授所讲,木质纤维原料的全组分利用和高值化利用、绿色智能制造、废水零排放、功能性纸基材料开发等等研究领域不断结出新的果实。制浆造纸的前景如星辰大海正等待着以吉兴香教授为代表的我国制浆造纸科研工作者去尝试和探索。
属于吉兴香教授的精彩才刚刚开始,属于中国制浆造纸行业的明天一定更加辉煌!
 

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