努力让造纸产业更绿色(讲述·弘扬科学家精神)

发布时间:2024-05-20 07:12:24 来源: sp20240520

  吉兴香(左一)与团队成员一起做实验。   齐鲁工业大学供图

  人物名片

  吉兴香,1976年出生,山东潍坊人,齐鲁工业大学教授、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。主要从事农林剩余物资源化高值化利用、生物技术与绿色造纸、生物基材料等方面的研究工作,在绿色造纸领域,攻克行业技术难关,创造性实现含臭氧的超大规模短流程无元素氯漂白,研发废弃植物纤维原料生物—化学联合预处理技术及专用酶制剂。20多年来,吉兴香率领团队获得发明专利65项,以第一完成人的身份获国家科技进步奖二等奖。

 

  走进齐鲁工业大学生物基材料与绿色造纸国家重点实验室,吉兴香正用扫描电镜仔细观察不同处理条件下纸浆纤维的变化情况。从学习造纸技术到从事纸张生产,再到深耕绿色造纸领域的科学研究,20余年来,吉兴香与纸张结下了不解之缘……

  “我只能不断尝试,靠自己蹚出一条路子”

  1999年,从山东轻工业学院(现齐鲁工业大学)造纸专业毕业后,吉兴香来到山东潍坊的一家造纸厂工作,被分派到箱板纸车间从事抄纸工艺员的工作,成为一名一线造纸工人。

  刚进车间没多久,年轻的吉兴香就遭到不少质疑:“一个小姑娘到工厂里上班,受得了苦吗?”吉兴香不着急辩解,她一头扎下去,从最基础的设备操作与维护工作干起。靠着扎实的专业知识背景,个把月的工夫,她就对生产线上各道工序熟稔于心。在造纸厂工作3年,吉兴香积累了大量纸张生产和设备维护的经验,“造纸机上每个设备甚至零部件的型号我都十分清楚,这为我以后从事绿色造纸技术的研究工作打下坚实基础。”

  “造纸耗能耗水都很高。”在工作中,吉兴香萌生了继续深造的念头,“我一定能找到科学环保的造纸办法。”吉兴香决定报考研究生,继续学习制浆造纸与生物技术。白天在车间干活,晚上下班后挤出时间复习。靠着一股拼劲,2003年,吉兴香进入山东轻工业学院攻读制浆造纸工程专业硕士研究生。

  读研期间,吉兴香一门心思扑在科研实验上,开展对制浆造纸的全过程研究。当时,实验室条件艰苦,所有年级的学生共用两台电脑,吉兴香白天做实验,晚上排队用电脑整理分析数据,经常忙碌到深夜。实验效果不明显,她找来红外检测仪分析纸浆当中主要成分的变化情况;二氧化氯的效能受酸碱度影响很大,她经过上百次实验,最终探索出二氧化氯效能最高时的酸碱度。“当时国内鲜有做这样研究的人,我只能不断尝试,靠自己蹚出一条路子。”吉兴香说。

  “虽一波三折,但看到实验成果落地,心里十分欣慰”

  潍坊寿光市的晨鸣纸业抄纸车间内,机器轰鸣,宽幅高速纸机快速运转,经过抄纸、复卷、裁切整理等环节后,一卷卷纸由此打包入库。

  生产这些纸的纸浆来自晨鸣纸业年产量100万吨纸浆生产线。这条生产线具有高效绿色环保的特点,其应用的关键技术正是由齐鲁工业大学生物基材料与绿色造纸国家重点实验室研发。吉兴香兑现了当初的承诺。

  如何实现绿色造纸?

  以纸浆漂白机理为例,长期以来,纸浆造纸都是通过含氯漂剂进行漂白,生产耗时长,排出的废水中还带着有机卤化物,对环境造成一定的危害。

  2010年,吉兴香开始对纸浆漂白技术进行科研攻关,通过实验找寻含氯漂剂的替代品。“臭氧安全、环保,效率高,适用性广,还能够节约能源和减少水耗,降低生产成本。”她决定尝试用臭氧实现纸浆漂白。

  臭氧漂白稳定性不好,对工艺控制要求较高,与纸浆混合过程中经常因为搅拌不均匀影响漂白质量。吉兴香创新搅拌方法,通过侧搅、平搅的方式,实现臭氧与纸浆的均匀混合,将纸浆快速漂白。

  实验成功后,吉兴香与团队一起将科研成果带到生产一线,寻求规模化生产。2015年前后,吉兴香团队一连对十几家造纸企业进行详细调研,最终与晨鸣纸业达成校企合作,推动臭氧漂白技术在生产一线的应用。

  从实验室信心满满地来到工厂,现实却给吉兴香和团队泼了一盆冷水。量产时,各工段工艺参数的精准控制、臭氧漂白与现有工艺的集成等技术难题纷纷出现,致使投产后生产很不稳定。吉兴香选择扎根生产一线,与企业技术人员一起反复沟通、实验,调控臭氧用量、漂白温度等生产工艺参数,最终攻克工程技术上的难关,使得臭氧漂白在生产线上成功应用。“虽一波三折,但看到实验成果落地,心里十分欣慰。”吉兴香说。

  “科研成果要为群众的美好生活服务”

  在齐鲁工业大学生物基材料与绿色造纸国家重点实验室内,吉兴香拿起一个饭盒,撕开一道口子,声音清脆,层次分明,“别看它像塑料,其实它是用纸做成的,防水防油,生产过程还绿色环保。”

  近年来,纸质包装的需求大幅增加,“以纸代塑”成为趋势,吉兴香带领团队一起承担起“生物基材料替代一次性不可降解塑料制品关键技术”项目的研发重任。“做科研就要与时代的发展相结合,通过科技进步创造新的经济增长点,同时科研成果要为群众的美好生活服务。”吉兴香说。

  在造纸过程中创新性地植入功能涂层,使纸张与功能图层紧密黏合。不到半年时间,吉兴香和团队研发出达标的食品级代塑产品,具有防水、防油、阻氧等功能,可有效替代塑料制品。

  一路走来,吉兴香始终在探寻绿色造纸行业的学科前沿。

  2017年,国家有关部门颁布《禁止洋垃圾入境推进固体废物进口管理制度改革实施方案》,明确禁止以任何方式进口固体废物,限制了废纸进口。当时,国内箱板纸、瓦楞原纸等包装纸和纸板主要以进口废纸为生产原料,废纸原料供应趋紧,亟须找寻合适的替代品。

  吉兴香带领团队行动起来,开始国家重点研发计划项目“废纸替代清洁生产工艺及固废源头减量集成技术”的科研攻关。这次她把目光聚焦在了年产量近10亿吨的农业秸秆上。

  经过不断尝试,吉兴香最终带领团队成功研发出废弃植物纤维原料生物—化学联合预处理技术及专用酶制剂,建成并投产国内首条年产20万吨的秸秆生物机械浆生产线,将农业废弃物秸秆变废为宝。如今,相关技术每年为农民增收约1亿元,增加工业产值约5亿元,同时大幅度降低制浆能耗。

  2023年5月,吉兴香作为山东省科协“科学家精神报告团”成员,在一场报告会上分享了自己的科研历程。有人问她,怎么理解“科学家精神”。“坚定对科学的追求,永葆仰望星空、探求真理的好奇心,才能甘愿付出辛勤劳动,才会耐得住性子一丝不苟下功夫,向着真理不断抵近。”吉兴香笑着说,未来自己将继续扎根科研一线,努力为造纸产业绿色发展贡献力量。

  《 人民日报 》( 2024年03月19日 06 版)

(责编:李昉、郝孟佳)