4月28日,2024年庆祝“五一”国际劳动节暨全国五一劳动奖和全国工人先锋号表彰大会在北京人民大会堂举行,会议表彰了全国五一劳动奖状255个、全国五一劳动奖章1088个、全国工人先锋号1034个。齐鲁工业大学(山东省科学院)省部共建生物基材料与绿色造纸国家重点实验室主任、教授陈嘉川荣获全国五一劳动奖章。
全国五一劳动奖章是全国总工会为表彰在社会主义各项建设事业中作出突出贡献的劳动者而颁发的荣誉奖章,是全国总工会的最高级荣誉奖章,也是中国工人阶级最高奖项之一,更是属于我国劳动者的最高荣誉。
陈嘉川,省部共建生物基材料与绿色造纸国家重点实验室主任、教授。国务院政府特贴专家,山东省劳模,新世纪百千万人才工程国家级人选,中央联系的高级专家,何梁何利基金科学与技术产业创新奖获得者,轻工技术与工程学科带头人。针对造纸工业面临的资源与环境相关卡脖子问题,他带领团队产学研协同攻关,取得了绿色造纸领域基础理论、关键技术及工程应用的重大突破,推动了造纸行业的技术进步。获国家技术发明二等奖1项、国家科技进步二等奖3项、省部级一等奖8项,发表学术论文450余篇、教学科研专著(编著)10部,授权发明专利102件,指导研究生70人次。
造纸术的发明,是中国对世界文明的伟大贡献之一。自汉至今,造纸技术几经变革愈发成熟。随着工业发展,中国造纸产量早已排名世界第一,但资源消耗大,环境污染重。我国制浆造纸业工业总产值占全国工业总产值约1%,但废水排放量和化学需氧量COD占整个工业废水的约10%。另外,由于原料成本上涨,产能出现过剩,同质化趋势严重,产业压力成倍提高。
陈嘉川教授长期从事绿色造纸技术研发,针对我国造纸工业受资源与环境问题严重制约导致的巨大发展压力,系统研究了包括造纸生物技术在内的绿色造纸领域的基础理论、关键技术及工程应用,初步形成了基于绿色造纸的科学技术体系,创新发明了多项关键技术并实现工程应用,取得重大经济社会效益。
数十年来,陈嘉川带领团队通过产学研合作和协同攻关,对生产装备和制浆造纸工艺整个生产链进行技术创新,大大推动了绿色造纸工业化进程。
1.初露锋芒,制浆造纸生物技术领域展风华
1994年,陈嘉川自华南理工大学博士毕业后,进入山东大学生物学博士后流动站,在高培基、曲音波教授的指导下专攻制浆造纸生物技术。他是我国第一个专攻制浆造纸生物技术的生物学博士后,其博士后论文“草浆的生物漂白与酶法改性”发表即引发广泛关注。在实验室研究的基础上,1996年,他的相关技术开始在十余家企业大规模工业化实验,高培基教授等亲自现场指导,企业反馈应用效果良好。
2000年开始,陈嘉川与澳大利亚等国内外酶制剂企业合作,实现了非木材生物漂白和纤维改性的工业化连续生产。我国造纸界第一位院士陈克复教授莅临华泰集团生物漂白生产线现场考察指导,对新技术给予充分肯定。
2003年,陈嘉川担任山东轻工业学院(现齐鲁工业大学)校长,即使公务繁忙,他始终坚持以科研工作为核心,对生物技术的研究从未放下。
2005年,陈嘉川主持完成的“草浆的生物预漂白和酶法改进技术”项目获国家科技进步二等奖。此后,由于草浆不能形成大规模集约化生产,我国大部分企业开始淘汰草浆生产线,以晨鸣、华泰为代表的大型企业,开始植树造林,积极实施林浆纸一体化战略。
面对新的形势,陈嘉川以木材为主要原料,依然在制浆造纸生物技术领域进行开创性的探索和研发。
自2000年以来,在制浆造纸生物技术领域,陈嘉川发表的学术论文数始终居国内学者首位。
2.攻坚拓展,以创新引领造纸业“绿色变革”
生物技术在造纸上的应用是基于造纸基本原料本身就是生物、植物。在此过程中,对植物体做更多加工,实际上也是一个化学反应的过程,因此加工过程中会应用大量化学品。而生物酶可以减少和取代化学品在造纸工业中的应用,从而达到减少排放、减轻污染,同时还能够降低成本的目的。生物技术用于造纸业的节能减排潜力巨大。
陈嘉川教授通过坚持不懈的科研攻关,发明了制浆造纸过程酶催化关键技术,推动了传统制浆造纸工艺创新升级,也带动了造纸专用酶制剂行业的发展。他提出并成功应用了酶促磨浆技术、酶促消潜技术、生物帚化与纯化技术、生物酶湿部调控与协同配抄技术等,实现了节能减排和提质增效。磨浆和打浆能耗降低20%~50%、主要强度指标提高15%以上,同时强化了细小组分留着,控制了阴离子垃圾副作用,提高了纸机湿部抄造性能。新技术不仅实现了节能减排,还推动了木材加工剩余物等废弃纤维资源的利用,减少了对国外木材资源的过度依赖。
2015年,陈嘉川与晨鸣纸业集团、太阳纸业集团等合作完成的“速生阔叶材制浆造纸过程酶催化关键技术及应用”获国家技术发明二等奖。该技术对于推动我国造纸工业的绿色发展起到了重要推动作用,一批造纸专用酶制剂企业相继诞生。青岛蔚蓝生物、上海康地恩韩雨经理介绍说,陈嘉川教授发表的生物造纸相关论文和获奖项目极大地推动了公司酶制剂在造纸工业的应用,以陈教授的成果作支撑,对公司造纸酶制剂的推广起到了关键作用。
2017年起我国拒绝成为垃圾进口大国,禁止进口废纸,造纸原料紧缺。于是齐鲁工业大学采取校企合作方式,与企业联合开发了“秸秆生物机械法绿色制浆造纸关键技术”项目,被列为山东省新旧动能转换重点项目。该项目形成了基于生物可控、连续反应及精准磨浆的秸秆生物化机浆集成技术体系,在山东世纪阳光纸业公司建成了国际上首条20万吨/年麦草生物化学机械制浆生产示范线,推动了农业秸秆的高值化利用,实现了生产过程无污染、近零排放。
通过一系列攻关研发,他和团队构建了农林生物质资源绿色制浆漂白技术体系。在国内外首次实现草浆生物漂白与酶法改性技术的工业化应用,阐释了生物漂白和酶法改性的机理,生物漂白实现了含氯漂剂减量25%、AOX降低30%,酶法改性实现了草浆的增强、滤水和造纸性能的显著改善,给企业带来了明显的经济和环境效益。在高端木浆制备方面,开发了X/Z/D顺序漂白单元并应用于X/Z/D-EOP-D漂白流程中,实现了轻ECF漂白,节水25%,在我国木浆产能最大的企业晨鸣纸业集团成功应用。成果获2005和2020年度国家科技进步二等奖。
陈嘉川对“生物、发酵、化学”三项科学研究几乎入迷,他发现它们之间有非常奇妙的结合点,在生物造纸技术成功之后,他的研发方向从制浆造纸又拓展到生物质绿色新能源。他说:“万物到了最高境界都是相通的,原子的不同排列生成不同的物质,科学的世界必须充满创意和想象才能会有发明”。就这样,他将文科思维、理科逻辑、工科精神完美又玄妙地集于一身,在绿色造纸的研究之路上,不断绽放着新的火花,引领着生物造纸学科的发展。
3.知行合一,“只有只有到生产一线去才能培养更多研发人才”
身边的人都知道,陈嘉川对科研工作很是“痴迷”,在他的时间观念里,好像从没有过“节假日”的概念。多年来中,办公室的灯已经换了几次,他也华发渐生,但对于建学科、建团队、做学术和做研发的热情却始未曾改变,工作始终是他惟一的爱好。
但他并不只醉心书斋,而是一个货真价实的“实践派”和“行动派”,攻坚造纸30余年,他始终奋斗在科研和生产一线,一直高度重视学术成果工业生产的可实现性,他坚持以行业发展需求和全球化思维为科研目标导向,再以更高的理论定位引导产业良性发展,而学科建设和人才培养则是实现这一切目标的重要基础。
2018年6月,陈嘉川主持筹建的“省部共建生物基材料与绿色造纸国家重点实验室”通过建设运行实施方案专家论证。该实验室的建设目标是引领生物质炼制技术和绿色造纸技术的有效结合,在生物基材料领域取得突破,同时探索生物质能源替代化石能源等问题,这也是陈嘉川的科研梦想。然而他更高的梦想,是把齐鲁工业大学办成国际性的工科大学,他说至少在国际上要有重要影响。
齐鲁工业大学是国家首批“卓越工程师教育培养计划2.0”、“新工科研究与实践项目”入选高校;是首批山东特色名校工程学校和“山东省2011协同创新中心”牵头单位。2017年5月28日,山东省政府宣布齐鲁工业大学和山东省科学院实施科教融合组建新的齐鲁工业大学(省科学院)。“科教融合”是山东战略,目标是把新组建的齐鲁工业大学建成国内一流、国际上有重要影响的应用研究型大学。
在陈嘉川看来:“一项技术的发明,就能做成一个大产业。首先,要鼓励研发,大学要培育创新的土壤,形成一种良好研发氛围和环境。第二,瞄准一个产业,要理解这个产业的上下游需求,理解整个产业链,要围绕全产业链做研发。第三,采取校企合作模式,到生产制造一线去,实地了解产业,做一些前瞻性的设计和研发。”他认为,作为工业大学,要和工业经济结合起来、互动起来,然后回到课堂上、回到实验室,做到融会贯通。只有到生产一线去,理论结合实践,才能培养出更多知行合一、学教研产通达的研发人才。”
立言起行,躬身垂范,这是一个科学家和行业领路人对行业最大的敬意,也是一名师者对后学最大的诚意,他是绿色造纸领域当之无愧的“生物技术开拓者”。
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