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淺談科技創新與成果轉化的體會

2013-03-07 07:22姚獻平
杭州化工 2013年1期
關鍵詞:木漿衍生物淀粉

姚獻平

(國家造紙化學品工程技術研究中心 杭州市化工研究院,中國 杭州310014)

科技創新與成果轉化存在因果關系??萍紕撔率且?,沒有科技創新的因,就不可能有成果轉化的果??萍紕撔碌乃脚c成熟度決定了成果轉化的水平、效率與效益。然而,創新的成果若不能實現轉化,即使水平很高,也失去了實際意義和價值。本人從事科技創新和成果轉化已有三十年,對此有了一些粗淺的經驗和體會。

第一 科技創新要有一個正確的思路:科技創新一定要以市場為導向

正確的科技創新思路應該以市場為導向,根據市場需要立項。項目也要進行文獻調研,但調研應緊緊圍繞市場需要而進行。項目經過實驗室小試、中試放大后,根據市場需求可以很快進入轉化和產業化推廣。產業化取得效益后,又可將一定比例的效益返回用于新的研發,從而進入“市場——研發——效益——再研發”的良性循環。本人從事造紙化學品研發以來,承擔過三十多個科研項目,全部成果實現了轉化,都是得益于這個思路。

第二 一定要選好科研方向,沉下心來研究,持之以恒,一輩子瞄準一個方向鉆研創新

人的精力、智力都是有限的,不可能什么都會,什么都干。如果“打一槍換一個地方”,不斷轉換科研方向和課題,是很難出高水平科研成果的。本人大學畢業后到中科院上海藥物研究所從事植物化學的研究,也出了幾個成果。為解決兩地分居的困難,1985年本人調到杭州市化工研究所工作,由于單位科研領域和研發方向不同,本人已無法繼續從事藥物研究工作,成果轉化夭折于襁褓之中。當時的杭州市化工研究所正致力于造紙化學品的研發。在該領域,本人發現淀粉衍生物市場需求量很大,國內還很少有人涉足,且與本人在上海從事的植物化學也有關聯,值得本人研究一輩子,因此本人下了決心。經過充分準備,本人的立項調研報告得到了專家們的一致好評,很快在部、省、市列上了科研項目,踏上了該領域二十多年的科技攻關歷程。

第三 產品創新是科技創新的重要內容

產品創新可以在前人基礎上進行,目標應瞄準發明創造?,F在市場上各類產品不勝枚舉,但高端產品并不多,發明創造的新產品更少。發達國家起步早,科學先進。他們開發的產品,走過的路子可以作為我們的借鑒,但不能以仿制代替創新,并且一定要結合我國的國情進行創新。舉一個例子,我們在開發造紙用增強、助留、助濾化學品時,發現國外先進的產品對我國以非木材纖維和廢紙纖維為主要原料的紙張效果不明顯。經過進一步研究,發現非木漿纖維短,保水值高,雜化學物質含量高,與木漿纖維有很大的差別,從而形成了非木漿纖維專用化學品的開發思路。非木漿纖維最突出的特點是纖維中高含量的雜化學物質對造紙化學品干擾大,一般在木漿纖維造紙中效果良好的產品,在非木漿纖維中,往往效果不理想。根據非木漿纖維的特點,我們開發了非木漿專用多元變性淀粉。其特點是分子中含陰、陽離子取代基和增效官能團,陰、陽電性基本平衡,抗雜離子干擾,產生協同效應,其增效官能團更是起到了強化效果的作用,比常規的單取代的陽離子、陰離子變性淀粉對非木漿具有更好的應用效果;尤其是在同樣的質量水平上,可以明顯地節約木材纖維(表1),經濟社會效益顯著;圖1是單元、雙元和多元變性淀粉分子結構示意圖。

表1 多元變性淀粉增強劑的應用結果

在此基礎上,我們相繼開發了非木材纖維專用增強劑、助留助濾劑、新聞紙專用化學品等系列產品,申請了多個發明專利,形成了自主知識產權,專家評價達到國際先進和領先水平。這些非木漿纖維專用化學品由于能大幅提高紙張質量,節約木漿纖維,降低造紙污染,節約能耗,經濟社會效益明顯,受到造紙行業的歡迎,2003年分別獲浙江省科技進步一等獎,中國石化協會技術發明一等獎,國家科技進步二等獎。

第四 工程工藝創新是成果轉化過程中的重要環節

一個好的產品,若沒有先進制造工藝,最終仍無法轉化生產。能耗、成本、環保都是必須跨越的門檻。有很多成果,正是因為工程工藝的原因,無法實現成果轉化。一開始,本人承擔的淀粉衍生物科研項目,也面臨著工程工藝上的重重困難。我們分析了淀粉衍生物傳統工藝的優缺點,決定走出一條前人沒有走過的路子。傳統的淀粉衍生物生產工藝有濕法和干法等。所謂的濕法工藝主要是指淀粉和化學改性劑在水或有機溶劑中進行反應,反應中止后要經過過濾、分離和烘干等程序;優點是反應均勻、緩和,工藝設備要求不高;缺點是能耗高、“三廢”嚴重、污染大、收率低。所謂的干法工藝是通過化學試劑與淀粉固液混合,反應在高溫下進行,大多為間歇式;優點是反應效率高,沒有廢水或廢液產生;缺點是對設備要求高、能耗高、產品穩定性和均勻性差、生產能力低等。據報道,我國的淀粉衍生物企業,大多采用傳統的濕法和干法工藝技術,規模小、設施落后、能耗高、環保問題突出,已引起國家環??偩趾陀嘘P部門的密切關注。

我們從小試和中試階段就開始工程與工藝創新。1988年我們在國內率先開發成功了一種介于濕法與干法之間的半干法工藝。該工藝反應溫和,無廢水產生,反應效率高,但仍存在反應時間較長、設備要求高、間歇式生產、產品質量不夠穩定、產量較低等問題。為此,我們組織了設備、工藝工程師進行攻關,發明了淀粉衍生物粉體連續管道流態化清潔制造工藝,并于2008年列入國家重大產業科技專項。該工藝在大量淀粉粉體和微量試劑的均勻高效混合技術,淀粉粉體流態管道化技術,快速催化反應技術,工藝系統優化集成等方面有重大創新。

通過系統攻關和優化集成,項目實現了淀粉衍生物大型化、連續化、自動化清潔生產的要求;建成了年產萬噸級連續流態管道化淀粉改性示范生產線。2012年該項目已通過驗收和鑒定。驗收鑒定意見認為,該項目整體技術達到國際先進水平,部分關鍵技術達到國際領先水平。該工藝實現萬噸投資規模為傳統工藝的1/10以下;反應效率提高10%以上;無廢水、廢氣排放;能耗為常規工藝的1/4以下;產品質量穩定,已在國內外大型高速紙機上長期使用。并在萬噸級連續流態管道化生產裝置上開發出40多個高性能淀粉基造紙化學品,形成了年產20多萬t的產業化規模。

第五 要重視應用技術與裝備的開發

應用技術是科研成果跨行業應用的高新技術,能夠以較低的成本取得較高的效果與效益,是一種交叉技術。正是因為要跨行業,俗話說隔行如隔山,所以難度很大,這往往成為成果轉化的“攔路虎”。在造紙用淀粉衍生物成果推廣過程中,我們深入紙廠了解和熟悉造紙工藝過程,研究造紙化學品在造紙上的應用機理,進行了大量應用試驗,取得了許多應用成果,并發表了多篇應用技術的文章和專著。在《淀粉衍生物及其在造紙中的應用技術》一書中,我們對此作了系統介紹。造紙工業著名專家余貽驥老先生特別作序予以推薦,認為它是很有價值的專業著作。相關技術已被造紙行業廣泛應用,從而也推動了成果的推廣,創造了顯著的經濟社會效益。

應用裝備的開發也十分重要。有不少新產品,因為沒有配套的應用技術與裝備,被拒在用戶的外面,我們對此也深有體會。目前,我們的產品已通過全球招標進入現代化的大型外資企業,這些大型外資企業擁有世界上最先進的大型紙機,日用變性淀粉量達50 t以上,若用普通的間歇式淀粉應用糊化裝置配套這些大型紙機,幾乎是難以想象的。目前國內沒有專用的變性淀粉連續式蒸煮設備,進口設備價格昂貴,且不愿為競爭對手提供,若不自主開發,幾乎不可能進入大型造紙企業,尤其是外資企業。市場需求逼著我們組織人員進行聯合攻關。經過幾年的努力,我們相繼開發成功了手動、半自動、全自動等多種型號的淀粉連續蒸煮器(見圖2),近年來,已累計提供數十家大型紙廠應用日蒸煮淀粉能力為10~60 t的各種型號淀粉連續蒸煮設備,大大提升了成果產品的技術服務能力和水平。

單支煙重量主要取決于卷入煙條的煙絲量和緊頭位置偏差。所以重量控制系統應該確保卷入煙條煙絲量的穩定,可通過調節平準盤高度實現;同時應該有效控制緊頭位置偏差,可通過調節平準盤相位實現。

第六 要重視應用效果與效益

創新成果最終要體現在對經濟的貢獻上。在很多情況下,科技鑒定評價的技術水平往往與實際水平有較大的差距,這是有目共睹的事實。本人始終認為,市場對成果的評價是最重要、也是最可靠的依據。舉個例子說,什么叫國際先進水平?在某種意義上,能參與國際競爭并取勝的產品才是具有國際先進水平的產品。成果評價是一個復雜的體系,本人不想對此作太多的討論。但需要強調的是,作為科技工作者不應僅僅重視鑒定會的評價,更應重視來自市場對成果的評價。就本人的感覺來說,我們開發的成果已在市場上廣泛應用,這才是最值得欣慰的。

第七 要敢于參與國內外市場競爭

不少科技人員反映,科技創新最困難的是參與市場競爭的問題。市場競爭不僅僅是科學技術水平問題,而且它是一個系統工程,涉及產品的先進性、技術服務能力、企業整體實力與管理水平、企業的團隊協作能力等等。但最重要的是要敢于參與市場競爭,尤其是國際市場的競爭。一個不能參與國際國內市場競爭的成果,決不可能是一個成功的成果,我們對此深有體會。

為了參與市場競爭,我們的足跡幾乎遍及祖國的山山水水,通過市場調查,了解競爭對手。其中,最艱難的是參與國際市場的競爭。不僅產品性能價格上要有參與國際競爭的水平,而且在技術服務上也要與國際水平接軌。為了適應國際大型高速紙機的應用要求,我們除在產品性價上達到外資企業要求外,還針對大型高速紙機對產品穩定性的要求,開發了連續化自動控制清潔生產工藝;為了提高大型現代紙機的服務能力,我們聘請了國際上著名的變性淀粉應用專家作為我們的指導老師,并自主開發了大型應用裝備等等。經過多年的努力,我們終于成為了國際八大紙業之一的UPM公司合格的供應商(見圖3),參與了該公司的全球招標,同時還開發了APP等外資企業用戶,成為了國內最先參與國際市場競爭的造紙淀粉衍生物企業。

第八 科技創新要追求高新、綠色、高效

科技創新要瞄準高新、綠色和高效。這是當代科技創新的重要特點。

在高新方面,本人主持完成了國家、部、省市科研開發項目30余項,取得包括國家科技進步二等獎在內的各級成果獎28項次,取得發明專利12項,開發了40多個新產品,其中有7個系列國家級新產品。成果轉化基地杭州紙友科技公司已被評為國家高新技術企業,杭州市科技創新十佳高新技術企業。

在綠色化方面,我們開發的工藝列入國家重大技術專項,萬t投資為常規工藝的十分之一,每萬元產值能耗少于0.03 t標煤,低于同行業近7倍,且無生產廢水,紙友科技公司被評為浙江省首批綠色低碳標兵企業。

在高效方面,我們的科技成果轉化率高達100%,成果轉化基地紙友科技從注冊資金800萬起步,而今已創建了5個成果轉化基地,轉化規模已達20余萬t,已創社會經濟效益40余億元,奠定了我國造紙用變性淀粉行業龍頭企業的地位。

第九 要重視創新團隊和創新平臺的建設和體制機制創新

科技創新與成果轉化是一個系統工程。創新團隊與平臺建設,體制與機制創新等都是系統工程不可缺少的重要內容。

要重視創新團隊的建設。在科技創新中,一般小試可以是幾個人,中試就需要一組人,而成果轉化則需要一支創新團隊。這支創新團隊應包括工程科技人員、應用技術研究人員和管理人員等。創新團隊的人才培養應多元化、系統化,尤其要重視復合型人才的培養,要重視國內外高層次人才的培養與引進,要重視產學研結合機制。

要重視創新平臺的建設。優秀的創新人才需要有相應的創新平臺,平臺是人才的舞臺,要重視創新基礎條件建設,讓人才有充分的用武之地。

要重視體制與機制創新。先進的體制與機制能有效地促進科技創新。

杭州市化工研究院成果轉化在全國化工科研院所中有很高的知名度,取得不少成功的經驗。杭化院在創新團隊建設上,不僅領銜與大院名所和多家企業共同組建省級重點創新團隊,還創建了中科院長春應化所杭州分所,吸引了來自日本、美國、德國等多名國際專家參與合作;在平臺建設上,先后組建了一個國家級研發中心,一個省級重點試驗基地,三個省級研發中心;在體制上,鼓勵科技骨干持股,進行無形資產量化,并吸引風險投資公司、社會法人投資和外商投資,以開放的姿態組建多元投資的規范的股份制成果轉化基地(公司);在機制上,實行成果持有者擁有技術股權,通過績效激勵技術創新與成果轉化;在成果轉化上,先后在浙江、吉林、廣東、河南、山東創辦了十多個科技型企業(成果轉化基地),其中有三個高新技術企業,已初步形成了一個相對完整的技術創新和成果轉化體系。

第十 要重視成果研發與應用領域的不斷深化和擴展

科技創新是無止境的,應不斷深化和擴展。以本人從事的淀粉衍生物研究領域為例,淀粉是重要的生物質資源,從這個資源出發,淀粉分子通過化學、物理和生物等技術創新,可以創制成各種性能優異的淀粉衍生物產品。目前,國際上直接以淀粉為原料或對淀粉進行衍生處理所得的產品已有2000余種,廣泛用于造紙、食品、紡織、醫藥、油田、鑄造、農業和石油化工等行業。前二十年,我們的研發幾乎都集中在造紙用淀粉衍生物上。近年來,我們的研發已擴展到食品、紡織、粘合劑等領域。目前食品用淀粉衍生物已開發了幾十個新產品,在東北創建了專門的成果轉化基地,年產量已達2萬多 t,廣泛應用于方便面、火腿腸、冷凍食品、魚糜食品等。值得一提的是,我們還與美國專家合作開發了專門用于糖尿病、肥胖和便秘患者專用的健康食品抗性淀粉膳食纖維,并已推向市場,效果明顯,安全可靠,深受大眾歡迎,前景十分廣闊。我們在科技創新與成果轉化的道路上也越走越開闊??偨Y三十年從事創新創業的體會,本人認為一定要在從事的專業研究領域做到持續創新。從產品創新到工藝創新,到應用創新,到成果轉化,要一桿子插到底。我院幾個成功的成果轉化項目,差不多都是經歷了十多年,二十多年,甚至三十多年持續創新而取得的。另外,科技創新和成果轉化是一個系統工程,不僅需要多學科、跨領域人才團隊的緊密合作,實行產學研用結合,組織好創新團隊,而且要堅持體制、機制和管理創新;還要堅定不移地樹立市場是檢驗成果技術的唯一標準的理念。課題從市場來,創新過程回繞市場需求,創新成果推廣到市場,市場效益反饋科研,由此才能走向良性循環,實現科技創新與經濟的緊密結合,實現創新與成果轉化雙豐收。

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