“紙”引未來學科改革助力造紙工業大發展
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“造紙術”是中國古代的四大發明之一,是我國古代勞動人民智慧的結晶,是中華民族的瑰寶,作為文字的載體以及世界科學、文化的傳播媒介,紙為人類社會文明的進步和發展做出了極為重要的貢獻。2007年國家發布的《造紙產業發展政策》指出:造紙產業是與國民經濟和社會事業發展密切相關的重要基礎原材料產業,它產業關聯度大,市場容量大,是拉動林業、農業、化工、印刷、包裝、機械制造等產業發展的重要力量。
古法造紙術的發明為中國贏得了驕傲,但在現代造紙工業中,我國的造紙工業曾一度落后。改革開放初期的1978年,我國紙和紙板的年產能僅為439萬t,且現代造紙裝備全部依賴進口。十一屆三中全會以后,改革開放成為我國的一項基本國策,引進、消化、吸收、再創新成為我國造紙工業發展的基本模式,國家為此投入了大量的人力、物力和財力,我國造紙工業迎來了快速發展期。1978年至2008年的30年時間,紙和紙板產量年均增速達到10.15%,消費量年均增速9.94%。從2009年至今的10年間,我國紙和紙板產量已穩居世界第一,2018年紙和紙板產量達1.17億t,是40年前的26.5倍!造紙裝備也從全部依靠進口到已經具備生產現代高速造紙機的能力,我國造紙行業發生了翻天覆地的變化。
改革開放的大變化也促進了華南理工大學制漿造紙工程學科的大發展。經過40年的歷練,華南理工大學已經發展成為制漿造紙工程學科領域教學、科研實力最強的高校之一。華南理工大學制漿造紙工程學科順應時代發展,緊緊圍繞國家、行業的重大需求,結合我國實際情況,不斷探索,不斷創新,教學和科研取得了一系列豐碩的成果,為行業的發展提供了有力的技術支撐和人才支撐,并做出了積極的貢獻。
1開拓進取,學科布局不斷夯實
制漿造紙工程為二級學科,隸屬輕工技術與工程一級學科。1952年華南工學院建校之初,即設植物纖維紙制造學本科專業。其后,專業名稱雖經多次變更,但初心始終不變。目前,該專業的本科名稱為輕化工程,研究生(碩士、博士)專業名稱為制漿造紙工程。
改革開放40年來,隨著造紙行業的飛速發展,華南理工大學輕工技術與工程學科承載著學科的傳統,開拓進取,依托學科優勢,拓展學科內涵,學科布局不斷夯實。
1984年制漿造紙工程專業獲得博士學位授予權。1991年獲批設立全國首批博士后科研流動站,并于2005年、2010年、2015年連續三次榮獲“全國優秀博士后流動站”稱號。2007年華南理工大學輕工技術與工程學科被評為一級學科國家重點學科,是首批進入國家“211工程”及“985工程”建設行列的國家一級學科重點學科,在前三次全國學科評估中整體實力排名位列第一,在2017年第四輪學科評估中入選A+學科,同年入選教育部“雙一流”建設學科。
改革開放的東風大大推動了學科的國家級平臺建設。1989年獲批建設制漿造紙工程國家重點實驗室,1996年獲批建設造紙與污染控制國家工程研究中心,2015年獲批建設輕工與食品國家級實驗教學示范中心。這些國家級平臺的建設,為華工制漿造紙工程學科的進一步發展奠定了堅實的基礎。國家重點實驗室專注應用基礎研究,引領學科的前沿方向;國家工程中心偏重科研成果轉化,促進產業的技術進步。目前學科已經形成了院士領銜、“領軍人才”“長江學者”“拔尖人才”“新世紀人才”等為梯隊、年齡與知識結構合理的一流師資隊伍。學科布局基本完成,科研方向優勢突出,人才培養特色鮮明,國內國際知名度不斷提高。在2016年全球造紙科技創新競爭力排行榜中,華南理工大學在全球從事制漿造紙研究的7839家科研機構中位列第二名,進入全球制漿造紙領域的領跑行列。
2創新驅動,學科建設持續發展
改革開放以來,我國造紙工業突飛猛進,但高速發展過程中也存在一些突出的問題,如原料結構不合理、節能減排壓力大、升級轉型需求迫切等。華南理工大學制漿造紙工程學科以產業的發展為己任,在研究領域和方向上積極服務國家戰略和行業需求,針對行業發展中存在的問題展開研究和攻關,研究成果直接應用于企業生產,為造紙工業的發展做出了應有的貢獻。
針對我國制漿原料缺乏,草類制漿技術缺乏的問題,華南理工大學長期堅持各類非木原料的制漿技術的開發研究,從蔗渣、麥草、蘆葦、竹到棕櫚、紅麻、棉稈等幾乎包括了目前已知的各類制漿原料,王宗和、陳嘉翔、梁文芷等老一輩科技工作者為此付出了畢生精力,成果斐然?!罢嵩粡娎w維的研究”獲得了1978年全國科學大會獎(王宗和等),“紅麻全稈化機漿漂白工藝的研究與設備選用”獲得1996年國家科技攻關重大成果特等獎(陳中豪等),“造紙原料微細結構及制漿機理的研究”獲得1991年國家教委二等獎(陳嘉翔等),這些研究成果至今對制漿原料的工藝開發起到很好的借鑒作用。
造紙廢水污染,是所有造紙人心中永遠的一塊心病,在造紙工業快速增長時期,眾多小型造紙企業工藝設備落后,為追求利益最大化,不惜以犧牲環境為代價,換來的是行業廢水排放量、COD排放量多年來高居全國第一,為了解決行業廢水問題,實現新時代生態文明建設的國家方略,清潔生產和污染治理歷來都是華南理工大學制漿造紙工程專業的主要研究方向之一,通過造紙行業源頭控制和末端治理相結合的水污染全過程控制集成技術的研究,攻堅克難,為企業提供污染防治成套可行技術,研究成果成功實現推廣應用,在行業實現清潔生產中發揮著重要作用??蒲谐晒啻潍@得國家、省部級獎勵,如“中高濃紙漿少污染漂白方法與裝置”獲2002年國家發明二等獎(陳克復等);“廢紙造紙廢水資源化利用關鍵技術研發與應用”獲2009年國家科技進步二等獎(萬金泉等);“中高濃度紙漿清潔漂白技術”獲2010年國家科技進步二等獎(陳克復等);“造紙行業清潔生產和末端治理相結合的水污染全過程控制集成技術”獲2017年教育部科技進步一等獎(陳克復等)。
傳統行業的技術裝備水平落后是制約行業發展的另一個重大問題,我國造紙工業要強起來,不可能永遠依賴進口,必須走自主創新的道路。華南理工大學在造紙裝備的研發中涵蓋了制漿造紙全流程的關鍵設備,如高濃盤磨、頂網成形器、中低速造紙機流漿箱、高速造紙機稀釋水系統等,從機理研究、結構設計到形成系列化產品,產品在行業推廣應用,不斷提高裝備研發水平,1995年“蔗渣中密度纖維板熱磨機盤片(磨盤)的設計研制”獲國家教委科技進步二等獎(李世揚等);“現代造紙機紙頁質量控制技術”獲2016年教育部技術發明二等獎(馮郁成等);華南理工大學承擔的國家科技支撐計劃“國產高速造紙機的研制”項目,這臺國產紙機幅寬達5600mm,車速達1500m/min,紙機在河南江河紙業建成投產,并通過科技部驗收,實現了高速紙機整機的系統集成創新,主要技術指標達到國際同類裝備先進水平,整體技術水平國內領先。 3內生外延,學科改革再重任
當前正是世界新一輪科技革命和產業變革與我國轉變經濟發展方式的歷史性交匯期,造紙工業發展既面臨著千載難逢的歷史機遇,又有著差距拉大的嚴峻挑戰。以新技術、新產品、新業態和新模式為特點的新經濟快速興起,傳統造紙工業面臨著結構調整、轉型升級以及新興領域拓展等緊急而艱巨的任務。
面對造紙工業發展的新形勢,制漿造紙工程學科的改革一直沒有止步。學科遵循內生和外延2種方式拓寬專業方向和研究領域,2種方式齊頭并進,在改革中尋求機遇和發展。
學科內生以學科交叉融合為主,產生了一批研發新興材料的研究方向,如紙基功能材料、新型包裝材料、3D打印等,其中紙基功能材料方向瞄準國家重大戰略需求,在芳綸材料的研發上突破國外技術封鎖,為我國國防裝備研制提供了材料保障,同時,利用芳綸材料比重輕、比強度和比剛度高、抗>中擊、優異的隔音隔熱阻燃性能,良好的高溫穩定性等特點研發新材料,在2016年,相關研究成果作價6684萬元,以技術入股的方式,與中車集團株洲時代新材料科技股份有限公司共同設立合資公司,在行業內引起熱烈反響。
學科外延則將制漿造紙的概念直接擴大至生物質高效分離和高效利用,設立了資源環境科學專業以及生物質科學與工程2個新興專業,以造紙植物原料的各類組分為研究對象,研究方向涉及木質素結構解析、木質素改性與利用、生物質能源與平臺材料、半纖維素改性合成及高附加值利用等,均為國際前沿研究熱點。華南理工大學制漿造紙工程學科面向科技前沿,潛心研究,取得了令人囑目的成績。其中“農林廢棄物生物質主要組分清潔高效分離及高值化利用研究”獲2007年教育部高等學??茖W技術一等獎(孫潤倉等);“堿木質素的改性及造紙黑液的資源化高效利用”獲2015年國家技術發明二等獎(邱學青等)。
華南理工大學輕工學科改革將按照國家重大戰略需求以及造紙工業的行業需求,瞄準世界科技前沿,做好學科發展的頂層設計,加大人才引進和培養力度,盤活并優化資源配置,構建符合科技創新規律的體制機制,營造更加良好的創新體系和創新生態,不斷提升原始創新能力,奮力攻克關鍵核心技術,努力成為造紙工業的領跑者、新興前沿交叉領域的開拓者。爭取在植物資源高效轉化利用、生物質基材料與能源、紙基功能材料、過程裝備與智能化、生物質能源與生物催化研究等方面取得一批具有國際影響力、能解決行業共性問題的創新成果。
4堅守責任,人才培養碩果累累
改革開放40年來,一代又一代華工人堅守教書育人的重任,努力探索新時代下造紙工業人才教育的“新思路”“新模式”“新體系”和“新質量”,瞄準造紙產業在人才方面的當前急需和未來布局,構建引領輕工行業發展的華南理工大學輕工教育的“新格局”。全力培養具備5類特征的新型高級工程人才:(1)掌握輕工業的前沿共性技術與相關交叉學科的知識,以促進造紙行業在基礎新材料、關鍵工藝、高端裝備、系統集成等方面的突破;(2)具備輕工業綠色制造與可持續發展的理念,以促進造紙行業高效、清潔、低碳、循環的“智”造體系的建立;(3)具備突出的創新思維和創新實踐能力,以促進造紙行業技術創新體系和企業創新驅動發展機制的建立;(4)具備科研成果轉化的意識和加速將科研成果轉化為創新產品的能力,以提高造紙行業科技成果轉化的效率;(5)具備國家戰略意識、國際化視野、先進質量管理經驗、良好職業道德和人文素養,以強化企業的社會責任、生態文明建設、先進技術全球化布局和良好品牌形象。
依托學科優勢和3個國家級科研教學平臺,以及制漿造紙工程學科國家“111”創新引智基地、教育部“植物資源化學與化工”國家級(I類)科技創新平臺等省部級科技平臺,在王宗和、陳嘉翔、盧謙和等老一輩教授的精神感召下,在以陳克復、劉煥彬、詹懷宇等為代表的一批全國知名的專家教授的帶領下,全體教職工嚴謹治學、言傳身教、辛勤耕耘,共同繪就了一幅幅燦爛而恢宏的歷史畫卷,譜寫了一曲曲壯麗而輝煌的教育樂章。
截至2018年12月,本學科共培養本科畢業生3087人,博士畢業生361人,碩士畢業生1083人。我們培養出華南理工大學第一位碩士研究生、制漿造紙學科全國第一位博士生,幾千多名優秀學子從這里啟航,服務于行業,成為行業發展的骨干,為造紙工業取得的巨大成就貢獻了華工智慧。
5使命擔當,助力產業再創輝煌
輕工學科作為華南理工大學唯一“A+”學科,在“雙一流”為目標的前提下,立足于國家重點實驗室、國家工程研究中心、國家實驗教學示范中心3個國家級平臺,面向創新驅動發展、“中國制造2025”“互聯網+”“一帶一路”等一系列國家重大戰略,當仁不讓地肩負起造紙工業的轉型升級和新產業培育的重任,不斷提升原始創新能力,奮力突破核心關鍵技術,構筑先發優勢,在未來全球創新生態系統中占據戰略制高點。
回顧過去,我們倍感自豪;展望未來,我們信心滿懷?!靶坳P漫道真如鐵,而今邁步從頭越”。在新的征程上,機遇與挑戰共存,傳承與創新并重,我們將肩負起時代賦予的新使命,瞄準學科領域的科學問題和社會的重大需求,朝著辦一流學科、育一流人才、出一流成果的目標邁進。我們堅信,我們會凝心聚力,厚德尚學,自強不息,務實創新,追求卓越,一定能助力我國造紙工業再創輝煌!
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