800吨级巨型吊车先用11米长、1.5米宽的两条“大腿”扎好马步,再伸出100多米长的“胳膊”,吊装好63米高的精馏塔后,又相继提起了直径五六米的结晶塔、合成塔、寡聚塔……
4月13日,记者在郸城县高新区河南金丹乳酸科技股份有限公司(简称金丹科技)生物新材料公司年产7.5万吨聚乳酸生物降解新材料项目建设现场看到,一座现代化生物降解新材料产业园拔地而起,处处充满“科技范儿”。
金丹科技,作为世界领先的乳酸企业,40年来坚持科技创新,倾力打造了国家企业技术中心、河南省聚乳酸可降解材料产业研究院等多个研发平台,形成了院士、博导、博士、硕士、学士“五位一体”的科技创新和管理团队,持续攻克乳酸产业链核心技术难题,相继荣获国家科技进步奖二等奖、河南省科技进步奖一等奖,目前正推动生物降解新材料产业从实验室走向生产线。
突破“卡脖子”技术:聚乳酸规模化制备引领行业变革
远远望去,63米高的精馏塔巍然矗立,已成为郸城县高新区的科技新地标。这个总投资8.8亿元的“超级工程”,承载着中国生物降解材料产业自主可控的希望。
“聚乳酸被称为‘白色黄金’,以优良的特性和广泛的应用范围,可替代纤维、医用材料、包装材料等石油基塑料制品,实现生物降解,消除困扰世界各国的‘白色污染’问题。”金丹科技发展规划总监王浩介绍,“这项突破性技术经过了多次小试、中试以及万吨规模的产业化试验,项目投产后,可年产7.5万吨聚乳酸,预计年产值15亿元、利税2.1亿元。”
程少华是项目技术负责人,他谈及项目核心技术如数家珍:“丙交酯作为聚乳酸合成的关键单体,长期面临易消旋化、传质传热不均、反应活性低等技术问题。我们联合南京大学等高校,经过5年攻关,开发出连续稳定的聚乳酸规模化制备技术,建立了聚乳酸聚合工艺与装备集成体系,形成聚乳酸及丙交酯产业示范。”
“项目设备正在陆续安装,我们确保按计划投产。传统塑料制品降解需数百年,而生物降解新材料制品在适合环境下,180天即可分解为水和二氧化碳,绿色循环进入大自然。”在金丹科技展厅,王浩拿着由生物降解新材料制作的食品袋、餐盒等产品说。
全链条循环经济:一粒玉米的“奇幻旅程”
在金丹科技年产40万吨淀粉生产车间,一粒粒玉米经历了一场“奇幻旅程”:湿法工艺将其分解为淀粉、蛋白、纤维和胚芽,其中淀粉直接进入下一个厂区经发酵转化为乳酸,部分优质乳酸经进一步合成转化为高附加值丙交酯与聚乳酸;剩余副产物则被“吃干榨净”——胚芽提炼成食用油,纤维与蛋白变身饲料,真正实现“零废弃”。
“这里一共是16个页面,分别是公用系统、浸泡工段、湿磨工段、纤维洗涤、淀粉精制等。每个页面都管理上百台设备,从进料到4类产品进入各条生产线,每一个设备的压力值、温度值等参数都详细显示,只要临近预设值就会出现报警,我们鼠标一点,第一时间就能处理。”操作员李军艳看着电脑上闪烁的指示灯说,科技改变生产方式,车间全封闭运行,所有机械设备均能在智能化主控室操作。
王浩说,该项目提升了玉米的综合利用水平,整个加工过程清洁生产水平和自动化程度大大提升,使乳酸生产成本每吨降低1000多元。
协同创新筑高地:从“跟跑”到“领跑”的跨越式发展
“我们发挥金丹科技在生物降解材料产业链建设中的链主企业作用,引导金丹科技与清华大学、南京大学、江南大学等高校开展技术合作,打造出玉米种植-淀粉-乳酸-丙交酯-聚乳酸-改性材料制品的全产业链集群。”郸城县政府相关负责人介绍。
不仅如此,金丹科技在乳酸生物质资源综合利用关键技术产业化和生物与新医药方面也在不断探索,并取得显著成效。
走进金丹科技乳酸菌种中试平台实验室,科研人员正对一批新型菌株进行性能测试。金丹科技菌种研究室主任马全磊告诉记者:“这个平台是集小试、中试为一体的菌种研发平台,能实现发酵过程中连续在线检测控制。我们与知名高校合作,致力于高产菌种改造、筛选验证、工艺优化以及菌种代谢调控机理的深层次研究工作,提升菌种的整体发酵水平。”
有了清华大学、江南大学等知名高校行业专家的技术支持,金丹科技研究开发了“乳酸生物质资源综合利用关键技术”,在玉米制糖清液及副产物综合利用、乳酸发酵菌体渣综合利用等方面实现了突破和创新。该项目增强了我国乳酸产品在国内外市场的核心竞争力,同时对相关行业有着重要的引领作用和示范推广价值,经济、社会和环境效益显著。该项目获批 2021年度河南省科学技术进步奖三等奖。
近年来,金丹科技构建起“产学研用”深度融合的创新生态:牵头组建河南省生物降解材料创新联合体,设立省级中试基地,承担国家重点研发计划专项;与郑州轻工业大学共建生物基材料联合实验室,攻克聚乳酸耐热改性技术。金丹科技通过与清华大学合作开展高通量菌种选育、与郑州轻工业大学联合共建实验室等产学研合作,实现了乳酸产业技术升级换代;通过牵头组建河南省创新联合体和中试基地,构建了协同创新体系;通过重大工程项目建设,打造了生物降解材料产业基地,实现了高质量发展。
“科技创新不是单打独斗,而是生态协同。”金丹科技总经理石从亮表示,“我们的目标是打造全球领先的生物新材料产业集群,让中国绿色制造赢得世界话语权。”
从玉米到聚乳酸,从实验室到生产线,金丹科技用十年磨一剑的坚守,书写了中国生物降解材料产业的奋进篇章。其创新实践不仅破解了聚乳酸“卡脖子”难题,更构建起全产业链绿色循环体系,为我国实现“双碳”目标提供了硬核支撑,为建设美丽中国贡献了金丹力量!(记者 徐松)