生態化工新過程將撐開另一片藍天：記中國科學院過程工程研究所李佐虎教授

文/郝 瑩

退休了，他依然精神矍鑠。

他跋山涉水，走遍了祖國各地受污染的鹽湖、海灘、地下鹽鹵加工基地……

他總是帶著那部手機，卻始終不讓外人知道他的號碼。

“我只想踏踏實實做點事兒！”李教授如是說。

他默默無聞，要用腳踏實地的努力為生態化工新過程撐起另一片天！

只打不接的手機

跟著李佐虎教授做項目的三位博士都知道一個秘密——李教授的手機號是“個人隱私”，只有自己的學生和家里人才知道。

對外人來說，他行蹤詭秘，深居簡出，哪怕那些曾經一起奮斗多年的老朋友想找他，也并非易事！

“一個大課題沒有十年是做不出成果的，需要積累，需要專心，需要持之以恒！”

為了科研，花甲之年的他爭分奪秒，不讓每一寸光陰輕易從指尖溜走。“工作即生活，生活即工作。”這恐怕是對李佐虎教授多年來生活與工作狀態的最佳詮釋。累了睡覺，醒了就起來干活，所謂的“彈性工作制”讓他付出了更多的心血和汗水。很多時候，夜里一兩點他就起來，干到四五點才小睡一會。而清晨，他仍然照例起床，開始一天的工作。看電視，上廁所，走路，他常常走神，一不小心腦子里就有火花閃過。他沉醉于這樣的生活方式，樂此不疲！

“人需要給自己正確定位！”他避開一切外界干擾，黨委書記、所長都不想當，被老領導“逼迫”當了十年的中科院化工冶金所生化工程研究部主任，他也堅決辭掉。他的理想就是實現生態化工新過程的產業化，徹底根除化工污染問題，振興國民經濟。談到這，他精神煥發，胸中滿是豪情壯志。他說，這也許是他接受的最后一家訪問，他要借此讓更多的人認識到生態化工新過程的重要性，喚起人們的積極性與熱情，使他為之兢兢業業的事業得到更多的支持和認可！

前瞻性，基礎性，重大性，李教授正在做的三個產業化大課題無不關乎國計民生，牽涉多個工業生產部門。他高瞻遠矚，將無機化工、有機化工、生物化工融成一個生態化工新過程，要用自己的知識和能力在有生之年，為祖國做點大事兒！他說，他現在不想要國家給他拿錢，他堅持走出研究所，與企業和社會合作，不但要讓自己多發揮一點余熱，更要為國家多創造一點價值！

一路風雨，一路高歌

每一條通往成功的道路都是荊棘滿布的，李佐虎教授深知產業化研究之艱辛，更把這一過程看成是人生的享受。一路風雨，一路高歌，在科研道路上留下了堅實的足跡！

他說自己是趕時髦的人。考大學時原子能領域比較熱門，他就報考了清華大學工程化學系，搞起了核燃料。1964年畢業后，他進入中國科學院化工冶金研究所攻讀研究生，在化學反應工程領域全力以赴地開始了他的氣液固三相化學反應工程研究。3年后，無悔的付出讓他在學術界嶄露頭角，受到老師的格外青睞，并順利留在所里繼續他深愛的研究工作。

其實，有些人的人生注定了與眾不同。雖然李佐虎的生活中，仿佛只有實驗室、宿舍、食堂“三點一線”，但他卻沉迷其中，自得其樂！雖然年近古稀，仍然堅持在實驗室親自做試驗。他說:“搞科研就是要安于寂寞，能坐住板凳兒！”每天，他都不停地計算、檢驗、設計、查閱資料。日復一日，年復一年，春花燦爛他無瑕關顧，夏夜清涼他視若無睹，忘記了青山綠水，更不曉得游戲玩樂……日日苦讀的清寒讓他的生命之樹前所未有的舒展，科研結出的累累碩果更成了他人生中最美的樂章。他不拋棄，不放棄，為了崇高的科研事業！

通過單顆粒（包括生物活體細胞）在微環境中傳遞與反應機理的研究，他應用隨機過程理論與統計力學方法，推導出宏觀群體行為。先后做出多個具有創新意義的高水平課題，在學術界產生了廣泛影響；他提出固體顆粒多級返混化學轉化率卷積計算方法，解決了非線性動力學計算難題；他提出固體表面吸附唯象理論模型，不僅能統一描述各類吸附等溫線，還賦予模型參數物理意義；他提出細胞增長唯象理論模型，使五階段生長曲線首次得以統一表述；他還提出在多層氣液篩板塔中，按照氣液穿過板孔時的量子化不相容假設，推導出液體返混系數表達式，與實驗結果完全擬合；在應用開發研究中，他采用數模方法，完成多種反應器的優化設計及其高倍放大……甘心付出，無怨無悔，熟悉李佐虎的每一個人都看到了他的拼搏與付出！

直到1980年，李佐虎認識到，要想取得更大進步必須擴大交流，多向別人學習。在所領導推舉下，他欣然前往德國漢諾威大學學習。作為訪問學者，他與國外的同行廣泛交流，學習到很多先進的理念和技術，為他的科研工作的進一步開展打下了良好基礎。

1982年，李佐虎學有所成，滿載而歸，在中國科學院研究生院第一個開設了化學反應工程課程，并開始了該學科的研究生培養工作。第二年，德高望重的所長兼主任郭慕孫教授聘請他擔任學術委員會副主任，并就所內學科調整的問題征詢了他的意見。他根據當時學科的發展情況當即發表了自己的見解，為所內學科建設提出了寶貴的意見和建議。他同時還提出將“化學冶金所”更名為“工程化學研究所”，也得到了郭教授的認可。直到2000年，才改為現在的“過程工程研究所”。

談起投身實際工程研究的緣由，李教授給我們講起了那段難忘的經歷。20世紀70年代末，李佐虎通過在理論研究領域的辛勤耕耘，已經小有成果。就是在那個吃大鍋飯的時期，

他開始了對理論研究與開發研究的思考。1977年，李佐虎應用傳遞過程理論研究化學反應轉化率，用隨機過程理論計算三相化學反應的多級過程，并連續在《化工學報》上成功發表了多篇論文。但是，留學歸國后，他在給研究生講化學反應工程時，發現精確計算結果和近似計算結果之差在5%左右。而在化工生產過程中允許的誤差為20%。換言之，他在論文中提出的精確計算方法只有理論意義，而對實際應用價值不大。與此同時，他發現，理論上對溫度敏感性的分析在實際應用中也有問題。當溫控誤差在5度范圍波動時，實際生產中根本無法精確預測……這樣的理論研究有用嗎？就這樣搞一輩子理論研究嗎？

隨著科研工作的深入，李佐虎認識到：單純搞理論研究意義不大，但理論研究是基礎，

工程研究需要更深厚的理論基礎。那是1983年，他與一個留學歸來的同行一起搞固體發酵純種培養。在設備操作過程中，無論如何處置，蒸汽加熱滅菌始終存在問題。他與同行一起討論，分析原因。后來，李佐虎經過認真觀察發現是固體顆粒表面附著的空氣導致了熱量無法有效傳遞，只要將空氣徹底排盡，固體滅菌就能正常進行了。直到李佐虎把辦法告訴大家，那位同行才如夢方醒地拍著腦門說：“我的博士論文就是這個題目啊！”還有一次，他參與貴州的一個工程項目。一位老同事在萃取操作時，高位槽下料管里面的液體經常斷流。大家想了各種辦法都無法排除故障。李佐虎認真觀察后，發現是氣阻在作怪。于是他告訴工作人員只要拿根針，在上方扎個小孔，這樣液體就不會氣阻……深厚的工程理論基礎，使李佐虎在各種實際難題面前顯現出了優勢。夯實理論基礎，立足實踐，投身工程，李佐虎對自己的科研道路做出了選擇。

1984年，黨中央提出了“三個面向”方針，這讓李佐虎的立場更加堅定了。他決心要把過去的科研成果和工廠生產結合起來，將科研成果轉化為生產力，工作的重點也從理論轉向了應用。此后的兩年中，他在“高溫合金電解泥綜合回收和環保治理”產業化研究中，全面負責工程研究與工廠設計，創立了“多級輪環操作”新方法，解決了“結疤”難題，并榮獲1988年中國科學院科技進步一等獎，國家科技進步二等獎；在“八·五”科技攻關時期，“氨浸法從電鍍污泥和不銹鋼酸洗廢液中回收重金屬”項目榮獲1998年中國科學院科技進步一等獎，作為示范工程主體設備的設計者他功不可沒。同時，他還應中國科學院要求，于1986年在化工冶金研究所主持組建了生化工程研究室，繼而開始了他的生物化學工程研究，并擔任室主任工作10年。其間，他嚴格部署學科研究前沿及戰略目標，帶領著研究室一路高歌猛進，得到中科院領導及同仁們的一致好評。很快在1991年，研究室就被升級為“生化工程國家重點實驗室”，直到現在，仍然是唯一的生化工程國家重點實驗室。

李教授在攀登科研高峰的戰斗中愈戰愈勇。此后，他多次參與和主持國家“七·五”到“十·五”期間的重大攻關項目，承擔了863、936課題多項，在學術研究領域做出了卓越的成績，致力于生態化工新過程產業化的思路早已初見端倪！

1988年，他首次提出活體細胞在微環境中的“四傳一反”新學說，并從中得出“外界周期刺激強化生物反應”新原理。他將自己的學說戲稱為“洗澡原理”、“饑餓理論”。這還源于他在報紙上看到的一則報道：養雞專業戶為洗澡發愁，一天至少要洗三次，導致皮膚發癢，而當時研究所里的澡堂一個星期只開放一次，還要排隊。他頓時豁然開朗，領悟到生物反應過程是有內在節律的，是一個復雜的“耗散結構系統”。事實上，每個生物活體都是獨立于外的開放系統，有自復制、自適應，自調節能力，不僅相當于一個微型反應器，更相當于一個復雜的微型“小社會”，因此，我們必須遵循生物反應的節律。這與常規化工中連續進料、連續出料、不動點控制是不同的。由此，李佐虎教授在傳統化工“三傳一反”線性化理論的基礎上將其生物反應理論闡述為：固形活體細胞與非生命固體顆粒有本質不同，它由可伸縮半透性細胞膜（壁）與微環境隔離。胞內外間的物質與能量交換是以流體靜力學法向周期作用為推動力。而傳統化工中的“三傳”是以流體動力學邊界層的切向作用為推動力。除“新三傳理論”之外，還必須增加“信息傳遞”，它是生命過程的本質，是自復制、自調節、自適應的基礎，即為“四傳”。“一反”是指生物反應與化學反應也有本質上的差別，它是熵減過程，是“生”與“死”的差別，屬于兩個完全不同的階層。強化生物反應不是簡單地加快反應與傳遞速度，更是強化自調節、自適應的能力。《科學時報》在1999年12月17日頭版刊發了李佐虎教授的學說，不久即被紐約《僑報·中國科學周報》的“創新成果”專欄轉載，在生物反應領域產生了不容忽視的影響力。目前，他的學說已經逐漸受到世界學術界的重視。

應用“外界周期刺激強化生物反應”新原理，他設計并放大成功多種新型大規模生物反應器。其中，社會影響較大的有兩種：一種是100M3和300M3氣升雙環流液體發酵反應器，用于谷氨酸和衣康酸生產，榮獲國家“七·五”科技攻關三部委重大成果獎和1991年中國科學院科技進步一等獎。目前，300M3反應器仍然是全國最大的液體發酵反應器；第二種是75M3壓力脈動固態發酵反應器，首次在嚴格意義上實現了好氧純種固態發酵，對固態培養反應器結構研究是一次重大突破，受到國內外的高度重視。現在，這兩種反應器仍是生化工程國家重點實驗室的兩個最突出、最有代表性的成果，可用于微生物發酵，生產抗生素、纖維素酶、有機酸、味精等。另外，他在動植物細胞罐體培養中，應用外界周期刺激原理，實行過程動態優化控制，已被學術界廣泛認同。

李佐虎教授刻苦攻關，在我國首創苛性堿亞熔鹽液相氧化新技術。1989年，他實現了錳酸鉀連續生產（3000噸／年）；1990年將該技術用于鉻鹽清潔生產研究，將傳統的1200℃氣固焙燒工藝改為300℃亞熔鹽液相氧化工藝，實現了含鉻廢渣的零排放。在鉻鹽清潔生產新工藝研究中，發明“鉻鹽轉化制堿法”等多種苛性堿再生循環新途徑。實現了不再外購硫酸和純堿，無含鉻芒硝生成及其二次污染，并由此形成了“酸堿聯產與再生循環”新理念的前期工作基礎。2001年，他所負責并自主設計的萬噸級示范工程，一次投料試車成功，榮獲2005年國家技術發明二等獎。

與此同時，從1984年開始，他便長期堅持“木質纖維素生物量全利用”研究，這一課題現在仍然是國家973項目的課題，處于國內領先水平。該項目致力于以秸稈為主原料將酸堿聯產與生物化工相結合制取蛋白飼料、有機復合肥、生物農藥、飼料添加劑、生物質能源等重大農用產品。同時，與種植業、養殖業、農副產品加工業聯合，創建農業生態化工新過程。 清潔生產、循環經濟、產業化，李佐虎教授的科研方向日漸清晰,他一如既往地朝著自己的既定目標向前邁進！