生態(tài)化工新過程將撐開另一片藍(lán)天：記中國科學(xué)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(tài)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(xué)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(jīng)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(tài)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(dāng)，被老領(lǐng)導(dǎo)“逼迫”當(dāng)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(xiàn)生態(tài)化工新過程的產(chǎn)業(yè)化，徹底根除化工污染問題，振興國民經(jīng)濟(jì)。談到這，他精神煥發(fā)，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(rèn)識到生態(tài)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(yè)業(yè)的事業(yè)得到更多的支持和認(rèn)可！

前瞻性，基礎(chǔ)性，重大性，李教授正在做的三個產(chǎn)業(yè)化大課題無不關(guān)乎國計民生，牽涉多個工業(yè)生產(chǎn)部門。他高瞻遠(yuǎn)矚，將無機化工、有機化工、生物化工融成一個生態(tài)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(xiàn)在不想要國家給他拿錢，他堅持走出研究所，與企業(yè)和社會合作，不但要讓自己多發(fā)揮一點余熱，更要為國家多創(chuàng)造一點價值！

一路風(fēng)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(chǎn)業(yè)化研究之艱辛，更把這一過程看成是人生的享受。一路風(fēng)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(xué)時原子能領(lǐng)域比較熱門，他就報考了清華大學(xué)工程化學(xué)系，搞起了核燃料。1964年畢業(yè)后，他進(jìn)入中國科學(xué)院化工冶金研究所攻讀研究生，在化學(xué)反應(yīng)工程領(lǐng)域全力以赴地開始了他的氣液固三相化學(xué)反應(yīng)工程研究。3年后，無悔的付出讓他在學(xué)術(shù)界嶄露頭角，受到老師的格外青睞，并順利留在所里繼續(xù)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(shè)計、查閱資料。日復(fù)一日，年復(fù)一年，春花燦爛他無瑕關(guān)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(jié)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(yè)！

通過單顆粒（包括生物活體細(xì)胞）在微環(huán)境中傳遞與反應(yīng)機理的研究，他應(yīng)用隨機過程理論與統(tǒng)計力學(xué)方法，推導(dǎo)出宏觀群體行為。先后做出多個具有創(chuàng)新意義的高水平課題，在學(xué)術(shù)界產(chǎn)生了廣泛影響；他提出固體顆粒多級返混化學(xué)轉(zhuǎn)化率卷積計算方法，解決了非線性動力學(xué)計算難題；他提出固體表面吸附唯象理論模型，不僅能統(tǒng)一描述各類吸附等溫線，還賦予模型參數(shù)物理意義；他提出細(xì)胞增長唯象理論模型，使五階段生長曲線首次得以統(tǒng)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(shè)，推導(dǎo)出液體返混系數(shù)表達(dá)式，與實驗結(jié)果完全擬合；在應(yīng)用開發(fā)研究中，他采用數(shù)模方法，完成多種反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)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(rèn)識到，要想取得更大進(jìn)步必須擴(kuò)大交流，多向別人學(xué)習(xí)。在所領(lǐng)導(dǎo)推舉下，他欣然前往德國漢諾威大學(xué)學(xué)習(xí)。作為訪問學(xué)者，他與國外的同行廣泛交流，學(xué)習(xí)到很多先進(jìn)的理念和技術(shù)，為他的科研工作的進(jìn)一步開展打下了良好基礎(chǔ)。

1982年，李佐虎學(xué)有所成，滿載而歸，在中國科學(xué)院研究生院第一個開設(shè)了化學(xué)反應(yīng)工程課程，并開始了該學(xué)科的研究生培養(yǎng)工作。第二年，德高望重的所長兼主任郭慕孫教授聘請他擔(dān)任學(xué)術(shù)委員會副主任，并就所內(nèi)學(xué)科調(diào)整的問題征詢了他的意見。他根據(jù)當(dāng)時學(xué)科的發(fā)展情況當(dāng)即發(fā)表了自己的見解，為所內(nèi)學(xué)科建設(shè)提出了寶貴的意見和建議。他同時還提出將“化學(xué)冶金所”更名為“工程化學(xué)研究所”，也得到了郭教授的認(rèn)可。直到2000年，才改為現(xiàn)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(jīng)歷。20世紀(jì)70年代末，李佐虎通過在理論研究領(lǐng)域的辛勤耕耘，已經(jīng)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(fā)研究的思考。1977年，李佐虎應(yīng)用傳遞過程理論研究化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，用隨機過程理論計算三相化學(xué)反應(yīng)的多級過程，并連續(xù)在《化工學(xué)報》上成功發(fā)表了多篇論文。但是，留學(xué)歸國后，他在給研究生講化學(xué)反應(yīng)工程時，發(fā)現(xiàn)精確計算結(jié)果和近似計算結(jié)果之差在5%左右。而在化工生產(chǎn)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(yīng)用價值不大。與此同時，他發(fā)現(xiàn)，理論上對溫度敏感性的分析在實際應(yīng)用中也有問題。當(dāng)溫控誤差在5度范圍波動時，實際生產(chǎn)中根本無法精確預(yù)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(rèn)識到：單純搞理論研究意義不大，但理論研究是基礎(chǔ)，

工程研究需要更深厚的理論基礎(chǔ)。那是1983年，他與一個留學(xué)歸來的同行一起搞固體發(fā)酵純種培養(yǎng)。在設(shè)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(jīng)過認(rèn)真觀察發(fā)現(xiàn)是固體顆粒表面附著的空氣導(dǎo)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(jìn)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(jīng)常斷流。大家想了各種辦法都無法排除故障。李佐虎認(rèn)真觀察后，發(fā)現(xiàn)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(chǔ)，使李佐虎在各種實際難題面前顯現(xiàn)出了優(yōu)勢。夯實理論基礎(chǔ)，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(chǎn)結(jié)合起來，將科研成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，工作的重點也從理論轉(zhuǎn)向了應(yīng)用。此后的兩年中，他在“高溫合金電解泥綜合回收和環(huán)保治理”產(chǎn)業(yè)化研究中，全面負(fù)責(zé)工程研究與工廠設(shè)計，創(chuàng)立了“多級輪環(huán)操作”新方法，解決了“結(jié)疤”難題，并榮獲1988年中國科學(xué)院科技進(jìn)步一等獎，國家科技進(jìn)步二等獎；在“八·五”科技攻關(guān)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(xué)院科技進(jìn)步一等獎，作為示范工程主體設(shè)備的設(shè)計者他功不可沒。同時，他還應(yīng)中國科學(xué)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(xué)工程研究，并擔(dān)任室主任工作10年。其間，他嚴(yán)格部署學(xué)科研究前沿及戰(zhàn)略目標(biāo)，帶領(lǐng)著研究室一路高歌猛進(jìn)，得到中科院領(lǐng)導(dǎo)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(xiàn)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(zhàn)斗中愈戰(zhàn)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(guān)項目，承擔(dān)了863、936課題多項，在學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域做出了卓越的成績，致力于生態(tài)化工新過程產(chǎn)業(yè)化的思路早已初見端倪！

1988年，他首次提出活體細(xì)胞在微環(huán)境中的“四傳一反”新學(xué)說，并從中得出“外界周期刺激強化生物反應(yīng)”新原理。他將自己的學(xué)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(yǎng)雞專業(yè)戶為洗澡發(fā)愁，一天至少要洗三次，導(dǎo)致皮膚發(fā)癢，而當(dāng)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(lǐng)悟到生物反應(yīng)過程是有內(nèi)在節(jié)律的，是一個復(fù)雜的“耗散結(jié)構(gòu)系統(tǒng)”。事實上，每個生物活體都是獨立于外的開放系統(tǒng)，有自復(fù)制、自適應(yīng)，自調(diào)節(jié)能力，不僅相當(dāng)于一個微型反應(yīng)器，更相當(dāng)于一個復(fù)雜的微型“小社會”，因此，我們必須遵循生物反應(yīng)的節(jié)律。這與常規(guī)化工中連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)出料、不動點控制是不同的。由此，李佐虎教授在傳統(tǒng)化工“三傳一反”線性化理論的基礎(chǔ)上將其生物反應(yīng)理論闡述為：固形活體細(xì)胞與非生命固體顆粒有本質(zhì)不同，它由可伸縮半透性細(xì)胞膜（壁）與微環(huán)境隔離。胞內(nèi)外間的物質(zhì)與能量交換是以流體靜力學(xué)法向周期作用為推動力。而傳統(tǒng)化工中的“三傳”是以流體動力學(xué)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(zhì)，是自復(fù)制、自調(diào)節(jié)、自適應(yīng)的基礎(chǔ)，即為“四傳”。“一反”是指生物反應(yīng)與化學(xué)反應(yīng)也有本質(zhì)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(yīng)不是簡單地加快反應(yīng)與傳遞速度，更是強化自調(diào)節(jié)、自適應(yīng)的能力。《科學(xué)時報》在1999年12月17日頭版刊發(fā)了李佐虎教授的學(xué)說，不久即被紐約《僑報·中國科學(xué)周報》的“創(chuàng)新成果”專欄轉(zhuǎn)載，在生物反應(yīng)領(lǐng)域產(chǎn)生了不容忽視的影響力。目前，他的學(xué)說已經(jīng)逐漸受到世界學(xué)術(shù)界的重視。

應(yīng)用“外界周期刺激強化生物反應(yīng)”新原理，他設(shè)計并放大成功多種新型大規(guī)模生物反應(yīng)器。其中，社會影響較大的有兩種：一種是100M3和300M3氣升雙環(huán)流液體發(fā)酵反應(yīng)器，用于谷氨酸和衣康酸生產(chǎn)，榮獲國家“七·五”科技攻關(guān)三部委重大成果獎和1991年中國科學(xué)院科技進(jìn)步一等獎。目前，300M3反應(yīng)器仍然是全國最大的液體發(fā)酵反應(yīng)器；第二種是75M3壓力脈動固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器，首次在嚴(yán)格意義上實現(xiàn)了好氧純種固態(tài)發(fā)酵，對固態(tài)培養(yǎng)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)研究是一次重大突破，受到國內(nèi)外的高度重視。現(xiàn)在，這兩種反應(yīng)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(fā)酵，生產(chǎn)抗生素、纖維素酶、有機酸、味精等。另外，他在動植物細(xì)胞罐體培養(yǎng)中，應(yīng)用外界周期刺激原理，實行過程動態(tài)優(yōu)化控制，已被學(xué)術(shù)界廣泛認(rèn)同。

李佐虎教授刻苦攻關(guān)，在我國首創(chuàng)苛性堿亞熔鹽液相氧化新技術(shù)。1989年，他實現(xiàn)了錳酸鉀連續(xù)生產(chǎn)（3000噸／年）；1990年將該技術(shù)用于鉻鹽清潔生產(chǎn)研究，將傳統(tǒng)的1200℃氣固焙燒工藝改為300℃亞熔鹽液相氧化工藝，實現(xiàn)了含鉻廢渣的零排放。在鉻鹽清潔生產(chǎn)新工藝研究中，發(fā)明“鉻鹽轉(zhuǎn)化制堿法”等多種苛性堿再生循環(huán)新途徑。實現(xiàn)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(lián)產(chǎn)與再生循環(huán)”新理念的前期工作基礎(chǔ)。2001年，他所負(fù)責(zé)并自主設(shè)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(shù)發(fā)明二等獎。

與此同時，從1984年開始，他便長期堅持“木質(zhì)纖維素生物量全利用”研究，這一課題現(xiàn)在仍然是國家973項目的課題，處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。該項目致力于以秸稈為主原料將酸堿聯(lián)產(chǎn)與生物化工相結(jié)合制取蛋白飼料、有機復(fù)合肥、生物農(nóng)藥、飼料添加劑、生物質(zhì)能源等重大農(nóng)用產(chǎn)品。同時，與種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)聯(lián)合，創(chuàng)建農(nóng)業(yè)生態(tài)化工新過程。 清潔生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)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(biāo)向前邁進(jìn)！