南京林業大學制漿造紙工程學科的改革四十年

童國林 張輝

2018年是我國改革開放40周年。40年前，黨的十一屆三中全會揭開改革開放的序幕，從此，中國走上了改革開放的道路，推進中國特色社會主義事業發展，取得輝煌成就。南京林業大學制漿造紙工程學科在這四十年中風雨兼程，實現由弱到強，不斷發展壯大，學術隊伍、科研能力與水平、人才培養質量與能力、試驗研究條件以及對外學術交流與合作等方面的建設取得很大進展，制漿造紙工程學科已形成生物質化學與工程、制漿科學與工程、造紙化學與紙基功能材料、輕工裝備與控制技術等4個具有優勢與特色的主要研究方向。

1 制漿造紙工程學科砥礪前行創輝煌

制漿造紙工程學科源自于1963年底創立的林化制漿組，1981年開始招收林產化學加工工程專業制漿造紙工程方向的碩士及博士研究生，隸屬于“林產化學加工工程”國家重點學科，1996年學科獲碩士學位授予權，2003年獲博士學位授予權。2007年由江蘇省教育廳批準成立“江蘇省制漿造紙科學與技術重點實驗室”，2009年批準建立“輕工技術與工程”博士后科研流動站，2011年獲批“輕工技術與工程”國家一級學科博士學位授予權，并入選江蘇省一級學科重點學科。2014年制漿造紙工程學科獲批國家林業局二級重點學科，隸屬于國家“雙一流”建設學科“林業工程”國家重點一級學科。

制漿造紙工程學科設木質纖維化學與工程、制漿化學與二次纖維利用、造紙化學與紙基功能材料、制漿造紙裝備與控制、制漿造紙過程自動化等5個研究方向。現有教師及教輔人員38人，其中教授16人、副教授10人（博士生導師13人、碩士生導師24人）加拿大工程院院士1人，國際木材科學院院士2人，江蘇省“333”二、三層次人才培養工程中青年學術帶頭人培養對象4人，江蘇省“青藍工程”中青年學術帶頭人培養對象4人。先后承擔和參與國家“七五”“八五”“九五”“十一五”“十二五”“十三五”科技攻關或科技支撐項目、國家“863”計劃、“973”計劃項目，主持國家自然科學基金重點項目、面上項目、青年基金項目、國際合作項目等40余項，主持國家林業局“948”項目4項，省部級項目50余項、企業委托項目100余項。先后主辦制漿造紙與生物技術國際學術會議5屆，主編（參編）國家規劃教材、學術專著8部授權、專利60余件，國內外學術期刊發表論文1000余篇，獲國家科技進步獎1項、省部級科技進步獎10項。與企業聯合，建立博士后工作站6個、江蘇省企業研究生工作站5個、江蘇省校企聯盟1個。

2 學科科技創新碩果累累

學科在禾草類制漿、速生樹種“林漿紙一體化”、生物質化學與生物質能源、功能紙與功能化學品研制、紙漿纖維納米化技術及利用、紙漿纖維表面改性、二次纖維利用、制漿造紙清潔生產節能減排等工藝技術和裝備、現代造紙機械監診技術等方面組建科研團隊形成系列研究成果。率先在國內開展“階梯擴散流漿箱”與“高速熱風罩”的理論研究、設計與研制，并在多個造紙企業推廣應用，取得成功;“草漿低溫快速蒸煮工藝及脫木質素機理”研究，填補了國際禾草類制漿工藝空白，使南京林業大學禾草類制漿技術處在國內外的領先地位?！拜p型裝飾原紙研制”“水果套袋紙”“育苗紙”“廢新聞紙脫墨再生”“工業木質素改性及利用”“PAE濕強劑的研制”“AKD中性施膠劑研制”等項目及技術進行了產業化，擴大了行業內的影響力，先后涌現一批科研成果。

“草類纖維原料與制漿”團隊，提出了有別于木材制漿脫木質素的“大量脫木質素、補充脫木質素和殘余脫木質素”草類原料堿法脫木質素機理和“低溫快速蒸煮”的新工藝方法，并推廣應用于生產實踐，同時將H-因子首次引入蒸球蒸煮草類原料控制系統。團隊還針對草類纖維原料纖維結構形態、局部化學、木質素化學和LCC等進行系統理論研究，由中國輕工業出版社出版了《禾草類纖維制漿造紙》專著。針對草類制漿廢液污染問題，研發出SFP法制漿技術、超聲輔助制漿技術等，將草類制漿廢液木質素進行改性，用于作為分散劑、緩釋肥、土壤穩定劑、植物生長調節劑和沙漠固沙劑等草漿造紙黑液綜合治理關鍵技術——高附加值木質素產業化應用項目獲林業科技進步二等獎，木質素固沙劑在寧夏沙坡頭進行化學固沙與植物固沙相結合，取得非常好的效果。

倡導“林紙一體化”，組建“林業造紙研究會”，聯合國內專家在中國造紙學會和中國林學會聯合召開的林紙聯合研討會的基礎上，向中共中央書記處和國務院提出“林紙結合是發展我國林業和造紙工業的必由之路”建議書，獲得高度重視，并獲得中國科協“重大建議一等獎”。20世紀80年代首次在國內采用氧脫木質素和二氧化氯漂白技術針對牙克石地區的落葉松原料生產高白度漂白漿進行研究。發揮學校學科交叉優勢，與林業育種專家合作開展育種與制漿造紙性能的分析研究，從南京林業大學培養的速生楊樹品種開始、先后針對落葉松等9個樹種進行全面系統分析與研究，提出來針葉材和闊葉材的原料特性與制漿造紙性能評價體系，建立了評價數學模型，該項成果獲得了“梁希林業科技進步二等獎”。

生物質研究團隊針對木質生物質原料、農林廢棄生物質開展系統全面研究，研究開發了木質纖維生物煉制中全組分有序溶出及利用的關鍵技術。利用甲酸、乙酸、水及其共沸體系特性，構建了將木質纖維生物質分級分離成纖維、木質素、半纖維素的綠色可循環復合有機酸體系，建立了綠色復合溶劑生物煉制體系及其應用技術;創立了以LiCl/DMSO生物質的全溶體系并應用于木質素、纖維素和半纖維素的溶出與再生規律的研究;建立了程序pH改良亞硫酸鹽生物煉制預處理關鍵技術及其在生物燃油上的應用技術;首次開發了自帶介質漆酶體系，提出了自帶介質漆酶體系降解工業木質素的模型;開發了用纖維素納米晶體的尺寸效應纖維素基功能材料、纖維素改性與制備等關鍵技術及其在介孔材料上的應用：針對造紙黑液或生物質預處理殘渣中木質素，利用結構調控及功能化改性，建立了木質素及抽提物的逐級提取、分離、改性技術，以及木質素衍生化利用關鍵技術?！稗r林廢棄生物質生物煉制關鍵科學問題的研究”項目獲梁希林業科學技術二等獎?！澳举|纖維生物質生物煉制關鍵技術及應用”項目獲高等學?？茖W研究優秀成果獎（科學技術）獎勵成果技術發明獎二等獎。

造紙清潔生產技術團隊針對造紙過程水循環利用過程中的關鍵技術進行攻關，項目針對造紙濕部系統沉積物、黏性聚集物危害的關鍵共性技術問題，從源頭上阻止Ca離子垃圾產生、在造紙生產過程中實現對陽離子垃圾及DCS的控制與清理、OCC廢紙漿中溶解淀粉的資源化利用、助留助濾系統、清潔與凈化陽離子垃圾組合應用等進行了一系列技術創新與突破，形成了多項具有自主知識產權的關鍵技術，并成功應用于文化紙及工業包裝紙生產實踐之中，極大促進了造紙企業清潔生產技術水平提高及行業的可持續發展。其成果“造紙節水與清潔生產關鍵技術及應用”項目獲高等學?？茖W研究優秀成果獎（科學技術）獎勵科技進步二等獎。

廢紙再生利用技術研究團隊創建于1993年，利用廢舊報紙脫墨再生新聞紙，并在南京造紙廠得到生產應用，再生新聞紙首次在南京新華日報社印刷廠應用并得到認可。廢紙制漿造紙清潔生產工藝技術，重點對廢紙再利用生產過程中雜物與雜質分離技術、脫墨工藝技術、二次纖維回用過程中干擾物控制與轉移技術、二次纖維回用特性、OCC廢紙膠黏物治理、纖維性能改善、廢水治理等研究工作系統開展。

生物技術研究團隊針對生物技術在制漿造紙領域里的應用開展了系統工作，利用學科交叉，與微生物團隊合作，有針對性地研究了木聚糖酶、纖維素酶、甘露聚糖酶、果膠酶、漆酶等及其復合酶體系在漂白、紙漿纖維改性、紙漿打漿、廢紙再生等領域的研究;提出了利用產酶過程介質體系，實現漆酶為主的復合酶體系無昂貴介質的脫木質素利用途徑。

特種功能材料研究團隊針對高值化、功能化材料方面的需求，從纖維原料出發，開發納米纖維、功能化纖維等，并采用制造過程功能化、涂布加工后處理等方式賦予其特殊功能化材料，如氧化石墨烯超強纖維、磁性開關與信息記錄紙、超級電容隔膜紙、Pm.5空氣凈化濾紙、酶固定化材料、熒光材料、抗茵材料、復合材料等方面得到應用。

制漿造紙裝備團隊就高速大型紙機的故障分析與診斷進行系統研究建立了一套系統診斷與控制系統，實現了高速大型紙機故障提前預警;并編寫《制漿造紙狀態監測與故障診斷》教材，培養相關專業技術人才。利用流體計算軟件系統，針對制漿造紙過程中的不同濃度條件下的裝備進行模擬，優化設備運行效率和運行模式，改進裝備結構，為造紙4.0提供支持，適應高速化、大型化對裝備技術的更新換代要求，形成自己的特色。

制漿造紙環境保護團隊針對造紙全過程碳足跡進行研究，探尋不同制漿造紙方式對碳足跡影響，并就造紙全過程各種污染物減量化、資源化和污染物治理等方面進行全面系統研究，提出了造紙工業綠色發展的工程科技戰略，包括引領性重大工程、示范帶動項目和三類關鍵技術，以及相應的對策”為制漿造紙工業清潔化生產提供理論基礎。

3 加強師資隊伍 建設學科多措并舉顯成效

首先，教師的出國進修提升了學科學術活力。自從我國改革開放后，1979年學科創始人李忠正教授被選為教育部首批出國留學人員赴日本東京大學訪問交流;自此“改革開放”促進了學科與國際的交流，開拓視野，拓展思路，提高學術水平，一批國外學者、國際知名木材化學和制漿造紙專家聘請為特聘和兼職教授，與日本、美國、韓國、芬蘭、瑞典等國家建立了學術交流與師資進修、科研合作的機制，有效地開拓了學術研究的思路，帶進了新的研究領域，提高了學術研究的增長點。

其次，自20世紀90年代、特別是進入21世紀以來，教師隊伍的博士化率快速提高，使得學科內研究生的培養數量和質量、發表學術論文的數量與水平迅速提高，大大提高了學科的競爭實力。

與行業和地方造紙企業的合作，培養具有專業特色人才，利用駐廠鍛煉、博士后工作站等形式，派出教師參與企業合作項目，強化師資隊伍建設的“博士化、國際化和工程化”目標。

隨著高等教育的大眾化，制漿造紙專業招生規模不斷擴大，現有在校本科學生600余人，研究生100余人。已為國家培養了2500余名本科生，600余名?？粕?50余名碩士、博士研究生和15名外國留學生，100余名工程碩士等高級工程技術人才。

由原來的林產化工專業制漿專門化方向，到制漿造紙工程專業大專和本科人才培養，再發展為制漿造紙工藝、制漿造紙設備和制漿造紙自動化3個專業方向。本學科專業是教育部國家留學基金委選派專業，先后與芬蘭、美國、加拿大、日本等國相關院校進行互派留學生工作。按照美國模式聯合優勢企業建立南京林業大學制漿造紙基金會和研究實踐基地，形成了聯合企業培養本科生和研究生新模式。

5 服務地方經濟彰顯責任擔當

自20世紀80年代以來，學科充分發揮自己在人才和技術方面的優勢，根據江蘇周邊地方造紙工業以草類為原料造紙的特點，及時為地方造紙工業培訓人才，組織聯合“草類制漿”攻關，取得了很大的成果，使學科在國內外的影響力大為提升。

學科先后為金光集團所屬企業、山東亞太漿紙有限公司、浙江民豐紙業股份有限公司、浙江永泰紙業股份有限公司、江蘇理文造紙有限公司、玖龍紙業（太倉）有限公司、芬歐匯川（常熟）有限公司等一批企業進行系統制漿造紙工程理論知識培訓工作，培訓企業員工超千人次，企業員工接受了系統的理論培訓和知識更新，更好地為生產服務。

為企業提供咨詢科技咨詢和技術服務，服務于實體經濟，先后承擔企業委托研發、技術合作等項目100余項協助企業解決生產實際問題。

6 對外交流與合作提升學術水平成效顯著

學科一直重視多種形式的國內外學術交流與合作，取得明顯成效。1980年前后起，學科有計劃邀請國際知名學者到南京林業大學訪問與講學、聯合培養研究生、選送教師出國開展進修學習與合作科研。

自2006年起每年選派一定數量的本科生到芬蘭Templa大學交流學習，也適當接受國外大學生來南京林業大學進行短期學習交流，拓展學生國際視野。近年來，在國家留學基金委、省教育廳及省優勢學科建設項目經費支持下，學科選派一批優秀青年教師、博士與碩士研究生到國外知名大學開展為期1～2年的合作科研與聯合培養。為進一步提升在國內外的影響力，學科每4年舉辦1次“制漿造紙及生物技術國際會議”國際學術會議，到目前已成功舉辦5次。

改革開放四十年來，南京林業大學制漿造紙工程學科風雨兼程，從小到大，得到各級政府、造紙行業企業和合作單位的支持和幫助，與兄弟院校制漿造紙工程學科互相幫助、互相促進、共同為中國造紙工業的發展提供智力支撐，在未來仍將為實現我國造紙工業的綠色低碳和循環發展、由造紙工業由大國走向造紙工業強國做出更大貢獻。