生态化工新过程将撑开另一片蓝天：记中国科学院过程工程研究所李佐虎教授

文/郝 莹

退休了，他依然精神矍铄。

他跋山涉水，走遍了祖国各地受污染的盐湖、海滩、地下盐卤加工基地……

他总是带着那部手机，却始终不让外人知道他的号码。

“我只想踏踏实实做点事儿！”李教授如是说。

他默默无闻，要用脚踏实地的努力为生态化工新过程撑起另一片天！

只打不接的手机

跟着李佐虎教授做项目的三位博士都知道一个秘密——李教授的手机号是“个人隐私”，只有自己的学生和家里人才知道。

对外人来说，他行踪诡秘，深居简出，哪怕那些曾经一起奋斗多年的老朋友想找他，也并非易事！

“一个大课题没有十年是做不出成果的，需要积累，需要专心，需要持之以恒！”

为了科研，花甲之年的他争分夺秒，不让每一寸光阴轻易从指尖溜走。“工作即生活，生活即工作。”这恐怕是对李佐虎教授多年来生活与工作状态的最佳诠释。累了睡觉，醒了就起来干活，所谓的“弹性工作制”让他付出了更多的心血和汗水。很多时候，夜里一两点他就起来，干到四五点才小睡一会。而清晨，他仍然照例起床，开始一天的工作。看电视，上厕所，走路，他常常走神，一不小心脑子里就有火花闪过。他沉醉于这样的生活方式，乐此不疲！

“人需要给自己正确定位！”他避开一切外界干扰，党委书记、所长都不想当，被老领导“逼迫”当了十年的中科院化工冶金所生化工程研究部主任，他也坚决辞掉。他的理想就是实现生态化工新过程的产业化，彻底根除化工污染问题，振兴国民经济。谈到这，他精神焕发，胸中满是豪情壮志。他说，这也许是他接受的最后一家访问，他要借此让更多的人认识到生态化工新过程的重要性，唤起人们的积极性与热情，使他为之兢兢业业的事业得到更多的支持和认可！

前瞻性，基础性，重大性，李教授正在做的三个产业化大课题无不关乎国计民生，牵涉多个工业生产部门。他高瞻远瞩，将无机化工、有机化工、生物化工融成一个生态化工新过程，要用自己的知识和能力在有生之年，为祖国做点大事儿！他说，他现在不想要国家给他拿钱，他坚持走出研究所，与企业和社会合作，不但要让自己多发挥一点余热，更要为国家多创造一点价值！

一路风雨，一路高歌

每一条通往成功的道路都是荆棘满布的，李佐虎教授深知产业化研究之艰辛，更把这一过程看成是人生的享受。一路风雨，一路高歌，在科研道路上留下了坚实的足迹！

他说自己是赶时髦的人。考大学时原子能领域比较热门，他就报考了清华大学工程化学系，搞起了核燃料。1964年毕业后，他进入中国科学院化工冶金研究所攻读研究生，在化学反应工程领域全力以赴地开始了他的气液固三相化学反应工程研究。3年后，无悔的付出让他在学术界崭露头角，受到老师的格外青睐，并顺利留在所里继续他深爱的研究工作。

其实，有些人的人生注定了与众不同。虽然李佐虎的生活中，仿佛只有实验室、宿舍、食堂“三点一线”，但他却沉迷其中，自得其乐！虽然年近古稀，仍然坚持在实验室亲自做试验。他说:“搞科研就是要安于寂寞，能坐住板凳儿！”每天，他都不停地计算、检验、设计、查阅资料。日复一日，年复一年，春花灿烂他无瑕关顾，夏夜清凉他视若无睹，忘记了青山绿水，更不晓得游戏玩乐……日日苦读的清寒让他的生命之树前所未有的舒展，科研结出的累累硕果更成了他人生中最美的乐章。他不抛弃，不放弃，为了崇高的科研事业！

通过单颗粒（包括生物活体细胞）在微环境中传递与反应机理的研究，他应用随机过程理论与统计力学方法，推导出宏观群体行为。先后做出多个具有创新意义的高水平课题，在学术界产生了广泛影响；他提出固体颗粒多级返混化学转化率卷积计算方法，解决了非线性动力学计算难题；他提出固体表面吸附唯象理论模型，不仅能统一描述各类吸附等温线，还赋予模型参数物理意义；他提出细胞增长唯象理论模型，使五阶段生长曲线首次得以统一表述；他还提出在多层气液筛板塔中，按照气液穿过板孔时的量子化不相容假设，推导出液体返混系数表达式，与实验结果完全拟合；在应用开发研究中，他采用数模方法，完成多种反应器的优化设计及其高倍放大……甘心付出，无怨无悔，熟悉李佐虎的每一个人都看到了他的拼搏与付出！

直到1980年，李佐虎认识到，要想取得更大进步必须扩大交流，多向别人学习。在所领导推举下，他欣然前往德国汉诺威大学学习。作为访问学者，他与国外的同行广泛交流，学习到很多先进的理念和技术，为他的科研工作的进一步开展打下了良好基础。

1982年，李佐虎学有所成，满载而归，在中国科学院研究生院第一个开设了化学反应工程课程，并开始了该学科的研究生培养工作。第二年，德高望重的所长兼主任郭慕孙教授聘请他担任学术委员会副主任，并就所内学科调整的问题征询了他的意见。他根据当时学科的发展情况当即发表了自己的见解，为所内学科建设提出了宝贵的意见和建议。他同时还提出将“化学冶金所”更名为“工程化学研究所”，也得到了郭教授的认可。直到2000年，才改为现在的“过程工程研究所”。

谈起投身实际工程研究的缘由，李教授给我们讲起了那段难忘的经历。20世纪70年代末，李佐虎通过在理论研究领域的辛勤耕耘，已经小有成果。就是在那个吃大锅饭的时期，

他开始了对理论研究与开发研究的思考。1977年，李佐虎应用传递过程理论研究化学反应转化率，用随机过程理论计算三相化学反应的多级过程，并连续在《化工学报》上成功发表了多篇论文。但是，留学归国后，他在给研究生讲化学反应工程时，发现精确计算结果和近似计算结果之差在5%左右。而在化工生产过程中允许的误差为20%。换言之，他在论文中提出的精确计算方法只有理论意义，而对实际应用价值不大。与此同时，他发现，理论上对温度敏感性的分析在实际应用中也有问题。当温控误差在5度范围波动时，实际生产中根本无法精确预测……这样的理论研究有用吗？就这样搞一辈子理论研究吗？

随着科研工作的深入，李佐虎认识到：单纯搞理论研究意义不大，但理论研究是基础，

工程研究需要更深厚的理论基础。那是1983年，他与一个留学归来的同行一起搞固体发酵纯种培养。在设备操作过程中，无论如何处置，蒸汽加热灭菌始终存在问题。他与同行一起讨论，分析原因。后来，李佐虎经过认真观察发现是固体颗粒表面附着的空气导致了热量无法有效传递，只要将空气彻底排尽，固体灭菌就能正常进行了。直到李佐虎把办法告诉大家，那位同行才如梦方醒地拍着脑门说：“我的博士论文就是这个题目啊！”还有一次，他参与贵州的一个工程项目。一位老同事在萃取操作时，高位槽下料管里面的液体经常断流。大家想了各种办法都无法排除故障。李佐虎认真观察后，发现是气阻在作怪。于是他告诉工作人员只要拿根针，在上方扎个小孔，这样液体就不会气阻……深厚的工程理论基础，使李佐虎在各种实际难题面前显现出了优势。夯实理论基础，立足实践，投身工程，李佐虎对自己的科研道路做出了选择。

1984年，党中央提出了“三个面向”方针，这让李佐虎的立场更加坚定了。他决心要把过去的科研成果和工厂生产结合起来，将科研成果转化为生产力，工作的重点也从理论转向了应用。此后的两年中，他在“高温合金电解泥综合回收和环保治理”产业化研究中，全面负责工程研究与工厂设计，创立了“多级轮环操作”新方法，解决了“结疤”难题，并荣获1988年中国科学院科技进步一等奖，国家科技进步二等奖；在“八·五”科技攻关时期，“氨浸法从电镀污泥和不锈钢酸洗废液中回收重金属”项目荣获1998年中国科学院科技进步一等奖，作为示范工程主体设备的设计者他功不可没。同时，他还应中国科学院要求，于1986年在化工冶金研究所主持组建了生化工程研究室，继而开始了他的生物化学工程研究，并担任室主任工作10年。其间，他严格部署学科研究前沿及战略目标，带领着研究室一路高歌猛进，得到中科院领导及同仁们的一致好评。很快在1991年，研究室就被升级为“生化工程国家重点实验室”，直到现在，仍然是唯一的生化工程国家重点实验室。

李教授在攀登科研高峰的战斗中愈战愈勇。此后，他多次参与和主持国家“七·五”到“十·五”期间的重大攻关项目，承担了863、936课题多项，在学术研究领域做出了卓越的成绩，致力于生态化工新过程产业化的思路早已初见端倪！

1988年，他首次提出活体细胞在微环境中的“四传一反”新学说，并从中得出“外界周期刺激强化生物反应”新原理。他将自己的学说戏称为“洗澡原理”、“饥饿理论”。这还源于他在报纸上看到的一则报道：养鸡专业户为洗澡发愁，一天至少要洗三次，导致皮肤发痒，而当时研究所里的澡堂一个星期只开放一次，还要排队。他顿时豁然开朗，领悟到生物反应过程是有内在节律的，是一个复杂的“耗散结构系统”。事实上，每个生物活体都是独立于外的开放系统，有自复制、自适应，自调节能力，不仅相当于一个微型反应器，更相当于一个复杂的微型“小社会”，因此，我们必须遵循生物反应的节律。这与常规化工中连续进料、连续出料、不动点控制是不同的。由此，李佐虎教授在传统化工“三传一反”线性化理论的基础上将其生物反应理论阐述为：固形活体细胞与非生命固体颗粒有本质不同，它由可伸缩半透性细胞膜（壁）与微环境隔离。胞内外间的物质与能量交换是以流体静力学法向周期作用为推动力。而传统化工中的“三传”是以流体动力学边界层的切向作用为推动力。除“新三传理论”之外，还必须增加“信息传递”，它是生命过程的本质，是自复制、自调节、自适应的基础，即为“四传”。“一反”是指生物反应与化学反应也有本质上的差别，它是熵减过程，是“生”与“死”的差别，属于两个完全不同的阶层。强化生物反应不是简单地加快反应与传递速度，更是强化自调节、自适应的能力。《科学时报》在1999年12月17日头版刊发了李佐虎教授的学说，不久即被纽约《侨报·中国科学周报》的“创新成果”专栏转载，在生物反应领域产生了不容忽视的影响力。目前，他的学说已经逐渐受到世界学术界的重视。

应用“外界周期刺激强化生物反应”新原理，他设计并放大成功多种新型大规模生物反应器。其中，社会影响较大的有两种：一种是100M3和300M3气升双环流液体发酵反应器，用于谷氨酸和衣康酸生产，荣获国家“七·五”科技攻关三部委重大成果奖和1991年中国科学院科技进步一等奖。目前，300M3反应器仍然是全国最大的液体发酵反应器；第二种是75M3压力脉动固态发酵反应器，首次在严格意义上实现了好氧纯种固态发酵，对固态培养反应器结构研究是一次重大突破，受到国内外的高度重视。现在，这两种反应器仍是生化工程国家重点实验室的两个最突出、最有代表性的成果，可用于微生物发酵，生产抗生素、纤维素酶、有机酸、味精等。另外，他在动植物细胞罐体培养中，应用外界周期刺激原理，实行过程动态优化控制，已被学术界广泛认同。

李佐虎教授刻苦攻关，在我国首创苛性碱亚熔盐液相氧化新技术。1989年，他实现了锰酸钾连续生产（3000吨／年）；1990年将该技术用于铬盐清洁生产研究，将传统的1200℃气固焙烧工艺改为300℃亚熔盐液相氧化工艺，实现了含铬废渣的零排放。在铬盐清洁生产新工艺研究中，发明“铬盐转化制碱法”等多种苛性碱再生循环新途径。实现了不再外购硫酸和纯碱，无含铬芒硝生成及其二次污染，并由此形成了“酸碱联产与再生循环”新理念的前期工作基础。2001年，他所负责并自主设计的万吨级示范工程，一次投料试车成功，荣获2005年国家技术发明二等奖。

与此同时，从1984年开始，他便长期坚持“木质纤维素生物量全利用”研究，这一课题现在仍然是国家973项目的课题，处于国内领先水平。该项目致力于以秸秆为主原料将酸碱联产与生物化工相结合制取蛋白饲料、有机复合肥、生物农药、饲料添加剂、生物质能源等重大农用产品。同时，与种植业、养殖业、农副产品加工业联合，创建农业生态化工新过程。 清洁生产、循环经济、产业化，李佐虎教授的科研方向日渐清晰,他一如既往地朝着自己的既定目标向前迈进！