南京林业大学制浆造纸工程学科的改革四十年

童国林 张辉

2018年是我国改革开放40周年。40年前，党的十一届三中全会揭开改革开放的序幕，从此，中国走上了改革开放的道路，推进中国特色社会主义事业发展，取得辉煌成就。南京林业大学制浆造纸工程学科在这四十年中风雨兼程，实现由弱到强，不断发展壮大，学术队伍、科研能力与水平、人才培养质量与能力、试验研究条件以及对外学术交流与合作等方面的建设取得很大进展，制浆造纸工程学科已形成生物质化学与工程、制浆科学与工程、造纸化学与纸基功能材料、轻工装备与控制技术等4个具有优势与特色的主要研究方向。

1 制浆造纸工程学科砥砺前行创辉煌

制浆造纸工程学科源自于1963年底创立的林化制浆组，1981年开始招收林产化学加工工程专业制浆造纸工程方向的硕士及博士研究生，隶属于“林产化学加工工程”国家重点学科，1996年学科获硕士学位授予权，2003年获博士学位授予权。2007年由江苏省教育厅批准成立“江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室”，2009年批准建立“轻工技术与工程”博士后科研流動站，2011年获批“轻工技术与工程”国家一级学科博士学位授予权，并入选江苏省一级学科重点学科。2014年制浆造纸工程学科获批国家林业局二级重点学科，隶属于国家“双一流”建设学科“林业工程”国家重点一级学科。

制浆造纸工程学科设木质纤维化学与工程、制浆化学与二次纤维利用、造纸化学与纸基功能材料、制浆造纸装备与控制、制浆造纸过程自动化等5个研究方向。现有教师及教辅人员38人，其中教授16人、副教授10人（博士生导师13人、硕士生导师24人）加拿大工程院院士1人，国际木材科学院院士2人，江苏省“333”二、三层次人才培养工程中青年学术带头人培养对象4人，江苏省“青蓝工程”中青年学术带头人培养对象4人。先后承担和参与国家“七五”“八五”“九五”“十一五”“十二五”“十三五”科技攻关或科技支撑项目、国家“863”计划、“973”计划项目，主持国家自然科学基金重点项目、面上项目、青年基金项目、国际合作项目等40余项，主持国家林业局“948”项目4项，省部级项目50余项、企业委托项目100余项。先后主办制浆造纸与生物技术国际学术会议5届，主编（参编）国家规划教材、学术专著8部授权、专利60余件，国内外学术期刊发表论文1000余篇，获国家科技进步奖1项、省部级科技进步奖10项。与企业联合，建立博士后工作站6个、江苏省企业研究生工作站5个、江苏省校企联盟1个。

2 学科科技创新硕果累累

学科在禾草类制浆、速生树种“林浆纸一体化”、生物质化学与生物质能源、功能纸与功能化学品研制、纸浆纤维纳米化技术及利用、纸浆纤维表面改性、二次纤维利用、制浆造纸清洁生产节能减排等工艺技术和装备、现代造纸机械监诊技术等方面组建科研团队形成系列研究成果。率先在国内开展“阶梯扩散流浆箱”与“高速热风罩”的理论研究、设计与研制，并在多个造纸企业推广应用，取得成功;“草浆低温快速蒸煮工艺及脱木质素机理”研究，填补了国际禾草类制浆工艺空白，使南京林业大学禾草类制浆技术处在国内外的领先地位。“轻型装饰原纸研制”“水果套袋纸”“育苗纸”“废新闻纸脱墨再生”“工业木质素改性及利用”“PAE湿强剂的研制”“AKD中性施胶剂研制”等项目及技术进行了产业化，扩大了行业内的影响力，先后涌现一批科研成果。

“草类纤维原料与制浆”团队，提出了有别于木材制浆脱木质素的“大量脱木质素、补充脱木质素和残余脱木质素”草类原料碱法脱木质素机理和“低温快速蒸煮”的新工艺方法，并推广应用于生产实践，同时将H-因子首次引入蒸球蒸煮草类原料控制系统。团队还针对草类纤维原料纤维结构形态、局部化学、木质素化学和LCC等进行系统理论研究，由中国轻工业出版社出版了《禾草类纤维制浆造纸》专著。针对草类制浆废液污染问题，研发出SFP法制浆技术、超声辅助制浆技术等，将草类制浆废液木质素进行改性，用于作为分散剂、缓释肥、土壤稳定剂、植物生长调节剂和沙漠固沙剂等草浆造纸黑液综合治理关键技术——高附加值木质素产业化应用项目获林业科技进步二等奖，木质素固沙剂在宁夏沙坡头进行化学固沙与植物固沙相结合，取得非常好的效果。

倡导“林纸一体化”，组建“林业造纸研究会”，联合国内专家在中国造纸学会和中国林学会联合召开的林纸联合研讨会的基础上，向中共中央书记处和国务院提出“林纸结合是发展我国林业和造纸工业的必由之路”建议书，获得高度重视，并获得中国科协“重大建议一等奖”。20世纪80年代首次在国内采用氧脱木质素和二氧化氯漂白技术针对牙克石地区的落叶松原料生产高白度漂白浆进行研究。发挥学校学科交叉优势，与林业育种专家合作开展育种与制浆造纸性能的分析研究，从南京林业大学培养的速生杨树品种开始、先后针对落叶松等9个树种进行全面系统分析与研究，提出来针叶材和阔叶材的原料特性与制浆造纸性能评价体系，建立了评价数学模型，该项成果获得了“梁希林业科技进步二等奖”。

生物质研究团队针对木质生物质原料、农林废弃生物质开展系统全面研究，研究开发了木质纤维生物炼制中全组分有序溶出及利用的关键技术。利用甲酸、乙酸、水及其共沸体系特性，构建了将木质纤维生物质分级分离成纤维、木质素、半纤维素的绿色可循环复合有机酸体系，建立了绿色复合溶剂生物炼制体系及其应用技术;创立了以LiCl/DMSO生物质的全溶体系并应用于木质素、纤维素和半纤维素的溶出与再生规律的研究;建立了程序pH改良亚硫酸盐生物炼制预处理关键技术及其在生物燃油上的应用技术;首次开发了自带介质漆酶体系，提出了自带介质漆酶体系降解工业木质素的模型;开发了用纤维素纳米晶体的尺寸效应纤维素基功能材料、纤维素改性与制备等关键技术及其在介孔材料上的应用：针对造纸黑液或生物质预处理残渣中木质素，利用结构调控及功能化改性，建立了木质素及抽提物的逐级提取、分离、改性技术，以及木质素衍生化利用关键技术。“农林废弃生物质生物炼制关键科学问题的研究”项目获梁希林业科学技术二等奖。“木质纤维生物质生物炼制关键技术及应用”项目获高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）奖励成果技术发明奖二等奖。

造纸清洁生产技术团队针对造纸过程水循环利用过程中的关键技术进行攻关，项目针对造纸湿部系统沉积物、黏性聚集物危害的关键共性技术问题，从源头上阻止Ca离子垃圾产生、在造纸生产过程中实现对阳离子垃圾及DCS的控制与清理、OCC废纸浆中溶解淀粉的资源化利用、助留助滤系统、清洁与净化阳离子垃圾组合应用等进行了一系列技术创新与突破，形成了多项具有自主知识产权的关键技术，并成功应用于文化纸及工业包装纸生产实践之中，极大促进了造纸企业清洁生产技术水平提高及行业的可持续发展。其成果“造纸节水与清洁生产关键技术及应用”项目获高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）奖励科技进步二等奖。

废纸再生利用技术研究团队创建于1993年，利用废旧报纸脱墨再生新闻纸，并在南京造纸厂得到生产应用，再生新闻纸首次在南京新华日报社印刷厂应用并得到认可。废纸制浆造纸清洁生产工艺技术，重点对废纸再利用生产过程中杂物与杂质分离技术、脱墨工艺技术、二次纤维回用过程中干扰物控制与转移技术、二次纤维回用特性、OCC废纸胶黏物治理、纤维性能改善、废水治理等研究工作系統开展。

生物技术研究团队针对生物技术在制浆造纸领域里的应用开展了系统工作，利用学科交叉，与微生物团队合作，有针对性地研究了木聚糖酶、纤维素酶、甘露聚糖酶、果胶酶、漆酶等及其复合酶体系在漂白、纸浆纤维改性、纸浆打浆、废纸再生等领域的研究;提出了利用产酶过程介质体系，实现漆酶为主的复合酶体系无昂贵介质的脱木质素利用途径。

特种功能材料研究团队针对高值化、功能化材料方面的需求，从纤维原料出发，开发纳米纤维、功能化纤维等，并采用制造过程功能化、涂布加工后处理等方式赋予其特殊功能化材料，如氧化石墨烯超强纤维、磁性开关与信息记录纸、超级电容隔膜纸、Pm.5空气净化滤纸、酶固定化材料、荧光材料、抗茵材料、复合材料等方面得到应用。

制浆造纸装备团队就高速大型纸机的故障分析与诊断进行系统研究建立了一套系统诊断与控制系统，实现了高速大型纸机故障提前预警;并编写《制浆造纸状态监测与故障诊断》教材，培养相关专业技术人才。利用流体计算软件系统，针对制浆造纸过程中的不同浓度条件下的装备进行模拟，优化设备运行效率和运行模式，改进装备结构，为造纸4.0提供支持，适应高速化、大型化对装备技术的更新换代要求，形成自己的特色。

制浆造纸环境保护团队针对造纸全过程碳足迹进行研究，探寻不同制浆造纸方式对碳足迹影响，并就造纸全过程各种污染物减量化、资源化和污染物治理等方面进行全面系统研究，提出了造纸工业绿色发展的工程科技战略，包括引领性重大工程、示范带动项目和三类关键技术，以及相应的对策”为制浆造纸工业清洁化生产提供理论基础。

3 加强师资队伍 建设学科多措并举显成效

首先，教师的出国进修提升了学科学术活力。自从我国改革开放后，1979年学科创始人李忠正教授被选为教育部首批出国留学人员赴日本东京大学访问交流;自此“改革开放”促进了学科与国际的交流，开拓视野，拓展思路，提高学术水平，一批国外学者、国际知名木材化学和制浆造纸专家聘请为特聘和兼职教授，与日本、美国、韩国、芬兰、瑞典等国家建立了学术交流与师资进修、科研合作的机制，有效地开拓了学术研究的思路，带进了新的研究领域，提高了学术研究的增长点。

其次，自20世纪90年代、特别是进入21世纪以来，教师队伍的博士化率快速提高，使得学科内研究生的培养数量和质量、发表学术论文的数量与水平迅速提高，大大提高了学科的竞争实力。

与行业和地方造纸企业的合作，培养具有专业特色人才，利用驻厂锻炼、博士后工作站等形式，派出教师参与企业合作项目，强化师资队伍建设的“博士化、国际化和工程化”目标。

随着高等教育的大众化，制浆造纸专业招生规模不断扩大，现有在校本科学生600余人，研究生100余人。已为国家培养了2500余名本科生，600余名专科生，150余名硕士、博士研究生和15名外国留学生，100余名工程硕士等高级工程技术人才。

由原来的林产化工专业制浆专门化方向，到制浆造纸工程专业大专和本科人才培养，再发展为制浆造纸工艺、制浆造纸设备和制浆造纸自动化3个专业方向。本学科专业是教育部国家留学基金委选派专业，先后与芬兰、美国、加拿大、日本等国相关院校进行互派留学生工作。按照美国模式联合优势企业建立南京林业大学制浆造纸基金会和研究实践基地，形成了联合企业培养本科生和研究生新模式。

5 服务地方经济彰显责任担当

自20世纪80年代以来，学科充分发挥自己在人才和技术方面的优势，根据江苏周边地方造纸工业以草类为原料造纸的特点，及时为地方造纸工业培训人才，组织联合“草类制浆”攻关，取得了很大的成果，使学科在国内外的影响力大为提升。

学科先后为金光集团所属企业、山东亚太浆纸有限公司、浙江民丰纸业股份有限公司、浙江永泰纸业股份有限公司、江苏理文造纸有限公司、玖龙纸业（太仓）有限公司、芬欧汇川（常熟）有限公司等一批企业进行系统制浆造纸工程理论知识培训工作，培训企业员工超千人次，企业员工接受了系统的理论培训和知识更新，更好地为生产服务。

为企业提供咨询科技咨询和技术服务，服务于实体经济，先后承担企业委托研发、技术合作等项目100余项协助企业解决生产实际问题。

6 对外交流与合作提升学术水平成效显著

学科一直重视多种形式的国内外学术交流与合作，取得明显成效。1980年前后起，学科有计划邀请国际知名学者到南京林业大学访问与讲学、联合培养研究生、选送教师出国开展进修学习与合作科研。

自2006年起每年选派一定数量的本科生到芬兰Templa大学交流学习，也适当接受国外大学生来南京林业大学进行短期学习交流，拓展学生国际视野。近年来，在国家留学基金委、省教育厅及省优势学科建设项目经费支持下，学科选派一批优秀青年教师、博士与硕士研究生到国外知名大学开展为期1～2年的合作科研与联合培养。为进一步提升在国内外的影响力，学科每4年举办1次“制浆造纸及生物技术国际会议”国际学术会议，到目前已成功举办5次。

改革开放四十年来，南京林业大学制浆造纸工程学科风雨兼程，从小到大，得到各级政府、造纸行业企业和合作单位的支持和帮助，与兄弟院校制浆造纸工程学科互相帮助、互相促进、共同为中国造纸工业的发展提供智力支撑，在未来仍将为实现我国造纸工业的绿色低碳和循环发展、由造纸工业由大国走向造纸工业强国做出更大贡献。