一步一个深深的脚印

10.08.2015  11:23

  【创客档案】刘刚,中国科学院兰州化物所研究员,专心研发马铃薯淀粉工艺水的净化技术,并取得重大突破,有效解决了长期困扰我国马铃薯淀粉行业发展的瓶颈问题。

  【创客语录】10年只做一件事,需要的是坚持坚持再坚持。

  【创客启示】刘刚的研发过程,经历了很多次失败。但每一次失败,其实都在接近成功。     

生存危机

  7月8日上午,忧心忡忡的定西市20多家马铃薯淀粉加工企业负责人,齐聚位于临洮县康家崖的甘肃薯界淀粉有限公司。这20多家企业,是300多家马铃薯淀粉加工企业竞争淘汰后生存下来的,来这里考察刘刚团队研发的马铃薯淀粉工艺水处理设施。

  按照国家今年施行的环保新标准,甘肃乃至全国马铃薯淀粉加工企业几乎没有一家能够达到污水排放标准。而全国马铃薯产量10%用于淀粉加工,如果关停所有马铃薯淀粉加工企业,对马铃薯产业和农民来说,不啻一场灾难。

  马铃薯淀粉加工企业污水主要来源于工艺水,由于所含COD(化学耗氧量)值很高,污水处理厂无法处理。如果进口国外的处理设施,仅设备投资就在3000万元以上,马铃薯淀粉企业无法承受。

  刘刚上大学时学农业,在国外进修又学食品加工,读硕士改学高分子化学,读博士改学物理化学。为了把所学的东西结合起来,刘刚想用物理化学办法处理农产品废弃物,从2005年起,他开始研发马铃薯工艺水净化技术,这一干,就是10年。

艰难创新

  刘刚开始想得很简单,让微生物把马铃薯工艺水中有机物吃掉,这是污水处理厂的基本思路。没想到,工艺水COD浓度太高,放进微生物处理池,微生物就窒息。这种办法失败了。

  刘刚不气馁,决定把工艺水中的蛋白等有机物先沉淀,降低COD浓度,然后再把工艺水放进微生物处理池。结果,沉淀时蛋白腐败变质,成了絮状悬浮起来,沉淀起不到作用。试验再次失败。

  刘刚又研发出高效絮凝剂,吸附蛋白沉淀。虽然技术成功,但拿起计算器一算,成本太高。试验又一次失败。

  刘刚决定采用类似民间制作豆腐的办法,把工艺水调节后加热,蛋白变成大块沉淀下来。但沉淀下来的蛋白难以分离回收。试验还是失败了。

  刘刚试着用国外离心机把蛋白甩出来,成功了。但国外离心机价格太高。刘刚跑遍了全国离心机厂家,却没有一家企业的离心机能达到标准。刘刚找到上海一个专门研究离心机的专家,对方两次改进国产离心机,现场一试都失败了。

  刘刚咬咬牙,邀请一位国际顶尖的离心机专家来国内讲课,看能不能“掏”出点知识。对方提出只坐某国际航空公司航班,只坐头等舱。刘刚毫不犹豫答应了。虽然对方讲课不讲关键地方,但听话听音,刘刚受到了很大启发。刘刚还把这位专家拉到好几个企业去看,希望从他的只言片语里再获得一些有用的信息。刘刚叹口气说:“有的企业没人提问,我在旁边干着急。”

  刘刚终于发现了国外离心机在设计上的关键窍门,他与上海那位专家交流,对方终于设计制作出了能把蛋白分离的离心机。刘刚笑着说:“我把中国的离心机制造技术都提高了。”现在,那位专家设计的离心机在市场上卖得很火。

终获成功

  蛋白能够成功分离了,工艺水经过提取蛋白、微生物处理,达到了国家今年施行的环保新标准。刘刚在甘肃薯界淀粉有限公司设计制造了一套设施,一切似乎很完美。

  然而,新问题出现了。工艺水提取出的蛋白粘度高,烘干时间一长就发黑,卖相差,价格低。刘刚用真空冷冻烘干法解决了问题,但是成本太高。刘刚说:“我把一车一车的蛋白拉到全国各地的烘干设备厂家试验,都不行。”

  到最后,刘刚甚至连加工矿石的烘干设备都试了,仍然不行。2014年的一天,刘刚在实验室观察超细树脂的运动状态时,突然想到可以采取某种措施防止细颗粒之间的粘连。他设计制作了一套小装备模拟了一下,竟然成功了,蛋白烘干后不发黑了。

  刘刚兴奋得无以言表。10年研发,一次次失败,但每一次失败都留下一个深深的脚印。

  7月8日下午,看完刘刚团队研发的设施后,定西20多家马铃薯淀粉加工企业的负责人紧锁的眉头悄悄舒展了开来。