開發(fā)一項(xiàng)技術(shù)不一定很難，難的是能不能把它成功推向市場，形成產(chǎn)業(yè)。
我國從事陶瓷膜制備研究的單位有50余家，然而，“只有我們課題組zui快實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，主要是材料化學(xué)工程學(xué)科交叉和面向應(yīng)用過程的研究思路發(fā)揮了重要的作用。"徐南平說。
據(jù)介紹，該項(xiàng)目自主開發(fā)的陶瓷膜裝備能夠在化學(xué)反應(yīng)存在的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)無清洗狀況下3個(gè)月以上的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，這被認(rèn)為是我國陶瓷膜裝備能夠在連續(xù)化大工業(yè)中應(yīng)用的保證。這些研究成果獲得了江蘇省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、全國化工行業(yè)技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)，2005年國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。
徐南平介紹說，項(xiàng)目開發(fā)的陶瓷膜在化工、石油化工、納米材料、中藥制備等領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)，均為*，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。他舉例說，開發(fā)的氧化鋯陶瓷膜，解決了陶瓷膜處理軋鋼乳化油廢水通量穩(wěn)定性的關(guān)鍵問題，新工藝的綜合成本是進(jìn)口膜裝置的1/3，已在我國鋼鐵行業(yè)的十幾家大型企業(yè)建立了近30個(gè)工程，*一項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)產(chǎn)品銷售額就超過億元，該技術(shù)獲得了中國膜工業(yè)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
項(xiàng)目提出將無機(jī)陶瓷濾膜錯(cuò)流過濾技術(shù)與濕化學(xué)法超細(xì)粉體相結(jié)合的新思路，獲得了系列，與傳統(tǒng)流程相比，新工藝將傳統(tǒng)工藝的多步過程集成在同一裝置中完成，變間歇過程為連續(xù)過程，使生產(chǎn)工藝大為簡化，已成功推廣應(yīng)用30多家企業(yè)，涉及氧化鈦、氧化鋯、氧化鎳、氧化釔等數(shù)十種粉體的生產(chǎn)。“通過面向應(yīng)用過程的陶瓷膜的優(yōu)化設(shè)計(jì)，能有效實(shí)現(xiàn)超細(xì)顆粒懸浮液體系的固液分離，截留率達(dá)到99％以上，可顯著提高產(chǎn)品的收率。"徐南平說。
陶瓷膜技術(shù)在化工與石油化工主流程中應(yīng)用的關(guān)鍵問題是，如何克服膜過程的堵塞問題以適應(yīng)化工與石油化工大生產(chǎn)連續(xù)性的要求？徐南平領(lǐng)導(dǎo)的研究組提出陶瓷膜與液相化學(xué)反應(yīng)耦合的構(gòu)思，并且獲得了國家發(fā)明。開發(fā)出分置式液相膜催化反應(yīng)器和一體化的液相膜催化反應(yīng)器，在石化主流程中得到成功應(yīng)用，大大提高了催化反應(yīng)效率，該技術(shù)目前已經(jīng)推廣應(yīng)用多家企業(yè)，zui大規(guī)模達(dá)到萬噸級(jí)，經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益均十分顯著。
盡管陶瓷膜在生物發(fā)酵領(lǐng)域已經(jīng)獲得了成功的應(yīng)用，但對(duì)于有些高黏度、需要低溫操作的體系，由于膜通量太低而一直沒有投入大規(guī)模的應(yīng)用。徐南平說，*的生產(chǎn)就是一個(gè)例子。*C簡稱CPC或頭C是合成各種*類抗生素的母核的起始原料。它發(fā)酵后期菌絲老化斷裂，料液黏稠，濕菌含量達(dá)到50％左右，同時(shí)由于CPC的降解對(duì)溫度十分敏感，只能在攝氏10度左右操作，因此膜通量很低，陶瓷膜技術(shù)在CPC生產(chǎn)中一直難以大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。本項(xiàng)目通過膜材料微結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，開發(fā)出性能優(yōu)異的膜材料，并且通過過程的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在國內(nèi)將陶瓷膜技術(shù)應(yīng)用于CPC的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
中藥口服液是中藥制劑中品種廣泛的一類。目前國內(nèi)很多企業(yè)在口服液的生產(chǎn)工藝中，沿用一次或者二次醇沉，能耗、物耗均比較高。徐南平領(lǐng)導(dǎo)的課題組提出用陶瓷膜過濾取代原有的一次醇沉工藝。將新工藝生產(chǎn)所取樣品與隨機(jī)抽取的原工藝進(jìn)行比較，采用陶瓷膜直接處理中藥水提液，能夠有效地去除藥液中的大分子、鞣質(zhì)及其他非藥用等物質(zhì)，提高了藥液有效成分的含量，使得產(chǎn)品的收率和品質(zhì)得到了顯著的提高，生產(chǎn)周期由原來的15天縮短到9天，每年可節(jié)約大量的乙醇。
在面向應(yīng)用過程的技術(shù)構(gòu)思和理論指導(dǎo)下，通過裝備成套化和技術(shù)集成，本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了新構(gòu)思的大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用，目前已有百余套裝備在工業(yè)部門的一系列重要領(lǐng)域成功應(yīng)用，效益十分顯著。所開發(fā)的陶瓷膜產(chǎn)品占國內(nèi)市場的2/3以上，具有很強(qiáng)的競爭力，在多個(gè)招標(biāo)項(xiàng)目中贏得成功，使陶瓷膜成為我國為數(shù)不多的具有競爭能力的重要膜品種，取得了數(shù)億元的綜合經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益。
徐南平說，膜技術(shù)與相關(guān)技術(shù)的集成應(yīng)用已對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生重大影響，并有可能改變相關(guān)行業(yè)的面貌。膜技術(shù)受到重視的根本原因在于膜技術(shù)對(duì)人類資源、能源、環(huán)境、人民健康和傳統(tǒng)技術(shù)改造等領(lǐng)域科技進(jìn)步的推動(dòng)作用。大多數(shù)膜分離過程中，物質(zhì)不發(fā)生相的變化，可以在室溫下操作，所以膜分離一般被認(rèn)為是節(jié)能的新型分離技術(shù)，是解決當(dāng)代人類面臨的能源、資源、環(huán)境等重大問題的有效手段之一。
徐南平認(rèn)為，以無機(jī)膜為代表的膜催化反應(yīng)技術(shù)，通過將反應(yīng)產(chǎn)物的一部分或全部從反應(yīng)區(qū)及時(shí)移出，可打破化學(xué)反應(yīng)平衡的限制，提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，將有可能對(duì)整個(gè)化學(xué)工業(yè)、石油化工等國家支柱產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生變革性影響。
科技日?qǐng)?bào)社 張顯峰
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