“地沟油”中“吃”出高新材料:工大学子变害为宝 斩获国赛金奖



长链二元酸提炼流程示意图


  缘于“地沟油”回流餐桌这一令人深恶痛绝的事件,谈到“地沟油”,大多数人都会有不愉快的联想。国家用了很多治理办法,但隐患难以在短时间内根除。如今,在齐鲁工业大学(省科学院)《痴油菌———地沟油制备高分子材料领导者》项目组的努力下,一个完美的解决办法———变身长链二元酸(可以用于军工生产)诞生了。工大学子创造性的用一种酵母菌“吃掉”地沟油,使之变身为高新工程材料再利用。据说,这种痴油菌一年能“吃掉”7000吨地沟油。
  2018年10月15日,“建行杯”第四届全国“互联网+”大学生创新创业大赛金奖争夺赛在厦门大学落下帷幕。经过激烈角逐,由汪俊卿等多位老师共同指导,学生郭骁、唐玲玲、薛乐、修翔等人负责的《痴油菌——地沟油制备高分子材料领导者》项目从64万余个大学生创业项目中脱颖而出,打动了上千位专家评审,斩获国赛金奖。
  
恋上地沟油的“痴油菌”兼顾绿色与产能
痴油菌团队致力于利用地沟油制备高分子材料的重要前体物质——长链二元酸。长链二元酸能广泛应用于高性能尼龙、塑料、橡胶等生活刚需品潜艇吸音瓦、军用轮胎等军工产品的合成,合成物质具有抗拉、耐磨、耐腐、耐寒等一系列优良特点,可以应用到战略新材料、高性能陶瓷、航天、核电、船舶、汽车、日化香料、医药合成等领域。
  这项新的长链二元酸生产技术有三大优势:一是菌株优势——生产菌株(CGPP1702)自主研发,由7项发明专利进行保护,转化效率高,可达73.8%;二是工艺优势——微生物发酵法,可以替代高污染性的化学合成法,生产过程力求实现工业化的零污染、零排放,绿色无污染;三是原料优势——以地沟油为原料,既降低了成本,又为地沟油的再利用提供了一种行之有效的方式。
  王俊卿老师长期以来积极投身“新旧能源转换”,致力于绿色技术创新。他敏锐的发现我国长链二元酸生产中存在的问题:化学合成法利用石油炼制转化不仅污染大,而且技术壁垒高;微生物发酵法不成熟,制约量产的实现。一边是广泛的应用前景,另一边又是生产工艺相对落后的现状,“能不能兼顾绿色与产能,对微生物发酵法进行改进?”这个问题久久萦绕于心。
  2014年,项目技术顾问王瑞明教授首次提出将地沟油转变为有工业价值的生物基材料长链二元酸的设想。同年,该项技术获山东省自然科学基金“自主创新与成果转化专项”资助100万元,“地沟油也是油,如果用地沟油代替原油作原料,既消灭了隐患,又降低了成本,岂不是两全其美?”
  痴油菌团队经过3年多的研究,不断实验,多次改进,成功实现了以地沟油为原料的长链二元酸工业化生产。对菌株GCPP1702进行基因水平上的改造,自主研发培育的新型菌株痴情于油,“吃”掉令大众闻之色变的地沟油,将地沟油中的成分进行转化,生成用于军工强军的原料。不仅如此,新型菌株产生长链二元酸的能力也显著增强。其广阔的潜力优势,将打破我国目前长链二元酸产量不足的状态。
  团队负责人郭骁一直对项目充满自信:“我们此次使用新型菌株,采用微生物发酵法,已经实现长链二元酸产量的增加。”他在解决问题时常有创新,“不走寻常路”。
  
变害为宝 主要靠绿色发酵法
习近平同志于2005年8月在浙江湖州安吉考察时提出“绿水青山就是金山银山”的科学论断。经济与生态发展之间应是齐头并进的姿态,要始终践行“创新、绿色”的发展理念。一面是经济效益,一面是生态效益,“如何绿色地吃掉地沟油?如何在推动经济与环境保护之间获得双赢?”
  痴油菌团队经过分析目前存在的生产工艺技术和原料发现,生产长链二元酸的方式有三种———微生物发酵法、化学合成法、植物油裂解法。可应用于工业的大规模生产的只有微生物发酵法和化学合成法。而化学合成法操作过程危险性大,污染高,合成率较低。相对于微生物发酵法来说,不利于生态,很难实现绿色生产。
  微生物发酵法为新型的生产方式,具有操作简单,收率高,成本低,无环境污染的特点,同时,以人们厌恶的地沟油为原料,消除人们餐桌的隐患,又以其可回收、低成本的原料优势。一箭双雕,绿色地吃掉地沟油,实现经济发展和环境治理的双丰收。
  团队成员宋子旻反复提到:“微生物发酵法制备长链二元酸,在绿色批量生产方面树立了典范,功在当代,利在千秋。”微生物发酵法此类的绿色生产方式是工业生产的最佳方式,既有绿水青山也收获了金山银山,必须长足创新绿色技术,久久为功。
  
科技创新 地沟油秀出“高新范儿”
  创新是第一动力,是我们需要践行的发展理念。人才是创新的核心要素。创新驱动实质上是人才驱动。痴油菌团队对创新也有一番见解,什么是创新?如何创新?这些问题一直引领着他们。
  “地沟油普遍运用于肥皂和柴油的生产加工,现在我们打破了传统的限制,用它制作长链二元酸,从而解决国内对此产品长期依赖进口的问题。”推陈出新,植根于独特的生产视角,“满眼生机转化钧,天工人巧日争新”。
  本次大赛,以“有广度,有高度,有深度,有温度”为主基调,痴油菌团队打造四度,创新项目内涵。项目涵盖人们的日常生活需求,军事、航空航天需要,在民生、国内外市场和军工方面意义深远。一方面,利用地沟油制备长链二元酸,从源头上减少地沟油上餐桌的可能性,最大限度地保证人们的饮食安全,提升人民群众的安全感、满足感、幸福感。另一方面,融合国内外市场需求的广度,加强尖端科研的深度,提升绿色发展理念的高度,打造惠民、亲民的温度。同时,率先实现军工品原材料供给的自主化,打破国外进口的束缚,进一步实现国防科技创新的自主性。痴油菌团队以项目的科技高含量、市场大潜力、社会好效益、生态大作用,呈现出工大学子开阔的创新视角。
“情怀的着陆,必须不厌其烦的实验”
  责任和情怀将这支团队紧紧的捆在一起。他们每天在在行政楼546室工作,日夜更替,记录下这只团队始终如一的团队情谊。
  在这次长达7月的备赛中,“压榨”假期是常态,“厌倦”文字是状态,“催命”是状态。从命题构想到人员的统筹安排,再到着手实施此项目,专家提出的项目建议层出不穷,团队成员几度迷茫。文字斟酌屡见不鲜,大家近乎厌倦。回忆种种经历,团队负责人郭骁深情地说道:“项目是我们自己的创意,它就像我们自己的孩子一样,我们要尽心呵护它,培育它。”每位团队成员都被这种情怀牵引着,每个人都如父母般,养育这共同的“孩子”。一种团队的温情被项目紧紧地联系起来,凝聚了团队的真情怀。
  国赛中,高校团队强势的阵容、已经落地的项目以及赛前答辩人生病等因素,让团队背负重重压力,郭骁说:“当时,无暇顾及什么,只能一门心思为项目;另外,管你是清华北大还是齐工大,我们只要这个项目好,无所谓输赢。”责任与情怀让他们的团队攒成一股绳,紧紧捆牢项目初衷,凝聚团队精神。
  抚今追昔,痴情于油,科研转化,久久为功。如今,已经进入新时代,绿色创新技术已成为践行新发展理念的助力器,只有紧抓创新的抓手,注入环保活力,才能打造美丽的行业未来,成就大美中国。