本报记者 杨琪 通讯员 刘妍
“未来，中科院沈阳分院与东营市携手合作，将围绕东营市国民经济社会发展需求，充分发挥沈阳分院的智库优势，为东营市重大工程及产业发展提供决策咨询。”中国科学院沈阳分院副院长、山东综合技术转化中心（以下简称山东中心）主任马越红这样告诉《中国科学报》记者。
中科院科技服务网络体系（STS）建设是中科院践行“率先行动”计划的重要组成部分。中科院历来重视与山东省的科技合作，因此把山东确定为重要的“STS计划”实施区域之一，并着重加强农业等技术向山东的汇聚。与此同时，来自地方对科技的需求越来越迫切。如此“一拍即合”，日前，东营市人民政府与沈阳分院签署战略合作框架协议。
中国科学院沈阳分院研究领域涉及化学与化工技术、材料科学与工程、生态与环保技术和自动化控制等。双方合作内容包括共同筹建中科院山东综合技术转化中心东营中心，专门负责推进东营市与中科院科技合作；共同搭建实验室、院士工作站及博士后工作站等创新和人才交流平台，推进中科院成果在东营市转移转化；双方建立院地会商机制，共同研究商定双方合作的重大事项，协调解决合作中的重大问题。
东营市副市长刘美华表示，此次联手沈阳分院，标志着双方的合作进入了一个崭新的阶段，东营市将充分依托沈阳分院在技术、人才和信息平台交流等方面的优势，为蓝黄国家战略实施和东营的发展注入新的强劲动力。
实际上，“你中有我，我中有你”的紧密合作早已展开，一批批科技人员带着科技正能量在黄河三角洲的大地上演绎出“院地合作”的新故事。
收获的季节最喜悦
“菊芋收获的季节是我们最高兴的时候，看到收获机从地里把白胖的块茎翻到地表，很多块茎甚至超过了拳头大小。”中国科学院烟台海岸带研究所副研究员衣悦涛告诉《中国科学报》记者，那种喜悦幸福的神情感染了在场所有人。
山东省黄河三角洲面积5400多平方公里，适宜种植农作物的轻盐碱地大约占到20%，东营市正位于其列。东营农业以棉花为主，在水资源相对丰富的少数地区种植玉米和水稻。棉花种植需要付出大量的人工和生产资料成本，农民种植棉花收入很低，往往入不敷出，造成大量土地撂荒。
“我们进行实地考察后，认为发展耐盐经济植物产业能够在一定程度上解决盐碱地利用和农民增收的问题。”衣悦涛说。海岸带所的科研人员推荐的耐盐经济植物是菊芋。
这种植物具有耐盐碱、耐旱、耐寒以及抗病虫害等抗逆特点，是适宜盐碱地种植的耐盐经济植物；并且，其块茎可生产菊粉（菊糖）及低聚果糖，具有调节肠胃功能、提高免疫力、排毒养颜、促进矿物质吸收等功能。“它是世界各国公认的食品配料，广泛应用于低热量、低糖、低脂等功能性食品、肉制品及医药保健品中，具有广阔的市场空间。”衣悦涛介绍道。
2010年，在山东中心与垦利县科技局的协助下，衣悦涛带领耐盐植物开发与应用团队在县农业实验站开始建设30亩菊芋种质繁育实验基地。
通过对菊芋耐盐品系筛选、培育研究后，2012年，该实验基地扩展到90亩，除了继续进行种质筛选与培育，还进行大田种植试验，发展机械化种植和收获技术。
“当年菊芋亩产量达到1500公斤以上，与种植棉花相比具有比较高的收益。”衣悦涛说。科研人员受邀先后在黄河口镇、永安镇、垦利县街道和龙须镇对农民开展菊芋种植技术培训和推广，2013年菊芋种植面积迅速扩大到2000亩。
“菊芋种植产业的发展离不开精深加工技术的产业化，以工业带动农业的发展，建立产业链才能实现可持续发展。”衣悦涛说。在中科院院地合作项目和海岸带所“一三五”项目的支持下，衣悦涛团队在菊芋综合开发利用方面开展研究，先后发展了菊芋浸提、逆流提取和压榨法提取菊粉共三代技术，在收率和生产效率上实现大幅提高，同时节约了能耗、降低了生产成本。
2012年，他们与山东正汉集团合作，成立东营蓝鑫生物科技有限公司，开展菊粉中试与产业化生产，建成了年产100吨高品质菊粉的中试生产线，并成功实现中试和连续生产。2013年，进行了省科技成果鉴定，达到国际先进水平。
开展农业项目研究，辛苦自不必说。在菊芋生长季，需要定期采集土样和植物样品，菊芋生长到一人多高的时候，在闷热的夏天，人进到地里蚊虫叮咬是常有的事，经常还会被叶片划伤胳膊和脖子，团队里的女生还不得不把自己用长袖衣衫武装起来；碰到刚下完雨，一身泥一身水也是常事。
菊芋加工技术的研发也充满挑战。国内虽然有相对成熟的加工技术，但是生产工艺落后，能耗巨大，特别是需要消耗大量的淡水，在东营这种缺淡水的地区显然不适合。
“我们针对现有技术的缺点进行研发，经过大量调研和实验，采用新技术和新装备，经过技术集成和实验，选用连续逆流提取和超滤技术解决收率、效率和能耗的问题。”科技创新的脚步越来越快，之后，他们又经过技术改进，采用效率更高的压榨法制备菊粉，取得成功并申请发明专利17项，其中授权发明专利5项。
在进行中试实验时，科研人员在生产一线作业，及时发现解决遇到的具体问题。比如，在生产时遇到过滤设备经常堵塞，成为生产的瓶颈。“我们与技术人员一起加班加点，查原因、想办法，连续工作20多个小时也是常有的事。”衣悦涛现在聊起这些艰辛似乎已微不足道，而通过优化技术流程解决问题的喜悦却一直让科研人员记在心里。
看到菊芋丰收带来的甜头，越来越多的农户希望跟着中科院的科研人员种植菊芋。现在，农村从事农业生产的大多数是60岁以上的老人，相对于棉花，种植菊芋更容易实现机械化，而所付出的劳动力和生产资料成本低、收益高，还能在一定程度上改良盐碱土壤。“如果有龙头企业带动建立农业合作社，实行订单农业，必将产生巨大的经济效益和社会效益。”衣悦涛对此十分看好。
让炼铜工艺更“聪明”
山东方圆有色金属集团（以下简称方圆集团）二期项目基地上，工人们正在马不停蹄地安装各类设备。
“在方圆一期技术改造项目获得成功的基础上，目前，我们已与方圆集团签订了二期项目100万吨/年多金属矿冶炼生产线综合自动化系统的总承包合同，合同额达6700万元。”中国科学院沈阳自动化研究所（以下简称沈阳自动化所）研究员王卓告诉《中国科学报》记者，此次沈阳自动化所与方圆集团合作的重点是将他们前期项目的研发成果在二期项目上推广应用。
方圆集团实力相当雄厚。这家全国500强企业在2014年实现销售收入达606.2亿元，利税38.2亿元。
王卓带领过程优化与控制研究团队在4年前与方圆集团正式合作。那时，方圆集团在底吹炉炼铜工艺生产过程中存在的检测控制问题亟须解决，如熔炼温度、液位等关键工艺参数难以实时检测，氧气流量、温度等以人工手动控制为主，冰铜质量受人为因素影响大等。
王卓团队在冶金、建材等相关类似行业具有丰富的优化控制技术和工程经验，更重要的是，这一团队对底吹炉炼铜新工艺的测控问题很感兴趣，“其中有很多科学和技术问题需要用我们的优势技术来解决；基于上述几点，我们双方开始长期合作。”
沈阳自动化所的科研人员开展相关智能测控技术研发与示范，促进以烟气成分质谱在线分析、冰铜成分光谱在线检测和智能软测量技术为核心的在线分析装置在有色行业的应用和推广，提高有色行业在线检测技术水平。他们还结合工艺研发先进控制与优化技术，进一步提高先进控制技术的行业适应性，促进专用先进控制软件产业化推广，大幅度提高有色行业等流程工业自动化水平。
“该技术进一步提升了方圆集团节能增效能力：单产能耗降低5%、炉渣含铜量降低10%，有效提升有色等高耗能行业节能减排能力。”方圆集团副总经理王智说。
说易行难。在项目研发过程中，王卓团队遇到两大难题。一是技术难题。由于底吹炉炼铜工艺是我国自主研发的新型铜冶炼工艺技术，其原料以复杂多金属伴生矿为主，成分复杂多变，使得熔炼过程工况变化非常频繁；二是铜熔炼过程在密闭的熔池内进行，反应物处于沸腾状态，熔炼强度大、温度高、冲刷严重，熔炼过程产生大量SO2等酸性气体，与水和烟尘结合导致结焦非常严重。
新型铜冶炼的这些工艺特点使其在过程控制方面表现出参数信息不完备、非线性时变、多变量强耦合、大滞后、大扰动等特点。“上述特点不仅具有冶炼行业的通用代表性，而且具有其特殊性，给检测和控制带来了极大的技术挑战，传统的检测分析和控制方案均难以满足工艺要求。”王卓说。
因此，研发团队针对以上技术难点，研发了以DCS控制系统为硬件平台、以在线分析装置为基础、以软测量和先进控制软件为核心的自主知识产权智能成套测控系统，并在方圆集团一期50万吨/年多金属矿冶炼生产线上成功投入运行，有效解决了企业的技术难题，并给企业带来了可观的经济效益。
精诚合作为双方都带来了更多机遇。这支科研团队与方圆集团一起将冶炼工艺和测控系统打包向智利国家铜业公司等客户推广这套技术装备，中国智能制造装备正在走向国际市场。
除了农业、有色金属行业，山东中心正为山东省的众多行业提供着智慧支持。马越红表示，山东中心将紧紧围绕中科院“率先行动”计划和“STS计划”建设的部署，面向山东省转方式、调结构和发展战略性新兴产业的重大科技需求，做好中科院为山东经济社会发展的科技服务支撑工作，以抓好重大、重点项目的落实和辐射产业带动为重点，不断提升合作成效和影响力。
《中国科学报》 (2015-05-11 第5版 创新周刊)
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