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赴日本学术交流

 

在国家外国专家局及中国科学院大力支持下,中科院长春分院为促进超临界流体相关研究及应用开发,了解世界先进相关研究应用水平,促进国际合作交流,由长春分院组织应化所专家培训团队5人,由中国科学院长春应用化学研究所赵风玉研究员带队,于08年12月10-23日赴日本进行超临界流体应用研究技术的培训及今后可能的国际合作交流的调研。在短短的14天时间里先后与日本东北大学,日本产业技术综合研究所东北中心,北海道大学,早稻田大学及日本分光超临界设备公司(JASCO公司)等5个科研及超临界设备生产机构进行了交流和技术培训,学习超临界流体技术在萃取玉米胚芽油等应用开发的相关技术,了解超临界技术领域的前沿。超临界CO2萃取技术是绿色的分离技术,主要用在植物中有效成分提取生产,食品工业方面大豆油的提取,花生的脱油脂,鱼油DHA、EPA的提取与精致;茶叶中提取咖啡因和茶多酚,蛋黄粉中提取卵磷脂;香料工业方面烟草和天然香料中提取辛香料精油、药用成分等。
日本在超临界技术的基础研究和应用研究方面一直处于国际领先地位,而且在超临界技术的研究和应用方面投入的科研经费相当可观。日本东北大学原子分子材料科学高等研究所阿尻雅文教授、产业技术综合研究所东北中心(超临界流体中心)白井城之博士、北海道大学工学部化学反应工学研究室荒井正彦教授、藤田进一郎副教授等在超临界技术的基础研究和应用研究领域具有一定的成就和影响力。同时日本分光(JASCO)公司在高压超临界实验室设备研发方面有着相当的实力和国际竞争力。此次考察活动达到了预期目的,受益匪浅。

一.学习国外的先进技术,掌握超临界流体技术的关键技术
日本东北大学原子分子材料科学高等研究所,阿尻雅文教授实验室是日本文部科学省(相当于我国教育部、科技部、文化部)Top5研究机构(WPI),在日本科学技术界有着最高声誉和影响的研究中心。阿尻雅文教授还兼任未来科学技术共同研究所及多元物质科学研究所教授。阿尻雅文教授研究组的主要研究领域包括超临界流体技术研究与应用、纳米材料和生物纳米技术及能源转化技术从基础研究到应用研究等。在该小组的参观和培训中学习了超临界萃取的基本原理和工艺流程中的单元操作等技术,同时了解了该项技术的前沿课题,如超临界CO2连续浓缩鱼油EPA和DHA的研究,超临界水中生物质转化(木材到生物柴油、乙醇等),超临界流体中重质油转化,杂化功能材料及高分子材料合成等。同时在日本产业技术综合研究所东北中心(超临界流体中心)白井城之博士实验室在超临界二氧化碳中的加氢反应和萃取等方面有着深厚的研究基础。在该实验室学习了超临界高压设备的安全保护措施和操作规范。此外,北海道大学大学院工学研究科荒井正彦教授实验室在“超临界催化反应机理,高压原位红外进行研究、CO2的化学固定、环境催化反应等方面的研究处于国际领先。在该实验室学习了高压红外光谱的原理,应用和操作方法。日本分光超临界设备(JASCO)公司成立于1958年,创立人包括世界著名物理学家Yoshio Fujioka和诺贝尔奖获得者Shinichiro Tomonaga。多年来JASCO公司在超临界设备的研发与应用方面也名列世界前茅。该公司所研发和设计的超临界设备较为多样化,包括超临界反应系统,超临界相行为观察仪,超临界流体色谱,超临界萃取装置规模从实验室研究到工厂中试等。在参观日本分光公司的过程中我们了解了相关超临界设备的用途及在研究中应用,以及相关设备生产厂家的情况,了解到规模化生产所需设备的设计及可能的投资,同时就高压超临界红外光谱仪进行了设备引进的洽谈,取得了较好的结果。经过这次的超临界技术研究机构的参观学习和研讨,掌握了高压超临界技术的原理,超临界萃取技术的工艺过程以及超临界技术在研究及其工业生产中应用的前沿技术。这些对超临界萃取玉米胚芽油的工业化技术开发具有重要的指导意义。
经过在日本5个科研及超临界设备生产机构的交流和技术学习,我们熟悉了超临界萃取技术及工艺流程,掌握了高压设备的操作规程和管理,了解了高压设备的设计,操作和装卸和检修等技术,为超临界萃取玉米胚芽油技术的工业化放大研究提供了宝贵的技术资料和依据。在讨论到超临界萃取玉米胚芽油的技术时,日本的专家给与了极大的肯定。超临界萃取技术产业化的关键在于其萃取效率和设备的规模化。效率的高低主要取决于萃取釜的形式和萃取工艺参数的控制。超临界CO2萃取设备,虽然一次性投资相对较高,但运转费用低,CO2可循环使用,单位成本比传统化学法低,产品质量稳定,纯度高,无任何化学残留物,产品附加值高,技术含量高,产品竞争力强。我国在高压设备的制备和性能上有了很大的进步,但在高压密封材料和技术上与日本等发达国家还有一定的差距。希望该项技术能够尽快的赶超世界先进水平,使国产化的超临界设备在国际市场上占有一定的份额,降低设备成本,促进超临界技术产业化的进程。
二.广泛开展学术交流,拓宽国际合作研究领域
日本超临界流体技术无论是在基础科学研究包括超临界流体中基础数据的采集,反应过程的机理研究,还是在工业化的应用,如超临界CO2的萃取,超临界水的氧化等都处在世界领先水平。通过14天来在日本的学习和交流,了解到日本研究者严谨的工作态度,实事求是的工作作风,善于协作的团体精神,分秒必争的时间观念,以及先进的研究管理机制。在同日本东北大学阿尻雅文教授和北海道大学荒井正彦教授的研讨中取得了较好的效果。我们同这两个研究组在超临界技术研究领域有着共同的研究兴趣,就可能开展合作的研究课题进行了讨论。荒井正彦教授和阿尻雅文教授预定分别在2009年5月和8月访问中国科学院长春应用化学研究所,电分析化学国家重点实验室,绿色合成与催化研究组,进行进一步的学术交流和合作。广泛的开展国际间的合作,借鉴国外的先进技术和科学的管理理念,通过优势互补,可大力的促进科学技术的进步,加快科学发展的步伐,有利于提升我国在科学研究领域的地位。

三.培训的体会和建议
通过培训和考察,对日本的大学及科研机构有了进一步的了解,特别是在超临界流体的研究领域,无论基础研究还是应用研究都处于国际领先水平。尤其是日本在产学研方面的结合模式值得我们借鉴,阿尻雅文教授研究组同20多家企业开展共同研究,使实验室的研究成果很快的投入到产业化生产。我国的科研院所,尤其是中科院下属研究所应积极的同相关企业展开紧密合作,形成产学研相结合研究模式,促进高科技的好项目产业化的进程。建议政府部门重视和提高对产学研结合项目的支持力度和规模。 另外,更广泛的展开国际间的学术交流与合作,增进友谊,促进发展,共同进步。

 

北海道大学藤田进一郎副教授介绍实验室

参观日本东北大学阿尻雅文教授实验室

参观早稻田大学实验室

参观JASCO公司1

参观JASCO公司2

参观JASCO公司超临界流体设备1

 

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