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        生物可降解材料助力“無塑”冬奧會(huì)

        2021-02-04 07:18:48趙漢斌
        食品界 2021年1期
        關(guān)鍵詞:生物

        趙漢斌

        以包含淀粉、脂肪、纖維素等成分的農(nóng)產(chǎn)品為原料,用工業(yè)生物技術(shù)制造的燃料、化學(xué)品、藥品等,用過后可完全降解,變成水和二氧化碳重回自然界。

        170多年前,塑料界鼻祖“賽璐珞”剛在歐洲出現(xiàn)時(shí),曾價(jià)比黃金,是歐洲貴婦們爭(zhēng)相獲取的裝飾用材料,但隨著塑料家族的擴(kuò)大和演替,塑料成了地球上最大的污染源之一。

        日前,北京冬奧會(huì)組委會(huì)(以下簡(jiǎn)稱奧組委)宣布,為全面落實(shí)“綠色、共享、開放、廉潔”的奧運(yùn)會(huì)舉辦理念,秉持“可持續(xù)·向未來”的愿景,致力于體現(xiàn)賽會(huì)環(huán)境正影響,北京冬奧會(huì)將使用生物可降解餐具。

        前段時(shí)間,奧組委與安徽豐原生物化學(xué)股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱豐原集團(tuán))簽約,后者成為北京冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)生物可降解餐具官方供應(yīng)商。雙方簽約后,豐原集團(tuán)將提供生物可降解餐具和相關(guān)支持服務(wù),助力冬奧盛會(huì)在可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域有更多作為、更大貢獻(xiàn)。

        北京冬奧會(huì)推廣生物可降解餐具,折射出哪些綠色理念?背后有哪些生物科技支撐?記者為此采訪了相關(guān)專家。

        塑料垃圾是全球性危機(jī)

        目前全球塑料年產(chǎn)量約為4億噸,化纖年產(chǎn)量約為1億噸。在我國(guó),塑料和化纖年消耗量超過1億噸。據(jù)統(tǒng)計(jì),全球僅有10%的塑料被回收,每年有數(shù)千萬噸塑料垃圾進(jìn)入海洋,海洋生物正面臨巨大威脅。

        “這是一場(chǎng)全球性危機(jī),我們正在破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)?!甭?lián)合國(guó)海洋問題主管麗莎·斯文森曾憂心忡忡地說。

        美國(guó)工業(yè)生態(tài)學(xué)家羅蘭·蓋耶博士近期在國(guó)際期刊《科學(xué)進(jìn)展》上發(fā)表論文稱,人類迄今為止生產(chǎn)的所有塑料數(shù)量達(dá)83億噸,其中63億噸已成為塑料垃圾;每年約有1000萬噸塑料在海洋中消失,對(duì)于海鳥、海龜、海豚、海豹等體型較大的海洋生物來說,誤食塑料、被塑料制品纏繞住等多種情況,是它們面對(duì)的最大威脅。每年大約有3000萬噸塑料垃圾流入海洋。在海洋環(huán)境下,塑料垃圾降解周期需450年以上。有數(shù)據(jù)顯示,到2050年,海洋中廢塑料的總重量將超過魚類的重量。

        一次性塑料用品在造成白色污染的同時(shí),也已經(jīng)進(jìn)入到食物鏈的循環(huán)中?!拔⑺芰系日凉撘颇仄茐恼麄€(gè)生態(tài)平衡,最終受害的將是我們?nèi)祟愖陨??!鼻迦A大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授陳國(guó)強(qiáng)告訴記者,人類不斷使用煤炭、石油、天然氣等化石能源,這些能源會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳,形成溫室效應(yīng),加劇全球變暖、冰川融化。人類要想實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,必須逐步減少化石能源的使用,尋求環(huán)境友好的新能源、新材料。因此在“后石油時(shí)代”,主要呈現(xiàn)兩大發(fā)展趨勢(shì):一是新能源逐步替代汽(柴)油,太陽能、核能、氫能逐步替代化石能源,向清潔、高效、可持續(xù)的能源方向發(fā)展;二是使用生物質(zhì)可再生資源,利用生物制造技術(shù)生產(chǎn)的聚羥基脂肪酸酯(PHA)、己二酸丁二醇酯和對(duì)苯二甲酸丁二醇酯的共聚物(PBAT)、聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等生物材料,逐步替代石油化工材料,實(shí)現(xiàn)綠色、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展。

        生物可降解助力綠色發(fā)展

        在安徽蚌埠,年產(chǎn)5000噸L-乳酸/D-乳酸、年產(chǎn)3000噸聚L-乳酸/聚D-乳酸產(chǎn)業(yè)化示范線,已在豐原集團(tuán)建成并試車投產(chǎn)。

        “這是中國(guó)第一條從葡萄糖發(fā)酵開始的‘乳酸—丙交酯—聚乳酸全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)線,它的投產(chǎn)標(biāo)志著中國(guó)聚乳酸生物新材料產(chǎn)業(yè)化的成功和一個(gè)重大生物環(huán)保材料平臺(tái)的誕生?!必S原集團(tuán)副總經(jīng)理陳禮平向記者介紹,目前,一期年產(chǎn)15萬噸乳酸項(xiàng)目、一期年產(chǎn)10萬噸聚乳酸項(xiàng)目也已于2020年8月正式投產(chǎn),為啟動(dòng)百萬噸級(jí)聚乳酸大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)提供了技術(shù)和工藝保障。

        此外,讓陳禮平頗為自豪的是,就在2020年9月26日,年產(chǎn)50萬噸乳酸和年產(chǎn)30萬噸聚乳酸項(xiàng)目也已開工建設(shè),標(biāo)志著這家龍頭企業(yè)百萬噸級(jí)聚乳酸產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程正式啟動(dòng)。

        陳國(guó)強(qiáng)向記者介紹,工業(yè)生物技術(shù)主要是以可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)產(chǎn)品如淀粉、脂肪酸、纖維素等為原料,大量制造燃料、化學(xué)品、藥品等。其中上述的PHA、PLA、PBAT和PBS,是生物可降解材料領(lǐng)域增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力,是國(guó)際上生物可降解材料中產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣、性價(jià)比最高、最貼近石油基聚酯的可生物降解材料。

        最關(guān)鍵的是,通過量產(chǎn)化,生物可降解材料的成本可逐漸下降,價(jià)格接近消費(fèi)者與產(chǎn)業(yè)鏈、消費(fèi)鏈各環(huán)節(jié)所能樂意接受的水平。

        以PHA為例,3年前,陳國(guó)強(qiáng)團(tuán)隊(duì)已實(shí)現(xiàn)無滅菌開放連續(xù)發(fā)酵產(chǎn)品低成本量產(chǎn)能力。以生物質(zhì)為原料、通過微生物發(fā)酵過程生產(chǎn)出的可降解生物塑料產(chǎn)品,可替代石油基塑料解決白色污染問題。

        “經(jīng)過微生物參與,可降解的生物塑料和纖維等廢棄物,將真正變成水和二氧化碳,通過光合作用又重新回到自然界中?!标惗Y平說。

        由于生物可降解材料具有可靠的生物安全性、生物可降解性、環(huán)境友好性、良好的力學(xué)性能,以及易于加工成型等優(yōu)點(diǎn),在生物醫(yī)用高分子、紡織行業(yè)、農(nóng)用地膜和包裝等行業(yè)應(yīng)用前景廣闊。近年來,我國(guó)生物基材料正以每年20%至30%的速度增長(zhǎng),并逐步走向工業(yè)規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化階段。

        “目前,PLA已可完全實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)生產(chǎn),早期主要用玉米來發(fā)酵,為減少糧食消耗,未來,只要含有淀粉的物質(zhì)都可以作為原料,比如農(nóng)林廢棄物秸稈等,可實(shí)現(xiàn)變廢為寶?!标惗Y平向記者表示,目前我國(guó)擁有超過年產(chǎn)10億噸以上的各類農(nóng)作物秸稈,原料來源充足,價(jià)格低廉,可減少對(duì)石油附屬物的依賴,對(duì)綠色發(fā)展具有重要意義。

        可降解餐具折射可持續(xù)發(fā)展趨勢(shì)

        陳國(guó)強(qiáng)向記者介紹,早在12年前,他的團(tuán)隊(duì)就為2008年北京奧運(yùn)會(huì)提供技術(shù)和原料支撐,實(shí)現(xiàn)了餐盒的“綠色化”。此次,奧組委秉持“可持續(xù)·向未來”的愿景,再次將這個(gè)“小問題”納入“大行動(dòng)”,可見綠色發(fā)展理念在我國(guó)正持續(xù)深入到方方面面。

        “環(huán)境問題在全社會(huì)長(zhǎng)期受關(guān)注,我覺得付諸行動(dòng)的時(shí)機(jī)到了。借北京冬奧會(huì)之機(jī),再推可降解餐盒和其他環(huán)保耗材,有利于在全世界范圍內(nèi)促進(jìn)人們觀念和行為的轉(zhuǎn)變,是對(duì)環(huán)境的極大貢獻(xiàn)?!标悋?guó)強(qiáng)說。

        “我們已和奧組委對(duì)接,確認(rèn)將提供垃圾袋、手提袋,一次性刀、叉、勺、餐盒,以及注塑類托盤、筷子、吸管等,無所不包?!标惗Y平告訴記者,這些產(chǎn)品的樣式、尺寸均已確定,目前已提供部分樣品供奧組委試用,2021年初將提供所有產(chǎn)品。此外,其他涉及頒獎(jiǎng)的一系列產(chǎn)品合作事宜也在對(duì)接中。

        據(jù)悉,經(jīng)過20多年潛心研發(fā),目前豐原集團(tuán)在三碳酸、四碳酸、四碳醇發(fā)酵技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)重大突破,現(xiàn)已全面掌握乳酸菌種選育、發(fā)酵控制、分離純化、聚合反應(yīng)以及環(huán)保纖維、環(huán)保塑料、環(huán)保木板材制備等聚乳酸下游應(yīng)用開發(fā)全產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù)和生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)。

        “為探索聚乳酸生產(chǎn)核心技術(shù),我們依托發(fā)酵技術(shù)國(guó)家工程研究中心,聯(lián)合國(guó)內(nèi)高校、科研院所共同組建了安徽省聚乳酸新材料制造業(yè)創(chuàng)新中心、生物基可降解材料安徽省技術(shù)創(chuàng)新中心、安徽省生物基聚合材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新基地,做實(shí)了技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)。”陳禮平說。

        陳禮平透露,為打造一個(gè)“無塑”冬奧會(huì),他們和奧組委達(dá)成了合作協(xié)議。奧組委對(duì)北京冬奧會(huì)供應(yīng)商和贊助商要求非常嚴(yán)格,他們將全力投入,對(duì)生產(chǎn)車間進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化認(rèn)證,認(rèn)真做好產(chǎn)品檢測(cè)。目前各項(xiàng)工作正有序推進(jìn)。

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