PHA淋膜技術：回漿率驚人達88.9%，成本大降30%
核心提示：清華大學教授陳國強最新撰文道，以5噸發(fā)酵罐規(guī)模（產能萬噸以下）中試生產PHA為例估算，NGIB技術采用開放不滅菌發(fā)酵過程，生產成
清華大學教授陳國強最新撰文道，以5噸發(fā)酵罐規(guī)模（產能萬噸以下）中試生產PHA為例估算，NGIB技術采用開放不滅菌發(fā)酵過程，生產成本可降低至約21000元/噸，相較于傳統(tǒng)發(fā)酵，基于嗜鹽菌的下一代工業(yè)生物技術生產PHA將顯著降低生產成本（約30%）。
1、PHA 材料在淋膜領域的應用
PHA 材料在淋膜領域具有廣泛的應用前景，以下是一些具體表現(xiàn)：
可回漿的紙塑復合解決方案：例如微構工場使用 PHA 做為阻隔層，開發(fā)出可回漿的紙塑復合解決方案，并經過規(guī)?；€(wěn)定生產的驗證。其紙張回漿率可達88.9%，這一高效的循環(huán)利用不僅減少了對森林資源的依賴，也顯著降低了廢棄物的處理壓力和環(huán)境污染。
純 PHA 解決方案可海洋降解：由純 PHA 組成的淋膜材料具有卓越的海洋降解能力，能夠在海洋環(huán)境中被微生物分解，減少了對海洋生態(tài)系統(tǒng)的破壞，保護了海洋資源。
良好的食品接觸安全性：淋膜材料擁有良好的食品接觸安全性，離子遷移率檢測結果優(yōu)良，在重金屬、雙酚 A 等指標方面，檢測數(shù)據(jù)遠低于歐盟、美國、中國等的食品安全檢測標準中的限值。用于食品包裝可以放心使用，享受健康、安全的食品體驗。
廣泛的應用場景：可以應用于紙杯、紙包裝袋、替塑包裝等多個場景。在紙杯與咖啡杯方面，PHA 淋膜紙杯能提供既環(huán)保又便捷的飲用體驗，減少塑料垃圾的產生，且在保持飲品溫度和口感方面表現(xiàn)優(yōu)異。在紙包裝袋方面，可用于制作各種食品的包裝袋，保護食品免受外界污染，在使用壽命結束后通過生物降解減少環(huán)境負擔。在方便食品包裝方面，能夠有效阻隔水分和氧氣，延長食品的保質期，同時減少塑料包裝對環(huán)境的影響。PHA 淋膜紙杯還是塑料包裝和塑料杯的理想替代品，在使用性能上與塑料制品相媲美，而在環(huán)保性能上遠超傳統(tǒng)塑料，可顯著減少對原生塑料的依賴和消耗，從而減少塑料垃圾的產生和對環(huán)境的污染。
韓國 CJ 第一制糖公司也利用可生物降解的生物基材料 PHA 開發(fā)出了“可堆肥淋膜紙技術”，將具有柔韌性的 PHA 與具有高耐熱性的 PLA 混合，創(chuàng)造了可在微波爐中烹調的可堆肥涂層。該涂層與聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）等石化涂層相比不易破裂，可承受烹飪熱量，適用于紙杯、倒入熱水的杯面、需要微波爐加熱的復合米飯容器等各種紙制食品包裝，具有很高的實用性。此外，混合 PHA 后提高了材料的生物降解性，甚至可以在家庭堆肥環(huán)境中分解，包裝的可持續(xù)性有望得到提高。同時，該技術還克服了生物基材料在生產力方面的局限性，可在相對較低的溫度下使用生物基材料批量生產包裝材料。
總體而言，PHA 淋膜材料的應用，標志著一次性消費品行業(yè)向更加綠色、可持續(xù)的方向發(fā)展，有助于減少塑料污染，促進循環(huán)經濟的發(fā)展，推動社會整體向更加環(huán)保、健康的生活方式轉變。不過，PHA 材料目前可能存在生產成本較高等問題，但其市場前景依然廣闊，隨著技術的進步和成本的降低，預計會在淋膜等更多領域得到更廣泛的應用。
2、PHA 材料淋膜技術目前存在哪些問題？
PHA 材料淋膜技術目前可能存在以下一些問題：
成本較高：PHA 的原料成本、生產能耗和提取加工等方面的耗費可能高于傳統(tǒng)石化塑料，這在一定程度上限制了其大規(guī)模生產和應用。例如，PHA 生產的主要原料為植物油和糖類，其成本可能是傳統(tǒng)塑料的數(shù)倍，導致 PHA 淋膜產品的價格相對較高。
生產工藝復雜：PHA 淋膜的傳統(tǒng)制備工藝存在高耗能、易染菌、過程復雜、產物難提取等缺點，大規(guī)模發(fā)酵生產的技術門檻也較高，實現(xiàn)規(guī)?；纳a工藝存在難題。雖然合成生物學技術的發(fā)展在一定程度上提高了 PHA 的產量并降低了成本，但后端工藝放大，如產品的高效、低成本分離純化等方面，仍對技術有較高要求。
性能有待進一步優(yōu)化：盡管 PHA 具有良好的生物相容性、氣體阻隔性等優(yōu)點，但其某些性能可能還需要進一步改進和優(yōu)化，以更好地滿足不同應用場景的需求。例如，PHA 的透明性相比傳統(tǒng)塑料可能還有一些差距。
市場認知和接受度需提高：PHA 作為一種相對較新的材料，市場對其了解和認知程度可能相對較低，需要進一步加強市場推廣和教育，提高消費者和相關行業(yè)對 PHA 淋膜產品的接受度。
降解速率的控制：PHA 降解速率較快，這雖然有利于其在自然環(huán)境中的降解，但可能導致貯存穩(wěn)定性相對較差，在產品的儲存和使用周期方面需要更精準的控制。
然而，隨著技術的不斷進步和研究的深入，許多企業(yè)和研究機構正在努力解決這些問題。例如，通過優(yōu)化合成生物技術、開發(fā)新的生產工藝、尋找更廉價的原料等方式來降低成本；通過改進材料配方和加工工藝來提升性能；加強市場宣傳和推廣來提高認知度等。這些努力將有助于推動 PHA 材料淋膜技術的發(fā)展和更廣泛應用。
3、PHA 淋膜技術的成功案例
以下是一些PHA 淋膜技術在實際應用中的成功案例：
韓國 CJ 第一制糖：2023年1月27日，該公司宣布利用可生物降解的生物基材料 PHA 開發(fā)出了“可堆肥淋膜紙技術”。這是世界上首次利用 PHA 開發(fā)出可在微波爐中烹調的可堆肥涂層。他們將具有柔韌性的 PHA 與具有高耐熱性的 PLA 混合，創(chuàng)造了這種可堆肥涂層，使其可與聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）等石化涂層相媲美，不易破裂，可承受烹飪熱量。該涂層不僅適用于紙杯，還適用于倒入熱水的杯面、需要微波爐加熱的復合米飯容器等各種紙制食品包裝，預計具有很高的實用性。此外，混合 PHA 后提高了材料的生物降解性，甚至可以在家庭堆肥環(huán)境中分解，包裝的可持續(xù)性得到提高。同時，新技術克服了生物基材料在生產力方面的局限性，可在相對較低的溫度下使用生物基材料批量生產包裝材料。CJ 第一制糖計劃于2024年上半年首先將這項技術應用于專為微波烹飪設計的方便米產品 Hetban Cupban 的紙容器，然后將其應用范圍擴大到其他各種紙質食品包裝材料。
微構工場和恒鑫生活：北京微構工場生物技術有限公司與合肥恒鑫生活科技股份有限公司達成戰(zhàn)略合作，雙方即將正式推出 PHA 吸管、淋膜、注塑三大制品類型，并簽署了千萬級的產品合作訂單。其中，PHA 淋膜將應用于日常餐飲領域的淋膜紙杯等，其紙張回漿率可達88.9%。新推出的 PHA 吸管經測試顯示能夠耐受90攝氏度以上的溫度，有效填補了類似產品在吸管市場熱飲應用方面的空白。恒鑫生活是許多快消品牌的供應商，例如瑞幸咖啡和喜茶等。
這些案例展示了 PHA 淋膜技術在食品包裝等領域的創(chuàng)新應用，具有良好的發(fā)展前景。隨著技術的不斷進步和成本的降低，PHA 淋膜技術有望在更多領域得到廣泛應用。
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1、PHA 材料在淋膜領域的應用
PHA 材料在淋膜領域具有廣泛的應用前景，以下是一些具體表現(xiàn)：
可回漿的紙塑復合解決方案：例如微構工場使用 PHA 做為阻隔層，開發(fā)出可回漿的紙塑復合解決方案，并經過規(guī)?；€(wěn)定生產的驗證。其紙張回漿率可達88.9%，這一高效的循環(huán)利用不僅減少了對森林資源的依賴，也顯著降低了廢棄物的處理壓力和環(huán)境污染。
純 PHA 解決方案可海洋降解：由純 PHA 組成的淋膜材料具有卓越的海洋降解能力，能夠在海洋環(huán)境中被微生物分解，減少了對海洋生態(tài)系統(tǒng)的破壞，保護了海洋資源。
良好的食品接觸安全性：淋膜材料擁有良好的食品接觸安全性，離子遷移率檢測結果優(yōu)良，在重金屬、雙酚 A 等指標方面，檢測數(shù)據(jù)遠低于歐盟、美國、中國等的食品安全檢測標準中的限值。用于食品包裝可以放心使用，享受健康、安全的食品體驗。
廣泛的應用場景：可以應用于紙杯、紙包裝袋、替塑包裝等多個場景。在紙杯與咖啡杯方面，PHA 淋膜紙杯能提供既環(huán)保又便捷的飲用體驗，減少塑料垃圾的產生，且在保持飲品溫度和口感方面表現(xiàn)優(yōu)異。在紙包裝袋方面，可用于制作各種食品的包裝袋，保護食品免受外界污染，在使用壽命結束后通過生物降解減少環(huán)境負擔。在方便食品包裝方面，能夠有效阻隔水分和氧氣，延長食品的保質期，同時減少塑料包裝對環(huán)境的影響。PHA 淋膜紙杯還是塑料包裝和塑料杯的理想替代品，在使用性能上與塑料制品相媲美，而在環(huán)保性能上遠超傳統(tǒng)塑料，可顯著減少對原生塑料的依賴和消耗，從而減少塑料垃圾的產生和對環(huán)境的污染。
韓國 CJ 第一制糖公司也利用可生物降解的生物基材料 PHA 開發(fā)出了“可堆肥淋膜紙技術”，將具有柔韌性的 PHA 與具有高耐熱性的 PLA 混合，創(chuàng)造了可在微波爐中烹調的可堆肥涂層。該涂層與聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）等石化涂層相比不易破裂，可承受烹飪熱量，適用于紙杯、倒入熱水的杯面、需要微波爐加熱的復合米飯容器等各種紙制食品包裝，具有很高的實用性。此外，混合 PHA 后提高了材料的生物降解性，甚至可以在家庭堆肥環(huán)境中分解，包裝的可持續(xù)性有望得到提高。同時，該技術還克服了生物基材料在生產力方面的局限性，可在相對較低的溫度下使用生物基材料批量生產包裝材料。
總體而言，PHA 淋膜材料的應用，標志著一次性消費品行業(yè)向更加綠色、可持續(xù)的方向發(fā)展，有助于減少塑料污染，促進循環(huán)經濟的發(fā)展，推動社會整體向更加環(huán)保、健康的生活方式轉變。不過，PHA 材料目前可能存在生產成本較高等問題，但其市場前景依然廣闊，隨著技術的進步和成本的降低，預計會在淋膜等更多領域得到更廣泛的應用。
2、PHA 材料淋膜技術目前存在哪些問題？
PHA 材料淋膜技術目前可能存在以下一些問題：
成本較高：PHA 的原料成本、生產能耗和提取加工等方面的耗費可能高于傳統(tǒng)石化塑料，這在一定程度上限制了其大規(guī)模生產和應用。例如，PHA 生產的主要原料為植物油和糖類，其成本可能是傳統(tǒng)塑料的數(shù)倍，導致 PHA 淋膜產品的價格相對較高。
生產工藝復雜：PHA 淋膜的傳統(tǒng)制備工藝存在高耗能、易染菌、過程復雜、產物難提取等缺點，大規(guī)模發(fā)酵生產的技術門檻也較高，實現(xiàn)規(guī)?；纳a工藝存在難題。雖然合成生物學技術的發(fā)展在一定程度上提高了 PHA 的產量并降低了成本，但后端工藝放大，如產品的高效、低成本分離純化等方面，仍對技術有較高要求。
性能有待進一步優(yōu)化：盡管 PHA 具有良好的生物相容性、氣體阻隔性等優(yōu)點，但其某些性能可能還需要進一步改進和優(yōu)化，以更好地滿足不同應用場景的需求。例如，PHA 的透明性相比傳統(tǒng)塑料可能還有一些差距。
市場認知和接受度需提高：PHA 作為一種相對較新的材料，市場對其了解和認知程度可能相對較低，需要進一步加強市場推廣和教育，提高消費者和相關行業(yè)對 PHA 淋膜產品的接受度。
降解速率的控制：PHA 降解速率較快，這雖然有利于其在自然環(huán)境中的降解，但可能導致貯存穩(wěn)定性相對較差，在產品的儲存和使用周期方面需要更精準的控制。
然而，隨著技術的不斷進步和研究的深入，許多企業(yè)和研究機構正在努力解決這些問題。例如，通過優(yōu)化合成生物技術、開發(fā)新的生產工藝、尋找更廉價的原料等方式來降低成本；通過改進材料配方和加工工藝來提升性能；加強市場宣傳和推廣來提高認知度等。這些努力將有助于推動 PHA 材料淋膜技術的發(fā)展和更廣泛應用。
3、PHA 淋膜技術的成功案例
以下是一些PHA 淋膜技術在實際應用中的成功案例：
韓國 CJ 第一制糖：2023年1月27日，該公司宣布利用可生物降解的生物基材料 PHA 開發(fā)出了“可堆肥淋膜紙技術”。這是世界上首次利用 PHA 開發(fā)出可在微波爐中烹調的可堆肥涂層。他們將具有柔韌性的 PHA 與具有高耐熱性的 PLA 混合，創(chuàng)造了這種可堆肥涂層，使其可與聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）等石化涂層相媲美，不易破裂，可承受烹飪熱量。該涂層不僅適用于紙杯，還適用于倒入熱水的杯面、需要微波爐加熱的復合米飯容器等各種紙制食品包裝，預計具有很高的實用性。此外，混合 PHA 后提高了材料的生物降解性，甚至可以在家庭堆肥環(huán)境中分解，包裝的可持續(xù)性得到提高。同時，新技術克服了生物基材料在生產力方面的局限性，可在相對較低的溫度下使用生物基材料批量生產包裝材料。CJ 第一制糖計劃于2024年上半年首先將這項技術應用于專為微波烹飪設計的方便米產品 Hetban Cupban 的紙容器，然后將其應用范圍擴大到其他各種紙質食品包裝材料。
微構工場和恒鑫生活：北京微構工場生物技術有限公司與合肥恒鑫生活科技股份有限公司達成戰(zhàn)略合作，雙方即將正式推出 PHA 吸管、淋膜、注塑三大制品類型，并簽署了千萬級的產品合作訂單。其中，PHA 淋膜將應用于日常餐飲領域的淋膜紙杯等，其紙張回漿率可達88.9%。新推出的 PHA 吸管經測試顯示能夠耐受90攝氏度以上的溫度，有效填補了類似產品在吸管市場熱飲應用方面的空白。恒鑫生活是許多快消品牌的供應商，例如瑞幸咖啡和喜茶等。
這些案例展示了 PHA 淋膜技術在食品包裝等領域的創(chuàng)新應用，具有良好的發(fā)展前景。隨著技術的不斷進步和成本的降低，PHA 淋膜技術有望在更多領域得到廣泛應用。
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來源：賢集網(wǎng)
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