白色污染的天然“克星”——尚昆集团OBE降解塑料母粒开辟通用塑料降解新路径探析

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毕节尚昆塑料制品有限公司厂区

  塑料是重要的近代工业文明成果,却因为降解速度缓慢、回收利用率过低等缺点,成为了严重的白色污染。为解决这一问题,2007年我国就出台了“限塑令”,近年来政策不断升级加码。2020年4月29日,习近平主席签署第四十三号主席令,对塑料污染治理提出明确要求。

  2021年1月起,我国“限塑令”全面落地。为此,可降解塑料迅速成为产业发展热点,可降解塑料材料的生产应用势在必行,寻找白色污染的破解之法迫在眉睫。

  尚昆集团是一家从农业出发,在农业产业链上不断深耕探索的企业。一直以来,公司秉承生态优先、技术创新、多元共赢的发展理念,坚持走绿色发展及技术引领发展之路。“我的愿望就是可以为中国守住发展和生态的两条底线贡献绵薄之力。”该公司董事长谷尚昆如是说。

  功夫不负苦心人,经过20多年的研发,尚昆集团研制出的矿石生物酶(OBE)降解塑料母粒及下游塑料制品,已经通过了国家高分子材料质量检验检测中心(安徽)、安徽省包装印刷产品质量监督检验中心、广州市微生物研究所有限公司等科研机构的检测,现已完全实现市场化应用。OBE母粒可快速有效解决主要通用塑料聚乙烯和聚丙烯生物降解的世界性难题,开辟了通用塑料降解的新路径,今后还会逐步扩展到其他塑料品种的应用领域,为我国防治白色污染贡献一份力量。


  20年磨一剑 塑料生物降解实现新突破

  早在20多年前,在国内通用塑料加速发展、可生物降解概念尚未普及之际,尚昆集团就集合多方力量,组建了顶尖的创新创业团队奋力攻关,于2013年成功研发出用于塑料降解领域的OBE降解塑料母粒(以下简称OBE母粒),当年即荣获中国技术市场协会颁发的“金桥奖”。

  OBE母粒技术的最重要突破是关键酶的获取。据谷尚昆介绍,该公司团队用了6年时间才找到可用于降解塑料的生物酶,这种生物酶极难培养,费用高昂。在OBE母粒制造中,另一项重要突破是可食用液态甲壳素的制取。他们将耐高温的土著菌生长因子(生物酶),在一定的条件下,使用乳酸衣膜、甲壳素等进行包裹,使其在干热情况下可以承受高温,在成分不被高温破坏的情况下制成微粒胶囊,再将微粒胶囊与聚烯烃和碳酸钙粉进行密炼后造粒,即制成OBE母粒。

  为进一步研发和大力推广应用OBE母粒技术,2014年,尚昆集团在贵州省毕节市设立了尚昆塑料制品有限公司,用于生产OBE母粒和塑料制品。2015年,在中国创新创业大赛贵州省赛区决赛中,该公司的可生物降解塑料母粒及制品获得企业组一等奖。2020年12月20日,中国科学院院士陈洪渊会同江苏省质量协会和江苏省标准院等机构和单位,召开了OBE降解塑料制品团体标准技术审查会,确定了该项技术的团体标准。2021年1月5日,江苏省质量协会发布并在全国团体标准信息平台公开《矿石生物酶(OBE)降解塑料母粒》等5项团体标准,可在全国范围内执行。2021年12月26日,尚昆集团OBE母粒产品入选《广东省先进环保塑料替代技术和产品推荐名录(2021年)》(第二批)名单。

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尚昆集团OBE母粒产品

  当前,塑料污染治理已经到了刻不容缓的程度。据统计,2019年我国产生的废弃塑料达到6300万吨,但是只有2000万吨进行了回收再利用,其余多通过焚烧、填埋等方式进行处理。从全国各地治理塑料污染举措来看,无论是治理模式、方法和替代技术,都存在着诸多问题,在科学认识上也存在悬而未决的疑问。现有的塑料污染治理方式,并不能真正解决塑料污染治理问题,填埋、焚烧处理会带来明显的环境损害,光降解只能使得塑料脆化裂解。而生物可降解塑料以玉米淀粉为主要添加剂,不符合节约用粮的政策取向,且降解条件苛刻,需时长,不彻底,不具备大范围推广条件。目前居于市场主流地位和较大范围使用的所谓生物可降解塑料及其制品并非真正可降解技术,所谓的降解,只是对所添加的玉米淀粉进行降解,不能真正降解塑料,因而也并不能真正解决塑料污染源头治理问题。

  因此,塑料污染治理必须依靠革命性、颠覆性可完全无害降解、可替代塑料生产技术的研发和替代性推广。而OBE母粒坚持从塑料污染的源头治理,协同甲壳素浆的生产应用,是塑料行业走差异化发展路线的典型代表。该项自主创新技术集成解决了欧美主流降解塑料PBAT(聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯)不能完全代替传统塑料的问题,开创了传统塑料降解的通用解决办法。

  六大技术优势 白色污染治理未来可期

  OBE母粒适用于多个领域,其中包括民生用品、农业耗材、工业制品、餐饮器具、物流包装等,可填充的塑料制品达到80%以上。在工业化应用过程中,可根据不同应用场景调节母粒与PE(聚乙烯)配比。以添加OBE母粒的PE制成的袋膜为例,可以实现在使用过程中不降解、抛弃到自然环境中后快速降解的目标。

  添加了OBE母粒的袋膜,抛弃在自然环境中后,袋膜中“休眠”的生物酶,在阳光、水分和土壤等条件的共同作用下,被激活并大量繁殖,同时诱引土著菌集结扩繁降分解袋膜,当袋膜降分解至0.01~0.1毫米细粉粒形态,诱发后生生物参与降解过程,袋膜粉粒被生物酶降分解,最终转换为无机盐、二氧化碳和水,溶入大自然的生态环境中循环,成为对大自然的无害物质。添加了OBE母粒的袋膜在自然条件下的降分解过程,与动物尸体和植物在自然界降分解过程基本一致。

  OBE母粒塑料制品具有六大优势:一是价格优势。OBE全生物降解塑料袋价格,与同规格的普通PE塑料袋相比略高,但远低于其他同规格的生物降解材料袋。二是保存期、使用期和物理指标与普通塑料袋基本相同,可以回收利用并循环使用9次。而PBAT+PLA+ST袋无法回收利用,只能烧掉和填埋处理。三是可大幅度减少化石原料的用量,母粒中添加了80%的方解石,有效替代了PE的使用量,减少了化石原料和水的使用量,对于环保和节能减碳意义重大。四是OBE母粒及制品是可食品接触级,这一点对于老百姓来说极为重要。五是使用OBE母粒无需改变传统塑料制品的工业流程,下游工厂无需更换设备,可节约大量资金。六是OBE生物降解塑料制品,在焚烧过程中不粘炉壁,延长焚烧炉的使用寿命,节省维护资金,废气排放达到国家准安全级别。

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尚昆集团OBE生物降解塑料母粒造粒机组

  中国石油华东化工销售公司是尚昆集团OBE母粒的总经销商。据该公司业务六处处长杨旭介绍,公司在对尚昆集团OBE母粒这种革命性产品进行包销之前,进行过生物降解试验。他们将3个同样的添加OBE母粒塑料袋分别放置于室外树上、树下泥土中和室内阳台环境下,进行了3个月的降解观察。最后发现树上的塑料袋已经分解变小到1/4,在室内阳台上被阳光暴晒的塑料袋,强度下降很明显,埋在树下泥土中的塑料袋几乎看不到。目前中国石油部分加油站的昆仑好客便利店已经开始定制OBE的生物降解袋,今后将在全国范围内的加油站便利店中应用。

  浙江锋达环保有限公司是一家以生产购物袋、垃圾袋等产品为主的企业,于2019年和尚昆集团开展OBE母粒产品合作。该公司总经理楼如峰从客户生产者角度表达了对OBE母粒的认可。他谈到,就成本方面来说,OBE母粒确实比PBAT、PLA材料价格便宜很多,添加了OBE母粒的塑料袋的制造成本与传统塑料袋相比差异不大,市场接受程度较好,且添加OBE母粒生产塑料袋不用更换机器,节约成本。另一方面,PBAT袋子存放超不过6个月,而添加OBE母粒塑料袋的储存期可以达到2年以上,这对产品库存储备也是极为有利的。此外,PBAT材料储存问题也是令人头疼的事情,当客户PBAT塑料袋需求量不大时,公司采购的PBAT材料过几个月完全不能使用,造成了极大的浪费。因此,从成本以及实用性角度来考虑,公司更愿意采用添加OBE母粒生产塑料袋的方式。

  安徽新之盛塑料科技有限公司拥有各类生产设备30台,年产各类塑料包装袋5000余吨。今年3月份新之盛与尚昆集团开展OBE母粒生产合作,并将生产的塑料袋进行打样送检,在国家高分子材料检验质量检验检测中心(安徽)、安徽省包装印刷产品质量监督检验中心进行各类检测,结果全部合格。

  桐城塑料厂家联合会的执行会长、安徽新之盛总经理高岩松谈到,作为塑料生产厂家,该公司生产过很多品种的降解塑料,但大都存在原料成本高、工艺要求相对较高、生产设备改造投入大及印刷、制袋所需的膜厚度要求高等问题。而生产OBE塑料袋,生产设备不用更换,对膜的厚度要求较低,产品的密度要比其他降解产品低很多,这就使得生产厂家的生产成本大幅降低,资金周转投入少、产出高。且OBE塑料袋完全符合国家环保政策要求,叠加下游用户在价格和质量方面认可度,增强了市场竞争力。公司通过1个多月的产品推广,洽谈业务的需求方在逐渐增加,有些已签订单并履约,正在使用的顾客对产品质量、价格评价很高,这也坚定了企业使用OBE母粒生产塑料袋的信心。

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尚昆集团材料检测室

  目前,中科院理化所正在与尚昆集团合作进行OBE母粒机理深入研究。中科院理化所研究员、中国合成树脂协会生物降解树脂分会秘书长季君晖表示,一项新的技术不能被阻挡,如果尚昆集团研发的以生物酶降解塑料确实在技术上可行并没有副作用的的话,将会是塑料行业一个很大的新发展方向。

  拓展国内市场 向国内“一带一路”布局并推广

  据了解,目前,尚昆集团OBE生物降解技术的全国推广阶段已经开始,今后会扩大产能,通过与中国石油华东化工销售公司合作,把OBE母粒提供给广大下游厂家,助推传统塑料产业升级,为防治白色污染、节能减碳作出贡献。

  “未来我们主要聚焦国内市场,将尚昆集团自主研发的OBE母粒技术在国内广泛使用,并根据国内市场需求来定制产品,为解决国内白色污染问题助力。重点考虑像毕节这样急需高产值产业助力地方发展的地区,为中国的扶贫项目贡献自己的一份力量。我们也在考虑布局海外市场,将国内的OBE母粒产品供应国外,但不会提供技术分享。在产业布局方面,公司考虑沿着国内‘一带一路’去建厂生产OBE母粒,。尚昆集团OBE母粒技术目前合作的商家主要有中国石油加油站的昆仑好客便利店、连锁超市、医院等等,很快将向快餐、快递、餐饮打包盒与吸管等行业和领域发展。”谷尚昆在展望未来OBE母粒推广及应用时表示。

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尚昆集团存放OBE母粒的库房

  广东省人民政府参事张效民对本土企业尚昆集团的OBE生物降解母粒技术尤其关注并进行了多年的跟进研究,对于OBE降解塑料母粒未来发展方向他给出了一些建议。他表示,一方面尚昆集团应考虑发挥多方力量,和终端产品的生产企业联手合作,制订各类产品具体生产标准,并形成从企业标准到团体标准,再到省级标准和国家标准的全流程的降解标准体系,这样便于OBE母粒的市场推广,推动可真正降解塑料产业链形成,真正发挥好塑料降解的作用。另一方面,为防止市场出现劣币驱逐良币的现象,国家应考虑优化可降解材料市场,打破利益集团控制,通过加大政策支持力度,推动可降解塑料技术多路径研发,实现国内真正可降解领域多产品和技术并存,多元化发展,形成良性有效竞争局面,促进技术和产业发展,使产品结构更加优化。同时,建议尚昆集团也应强化市场观念,加强市场竞争意识,加大产品推广力度,组建好OBE母粒专门的市场推广队伍。

  (图片由尚昆集团提供)

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