关于MIX-UP的详情

目前全球塑料年产量近3.5亿吨,预计到2050年将会增加到8亿吨。相比之下,这些塑料中只有一小部分被回收利用。其结果是:宝贵的资源被浪费,我们的环境被污染。欧盟委员会(EC)已经制定了转变成为资源节约型经济社会的目标,引导有效塑料废弃物利用是这个目标的核心内容之一。中华人民共和国国家发展改革委和生态环境部也在2020 年初提出了关于进一步加强塑料污染治理的意见和实施方案。这些新的政策必将带来线性生产消费模式向循环生物经济的转变,对于中国和欧洲的塑料战略都将是一次意义深远的变革。MIX-UP就是在这一愿景下诞生的——因为塑料本身就是一种有价值的产品,我们之前只是用了错误的方式来处理它。作为MIX-UP项目的参与者,我们坚定地承诺通过研发新的可以有效利用混合塑料废弃物的技术方案来帮助中国和欧盟同时实现这一愿景。

在对常用塑料废物进行回收和再利用的需求基础上,我们迫切需要新的解决方案,将塑料混合物升级改造成同时觉有耐腐蚀和可生物降解性的新材料。MIX-UP整合了这个理念,通过全新的生物技术利用混合塑料废弃物为原料来制造有高附加值的绿色环保生物材料。全球性的问题需要全球性的解决方案、国际合作和全局观的视角。MIX-UP联合来自世界各地的14个合作伙伴,由两个主要的塑料生产国家和地区:中国和欧盟协调组建。MIX-UP旨在解决如何更有效的在工业规模上利用混合塑料的问题。此外,我们具有前瞻性地向公众发出呼吁,引导社会对塑料污染问题的关注,并为建立长期可持续的生物循环经济提供科学建议。MIX-UP联盟共包括7所大学和3个研究中心,以及2个大型工业企业和2个中小型企业合作伙伴。

 

Schematic overall concept of the MIX-UP-project.

我们的理念

MIX-UP的核心理念是重新定义塑料制品的生命周期循环。首先,需要对来自于生活垃圾或海洋垃圾的混合塑料废弃物进行机械预处理。与此同时的另一个准备工作是在优化的生产反应器中混合培养特定的微生物来生产、合成生物催化剂(酶)。

下一步,将粉碎后的塑料废弃物与这些酶混合进行降解反应,使高分子聚合物解聚成为分子量较低的组分,包括单体和寡聚物。生物催化塑料解聚是整个方案的第一步,也是必不可少的一步。 由于塑料废弃物由不同类型的塑料组成,因此需要混合各类酶,保证对每种化学成分的塑料都有有效的解聚活性。

最后一步,不同类型塑料解聚后产生的小分子单体和寡聚物被转移到另一个混菌培养的生物反应器中。在这里,这些单体和寡聚物可以作为碳源来培养特定的微生物群落,以便生产、合成其他的化合物。部分产物可以作为合成新型生物材料的前体,例如聚羟基烷酸酯(PHA)类的生物塑料。

除了PHA等生物质产品外,在升级再造过程中混合培养的微生物群落还会释放毒素和其他分泌物。因此,MIX-UP还将着力解决产品的下游加工和回收问题,例如,采取有条件地释放细胞内产物、分步分离等方案。对分离剩余无法进一步降解和利用的反应残渣, 我们将通过化学转化的方法来合成其他有价值的化合物,通过联合物理化学方法处理,使它们可以重新进入生物过程,完成MIX-UP方案的闭环。

在此背景下,MIX-UP提出了一条新的自然生物路线,将混合塑料废物转化为具有附加值的生物产品,这将使回收行业的发展达到一个新的高度。一旦成功,混合塑料废弃物可以被建立为生物产品的新型第二代碳源,帮助解决当代工业生物技术中普遍存在的食物与燃料的冲突。因此,通过强化的蛋白质工程、定义混合培养物的代谢工程和生物过程优化的结合,MIX-UP将在可持续的知识型生物经济框架内,实现材料、化学品和环境技术等领域的新产业链。MIX-UP最终将造福于经济、环境和整个社会。