1,3-丙二醇（PDO）近年来已成生物基和生物制造领域中的“热门单品”，但传统的PDO生产技术有诸多问题导致成本偏高，如：需要灭菌、通气、强搅拌。

若希望进一步扩大PDO的应用，必须从技术路线的源头解决产业化的问题。

在第十届生物基大会的关键化学品与材料创新技术论坛上，广东恒碳科技有限公司 总经理 张炽坚博士 分享了题为《“三非”创新技术生产Biebl® 1,3-丙二醇及其在可降解化妆品包材开发中的应用》报告。

分享了恒碳科技如何通过独创的厌氧全开放发酵技术，首次实现PDO无灭菌、无通气的规模化生产，菌株连续运行1500小时无染菌，并创下全球纪录。

DT新材料产业研究院对此报告进行了要点梳理，如内容整理有偏颇，欢迎指正。

01

技术突破：40年技术接力成就"三非四无"革命性突破

1,3-丙二醇（PDO)作为一个可广泛应用于化妆品、医药、纺织纤维等多个领域的化学品，潜在市场规模达万亿级，现在主流的生产方法为生物法。

但是主流的生物法技术路线对于实现大规模产业化，存在诸多问题：

• 发酵菌株为致病菌

• 菌体容易受噬菌体污染，生产不稳定

• 生产前需高温高压灭菌处理,能耗高

• 好氧条件，需强搅拌、强通气

• 发酵过程产生大量CO2，且无法回收

这些问题会导致PDO的生产成本难以降低，而且难以降低碳排放。

恒碳科技虽然成立不到2年，但其核心技术团队已经在PDO领域研究近40年，恒碳科技的首席科学家是德国首位华人工程院院士、汉堡工业大学终身教授曾安平。

在曾安平教授的带领下，开发出基于巴氏梭菌的第三代PDO生产技术，具有“三非四无”的革命性突破技术。

三非：

• 非粮原料（天然粗甘油）

• 非转基因菌株（巴氏梭菌）

• 非致病菌发酵

四无：

• 无通气：厌氧发酵省去压缩空气系统

• 无强搅拌：在无强搅拌、完全无洁净处理以及全合成培养基的条件下进行PDO生产，并且在特定发酵条件下没有任何不良反应

• 无洁净处理：开放环境直接投料，省去工厂灭菌成本

• 无昂贵营养物：大幅降低原料成本

“三非四无”技术带来了革命性的成果：

• PDO浓度＞120g/L，甘油转化率＞0.52g/g

• 连续1500小时发酵无杂菌侵染，无通气非洁净发酵

• 接种后无需通入任何氮气，厌氧环境能够仅通过发酵尾气进行维护，从而降低生产成本，因为微生物的生长速度非常快，所以尾气产生速度非常快

• 理论碳排放仅为0.015kg CO2/kg，每公斤PDO减排 1.2kg CO₂，年减碳量达 18000吨，因为该技术可将大于99.9%的氢气和二氧化碳回收

在张炽坚博士的带领下，恒碳科技已在山东济南建成全球唯一 “三非”生物基1,3-丙二醇（PDO） 生产基地，年产能达15000吨，正在稳定运行中。

02

市场应用：破解化妆品包材"白色污染"困局

在诸多应用领域中，恒碳科技首先瞄准了可降解化妆品包材。

目前，在全球范围内，在全球范围内，化妆品包材主要采用不可降解材料如PP，PET，ABS等材料制作，且难以回收再利用。。

要解决化妆品包材白色污染，使用可降解生物基材料是关键，这是最好的选择。

欧莱雅等集团在他们的业绩报告中也宣称在2030年要替代所有不可再生不可降解石油基材料。

针对化妆品包材难以回收的行业痛点，恒碳科技开发出两大创新解决方案：

1. 不透明包材解决方案：改性PHA材料

恒碳的PHA包材通过引入PDO进行改性，将传统PHA的脆性缺陷彻底解决。

经测试，改性PHA包材可承受1米6面6次跌落无破损，耐温范围-20℃~60℃，且通过工业堆肥、家庭堆肥、海洋降解三重认证 。

改性PHA包材与普通PLA包材对比，来源：张炽坚《“三非”创新技术生产Biebl® 1,3-丙二醇及其在可降解化妆品包材开发中的应用》

2. 透明包材解决方案：PLA改性材料

1,3-丙二醇与碳酸二甲酯酯交换生成TMC，再与PLA共聚共混，开发出PLA+TMC改性塑料，经过特定吹塑工艺处理后可以达到预期效果。

高透明度非常接近pet，热稳定性有明显提高，可以满足透明包材的需求。

PLA、PLA+TMC改性、PET对比，来源：张炽坚《“三非”创新技术生产Biebl® 1,3-丙二醇及其在可降解化妆品包材开发中的应用》

张炽坚透露："我们与淮海生物公司合作开发的改性PLA材料，已通过严苛的跌落测试和附着力测试，完全满足化妆品包材的实用需求。"

03

未来布局：构建生物基材料全产业链

除了化妆品包装外，恒碳科技正在加速布局下游应用，包括：PTT聚酯、高性能弹性体、改性塑料等

来源：张炽坚《“三非”创新技术生产Biebl® 1,3-丙二醇及其在可降解化妆品包材开发中的应用》

「新叶奖」 获奖

骐业科技在70多家参选企业中，经过线上投票、20余位专家评审的层层审核，荣获 由DT新材料主办的生物基行业创新评选 第三届「新叶奖」 最具商业价值奖。

张炽坚博士上台领取最具商业价值奖（左二）

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▌参考信息：本文部分素材来自演讲现场信息，由DT新材料重新编写，系作者个人观点，本平台发布仅为了传达一种不同观点，不代表对该观点赞同或支持。如果有任何问题，请联系我们：18094560191（微信同号