聚乳酸的各种应用
玉米秸秆和乳酸
在德泓科技的实验室里，几个穿着白大褂的年轻人正盯着培养皿里一种特殊的微生物。它的“祖先”，是40年前德国科学家在野外极端环境中捕获的野生菌，如今在杭州安了家，被精心培养成能“吃草吐料”的超级明星。
“我们干的事，通俗点说，就是让秸秆(庄稼收完后剩下的茎)、甘蔗渣等没人要的废弃物，变成你身上穿的衣服、手里拿的杯子，甚至是医疗领域用的骨钉、缝合线等。”德泓科技副总经理王健说这话时，指了指公司展厅一角那件蓝白色T恤，“这件衣服的原料，就是山东的小麦秸秆。”
就在5月9日，杭州这家专注于生物基新材料研发与产业化的高新技术企业，正式发布全球首条秸秆直接制备乳酸工业示范线的产业成果。
这意味着，曾经被焚烧、填埋，让农民头疼、让环保部门紧张的废弃物，真正走上了一条“变废为宝”的逆袭之路。
让人又爱又恨的塑料
提起塑料，很多人可能又爱又恨。
爱它方便、耐用，还便宜；恨它对环境的危害，一个普通塑料袋完全降解需要上百年，最早那批至今还躺在某个角落。全球每年塑料产量4.3亿吨，中国约占30%。更可怕的是，这些塑料碎成微塑料，钻进海洋、渗入土壤、进入人体，成为心血管和脑血管的“隐形杀手”。
要替代塑料，可完全降解塑料“聚乳酸(PLA)”是热门方向，就像是现在大部分吸管，而它的源头正是乳酸。
身为生物工程领域的资深专家，王健见证了国内生物发酵乳酸技术从无到有的全过程。他回忆：“20世纪80年代，国内刚开始做乳酸的基础研究和产业化推广，当时还只是食品添加剂，原料主要是粗玉米粉和薯干粉，这是第一代乳酸技术。90年代开始往材料方向走，原料主要为淀粉和淀粉糖，这是第二代。”
问题来了：用粮食做原料，那人吃什么？
这正是全球生物制造行业的痛点。各国都在喊“以生物制造替代石油炼制”，但绝大部分生物基材料，用的仍是95%以上来自粮食的糖或淀粉。而德泓科技从一开始就选了一条更难的路：使用秸秆作为原料，不与人争粮、不与粮争地。
2017年，当时“限塑令”还没全面推开、“双碳”目标尚未提出，刚创办的德泓便做了一个大胆的决定：引进一种特殊的菌种，用秸秆制备乳酸。
这就是第三代乳酸技术。用秸秆制成的聚乳酸材料，可在工业堆肥条件下降解为二氧化碳和水，最长也只需180天，真正回归自然循环。
从“两步走”到“一步到位”
传统的秸秆制备乳酸，需要添加外源的纤维素酶，先将秸秆分解成糖，再利用糖发酵生产乳酸。而德泓的创新在于：菌种自己就能产出纤维素酶与生产乳酸的酶，直接将秸秆中的纤维素和半纤维素转化为乳酸，糖化和发酵过程合二为一。秸秆制备乳酸从“两步走”变为“一步到位”，并打通了“秸秆—乳酸—聚乳酸”全产业链生产路线。
这个神奇的菌种叫极端嗜热厌氧菌，1986年才被人类捕获，在微生物家族里算是个“新兵”。2017年，德泓通过中德在医疗保健和生物技术领域合作的重要平台“德中卫生组织”，把它引进到国内。
这在当时是一场豪赌。菌种还在实验室阶段，没有任何产业化先例。
从2018年到2025年，中德两个团队、50多位研发人员，在杭州和科隆两地同步攻关。最大的困难是什么？没有前人的脚印可循。
“从实验室技术放大到工业示范线，设备选型、工艺放大、成本控制……每一步都是挑战。”王健说。
其间，公司还不断拓展原料种类，从小麦秸秆延伸至玉米秸秆、水稻秸秆、甘蔗渣、棉花秆、大豆秆、竹子、椰壳等多种木质纤维原料。
从浙江到全国
在宁波象山，德泓的千吨级示范线已经建成投产。在此之前，公司分别在杭州和科隆两地设立了非粮生物基材料及生物基材料应用研发中心。
这条千吨级示范线就像一个母工厂，实验计划排得满满当当：菌种验证、原料验证、工艺验证、装备验证……它的使命，是为未来全国多条万吨级生产线提供“操作说明书”。德泓已在海南、广西、山东、新疆、四川等地布局产业基地，发挥各地秸秆资源优势，打造集原料、生产、深加工、应用于一体的零碳非粮生物基材料产业园区。
农业农村部数据显示，中国农作物秸秆产生量逐年递增，目前每年产生8.67亿吨农作物秸秆，可收集量7.33亿吨。过去，这些秸秆要么烧掉，要么还田，但来不及腐烂，影响下一茬耕种。
“我们的技术已进入全国范围内的工业化应用阶段，为田间大量废弃的秸秆找到了综合利用的出路。通过按一定价格收购秸秆，用来生产乳酸-聚乳酸生物基材料，不仅解决了农业废弃物难以离田高值化利用的问题，也为农民增加了收入，还解决了环保难题。”王健表示。
这还只是千吨级的小试牛刀。王健算了一笔账：德泓正规划在全国建设百万吨级的乳酸-聚乳酸生物基材料的工厂，建成后每年就能消化四五百万吨秸秆类工农业木质纤维废弃物，可节约两三百万吨的玉米及其他粮食资源。
一根秸秆的全产业链
德泓的布局，远不止一个塑料袋。
在公司的展厅，可以看到聚乳酸在更多领域的应用：包装材料、纺织面料、骨折内固定材料、手术缝合线……其中，手术缝合线和骨钉无须二次手术，可被人体自然吸收；聚乳酸制成的衣物抑菌、除螨、防霉，还具备阻燃功能。
还有3D打印、汽车内饰、航空餐具、农用地膜、尿不湿、面膜……德泓正在打造一个从非粮木质纤维源头，到终端生物基材料产品的全产业链闭环。
当然，挑战依然存在。目前全国聚乳酸年用量仅10多万吨，与传统塑料1.4亿吨的体量相比，替代率还很低。王健坦言，价格是绕不开的一道坎。特别是塑料袋、餐盒这类低端产品，老百姓对价位还是比较敏感。
德泓的解法是：靠非粮原料、规模化以及技术迭代把成本降下来。
“成本要有竞争力，同时要通过技术进步，让产品既能满足材料应用场景的理化指标要求，又能被消费者接受，这样市场就会不断地拓展出来。”王健举了快递行业的例子，2025年我国快递业务量已达1989.5亿件，大部分包装材料仍不可降解。
他畅想5年后的场景：身边不再有那么多废弃塑料的白色污染，微塑料不再威胁健康，农民把秸秆卖到工厂变成实实在在的收入，汽车烧的是绿色燃料，衣服来自田间地头……
“我们这条线，现在还是千吨级的。等将来变成万吨、十万吨级，秸秆的故事才算真正讲出味道来。”
这场变废为宝的行动，刚刚开了个头。
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