紙容器淋膜革命 可分解類木質素紙膜促環保

陶怡軒

2018/11/21

【記者陶怡軒綜合報導】台灣每年消耗超過十億個紙杯,紙容器內壁的塑膠淋膜需要專門技術,與紙容器分離後才能回收,大量紙杯淋膜回收不善,成一大環保課題。國立中正大學學生團隊,從可被菌類完全分解的木質素發想,透過基因改造工程,研發出可生物分解的類木質素新興材料,可望應用在紙容器餐具內部,取代傳統塑膠淋膜。

台灣的紙容器多數沒有落實分類回收,紙類與塑膠淋膜常一同進到焚化爐。 圖/陶怡軒攝

團隊成員、中正財務金融系學生顧賀鈞表示,團隊透過基因改造工程將歐洲雲杉、火炬松中的過氧化物酶、漆酶基因取出,再植入酵母菌中生成酵素,最後以松柏醇做為單體,將酵素鍵結聚合成類木質素的低聚物。成員、中正機械工程學系學生蕭喬解釋,低聚物性質讓類木質素既具有高分子聚合物的疏水性,以便應用在盛裝液體的容器,又可以讓類木質素在自然界中被生物分解。

團隊指導老師、中正生物醫學科學系副教授李政怡提到,台灣現有可應用在紙容器塑膠淋膜的材料,常見的是PP、PE,以及可以生物分解的PLA。但台灣目前只有一家廠商擁有淋膜分離技術,導致大部分紙容器無法被妥善處理,只好將紙容器及附著其上的淋膜一起送入焚化爐,兩者皆無法落實回收

在跑這條新聞前,我完全沒思考過紙容器內部的防水淋膜處理問題。透過訪問我才知道,台灣很缺乏擁有淋膜處理技術的廠商,平常我們分類好的紙容器,多數在最後都是進了焚化爐,被一把燒光,那麼大家平常認真的做垃圾分類又有甚麼意義呢?

顧賀鈞也表示,PLA的分解條件嚴格,「環境必須達到90%的濕度,溫度也要至少(攝氏)60到70度左右。」PLA分解需要花費數週,但類木質素在攝氏30度左右的環境,就能被枯草桿菌分解,48小時內便能被分解完80%左右。類木質素應用在紙容器淋膜上,回收處理更方便。

蕭喬表示,PLA雖然可被生物分解,但PLA耐熱溫度卻只有攝氏60度左右,現階段只能應用在冷飲紙杯內。類木質素則可耐熱到攝氏100度左右,經過進一步研發,有機會再將類木質素的耐熱度提高。顧賀鈞也提到,為了方便PLA淋膜塑形,其中會額外添加塑膠,杯子並非完全使用PLA製作,無法達到真正的環保。

成員、中正生醫系學生唐禹丞則補充,在生物安全等級方面,酵母菌對人體基本上無害,因此相較於傳統淋膜,類木質素帶給人體的毒素負擔也少得多。而基於基因改造工程倫理,他們也在生產線構想上,設置兩道過濾程序,確保基改後的酵母菌不會洩漏到環境中,也讓民眾能安心使用類木質素淋膜的紙容器。

其實訪問這個團隊的時候,我對他們相當佩服,可以感受到他們的發明並不只是為了參加比賽而已,他們是很用心的在規劃如何讓這項發明順利應用在市場,是真的想為環境盡一份心力,而且很努力地在精進自己,應用所學。
類木質素生產線概念圖,設有發酵爐、過濾裝置,最後透過造粒機產出可供紙容器業者使用的微粒原料。 圖/中正大學iGEM團隊提供

該團隊使用創新的技術生產類木質素,並以環境生態關懷為出發點,在今年國際遺傳工程機械設計競賽(International Genetically Engineered Machine Competition, iGEM)中榮獲金牌。雖然此新興材料還在研究階段,且類木質素淋膜紙杯成本偏高,但團隊成員認為經過進一步改良,未來如果有機會大量生產,成本可望大幅下降,團隊樂觀看待類木質素未來發展。

補充說明一下團隊的成立動機,他們說那時候他們去淨灘,發現海灘上有好多紙容器垃圾,因此引發他們的創作動機,真的是一群對地球很有熱忱、也很有動力的人!
中正大學共16名同學參加iGEM競賽榮獲金牌,可望為台灣帶來一場紙容器淋膜革命。 圖/中正大學iGEM團隊提供

採訪後記

想先聊聊這條線對我的意義,當初大家都笑說我這是「養線有成」我曾在跑這則報導的幾個禮拜前報過一次這條線,當時線上新聞正在報導他們去比賽,但比賽結果還沒出來,當時採主說等有後續發展再報會比較合適。後來發現他們團隊拿了金牌回來,我超級興奮!立馬卡位報這條線哈哈。

在和團隊聊基因改造工程時,我實在是聽得一個頭兩個大,裡面太多不熟悉的專有名詞,那時訪問結束後,我還特地上網查跟基改工程、酵素和聚合物相關的資料,想要清楚一點的了解原理,確定用詞正確,在跟採主改稿時,我們也一起討論一些地方的用詞是否可以替換,確認不會誤解受訪者的意思,以免在文章中出現筆誤。

這條線算是我跑過的新知新聞中,查最多資料的一條,一方面是自己對這個領域的不熟悉,另一方面是覺得這個真的是很棒的發明,我想幫他們好好報導,也希望自己可以對這個議題有更深的認識。

另外也特別感謝幫我製作圖表的王昱翔,我當初丟圖表給編輯時,只拉了一個很醜的可分解塑膠比較表格,但王昱翔來跟我討論圖表形式很多次,想要讓圖表呈現更活潑一點。還記得他說:「既然要做,想做的好看一點。」後來成果出來真的讓大家很喜歡,感恩編輯,讚嘆編輯。

題外話一下,第一張圖的垃圾桶和紙杯是我在我打工的地方拍攝的。我那時候下班時告訴店長先別丟掉他的紙杯,請他幫忙我完成這張照片。回想起來那個畫面應該滿有趣的,一個便利商店店員拿著單眼蹲在垃圾桶前,另一個人拿著要丟的垃圾定格不動,謝謝店長配合我完成拍攝,當了一回手模!

最後謝謝團隊非常有耐心地讓我訪問,體諒我各種腦子打結跟當機。謝謝採主怡婷陪我一起苦惱稿子要如何修改、理論要如何清楚有條理的陳述,並且讓這條新聞在期末得到最佳新知新聞的肯定!

陶怡軒