竹炭

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竹炭

竹炭,由竹子的人為炭化處理得當。使用高溫令竹子炭化,分為800、1000℃及1200℃三種,因溫度的差異所以品質上也分作三個級別。其中的一級(頂級)品, 主要是用於過濾及煮食時用,在日本台灣是在煮飯時放一塊竹炭於米上一起煮。使用多次後,便用作防潮、吸味。多次使用後,便會打碎及堆放於種植植物使用。用途跟作為燃料的木炭煤炭有所區別,竹炭主要應用於生活補助功能目的。

竹炭的取材來源以孟宗竹為主,桂竹次之,台灣產的竹炭中,80%來自孟宗竹[1]。燒製完成的竹炭體積為原本的1/10。[2]

製作竹炭時可以同時產生竹醋液,可用於清潔、消毒之類等。

竹炭產業發展[编辑]

日本的炭製品以木炭為主流,和木炭產業相較之下,竹炭的開發量較少。2004年時,日本的竹炭生產量有1,566噸、竹醋液有658kL,其他用途的竹炭有1,567噸。竹炭生產者有886人,以愛知縣的117人為最多。日本和歌山縣設有紀州備長炭紀念館,介紹日本木、竹炭發展歷史、文化和各種應用。

中國的竹林面積有720萬公頃。直到1998年中國的竹炭發展已有生產規模,生產商集中在浙江福建等南方省分。2000年5月,國家科技部將"竹炭生產技術及系列產品開發"最為國家級星火計劃項目。

台灣的竹林占總森林面積7.2%,台灣的竹炭產業在921大地震後開始發展。1999年台灣中部發生大地震,破壞當地產業,2002年,工研院陳文祈農委會提出「竹產業轉型及振興計畫」,並邀請日本竹炭專家鳥羽曙訪台指導,開始台灣竹炭產業,最初的生產商使有四家,至2007年增至18家[1]。2003年建立CAS竹炭產品認証,是全球第一個竹炭認証標準,符合CAS認証的竹炭產品,基本條件是原料來自生長在台灣中海拔無汙染山區,四年生以上的孟宗竹[3]

製作[编辑]

燒製竹炭的窯有機械窯和土窯兩種,和土窯相較之下,機械窯能精密控制溫度、空氣交換,減少土窯在燒製過程中所會產生的氧化問題,產炭率較高,但限於容積,機械窯的產量較低,且製造成本高[4]。竹炭窯的結構可分為燃燒室、炭化室、排煙室三部分[2]。竹炭的製作耗時3-4週,每個階段所需的溫度不同,大至可分為成煙燻預乾燥期(60~100℃)、升溫乾燥期(100~150℃)、炭化初期(150~270℃)、炭化旺盛期(270~550℃)、精鍊期(550~750℃)、自然冷卻期等數個階段[4]

CAS標準的竹炭燒製過程溫度需達800℃以上,炭化過程為無氧炭化。敲打高溫燒製而成的竹炭,會發出清脆的金屬聲[3]

特性與應用[编辑]

因為竹子維管束的構造,燒製出來的竹炭成品有多孔的特性,使表面積增大,其細孔直徑約為0.4-0.25mm[5],平均每公克竹炭的表面積約 300m2,活化處理過後的竹炭,表面積可高達1,200m2以上[6]遠紅外線輻射率量測得熱輻射係數超過85%,波長為4~14μm。因為這些特性,竹炭的成品可用於居家用品類、寢具類、汽車用品類、化妝清潔用品類、運動保健類、工藝用品類、紡織纖維類等方面[1],工業應用方面可製為竹炭電容器[6]。和奈米陶粉相較之下,竹炭纖維作為保溫紡織品不如奈米陶粉功效持久,而且其遠紅外線的波長無法控制[7][8][6],又因其多孔的特性,因此有較佳的吸附力,可被用於吸收和分解室內塗料揮發氣體、化學合成製劑[9][3]。在日本的研究中發現,將竹炭與竹筍放在一起,竹炭可抑制乙烯氣體產生,達到竹筍保鮮的效果;竹炭也能吸收米飯的揮發物質,保持米飯香味[5]。竹炭的吸附功能為可逆,經由加熱、降壓等方式處理後,可重新再利用[10]。日本明星大學吉澤秀治教授將竹炭的多孔特性,運用在堆肥的熟成功能,有益微生物可於竹炭孔隙中生長,減短堆肥熟成時間。竹炭的多孔特性也可以利用於日常生活的除溼功用上[3]

利用竹炭能吸收人體熱能而放射遠紅外線的特性,可將竹炭運用在紡織品上[11],能具有保溫效果,也可用作入浴材料[9]。以工研院合作對象所開發的奈米竹炭紗為例,在顯微鏡下觀察,竹炭紗為十字形和Y字型,奈米化的竹炭粉包覆於纖維內外,所製成的外套經實驗後,發較保暖效果優於羽絨外套。紡織綜合研究所針對竹炭被、羊毛被和蠶絲被對使用者血流量變化的研究中發現,使用竹炭被的試驗者血流量較其他兩種被子的使用者高[3][12]。竹炭同是也是低電阻型導體,又同時具有多孔,符合屏蔽電磁波材料的特性[6],高溫製成的竹炭含磁率和含炭率較高,但由於目前各生產廠燒製溫度不一,電磁波屏蔽效果遠不如導電性較佳的明火炭[9]

竹醋液(又作竹酢液)是竹炭生產過程中的副產品,燒製過程的煙霧冷凝而得粗竹醋液,經靜置、粹取、蒸餾而得。酸鹼值為pH2.3~4.0,具有抗菌效果,可用於農業應用上[6]

使用方法[编辑]

初購回的竹炭在使用前應先用清水沖洗,可用無油污的清潔刷刷洗,清洗時不可使用清潔劑,用於飲用水、煮飯用的竹炭可再用清水浸於鍋子中,煮沸15分鐘後,取出風乾。

竹炭片可循環使用,使用三個月至半年後,可將竹炭片清洗風乾後,重覆使用。淘汰的竹炭片也可以埋於土壤中,作為土質改良[3]

應用[编辑]

  • 溼度調節。
  • 除臭、空氣淨化。
  • 紡織品
  • 土質改良。
  • 建筑材料
  • 燃料
  • 防蟲
  • 水質淨化(可作為濾水器的濾心材料之一)。
  • 食品添加物台灣可合法使用,農委會曾一度鼓勵竹炭食品,但衛生署持保留態度,不建議大量食用)

相關條目[编辑]

參考資料[编辑]

外部連結[编辑]