竹炭
竹炭，由竹子的人为炭化处理得当。使用高温令竹子炭化，分为800℃、1000℃及1200℃三种，因温度的差异所以品质上也分作三个级别。其中的一级（顶级）品，主要是用于过滤及煮食时用，在日本及台湾是在煮饭时放一块竹炭于米上一起煮。使用多次后，便用作防潮、吸味。多次使用后，便会打碎及堆放于种植植物使用。用途跟作为燃料的木炭或煤炭有所区别，竹炭主要应用于生活补助功能目的。
竹炭的取材来源以孟宗竹为主，桂竹次之，台湾产的竹炭中，80%来自孟宗竹[1]。烧制完成的竹炭体积为原本的1/10。[2]。
制作竹炭时可以同时产生竹醋液，可用于清洁、消毒之类等。
竹炭产业发展[编辑]
日本的炭制品以木炭为主流，和木炭产业相较之下，竹炭的开发量较少。2004年时，日本的竹炭生产量有1,566吨、竹醋液有658kL，其他用途的竹炭有1,567吨。竹炭生产者有886人，以爱知县的117人为最多。日本和歌山县设有纪州备长炭纪念馆，介绍日本木、竹炭发展历史、文化和各种应用。
中国的竹林面积有720万公顷。直到1998年中国的竹炭发展已有生产规模，生产商集中在浙江、福建等南方省分。2000年5月，国家科技部将“竹炭生产技术及系列产品开发”列为国家级星火计划项目。
台湾的竹林占总森林面积7.2%，台湾的竹炭产业在921大地震后开始发展。1999年台湾中部发生大地震，破坏当地产业，2002年，工研院的陈文祈向农委会提出“竹产业转型及振兴计画”，并邀请日本竹炭专家鸟羽曙访台指导，开始台湾竹炭产业，最初的生产商使有四家，至2007年增至18家[1]。2003年建立CAS竹炭产品认证，是全球第一个竹炭认证标准，符合CAS认证的竹炭产品，基本条件是原料来自生长在台湾中海拔无污染山区，四年生以上的孟宗竹[3]。
制作[编辑]
烧制竹炭的窑有机械窑和土窑两种，和土窑相较之下，机械窑能精密控制温度、空气交换，减少土窑在烧制过程中所会产生的氧化问题，产炭率较高，但限于容积，机械窑的产量较低，且制造成本高[4]。竹炭窑的结构可分为燃烧室、炭化室、排烟室三部分[2]。竹炭的制作耗时3-4周，每个阶段所需的温度不同，大至可分为成烟熏预干燥期(60~100℃)、升温干燥期(100~150℃)、炭化初期(150~270℃)、炭化旺盛期(270~550℃)、精炼期(550~750℃)、自然冷却期等数个阶段[4]。
CAS标准的竹炭烧制过程温度需达800℃以上，炭化过程为无氧炭化。敲打高温烧制而成的竹炭，会发出清脆的金属声[3]。
特性与应用[编辑]
因为竹子维管束的构造，烧制出来的竹炭成品有多孔的特性，使表面积增大，其细孔直径约为0.4-0.25mm[5]，平均每公克竹炭的表面积约 300m2，活化处理过后的竹炭，表面积可高达1,200m2以上[6]，远红外线辐射率量测得热辐射系数超过85％，波长为4～14μm。因为这些特性，竹炭的成品可用于居家用品类、寝具类、汽车用品类、化妆清洁用品类、运动保健类、工艺用品类、纺织纤维类等方面[1]，工业应用方面可制为竹炭电容器[6]。和奈米陶粉相较之下，竹炭纤维作为保温纺织品不如奈米陶粉功效持久，而且其远红外线的波长无法控制[7][8]。
竹炭成品的功效强调除臭、净化，是因为竹炭的主要官能基主为碳氢键(C-H)、双碳键(C=C)，少部分为氢氧键(O-H)，能吸附硫化物、甲醛、苯、酚或三氯甲烷等化学物质[6]，又因其多孔的特性，因此有较佳的吸附力，可被用于吸收和分解室内涂料挥发气体、化学合成制剂[9]。运用其多孔的特性，竹炭也可用在水质净化的用途上。经过竹炭过滤的自来水，酸碱值由pH7增为pH8-8.5的弱碱性[3]。在日本的研究中发现，将竹炭与竹笋放在一起，竹炭可抑制乙烯气体产生，达到竹笋保鲜的效果；竹炭也能吸收米饭的挥发物质，保持米饭香味[5]。竹炭的吸附功能为可逆，经由加热、降压等方式处理后，可重新再利用[10]。日本明星大学吉泽秀治教授将竹炭的多孔特性，运用在堆肥的熟成功能，有益微生物可于竹炭孔隙中生长，减短堆肥熟成时间。竹炭的多孔特性也可以利用于日常生活的除湿功用上[3]。
利用竹炭能吸收人体热能而放射远红外线的特性，可将竹炭运用在纺织品上[11]，能具有保温效果，也可用作入浴材料[9]。以工研院合作对象所开发的奈米竹炭纱为例，在显微镜下观察，竹炭纱为十字形和Y字型，奈米化的竹炭粉包覆于纤维内外，所制成的外套经实验后，发较保暖效果优于羽绒外套。纺织综合研究所针对竹炭被、羊毛被和蚕丝被对使用者血流量变化的研究中发现，使用竹炭被的试验者血流量较其他两种被子的使用者高[3][12]。竹炭同是也是低电阻型导体，又同时具有多孔，符合屏蔽电磁波材料的特性[6]，高温制成的竹炭含磁率和含炭率较高，但由于目前各生产厂烧制温度不一，电磁波屏蔽效果远不如导电性较佳的明火炭[9]。
竹醋液（又作竹酢液）是竹炭生产过程中的副产品，烧制过程的烟雾冷凝而得粗竹醋液，经静置、粹取、蒸馏而得。酸碱值为pH2.3～4.0，具有抗菌效果，可用于农业应用上[6]。
使用方法[编辑]
初购回的竹炭在使用前应先用清水冲洗，可用无油污的清洁刷刷洗，清洗时不可使用清洁剂，用于饮用水、煮饭用的竹炭可再用清水浸于锅子中，煮沸15分钟后，取出风干。
竹炭片可循环使用，使用三个月至半年后，可将竹炭片清洗风干后，重复使用。淘汰的竹炭片也可以埋于土壤中，作为土质改良[3]。
应用[编辑]
- 湿度调节。
- 除臭、空气净化。
- 纺织品。
- 土质改良。
- 建筑材料。
- 燃料。
- 防虫
- 水质净化（可作为滤水器的滤心材料之一）。
- 食品添加物（台湾可合法使用，农委会曾一度鼓励竹炭食品，但卫生署持保留态度，不建议大量食用）
相关条目[编辑]
- 台湾生态炭产业发展协会
- 鸟羽曙 - 日本福井县木竹炭生产协会会长
参考资料[编辑]
- ^ 1.0 1.1 1.2 台湾竹炭业之发展与现况 林试所森林利用组．林裕仁、黄国雄 林业研究专讯第15卷第3期 2008 P51
- ^ 2.0 2.1 养生黑钻-竹炭 陈俞君/著 文经社出版 ISBN 978-957-663-414-7
- ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 《台湾竹炭衣》 陈俞君/著 棋碁文化出版 ISBN 978-986-82550-5-0
- ^ 4.0 4.1 浅谈竹炭之生产与利用 森林利用组 林裕仁、黄国雄、王瀛生 林业研究专讯．第10卷第三期2003/06
- ^ 5.0 5.1 土窯炭化溫度對桂竹竹炭真密度與電阻係數之影響 台灣林業科學 19(3):237-45, 2004 黃國雄 余欣怡 鳥羽曙 (PDF). [2008-12-07]. （原始内容 (PDF)存档于2007-12-23）. 引证错误：带有name属性“elere”的
<ref>标签用不同内容定义了多次 - ^ 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 新世代林產品－推動林產物利用與研發成果 林務局造林生產組/許美玲 農政與農情第191期(2008年5月). [2008-12-07]. （原始内容存档于2016-01-09）.
- ^ 竹炭,或其他物質如何放射遠紅外線?. 台湾师范大学物理系 物理教学示范实验教室网站 物理问题讨论区 (黄福坤). [2008-12-10]. （原始内容存档于2021-03-10）.
- ^ Far Infrared Therapy Clothing Market / How Can A Fiber Emit Far Infrared Ray?. [2008-12-10]. （原始内容存档于2008-10-16）.
- ^ 9.0 9.1 9.2 木、竹炭在生活上的应用 台湾大学森林系博士后研究 洪崇彬 林业研究专讯 第11卷第三期 2004/06
- ^ 中国竹炭产业的兴起与困顿[永久失效链接]-国家知识产权局
- ^ 竹炭应用-竹炭纤维 林试所森林利用组．林裕仁、黄国雄 林业研究专讯第12卷第1期 2005/4 P15
- ^ LaCoya官方網站. [2020-03-02]. （原始内容存档于2008-05-13）.