竹炭

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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,硬度达15-20度[2]

制作竹炭时可以同时产生竹醋液,可用于清洁、消毒等用途。

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"最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,工研院陈文祈农委会提出“竹产业转型及振兴计划”,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]。和纳米陶粉相较之下,竹炭纤维作为保温纺织品不如纳米陶粉功效持久,而且其远红外线的波长无法控制[7][8][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][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纳米竹炭纱为例,在显微镜下观察,竹炭纱为十字形和Y字型,纳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]

参考资料[编辑]

外部链接[编辑]