為獲取油茶籽須先去除果殼(又稱茶蒲,圖10-1)與種殼(圖10-2),去殼後之種仁依榨油機械及方式之不同所產生之殘渣可分為茶箍(又稱茶枯、茶餅,圖10-3)與茶粕(圖10-4)。
圖10-1 油茶之果殼 (許富蘭 攝) 圖10-2 油茶之種殼 (林裕仁 攝)
圖10-3茶箍 (許富蘭 攝) 圖10-4茶粕 (許富蘭 攝)
上述之果殼、種殼與茶粕均屬廢棄物,若未能善加利用而加以棄置,將造成資源上的浪費。茲將該等廢棄物再利用方式簡述如下:
油茶殼之再利用:
油茶殼包含果殼與種殼,果殼大多於油茶果實採收經乾燥處理所產生,可便於運輸與降低運輸成本;而種殼則於榨油前利用剝殼機或手工進行去殼處理所產生,以提高榨油收率與效率。
油茶果殼之成分以纖維素及木質素等居多,其次為醣、黃酮、皂素等,而油、粗蛋白、灰份等含量甚微。因為含大量纖維素及木質素,因此,工業上可以用來提製糠醛、木糖醇、培養菇類等用途。此外,油茶果殼含有多量的總酚及總黃酮量,故具有良好的抗氧化能力。據研究結果顯示,油茶果殼抽出物之自由基清除效率接近兒茶素和維生素C兩種標準抗氧化劑,具有發展為保健食品的潛力。
油茶種殼與稻殼、花生殼、椰子殼等均屬植物體之一部分,由碳、氫、氧等元素所構成之碳水化合物,主要成分為半纖維素、纖維素與木質素。由於植物體所屬之「殼」,其性質堅硬,鮮加利用而常視為廢棄物,殊為可惜。在有效利用農林廢棄物之前提下,可將其造粒成顆粒燃料,目前已有利用製材廠廢棄木屑與紙廠回收紙之塑膠類廢棄物等製造顆粒燃料,亦可將其製造成炭化物,目前已有「稻殼炭」與「椰殼活性碳」,在商業運轉之模式中生產與販售,其中稻殼炭可作為土壤改良劑、有機肥料添加劑與煉鋼保溫劑等用途,椰殼活性碳在工業上可作為濾芯、脫色劑與廢氣處理等用途。
碳水化合物在高溫下炭化之過程中,大部分之氫元素與氧元素脫離,大部分碳元素殘留而形成炭化物。油茶種殼炭如圖10-5所示。一般而言,炭化物(包括木炭與竹炭)之收率與基本性質依炭化溫度之高低而不同,表10-1所示為不同炭化溫度下形成的油茶種殼炭之收炭率與基本性質,由表10-1得知收炭率隨炭化溫度增高而明顯降低,而pH值、真密度、比表面積與含碳量均隨炭化溫度增高而明顯增加之趨勢。其中比表面積為每克炭化物中,微孔表面積之總和,其值愈高表示吸附能力愈強,炭化溫度於650℃時,其比表面積達216.2 m2/g,與相同炭化溫度之竹炭相近,顯示具有良好之吸附能力。
為了有效利用油茶種殼,經炭化之油茶種殼應充分發揮其機能性而加以利用。除了可做為土壤改良劑與有機肥料添加劑外,亦可利用活化技術製成活性碳供工業用,若炭化溫度達700℃以上,更可做為除濕除臭包與枕頭等用;研磨成粉末後可供高級肥皂、洗面乳等用,其他產品之開發可參照木竹炭之相關產品。
圖10-5油茶種殼炭 (林裕仁 攝)
表10-1不同炭化溫度油茶種殼炭化物之收炭率與基本性質
炭化溫度 (℃) |
收炭率 (%) |
pH值 | 真密度 (g/cm3) |
比表面積 (m2/g) |
含碳量 (%) |
450 | 45.26 | 6.90 | 1.45 | 41.2 | 70.70 |
550 | 39.12 | 8.19 | 1.47 | 71.8 | 78.60 |
650 | 35.20 | 8.67 | 1.58 | 216.2 | 84.94 |
750 | 33.21 | 8.54 | 1.76 | 225.1 | 86.81 |
製造顆粒燃料之方法係先將油茶種殼進行粉碎、乾燥與調整含水率後,利用造粒機以原料磨擦加熱與擠壓之方法,製成小圓柱狀之顆粒(如圖10-6),其大小依造粒機之馬力與模具而不同,通常直徑6~20 mm、長度20~60 mm,密度為1.00~1.20 g/cm3,平均熱值約5,160 kcal/kg,較奧地利、德國、瑞典之國家木質顆粒燃料規範之最低熱值4,035 kcal/kg高出約1,100 kcal/kg,在能源利用上具有高效益。顆粒燃料具耐燃性,發熱能量效率佳,體積小且易於貯存,運輸與管銷成本低,燃燒過程煙塵量少,殘留灰分少等優點。
能源市場之原料價格通常是以熱值作為主要評估依據,油茶種殼顆粒燃料因具有較高之熱值,且燃燒油茶種殼顆粒燃料不會增加大氣二氧化碳之排放量,在開發國內綠色與再生能源利用新途徑上具有極佳之優勢。此產品未來若能在達到擴大原料供給量與穩定供給之前提下,可應用在公私團體、學校、醫院與或社區之中小型加熱發電設備,逐漸減少對石化能源之依賴程度,油茶種殼顆粒燃料之開發與推展將極具前途。
圖10-6 油茶種殼製成之顆粒燃料 (林裕仁 攝)
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