在氣候變遷的環境下，人們開始注意到廢棄物資源化的重要性，在經濟模式上也由線性經濟轉向循環經濟模式。在農業資材上過往因經濟價值低，因此農民大多以就地堆肥、焚燒掩埋等方式進行處理。由農委會統計資料顯示，在固態農業資材中堆肥及焚燒掩埋處理就占整體處理模式的80%^〔注1〕。但這些農業資材只要透過妥善處理便可變為有價值的資材，並可作為如生物炭、木醋液、梨枝文具、蒲草吸管、藺草編織、鳳梨纖維布、蚵殼布等有價產品再做販售，本文也將藉由案例分享介紹一些農業資材資源化的處理模式。

圖說：歷年農業固體廢棄物統計表

農業資材主要由木質素、纖維素及半纖維素所組成，在處理上可透過，如高溫碳化、纖維抽絲、鍛燒研磨、原型加工等模式進行再利用。
 

高溫碳化

一般農作物皆由木質素、纖維素及半纖維素所組成，而木質素因為具有龜殼狀的化學結構，因此為一種很好的碳源料^〔注2〕。木質素高的農資材經高溫熱裂解(Pyrolysis)這些生質資材將會傳換成固態、液態及氣態等有價值的產物。固態就是所謂的生物炭(Biochar)，因具有官能性基團、高比表面積、高孔隙率、化學穩定性佳等特性，因此可作為農耕肥料^{〔注2、3、4〕}、水質淨化^〔注2〕、空氣淨化^〔注2〕等應用。液態則是醋液及焦油組成的混合液體，其由80~90%的水分及10~20%有機化合物所組成，有機化合物中含有機酸、酚類、醇類、醛類、酯類與吡咜 類等物質，PH酸鹼值大約在2~4左右，可作為土壤改質劑、農業肥料、除蟲劑、清潔劑等^〔注5〕使用。氣態則是由CO2、CO、CH4、H2組成的混合性可燃性氣體，又稱水煤氣，應用上可以做為燃氣使用^〔注2〕。
目前永續材質圖書館中也有收納國內業界有在應用的案例，如官田烏金的菱殼碳、木酢達人的生物碳。

圖說：農資材高溫碳化應用

 

纖維抽絲

農作物的莖葉中都含豐富的纖維素，其含量通常高達50%以上，這些纖維素都是相當好用的天然資材^〔注6〕。以鳳梨葉纖維為例，鳳梨在開採完後會留下鳳梨葉，這些葉子過往農民大多以農機打碎翻耕作為土壤肥料使用^〔注7〕，在近年來因環保意識抬頭人們開始注意到鳳梨葉纖維具有良好的耐水性、耐磨性及柔軟度，且其纖維長度大約在3~8 mm左右，因此只要將纖維透過刮青、水洗、曬乾、捻紗就可將鳳梨葉變成紡織用的紗線，應用上可透過混紡或編織做成布包、鞋面或衣物等布料使用^{〔注8、9〕}。
永續材質圖書館中也有收集此類布料，如東昌紡織及世堡紡織做成的鳳梨纖維混紡布。

圖說：農纖維資材抽絲應用

 

鍛燒研磨

鈣(Calcium)為自然界最豐富的元素之一，存在於天然礦物及生物體中。礦物常見的有如石膏硫酸鈣(CaSO4)、磷灰石(Ca5(PO4)3(F,Cl,OH))、螢石(CaF2)等。生物體上常見的有貝類、甲殼類、珊瑚、鳥禽類的蛋等，這些皆以碳酸鈣(CaCO3)形態存在^〔注10〕。

近年來環保意識抬頭，人們開始於養殖畜牧業的副產物中取得鈣資源。以蚵殼及蛋殼為例，這些生質資材過往都透過隨意堆置或焚燒之方式處理。為了解決此問題，經研究發現我們可透高溫鍛燒的方式使其由碳酸鈣變成氧化鈣，燒出的鈣粉末具有抑菌、多孔等特性，應用上可添加於人造纖維中做成抗菌纖維，或者可做成鈣保健品添加劑使用^{〔注10、11〕}。

永續材質圖書館有收納了這些國內業者做成的相關產品，如誠佳科紡透過回收保特紗添加蚵殼粉做成的Seawool海毛紗布料，及蛋寶生技利用蛋殼粉做成的食品添加劑鈣粉。

圖說：天然鈣資源再利用

 

原型加工

臺灣為水果生產大國，為了確保每年穩定產量，因此果農都必須定期將果樹進行修枝，這些修枝下來的枝幹每年都可多達數噸之多，過往農民都是透過焚燒或隨意堆放處理。為了解決這些農業資材，除了先前提的可將其透過高溫碳化變成生物碳外，亦有文創業者將較粗的枝幹挑選出來，經由簡易的車削、研磨、拋光等工藝便可將其做成鋼筆、印章等使用^〔注12〕。此外也有業者因看中一些草本植物堅韌的特性，將其經簡單加工處理做成商品應用。如蒲草吸管就是利用蒲草中空、質地硬實、管壁厚等特性，將其蒲草透過清洗、裁切、通管、乾燥、消毒等程序作成的吸管^〔注13〕。草帽、草鞋、草蓆則是利用藺草質地細緻、堅韌、吸濕度佳、香氣豐厚濃郁的特性，透過析草、槌草、揉草、鋪草、編織等程序做成的藺草商品^〔注14〕。

以上案例也為永續材質圖書館目前收納的產品，如梨理人設計的梨枝文具，玩艸植造利用蒲草做的蒲草吸管，以及台藺工坊做成的藺草編織等。

圖說：農業資材原型利用

 

總結

農業資材是上天給予我們的資源，過往因為商業價值不高，我們只知道透過焚燒、掩埋或隨意堆置等模式處理，但當我們只要深入了解並善用其特性，其實這些農業副產物皆可以變成有價值的資材，並有機會創造循環經濟的價值。

備註

財團法人塑膠工業技術發展中心在經濟部中小企業處支持下成立「永續材質圖書館」實體館及線上平台(https://sml.pidc.org.tw/index_tw.php)，並於2021年正式對外開放。館內收集塑膠、纖維、橡膠、金屬、礦物、天然及其它等七大類材質。並透過提供企業媒合、材質諮詢、設計及打樣…等多項服務，以促進國內永續材質循環經濟發展。

 

參考文獻：

1. 行政院農業委員會，農業固體廢棄物歷年表(https://agrstat.coa.gov.tw/sdweb/public/common/Download.aspx)

2. Babasaheb M. Matsagar、鄭旭鈞、吳希彥、吳嘉文＂農業廢棄物製備生物炭於環境管理之應用＂工業材料雜誌421期2022

3. 倪禮豐、范美玲、黃鵬＂農業與節能減碳＂農業知識入口網(https://kmweb.coa.gov.tw/theme_data.php?theme=news&sub_theme=agri_life&id=54845)

4. 陳盈蓁、徐仲禹、倪禮豐” 淺談生物炭於農業之應用”花蓮區農業專訊106期 2018

5. 黃國雄“竹醋液之性質與利用”林業研究專訓15期2008

6. 來俊吉“循環經濟新指標-植物纖維結合可分解之農資材開發與應用(上)”工業材料雜誌414期

7. 壹電視NEWS 王欣怡“新聞思想啟-再生循環新境界”202106211報導(https://www.youtube.com/watch?v=ivupKgS1K8M&t=265s)

8. 李婉瑜“鳳梨葉纖維性質及其應用” 國立屏東科技大學木材科學與設計系碩士論文2015

9. 朝陽科技大學應用化學系石燕鳳教授“鳳梨纖維處理及應用技術”簡報(https://slidesplayer.com/slide/14943703/)

10. 張名惠、李映萱、莊凱翔、林孟傑“含鈣循環材料之應用技術”工業材料雜誌420期2021

11. 勤億蛋品科技股份有限公司”蛋殼製品DM”

12. 梨理人設計有限公司官方網站(https://www.ririren.com.tw/)

13. 玩艸植造官方網站(https://www.wondergreener.com/)

14. 台灣藺草學會官方網站(http://www.taiwanlin.org.tw/)