技術名稱 連續高溫乾餾醋液與活性炭作業生成裝置
計畫單位 國立屏東科技大學
計畫主持人 王貳瑞
技術簡介
活性炭產品應用範圍很廣,炭化與活化技術是影響炭化產品品質的主要因素。台灣活性炭技術以土窯與簡單機械窯為主,活化技術與產業層次一直無法提升,活性炭依賴進口。本項研發以木材利用高質化為目標,開發醋液蒐集與炭化活化之連續性高溫乾餾系統,可以解決長期碳化技術缺口的功能。受限於原料來源供應與國內炭化技術長期停留於土窯層次,醋液產製數量有限,品質亦不穩,產業層級一直難以有效提升,應用範圍亦侷限於環保層次。生鮮植物不能進口,台灣活性炭製造以進口椰殼木炭為活化原料,因此無醋液蒐集功能性設計。進口椰殼炭係以回復常溫初級炭重新在活性炭爐再加熱至所需炭化溫度,因為是二次加溫,存在能源浪費、材質成份變動與成本效益不足的問題。

本研發設備利用木屑粉碎與造粒設備,將木質材料先粉碎再造粒方式,使原來0.2-0.3木質密度提高至1.3-1.4,具節省炭化爐空間與加溫能源耗用,以及提高炭化效率與活性炭品質的優點。其次,本項研發具有連續高溫控制與惰性氣體流量自動控制之炭化活化系統,以及具即時監控自動資訊系統,可進行物理活化法實驗分析,設備材料採用高鎳合金耐高溫材料,可避免高溫金屬爐壁滲出金屬造成製程污染。
活性炭功能係以比表面積與碘值所代表的吸附能力為評估準則,物理活化法需要加溫到至少超過700℃以上並保持恆溫時段,吸附能力較低,通常低於1000m2/g;化學活化法則可設定於400℃,吸附能力就可超過2000m2/g以上,時間也可大幅較節省。化學活化法效率高,卻有化學殘留之缺點,所以常用於產業環保物質吸附或工業廢水處理。物理活化時間遠高於化學活化方法,且吸附力受到加溫過程、恆溫維持與惰性氣體應用之交互影響。本創新技術物理活化技術有整合加溫、惰性氣體與時間控制之功能,且碘值可達950-1000m2/g,及能源節省之效果。
本項創新開發實驗不同木材材料產製的木醋液與活性炭,添加於飼料進行養殖與水質改善實驗,結果證實效益相當顯著,具有創造木材利用價值,並且提升台灣炭化技術層次與產業競爭優勢之效用。
本項研發技術已經獲得批次型、量產型及製程設計等三項發明專利,具技術移轉商業化應用之基礎。除合作企業景航企業已經利用本項創新技術解決其木材廢料去處問題外,另有企業利用本量產技術開發營建廢棄物木質類之處理問題。
科學突破性
初級炭材以土窯設備為主,可以蒐集醋液,高價值活性炭材以初級炭材為原料進行活化,因此沒有醋液副產品,成本高,且因無連貫性,品質不穩。本創新技術具醋液、碳化到活化之連續高溫乾餾功能,並且具CO2、氮氣、過熱蒸氣等惰性氣體活化與交互使用分析之功能,可以解決物理活化活性碳取得來源與經濟性問題。
產業應用性
本項創新針對水產養殖與畜養飼料添加進行實驗,以醋液與活性炭結合作為畜養與養殖飼料之添加。實驗結果顯示,以活性炭以及木醋液作為雞隻飼養與蝦類養殖飼料添加物,取代抗生素與成長激素,存活率與換肉率均可提升10%-20%,成效高於益生菌。材料方面,以銀合歡成效最佳,具有解決澎湖與墾丁銀合歡影響生態之問題。
關鍵字 木醋液 活性碳 活化 物理活化 高溫乾餾 飼料添加物 存活率 換肉率 養殖 銀合歡
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