竹炭 - 维基百科，自由的百科全书

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]。