跳到主要內容

新聞期別 :

關鍵字搜尋 :

廢棄稻草包水果 中興創減塑環保新材料
新知
第1753期
廢棄稻草包水果 中興創減塑環保新材料
2021-10-06
【記者單師樵綜合報導】水果從種植、運送到販售的過程中,需消耗大量塑膠包裝。為此,國立中興大學生命科學系學生周麗慧與生物產業機電工程學系學生林虹余合作,研發「WastePack升值廢物包裝」,以稻草為基底,加入聚乳酸、甲殼素等材質製作長途運輸水果的包材。WastePack不僅能替代包裝水果的塑膠,更有助於減少因燃燒稻草及提煉塑膠所產生的碳排放,並且原料為廢棄物、成本低。作品獲得教育部「109年度氣候變遷創意實作競賽」金獎肯定。 WastePack為國立中興大學生命科學系周麗慧與林虹余所研發,為長途運輸新鮮水果所使用的包材。 圖/林虹余提供當初WastePack的發想,起因於團隊希望解決水果浪費。林虹余說:「其實食物上游端有浪費問題,例如水果在運送時使用的冷藏車,其中的風扇因為不常清洗,容易藏汙納垢,水果放在裡面也會容易壞。」因此,他們決定從較少人涉及的上游端來改善現況。WastePack的主要原料為稻草,同時加入聚乳酸,使得包裝同時擁有紙與塑膠的特性,水氣因此不易進入與水果接觸。林虹余說明:「我們發現聚乳酸是最好分解,也是大家在提到環保塑膠的時候,第一個會想到的材料。」另外,因材質包含海鮮萃取的甲殼素,WastePack亦有抗菌效果,使水果在運輸空間下較不容易腐敗。「甲殼素在生醫領域很常被拿來抗菌,而且它可以跟聚乳酸結合。」林虹余解釋,甲殼素同時能解決抗菌成分無法與紙材融合的問題。 WastePack包裝材質以廢棄稻草為基底,並加入聚乳酸與甲殼素而製成。 圖/林虹余提供不過,團隊在製成WastePack的過程中遇上兩個技術困難。首先,他們找不到將紙與塑膠特性合併的方式,林虹余說:「森林系教授聽到我們要把紙和塑膠結合起來的時候,都覺得不可能。」而在尋覓抗菌成分時也歷經波折,團隊曾經嘗試兒茶素、柑橘精油以及柿子葉等材料,但都無法良好地與紙張結合。經過大量閱讀論文、與專業領域教授多次討論後,團隊總算找到聚乳酸與甲殼素,使WastePack能夠克服上述困難。團隊亦分享,他們與校內有機農業攤販接觸後,意外發現農民對於WastePack作為環保替代品十分支持,指導教授程華強說:「現在農民環保意識其實滿高的,他們可以感覺到氣候變遷對於台灣農作物帶來的負面影響。」國立臺灣大學農業化學系學生黃詩雅也認為,若價格合理,他願意分享包裝理念給身邊朋友,然他亦指出:「團隊僅運用稻桿中的纖維素,剩下部分該如何解決是另一問題。」他補充,甲殼素過敏患者與素食主義者可能無法接受此包裝。 WastePack包裝有防潮、抗菌功效,同時又由生物材料製成,並可生物分解。 圖/林虹余提供此外,要將WastePack商品化還遇上資金困難,「光是專利就要我們先出100萬出來。」程華強解釋,雖然目前仍無法商品化,但此研發是個有前景、有潛力、一舉兩得的方案,「它解決一個非常大的環保問題,接著它可以對台灣未來農業科技上面帶來很大的助益。」而團隊目前則計畫參加新創競賽,希望能藉此獲得更好的資源,如輔導生產。周麗慧表示,希望WastePack有朝一日成為台灣主要的水果包裝方式。
回收稻殼變面膜 農業廢棄物再利用
新知
第1694期
回收稻殼變面膜 農業廢棄物再利用
2018-12-26
【記者邱于瑄綜合報導】國立宜蘭大學化學工程與材料工程學系團隊再利用農業廢棄物,將稻殼回收並製成可分解的親膚性敷材,應用於面膜、人工皮、人工血管等醫療及美容領域。團隊透過水解技術提取稻殼中的木醣醇,結合可生物分解的材料,並利用靜電紡絲技術產生奈米纖維,製作成親膚性敷材,獲得第一屆大專校院綠色化學創意競賽金牌。 透過水解技術提取稻殼中的木醣醇,結合可生物分解的材料,製成親膚性循環敷材,可應用於面膜、人工皮等。 圖/邱于瑄攝根據團隊成員林旻峰提供的數據,台灣每年產生約54萬噸的稻殼,然而,稻殼不易被分解,掩埋處理將影響農作物生長,而直接燃燒更會汙染空氣。家中種稻的輔仁大學西班牙語文學系學生范釋文表示,家裡每年大約收成700至800斤的稻作,通常會將稻稈曬乾鋪在農地上,減少雜草的生長,亦會將稻殼拿去餵雞或撒在農地防雜草兼堆肥,藉此減少農業廢棄物汙染問題。林旻峰表示,團隊透過水解技術提取稻殼中的木醣醇,提高敷材親水性能,並結合聚己內酯,搭配萃取自蠶繭的絲素蛋白提高生物相容性,促進細胞黏附、遷移和增值,以及利用無毒性且抗微生物活性的幾丁聚醣,有效提升敷材的抗菌效能。林旻峰說明,這些可生物分解的材料利用靜電紡絲技術產生奈米纖維,可製成面膜、人工皮等親膚性敷材。 台灣每年產生約54萬噸的稻殼,宜大團隊利用稻殼中的木醣醇,製成親膚性循環敷材,解決稻殼廢棄問題。 圖/林旻峰提供針對目前解決農業廢棄物的方式,國立屏東科技大學農園生產系學生陳柏憲表示,現有技術透過高溫加熱將稻殼碳化,可中和酸性土壤,改良土壤性質,亦可以撒在農地增加土壤空隙,幫助排水及透氣等。而此次宜大團隊的發明提供另一種解決廢棄物的方式,「每一平方公尺的敷材可以減少大約300克稻殼。」林旻峰表示,此敷材製成的產品回收後,經微生物分解可轉化為肥料,進而循環利用。林旻峰說明,目前團隊尚針對敷材產品對細胞活性與抗菌方面進行研究,也必須克服因稻作產率較低導致原料不足以及品質不穩定的問題。此外,未來還需經過許多測試,才能將敷材商品化。
紙容器淋膜革命 可分解類木質素紙膜促環保
新知
第1689期
紙容器淋膜革命 可分解類木質素紙膜促環保
2018-11-21
【記者陶怡軒綜合報導】台灣每年消耗超過十億個紙杯,紙容器內壁的塑膠淋膜需要專門技術,與紙容器分離後才能回收,大量紙杯淋膜回收不善,成一大環保課題。國立中正大學學生團隊,從可被菌類完全分解的木質素發想,透過基因改造工程,研發出可生物分解的類木質素新興材料,可望應用在紙容器餐具內部,取代傳統塑膠淋膜。 台灣的紙容器多數沒有落實分類回收,紙類與塑膠淋膜常一同進到焚化爐。 圖/陶怡軒攝團隊成員、中正財務金融系學生顧賀鈞表示,團隊透過基因改造工程將歐洲雲杉、火炬松中的過氧化物酶、漆酶基因取出,再植入酵母菌中生成酵素,最後以松柏醇做為單體,將酵素鍵結聚合成類木質素的低聚物。成員、中正機械工程學系學生蕭喬解釋,低聚物性質讓類木質素既具有高分子聚合物的疏水性,以便應用在盛裝液體的容器,又可以讓類木質素在自然界中被生物分解。團隊指導老師、中正生物醫學科學系副教授李政怡提到,台灣現有可應用在紙容器塑膠淋膜的材料,常見的是PP、PE,以及可以生物分解的PLA。但台灣目前只有一家廠商擁有淋膜分離技術,導致大部分紙容器無法被妥善處理,只好將紙容器及附著其上的淋膜一起送入焚化爐,兩者皆無法落實回收。顧賀鈞也表示,PLA的分解條件嚴格,「環境必須達到90%的濕度,溫度也要至少(攝氏)60到70度左右。」PLA分解需要花費數週,但類木質素在攝氏30度左右的環境,就能被枯草桿菌分解,48小時內便能被分解完80%左右。類木質素應用在紙容器淋膜上,回收處理更方便。蕭喬表示,PLA雖然可被生物分解,但PLA耐熱溫度卻只有攝氏60度左右,現階段只能應用在冷飲紙杯內。類木質素則可耐熱到攝氏100度左右,經過進一步研發,有機會再將類木質素的耐熱度提高。顧賀鈞也提到,為了方便PLA淋膜塑形,其中會額外添加塑膠,杯子並非完全使用PLA製作,無法達到真正的環保。成員、中正生醫系學生唐禹丞則補充,在生物安全等級方面,酵母菌對人體基本上無害,因此相較於傳統淋膜,類木質素帶給人體的毒素負擔也少得多。而基於基因改造工程倫理,他們也在生產線構想上,設置兩道過濾程序,確保基改後的酵母菌不會洩漏到環境中,也讓民眾能安心使用類木質素淋膜的紙容器。 類木質素生產線概念圖,設有發酵爐、過濾裝置,最後透過造粒機產出可供紙容器業者使用的微粒原料。 圖/中正大學iGEM團隊提供該團隊使用創新的技術生產類木質素,並以環境生態關懷為出發點,在今年國際遺傳工程機械設計競賽(International Genetically Engineered Machine Competition, iGEM)中榮獲金牌。雖然此新興材料還在研究階段,且類木質素淋膜紙杯成本偏高,但團隊成員認為經過進一步改良,未來如果有機會大量生產,成本可望大幅下降,團隊樂觀看待類木質素未來發展。 中正大學共16名同學參加iGEM競賽榮獲金牌,可望為台灣帶來一場紙容器淋膜革命。 圖/中正大學iGEM團隊提供
置頂