甘蔗渣紙是什麼？甘蔗渣紙產品的優勢與未來

甘蔗渣紙是目前正在使用的造紙方式之一，以甘蔗渣做為原料替代木材，可用於用於包裝紙、新聞紙、紙容器及紙巾等，由於原料取得環保及製漿（pulping）過程相對溫和，因此成為具發展潛力的新興造紙原料，本篇文章將介紹甘蔗渣與其應用，並說明如何製造甘蔗渣紙與其優缺點。

甘蔗渣是什麼？

甘蔗富含糖及水份，榨汁可用來製糖或生質酒精等，最終剩餘的纖維就是甘蔗渣，甘蔗渣最原始的用途是作為燃料與堆肥，但因為尚餘許多水分與富碳物質，故燃燒效率並不高，並且需要經過發酵處理才可用於大規模堆肥，在講求環保的現今，科學家與企業開始找尋其他甘蔗渣的利用方式，以降低廢棄物數量與可能造成的汙染。

甘蔗渣的優點與常見問題，請見文章：甘蔗渣是什麼？6個甘蔗渣用於食物包裝的好處。

甘蔗渣產品有哪些？

目前常見的甘蔗渣產品包括環保餐具及食物包裝，另外也正在逐漸開發其他用途，包括：

• 替代水泥：可替代部分水泥添加在混凝土中，加強混凝土強度同時降低高碳排放量的水泥使用量。
• 作為農牧飼料：添加營養素增加適口性提供蛋白質等營養後，可作為混和飼料中的纖維素來源。
• 造紙：甘蔗渣中富含纖維，與樹木一般可透過製漿過程重新排列纖維，製造成堅韌紙張。
• 發酵為酒精：甘蔗渣經過水解可被酵母菌分解，過程中產生酒精供工業及運輸業使用。
• 加工為固態燃料：依據每種廢棄物如廢紙、塑膠及紡織品的燃燒特性，調配混和後將提高燃燒效率，作為發電廠的燃料棒使用。

廣泛應用在各行各業當中。

甘蔗渣紙是如何被製造出來的

甘蔗渣紙由於材質較硬、亮度較低、顏色較黃，故較少用於一般書寫或影印用的白紙，主要用於包裝紙、新聞紙及紙容器等，相較於其他常見的製紙木材如桉樹、松樹、尤加利樹、樺樹及杉樹等，甘蔗渣含有大量的髓質（pith），這些髓質會降低紙張品質與堵塞造紙機器，因此需要先行處理將髓質分離，製造過程較一般紙張複雜一些。

以乾式脫髓法 (Dry Depithing Process) 初步去除甘蔗渣中的髓質

乾式脫髓系統主要由槌磨機 (hammermill) 與篩網 (Screen) 組成，甘蔗渣會在槌磨機中被打成碎塊，並透過篩網分離髓質，經過乾式脫髓的甘蔗渣中仍會有20%以上的髓質，因此需要濕式脫髓法進一步減少髓質含量。

以濕式脫隨法 (Wet Depithing Process) 進一步去除甘蔗渣中的髓質

濕式脫髓法使用時機大多為甘蔗渣紙漿即將投入造紙機械前，甘蔗渣會送入水力碎漿機 (hydro-pulper) 中，在2-2.5%的濃度下徹底浸濕破碎，進一步去除30%的剩餘髓質。期間水可以重複循環使用。

儲存甘蔗渣

由於甘蔗渣為甘蔗的副產物，供給量會隨著甘蔗收成與製糖需求改變，某些地區一年中只有一半的時間有甘蔗收成，因此需要透過儲存來調節並穩定供給甘蔗渣量，經過濕式脫髓的甘蔗渣會由推土機等機械壓縮成缺乏空氣的甘蔗渣堆，在大多數情況下最長可儲存12個月，減少空氣接觸可以使甘蔗渣在經過長時間儲存後，仍能維持高亮度 (Brightness) 與低黃度 (yellowness) 。

製漿

甘蔗渣在造紙前會先製成甘蔗渣紙漿，通常以蘇打或硫酸鹽在攝氏90-180度的溫度下進行反應（依採用的製程方式改變），類似於一般木材生產紙漿的過程，但因甘蔗渣中含有的木質素較木材而言有更佳的反應性，故添加的化學反應物濃度及製備溫度都較一般木材紙漿來得低。

處理甘蔗渣紙漿

甘蔗渣紙漿中具二氧化矽，若未去除會於後續造紙時損害機械，可透過添加化學溶液方式沉澱二氧化矽並去除，此外與木材紙漿造紙相同，需要透過氧氣或氧化物漂白甘蔗渣紙漿，不過與木材紙漿相比，甘蔗渣紙漿在漂白的過程中添加的化學品較低，並且某些漂白方式可循環使用水，對環境相對友善。

將甘蔗渣紙漿加工成紙產品

經過處理的甘蔗渣紙漿性質已經類似闊葉木紙漿，主要使用長網成型機（fourdrinier formers）及雙網成型機（twin-wire formers）兩種木材造紙業經常使用的設備成型，形成的紙張會受機械擠壓、乾燥與成捲，切割與包裝後用作各用途的紙類原料。

甘蔗渣紙的優點有哪些？與傳統紙漿造紙、再生紙的差別

甘蔗渣紙具有以下的優點：

環保再利用的原料來源

甘蔗渣紙的原料來源為甘蔗渣，是甘蔗加工的副產品，使用甘蔗渣造紙可以幫助解決農業廢棄物處理問題，讓這些本會被掩埋或焚燒的甘蔗渣重獲新生，創造更大價值，而傳統紙漿則需砍伐樹林，種植人工林也會有破壞當地生態的問題，同時木材生長週期需3-5年以上，也較甘蔗來得長。

紙張在回收再生的同時，纖維長度會逐漸變短，因此即使使用再生紙，也需要持續在每次回收過程中添加新的原生紙漿，以保持生產出的紙張韌性，而再生紙在再製過程中，需使用耗能機械及化學藥劑分離紙張中的油墨及塑膠淋膜，可能產生更多污染。

原料不須長途運輸

由於甘蔗通常會在一塊區域中例行性的種植，在收成後將集中送至糖廠中製糖，只要甘蔗渣造紙廠設立位置鄰近糖廠，就能減少原料運輸產生的碳排放量與成本，不必如木材般從砍伐的森林送到各地造紙廠，甚至需要跨海運輸。

製作過程汙染較低

植物纖維形成紙漿的過程中需添加化學藥劑，同時也要使用氧氣或氧化物漂白，甘蔗渣的纖維反應性較木材好，因此造漿的過程所需溫度較低，也不需要過多的化學物質，用水量也比傳統紙漿及回收紙來得低。

質地較硬

甘蔗渣纖維雖然在去髓過程中受到破壞，並且纖維較短，但因纖維本身的細胞壁較厚，因此較一般的木材紙漿質地更硬，適合作為瓦楞紙與紙巾的原料。

原料及生產成本低廉

甘蔗渣紙主要原料來源為製糖副產品，許多糖廠甚至需要付費請廢棄物處理廠商消化這些廢棄物，因此原料取得近乎是免費，尤其在重視森林碳匯的現代，善盡ESG責任的企業使用的木材須通過具公信力的國際組織査和，如可持續性森林管理（Forest Stewardship Council，FSC）等，也讓符合永續經營的木材價格攀升，進一步拉開彼此的成本差距。

另外生產過程中降低溫度及化學物質使用量，除了可減少能源使用及購買化學物質成本外，更能減少排放的汙染，避免碳排放量被徵收碳費、碳關稅，及建立污染防治措施所產生的成本。

安全衛生

甘蔗渣原料來源為食品廠，提供足夠的衛生性，可用來製造食品容器，再生紙因製作過程難以確定衛生性，如台灣等部分國家法規即不容許食品容器使用再生紙漿生產。

甘蔗渣紙的未來：更環保的選擇

根據statista的統計，2021年全球紙張與紙板消費總量約4.08億噸，並且還在持續成長當中，佔最大比例的為瓦楞紙板的主要料箱板(Containerboard)，在2021年即達到1.78億噸，預計更會在2031年成長到2.2億噸以上，若以一噸的紙平均需要約17棵樹生產計算，也就是當箱板需求量成長到2億噸時，每年就需要砍340億棵樹來生產，這是十分驚人的數字，很可能會加劇全球暖化。

而甘蔗渣由於質地較硬，適合用來生產箱板，根據聯合國農糧組織（Food and Agriculture Organization of the United Nation, FAO）統計，2019年全球甘蔗產量高達19億噸，可提供充沛的原料來源，同時生產過程中所消耗的能源、化學物質及水資源都較木材紙漿來得低，是更加環保的選擇，目前的技術困難主要是在髓質去除上，有待未來更多的研究克服。