甘蔗 VS 竹子:相異處、好處與兩者的產品

甘蔗 VS 竹子:相異處、好處與兩者的產品

現今倡導減塑環保,甘蔗與竹子都是常見的天然環保材料,兩者的纖維都可生物分解,適合製作綠色產品,本篇文章將介紹兩者的相異處及各自的優點,並提出幾項常見的甘蔗產品及竹子產品。

甘蔗 VS 竹子有什麼不同?

甘蔗與竹子都有著筆直、堅硬、多節而細長的莖,但普遍來說成熟的竹子植物株高度較高,約是甘蔗的3倍左右,不過甘蔗約12-18個月即可收成,用來作為製糖原料使用,而竹子則需約2-3年時間才能成為建築或紙張原料。

甘蔗的莖為實心且含水量豐富,竹子的莖則為空心且有彈性,甘蔗的強度不如竹子,竹子的抗拉強度甚至超過低碳鋼鐵,因此適合作為建築材料,甘蔗則含大量糖蜜,提供全球3/4的糖份來源。

甘蔗 VS 竹子:種植與生長條件、產地

適合生長條件

甘蔗耐旱及高溫,適合生長在熱帶及亞熱帶地區,若有足夠水分可成長得更迅速,而竹子總類繁多,不同的品種能生長在從熱帶到溫帶各個地區。

主要種植區域

甘蔗多種植於熱帶國家,其中巴西便占了超過25%的產量,其他如印度、歐盟、中國、泰國、墨西哥等也都有一定的產量,甘蔗的主要產物蔗糖出口以巴西為大宗,佔全球糖出口量5成以上,同時也是甘蔗生質酒精的主要研發基地。

竹子生長遍布全球各地,原生地位於亞太、美洲及非洲,其中亞太是最大的竹子生長區域,占全球的一半以上,並且對竹子有成熟的應用,其次則是美洲區域。

甘蔗與竹子植物特性、種植條件與應用比較表

甘蔗 VS 竹子:關於甘蔗

關於甘蔗

Image: Flickr

植物的分類

甘蔗屬於單子葉禾本科植物,是動物的主食之一,同時也是C4作物,C4作物具有發達的維管束鞘細胞(bundle sheath cell),細胞壁厚並有著大量葉綠體,在啟動光合作用前會將二氧化碳固定為四碳化合物,讓其具有良好的光合作用效率,並且也能有效利用水分,可生長在乾燥的地區。

長度&堅固度

甘蔗的高度約會是3-4公尺,甘蔗的堅固度相較竹子低,因此可以簡單的進行榨汁處理,不須消耗太大能源。

種植條件

甘蔗適宜在高溫環境中生長,可耐乾旱,但缺水環境下種植出的甘蔗生長速度、水分及糖份含量都不佳,在生長期時適宜提供充足水分,添加氮肥可協助提高甘蔗甜度。

應用

甘蔗是人類古老的糖份來源,也供應了現今世界上大部分的糖,除了製糖外,甘蔗種植大國巴西在石油危機後開始開發甘蔗乙醇,主要用於汽車燃料上,但而後因為石化燃料價格下跌,糖價上漲下甘蔗又回到製糖用途中,直到氣候變遷議題受到全人類關注,才開始發展成熟,同時為了避免與民爭量的問題,也開始研發使用甘蔗渣製造乙醇。

甘蔗榨糖後剩餘的甘蔗渣主要作為堆肥及鍋爐燃料,為了讓資源利用最大化,人類開始用甘蔗纖維取代塑膠,成為新的環保材料,由於其天然可分解的特性,大量用於食品包裝中。

甘蔗 VS 竹子:關於竹子

關於竹子

Image: Flickr

植物的分類

竹子也是糧食的主要分類-禾本科植物之一,並且是禾本科中唯一具有喬木型態的族群,屬於C3作物,世界上80%以上的植物都是C3植物,在啟動光合作用前會將二氧化碳固定為三碳化合物,光合作用的效率並沒有C4作物來得高,且較不耐旱。

長度&堅固度

竹子的長度可達10-12公尺,甚至某些種類可以長到40公尺,中間為空心,具極佳的堅固度,可用於建築與家具中。

種植條件

竹子有超過1,000個種類,分布在熱帶及溫帶各地,熱帶的竹子通常會叢生,而溫帶則是散生為主,東南亞地區的竹子便占了亞太區域的90%以上,這些區域的竹子喜好溫暖多雨的環境,土壤排水性佳更有利生長。

應用

竹子由於結構強韌,可用於建築材料、家居用品、紙張、包裝用品等各個領域中,另外竹子在尚未成熟時稱為竹筍,可採摘食用,在過去時常作為建材及居家用品使用,東南亞等竹子產地常見竹屋、竹籬笆、竹棚架、竹椅、竹桌等應用,隨著科技進步,更可進一步混和水泥作為磚牆使用,減少產生高碳排放與汙染的水泥使用量。

除了建築及居家用品外,竹子也可用來造紙,不過因為竹子紙張製作較為困難,且製造出的紙張強度及耐久度較使用喬木製造的紙張低,故主要都用在傳統的手工藝中,而竹纖維亦被用來取代塑膠,作為吸管、餐具材料使用。

甘蔗 VS 竹子的優勢與好處

耐用程度

甘蔗原始的纖維強度小於竹子,因此竹子經常在採收後經過簡單的洗淨、修剪雜枝及高溫碳化處理後,直接使用在各項應用上,例如竹製家具便是用竹管與細竹條拼製而成,最終經過火烤處理;而竹吸管則是以較小的竹子種類-箭竹經裁切消毒後所製成。

甘蔗纖維則會經過物理方式重塑,經過處理的甘蔗纖維材料具備如同塑膠的韌性,並有一定的抗酸鹼及耐溫能力,並可依產品需求調整厚度,不會受到原始植物生長狀態限制,在植物纖維自然劣化的數年期間內可重複使用。

降低碳排放

甘蔗與竹子都屬於禾本科植物,但甘蔗為C4作物,吸收二氧化碳轉換為有機碳的能力較作為C3作物的竹子更強,作為取代石化產品的材料可更有效的降低碳排放量。

可生物分解/可堆肥

甘蔗纖維經過處理後所製造的材料可生物分解回歸大地,同時適合作為堆肥材料的一部分,而竹子產品為了避免發霉問題,需經過高溫碳化封阻植物的天然毛細孔,也造成後續在分解及堆肥的速度較甘蔗材料來得慢。

產品應用性

甘蔗材料可應用在許多行業,包括製造生質酒精、在環保餐具、3C產業取代塑膠及堆肥等,而竹子相對較少,大多集中在日常生活相關的行業,例如傢俱、餐具及建築等。

製糖

甘蔗最主要的用途便是製糖,甘蔗的汁液經過濃縮與結晶後,可製造出全球75%以上的糖,而榨汁剩餘的甘蔗渣也可作為製作過程中鍋爐燃料,提供濃縮與結晶需要的熱能。

生質酒精

甘蔗榨汁後經過發酵蒸餾後,會產生含水酒精,脫水後便可用於運輸交通燃料用途,為了避免與民爭糖的問題,新一代的生質酒精開始研擬改為使用甘蔗渣製造生質酒精,提供甘蔗更大的利用效率。

環保材料

甘蔗纖維經過重新改質後,可作為低碳環保材料替代塑膠,目前主要應用在食品包裝行業,如甘蔗渣吸管、甘蔗渣餐具、甘蔗渣杯等,這些環保材料生產的食品包裝設計成可堆肥的形式,確保可以達到生物質的循環經濟。

竹子、竹纖維的使用

紙張

竹子是東南亞地區傳統的造紙原料,隨著使用木材造紙的工藝進步,由於竹子紙的質地脆弱,不堪現代商業行為使用,目前使用竹子造紙多用於文化傳承用途或是祭祀用品,不常用於影印紙、筆記本等日常常見用途。

建築材料

竹子具備強大的韌性,適合作為建築材料使用,過往便是東南亞地區的常見建築形式,到了現今也能加入鐵絲、鐵釘等輔助,作為籬笆、林間小屋、棚架或簡易工作坊的主要建材,經過處理的竹子纖維更有機會取代部分水泥,成為混凝土的環保材料。

家具材料

竹子較一般喬木生長快速,且竹莖強韌、粗細程度適中,拼接後以卡榫或鐵釘固定,並使用噴燈燻烤表面後,即可產生耐用的桌椅等家具。

環保用品

「筷子」是中國的一種傳統食器,廣泛用於日本、中國、韓國、台灣、新加坡、泰國及馬來西亞等亞洲國家,為兩根長度、材質同樣的細長條狀物,可透過單手的手指操作夾取食物,近代因應一些口沫傳染的流行病,亞洲國家透過竹子製作一次性筷子以利衛生,不過由於製作過程中需使用化學藥劑造成汙染問題,目前竹子開始做為可重複的筷子、吸管、牙刷等材質,替換部分的木材與塑膠。

食用

竹子幼年期稱為竹筍,是亞洲地區的常見食物,因為本身較無氣味,會搭配佐料一同食用,常見料理方式包括清蒸、煮湯及醃製等。

甘蔗纖維餐具 VS 竹纖維餐具:我們如何選擇?

甘蔗渣纖維餐具與竹纖維餐具通常是為了不同的用途所製作,竹纖維餐具使用較厚、較難分解也較耐用的竹子原塊製成,甘蔗纖維餐具則是經過重新成型,具備輕便性及良好分解性,適合用來作為一次性或數周更換的餐具材料,也可用來進行家庭堆肥,目前市面上也有將竹纖維用類似甘蔗纖維方式再造為餐具的產品,不過由於甘蔗儲存碳的能力較竹子強,同時甘蔗渣是農業廢棄物,不必為了製作甘蔗餐具特意種植,故在使用次數較低或有堆肥材料需求時,選擇甘蔗纖維餐具是更好的選擇。