【綠色觀點】面對生質材料商機,臺灣的技術壁壘準備好了嗎?

你對 PLA 了解多少? 生質材料的產業鏈一樣分為上、中、下游,以最常見的生質材料聚乳酸(PLA)為例,產業的上游就是生產出一顆顆的 PLA 樹脂粒,對於這種粒狀的原物料,有一個很有學問的專有名詞,稱為基礎材料(building block)⋯⋯
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本文作者郭家倫,一個夢想家,即使發現現實中有許多的妥協與幻滅,仍然長期致力研究國內生質精煉技術與產業推動發展,專業領域為環境工程、生質能及生質化學品,目前擔任核能研究所化學組綠色化學領域的計畫主持人,也是綠學院的綠色帶路人。

原文刊登於 綠學院 ,INSIDE 獲授權轉載。

這幾個月從我們 生質材料 一系列文章的點閱數字看來,我感覺對綠色產業有興趣的人,已經可以用邏輯思考許多問題,這使我這個工程師很振奮, 上一篇 我們談塑膠回收的技術,今天我將再接再厲談談生質材料(或稱為生質塑膠)的技術,以及回答臺灣除了再生塑膠的加工技術具有國際水準外,我們的技術水準是否在生質材料市場,也有放手一搏的競爭機會?

我不喜歡給讓所有人都不生氣的答案,也不想跟你回頭討論生質材料產業到底要不要發展,我將給你一個確定的、負責任的答案,也就是要如何發展的解方。

以生質材料取代傳統塑膠,對解決地球暖化肯定有幫助,也是一定要走的方向

我之所以敢這麼說,是因為只要看一下以下的數字,就會明白繼續使用石油與天然氣,即使我們再努力節電,都只是做功德,全球歷年來累積的二氧化碳排放量還是會不斷增加,說什麼地球暖化可以解決根本是自己騙自己,

  1. 全球 80~90% 的二氧化碳排放量來自煤、石油、天然氣等化石資源,
  2. 全球每年的二氧化碳排放量約 370 億噸,
  3. 全球每年每人平均二氧化碳排放量約 4.5 噸,目前世界總人口約 74 億人,4.5 噸 X 74 億人= 333 億噸,不需要太高的智商就可知大部分的二氧化碳排放量是來自人類的活動,
    解方是什麼呢?除了減量(reduction)之外,我們還需要取代(replace)與碳中和(neutralization)這兩種策略。

取代是指用別的低碳/零碳資源取代煤、石油與天然氣,而碳中和是要找到吸碳或補碳的方法,去抵銷掉額外的排碳量。所以當我們用低碳的生質材料取代傳統石化塑膠,就是一種取代策略;當我們種樹、種植各種作物,增加很多生質原料,就是一種碳中和策略。

生質材料產業的創意發展路徑就是將生技業與化工業異業結合

其實生質材料發展很有趣,我們先從產業鏈的角度來看。生質材料的產業鏈一樣分為上、中、下游,以最常見的生質材料聚乳酸(PLA)為例,產業的上游就是生產出一顆顆的 PLA 樹脂粒,對於這種粒狀的原物料,有一個很有學問的專有名詞,稱為基礎材料(building block)。接下來由於 PLA 的材料特性,因此會與特定比例的其他種類生質材料混合摻配,形成一種新的複方生質材料,這部分的配方設計與生產就是產業的中游負責。至於產業的終端就是用其複方生質材料生產吸管、環保塑膠袋、雞蛋包裝盒等各式 PLA 產品。

接下來我們開始來談比較硬底子的上游端生產技術內容,這類的技術種類及組合太多,族繁不及備載,因此我只給大家一個想像,那就是生技業與化工業的異業合作。以 PLA 來說明,大家想到生技業,就會想到用微生物發酵技術去生產健康食品,在 PLA 樹脂粒的生產過程中也是使用同一種邏輯,只是用微生物發酵技術去生產乳酸,然後再使用化工業的技術,例如用純化技術去除乳酸雜質,用高溫催化劑將液態的乳酸合成為固體狀的聚乳酸。

沒錯,你會發現關鍵技術就是微生物發酵與化工的製程技術,這方面在臺灣已經有很好的基礎,只不過目前微生物研究多偏向醫藥與健康食品,一般稱為紅色生技;若用於生質材料、生質能源等工業及能源應用,就稱為白色生技。目前化工製程技術多應用於一般傳統化工及石油煉製業,若使用生質原料、生質材料,就會轉型至生質精煉產業(biorefinery)。

從技術可行性來看,幾乎絕大部分的傳統石化塑膠,都可用生質材料取代,只是最大的問題是傳統石化塑膠技術太好太便宜了,生產成本大多只要生質材料的三分之一甚至更低。因此目前真正進入商業量產的生質材料種類其實相當有限,以 30% 組成被生質材料取代的 Bio-PET、PLA、PHA 等最具代表性,另外澱粉、纖維素也直接做為生質材料,至於 PEF、PBS 等其他生質材料,則大多仍在試量產或小量生產階段。

因此,雖然大家最常聽到的生質材料是 PLA,但實際上並非 PLA 有完美的材料特性,只是因 PLA 的生產成本,相對於其他生質材料,算是比較「親民」,所以才被廣泛運用,這告訴我們一個事實,那就是生質材料還有無限的技術發展空間,開發出新的生質材料就是找到一片藍海,不論是在生產部分,還是在循環再利用部分。

掌握改質技術,臺灣在生質材料產業找到了自己的定位

這整條生質材料上中下供應鏈的流程就跟之前文章《面對塑膠循環經濟,我們的技術壁壘準備好了嗎?》提到的廢塑膠回收加工流程很像,因此臺灣在生質材料產業鏈中同樣也是掌握改質及產品加工的優勢,我們缺乏的則是上游供應端。

這很重要嗎?當然重要,因為生質材料除了種類不同外,其實因應下游端的產品需求,上游端生產的基礎材料也會衍生不同規格,唯有能掌握供應端的規格,下游端才有辦法去生產有市場區隔性的產品,才能找到競爭優勢的切入點,所以臺灣若要在生質材料市場占有一席之地,從已有良好基礎的中下游端,延伸至上游供應端,是一定要走的方向。

最後來看要在哪裡建立供應端的產業呢?這部分我們就要有全球佈局的視野,因為生質材料的生產成本,有很大的比例是取決於生質原料的取得成本,所以像南亞、東南亞這些生質原料豐沛、低廉的地區,就是很好的發展地點,而地狹人稠的臺灣相對上就沒有這種優勢。因此未來若能在這些料源豐富地區,發展上游端產業,將所生產的基礎材料運送到臺灣,給中下端的產業生產生質塑膠產品,就是一個可行且很有機會的發展模式。

這不是跟我們的石化業很像嗎?從國外買石油當原料,然後在國內加工生產,啊哈,正是如此。

走筆至此,讓我再多說一句,臺灣目前生技人才就業市場趨於飽和,傳統石油煉製與化工業也面臨轉型,既然已經有類似專業的人才基底,發展生質材料產業絕對有競爭力。生質材料有明確的供需,技術的發展又是現在進行式,沒有像太陽能材料的轉換效率有 Shockley- Queisser 極限,只要投入足夠的研發能力,搭配產業基礎,以及找回我們上一代人剛搬遷到臺灣時的雄心壯志,定可引領世界的生質材料產業。

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為什麼毛小孩這麼愛吃法米納?獨特四道關鍵生產程序打造新鮮美味

同樣是寵物食品,為什麼有的能讓寶貝百吃不膩,有的卻讓毛孩無比嫌棄?毛孩和人一樣,都喜歡新鮮美味的食物,但要做出新鮮美味又營養健康的飼料,過程可沒這麼簡單,讓我們一起來了解吧!
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Photo Credit:TNL Brand Studio
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同樣是寵物食品,為什麼有的能讓寶貝百吃不膩,有的卻讓毛孩無比嫌棄?除了食材選用的品質、產地,配方食譜的完整性,更關鍵的是-製作過程!毛孩和人一樣,都喜歡新鮮美味的食物,但要做出新鮮美味又營養健康的飼料,過程可沒這麼簡單,讓我們一起來了解吧!

你知道嗎?飼料的生產過程中,每道加工程序都會影響飼料的品質與適口性,義大利法米納為了提供全球毛孩家長最頂尖的寵物食品,禮聘多位獸醫師和動物營養師組成專業團隊,以超過 50 年豐富的生產經驗,針對原料、配方、技術等各環節進行深入研究,用最高標準的流程確保法米納生產的每一顆飼料都兼具新鮮美味與營養均衡。

首先,法米納從原料要求就遠高過其他品牌:嚴選新鮮優質的原肉塊,超過八種主要肉源,例如義大利放山雞肉、義大利放牧野豬肉、紐西蘭放牧草飼羊肉、北海深海魚肉(鯡魚、鱈魚等)、歐洲鹿肉、歐洲鵪鶉肉、歐洲鴨肉,不使用成本較低、營養價值較差的肉粉、次級原料(例如肉類副產品)、豆類或豆類蛋白來拉高蛋白質比例;亦選用產地直送的現採蔬果,例如石榴、蘋果、甜橙、藍莓、菠菜、胡蘿蔔、豌豆等,增加天然維生素、礦物質的來源;不使用基因改造原料,更不加入人工防腐劑;飼料中添加富含 Omega-3 的天然優質魚油,讓毛孩的毛髮更加明亮有光澤。

在配方上更是有動物性蛋白質高達 98% 的頂級無穀系列、選用低升糖指數的斯佩爾特小麥的低穀系列、Omega-3 脂肪酸含量最高的海洋系列、高纖抗氧化的南瓜無穀系列、加強腸胃、皮毛、體態、泌尿道保健的藜麥無穀機能系列,以及世界第一支以新鮮原肉塊製作、科學實證功效的獸醫處方系列等六大系列,供全球各地犬貓家長選擇。

除了選用優良的食材,調製專業的配方,更需要優秀的製程。法米納寵物食品出類拔萃的關鍵就是獨特的四道生產程序:「雙螺桿擠出技術」、「真空鍍膜技術」、「充氮調氣技術」、「即時生產」,有效大幅提升飼料的營養價值,也讓飼料變得更加美味可口。

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製作飼料一開始,食材原料會被送入擠壓機內,在高溫高壓環境下混合並加熱煮熟,接著從擠壓機模孔中擠出成型。擠壓的製程中,法米納使用「雙螺桿擠出技術」,讓原料中的澱粉糊化更加均勻,做出來的飼料顆粒更加緊實、細緻,更容易被消化,相較於一般使用單螺桿擠出機,法米納烘烤出來的飼料消化率提升 25%,吃到肚子裡的營養更有效被吸收。

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一般飼料在製作時,僅將油脂、維生素,與其他原料直接混合進入擠出機內加熱煮熟,營養容易受到破壞;但法米納的「真空鍍膜技術」則是把飼料內的空氣抽取出來,呈現負壓狀態,再將油脂與維生素均勻包裹在飼料表面,當壓力回復至正常大氣壓力時,氣壓會讓油脂與維生素均勻地滲進飼料裡面,不僅提升飼料的營養價值,更增加飼料的適口性。

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接著,透過「充氮調氣技術」,灌入氮氣取代包裝裡原有的空氣,避免飼料受到氧化變質;最後,為了提供毛小孩最新鮮優質的天然糧,法米納推出「即時生產政策」,也就是工廠接單之後才開始進行生產,因此法米納寵物食品的新鮮程度更高於其他市售飼料。

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為了確實且嚴格控管品質,法米納從食材的來源地、生產程序,到自主增加的微生物與化學分析項目,皆提供完整的追蹤流程,且每一批產品都會留一份樣品儲存至少兩年,如此高規格生產要求,法米納獲得 ISO9001(品質管理系統)、ISO45001(職業衛生安全管理系統)、ISO22000(食品安全管理系統)、HACCP(食品安全管制系統)等多項國際認證。

此外,法米納更與義大利拿坡里費德里克二世大學合作無殘忍動物實驗(Cruelty  Free Research)的發展研究,所有配方生產與測試過程中使用的實驗動物,皆是收集臨床上原本就生病的動物,並經過獸醫與飼主同意及監督進行實驗,有別於較不人道的一般動物實驗,是將健康動物強制誘發疾病後再進行實驗測試。

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法米納無論在天然原料、營養配方、專業製程、嚴格品管,或是創新研發、科學驗證,每一道環節都極其用心,因此受到國際各大知名寵物食品評論網站的高度評價與獲獎肯定,尤其獲得 Dog Food Advisior(DFA)五星最高分評鑑,The Whole Dog Journal(WDJ)每年最佳推薦品牌也都榜上有名。

魔鬼藏在細節裡,看似簡單的寵物食品,品質優劣可是大有學問!法米納的嚴格要求與用心追求,讓旗下的產品擁有最優秀的品質、最佳的適口性與風味、最好的營養價值,讓毛孩爸媽不用煩惱寵物食品五花八門的選擇就能輕鬆照顧好毛孩飲食與健康。還等什麼?現在開始就選擇法米納天然糧!

法米納官方網站

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