節能減碳――我愛台糖

家管 陳淑卿

摘要

  製糖產業從種蔗到製糖,都需要大量人工。台灣工廠推行自動化雖已節省不少人力,但仍無法與低成本生產之進口砂糖競爭,因此台灣糖業日見沒落。然而,從能源的觀點,甘蔗是太陽光能吸收效率最高的農作物之一;並且,其光合作用過程中二氧化碳的消耗量,與其所吸收的太陽能量成正比。其次,蔗汁可直接發酵生產酒精,取代部分汽油。因此,甘蔗是新時代的能源作物,臺灣的甘蔗糖業應可東山再起。

本文

  甜是五味之一,是人類生理與心理上很重要的感覺 。 人們由稱讚食物的甜美,轉而稱讚人的外觀、言行舉止、待人接物。通常,都是令人歡欣振奮的、正面的感覺。有甜味感的東西很多,蔗糖是目前最常見、最重要的一種。

  因為蔗糖具有產量豐、口味好、適合食品加工等優點,適用於家庭烹飪調味,食品業糕餅飲料添加物。蔗糖消化容易、吸收快,是人體很好的能量補給品;必要時,可作為急救用品。蔗糖親水性極強,易溶於水,水溶解度高。高濃度糖水的滲透壓大,大到微生物也無法在裡面生存,所以蜜餞可以經久不壞。

  甘蔗原產於熱帶,也適合在溫帶和亞熱帶地區生長。因此台灣氣候很適合甘蔗的種植,尤其是南部。以往,蔗糖曾經是台灣最大宗的外銷產品。

  種蔗是為了製糖。品種優良的甘蔗,只要農作正常配合,適時栽培、施肥、灌溉等,就會有很好的收穫。所以育種很重要;必需有新品種陸續接替已經退化的品種。

  甘蔗成熟採收後,送進製糖工場製糖。嚴格說,製糖工場只是把蔗糖從蔗體內分離出來,再加以純化而已。製糖的工序,首先是壓榨或滲提,把糖分從纖維中分離出來。接著是包括沉澱過濾的清淨工序,以及除去蔗汁內大量水分的蒸發工序。

  蒸發過程,其糖液濃度逐漸提高。當糖液濃度超過糖的溶解度時,蔗糖就可以結晶出來,和帶有雜質的母液分離。最後用離心機把糖蜜分離,再經乾燥,就是成品。

  由於蔗糖成品如細砂,所以稱為砂糖。砂糖成品種類很多,依白度或細度區分,有特砂、一砂、二砂、晶冰糖、大粒冰糖等。還有像黑糖 ( 又稱為紅糖 ) 的帶蜜糖。台灣砂糖品質很好,黑糖更是好,又穩定。

  早期製糖是個高度依賴技工的產業;製糖技術只靠新舊員工的交接,與長期經驗累積的來傳承。因此,以往糖廠優良技工的培植無法速成。但台灣工業起飛後,百業爭鳴,技工流動性大,技工的供需突然失衡。糖廠難免遭受衝擊,技術呈現凋零。幸好自動化適時興起,把技術傳承的關鍵,轉換成控制系統的因子。於是推動自動化生產,就成為必然的趨勢。糖廠的自動化系統包括甘蔗壓搾、蔗汁清淨、多效蒸發等,以及電腦煮糖、煮糖排程、蒸氣使用最佳化等。

  糖廠使用蒸氣的場合包括: (1)動力用的高壓蒸氣,(2)加熱用的蒸氣。前者通常都只利用蒸氣中的顯熱,蒸氣高壓高溫進,廢氣低壓低溫出;後者通常是利用蒸氣中的潛熱。兩者並不衝突,可重疊使用。

  糖廠每天吞進大量原料,把有用的部分製成產品,不能用的部分則需定期排出廠外。糖廠產生的廢棄物,主要是濾泥、爐灰、煙道氣和廢水。其中濾泥和爐灰,有的可當肥料和土壤改良劑,有的則需空地掩埋。煙道氣含未完全燃燒的炭粒,因此須先經處理,再予以排放。廢水則因化學需氧量( COD)的值偏高,會使下游水中缺氧,也不宜直接排放。

  糖廠透過濕式篩板水洗煙道氣,其除塵效率可達 98%。而含炭的煙灰水,經沉澱過濾後,可循環使用。以往,每噸甘蔗需要 15 ~ 20 噸水;如今,將冷凝器的尾水經過冷卻水塔降溫後,回收再用,如此可節省95% 用水。而利用生物處理的兼曝氣法,可將COD 值偏高的糖廠廢水予以有效消化。

  糖廠經過嚴格減廢後,廢水量可減少至甘蔗量的十分之一;再經兼曝氣處理,其放流水可摻入冷凝器尾水中,以補充冷卻水塔飛濺和蒸發的損失,最後可達成零排放的程度。解決了水荒,又符合環保要求。

  甘蔗榨糖後留下的蔗渣,除當燃料供給糖廠能源外,通常還有剩餘。最好的利用是做為紙漿廠原料。可是紙漿廠因環境污染嚴重而不能開工,這些剩餘的蔗渣就成為需要處理的垃圾。新技術是把濃廢水噴灑在蔗渣上,經過發酵、翻堆、成熟,就成了很好的有機肥,點石成金 。

  甘蔗製糖是個很古老的產業,百年老店技術當然純熟。但客觀環境不停變遷,時過境遷,台灣脫離農業社會結構已久,人工成本飆升。大家的共識是: (1)新的知識、技術和設備陸續出現,應該引用以提高效率;(2)人工短缺,需要推行自動化;(3)因為加入 WTO ,使得便宜砂糖得以自由進口。

  製糖產業從種蔗到製糖,都需要大量人工。台灣工廠推行自動化雖已節省不少人力,但仍無法與低成本生產之進口砂糖競爭,因此台灣糖業日見沒落。然而,從能源的觀點,甘蔗是太陽光能吸收效率最高的農作物之一;並且,其光合作用過程中二氧化碳的消耗量,與其所吸收的太陽能量成正比。其次,蔗汁可直接發酵生產酒精,取代部分汽油。因此,甘蔗是新時代的能源作物,台灣的甘蔗糖業應可東山再起。

  在巴西,很早就開發出這種以酒精取代部分汽油的技術,有 85%的汽車使用酒精-汽油。它不僅可減少石化產品的消耗,又可增加燃燒效率,提高空氣品質。巴西能,我們應該也能吧。