茶、咖啡剩餘資材年逾50萬公噸 粉末化技術製3D線材、拖鞋 減塑還帶茶香

國人盛行喝茶與咖啡,茶葉、咖啡生產每年衍生農業剩餘資材超過50萬公噸,過去以堆肥等低附加價值方式處理,農業部茶及飲料作物改良場開發粉末化技術,讓茶末、咖啡末可作為塑膠複合材料的部分替代原料,已成功應用於3D列印線材與拖鞋產品上,材料添加比例約5%至15%。除了環保減塑、廢棄物循環利用,有益淨零排放,使用茶末原料更為產品添加自然茶香與紋理。

在國際淨零排放趨勢下,近年環保材質的開發相當興盛,但要將農業剩餘資材開發為環保材質,須克服不同批次材料在含水率、粒徑等性質上的差異,高溫加工過程可能導致香氣散逸、色澤褐化,以及能否與塑化原料順利結合等問題。茶改場開發「茶及咖啡剩餘資材粉末化加工技術」,成功將茶及咖啡剩餘資材轉化為高附加價值材料,今(12)日舉辦記者會,與技轉業者磐采公司、太松企業公司共同發表技術成果。

茶及飲料作物改良場今日與技轉業者磐采公司、太松企業公司共同發表研發成果。(攝影/游昇俯)

茶改場場長蘇宗振指出,根據環境部統計,臺灣一年使用塑化原料約1,230萬公噸,其中3成國內使用、7成外銷,國內每年就用到369萬公噸塑化原料;但包括茶樹修剪枝條,製茶產生的茶梗、茶末、老葉,以及調製茶飲剩餘的茶渣等廢棄物量體,每年就有30萬公噸,咖啡廢棄量體也有20萬公噸,若能有效開發為環保材料,便可減少13.5%國內塑化原料的使用。

磐采公司總經理沈文昌表示,全球使用3D列印線材原料以聚乳酸(PLA)占55%~60%為主,PLA本身是生物可分解材料,但線材為了物理安定性、遮蔽性等功能,通常還會添加碳酸鈣、滑石粉等填充料,可能影響材料的分解特性;茶末是天然材料,與PLA結合性好,不僅環保,3D列印溫度達220℃仍不會焦化變色,且加熱中紅茶末自然散發甜香,綠茶末有清香,稻稈末甚至有麥餅香,均較一般塑膠加工氣味宜人。

國內茶廢棄物量體每年就有30萬公噸,有機會循環再利用,化廢為寶。(攝影/游昇俯)

添加茶末的「植纖線材」3D列印用途多元。(攝影/游昇俯)

沈文昌說,線材添加茶末原料重量百分比約占5%,換算體積百分比占15%,茶末質輕,還更有利應用於需要輕量化的列印產品。茶末環保線材價格也可比一般線材略高10%。

太松企業公司則以茶末結合乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)開發「環保茶末足弓拖鞋」,今年就獲得德國紅點設計獎、iF設計獎,以及國內金點設計獎、MIT 微笑產品台灣金選等四大獎項;並已上市美妝、量販通路,5月至今已累積銷售超過2萬雙。

製作拖鞋使用的EVA塑膠在顯微鏡下看得見深色的茶末顆粒。(攝影/游昇俯)

太松企業副總經理李軒銘表示,EVA屬非分解材質,不會有環保材質產品常見分解脆化、不耐用的情形;「環保茶末足弓拖鞋」為兼顧拖鞋穩定度、物理性質,添加茶末材料比例5%~10%,茶末原料是從茶葉製程收集,非茶飲沖泡剩餘茶葉,保留茶分子香氣,還具有吸附異味的功能。

此外,茶改場也與磐采合作開發出專利「可拆式育苗盆」,讓粉末化技術也能應用於農業生產。茶改場指出,育苗盆可拆卸重複使用,使用2年後會自然分解;盆體內部設計有導根線,引導根系向下生長,育苗移植時可保持根系完整、不損傷,提高苗木成活率。

專利「可拆式育苗盆」苗木移植時可保持根系完整。(攝影/游昇俯)