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論文

玉米穗軸‧香菇蒂‧甘蔗渣物理活化之活性碳研製及其吸附性質與水活性之研究

吳韋倫

國立嘉義大學林產科學系研究所

2009

本研究以物理活化法製備農業廢棄物玉米穗軸、香菇蒂與甘蔗渣等之活性碳，活化氣體分別為二氧化碳及水蒸氣，而炭化及活化溫度則為750、800及850 ℃，活化時間90 min，爾後比較三者農業廢棄物於不同製備條件之活性碳性質，試驗項目包含：收率、碘值、亞甲基藍吸附值、BET比表面積及平均孔隙直徑等，並評估各活性碳之水活性與吸濕性，以作為食品防潮劑原料之參考。 結果顯示，三者農業廢棄物活性碳收率介於9.8-25.1 %，以二氧化碳活化者收率較高，約為11.5-25.1 %，且其收率隨活化溫度升高而降低。碘值結果可知，各活性碳之碘值介於219-1009 mg/g，其中又以水蒸氣活化法在活化溫度800 ℃及850 ℃之甘蔗渣活性碳的吸附性能較佳，皆達1009 mg/g。在各活性碳之亞甲基藍吸附值則介於25.1-540.5 mg/g，最佳者為以水蒸氣活化法在活化溫度800 ℃之甘蔗渣活性碳，可達540.5 mg/g。而在各活化溫度下之活性碳碘值及亞甲基藍吸附值，皆以水蒸氣活化者較以二氧化碳活化者佳，且甘蔗渣活性碳較玉米穗軸及香菇蒂等兩者佳。BET比表面積方面，以甘蔗渣活性碳於水蒸氣活化法在活化溫度800 ℃者為最大值 (894.69 m2/g)，而各活性碳以BDDT分類法之吸脫附等溫線而言，皆屬Type I 型之微孔隙較多者，且因其皆具遲滯輪現象，又依IUPAC分類法可知，各製備活性碳皆屬於具有裂縫狀孔隙之H4類型。 由水活性評估結果得知，三者農業廢棄物活性碳之水活性值範圍介於0.191-0.546，且在不同活化溫度下，皆以水蒸氣活化者較以二氧化碳活化者低，其中又以香菇蒂活性碳於水蒸氣活化法在活化溫度850 ℃者最低，為0.191，而三者農業廢棄物活性碳，則以香菇蒂活性碳之水活性值 (0.191-0.514) 略低於玉米穗軸活性碳者 (0.254- 0.520) 及甘蔗渣活性碳者 (0.360-0.546)。另於吸濕性結果得知，各活性碳在不同濕度環境下，即高濕條件：溫度25 ℃，相對濕度90 %；低濕條件：溫度25 ℃，相對濕度40 %，其經試驗時間0-96 h之最大重量增加率分別介於13.32-89.46 % 及11.02-28.69 % 之間，且於各活化溫度下，皆以水蒸氣活化者較以二氧化碳活化者佳，而三者農業廢棄物活性碳之吸濕後重量增加率則以香菇蒂活性碳者為最高。 整體而言，以水蒸氣物理活化法製備之活性碳性質較以二氧化碳活化者佳，而三種農業廢棄物活性碳之吸附性質，係以甘蔗渣活性碳為最佳，在水活性及吸濕性最佳者則為香菇蒂活性碳。依上述之結果，以不同活化法所製備之三種農業廢棄物活性碳，應可初步作為食品防潮劑之原料。

玉米穗軸、香菇蒂、甘蔗渣、活性碳、二氧化碳物理活化法、水蒸氣物理活化法、水活性、Corn Cob、Mushroom Stalk、Bagasse Pith、Activated Carbon、Method of Physical Activation with CO2、Method of Physical Activation with steam、Water Activity

http://hdl.handle.net/11296/ndltd/54093411272909994836