農業廢棄物的定義
所謂農業廢棄物，是指在整個農業生產過程中被丟棄的物質。根據行政院環保署的定義，可分為兩大類：一為農業進行產銷所產生之非分解性且無法再使用之物質，主要是塑膠類或棚架類等的廢棄物；其二則為農產品本身所產生之具可分解特性，但有污染環境疑慮之農作物秸稈、牡蠣殼、畜禽糞便、畜禽屠宰後之廢棄物及死廢畜禽等物質。本文中，我們所指的「農業廢棄物」主要是以農林業生產過程中產生的植物類殘餘廢棄物、畜牧漁業生產過程中產生的動物類殘餘廢棄物、農業加工過程中產生的加工類殘餘廢棄物和農村城鎮生活垃圾等有機物質為主。
利用農業廢棄物發展生質化學品已成近年趨勢
由於在農業生產方面每年都產生大量的廢棄物，其中大多數都沒有得到充分的利用，再加上現今生質化學品(Bio Chemicals)的生產仍以澱粉或蔗糖等為原料，在市場逐漸擴增及其生產原料需求量相對增加的趨勢下，已有與人爭糧、與糧爭地的疑慮。因此改以非糧食的農業廢棄物、高生產量作物等木質纖維原料生產，近年來被視為解決此疑慮的主流方向。
木質纖維素主要是由纖維素、半纖維素以及木質素三種成分所組成。其中纖維素和半纖維素占全部木質纖維素組成成分約70%，為天然固態聚合物，是一種來源豐富的可再生能源材料，其本身無毒，符合生物可分解性、環境協調性的要求，具有非常廣泛的潛在應用前景。而纖維原料一直被看好是下一階段生質原料的供給來源，並以農業剩餘物為主要的纖維原料供給來源。目前推估亞洲的農業剩餘物有近24億噸的潛量，以稻稈、玉米稈、麥稈、蔗渣、棕櫚剩餘物為主要種類，但由於農作物的特性，隨地域性的分布具有很大的差異。
除了以農業廢棄物稻稈、玉米稈、麥稈、蔗渣、棕櫚剩餘物的木質纖維原料來進行生產生質化學品的研究與開發外，近期，歐盟亦投入畜牧漁業廢棄物的開發，以下就目前的發展現況進行介紹。
1. KaRMA2020專案
在歐盟，家禽業每年會產生大量的廢棄物，年產1,310萬噸禽肉，估計產生了310萬噸羽毛廢棄物。再加上歐盟國家禽肉消費量的升高，預計未來幾年廢棄物的數量將會持續增加。在歐洲，大多數家禽羽毛廢棄物的處理方式幾乎都進入垃圾填埋場進行堆肥、焚化產生能源或少部分轉化為低營養價值動物食品，因此，在尚未成為未來的問題之前，歐盟已開始著手進行研究與開發。
此專案的目的，是藉由家禽羽毛廢棄物來提取角蛋白(Keratin)，作為各項的應用。初步的構想，是將家禽羽毛廢棄物集中，進行初步的淨化，以消除會對人身體健康造成影響的致病物質，再透過奈米技術來處理羽毛，接著交付至此專案合作的廠商進行各項原材料的製作與加工，最後再提供下游廠商進行各項商品化的應用，請參考圖一。
圖一、利用家禽羽毛廢棄物提取角蛋白，作為各項應用之評估
此專案係來自10個歐洲國家，16家廠商所組成的聯盟，參與廠商分別為西班牙的CIDETEC、SADA、AIM、FTIB、芬蘭的VTT、瑞典的SP、PROCESSUM、比利時的CTB、SIOEN、波蘭的IBWCH、法國的CNRS、VTG、荷蘭的AVT、德國的FKuR、義大利的CIAOTECH-PNO、以色列的DLABS。主要著重的研究項目集中在工業化的應用以及角蛋白提取製程的放大。未來應用的重點，以開發生物複合材料、功能性紡織品、包裝應用及農業應用為主，合作模式請參考圖二。
圖二、KaRMA2020專案參與廠商之分工情形
各廠商的主要開發項目，整理如下：
(4) 功能性紡織品塗料
許多功能性紡織品塗覆有聚合物，如聚氨酯(Polyurethane; PU)、丙烯酸酯和聚矽氧烷，以在紡織品的上層形成保護屏障。這種紡織品塗層技術滿足了包括防水和氣密性的要求。然而，目前大多數使用的聚合物都不是來自於生物基。透過使用角蛋白替代部分塗層材料，將部分塗佈生物化，以廢物流衍生的生物基材料...…以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
作者：陳明君／工研院產經中心
★本文節錄自「工業材料雜誌」372期，更多資料請見下方附檔。