竹醋液生产技术及应用开发研究进展

之间，
处有相
对强度引起的单峰，可以判定竹炭是非常纯粹的炭，表明夹杂物对测定没有影响。竹炭中有许多竹细胞
壁炭化后形成的类似六角形的孔径约几十微米的大孔，
烧制的竹炭其吸附力是传统备长炭（日
本的 長炭）的 倍，比表面积在
。竹炭吸附水蒸气的性能优于同条件下炭化的椰子壳
炭［ ］，炭化度越低对水蒸气的吸脱附速度越快。
）、炭化（
）、煅烧精炼
（
）、自然冷却等阶段。目前土窑烧炭的过程，各阶段的温度和炭化速度的判断与控制基本
凭借操作者的经验，即通过操作者“眼观鼻嗅”来进行判断与控制，一是观察烟囱及窑门出烟口烟的变
化；二是通过闻烟味来确定。土窑用的鲜毛竹，一般在室外放置 周左右，再放入窑中进行烟熏预干燥，
大约要 周，而自然冷却至窑口温度
从竹材热解得到红褐色的粗竹醋液，含有甲醇、苯酚、甲醛等物质。需要进行进一步加工精制，如分 离及脱色等，以便适合不同的用途。 # " 简易精制法
利用简易装置进行竹醋液初步分离精制，主要采用自然静置法：就是将粗竹醋液在澄清容器中放置 一段时间以后，让其自然分层，上层为浅色澄清竹醋液，下层为深褐色的竹焦油。采用该法加工，设备简 单，操作容易，成本低，主要成分没有变化，但分离效果不佳。目前有些单位和研究人员也有采用其他简 易精制法，如活性炭吸附精制法：采用木炭、竹炭、活性炭按一定比例与粗竹醋液混合，搅拌后静置，过 滤，得到精制竹醋液。 采 用 该 吸 附 分 离 法，成 本 较 高，有 效 成 分 如 醋 酸 等 部 分 被 吸 附，精 制 液 接 近 无 色［ ］。 # ! 蒸馏法
第 卷第 期 年月
林产化学与工业
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竹炭、竹醋液生产技术及应用开发研究进展!
胡永煌
（福建省三林松香进出口有限公司，福建 三明
）
摘 要： 简述了竹炭的热解过程和原理，竹炭生产技术以及竹炭的一些理化性质。介绍了炭窑和炭化炉制 取竹炭的一般方法及竹炭和其副产品———竹醋液的应用领域，并对竹炭的生产开发问题及其研究方向作了 介绍。
竹醋液的主要组成［ ］
竹醋液成分含量不是一成不变的，而是随收集方法、贮存等不同条件而不断变化的混合物。竹醋液
的主要组分是水，占 以上，其次是酸类物质，主要是乙酸，占 左右，还有甲酸、丁酸、甲醇、丙酮
醇、乙二醇以及甲醛等醛类物质；苯酚及 ， 二甲氧基苯酚、 甲基苯酚、 甲基苯酚、， 二苯酚、 甲
氧基 ! 乙基苯酚、， 二甲基苯酚等 种酚类物质；少量丙酮、三甲胺［（ ） ］、吡啶（ ）、落叶
竹材的热解过程和原理
竹材与木材一样主要是由纤维素、半纤维素和木质素组成。竹材在干馏制取竹炭时的热解过程大
体上与木材烧制木炭时的热解过程一样，可划分为 个阶段。（ ）干燥阶段：温度在
以下，热解速
度非常缓慢，主要是竹材中所含水分依靠外部供给的热量进行蒸发，竹材的化学组成几乎没有变化。
（ ）预炭化阶段：温度为
松皮素（
）及成分复杂的少量焦油。其混合液的 值为
，相对密度约 左右。
竹炭及竹醋液的应用
竹炭应用 目前已开发了许多竹炭利用领域。（ ）燃料：竹炭，由于原料明确（毛竹）安全性受到信赖，作为烧 烤、野炊的燃料，清洁而有情趣，加上目前对其它薪炭材的砍伐限制，作为燃料的竹炭前景看好。（ ）竹 活性炭：竹炭经水蒸气法活化处理后具有均匀的细孔状结构，得率为 ，具有和椰子壳活性炭同等的 比表面积和吸附率［ ］。（ ）环境调湿材料：用竹炭装填地板下和墙壁中，由于竹炭对水分的吸放调节功 能，可以遏制湿度上升和霉菌、微生物的繁衍，起到防菌、调节湿度的功效，使住宅保持舒适宜人［ ］。（ ） 吸附异味：竹炭具有很强的吸附能力。将炭放入冰箱中可消除食品等的异味，保持食品新鲜不变质；放 入米缸可防止彀虫的生成，保持米缸干燥确保米质；放入橱窗、柜子和钢琴内，可除湿、防霉、除臭；放在 汽车内可消除异味。日本某公司在制造家具用的木板上贴一层喷涂了竹炭粉的薄膜，以消除甲醛等有 害化学物质引起的“新居综合症”［ ］。（ ）净化水质：不仅用来处理自来水，还用来处理污水、河道、渔场， 是用自然物治理环境的极好例子。（ ）保健产品［ ］：竹炭具有吸附能力，能辐射远红外线，渗透血管，刺 激身体各经络的穴道，改善身体器官机能，把导电性的竹炭粉和助剂混合后装入衣物、织物、蒲团、枕头、 帽子、垫子和宠物用具等物品中缝合或粘合，具有空气清净、按摩、消臭、抗红外线、调温调湿、抗菌和抑 制毒性的作用。因此由竹炭开发的以上保健炭枕、床垫、坐垫等生活用品十分有利于健康。而日本有家 公司则利用竹炭良好的除臭功能，用喷涂了经过粉碎加工的竹炭与电石粉的鞋底材料制造男女便鞋。 据称，鞋底里的竹炭除了有促进血液循环的作用外，还有杀菌等功能。（ ）保鲜材料：花瓶中放入几片竹 炭，能够延长鲜花的凋谢期；水果箱中放入几片竹炭，能起到一定的保鲜效果。（ ）美容美肤材料：已开 发的掺有竹炭的美容霜及竹炭肥皂和香皂，具有特殊的皮肤护理功效，能使皮肤增白清爽，且对皮肤病 有一定的预防和治疗作用，目前在日本已有不少这类产品上市［ ］。（ ）土壤改良材料［ ］：竹炭对 的
林产化学与工业
第卷
留在竹炭中的挥发物质，提高竹炭中的固定碳含量。这时，生成的液体产物已经很少［ ］。
竹炭生产工艺
竹材热解除得到主要产品竹炭外，在热解过程中还可得到大量的副产品，水溶性液体混合物———竹
醋液。目前烧制竹炭的方法主要有两种，干馏釜热解法和土窑直接烧制法。
! " 干馏热解法
其设备主要是外热式立式干馏釜，目前主要有 大类，固定式炭化炉和移动式炭化炉。这种干馏
醇和焦油，生成的气体产物中二氧化碳量逐渐减少，而甲烷、乙烷等可燃性气体逐渐增多。这一阶段主
要是纤维素和木质素分解放出大量的反应热，所以又称为放热反应阶段。（ ）煅烧阶段：温度上升到
，有的炭种甚至要求
以上。在这个阶段依靠外部供给热量进行竹炭的煅烧，排出残
! 收稿日期： 作者简介：胡永煌（ 路号
），男，福建惠安人，工程师，主要从事林产化工专业技术工作。通信地址：厦门市湖滨西 邮箱。
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吸附性能高，不腐烂，保水、透水、保肥性好，用来改良土壤可促进作物根系的良好生长。据研究，施用竹
炭可以提高桃树产量，改善其品质。施用竹炭能使高尔夫球场和绿地草坪生长良好且管理容易。（ ）
高电导性材料：竹炭具有电磁波屏蔽性，质量轻，耐火耐热，化学稳定性好等特点，可用在电子仪器，新型
高级建筑材料上［ ］。（ ）其它用途［ ］：在煮饭时放入几片竹炭同煮可吸附白米所含用开发研究进展
利用粗竹醋液中各组分的沸点不同而进行分离，有简单蒸馏法和精馏法两种。（ ）简单蒸馏法：采 用普通蒸馏釜进行操作，此法只能用于粗分混合物，且能耗大，但操作简单，投资省，故常被使用； 精馏 法：利用精馏塔进行操作，与简单蒸馏法相比，投资大，操作复杂，但蒸汽的耗费量低，分离程度高，产品 质量好。
要是日本的车载式炭化炉［ ］，炭化室用钢材焊制，外围用耐火材料以利升温和保温。在燃烧室充分燃烧
煤气的废气进入炭化室后，对竹材进行加热，前半段要回收竹醋液，用不高于焦油发生的温度（
）进行加热。竹材产生的竹醋液经冷却收集而成。数小时后竹醋液排出完毕，停止燃烧室燃烧，在炭
化室内导入空气，竹材开始自燃，温度上升。炭化室内的温度达到
加燃料燃烧产生的热量上升到窑顶后，向窑内扩散，其中大部分热气流流动在上层，有小部分热量向四
周辐射，由上往下缓慢干燥窑内竹材并使其预炭化；窑内部分竹材干馏后产生的热量使窑内温度继续升
高，窑内烟气循环流动，各点温度基本均匀，完成炭化和精炼阶段，得到结构致密的竹炭。土窑烧制法通
常有烟熏预干燥（
）、干燥（
）、预炭化（
关键词： 竹炭；竹醋液
中图分类号：
；
文献标识码：
文章编号：
（）
资源与环境问题正日益成为人类生存和持续发展的首要问题，我国人均资源短缺，资源开发利用水 平低，对环境造成的污染严重，面临比其他国家更大的资源和环境压力。 世纪人们必须合理地协调 解决人类资源，环境和发展之间的关系，走可持续发展的道路。为此，我国政府制订了保护生态环境的 重大决策，启动了天然林保护工程，使木材的供需矛盾进一步加剧，并使一些以木材为原料生产的木炭、 活性炭及一些出口创汇的特殊炭材，如白炭等产量受到极大影响。竹类植物生长快，繁殖能力强，容易 更新，且竹材具有强度高、韧性好等许多优良性能，以其为原料生产的竹炭可与高品质的白炭媲美，竹炭 质地坚硬、细密多孔、比表面积大、吸附力强，不仅可用于燃料、空气净化除臭、环保净水、土壤改良、环境 调湿等方面，而且可用于抗辐射与电磁屏蔽素材、阻燃复合材料、果疏保鲜材料、卫生保健材料以及工业 用半导体材料等高新技术领域。另一方面竹炭生产的副产物———竹醋液具除虫杀菌作用，是很好的生 物农药，在大力提倡绿色食品的今天，更是倍受青睐［ ］。
能使米质变软而不粘，米饭喷香可口；用竹炭过滤处理清酒（一种日本米酒），能生产出一种风味独特的
新酒。一日本学者作了加竹炭的热水和不加竹炭的热水冷却试验，发现加了竹炭的热水不容易变凉，认
为如果把竹炭加在洗澡水中，即使是自来水，也可获得类似温泉那样的满足感。
! " 竹醋液的应用
每烧制 竹炭大约可产生 竹醋液和大量的木煤气，这些都是十分有用的东西，弃之不用十分可