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黃豆產品的工業利用與環保 陳介武 顧問 |
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過去：目前在美國雖然從黃豆加工所得產品，過去只有約0.5％的黃豆蛋白質及約2.6％的黃豆油被利用在工業上供為原料，但其拓展潛力仍甚大。中國人最早將黃豆加工為黃豆油與黃豆粕，而前者供為食用油脂，後者則供為飼料。除了這些用途以外，又拓展利用供為潤滑油、燈油、塗膜以及船用填料（Marine caulking materials），另外亦供為肥料及土壤改良劑（如堆肥）。在西洋首先供為壓艙物（Ballast）。如是，似未促其物儘其用，甚為可惜。 關於黃豆油，在美國由於黃豆油的異味問題，未經利用為食用油脂而首先使用為工業用原料，供為替代部份亞麻仁油以製造油漆（Paints）與清漆（Vanishes）。為了補充棉籽油（Cotton seed oil）以應付急增的食用油脂，肥皂，甘油等的需求，並有些供為替代亞麻仁油以供製造油氈（Linoleum）。在美國第一次世界大戰期間，其最大用途係做為肥皂工業的原料，另外供為乾性油（Drying oil）以代替亞麻仁油，而拓展在木板加工的粘著劑（Adhesives）之用。 關於黃豆蛋白的工業用途，係由脫脂黃豆粉以製造工業級黃豆蛋白以供粘著劑，紙張上膠（Paper sizing），尤其替代酪蛋白（Casein）而利用於紙張加工、人造紡織加工、橡皮及皮革加工、塑膠加工以及油漆，進而發展為合板用粘著劑（Wood adhesives）。 由於石化工業的發展，其各種石化加工產品展現其優異的品質與加工性，逐漸取代黃豆加工產品的地位。 現況與未來：隨著經濟突飛猛進，人類生活水準提升而對於環境保護與健康，尤為重視。生活環境空氣污染的最大來源為石油，猶如交通車輛引擎用燃料、油漆與油墨製造，各種工業用溶劑，多係採用高揮發性與刺激性的石油系礦物油為原料，而導致產生污染環境的排廢氣、酸雨、煙霧等，確實在無形中嚴重污染整體生活環境並影響人類健康鉅大。此外，尚有各種塗膜劑、清潔溶劑、粘著劑、金屬切割劑、油壓機用油、合成塑膠等，不勝枚舉，均係採用石油系原料為主，隨科技的進步而其對環境的影響，可說已到了甚為嚴重的地步。 如此，環境污染與影響人類健康的最大禍源就是石油及加工化學品，然而世界的挑戰之一的石油資源，將逐漸枯竭，據估計，其埋藏量僅剩45年而已。它係人類產業發展的最大功臣，於是，一方面珍惜這種不可再生的石油而節省石油，另一方面，研發可取代部份石油及其加工品的品質優良並且可再生，生物可分解、無毒、無公害而且環境友善（Environmentally and Friendly）的純植物性黃豆原料加工品（即大豆產品，Soy Products），諸如生質柴油（Biodiese1，黃豆油脂脂酸甲酯Methyl Soyate）、工業用黃豆溶劑（Soy Solvents）、黃豆油墨（Soy Ink）、黃豆潤滑劑（Soy Lubricants）、油漆、清漆與塗膜劑（Paints, Vanishes & Coating）、植物臘(Soy Wax & Crayon)以及各種油化學品(Oleochemicals)、粘著劑（Adhesives）、黃豆塑膠（Soy plastics）、建築材料（Construction materials）、離型劑（Form release oil）、粉塵抑制劑（Dust Suppressant），而使得整個產業能夠永續經營而且利於人類生活環境清潔與健康，可謂一石多鳥的頂好方案，乃為當務之急，何樂而不為呢！ （資料來源：Practical Handbook of Soybean Processing & Utilization, AOCS, USA）
二、黃豆加工產品的工業利用與環保：其工業利用產品真是多彩多姿而益於環保！ [1]生質柴油（Biodiese1）(脂肪酸甲酯, Methyl ester of fatty acids)： 目前各種內燃引擎，尤其柴油引擎（Diesel engine）的排放石化燃料廢氣品質甚為引起世人的關心而盼其研究改善，乃為當務之急，並配合世界性的減輕溫室效應（Green house effect）的需求而成為關鍵重要的課題與目標。石油雖然帶給人類無比的繁榮，工業界的進步與其生活水準均與石油息息相關而石油成為一切現代運輸工具的「生命之血」，而世界各國的經濟繁榮指標，可按其石油消費量來衡量。 然而它將逐漸枯竭而石油價格只有持續上揚，它又係不可再生而非為生物可分解的燃料，以致其污染環境，促進溫室效應以及影響人類健康，乃其唯一最致命傷的缺點。於是，經植物油脂（如黃豆油）的交酯化反應（Transesterification）而製取的黃豆油脂肪酸甲酯（Methyl Soyate，稱為生質柴油Biodiese1或Soy Biodiese1）可取代部份石油柴油（Petro diesel）以改善各種車輛排放的廢氣品質，減輕地球暖化效應，並增進健康的生活環境品質，將成為21世紀提升〝綠色生產力〞的清潔新環保燃料。以黃豆油為基質的黃豆生質柴油，業經美國FDA（食品藥物管理局）及EPA（環保局），認可為清潔環保的新替代燃料（替代柴油）或柴油添加物，可謂世界的一大福音，以利改善環境與人類健康。（請參閱美國黃豆協會台灣辦事處網站www.soybean.org.tw/Biodiesel-index.htm ）。 美國黃豆出口協會台灣辦事處（American Soybean Association-International Marketing, Taiwan）自從民國86年（1997年）在台灣首創介紹，宣導並推行採用生質柴油（Biodiese1，以Soy Biodiese1為代表），以利改善環境空氣清潔與健康，其經過如下： (1) 在本協會網站提供簡介美國生質柴油的特性（包括生質柴油組成份、性狀、製造、應用、無毒性、環保性以及有關Q&A），它係為可減少柴油引擎車輛（包括公車、卡車、垃圾車等）排放廢氣而改善空氣品質的可再生（Renewable），生物可分解（Biodegradable），無毒而且環境友善的新環保燃料。（民國86年，1997） (2) 提報拯救地球環保系列報導：〝世界生質柴油的發展與趨勢〞。（1997） (3) 提報〝生化柴油（Biodiese1，生質柴油）在日本的現況與展望〞 黃豆生質柴油係以植物油（如黃豆油）為原料製造的石化柴油替代燃料。（1997） (5) 邀請美國國家生質柴油委員會（National Biodiese1 Board, NBB）專家（Ms. Deborah Bo1dt）及美國黃豆出口協會專家（Mr. Ikegam, Avery）來台，在工業技術研究院、能源與資源研究所舉辦生質能源利用研討會，廣泛予以宣導，並拜會經濟部能源會、行政院環保署、台北市環保局、中油公司煉製研究所、能資研究所、台大機械系、台大環工所、中興大學農機系、高雄市政府環保局等，廣泛溝通與研討，以利可望在台灣推行，並利於環保與健康。（1998） 民國87年全國能源會議中，將生質柴油納入替代能源發展項目之一，以利開發可再生的清潔新環保能源。（1998） (6) 組團訪問日本考察本協會美國總部在日本推行生質柴油情況，日本有關生質柴油的製造工廠（東京都、染谷公司及長野縣吉田興業公司）的生產現況與應用推廣情形以及東京都自由丘〝Thanks Nature〞環保團體的宣導推行與社區服務情況。（1999） 另邀請美國生質柴油公司（Pacific Biodiese1 Corp. U.S.A.）專家（Dr. Robert King）來台，協助宣導並介紹生質柴油的生產技術與多元應用。（1999） (7) 進口美國產生質柴油樣品（World Energy Corp.）並委託台灣省車輛檢測中心（ARTC）測試其品質與有關性能，以利確認其應用可行性。（2000）
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(9) 與工研院能資研究所合作研究〝台北市環保局垃圾車使用生質柴油的排放廢氣品質〞其結果甚良好。並舉辦成果座談會宣導應用可行性，以供改善垃圾車營運環境的空氣品質的參考並利其推行。（2002）
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廢食用油脂（Spent edible oils）的再資源化與環保： 我國經濟突飛猛進，生活水準提升，隨而食用油脂消費也急激上升，乃其飲食習慣使然。幾年前的餿水事件，記憶猶新，在各消費單位，諸如餐廳、飲食店、路邊攤販、油炸業、零售飲食店以及每個家庭，其用油甚為浪費，以致可能污染到水溝、河流、港口、土壤而影響環境。因此必須考量並追蹤其廢食用油脂的去處，而廢油的產生與飲食習慣，使用者與營業者的處理作法或措施，均有密切的關連，而應予以掌控，避免公害。 另外，油脂加工廠的廢油脂浪費污染，產業界更應予以自行管制，避免無形的污染環境，成為另一盲點（問題點），而及時予以回收利用與管理，乃當務之急。大自然環境為人類生存空間，也為全人類所共同享有，而環保必須為全面性、整體性、持續性的工作，需要地球上每一份子（消費者），每一事業單位（包括各有關油廠、銷售單位、餐廳、油炸業、零售業等）來共同參與及關心，才能達成排除廢食用油脂的污染並予以充分利用，以達廢油的再資源化而利於環保。（如附圖）
廢食用油脂再資源化系統圖: (資料來源: 美國黃豆出口協會台灣辦事處 ASA-IM/Taiwan, 2003)
如是，若能參照歐美日等世界先進國家的資源回收處理與利用方式予以確實執行，以製造生質柴油，供為石化柴油的添加物或替代燃料，將可改善其廢氣品質，以利環境空氣品質，益於環保。（關於石化柴油的毒性，請參閱本協會網站資料，供參考）
[2]黃豆油墨（Soy ink）： 1979年美國報紙印刷者協會（American Newspaper Publishers' Association，目前改組為美國報紙協會Newspaper Association of America）的負責人提倡促進開發替代石油基質的印刷油墨（Printing ink）。當時由於OPEC （Organization of Petroleum Exporting Countries）環繞的有關事件使石油價格提升，而使其供應產生些問題，尤其油墨產業對於市場供應問題甚為敏感，以免影響其原料的供應。經幾年積極努力研討，黃豆油墨（Soy ink或稱Vegetable ink）被引進報紙產業使用。經研究採用許多種配方替代植物性油墨，黃豆油墨終於被認為無毒可應用，而且在烹調用的大豆油（即黄豆油）產量豐富，價格便宜（尤其在美國），安全性可靠，印刷效果良好並且符合印刷油墨的各項標準規格，尤其環保性絕佳。 如此，大豆油墨的採用，首推報紙產業，在美國大約有10,000家報社，其中三分之一已使用大豆油墨，尤其較大的1,500家日報的九成以上已肯定其效果而採用之。 除了報紙印刷以外，其他印刷，諸如張頁油墨（Sheet-fed ink）、熱固型油墨（Heat-set ink）、冷固型油墨（Cold-set ink）、商用表格印刷油墨（Business forms ink）以及凸版油墨（Flexographic ink）等，亦可予以採用黃豆油墨，其效果佳而仍需由各廠商自行密集研究其配方以應其需。在美國從1989年以來，其使用範圍逐漸擴大而大約五萬家印刷業者的四分之一，經常使用黃豆油墨。大致100家較大的油墨廠商至少生產一種黃豆油墨產品。除了美國，在歐洲、澳洲、日本、韓國、等諸國亦經推展使用黃豆油墨，並繼續促銷中。 如是，黃豆油墨正在引導印刷油墨業者，以製造低揮發性有機成份（VOCs, Volatile Organic Compounds）的產品油墨。蓋因石油系油墨含有多量的VOCs及毒性成份，係為嚴重影響空氣污染的元凶所致。石油系油墨的VOCs係經美國環保署（EPA）及其他政府機關認定為空氣污染源主要成份（Hazardous Air Pollutants, HAPs）而採用黃豆油墨可謂解決印刷產業的環保，排除空氣污染，而獲得健康與安全的絕佳方案。 近來〝綠色（Green）〞為影響環境的原動力（Driving force）而黃豆油墨乃可佔有其重要的角色與價值。不管其目標係清潔空氣或為減少對進口石油的依靠度，或為使用可永續生產的可再生並為生物可分解（Renewable and biodegradable）的植物資源，而於此所提倡的黃豆油墨均可達成其目的。美國正在趨向於更為嚴格的環保政策，因此使用黃豆油墨，係為達成其政策的一種重要手段，而其他先進國家亦皆然。 黃豆油墨含有不同比率的黃豆油，係由於黃豆提油所得而供為食用油或食品加工之用，其安全性甚為可靠。油墨製造廠係將這種原來為食用大豆油（或其他乾性或半乾性植物油脂）與顏料（pigments）、樹脂（Resin）、臘質（Waxes）等混合以製造油墨，而以黃豆油取代傳統使用的石油系礦物油，以避免石油系礦物油所含揮發性有害成份而排除影響環境清潔的空氣污染，確保作業人員健康，同時避免在油墨印刷廠的作業環境受到同樣的負面影響。更進一步對讀者（如報紙讀者）而言，傳統油墨印刷的報紙，通常閱讀時，時常感覺到石化異味揮發成份的困擾，係為一般報紙讀者的感受，同時其手亦易沾污（沾黑），蓋因傳統報紙印刷的黑色成份耐擦性較差所致。當採用黃豆油墨印刷的報紙，均無上述兩項缺點而易受讀者肯定與歡迎，理所當然。 (一)黃豆油墨的特點：可供為推展與應用 黃豆油墨擁有技術上及應用上的多元特點。它由於具有在技術上，比傳統的石油系油墨為優的特點，以致已形成新穎的油墨市場規模。 (A)技術特點：
(B)應用特性：
(二)黃豆油墨的種類與用法： 各種形式的印刷須配合使用不同配方的黃豆油墨，猶如不能使用汽油在柴油引擎車輛的道理一樣。因此，可研擬各種配方油墨，隨其需求而選擇採用。
(三)黃豆油墨使用現況與展望： 在美國依照Hazard Communication Standard，若油墨產品含有致癌物質超過0.1％，則必須在產品上予以標示，而報紙亦不例外。通常石油系礦物油含有較多量的多環芳香族碳氫化合物（Poly Aromatic Hydrocarbons, PAH），係屬於致癌物質之一，因為傳統石油系油墨的這種負面因素，致使美國印刷業逐漸趨向於使用低PAH的原料油脂所構成的植物油墨，並以耐擦性佳的報紙印刷為訴求，以致必須開發新穎的油墨。於此，黃豆油墨，乃因應而出，而被採用為替代石油系油墨的革新油墨。 另外，在熱固型印刷，可予以解決VOCs揮發所導致的環境清潔問題，並在彩色印刷方面賦予特殊濃厚亮麗外觀與改進，係為美國報紙協會所推舉與使用。於1992年美國清潔空氣修訂案（Clean Air Amendment）規定化學發揮物的排放對報紙油墨配方的影響而獎勵採用非石油系的油墨。由此導致石油系礦物油基質的油墨減產，卻引起其漲價，而使業者逐漸轉換採用大豆油墨，以符合排放廢氣的清潔空氣規定。目前報紙用黃豆油墨的用量已消耗46百萬磅黃豆油，其所製造的大豆油墨約佔全美國黑色印刷報紙用油墨市場的13％。據估計，若整個美國印刷產業全部採用黃豆油墨，則其所需黃豆油的消費將達457百萬磅，而可拓展黃豆油的工業利用並益於環保。 黃豆油墨，對於回收廢紙的脫油墨較容易而且比較不會損傷紙質，同時脫油墨後的廢油墨殘渣比石油系的場合容易分解（按黃豆油係生物可分解，而石油係生物不可分解的物質），以利排水處理作業，而可掌控排放水品質。如此，使黃豆油墨成為經濟有效的選擇，係可由無毒性而可再生的資源（大豆油）來配製油墨所致。
由美國環保署（EPA）及職業安全與健康管理局（Occupational Safety & Health Administration, OSHA）所主管的進行的National Toxicological Program經提示採用石油系印刷油墨所導致的潛在致癌效應，以警告石油系油墨的毒性。也許採用石油系油墨印刷的報紙，將被要求貼上有毒警告的標示，以利提醒讀者注意與關心。然而大豆油墨並非萬能，仍有些因素（如價格較高）尚待研議改善與考量，以利更為順利推廣。 松下電器公司為日本最大的黃豆油墨使用業者，在其全球的電器製品的包裝說明、型錄，均採用黃豆油墨予以印刷，以顯示該公司對環保的重視與關心。同時在其印刷品上均貼上〝Soy Seal〞標誌，而顯示其印刷油墨係採用環保的新穎黃豆油墨，利於人類環境的清潔與健康效果，可見其用心程度。大日本印刷公司及凸版印刷公司為日本第一流的大印刷公司，亦採用大豆油墨印刷而各已達80億日圓的規模。在1998年世界冬季運動會在日本長野市舉行時，曾了以宣導其環保性，以利再拓展。在日本，推動各項環保活動，尤其積極無比。 目前在日本已有230家油墨廠生產黃豆油墨並已有175個單位使用它。東洋油墨公司及板田油墨公司在日本生產黃豆油墨並在台灣設有分公司，另從日本總公司進口日製大豆油墨在台灣銷售並貼有〝Soy seal〞標誌以宣示對環保的關心。 在台灣，黃豆油為食用油脂的龍頭，扮演甚重要的角色，約佔總植物油脂消費市場的六～七成。食用油脂的需求穩定而且飽和，將可進一步開拓大豆油的工業利用，使植物油脂更為貢獻工業界並利於環保。如是，植物油墨（黃豆油墨Soy Ink）將是更美好明天的最佳選擇。 (四)商標〝Soy Seal〞（黃豆油墨標籤）： 由美國Monsanto公司設立〝Soy Seal〞商標（如圖示），以表示在各種產品，包括油墨及各種印刷品上均有黃豆油的存在。該公司經由美國National Soy Ink Information Center授權美國黃豆出口協會（American Soybean Association-International Marketing，簡稱ASA-IM），以利各有關廠商辦理〝Soy Seal〞商標採用登記，以顯示黃大豆油的工業上新環保用途。 使用該商標，只要依〝Soy Seal User Agreement〞登記則可，並不需任何費用。為什麼要標示〝Soy Seal〞？猶如通常使用回收再生紙，均附有〝回收紙張〞標示，以顯示愛惜資源與重視環保的觀念與共識而使用〝Soy Seal〞係顯示該油墨或 印刷品，係採用由永續可再生的植物性黃豆油為原料製造的油墨，可謂新環保油墨，利於宣示環保政策與觀念並促銷產品。 "Soy Seal"
標籤 〝標示採用黃豆油墨印刷〞〝標示含有黃豆油墨〞 近來由於國民所得提高，對生活環境品質的要求日益殷切，環保意識高昂，石油系產品與日常生活息息相關，而環保與健康問題均已成為全球性課題。採用新環保的黃豆油墨以替代石油系油墨，以利用於確保清潔美好的生活環境，將是另一項最佳選擇，益於環保。 （資料來源：United Soybean Board （USB）, USA National Soy Ink Information Center, USA, American Soybean Association （ASA）, USA.） <國內黃豆油墨廠商>
[3]工業溶劑（Industrial Solvents）：黃豆溶劑（Soy solvent） 經由黃豆油的交酯化反應（Transesterification）製造所得脂肪酸甲酯（Methyl Ester of Fatty Acids）（或稱為Methyl Soyate），可供工業溶劑的良好潛在資源。它的溶解力良好，低毒性，閃火點（Flash point）較高，並且係為生物可分解的溶劑，屬於生質溶劑（Bio Solvent），可替代傳統的石油系礦物油溶劑。通常石油系工業溶劑會產生危害空氣的污染物（Hazardous Air Pollutants, HAPs及揮發性有機化合物（Volatile Organic Compounds, VOCs）而影響環境清潔與健康。目前正遭遇到嚴重的考驗，在美國工業界正努力尋求解決之道，以利儘量減少曝露在有害或腐蝕性液體的環境之下作業。因此採用由黃豆產品製成的黃豆溶劑（脂肪酸甲酯），可提供對環境有利又有效的良好選擇。 通常這些工業溶劑（或稱商用溶劑Commercial solvents），諸如三氯化乙烯（Trichloroethylenc, TCE）、過氯化乙烯（Perchloro Ethylene, Perc）、二氯化甲烷（Methylene chloride, MeCL）、丁酮（Methyl Ethyl Ketone, MEK）、甲苯（Toluene）、二甲苯（Xylene）以及其他溶劑，均係石油系溶劑，1998年在美國的消耗量已達595百萬磅，相當可觀，而影響環保至鉅。因此，改用純植物性的黃豆溶劑，將是一個良好的選擇。 一般工業溶劑需要下列幾項特性：
黃豆溶劑（黃豆油脂肪酸甲酯）的優點：
新用途： 除了上述所提各種工業用途以外，又可供為溶解去除在海岸溢出或洩漏殘留的石化廢油（Spilled petroleum）。油輪或商船的洩漏涮石油原油，時有所聞，影響環境甚鉅。沿著海岸線溢出的石化廢油，不僅污染環境，而更嚴重的威脅水域或海洋資源的生態平衡。 利用脂肪酸甲酯（黃豆溶劑，Soy Solvent）可協助業者迅速而且安全的清除石油污染物，比傳統方法更為快速有效。經由它溶解回收的石化油料可直接供為燃料，不需再予提煉，而殘留在沙灘上的微量油料會加速生物分解並無副作用，或影響水質或海洋生物。例如美國〝Cytosol〞黃豆溶劑係經USB（美國黃豆聯合會）支援發展的生質溶劑，可供海洋沿岸石化廢油清除，甚為奏效。經美國環保署（EPA）列為生質溶劑（Bio solvent: National Contingency Plan Product Schedule for Oil Spill），尤其在加州被專門使用以回收海岸油渣。如此，USB應用黃豆農民所繳的銷售黃豆提成基金，以研究黃豆產品的各種新用途，一方面提升附加價值，另一方面貢獻環保，以增進黃豆在全球的利用性。 （資料來源：United Soybean Board （USB）, USA, 2002） [4]黃豆潤滑油（Soy-Lubricants）： 過去長久以來，石化油係為常用的潤滑油劑，以供各方面的用途。然而由於對於及時生物可分解潤滑油的需求而在歐盟及美國被認為必須低毒性而且對環境友善（Environmentally & friendly）為宜，而採用合成油或植物油潤滑劑（黃豆油或菜籽油），以替代部份石化系潤滑油。尤其為了規制石化油排放揮發性異味（Emission），而要求有關政府單位使用環境友善的生質產品（Bio-mass products），如黃豆潤滑油，以鼓勵使用可再生（Renewable）油源，以珍惜資源。 通常植物油做為潤滑劑的缺點，在於其耐熱性及抗氧化性較差，以及容易水解而較不穩定，但可經由添加劑予以克服。它比一般傳統的石油系潤滑油劑，擁有下列優點：
然而由於其熱穩定性較差，以致通常使用在70℃以下的情況為宜。對於一些特殊應用，除了植物油（如黃豆油、菜籽油）基質的潤滑油，亦可考量採用植物油脂肪酸甲酯。另據日本的研究報導，油酸乙酯與類的加成物（Addition product），可製取耐凍性極佳（大約零下40℃）的手錶潤滑劑（合成潤滑油），供南極探險之用。
通常潤滑油劑以具備下列各項條件為宜：
[5]粉塵抑制劑（Dust suppressants）： 近來由於全世界穀物加工業澎勃發展，並建設許多穀倉（Grain silo）以利儲存穀物，確保其品質而提升其加工應用性，然而在穀物輸送過程中，極易產生粉塵（Dust，包括砂粉塵及蛋白、澱粉等、細粉塵在內），經由它所引起的環境清潔及安全與衛生問題，甚受業者的關心以避免災害，尤其塵爆（Dust Explosion）時有所聞而影響工作人員與設備損耗，係為有關業者面臨亟思解決的難點之一。 通常在高密閉的空間中，其粉塵容易引起爆炸（即所謂塵爆），人員與設備損失至鉅，另外其粉塵飄浮而污染空氣，尤其影響工作人員（包括鄰居）的健康。為了清除或減少穀物輸送或穀物加工所產生的粉塵，通常裝有機械式集塵系統以控制減少粉塵濃度，如旋風式分離機（Cyclone separator），濾袋式集塵分離機（Bag separator）或兩者兼用，然而仍不易完全避免抑制粉塵的產生，因此，近來先進國家研議採用噴霧油劑（如黃豆油）在穀物表面以利抑制粉塵，這種油劑，稱為粉塵抑制油劑（Dust suppressants）。 除了容易引起塵爆而損壞設備以外，通常工作人員吸進粉塵，容易引起健康障礙，諸如，哮喘（Asthma）、慢性支氣管炎（Chronic bronchitis）、鼻炎（Rhintus）以及刺激眼睛及皮膚，乃須設法予以掌控以利確保工作人員健康與安全。 從經濟面來看，據統計通常穀物粉塵的產生量約為穀物重量的0.14％，目前世界穀物產量已超過20億公噸，經予考量輸送加工進出各一次則產生機會加倍，約可產穀物重量0.28（0.14×2）％的粉塵，可說相當可觀。就是在運輸加工過程中，若未來以防止則可能損耗這麼多的穀物。這些粉塵大部份為由穀物本身經摩擦而產生或經昆蟲或黴菌侵蝕穀物所產生者，包括澱粉、蛋白質等，以及無機物（如砂粉）。
如此，這些粉塵在工廠地面或機械設備表面，經積蓄到某一程度，則容易引起爆炸（即所謂塵爆）並可再引起二次或三次連續爆炸。穀物加工盛行的歐美國家經常發生，而在台灣亦曾有幾次塵爆的記錄，以致有關加工廠，尤其注意安裝有關設備或措施，以利掌控。美國職業安全與健康管理局(Operational Safety and Health Administration, OSHA)提倡（或規定）加工廠地面（包括裝置表面）的積塵厚度不得超過1/8"，以利控制而儘量避免粉塵爆炸，減少損傷。通常粉塵抑制油劑（黃豆油）的噴霧量0.02～0.05％（對穀物重量），則可達成良好的效果。1992年在本協會（ASA/Taiwan）的宣導下，台糖公司小港副產加工廠在台灣區雜糧基金會與台灣大學農業機械系的合作，在台灣首創進行上述粉塵抑制措施，效果良好，但仍須考量經濟評估。 [6]塑膠可塑劑（Plasticizer）： 由於石油化學工業的發達，使得塑膠的生產大幅成長，嘉惠人類生活的各項用具與各項工業用品，尤其聚氯乙烯（Poly Vinyl Chloride, PVC）的產量突飛猛進。為了配合或增進PVC塑膠的各項需求特性，諸如，柔韌性（Flexibility）、加工性（Workability）、膨脹性（Distensibility）以及堅韌性（Toughness）而使得苯二甲酸辛酯（Diocty1 Phthalate, DOP）成為PVC最重要的可塑劑，以利應付其加工需求。 為了降低塑膠可塑劑的生產成本，環氧三甘油酯系可塑劑因應而來，係利用天然植物油做為低價格原料，經由過氧甲酸（Peroxyformic Acid）、過氧醋酸（Peroxy acetic acid）、過碘酸（Periodic acid）或過氧化氫（Hydrogen Peroxide）等予以氧化，以製造環氧三甘油酯（Epoxy Glyceride）而以環氧黃豆油（Epoxy Soybean Oil）為主。環氧黃豆油的分子量約為1,000，低揮發性，可流動性佳，耐油性良好，耐熱老化性亦佳，更因無毒性而可供為PVC塑膠產品的可塑劑。它係高沸點的極性液體，對PVC聚合物的溶解性甚佳。其唯一的缺點在於大量使用後，經長期易呈現出汗現象，但經與DOP配合使用則可解決上述缺點而予以改善。通常不能單獨使用以免產生不透明（Opaque）、粘性的（Sticky）、不柔韌性（Inflexible）的加工品。因此，通常環氧黃豆油可塑劑係與DOP配合予以使用，可改善PVC塑膠的熱穩定性與光線穩定性，使產品品質穩定化為其特點。在環氧三甘油酯系可塑劑中，環氧黃豆油可塑劑約佔75％。 環氧黃豆油可塑劑的用途與特性：
[7]黃豆基質的合板粘著劑（Soy-based wood adhesives）： 過去長久以來，合板粘著劑，曾經採用黃豆粉或黃豆蛋白做為原料，以供製造，但其耐水性較差，同時抗微生物性亦不佳，到了1960年中期，經被石化系粘著劑逐漸取代，以拓展其加工效果。 為了製造良好的粘著劑，它必須與木質纖維能夠堅強結合，然而脫脂黃豆粉擁有胺基酸基（例如Glutamic acid及aspartic acid）的結合作用以利奏效。但其原料黃豆粉必須避免71℃以上的處理過程以利確保蛋白質不受變性為宜，當然採用濃縮黃豆蛋白（SPC）或分離黃豆蛋白（SPI）做為原料更好（增進結合力），但其價格較高，會影響生產成本。利用黃豆粉做為原料，比酪蛋白（Casein）為佳，其價格便宜而且供應豐富，同時黃豆蛋白的結合力較強，不甚粘而塗膜處理較為容易。另外，可適於冷壓式或熱壓式處理，而做為合板（Plywood）或人造板（Particle board）加工方便。 其最大的缺點在於容易受微生物侵蝕分解而且耐水性不佳，以致影響其應用範圍與用途。經添加架橋劑（Cross-linking agent）、單寧劑（Tanning agent）、蛋白質鈣鹽（Calcium proteinate）以利改善，並可添加防腐劑以利防黴，但效果均不甚良好。 由於石油化學工業的發達，改用合成樹脂類，諸如尿素-甲醛（Urea-formaldehyde）樹脂、酚-甲醛（Phenol-formaldehyde）樹脂以及有關合成樹脂以取代蛋白質（脫脂黃豆粉）而製造粘著劑，其效果非凡並可改善上述各項缺點。 然而由於近來對於環保的注重，愈來愈高漲，以致上述化學樹脂的廢氣揮發（Emission）污染環境（尤其甲醛係致癌性物質），成為嚴重的環保與健康障礙問題。美國環保署（EPA）及美國消費產品安全委員會（U.S. Consumer Product Safety Commission）對於這些石油系粘著劑的廢氣排放（Emission）予以規制，尤其對活動房屋、家具建材的合板品質予以管制其VOCs（有機揮發成份）及HAPs（危害空氣污染物）的排放，以利環境清潔與健康。
如是，粘著劑的配製，乃改為採用黃豆粉、黃豆蛋白或黃豆蛋白水解物（Soy protein hydrolyzate）並配合較少量的上述石化系樹脂以利增強其粘著性而減少有害揮發成份的發散，以符合規格要求。人造板（Particle board）係由低價格木質加工產品，例如配合鋸屑（Sawdust）、黃豆粉、石化系樹脂予以製造加工成型，以減低甲醛異味排放，其熟成率可加快而且降低成本。合板（Plywood）係木質板產品中，最大宗者，採用黃豆蛋白-酚-甲醛為主要成份的粘著劑以加工製造裝飾用木板（Veneer）。目前逐漸採用配合黃豆蛋白基質與較少量Phenol-formaldehyde或Urea-formaldehyde或Phenol-Resorcinol-Formaldehyde等，樹脂（Resin）以供合板加工之用，對VOCs或HAPs的減少可有效掌控，是為其環保利基。
石油供應與其價格不穩定性以及由於採用石油系產品所致環保影響的關心，將使黃豆蛋白更有機會，在工業市場被利用而且逐漸擁有成本競爭性。目前各廠商均甚為關心與注重環保問題而為了符合廢氣排放（Emission）及廢物廢棄規劃標準，將提升石油系合成化學品的製造成本。如是，各業界均希望減少使用多元污染性石化產品，做為它們產品的配製，因此，對黃豆蛋白而言，將是一種拓展用途與利用的機會。 黃豆蛋白在工業用途成長的障礙（Barriers），在於如何使各界廠商肯定黃豆蛋白的品質，環保利基以及更進一步研發改善其加工性，以應它們的需求。然而這項任務亦相當困難，蓋因它們擁有既定的自我信念，不易改變製造方式，尤其目前尚無迫切的石油原料短缺（即能源危機）而可將石油系產品原料轉換為更富附加價值的各項工業產品，總比做為燃料予以燒掉為佳。同時黃豆蛋白的價格較貴，亦為一項重要因素。 其次，使各廠商改換石油系原料的意願不高，其原因在於第二次世界大戰以來，石化產品係為重要的工業原料而且對新原料黃豆蛋白不甚認識其加工性，以致不甚具吸引力。因此，對各廠商的消費者教育乃甚為關鍵重要。 [8]油漆、清漆與塗膜（Paints, Vanishes and Coating）： 通常油漆及清漆（Paints and vanishes），係將乾性油（Drying Oil）或其聚合物（Polymer）或天然樹脂、膠質等，溶解於各種溶劑（尤其石化系礦物油溶劑）以利塗裝或塗膜（Coating）在固體產品（包括各種木質或金屬材料產品）表面，經加熱或乾燥（空氣氧化）予以蒸發其溶劑後，形成一層薄膜（Film），可緊緊地附著（adherent），而堅韌（tough），不能滲透（impervious）並擁有耐磨性（Abrasion resistant），以供覆蓋，保護、裝飾固體物品表面。因此，塗膜必須能夠快速乾燥為要。油漆另含有顏料色素（Pigments）以呈現亮麗的顏色，而清漆則不含顏料而形成透明薄膜。
亞麻仁油（Linseed oil）及桐油（Tung oil），係為乾性油，可供為裝飾塗膜的油漆原料。這些油脂甚為不飽和（碘價較大），經加熱受氧化反應，成為聚合物（Polymerized oil），以形成良好的薄膜，適於油漆原料。但黃豆油屬於半乾性油（Semi-drying oil），以致單獨不易形成良好的薄膜而不甚適於油漆原料。因此，它必須經添加某些合成樹脂（Synthetic resin）（如酸醇樹脂，Alkyd resin，後述）以利改善其乾燥性，粘著性、耐久性、以及增進塗膜光澤。如此，可採用黃豆油替代亞麻仁油及桐油（兩者產量較少而價格高昂），以利降低成本，並保持良好品質。 通常係將黃豆油與多元醇（Polyo1，如Glycero1）予以醇解（Alcoholysis），而再與雙鹽基酸（Dibasic acids）、諸如酐（Phthalic anhydride）、順丁烯二酸（Maleic acid）、反丁烯二酸（Fumaric acid）或己二酸（Adipic acid）等，予以作用反應而成為聚酯樹脂（Poly ester resin）。它在反應過程中，黃豆油的非共軛不飽和脂肪酸（Non-conjugated unsaturated fatty acid）結構，經加熱予以異構化（Isomerization）而轉換為共軛不飽和脂肪酸（Conjugated unsaturated fatty acid）結構，以致獲得良好的乾燥性並擁有上述塗膜的各種優異性質，甚適用於油漆原料。 美國的塗膜市場（U.S. Coating Market）： 美國的塗膜市場規模，預估超過12億加侖（2001年），包括建築材料的塗膜，工業或代客加工塗膜以及特殊塗膜。 黃豆油係最為豐富而價廉的植物油脂，可供為酸醇樹脂（Alkyd Resin）油漆的製造原料。酸醇樹脂油漆係為油基質或溶劑配製的油漆，在美國2001年消費量達700萬磅的酸醇樹脂，其中使用180百萬磅的黃豆油做為原料，以供配製。黃豆油在這個市場，與其他油脂（如亞麻仁油）競爭而擁有市場價格的競爭性。從1980年以來，在油漆及清漆的製造，使用黃豆油已高達180百萬磅，卻逐漸降到35百萬磅，而平均仍有52百萬磅的消費量。蓋因排放揮發成份（廢氣）（Emission）的問題，其產量逐漸減少所致。
[9]黃豆油基質的熱固型塑膠（Soy-based thermoset plastics）：
過去以採用石油系的多元醇為主，如上述以黃豆油多元醇來替代石油系產品，可節省石油及可減少對石油產品的依賴性，以及改善環保性而黃豆油將是一種新原料，甚具挑戰性，並利於環保。 [10]黃豆蛋白基質的塑膠（Soy-based Plastics）： 脫脂黃豆粉（Defatted soybean meal）含有43％的黃豆蛋白質，它經與各種合成樹脂（例如酚-甲醛樹脂，Phenol-formaldehyde resin）予以聚合反應，以製造黃豆蛋白基質塑膠，或簡稱黃豆塑膠。另亦可添加木質粉（Wood flour），硬脂酸以改善塑膠產品表面光澤。其最大缺點在於耐水性不佳。由於石油化學工業的發達，出現各種石油系塑膠，諸如PE、PP、PVC、PS等，逐漸取代黃豆塑膠產品，而展現其加工性、耐久性、耐水性等優異的品質。 近來對於石油系塑膠廢棄物的公害污染環境，甚受注意與關心，雖然積極推行回收利用並減少污染，但其效果仍不彰。在美國每年使用650億磅的石油系塑膠，據云：經被回收者，僅為2％而已。如此，對黃豆塑膠而言，乃為一種機會，以拓展其用途，替代石油系塑膠而利於環保。其在市場的潛力可說無窮。例如應用在免洗餐具（如保麗龍杯、盤）的製造，而經廢棄後，它係生物可分解的材料，可避免或減少環境污染。另外，廢棄黃豆塑膠產品亦可供為飼料的蛋白質來源。 據1999年國際海洋污染條約（The International Maritime Pollution Treaty），嚴禁在海洋上傾倒廢棄石油系塑膠產品。這此廢塑膠比海水為輕而浮在海面而污染海岸又威脅海域環境生態（包括海域哺乳動物及海鳥），其情況相當嚴重。黃豆蛋白塑膠廢棄物係屬生物可分解的聚合物（Polymer）材料，可避免這種污染，而可供為另一種選擇，並利於環境生態。
黃豆塑膠的用途甚為多元，諸如供為車體材料，日常用具，各種免洗餐具、門窗框、眼睛框、各種用具零件。另外，也有考量採用40～90％蛋白質的分離黃豆蛋白有關產品原料與玉米澱粉，以製取蛋白質／澱粉塑膠，以避免甲醛的污染，雖然在發展階段，其商業用途乃可期待。
[11]黃豆紡織纖維（Soy textile fiber）： 以脫脂黃豆粉為原料，經鹼萃取與酸沈澱所製取的分離黃豆蛋白（Soy protein isolate），其蛋白質含量可達90～95％。通常以這種分離黃豆蛋白為原料經紡絲製成絲狀，可供為紡絲纖維，係為再生蛋白纖維（Regenerated protein fiber）。它可供為替代部份天然蛋白纖維，諸如羊毛纖維、絹纖維，但其堅韌性比天然纖維差，尤其抗張強度（Tensile strength）比羊毛纖維為低。
因此，黃豆蛋白纖維，通常與羊毛，棉以及合成纖維（如Rayon, Nylon）等，混合後予以紡絲，以利降低成本。其主要優點在於價格比動物來源蛋白（如酪蛋白，Casein）為低，可予以替代酪蛋白，並且其蛋白質含量較高，亦為另一優點。 [12]黃豆離型劑（Soy Form Release Agent）：
黃豆油或其甲酯可做為水泥板加工產品（如水泥板）的模型離型劑，提供水泥加工廠另一個新的選擇，它使水泥加工品容易從模型中取出，表面保持光滑，以替代傳統的石油系溶劑油。蓋因石油系溶劑油，經使用溢出或廢棄後，容易污染環境土壤，水質且有刺激性異味，同時又不易分解而影響環境污染所致。然而黃豆離型劑則無上述嚴重缺點，它係無毒而且生物可分解的油料，將受建築業、水泥加工業的重視，以利減輕廢油料的清除與廢棄工作，並利於環保。 [13]黃豆臘（Soy wax）：
過去傳統上石油成份的石臘（Paraffin）係供為臘筆、色筆蕊等的製造原料，其價格便宜而供應量甚豐，然而其缺點在於揮發性異味甚重，而廢棄又污染環境。然而將黃豆油予以氫化（Hydrogenation）所製取的臘狀物質（即Soy wax），可供替代石油系石臘以製造上述各種產品，品質優異。諸如，做為臘燭（Candle），其燃燒完全清潔、無廢氣、無煙、無毒、少積碳，可說甚為理想，而做為臘筆、色筆蕊、香氣臘（Fragrance & Scents）等等，著色效果好，顏色亮麗、無異味、無毒，而堪稱最好的原料，均利於環保。 [14]黃豆乳化劑（Soy emulsifier）：
通常黃豆油含有約2％的卵磷脂（Phosphatides, or soy lecithin），係在黃豆油精煉過程的副產物。它經設法回收精製後，可供為食品乳化劑、健康食品、醫藥品等之用。
如上述，黃豆卵磷脂係為黃豆油加工的副產物，若未適宜處理，則混入皂腳（soapstocks）中，而易引起污染。如是，回收予以應用，係屬副產物（廢物）的再資源化，提高其附加價值，又可避免環境污染，可謂一石二鳥的好措施，何樂而不為呢！ [15]油化學品（Oleochemicals）：
黃豆油經各種反應，諸如，水解、還原（氫化）、酯化、交酯化、聚合反應等，以產生各種油化學產品，諸如，脂肪酸、脂肪酸酯、肥皂、各種表面活性劑、各種合成樹脂（如酸醇樹脂、聚胺甲酸酯、聚醯胺樹脂）、胺類、脂肪醇、環氧油脂等等，在化學工業、油墨印刷工業、合成樹脂工業、化妝品工業、油漆工業、替代燃料工業等等，其在工業上的用途甚廣，亦佔有甚重要的角色，其產品確實多彩多姿，嘉惠人類生活。 如是，有這麼多消費者或產業界未甚知悉的黃豆產品可供利用，應予珍惜，而使其物盡其用，貨暢其通，拓展多元用途並關照環保而嘉惠人類生活，乃責無旁貸。由於台灣經驗創造了經濟奇蹟，將由原來的經濟與環保並重的理念，進展為環保優先。各業界也在社會大眾殷切期盼下，積極宣導並推出革新的處理與研發措施。於是宣導"4R"措施，即Reduction(減廢)、Reuse(重複使用)、Recycling(回收)、Regeneration(再生或再資源化)，以利共識與執行，乃當務之急，而能掌握速度者，就是嬴家。
近來經濟發展突飛猛進，生活水準提升而對生活環境品質的要求更為嚴格，一切以健康為訴求與志向。由於傳統石油系工業產品大幅成長並擴大其應用範圍，與日常生活息息相關，而有些尤其公害污染影響環境品質與人類健康。因此，重視環保已經不是某一地區的問題而應為全人類的重要活動，經濟與環保並重，必要時乃以環保為優先，以期給下一代一個清潔美好的生活環境。 研究開發清潔（Clean）、可再生（Renewable）、生物可分解（Biodegradable）而且可永續經營的新穎植物性工業產品，以替代（或部份替代）污染性較大的傳統石油系產品在工業上的利用，並予以推廣，以利確保環境清潔與健康，乃當務之急。然而以政府大力支持、鼓勵，惠予有效宣導教育消費者才能奏效，乃是關鍵。盼大家共同致力提升環保，邁向更好的明天！ |
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