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木薯業的盲點:為什麼木薯皮、薯渣與澱粉廢水需要的是分散式黑水虻(Black Soldier Fly, BSF)生物轉化,而不是在工廠後面再堆一座露天廢料山

作家相片: Kelvin Wong
Kelvin Wong
3小时前
讀畢需時 6 分鐘

木薯是全球最低調的工業作物之一。它養活數億人口,支撐著從奈及利亞到泰國的鄉村經濟,也是麵條、珍珠粉圓、紙張、黏著劑與生質乙醇背後的澱粉來源。然而它同時產生農食產業中最棘手的有機廢棄物之一:含水量高、容易發酵、氣味重,而且在採收到加工的短暫期間內大量產生。對於關注農業供應鏈的廢棄物管理從業人員、地方政府與企業永續團隊而言,木薯正是教科書級的案例:集中式廢棄物基礎設施到不了的地方,正是分散式黑水虻(BSF)生物轉化發揮所長之處。

本文將檢視木薯加工留下了什麼、目前如何處理、弱點在哪裡,以及為什麼對大多數工廠而言,就地的 BSF 生物轉化比常見的替代方案更好。

作物規模,以及它留下的廢棄物

根據 IndexBox 市場數據,2024 年全球木薯產量約 3.3 億公噸,較 2023 年約 3.34 億公噸的高峰下降約 1%。奈及利亞(約 6,200 萬公噸)、剛果民主共和國(約 4,500 萬公噸)與泰國(約 3,200 萬公噸)合計約佔全球產量的 42%。各國數字僅供參考,因為市場數據彙整單位的權威性不及聯合國糧農組織(FAO)本身的統計,但數量級是確定的。

每一公噸進廠的木薯塊根都會留下殘渣。FAO 的 Feedipedia 指出,木薯皮約佔塊根重量的 5% 至 15%,薯渣(澱粉萃取後的纖維狀殘渣,pomace)最高可達塊根的 17%;一座日處理 100 公噸塊根的工廠,每天約產生 47 公噸新鮮副產品。再加上製程廢水,一座中型澱粉廠實際上就是一個連續運作的有機廢棄物產生源,只是順便生產澱粉。

這些殘渣為什麼難處理

木薯副產品的難處有三,每一項都是管理者必須面對的。

第一,含水量高而且發酵快。新鮮薯渣的含水量為 75% 至 85%。根據英國化學工程師學會(IChemE)介紹的一座泰國澱粉廠,剩餘薯渣一經存放就開始發酵,產生強烈臭味與嚴重污染的滲出水。工廠後方的渣堆既是擾鄰問題,也是甲烷排放(methane emissions)來源,因為薯渣在缺氧條件下分解,與掩埋場裡的廚餘一樣會釋出甲烷。

第二,單獨作為動物飼料並不理想。木薯皮與薯渣蛋白質含量低(Feedipedia 列出,以乾物質計,木薯皮粗蛋白低於 6%,薯渣為 1% 至 4%),且有添加上限:豬隻試驗中,薯渣添加 10% 即降低離乳仔豬的表現;肉雞添加量超過約 8% 時成效變差。因此傳統的「賣給飼料廠」出路有天花板。

第三,氰化物讓一切更複雜。木薯含有氰苷(cyanogenic glycosides),主要是亞麻苦苷(linamarin)。苦味品種以乾物質計,氰化氫含量可達 200 至 300 mg/kg,而木薯皮的濃度更高。刊登於《Environmental Monitoring and Assessment》的 2025 年奈及利亞木薯廠廢棄物研究發現,廢水氰化物濃度為 3.64 至 4.85 ppm,而容許標準為 0.07 ppm;五日生化需氧量(BOD5)約為 2,500 至 3,600 mg/L,工業排放上限則為 50 mg/L。同時具備高需氧量、強烈氣味與毒性的廢棄物,正是鄰近居民與主管機關最反對的類型。

產業目前的因應方式,與不足之處

最成熟的做法,是 IChemE 介紹的泰國案例:Chok Chai Starch 工廠採用高溫厭氧消化(anaerobic digestion, AD)系統,每日最多處理 370 公噸濕薯渣,其化學需氧量(COD)約 68,700 公斤,每天產生超過 30,000 Nm³ 沼氣,甲烷含量約 60%,並支援最高 3.4 MW 的併網發電。這是真正的工程成就,我們並不貶低。對於規模大、資金充裕且靠近電網的工廠,沼氣化(biomethanisation)是可信的路線。

但這是特例。全球多數木薯加工發生在中小型工廠,常常是季節性的,也常常遠離工業基礎設施。對它們來說,這種等級的消化槽遙不可及,實際選項只剩露天堆置、廢水池、掩埋,或不受控制的焚燒。即便對大型工廠,AD 也留下消化液處理問題,而且無助於填補蛋白質缺口:它回收的是能源,不是營養。

BSF 的替代方案:在工廠就地轉化,而不是事後處理

黑水虻(Hermetia illucens)幼蟲(BSFL)以濕潤、易發酵的有機物為食,並轉化出兩種產品:富含蛋白質與脂肪的幼蟲生質,是永續動物飼料(sustainable animal feed)的昆蟲蛋白(insect protein)原料;以及蟲糞(frass),一種有機肥料。這就是廢棄物增值(waste valorization)的本意:一項成本變成兩條收入來源。

針對木薯的證據雖屬早期階段,但令人鼓舞。印尼萬隆理工學院(Institut Teknologi Bandung)的一項研究,以乾燥研磨後加水至總重 60% 的木薯皮餵養 BSF 幼蟲,測試每隻幼蟲每日 12.5 至 200 毫克的五種餵食量。最佳的廢棄物減量指數為 2.79,出現在每隻幼蟲每日 100 毫克,同時發育時間最短(約 20 天化蛹),作者認定此為最適餵食量。有兩點需要坦白說明:該研究未報告幼蟲的蛋白質或脂肪含量;且單用木薯皮的營養偏低(粗蛋白約 4% 至 6.5%),因此商業營運通常會混合多種物料以平衡配方。此外,我們強調 BSF 系統中氰化物的行為仍需在各場址驗證;預先發酵(奈及利亞的數據顯示發酵可降低木薯皮氰化物)以及與其他基質混合,都是合理的設計手段。

為什麼分散式在此比幾乎任何地方都更重要:

速度。薯渣幾小時至幾天內就會腐敗。就地處理能在它仍是原料、而非負債時就接手。

排放。讓薯渣遠離露天渣堆與廢水池,可避免厭氧甲烷釋放並省去運輸。依循 GHG 盤查議定書(GHG Protocols),這直接反映在工廠及其客戶的範疇三(Scope 3)盤查中,對正朝 SBTi 目標與淨零(net zero)邁進的食品與消費品買家而言至關重要。

土地與物流。模組化 BSF 單元的佔地遠小於廢水池系統,也不必把濕廢棄物長途載運到遠方設施。

循環性。蟲糞肥料(frass fertilizer)把養分送回產生廢棄物的木薯田,促進土壤健康(soil health)與再生農業(regenerative agriculture);幼蟲蛋白則可取代魚粉與大豆。這是循環經濟(circular economy)意義上的閉環,也是企業買家可用於 ESG 報告的供應商故事。

適合小型工廠。產能以模組方式增加,季節性工廠可以從小規模開始再擴大,這是日處理 370 公噸的消化槽做不到的。

公平的比較

大規模厭氧消化在最大、電網連接最佳的工廠中,能源產出最高。廢水池建置便宜,但在甲烷與臭味方面表現最差。把薯渣賣給飼料廠,只能在對多數畜種都偏低的添加上限內運作。BSF 生物轉化不會產出兆瓦級電力,也需要謹慎的基質管理,但它是這份清單中唯一能在小規模運作、產出蛋白質原料、把養分還給土壤,並在廢棄物產生處就削減排放的選項。

工廠營運者與買家現在可以做什麼

營運者可以從廢棄物盤點開始:每週的木薯皮、薯渣與廢水固體量、季節性,以及目前的處置途徑與成本。木薯澱粉及衍生物的買家可以要求供應商揭露廢棄物處理方式,因為副產品的甲烷屬於範疇三,被問及的機會只會越來越多。專案開發者則應注意,分散式有機廢棄物生物轉化的碳權(carbon credits)方法學仍在成熟中,及早記錄基線做法與實測成果是一項投資。

結論

木薯作為糧食安全作物與工業原料,重要性只會持續上升。問題在於,它的殘渣是繼續成為每座工廠後方的露天渣堆,還是變成受管理的資源流。少數大型工廠可以支撐工業級消化槽;長尾的中小型工廠則做不到。分散式 BSF 生物轉化讓這些工廠能在廢棄物產生處就地處理、記錄成果,並賣出兩種產品,而不是為一個問題付費處置。這就是 B-BOX 的模式。

資料來源:IndexBox《Cassava: World Market Overview 2024》(產量數據);FAO Feedipedia「Cassava peels and pomace」(副產品比例、蛋白質、氰化物與餵飼上限);IChemE「Thailand's world first in waste」(Chok Chai Starch 高溫消化數據);Environmental Monitoring and Assessment(2025),木薯廠廢水與木薯皮分析,doi 10.1007/s10661-025-13951-5;Institut Teknologi Bandung,「Growth of black soldier larvae fed on cassava peel」。

 
 
 

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