木質顆粒係乾燥木材粉碎並經擠壓台成型者。

顆粒外觀及燃燒狀態如圖1 所示，直徑6～8mm，長度5～40mm的圓棒狀，主要用於暖爐及鍋爐的燃料。

圖1木質顆粒外觀(左)及燃燒狀態(右) 

森林撫育過程中產出的疏伐木，小徑木，製材工廠的邊皮材，端材及鋸屑等爲木質顆粒製造的主要原料。

由於木質顆粒原料來樹木，而樹木在生長過程之光合作用時吸收空氣中的二氧化碳並固定在木材中(木材中碳元素占50%)。當木質顆粒燃燒時產生之二氧化碳，只是將在樹木在生長期間所吸收的二氧化碳排放到大氣，並未造成增加大氣的ニ氧化碳之濃度的情況，因此木質顆粒燃料爲碳中性之環保燃料。

木質顆粒的製造技術源自供家畜飼料之穀物、草類之加壓成型技術。

美國於1970年代開始已經有木質顆粒的商品化產品，之後受到石油危機的影響，除尋找新的能源的同時，進一步深化了木質顆粒的製造技術。

日本於1980年代初期開始以木質顆粒替代石油暖爐能源。尤其在1997年於日本京都開議之COP3中提到地球暖化之間題受到重視，且減少碳排放列爲重要項目之一，因此利用木質副资材之小徑木，樹皮，端材及鋸屑等為原料，致力於提升木質顆粒的製造技術及木質顆粒燃燒機器的性能的研發。 

有關木顆粒的規格中相關的有ISO，日本有木質ぺレッ卜協會的｢木質ぺレッ卜品質規格(2017.02.27修訂)｣，CNS目前尚無相關標準。以下就引用日本木質顆粒協会的相關資訊對木質顆粒作簡短介紹。

1.原料：

就日本現格中有関原料之規定中｢未受有害物質污染之樹木(木材)為原料。經海水浸泡過(含氯)的木材、為特殊目的、用途使用的木材(防腐)及建築解體材均不得用之於製造原料。｣。

其餘詳細內容及相關檢驗標準請参閱「木質ぺレッ卜品質規格(2017年2月27日改正)」。

2.木質顆粒製造流程及設備：

原料先經破碎，粉碎其顆粒之粒徑，以擠壓成型台孔徑的2/3為上限，先經乾燥並調整其含水率(木質10～20%,樹皮17～25%)。 木粉含水率若超過20%時含水率過高，顆粒成型擠壓無法固化，含水率低於5%時成型擠壓亦無法塑化及固化。一般成型擠壓時之較適含水率在10%左右。經乾燥後之原料以擠壓台(Die)成型製造，成型台之溫度範圍在80-120℃間(依樹種及含水率之不同而異)。

A.木質顆粒製造流程

原木．製材端材．樹皮 先經破碎→乾燥→粉碎
未乾燥破碎材(鉋花、鋸屑) →乾燥→粉碎
乾燥粉碎材(鉋花、鋸屑) →粉碎

將上逑1、2、3之完成粉碎的木顆粒原料經擠壓成型→冷却→篩分等流程而完成工序(圖2)。

 
圖2 木質顆粒製造流程及設備 

B. Ring Die type和Flat Die之產能：

兩種不同型式的木質顆粒擠壓台，在產能上作比較，Ring Die type爲每小時數百公斤～數噸，Flat Die爲每小時數拾公斤～數噸，兩者在産能上略有差異，可作選擇的参考。Flat Die較適於較小規模的工廠，且在生產木顆粒的過程中產生之振動較低及發生噪音較低的特徵。(圖3)

 
圖3木質顆粒成型機台外觀構造

C.木質顆粒擠壓造粒機制：

木粉中含有水分，木質素及半纖維素扮演膠合的角色。如木質顆粒製造項中所述，擠壓造粒時木粉必須含有適當的含水率(10～20%)及在擠壓台擠壓(圖3中1)過程中產生的摩擦熱及壓台作適當的加温(80～120℃)，使木粉産生塑性變形而成圓棒狀，經冷却而定型。

熱壓成型部位：木質顆粒熱壓成型部位為圓筒狀(圖4) ， 如圖所示，擠壓時壓力大Die承受相當大的壓力(大於500kg/cm2)，因此Die之厚度(L) 極為重要與Die孔徑(D)，通常L/D為5～6。

圖4木質顆粒熱壓成型部位(圖3中1) 示意圖

3.木質顆粒製造時之耗能量：

一般木質顆粒製造時之耗能低，以日本製平盤式成型設備為例-。概估：在製造1kg發熱量(熱値)5,040kcal之全木質顆粒時，需要之電力為0.1375kwh，相當於木質顆粒發熱量的2.35%。日本以外國家製造之大型機械設備製造者為1.3-2%。

4.木質顆粒之燃燒性及用途：

参考圖5顆粒之燃燒性簡易判別法，作簡易判別，一般比重高者不易燃燒。

顆粒用於寒冷地區之暖爐及鍋爐燃料(替代石油，減低碳排放)。

 
圖5木質顆粒燃燒性簡易判別

5.木質顆粒設廠時須考慮：

設廠除必須符合政府的相關法令外，(1)設廠前：先作木質原料及木質顆粒市場之供須調查，決定建廠規模大小的参考。(2)設場地點：應近鄰可充分供應穏定料源及銷售木質顆粒地區，换言之盡可能採取地產地銷的方式，逹降低運輸成本及達節能減碳的目的。

引用資料
木質ぺレッ卜品質規格(2017年2月27日改正)
日本木質ぺレッ卜協会網站相關資訊

文章提供：黃耀富名譽教授