在西部沿海地区，当地牡蛎养殖业留下的蚵壳堆积如山，不仅占空间造成环境脏乱，也容易孳生蚊虫。（图片由工研院提供）
路经西部沿海地区，映入眼帘的不仅仅是浩瀚大海，还有路上一座座灰白色的小山丘，这是当地牡蛎（俗称蚵仔）养殖业留下的蚵壳堆，不仅占空间造成环境脏乱，也容易孳生蚊虫。工研院与台糖携手合作，透过循环再生技术，原本令人退避三舍的废弃物，变身成可用资源，创造绿矿商机。
牡蛎养殖是台湾西部沿海历史最悠久的产业，这项传统产业造就无数渔村的盛景，对促进地方经济与改善蚵农生活有着不可抹灭的贡献。然而，牡蛎剖开取出后的空壳，经常被当成废弃物弃置，大量废壳堆积如山，成为西南沿海长期的特有“景观”。不仅影响海岸线生态，严重时还会散发恶臭、孳生蚊蝇，影响观瞻与环境，一直是地方的头痛问题。
上世纪后期，人们赫然意识地球资源逐渐耗竭，循环经济开始受到重视，这股强调资源可循环再生的新趋势，正在世界各国蓬勃发展，我国-也将循环经济列为“5+2产业创新计划”的发展重点之一。工研院与台糖公司亟思如何让回收废弃物转化制成有价值的产品，而北从新竹，南到屏东沿海盛产的废弃蚵壳，正是一项不待外求的再生资源。
萃取优质碳酸钙 废弃物成绿矿
料理上可以千变万化的牡蛎，是许多饕客的最爱，但吃完了肉，剩下的壳还能做什么？早在明清时期，智慧的先民就懂得将废牡蛎壳磨碎，混合于糯米浆中，用于黏合砖块；台南知名古迹安平古堡的古城墙，即是以此兴建而成。到了现代，有艺术家把牡蛎壳当成创作素材，制作出千变万化的工艺品，观光产业使用废牡蛎壳设计DIY活动，让游客体验手作乐趣；也有部分业者将废牡蛎壳用于制作堆肥、饲料及苗栽培介质等。
尽管用途多元，但国内废牡蛎壳数量可观，年产出量约在10至14万吨，光凭上述用途，实在无法创造出更高的附加价值，因此台糖与工研院合作，以废壳提炼出碳酸钙，透过加工升级制成实用品出售，预计1年可回收5万公吨的量，既能解决废弃物的问题，也为农渔业创造崭新的商业模式，改善蚵农的收入。
工研院生医与医材研究所组长许振霖指出，牡蛎壳的主要成分是碳酸钙，碳酸钙在高温下，会生成二氧化碳与氧化钙，加水变成熟石灰后，再吸收二氧化碳就能变成不溶于水且质地坚固的碳酸钙。过去碳酸钙的来源都是从大理石直接磨成粉末，但因大理石必须挖山取矿而来，如今矿产资源愈来愈少，还会破坏山林，对国土保育是一大伤害，“而废弃牡蛎壳数量庞大，正好能补齐这项原料缺口！”透过现代技术，除了能将产业提升至循环经济，还能带动地方发展，一举数得。
说起工研院跟台糖的合作起源，许振霖表示，台糖从糖业起家，转型后设置生物科技事业部，投入猪只、生技、废弃物再利用等循环经济技术与商品开发。数年前，台糖研究团队委托成功大学进行评估，发现牡蛎壳中碳酸钙除可用于建材填充物及油漆、塑胶膜等应用，还可作为药锭剂的赋形剂。
研调机构Research and Markets报告指出，2018年全球赋形剂市场预估约新台币1,920亿元，以年复合成长率5.9%推算，2023年将达2,559亿元；若以IEK consulting报告中碳酸钙占整体赋形剂市场5%计算，估计2023年碳酸钙市场将达新台币129亿元，在在印证了废牡蛎壳的市场潜力。而工研院的技术正巧与台糖生技事业部的取向不谋而合，双方便在2年前开启了合作的契机。
食品与医药商机大 废壳价值翻百倍
在工研院的策划下，废牡蛎壳计划将分3阶段进行。工研院生医与医材研究所药物GMP产程开发暨制造技术部经理郑慧玲表示，以往牡蛎壳回收处理后，会运用于制造改良土质的肥料与饲养动物的饲料产品，像是压碎后研磨成粉状，添加于饲料内，可增加饲料中的钙元素，特别是提供给鸡、鸭与鹅等家禽，将有益于增加蛋壳的厚度和硬度，这些妙用仍值得保留，因此第一阶段以制作饲料与肥料为目标，2年前工研院与台糖一同开始规划兴建碳酸钙生技材料工厂，锁定肥料及饲料为第一期产品应用市场；到了第二与三阶段，就能朝食品添加物，甚至药品级规格等高附加价值的方向迈进，让废牡蛎壳的应用更多元。
受到法规管制的食品级与药品级产品，对碳酸钙纯度的要求更高，因此研发团队致力将碳酸钙中的杂质再降低，并优化制程，将纯度提升至食品级与药品级规格，作为食品添加物、营养膳食补充品等产品原料，亦可结合各式加工产品做成补钙添加物的保健食品、美容保养品等。
碳酸钙的妙用还不止医药，为了使面包、糕体口感更加松软绵密，烘焙业者经常使用小苏打粉做为膨松剂，只是此类食品级小苏打粉都是由国外输入，若能从牡蛎壳萃取高纯度的碳酸钙，日后将不用再依赖国外进口。此外，碳酸钙也是协助药物成型的药品赋形剂的原料之一，未来若发展到一定的生产规模，也可望取代进口原料，提高药品赋形剂的国产化程度。
许振霖进一步指出，原本遭弃置、毫无价值的废牡蛎壳，做成饲料后，1公斤价值约台币20元；做成食品添加物价值约可跳升5倍，至100元左右；若做成药品，更是翻转到每公斤销售价格上看500元，产值与市场潜在商机非常惊人！
跨领域研发团队 迎接建厂挑战
生物科技属于整合领域，经常要面对不同专业的人员，以牡蛎壳萃取碳酸钙为例，若只用于饲料肥料，技术上采用湿式化学技术即可处理；但要做成食品或药品，且要能量产，技术团队不只要懂化学原理，还需要更多化工背景，这些都是研究团队的必备技能。
许振霖表示，团队成员以往接触的多半是院内不同部门同仁，现在为了落实循环经济理念，除了要在实验室研发技术，也要全力投入工厂的规划与建置，必须与过去比较少接触的产业领域打交道，跟以往纯粹在实验室做研究的经历，可以说是天差地远。
郑慧玲接下此任务后参与至今，她表示，团队同仁均是技术出身，在研发化学制程上并无问题；但在选址与建厂过程中，必须与其他专业领域的团队合作，是很大的挑战。光是盖厂土地量测与探勘就有非常多程序要进行，包括申请执照、土地变更等；到了实质建厂时，为了符合空气污染与环保标准，以及生产过程中要降低产生粉尘与异味等各项技术上的问题，需要与建筑师、设计师、设备厂商业者不断来回讨论，必要时还得居中转译协调，“在技术同仁心中，这些工作比做研究还难！”
循环经济第一步 饲料工厂将上线
尽管建厂的挑战不断，工研院团队始终抱持着“使命必达”的想法，耐心地磨合、再磨合，加上跨团队合作与支援，第一阶段牡蛎壳饲料厂建厂工程在今年6月底于台南开工动土，预计明年年中完成试运转。第一阶段饲料厂若是运转顺利，第二、三阶段将预计接续启动，让产业废弃物不再是环保的烫手山芋，还能成为改善经济的重要推手，化垃圾为绿矿，让废弃物变黄金，为台湾创造更多循环经济与再生能源商机。
（本文转载自工业技术与资讯月刊）
工研院院长刘文雄（右）与工研院生医所所长林启万（左）手持从废牡蛎壳提炼的碳酸钙，透过加工升级制成实用品出售，解决废弃物的问题。（图片由工研院提供）
国内废牡蛎壳每年可回收5万公吨的量，2023年碳酸钙市场将达新台币129亿元，赋形剂市场则达2,559亿元。（图片由工研院提供）
