113 地方特考四等 林業技術 林產學概要 考古題詳解

核心觀念

本題考查木材的化學利用途徑：木材可直接分離其成分或抽出物，也可經熱分解、水解、製漿副產物回收及化學反應，轉製成化學產品。作答時應以「利用方法＋代表產品」配對列舉，並涵蓋木材主要組成：纖維素、半纖維素、木質素及抽出物。

解題方法

可依加工原理分為下列五類：

1. 抽出與蒸餾：利用溶劑抽出木材中的非結構性成分，或以水蒸氣蒸餾分離揮發性物質。
2. 乾餾（熱分解）：木材在隔絕空氣或缺氧條件下加熱分解，取得固體、液體及氣體產物。
3. 水解與後續轉化：以酸或酵素使纖維素、半纖維素分解成單醣，再進一步精製或發酵。
4. 化學製漿及副產物回收：以化學藥液溶解除去木質素、分離纖維；回收製漿液中的有用成分。
5. 木材成分的化學反應與衍生化：使纖維素或木質素進行酯化、硝化或縮合等反應，製成衍生物或樹脂。

各方法與代表產品

一、抽出與蒸餾

木材及樹脂豐富的木材部位含有松脂、精油、脂肪酸及其他抽出物，可依成分特性採溶劑抽出或蒸餾分離。

代表產品：

• 松節油：主要由松脂中的揮發性萜類成分取得。
• 松香：松脂除去揮發性成分後留下的固體樹脂。
• 單寧：可由含單寧的木材或樹皮抽出，供鞣革等用途。

二、乾餾（熱分解）

木材在缺氧條件下加熱，會分解成木炭、可凝結液體及不凝結氣體。液體產物可再分離、精製。

代表產品：

• 木炭：乾餾後的固體碳質產物。
• 木醋酸（粗木醋液中的醋酸成分）：由乾餾液分離取得。
• 甲醇：可由乾餾液中的含氧有機物分離、精製。

三、水解與後續轉化

木材中的纖維素及半纖維素是多醣，可經酸或酵素水解為較簡單的糖類；所得糖液可再進行分離或發酵。

代表產品：

核心觀念

未成熟材（juvenile wood，又稱幼齡材）是樹幹髓心周圍、形成於樹木幼年期的木材。它不是單指樹木年齡較小時砍伐所得的木材，而是指木材性質尚未發展至相對穩定成熟狀態的部分。隨著形成層年齡增加，細胞形態與材質逐漸改變，之後形成成熟材（mature wood）。

未成熟材常呈髓心周圍的圓柱狀或近圓柱狀區域，成熟材則大致分布在其外側。兩者之間通常是逐漸轉變，界線不一定明確；轉變位置會因樹種、生長條件及個體而異，不能只用固定年輪數判定。

解題方法：從形成位置、細胞特徵與利用影響比較

本題要求先定義未成熟材，再說明它與成熟材在木材組織及利用上的差異。作答時可依序比較「細胞構造與材質」和「加工、乾燥及用途」，並掌握未成熟材的核心特徵：細胞較短、微纖絲角較大，通常密度與強度較低，乾燥時縱向收縮較大。

以上是一般趨勢，不代表所有樹種、所有材性指標都呈相同差異。

木材組織與材性差異

針葉樹材的主要軸向細胞為管胞。未成熟材的管胞通常較短，細胞壁較薄，次生壁微纖絲角較大；成熟材的管胞較長，微纖絲角較小，細胞壁與材質通常較為穩定。

核心觀念

本題考查低黏度尿素甲醛（UF）樹脂加入麵粉填充劑後，對膠液施工與木材膠合性能的影響。麵粉是粉狀填充劑，加入後會改變膠液的黏度、流動性與固化膠層的性質；其作用重點是調整膠液和膠層，不是取代 UF 樹脂的黏結功能。

解題方法

可從「塗膠與滲透」、「膠液穩定與膠合操作」、「固化後膠層」三方面說明：

1. 提高黏度、減少過度滲透 低黏度 UF 樹脂容易滲入木材孔隙或沿木理流失，造成膠液留在接著面上的有效膠量不足。加入麵粉可提高膠液黏度，使膠液較能留在接著面，降低過度滲透與膠液流失，改善膠層的連續性。

2. 改善施膠與膠合操作 黏度提高後，膠液較容易控制塗布，接著面上的膠液分布也較穩定；同時可減少膠液流淌，並提升其在木材表面的填隙能力。麵粉亦能增加膠液的固形物含量，降低單位膠合面所需的純樹脂用量。

核心觀念

本題考查生質物的焙燒（torrefaction）：以低溫、缺氧的熱處理改質木質生質物，並說明處理後燃料性質的變化。焙燒常被視為輕度熱解或熱前處理，主要目的在提升生質物作為固體燃料的品質。

解題方法

作答可依序說明操作條件、主要反應、成品性質：

1. **操作條件與定義：**木質生質物在約 200～300°C 下，於惰性氣體或缺氧環境中加熱，進行溫和熱分解與乾燥。焙燒期間半纖維素優先分解，並釋出水分及部分揮發性物質；纖維素與木質素則相對較少分解。
2. **成品性質：**由化學組成及結構改變，推得焙燒木質物的含水率、吸濕性與纖維韌性下降，並具有較高的熱值與能量密度，以及較佳的研磨性與儲運性。

木質生質物焙燒後的特性

• **含水率及吸濕性降低：**羥基等親水性基團減少，材料較不易吸水，呈現較強的疏水性，儲存時也較不易受潮。