香蕉茎杆纤维开发利用的现状及发展对策

李　明    中国热带农业科学院农业机械研究所

 

摘要：通过对国内外香蕉茎杆纤维开发利用的调研与资料检索，综述了国内外香蕉茎杆纤维提取技术和配套设备及开发利用情况，并介绍了笔者研究的香蕉茎杆纤维提取技术及配套设备，结合中国加入世贸组织和国际市场对香蕉茎杆纤维的需求，提出发展我国香蕉茎杆纤维的建议。

引言

      香蕉是我国南方四大水果之一，主产区为广东、广西、福建、海南、云南等省区，种植面积约20万公顷，每年采果后，大量的茎杆资源便作废弃物需要及时砍掉清理(也有农户保留一定高度，以保证下一代前期生长的营养需要，但待保留60d，小苗生长一定高度后也必须砍掉清理，以预防象鼻虫危害)，其数量可观，体积庞大，由于含水量大，腐烂时间长，不但占土地又招虫害，还影响蕉园环境又造成二次污染，若能充分开发利用，变废为宝，将能提高香蕉生产的综合效益。

       香蕉茎杆纤维是从香蕉茎杆中提取出来的一种纤维，属于叶脉纤维。其结构和性能除了具有麻类纤维的共有特点如强度大、伸长小、回潮率大、吸湿放湿快等外，还具有光泽好，重量轻等特点，可与其他天然纤维或合成纤维混纺，纺织物吸汗透气，悬垂性强而抗皱性能好，满足了人们“新、奇、特”和“返朴归真”回归大自然的心理，并且由于重量轻、透气性特强的特点，使得穿着更舒适具有时尚化，适宜制作各种中、高档的西服、衬衫、领带以及各种装饰品等，也可用来制造高级纸张。香蕉茎杆纤维的开发利用，随着纺织技术的进步和生态服饰发展的需要，将会越来越受到人们的关注和重视。了解国内外香蕉茎杆纤维开发利用的现状与发展动态，对促进我国香蕉茎杆纤维的开发利用有着重要的作用。

 

       1  香蕉茎杆的结构和形状

       香蕉茎杆是由许多片长弧形叶鞘互相紧密层叠合而成的粗大圆柱状的茎干，其大小与品种、生长季节、生长期、土壤肥水条件及管理水平等有关^[3]。其生长增粗主要是每片新叶从茎杆中心抽出，成长后把外围老叶鞘渐向外挤，从而使其膨大生长。一般香蕉茎杆高2m～5m，直径20cm～40cm^[3]。其结构较特殊，纤维分布不均匀，表皮纤维多，内部呈中空网格状；内层叶鞘与外层叶鞘的纤维含量、纤维强度差别大；其叶鞘长，厚薄不一，极易折断。因此，香蕉茎杆纤维提取和剑麻、菠萝叶纤维提取技术将有所不同，必须经切割、破开、分类才能进行刮麻、脱水、晒干等加工得到原纤维。

       2 香蕉茎杆纤维的开发利用现状

 

       3.1香蕉茎杆纤维的提取

      目前，香蕉茎杆纤维的提取，印度、日本及我国台湾、四川、云南、等地区已有手工剥取制香蕉茎杆纤维，即用刀切割成段后再破片撕开成片状后，铁夹子固定在长凳上，撕成小片状的茎杆用铁夹子夹紧经多次反复来回刮去肉渣，经清洗、晒干等成纤维，加工的香蕉茎杆纤维整齐，乱纤维少，便于梳理，主要用于手工编织室内生态装饰品，如窗帘、坐垫等。但存在劳动强度大、工效低，纤维含杂率高，不适宜产业化加工的需要。

      用机械提取香蕉茎杆纤维，印度Jarman  C  G等人对香蕉茎杆纤维的小规模提取及加工技术进行了研究^[5]：通过沤麻或用刮泥刀刮去肉渣后加工成纤维，加工效率15g/h(纤维)，而电机驱动的刮麻机加工效率2.5㎏/h(纤维)^[6]。提取的茎杆纤维主要用于制作家庭用品。

      日本一家大学提出香蕉茎杆纤维加工方法^[7]是：剥下香蕉茎上的皮，用制蔗糖用的压榨机脱水，经水中或在碱水中发酵，再在一般生产棉、麻等纤维用的“开松机”进行改造，装上可旋转的刀可加工香蕉纤维，加工的香蕉纤维布手感如麻，可以制作出口咖啡的包装袋。

      中国热带农业科学院农业机械研究所于2001年起开始对香蕉茎杆纤维提取技术及配套设备进行了探索和研究，首次提出了较为符合我国蕉园实际情况的提取工艺及技术，香蕉茎杆纤维机械提取方法已申请国家发明专利，发明申请号：03113643·5。并研制了纤维提取的关键设备——QP-1800型香蕉茎杆切割破片机和GZ-390型香蕉茎杆刮麻机等。

提出的香蕉茎杆纤维提取工艺为：

香蕉茎杆     破片      整理      刮麻      洗涤      干燥

                                           

原纤维                        

      研制的QP-1800型香蕉茎杆切割破片机由双链条装置，推块、V型台、横向刀、纵向刀，机架，电机等构成。本机采用双链条装置，使工作平稳，通过电机驱动双链条装置前进，推动整条香蕉茎杆向前移动，经纵、横向刀一次性沿蕉杆直径将整条茎杆切割成四部分，以便于将茎杆撕成片状进一步刮麻提取纤维。该机可连续工作，切割破片工效约7.5t/h，是手工切割的20倍以上，且具有能耗低，操作方便等优点，样机已申请国家实用新型专利，专利申请号：200320103291·4。

      研制的GZ-390型香蕉茎杆刮麻机是手拉纵向喂入式，由刀辊、凹板、机架、电机、刀辊罩、排渣板等组成，其结构特点是等距离排列的刀片紧固在园筒体上与弧形状弯板的定刀板为主要工作部件组成，凹板由平板和弧形状弯板等构成，并保证与动刀圆弧相配合，使茎杆在刮麻时能被均匀连续地打击、振动，避免了平板只能是在直角位置被打击和振动不足的弊端。并增加了茎杆被打击的次数，减少了刀片对茎杆的刮削力，使加工纤维不易断裂，提高了纤维制率^[8]，加工效率约230㎏(茎杆)，每吨茎杆耗电量仅9.8kWh，且有利于保证纤维质量和降低成本，提取加工的纤维颜色洁白，杂质少，完全可代替手工刮麻。

      3.2香蕉茎杆纤维的利用现状

      香蕉茎杆纤维的开发利用引起世界范围的极大关注，目前，不少国家如日本、菲律宾、印度、马来西亚和我国台湾已开始进行香蕉茎杆纤维开发利用，并已取得了一些商业成果。近年来国内有关单位也进行了积极的研究探索，已研制成功中、低档混纺织品和编织室内生态装饰品，产品正在试销往日本、欧美等国家。

      2002年日本日清纺公司与名古屋市大学研究所展开合作，已成功实现香蕉茎杆纤维的产品化。利用从香蕉茎杆抽出的纤维(占30%)与棉(70)混纺，制成外套如牛仔服、网球服等衣物，由于香蕉纤维具有质量轻、吸水性高且环保等优点，今后该公司将进一步开发香蕉纤维的实用性，争取产品3年后达到35亿日元产值^[9]。

      菲律宾利用香蕉茎杆纤维和菠萝叶纤维制成barong tagalog—塔加拉服装^[10]，以质薄著称，很有民族特色，已成为商务礼服和旅游服饰。

      印度主要用于制作家庭用品或装饰品如手提包、窗帘、坐垫等，也有经黄麻纺织设备加工的，用以制作绳索和麻袋等^[2]。

       我国台湾和马来西亚在很早的时候就有用香蕉茎杆纤维手工撕成条状后，上织布机编织成香蕉布，然后再纺织成衣服、布袋等^[11][12]。

       3  对加快我国香蕉茎杆纤维开发利用的建议

       21世纪是“绿色”的世纪，绿色产品将主导世界纺织品和服饰消费的新潮流；同时，人们对穿着舒适和健康的不断追求，外在质感和内在保健功能的珠联璧合又成为服饰消费的新趋势。专家认为，有着“绿色产品”桂冠和天然保健功能的麻类纺织品将呈现出广阔的前景。麻类纤维及其纺织品、服装具有生态纺织品特性，具有吸湿、透气、抑菌、防霉、抗紫外线、无静电等天然优良性能，正逐步成为时尚消费潮流，使得国际上相关企业努力寻找新的天然纤维原料，像菠萝叶纤维、香蕉茎杆纤维等均已列入能开发制作服装的纤维行列。

      随着中国加入世贸组织，作为具有国际竞争比较优势的特色行业，中国麻纺织业在新世纪将有较快的发展。随着绿色生态服饰的兴盛和麻类产品出口的增加，麻类资源的紧缺将成为麻纺行业急需解决的问题。如亚麻原料供不应求，种植面积扩大、南移，50%以上需要进口，因此，开发新的天然纤维资源将成为必然的趋势。香蕉茎杆纤维具有质量轻、吸水性高并且环保等优点，将有利于解决麻纺资源的紧缺问题。

      香蕉茎杆可提取约1%纤维(干纤维与茎杆重量比)，一般每公顷有60t～90t茎杆可供利用，即可提取纤维600kg～900kg/hm²，原纤维市场价格约18元/kg，则每公顷可增加收益10800元～16200元。香蕉茎杆纤维提取加工，对稳定香蕉种植业、增加农民收益和发展我国轻纺工业均意义重大。香蕉茎杆资源在我国非常丰富，全国将超过120万吨，目前几乎是作废弃物而白白地浪费了，如都用于提取纤维，可提取纤维超过12万吨，相当于10多万公顷苎麻或13万公顷棉田所产纤维。在国家农田日益减少的情况下，其社会效益尤其明显。

     因此，首先应加强对香蕉茎杆纤维提取技术及配套设备研究。香蕉茎杆纤维提取研究在我国刚刚开始，设备在加工效率、纤维提取率、自动控制等方面仍存在不少问题，全自动的刮麻机和切割破片仍然是空白，国外也尚未有同类设备作为参考，故需要进行深入研究。同时应对提取纤维后的茎杆肉渣转化为饲料、制取叶绿素铜钠盐等进行探索和研究，以便进一步开展香蕉茎杆的综合利用。

      香蕉茎杆纤维的开发利用国内外均是刚刚起步，要实现商业化的大量应用，还需要从纤维提取和处理，纺纱织布和制品等多个行业的共同努力^[12]。纺织行业是我国具有国际竞争比较优势的特色行业，麻类开发利用在我国基础也较好，应组织有关科研机构与生产单位对香蕉茎杆纤维纺织技术包括粗纤维脱胶方法、机纺纱技术和工艺等进行攻关，对相关纤维特性进行分析，以充分利用其重量轻、吸水性强及环保等特点，国家对其提取及开发利用都应积极扶持和重视，以促使我国香蕉茎杆纤维产业发展为外向型产业。   中国热带作物学会