( 湖南农业大学苎麻研究所 崔国贤、佘玮、邢虎成 )
( 东华大学纺织学院 郁崇文、张斌 )
一、问题提出的背景及对产业发展的重要意义
苎麻等麻类作物存在机械剥制(效率较低及强度较大)及脱胶(化学脱胶污染较大而生物脱胶效果不稳定)两大技术瓶颈,特别是麻类纤维的剥制问题是困扰产业进一步发展与生死存亡的关键问题。目前,在苎麻种植上,苎麻砍倒机械、反拉式剥麻机械、中耕除草机械、苎麻饲料收获机械等已基本成熟,开始应用于生产,工作效率有所提高,但苎麻的大规模种植,迫切需要苎麻等麻类作物联合收获机械,以进一步提高工作效率及综合效益,这也许是苎麻等麻类产业发展的最终出路,麻类作物联合收获机械的研制刻不容缓。
苎麻等麻类联合收获机械研制的难点在于麻类纤维的缠绕问题。麻类作物长得较高(1.2-6米),纤维较长,机械剥制与皮骨分离时容易缠绕,导致联合收获机械的研制问题较多、困难较大。国内多家单位开展了大型联合收获机械研制,主要用于平地或固定室内操作,设备费用较高且剥麻效果欠佳或不稳定,目前还远没有达到实用阶段。
东华大学纺织学院郁崇文教授团队的研究表明,过长的纤维对纺纱过程有一定影响,导致加工流程长和生产效率低;纤维达到一定的长度后,长度的增加对成纱强力和均匀度的影响已不显著;适当短的纤维有利于简化纺纱过程和成纱质量;将苎麻等纤维长度控制在棉纤维的长度范围,可利用棉纺设备来改造和提升苎麻纺纱水平。据此,笔者提出一种设想:鉴于苎麻纤维比较长的特点,将苎麻等麻类纤维,在田间收获时就截断,在不影响苎麻等麻类纤维基本特性(可长纺或短纺)的条件下,取得截断长度与麻类纤维基本特性的平衡,助力苎麻等麻类纤维大型联合收获机械的研制,也许是苎麻等麻类纤维大型联合收获机械取得突破的关键,而麻类纤维大型联合收获机械的研制成功,又为副产物利用及综合效益提高提供了一个极好的发展契机。
因此,鉴于麻类纤维较长的特点,变革苎麻等麻类作物纤维剥制与加工利用方式,截断麻茎,助力苎麻等麻类纤维联合收获机械的研发,从而显著提高植麻的工作效率和副产物的利用,并根据麻类的多用途选择适宜的剥制机械与加工利用方式,对满足麻类行业原料需求,提高全产业链的工作效率与综合效益,做大做强麻类产业具有十分重要的意义。
二、苎麻等麻类纤维剥制与加工利用的现状
从下表可以看出,麻类纺织纤维用的剥制与加工,迫切需要田间大型联合收获机械,以进一步提高剥麻工效与副产物的综合利用效益。
表1 麻类纤维剥制方式比较
序号 |
主要用途 |
剥制方式及 机械使用情况 |
主要优缺点 |
应用前景 |
1 |
夏布及工艺品 |
简易剥麻器(手工操作为主) |
剥制质量高,能满足夏布及工艺品要求,但效率低,每天每人仅5-25市斤 |
附加值比较高,将来很可能还只能由手工操作为主 |
2 |
饲料用 |
饲料收获机械及打包机械及相应技术等比较成熟 |
与其他饲料作物的比较效益欠佳,苎麻等饲料用途特色不明显 |
已在部分养殖企业、饲料生产企业应用,效益有待提高 |
3 |
材料用 (主要用途为复合材料、造纸、麻床垫、麻骨纤维板、麻质墙布、麻质汽车门制造等) |
暂时没有材料专用的机械,主要利用现有麻类副产物加工利用 |
国外有麻类大型联合收获机械(切成小段,麻骨与纤维等分层)可借鉴,效率高,全程机械化 |
大型联合收获机械应用前景广阔 |
4 |
纺织纤维用 |
小型反拉式剥麻机械为主,麻杆砍倒机械目前已基本成熟,缺乏田间联合收获机械。 |
小型反拉式剥麻机械方便可靠但效率及安全性有待提高,而小型直喂式剥麻机械较安全但剥麻效率及质量有待提高 |
大型联合收获机械应用前景广阔,副产物利用效益得到提高 |
三、助力联合收获机械研制需要解决的关键问题
联合收获机械包括的部件至少应有:收割砍麻部件、抱持与截断部件、皮骨分离部件、纤维与副产物收集部件等。截断麻茎后获取的麻纤维纺织性能能够满足或基本满足麻纺织要求,这是问题的关键。
(1)苎麻等麻类作物截断长度的确定:在苎麻成熟期开展不同截断长度试验,拟取全茎按10cm、20cm、30cm、40cm、50cm截断共5个长度,分人工皮骨分离、直喂式剥麻机皮骨分离2种方式,送东华大学进行脱胶及纺织性能测试,以确定最佳麻茎截断长度,在保证苎麻纤维的基本特性同时,助力并减轻苎麻联合收获机械的研制难度。确定最佳苎麻截断长度后,对其他麻类作物可以采取类似办法确定最佳截断长度。
(2)联合收获机械皮骨分离与收集问题:留待机械专家、纺织专家及栽培专家协同解决。
(3)联合收获机械获取纤维的脱胶问题:鲜纤维脱胶的攻关。
(4)机械收获后副产物的利用问题:麻骨纤维板及饲料用等。
(5)苎麻纤维的长纺与短纺问题:获取的纤维能够满足或基本满足长纺与短纺前提下,改进纺织工艺与设备。
四、当前苎麻等麻类机械剥制加工及原料保障供应问题
(1)对现有反拉式、直喂式剥麻机械进行改进与完善,进一步提高纤维剥制质量及工作效率,这对山坡地苎麻收获尤其重要。还应根据苎麻等的用途,研发一批轻简实用的小型辅助机械,进一步提高麻农劳作效率。
(2)强化机剥麻的去杂及预处理技术与装备的攻关,形成机剥麻一整套规程与标准,以适应现有机剥麻的现状,满足纺织要求;
(3)在保证麻类纤维基本特性基础上,截断麻茎,引进、改进与研发大田联合收获机械,以稳定保障纺织用麻类纤维供应;
(4)有实力的麻纺企业建立自己专属的苎麻种植基地(公司),鼓励苎麻产区建立具有一定规模订单式的原料生产公司,老麻区成立合作社或麻协组织分散的麻农种植,特别是山丘区山坡地植麻。
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