香蕉的多種用法

馬亮

說(shuō)起天然纖維，人們首先想到的一定是“棉麻絲毛”，而香蕉和天然纖維似乎關(guān)系不大，可中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院海口實(shí)驗(yàn)站的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人盛占武并不這樣看：“香蕉纖維早在多年前就已在我國(guó)問(wèn)世，并在當(dāng)時(shí)引發(fā)了市場(chǎng)的騷動(dòng)。然而，當(dāng)時(shí)由于工藝不成熟、價(jià)格高等因素并未被市場(chǎng)完全接受。”現(xiàn)在情況又如何呢？

多重難題 多年攻堅(jiān)

近日，中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院海口實(shí)驗(yàn)站發(fā)布了香蕉精干麻與香蕉纖維/苧麻混紡織物。據(jù)了解，此次發(fā)布的香蕉精干麻與香蕉纖維/苧麻混紡織物是香蕉纖維與麻纖維的混紡產(chǎn)品，具有麻類纖維防腐抑菌、防紫外線、防靜電等特點(diǎn)。該產(chǎn)品涉及的香蕉粗纖維是利用刮麻機(jī)從香蕉莖稈中提取，脫膠工藝采用生物酶制劑處理，這與一般的脫膠工藝不同。而這款產(chǎn)品從立項(xiàng)到研發(fā)成功，用了整整6年。

2008年，中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院要求海口實(shí)驗(yàn)站以香蕉產(chǎn)業(yè)為主線，一個(gè)一個(gè)地認(rèn)真梳理香蕉產(chǎn)業(yè)鏈條的技術(shù)需求，一個(gè)環(huán)節(jié)一個(gè)環(huán)節(jié)地解決生產(chǎn)過(guò)程中的科學(xué)問(wèn)題和技術(shù)難題，依靠科技進(jìn)步全面提升我國(guó)香蕉產(chǎn)業(yè)的素質(zhì)、效益和競(jìng)爭(zhēng)力。

恰在此時(shí)，兩個(gè)年輕碩士畢業(yè)生進(jìn)入海口實(shí)驗(yàn)站工作，他們就是盛占武和韓麗娜。剛一入職，海口實(shí)驗(yàn)站在海南省重大科技計(jì)劃“綠色防控技術(shù)在農(nóng)作物的應(yīng)用示范”、 農(nóng)業(yè)部948項(xiàng)目“香蕉纖維清潔脫膠及工藝品制作關(guān)鍵技術(shù)引進(jìn)”等項(xiàng)目的支持下，正式立項(xiàng)“香蕉廢棄物高值化綜合利用技術(shù)研究和示范”，盛占武和韓麗娜都是課題組的主要成員。

2008年8月，課題組成員組成香蕉產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研小組，對(duì)海南、廣東、云南、福建、廣西五省份的香蕉主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行調(diào)研，形成了《中國(guó)香蕉產(chǎn)業(yè)調(diào)研報(bào)告》，提出了提高我國(guó)香蕉產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的對(duì)策，其中重要一條：加快香蕉產(chǎn)業(yè)的科技創(chuàng)新和進(jìn)步，攻克香蕉廢棄物高值化綜合利用的難題。在調(diào)研的基礎(chǔ)上，兩人選擇了不同的科研攻關(guān)方向：盛占武、高錦武、鄭麗麗等人，研究如何提取香蕉莖稈纖維和進(jìn)行科研攻關(guān)，韓麗娜、王必尊、馬蔚紅等人則研究香蕉莖稈堆肥生產(chǎn)有機(jī)肥的技術(shù)。

“雖然科研攻關(guān)方向不同，但我們經(jīng)常交流，誰(shuí)在研究中遇到解不開(kāi)的難題，大家都會(huì)在一起討論，尋找癥結(jié)所在，并提出解決方案。”盛占武說(shuō)，這一課題立項(xiàng)后，兩人在數(shù)年如一日的研究中也不知不覺(jué)從剛畢業(yè)的初生牛犢，成長(zhǎng)為兩名成熟的科研工作者。

“在提取香蕉莖稈纖維的研究上，我們沒(méi)少走彎路。”盛占武最初采用傳統(tǒng)的亞麻、苧麻纖維的提取方式，但在實(shí)踐中卻發(fā)現(xiàn)有諸多不便。這是因?yàn)橄憬肚o稈不像亞麻、苧麻那么細(xì)小、輕便，它非常粗重，體積大，很難運(yùn)輸。盛占武求助熱科院加工所，針對(duì)香蕉莖稈研發(fā)出了香蕉纖維提取機(jī)。“這個(gè)機(jī)器約有300斤重，可以直接運(yùn)到地里，連接上拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)或者別的電源，就可以工作，將香蕉纖維從莖稈里剝離出來(lái)。”

在解決了提取纖維的問(wèn)題以后，香蕉纖維的脫膠問(wèn)題又?jǐn)[在了盛占武面前。

“提取出的香蕉粗纖維不能直接紡紗織布，要經(jīng)過(guò)脫膠處理。我們?cè)谌粘Ｉa(chǎn)生活中也發(fā)現(xiàn)，香蕉莖稈被砍斷后，能從斷口處拉出長(zhǎng)長(zhǎng)的絲，就是它含有膠質(zhì)的緣故。”原來(lái)，提取出來(lái)的香蕉纖維摸起來(lái)很粘手，更不能用于機(jī)器生產(chǎn)，會(huì)損壞紡織機(jī)。盛占武通過(guò)儀器分析也發(fā)現(xiàn)，香蕉粗纖維素外主要含有半纖維素、木質(zhì)素和一些膠質(zhì)。

面對(duì)香蕉纖維如何脫膠這一國(guó)際難題，盛占武回憶，他和同事先是用實(shí)驗(yàn)室的玻璃器皿做試驗(yàn)，有成果后就送往內(nèi)地的紡織廠進(jìn)行加工。

但實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)只能用作參考，現(xiàn)實(shí)往往是實(shí)驗(yàn)室是一種結(jié)果，而實(shí)際生產(chǎn)時(shí)是另一種結(jié)果。“課題組遇到的最棘手的難題，就是纖維脫膠了。” 盛占武說(shuō)。

為了脫掉香蕉莖稈纖維的膠質(zhì)，盛占武最初用化學(xué)方法，比如苧麻纖維脫膠，就是用化學(xué)劑在高溫高壓下反復(fù)煮，但香蕉纖維在高溫高壓下一煮就糊，沒(méi)有了利用價(jià)值。而且化學(xué)脫膠污染很大，顯然與廢棄物利用的初衷相違。

有一天，盛占武去電影院看電影，看到了爆米花，這激發(fā)了他的靈感：爆米花在瞬間高溫下可以爆開(kāi)，何不利用中國(guó)人傳統(tǒng)的工藝來(lái)解決這個(gè)難題？試驗(yàn)效果特別好：速度快、無(wú)污染，而且生產(chǎn)出的纖維非常細(xì)小，達(dá)到納米級(jí)別。但氣爆設(shè)備的爆腔小，不利于大規(guī)模脫膠，而它同樣不能解決香蕉纖維的工廠化生產(chǎn)的難題。

后來(lái)經(jīng)過(guò)反復(fù)改進(jìn)，課題組終于找到了生物脫膠法：利用微生物啃噬附著在香蕉纖維外的膠質(zhì)。

“我們將生物脫膠技術(shù)和蒸汽爆破脫膠技術(shù)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)預(yù)堿處理、蒸汽爆破、漂白的三步工藝處理，可制備出直徑在100納米以下的香蕉纖維素納米纖維。”

當(dāng)神奇的“香蕉布”終于研發(fā)成功，已經(jīng)6年時(shí)間過(guò)去了。

“錢(qián)”景廣闊 一舉多得

據(jù)了解，我國(guó)每年丟棄的可提取纖維的香蕉廢棄物有1000多萬(wàn)噸，其中可提取的香蕉莖纖維占1%～2%。而從世界范圍來(lái)看，香蕉每年的產(chǎn)量約為1.065億噸，可利用的纖維數(shù)量可觀。

目前世界上栽培香蕉的國(guó)家有130個(gè)左右，以中美洲產(chǎn)量最多，其次是亞洲。我國(guó)的香蕉種植主要分布在廣東、廣西、福建、臺(tái)灣、云南和海南，貴州、四川、重慶也有少量栽培。香蕉資源不僅多，而且在地域上也相對(duì)集中，有利于產(chǎn)業(yè)化的實(shí)施。

相對(duì)于亞麻、黃麻而言，香蕉纖維具有強(qiáng)度低，變形大，雙折射率低，易于吸濕放濕，易于染色等特點(diǎn)。在以前，香蕉纖維就曾進(jìn)入過(guò)市場(chǎng)，圣竹家用紡織品有限公司的梁先生表示，他們?cè)?jīng)開(kāi)發(fā)出了高支香蕉纖維。然而，香蕉纖維的性價(jià)比不具備優(yōu)勢(shì)。梁先生表示，香蕉纖維市場(chǎng)價(jià)格7萬(wàn)元/噸～8萬(wàn)元/噸，其應(yīng)用與竹原纖維基本無(wú)異，而與竹原纖維的抗菌功能相比，香蕉纖維并沒(méi)有突出的賣(mài)點(diǎn)。而且竹原纖維已經(jīng)被市場(chǎng)接受，因此，他們已經(jīng)放棄了香蕉纖維的研發(fā)與生產(chǎn)。

香蕉纖維制成的面料也曾在全國(guó)面料評(píng)選中獲獎(jiǎng)。梁先生表示，他們當(dāng)初也非常看好這一品種的發(fā)展前景，也曾向客戶大量寄出樣品，但是客戶綜合考慮后，都沒(méi)有表示出積極的采購(gòu)意愿。他們也逐步認(rèn)清了市場(chǎng)對(duì)于香蕉纖維的熱情并不如他們預(yù)期的強(qiáng)烈。

業(yè)內(nèi)專家則表示，香蕉纖維的發(fā)展或許不該沿襲竹纖維的路徑，更應(yīng)該參考麻纖維的發(fā)展方向與經(jīng)驗(yàn)。

香蕉纖維具有與苧麻相接近的優(yōu)異的吸濕性能，它在23 ℃、65%相對(duì)濕度下的回潮率可達(dá)14%～15%。另外，除了具有一般麻類纖維的優(yōu)點(diǎn)，香蕉莖纖維還有強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)小、吸濕放濕快、纖維粗硬、初始模量高、彈性差、服用衛(wèi)生性能良好等特點(diǎn)。隨著技術(shù)的升級(jí)，香蕉纖維或許能像麻類纖維一樣，應(yīng)用范圍得到擴(kuò)張。

當(dāng)然，對(duì)于新產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，首先解決的還是價(jià)格問(wèn)題。盛占武表示，目前該項(xiàng)目還在中試階段，下游打通還需時(shí)日，但是一旦將產(chǎn)業(yè)鏈打通，成本會(huì)進(jìn)一步降低。

而該項(xiàng)目的發(fā)布，意義遠(yuǎn)不止于此。最直觀的一點(diǎn)就是它帶動(dòng)了香蕉產(chǎn)業(yè)鏈的研發(fā)，纖維提取技術(shù)研發(fā)出來(lái)后，也推動(dòng)了利用香蕉莖稈殘?jiān)逊噬a(chǎn)有機(jī)肥的研究。課題組還研發(fā)了香蕉雄花、莖稈和殘次果高值化綜合利用的關(guān)鍵技術(shù)。

經(jīng)過(guò)6年的系統(tǒng)研究和合作攻關(guān)，在闡明香蕉化學(xué)組成的基礎(chǔ)上，除了香蕉纖維，課題組還研發(fā)了香蕉雄花、莖稈和殘次果高值化綜合利用的4項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，集成應(yīng)用后產(chǎn)生了顯著的效益，提升了香蕉廢棄物綜合利用的水平。

“香蕉假莖、葉片和韌皮中都含有優(yōu)質(zhì)的植物纖維，這種纖維與其他植物及化學(xué)纖維相比，具有強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)小、吸濕和放濕快等優(yōu)點(diǎn)。香蕉纖維不僅可以用來(lái)紡紗，制作各種高檔布料，還可以用于造紙、工藝品和復(fù)合材料的生產(chǎn)。”韓麗娜說(shuō)，能從香蕉莖稈中成功提取出纖維，且用這種纖維生產(chǎn)出來(lái)的布匹具有與棉麻布匹同等甚至勝出的質(zhì)量，就具有工廠化生產(chǎn)的產(chǎn)值。

據(jù)了解，香蕉莖稈纖維含量約為1%，每公頃香蕉約有60噸～90噸莖稈，可提取纖維600公斤～900公斤，目前市場(chǎng)價(jià)18元/公斤，即每公頃香蕉單提取纖維可增加收益10800元～16200元，經(jīng)過(guò)脫膠的香蕉纖維又可用于紡紗，其價(jià)格約為70000元/噸。

也就是說(shuō)，如果運(yùn)用得當(dāng)，這一技術(shù)將為我國(guó)香蕉主產(chǎn)區(qū)增加至少上千萬(wàn)美元的收入。

“可要讓我們的研究成果轉(zhuǎn)化成商品走入市場(chǎng)，那真是一段很遙遠(yuǎn)的距離，遠(yuǎn)得讓我們力不從心。”盛占武嘆息道。

“香蕉纖維織布并不需要重新占用大量土地去專門(mén)種植香蕉，它是農(nóng)業(yè)廢棄物的再利用，是一種生態(tài)友好型的纖維。”盛占武、韓麗娜和他們的同事都認(rèn)為，隨著環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，在國(guó)家農(nóng)田日益減少的情況下，開(kāi)發(fā)農(nóng)作物廢棄物利用這一產(chǎn)業(yè)，將具有很好的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。