香蕉茎杆收集预处理模式研究

香蕉麻原料分类收集与预处理探析作者：丁绍敏马艺华苏靖刘学军李明郑文武来源：《轻纺工业与技术》 2012年第1期绍敏１，马艺华１，苏靖２，刘学军１，李明１，郑文武３（１．广西绢麻纺织科学研究所，广西南宁５３００３１；２．江苏通用环保集团广西分公司，广西南宁５３００２２；３．南宁市水果生产技术指导站，广西南宁５３００１２）【摘要】天然香蕉麻纤维存在“粗、硬、脆”等问题，影响到常规与高档纺织品的开发；其性能优化是一项系统工程，涉及到原料分类收集、刮麻操作、预处理、酶处理、精练与后处理等各工序，现重点研究了与香蕉纤维性能优化有关的香蕉麻原料分类收集与预处理关键技术。

【关键词】香蕉麻纤维；原料；分类收集；预处理；优化中图分类号： TS102.2+29文献标识码： B文章编号： 2095-0101（2012）01-0001-03０引言香蕉属芭蕉科芭蕉属单子叶草本植物，是热带、亚热带地区的重要水果。

种植香蕉除了收获果实外，从其茎杆组织中还可提取出数量相当可观的香蕉纤维用于纺织材料。

据史书记载，广西先民早在二千多年前的东汉时期，对香蕉纤维材料就已经有所利用，织造的蕉布以匀滑莹洁、冰凉透气和舒爽离汗的特性名扬全国，唐朝已列为贡品。

宋代以后，蕉布织制在广西很普遍，盛产地有横州、贺州、宾州、玉林、北流等地，元朝、明朝和清朝后更为鼎盛。

广西蕉布不仅行销全国，还远渡重洋，畅销海外。

古代蕉布织制工艺较为独特，原料取蕉的梗茎尾部，纯手工作坊，惟品种花色较少。

天然香蕉麻纤维存在“粗、硬、脆”等问题，影响到常规与高档纺织品的开发；其性能优化是一项系统工程，涉及到工艺原理、技术流程和关键技术等复杂问题。

本课题从香蕉茎杆中提取具有适纺性能良好的纤维材料，通过对香蕉茎杆采集、刮压、脱胶及纤维后处理关键技术的研究，重点解决蕉麻纤维“粗、硬、脆”性能问题，可应用于开发高附加值的香蕉麻系列家纺产品及蕉麻纯纺产品。

广西地处亚热带地区，是栽培香蕉的优势产区。

响应面法优化香蕉秸秆厌氧发酵产沼气工艺摘要：为优化香蕉秸秆厌氧发酵产沼气工艺，实现对香蕉秸秆的资源化利用，该研究首先采用单因素试验考察了起始pH、发酵温度、接种物浓度3个因素对香蕉秸秆厌氧发酵总产气量的影响，在此基础上，通过Box-Behnken试验设计及三因素三水平的响应面分析法，对厌氧发酵工艺进行优化。

研究结果表明，根据试验数据建立的二次多项式数学模型具有高度显著性(p<0.0001)，相关系数R2=0.9961，说明该模型拟合度、精确度高，数据合理。

通过上述试验研究，得到的最佳工艺条件为：起始pH为7.87，发酵温度为39.45℃，接种物浓度为72.61%。

在此条件下，香蕉秸秆厌氧发酵总产气量的预测值为18017.20mL，试验值为17816.40mL，二者相对偏差为1.11%。

因此，所得模型能够很好地优化香蕉秸秆厌氧发酵的条件并预测总产气量，可为提高香蕉秸秆厌氧发酵产气量及发酵效率提供一定的参考。

香蕉是我国重要的粮食作物，香蕉产业是热带地区农村的支柱产业[1]，但是，由于香蕉是一年生草本植物，收获香蕉的同时，会产生大量的秸秆副产物，因此，我国的香蕉秸秆资源相当丰富，是热带农业废弃资源的重要组成部分，然而它们主要被堆置于田间地头，任其腐烂，严重污染了农村蕉园生态环境，且造成了资源的浪费[2~4]。

如何规模化利用香蕉秸秆资源是新农村香蕉产区建设的一项重要课题[2~4]。

香蕉秸秆是一种优质的沼气发酵原料[5~7]，以香蕉秸秆为原料进行厌氧发酵产沼气，实现了香蕉秸秆的资源化利用，对农村能源产业的发展有一定的积极作用。

到目前为止，对香蕉秸秆厌氧发酵产沼气的研究较少，为实现沼气产量的最大化，提高发酵效率，需要对厌氧发酵条件进行优化，响应面分析法可以建立总产气量与影响因素之间的响应面模型，综合评价影响产气量的因素以及各因素间的交互作用，并通过回归分析实现对厌氧发酵过程的优化，该方法在优化秸秆厌氧发酵条件方面已经得到广泛应用[8~12]。

海南大学毕业论文（设计）题目：香蕉秸秆收集揉碎机摘要香蕉秸秆收集揉碎机是为了使香蕉秸秆的收集、切断，揉碎于一体而设计的一部现代化多功能农业化机械。

它运用传动辊传送，喂入辊喂入，动定刀结合切断以及揉碎装置的揉碎作用对香蕉秸秆进行了一系列处理，从而达到预期结果。

这部机械既可将香蕉秸秆收集起来转化为廉价且资源丰富的生物质能源，是南方沼气工厂的重要原料，用于驱动汽车，作为清洁燃料；也可用机器将其收集切碎还田，增加土壤肥力，避免资源浪费。

可见香蕉秸秆收集揉碎机对香蕉的产业化种植与收获具有革命性的意义。

关键词：香蕉秸秆；收集；切断；揉碎机械AbstractThe banana stalks collection crumple machine in order to make the the banana stalks collection, cut a modern multifunctional agriculture of machinery designed to crumple in one. Use of the transmission of the drive roller, feed roller feeding, moving and stationary knife with cut and crumple device crumple role of banana stalks a series of processing, so as to achieve the desired results. This machinery can collect the banana stalks converted into low-cost and resource-rich biomass energy, an important raw material for biogas plants in the South, used to drive the car as a clean fuel; machines can also be used to collect chopped to field, increase soil fertility, avoid waste of resources. Visible of banana straw collection crumple drive the planting and harvesting of the banana industry as revolutionary.Keywords: banana stalks; collection; cutting; c rumple machinery目录摘要 (1)Abstract (2)前言 (4)1 香蕉秸秆收集揉碎机械的功用及特点 (5)1.1秸秆收集揉碎机械的功用介绍 (5)1.2香蕉秸秆收集揉碎机械的简单介绍 (5)1.3香蕉秸秆收集揉碎机械的主要参数 (5)1.4香蕉秸秆收集揉碎机械的动力配置 (6)1.5香蕉秸秆收集揉碎机械结构简介 (8)2主传动设计 (8)2.1主传动设计 (8)2.2传动零件的设计及计算 (9)2.3传动比及齿轮的设计 (9)2.4带传动的计算 (11)2.5轴的设计 (14)2.6滚动轴承的选择 (16)3揉碎装置 (17)3.1揉碎装置的设计 (17)3.2碎料的抛出 (19)4机器的操作说明 (20)总结 (20)致谢 (21)参考文献 (21)前言香蕉是世界上热带与亚热带地区广泛种植的水果,因富含矿物质和维生素,备受人们青睐,因而年交易量居各类水果之首,交易金额排名第二。

碱法提取香蕉茎杆半纤维素最优条件研究摘要以香蕉茎杆为原料，研究碱液浓度、温度、时间和固液比4个单因素对半纤维素粗提取率的影响。

结果表明，在NaOH浓度12%、浸提温度为90 ℃，浸提时间为3 h、固液比为1∶25的条件下，半纤维素的粗提率达到23.44%。

关键词香蕉茎杆；半纤维素；碱法浸提；提取率；最优条件香蕉茎杆中含有较丰富的半纤维素，是一种取之不尽、有待开发利用的多糖化合物[1]。

本研究以海南香蕉茎杆为原料，通过减法浸提的方式，分析了碱液浓度、固液比、温度、时间等因素对香蕉茎杆中半纤维素得率的影响，为香蕉茎杆半纤维素的制备和开发提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法1.1 试验材料供试材料为巴西香蕉茎杆，取自海南大学儋州校区农学院教学基地香蕉园地。

1.2 试验方法1.2.1 香蕉茎杆原料的预处理及提取工艺流程。

将采集的香蕉茎杆剪成2～3 cm长的短杆，用清水冲洗4～5次，直至冲洗干净为止。

将洗净后的材料置于烘箱中烘干，将烘干后的材料粉碎（过40目）得香蕉茎杆粉末。

称取一定量的原材料粉末，加入氢氧化钠抽提，纱布过滤，取滤液用浓盐酸调pH值至4.5，加入等体积的无水乙醇，4 000 r/min离心15 min后取出，再用无水乙醇洗涤沉淀2～3遍。

最后得沉淀，45 ℃烘干至衡重。

提取率（%）=产品质量（g）/原材料质量（g）×100。

1.2.2 碱浓度对半纤维素提取率的影响。

各称取10 g原材料，分别加入4%、6%、8%、10%、12%、14%的氢氧化钠溶液，固液比1∶15，置于90 ℃水浴锅中抽提2 h。

其余步骤同上。

1.2.3 浸提时间对半纤维素提取率的影响。

设置氢氧化钠浓度12%，浸提温度为90 ℃，固液比为1∶15。

各称取10 g原材料，分别在90 ℃水浴锅中抽提1、2、3、4、5 h。

其余步骤同上。

1.2.4 固液比对半纤维素提取率的影响。

设置氢氧化钠浓度12%，浸提温度为90 ℃，浸提时间3 h。

香蕉茎中有效成分的提取实验方案一、香蕉树干中水溶性膳食纤维的提取方法大致可分为4类：直接水提法、超声波提取法、微波提取法和加压碱法。

1.超声提取法是利用超声波增大物质分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，提高药物溶出速度和溶出次数，缩短提取时间的浸提方法。

超声波提取香蕉假茎的膳食纤维利用超声波提取技术进行香蕉茎干中水溶性膳食纤维的提取，以香蕉茎干为原料，以水为溶剂，经切段、粉碎后，用醋酸盐缓冲溶液调Ph，用超声波提取，再经过滤、滤液浓缩、乙醇沉淀、离心分离、脱色、干燥等步骤制得SDF；测定扣除蛋白质后的SDF(soluble dietary fiber可溶性膳食纤维)干基产率。

重复三次，取平均值。

2.微波炉提取法微波辐射过程是高频电磁波穿透萃取介质，到达物料的内部维管束和腺胞系统。

由于吸收微波能，细胞内部温度迅速上升，使其细胞内部压力超过细胞壁膨胀承受能力，细胞破裂。

细胞内有效成分自由流出，在较低的温度条件下萃取介质捕获并溶解。

以香蕉茎干为原料，以水为溶剂，经切段、粉碎后，用醋酸盐缓冲溶液调Ph，用微波炉提取，再经过滤、滤液浓缩、乙醇沉淀、离心分离、脱色、干燥等步骤制得SDF；测定扣除蛋白质后的SDF干基产率。

重复三次，取平均值。

二、材料与设备材料：香蕉茎干(去掉老化、病变部分；无水乙醇、过氧化氢（30%）、硅藻土、氢氧化钠等( 均为分析纯))。

设备：超声波发生器，超级恒温水浴，可见分光光度计,集热式恒温加热磁力搅拌器,调温电热套,烘干器,组织粉碎机,循环水真空泵,分析天平,离心沉淀机,红外光谱三、实验提取方法工艺流程：原料→切段、粉碎、过筛→提取→过滤→滤液蒸发浓缩→醇沉→离心分离→沉淀物脱色→干燥→SDF操作要点：以香蕉茎干为原料，以水为溶剂，经切段、粉碎、过筛后，用水直接提取，再经过过滤、滤液浓缩、乙醇沉淀、离心分离、干燥等步骤制得SDF。

四、实验步骤1.取新鲜的香蕉茎杆，用水洗净，切段并粉碎,过80目筛子，保存备用2.根据实验的要求，每次称取10g左右的原料置于150毫升烧杯中，加水进行水浴加热3.待水浴结束，取出烧杯，冷却后进行过滤4.取过滤液，加热浓缩，滤液浓缩到剩下三分之一时停止加热,冷却后加入四倍无水乙醇进行醇沉，此时会有凝絮现象出现，继而凝絮沉淀5.待沉淀完全后，进行离心分离6.取出固体，放入烘箱，在76℃的环境中进行烘干，称重，得出产品重量，计算产率五、分析方法红外光谱分析利用红外光谱对物质分子进行的分析和鉴定。

蒸汽爆破预处理降解香蕉茎秆纤维素组分的研究郑丽丽;韩冰莹;盛占武;陈娇;李奕星;赵立欣【摘要】分析测试香蕉茎秆总固体含量(TS)和挥发性固体含量(VS)及香蕉茎秆固体剩余物中纤维素、半纤维素、木质素含量；采用蒸汽爆破法对香蕉茎秆进行预处理，探讨不同压力及维压时间下对香蕉茎秆中半纤维素、纤维素、木质素组分的降解程度，分析蒸汽爆破预处理优缺点。

试验结果表明，经过蒸汽爆破预处理后，香蕉茎秆的组分被不同程度破坏，当压力为3.5 MPa，维压时间为4 min 时，香蕉茎秆中半纤维素含量由预处理前13.33%降至4.36%，降解率高达67.29%，纤维素含量由48.33%降至39.15%，降解率为18.99%，木质素含量由14.62%降至6.52%，降解率为55.40%，总体含量由76.28%降至50.03%，降解率为34.41%。

说明蒸汽爆破技术对香蕉茎秆固体剩余物的预处理效果比较显著，有一定的优越性。

%Total solids content (TS) and volatile solids content (VS) of banana stalk were tested, and the content of cellulose, hemicellulose and lignin. Pretreatment banana stalk by steam explosion with different pressures and different time of keeping pressure. Analysis of degradation law of banana stalk hemicellulose, cellulose and lignin content after pretreatment. The samples of the treated and untreated banana stalks were with drawn to determined cellulose, hemicelluloses and lignose contents in dry matter. The results showed that when the explosion pressure was 3.5MPa, the time of maintain steam explosion pressure was 4min, degradation rate of hemicellulose, cellulose and lignin was 67.29%, 18.99%, and 55.40%, degradation rate of the overall content was 34.41%, These results indicate that pretreatment by steam explosion can degrade cellulose of bananastalks, and hemicellulose、 lignin were degraded significantly. The method of steam explosion are further advantages such as environmentally friendly and high-efficiency.【期刊名称】《热带农业科学》【年(卷),期】2014(000)011【总页数】5页(P84-88)【关键词】蒸汽爆破;预处理;香蕉茎秆;降解率【作者】郑丽丽;韩冰莹;盛占武;陈娇;李奕星;赵立欣【作者单位】中国热带农业科学院海口实验站/海南省香蕉遗传改良重点实验室海南海口 570102;中国热带农业科学院热带生物技术研究所海南海口 571701;中国热带农业科学院海口实验站/海南省香蕉遗传改良重点实验室海南海口 570102;中国热带农业科学院海口实验站/海南省香蕉遗传改良重点实验室海南海口 570102;中国热带农业科学院海口实验站/海南省香蕉遗传改良重点实验室海南海口570102;农业部规划设计研究院/农业部农业废弃物能源化利用重点实验室北京100125; 中国热带农业科学院热带生物技术研究所海南海口 571701【正文语种】中文【中图分类】S141.4;TQ353.421香蕉茎秆是热区主要生物质秸秆资源之一，数量巨大，季节性不明显，是热区生物质能源化利用的优质原料。