成果简介

       剑麻纤维具有耐摩擦、耐盐碱、耐腐蚀等特性，是高速电梯钢丝绳芯、军舰缆绳、航母阻拦绳、高速精密仪器零件用抛光布等不可替代的天然材料。长期以来，剑麻产业存在纤维提取率低、质量差等突出问题，致使我国高端剑麻制品原料基本上依赖进口。项目经 17 年协同创新，联合攻关，创制关键设备，形成了高品质剑麻加工标准化技术体系，经相关专家评价，认为该成果整体技术达到国际先进水。

       1、基于剑麻刮麻共性技术研究，创新设计了排麻、夹麻和刮麻等关键部件，研制了高效剑麻纤维提取成套设备。基于剑麻叶片刮麻共性技术研究，创新设计了排麻、夹麻和刮麻等关键部件，研制了高效剑麻纤维提取成套设备。提出双向分段剑麻刮麻新工艺，创制多级差速排麻 、柔性夹麻输送 、纤维大区域防断刮取、纤维多级冲洗和乱纤维回收等关键装置。研制机型工作效率达 18t/h，与现有刮麻机相比，纤维提取率提高了 20%，漏麻率减少了 55%，纤维含杂率下降了 32%。

       2、 基于剑麻纤维烘干特性研究，研制了高效节能剑麻纤维烘干设备。探明了热风温度及风量，纤维厚度、含水率和移动速度等对剑麻纤维干燥特性的影响规律，提出了纤维梯度控温烘干方案，采用导热油作为热源载体，研制了油路自动控温系统，攻克了传统烘干纤维易变色难题，并实现了高效节能环保。研制机型烘干速度高达1000 kg/h，效率提高1倍，燃料费用减少 40％。

       3、 研发构建剑麻纤维高效高品质提取加工及制品标准体系。从剑麻种植、采收、加工及制品全产业链关键和共性技术的协作创新，制定了《剑麻纤维》、《剑麻加工机械 刮麻机》等国家标准 3 项、行业标准 22 项，获授权国家专利 7 件（发明 3 件），发表论文 24 篇。建立了剑麻全产业链标准化技术体系，规范了高品质剑麻纤维及制品和加工装备的生产。

       依托该成果，建成了国家现代农业（剑麻）产业园和广东省现代农业（剑麻）产业园各1个建成了国家现代农业（剑麻）产业园和广东省现代农业（剑麻）产业园各1个，培育出亚洲最大剑麻生产企业——广东省东方剑麻集团有限公司,并在广东、广西、海南及巴西、墨西哥、坦桑尼亚、印尼、缅甸、菲律宾、越南、泰国、马来西亚、 阿尔及利亚、肯尼亚、马达加斯加等国内外地区推广应用，为剑麻产业高效高质量发展提供了技术支撑。近 3 年，累计实现产值 4.547 亿元，增收节支 5202.88 万元，经济、社会和生态效益显著。

技术亮点

       亮点1：剑麻高品质纤维高效提取。国外剑麻刮麻机生产率达250t/d（鲜叶片）,纤维含杂少、质量好，而国内刮麻机生产率仅50t/d，纤维质量不稳定。项目提出纤维与麻渣分离主要依靠打击和振动作用的原理，与传统纤维与麻渣分离主要依靠挤压刮削作用原理不同，从而转变了传统重挤压轻打击、振动的刮麻机设计理念，创制了大区域防断刮取机构，研制了大型剑麻刮麻机，与传统刮麻机相比，生产效率提高3倍，纤维提取率提高20%，纤维含杂率下降32%，大幅度提高了生产率和纤维品质。

       亮点2：烘干设备传热载体用导热油代替水蒸汽，传热快、效率高、节能；采用梯度控温烘干工艺，即分4段，从低温开始逐级到高温，当湿纤维开始烘干时，含水量大，传统慢，纤维末端容易烤焦，此时采用低温烘干，然后，待湿纤维含水量降低，逐级提高温度，以加快烘干速度，攻克了纤维易烤焦的技术难题。与传统设备相比，烘干效率提高1倍，燃料费用减少40％，纤维外观洁白、有光泽，价格提高20%。

应用前景

       1.国内市场前景

       剑麻是我国热区较大宗的作物，种植面积20多万亩，主要产区是广东、广西、海南等省区，大型高效剑麻刮麻机及其配套设备经多年不同地区的生产试验和应用，经过不断的改进和完善，整体技术配套成熟，设备性能稳定、可靠，加工的纤维品质优良，配套成龙。

在我国除了农垦种植的剑麻大部分能够采用自动刮麻机加工纤维，还有相当一部分叶片依然使用手拉式刮麻机分散加工。如在广西，使用自动刮麻机加工的剑麻叶片仅占总量60万吨的一半，远不能满足生产的需求，在广东也有约2万亩剑麻叶片采用手拉式刮麻机加工，再加上海南等地，每年至少有40万吨叶片需要引进大型高效刮麻机加工生产线。以年加工200天计，大型刮麻机年处理能力为3万吨叶片、约1500吨纤维，全国目前至少还需要大型刮麻机生产线13条。

       2.国际市场前景

       国际上，除少量几十年前的德国、英国生产旧式自动刮麻机，基本上没有厂家在做这方面的研究开发。

世界剑麻纤维产量约30万吨，除东非等国有部分自动刮麻机外，大部分使用效率低下的手拉式刮麻机或半自动刮麻机提取纤维，尤其是最大的生产国、年产纤维12万吨的巴西，基本上都是手工分散加工。保守估计，每年约有300万吨剑麻叶片纤维提取加工需要由手拉式刮麻转为自动刮麻，即需要大型自动刮麻机生产线设备75套以上。

       全球剑麻纤维年产量约40万吨左右，但年需求量约60万吨，满足缺口还需要增加生产剑麻纤维20万吨，即需要大型自动刮麻机生产线设备100套。

预期效益

       1.经济效益

       加工装备已在广东、广西、海南及巴西、墨西哥、坦桑尼亚、印尼、缅甸、菲律宾、越南、泰国、马来西亚、 阿尔及利亚、肯尼亚、马达加斯加等国内外地区推广应用，为剑麻产业高效高质量发展提供了技术支撑。近 3 年，累计实现产值 4.547 亿元，增收节支 5202.88 万元，经济、社会和生态效益显著。

       2.社会效益

       （1）对我国、世界剑麻产业发展有重要的促进作用

       剑麻纤维具有耐摩擦、耐盐碱、耐腐蚀等特性，是高速电梯钢丝绳芯、军舰缆绳、航母阻拦绳、高速精密仪器零件用抛光布等不可替代的天然材料。我国常年需求量为 10-15 万吨，占全球总产量约 1/3 强，而自产纤维 3 万多吨，缺口 80%，是全球最大的剑麻纤维进口国。

       剑麻纤维提取设备包括小型手拉式、小型半自动和横向喂入式自动刮麻机等。手拉式机机型小，结构简单，效率低，为 1.25-1.8t/h（鲜叶），劳动强度大。小型半自动刮麻机劳动强度稍轻，效率为 1.8-2.5t/h，纤维含杂率高达 15-20%左右。上世纪 60 年代初英国罗比型刮麻机效率高，达 31.25t/h，纤维质量好，但价格昂贵，且需人工收麻喂入压水机和缺少乱纤维输送装置，机械化程度不高。

       剑麻纤维烘干设备采用热风烘干或 2 t 锅炉水蒸汽作为热载体的烘干方式，效率低、能耗高和纤维颜色发黄、质量差。

       长期以来，由于加工装备落后，导致剑麻产业存在纤维提取率低、质量差等突出问题，致使我国高端剑麻制品原料基本上依赖进口。

       本项目研发的高效剑麻刮麻机及其配套设备，高效节能剑麻烘干机，经多年在不同地区的生产试验和应用，经过不断的改进和完善，整体技术配套成熟，设备性能稳定、可靠，为广大用户接受，目前国内使用的绝大部分剑麻初加工设备，均为本项目研发的，本项目设备补齐了我国缺乏高效剑麻刮麻机的短板，提高了我国剑麻机械化提取加工技术水平，对我国剑麻产业的发展具有重要的促进作用。

       （2）自动化作业有助于减少劳动力、缓解人工荒、降低生产成本

       高效剑麻刮麻机及其配套设备与手拉式机型相比，每年至少减少20个劳动力，每个劳动力每月按4000元，每年按10个月计，则每个劳动力每年4万元，按此计算，最近3年，已推广应用10套，每年减少200个劳动，节约人工费800万元。

       3.生态效益

       由于手拉式刮麻机和半自动刮麻机等小型加工方式分散加工无法回收废渣废水，通常是就地丢弃排放，造成农业生态环境污染。本成果提取纤维后的叶肉废水通过回收加以综合利用，如提取剑麻皂素、果胶及生产有机肥等，增加了剑麻价值，同时减少了因废渣废水排放而对环境污染，因此，项目合理利用了自然资源，对环境保护和生态平衡、节约资源均产生了较大的有利影响。