桑皮纤维及其产业化开发
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第二章 桑皮纤维的制取

第一节 鲜茎皮杆分离

一、桑枝鲜茎结构与特点

1.鲜茎结构

(1)纵向结构。桑枝(茎)新梢顶端由上而下分为分生区、伸长区和成熟区,通过顶端分生组织的活动,保持新梢不断生长。

(2)横向结构。成熟区桑茎的初生结构,由外向内依次为表皮、皮层和中柱三部分。桑幼茎的皮层细胞中含有叶绿素,能进行光合作用。随着茎的生长,成熟区维管束中间的形成层细胞分裂,产生次生木质部和次生韧皮部,使茎不断地加粗生长,并逐渐由初生结构过渡到次生结构。桑茎的次生结构主要由周皮、韧皮部、形成层、木质部和髓部组成,桑茎在生长过程中随着形成层细胞的不断分裂形成次生组织,逐渐长成一年生枝条,并随着树龄的增长,进而成为枝干。枝条上着生芽或叶的部位称节,节与节之间的距离一般2~4cm,枝条上着生许多不规则的气孔,这是枝条内部与外界进行水分和气体交换的通道(图2-1)。

图2-1 桑茎横切面

2.鲜茎特点 桑树鲜茎的主要特点与其木质部紧密相关。在各种树木中,桑树木质紧密,密度较大,硬度较高,常用来制作耐用的农具。桑树的端面硬度为57kg/cm2,而泡桐为151~225kg/cm2,黄檀为1263kg/cm2,可见其硬度之大。桑树鲜茎虽是一年生,其硬度也较一般树木一年生鲜茎为大。

桑树鲜茎的另一个特点是其柔韧性好,即使将其弯折至很大弧度,也不开裂或折断。

桑树鲜茎除去上述特点外,还存在纵向形状不规则(并非笔直,而是呈一定弯度,头尾直径也有差异),甚至分叉,或存有分叉剪去后的节疤(图2-2)。

图2-2 桑树鲜茎外观

一般树木枝条的树皮部分与木质部分之间有形成层,因而树皮与木质部的剥离是可能的。如柳树的柳枝,剥离起来就比较简单,剥离出来的树皮也很连续。但桑树鲜茎由于存在不规则的节疤,使得这种剥离并不连续,也并不容易。

与很多树木枝条一样,桑树鲜茎也只有在新鲜的情况下更容易剥离。如果放置时间过长,随着枝条的干枯,树皮将更加难以剥离出来。

综上所述,即使在新鲜情况下,桑树鲜茎的皮杆分离也较麻类、柳树等较软树木困难,要规模化生产,必须借助有效的专门机械。

二、桑枝鲜茎皮杆分离要点

结合以上分析,不难看出,使用机械实现桑枝鲜茎皮杆分离的要点如下。

(1)在桑枝新鲜情况下实施剥离,此时树皮和木质部之间水分充足,剥离比较容易。

(2)剥离桑枝时,要充分考虑树枝之间的差异性,如形状、粗细、长短等,提高机械的适应性。

(3)剥离桑枝时,要充分考虑单根树枝的差异性,如头尾、节疤处、分叉处等,提高机械的利用率。

(4)桑枝硬度大、韧性强,如采用挤压式剥离树皮,就要去比较大的压力和较小的挤压辊半径。

(5)使用机械实现桑枝鲜茎皮杆分离,出于成本考虑,要尽量减少人工,最佳的是实现皮杆的完全自动分离。当然,考虑到桑枝剪割时为非农忙阶段,出于成本考虑,也可由人工代替部分工作,如后期皮杆的分拣。