江西林业科技

一、引言

近年来森林的大量砍伐，每年有1750万公顷的森林从地球上消失，而小树长到成材大约需要30～50年的时间。据统计2004年底，仅我国中纤板生产线已达500多条，生产能力超过2000万m3，木材消耗量超过3500万m3。中纤板生产消耗大量的森林资源，在很大程度上加深了森林资源保护和开发利用的矛盾，寻找新型材料来替代木材及其木材制品已成为研究热点。我国是森林资源非常贫乏，人均蓄积量仅8.6m3, 相当于世界平均水平的14.2％；森林覆盖率13.92％，只有世界平均水平的1/2。为了保护生态环境，1998年我国在18个省区实行“天然林保护工程”，天然林木禁伐，而在用材林的蓄积中天然林占91.42％，2004年国务院又下发紧急通知，明确规定“五个不准”，木材原料成为木材工业发展的最大瓶颈。竹材是一种速生植物材料，竹子具有生长迅速，产量高，而且具有一次种植年年都可定量砍伐利用的特点，被誉为绿色金矿。竹材在经济发展中发挥的作用越来越重要，竹材在印度有“穷人的木材”之称。全球的竹类植物共有70多余属，1200余种，总面积2200万公顷，而其中亚太竹区面积和竹种就占到世界的80％。作为世界上竹类资源最丰富的国家，中国有40多属500多种竹类，竹林种类、面积和蓄积量均居世界前列。以竹材代替木材及其他材料大有可为。

二、竹材的开发利用

    竹材的用途十分广泛，总体来说可分为传统开发与利用、造纸、现代用途和加工废料利用等方面。

（一）竹材的传统开发与利用

利用竹材的物理性能及结构特点我们可以将竹材用于以下几个方面：

（1）利用竹材定向纤维的柔韧性可以用于制作编织各种用具如竹席、竹帘、竹棚、竹篱、扇骨、灯笼、竹斗笠等；

（2）利用竹材强度可以用于制作衍椽、晒竿、旗竿、担架、脚手架、竹楼、竹床、竹筷、矿柱、梁柱、门窗、地板、竹桥、竹筏及其它家具、用具；

（3）利用竹材弹力可以用于制作弓、弩、钓竿等；

（4）利用竹材抵抗力可以用于制作床柱、机脚、手杖、伞柄、撑竿、竹筏、竹钉、竹筷、竹牙签、竹箍等；

（5）利用竹材的中空特性可以用于制作水车、水桶、水管、烟筒、吹火筒、竹瓶、及空、笛等各种乐器；

（6）利用竹材的外观特性可以用于制作工艺品、玩具、竹索、蔑榄等。

（二）竹材造纸

为了解决造纸原料的不足，我国每年要花5×108美元进口各类纸张、纸浆。竹材纤维长，长宽比较大，是优质造纸和人造丝原料。我国竹材造纸历史悠久，据考证早在九世纪就已开始，比欧洲约早干年。关于用竹造纸，明代古籍《天工开物》中有详细记载。因此，以竹代木，建立新的造纸竹材基地，发展具有中国特色的造纸工业已是大家所关心和正在探讨的问题。解放后，我国曾有70余家纸厂使用竹材纤维造20余种纸张。竹材不但能制造各种书写纸，而且还可生产胶板纸、描图纸、复印纸、打字纸和包装纸等多种优质印刷纸和特种工业用纸。但是我国用于造纸的竹材所占比例有限见表1，竹材造纸有一定的空间。

表1 我国造纸原料比较表

（三）竹材的现代开发与利用

科学技术的发展，我国以竹代木工业悄然兴起。以竹代木主要是大量生产竹质人造板，代替各类木质板材，主要产品有：竹编胶合板、竹材层积极、竹材旋切板、贴面装饰板、竹拼花地板、竹木复合板、竹蔑层压板、竹材碎料板、竹质刨花板、竹材瓦椤板及竹材纤维板等。竹质人造板材质细密，不易开裂、变形，具有抗压、抗拉、抗弯等优点，各项性能指标均高于常用木材。

竹材制作家具，富有其独特之美感，而且竹材易弯定型，是制作各种优美家具的理想材料。目前，竹制家具主要有圆竹家具类、全竹胶合折叠家具、竹匡嵌板家具、分薄板贴面组合家具及多层胶合弯曲家具等类型。如四川省用竹凉垫制作“席梦思”的背面，成为中西结合的冬夏两用产品，美观大方、舒适耐用，为家具配套增添了新的款式。

昆明市建筑设计院和昆明建筑公司曾设计了油竹材建成的大型竹楼，并于1984年在瑞士苏黎世举行的“自然奇观”展览会上展出，为各方面所注目。1985年又重建在荷兰磨特丹，该楼高22.5m，分为五层，慰为壮观，是我国传统竹工艺的处理手法和现代设计技术相结合的产物。1988年．他们又在德国巴登符腾堡州第九届花园博览会上用竹子建造了一座高7.7m，全长55m的两跨竹桥。再一次引起轰动，被称为“欧洲第一竹桥”。

随着科学技术的发展，竹材产品日新月异，已获得同家专利的产品就达上百种，工业化生产竹质人造板发展尤为显著，竹质人造板根据用途和结构可以四个大类见表2：

表2 竹质人造板分类表

（四）竹材废料的开发与利用

竹材废料主要指采伐剩余物和竹加工废料等如竹苑、竹竿基、竹梢、竹叶、竹节、竹黄片、废篾丝、竹刨花、边脚料、细刨花、竹枝丫、开花竹子、竹篓等高达60%。近年随着竹加产业的发展，竹剩余物大量增加。充分利用这些剩余物是当前竹加工业中一个有巨大潜力的课题。

我省竹材加工厂一年消耗竹材1亿多根，年产值40多亿元，以35%利用率计算，要浪费6500万根竹子，每60根竹子加工成竹纤维可代替1m3木材，6500万根竹子可代替108万m3木材。我省中纤板年生产量近139万m3，需木材243.25万m3。如果将竹材加工厂的废弃物开发利用一半做中纤板原料，可代替54万m3木材。废弃物每吨100元～130元（主要是运费），木材每吨370元，每吨可省250元，43.2万吨就可以为我省中纤板厂家节省成本1亿8百万元。实际上更重要的是生态价值，根据有关专家测算，一棵成材树木的生态价值是砍伐价值的9倍。国外曾有学者对树的生态价值进行计算：一棵50年树龄的树，累计创值约19万美元。江西省森林单位蓄积量为2.15 m3/亩，每年54万m3废弃物的重新利用，可保护25万亩林地，其生态价值无法估量。据江西省科技情报所查新报告结论指出：“目前国内尚没有以竹子或竹材加工厂废弃物，各种杂木为原料，加工成竹纤维，木纤维，再利用竹纤维，木纤维制造竹木混合中密度纤维板的文献报道。”江西农业大学还获得了《竹纤维、竹粉、木纤维树脂基复合材料》和《竹纤维加工后废弃物的处理工艺》国家发明专利，对竹材废弃物的综合利用起了很大的作用。

我省现有竹林面积1147.65万亩，是全国第一。我省有近千家竹材加工厂，竹材的利用率不到40％，有的甚至更低，剩余的大部分焚烧，不仅造成资源浪费，而且污染环境，将剩余的竹材废弃物加工成竹纤维与木纤维混合制造纤维板，可以变废为宝。竹子编织后的剩余物蔑黄，经过成席、干燥、涂胶和热压等工艺流程，可制成一种用途颇广的新型人造板。刨花型竹废料可用于制造建筑用碎料板，竹材加工废料可用于制造碎料板和蜂窝板、竹编板，竹碎料水泥板等。竹枝丫可生产塑面竹材刨花板，也可作为造纸原料，整个工艺过程与竹材造纸相似。竹材加工剩余物除了制浆造纸和竹制刨花板以及饲料之外，还可通过化学途径制造食品原料。竹材是由纤维素、半纤维素和木制素构成，其竹材半纤维素多以聚木糖形态存在，其含量占竹材的20%左右，聚木糖通过水解可以获得高纯度木糖，木糖在经氢化即为木糖醇。木糖醇是食品工业的重要原料，特别是为糖尿病患者提供了一种天然甜味剂。竹材提取物还可作为食品防腐剂。日本已有许多报道，竹碎料的乙醇或乙醚萃取物，具有很强的抑菌抗菌作用，他们已应用于面条、水产熟食品、高压杀菌食品、生鲜食品及蔬菜的保鲜。他们还发现幼竹的抽提物，对痔疮、高血压、便秘等疾病有显著疗效，并将幼竹抽提物定量加入各种食品中，制成“含竹子有效成分的保健食品”。

总之用竹材或竹材加工厂废弃物部分代替木材，对发保护生态环境，做到靠山养山不吃山，建设生态林业，永续利用等都具有深远意义和重大的经济和社会效益。

三、竹加工机械与设备

随着竹材加工业的迅速发展，我国的竹材加工机械作为相关产业近年来有了很大发展。在70年代以前，国内的竹工机械几乎是一片空白。据资料，当时的竹子除少量用于造纸外，主要用作建筑脚手架和凉席晒垫，由于使用原竹，竹工机械使用较少，而作凉席晒垫则基本上是手工破篾，手工编织。80年代竹材加工业迅速向深加工发展，为适应竹材加工的需要，逐步从境外引进了一些竹材加工机械，但是引进机械不仅价格高，而且维修困难，停机时间长。进入90年代， 国内的竹机械行业已可以提供品种规格齐全的各类竹工机械。国内现在生产的竹工机械种类繁。大致可划分为以下几大类：

（一）竹编凉席（塌塌米）成套加工设备

竹编凉席（塌塌米）成套加工设备包括断竹机、裂竹机、 车节机、分片机、成型机、抛光机、编织机、热压机（有的厂家称背糊 机）等单机。 

（二）竹筷成套加工设备

竹筷成套加工设备主要有断竹机、冲坯机、成型机、磨光机、切削机、抛光机、磨刀机等单机。

（三）牙签、香骨、肉插成套加工设备

牙签、香骨、肉插成套加工设备主要有断竹机、裂竹机、分片机、拉丝机、抛光机、磨尖机（或削尖机）、牙签整理机及包装机等 单机。

（四）空心保健凉席（麻将席）成套加工设备

空心保健凉席（麻将席）成套加工设备主要有断竹机、冲坯机、定长机、铣槽机、钻孔机、抛光机、塑料冲孔机等单机。

（五）竹胶合板成套加工设备

竹胶合板成套加工设备包括断竹机、裂竹机、展平机，去青去黄机、定型干燥机、刨平机、涂胶机、热压机、铣边机、接长 机、裁边机等单机。

（六）竹帘胶合板成套加工设备

竹帘胶合板成套加工设备有断竹机、裂竹机、分片机、成型机、编织机、涂胶机、热压机、裁边机等单机，有的还配有立 式浸胶机。

（七）竹地板成套加工设备

竹地板成套加工设备有断竹机、车节机、锯开条机、去青去黄机、连环修平机、拼板热压机、压刨机、开样机、砂光机、淋 漆干燥机等单机。

（八）竹碎料板成套加工设备

竹碎料板成套加工设备主要有粗粉碎机、干燥机、细粉碎机、施胶机、铺装机、预压机、热压机、裁边机等单机。

以上仅是一种常用的分类方法，实际上，由于竹材加工工艺的相似性，各类设备中有很多单机是相同的。在以上设备中，断竹机用于把原竹锯成需要的规格长度，各类设备中的断竹机结构基本相同，主要由机架、电机、锯片和传动机 构组成，锯中有使用普通锯片和合金锯片两种。裂竹机用于把锯断的竹子割开。割开的片数依要求的竹片宽度而定。因此，裂竹机都配有多把刀具，根据产品的要求和毛竹的 大小选用不同的刀具，要求换刀方便、快捷。在竹地板生产中是采 用锯开条机剖竹，优点是可一次完成剖开定宽两道工序，可提高毛竹的利用率，且无需换刀，缺点是工效较低。车节机可车去毛竹外园凸起的节，主要用于要求成品平整的竹产品如竹编凉席等。在竹筷生产和麻将席生产中，一般无需车外节和裂竹，而是使用冲坯机，把锯去竹节的竹筒冲剖成要求宽度的竹片，要求冲击力大，工效高，只需调节刀具位置或更换冲头即可冲出不同宽度和厚 度的竹片，主要技术指标为每分钟冲坯次数。去青去黄机主要用于后道工序要涂胶的产品，因为竹青竹黄的胶粘能力很差，如不去掉将严重影响粘结强度。去青去黄机就是让竹片通过上下两把刀具，去掉外层竹青和内层竹黄，其结构与成型机类似。成型机是竹材加工中较重要较常见的设备，依刀具数量可分为两刀成型机和四刀成型机两种，一般由机架、两台电机（送料电 机和刀具驱动电机）、送料轮、刀具和传动系统组成。主要技术参数为送料速度，常见的在每分钟50～60米。成型机的通用性较好，只需更换刀具即可满足不同产品的要求，如换上拉丝刀可用作 竹编凉席、牙签、香骨、肉插等作拉丝机，换上平滚刀可用于竹帘胶 合板和竹地板的定宽定厚。因此，多数厂家都有数量不等的成型机在使用。 编织机是用于竹编凉席和竹帘胶合板厂把单根竹片编织成整张单板。涂胶机现在各厂基本上都是借用木材行业使用的涂胶机，有的进行了改装以适应竹编凉席只需单面涂胶的要求，从省内情况来看尚无竹材专用涂胶机生产。也有一些厂家是采用浸胶或手工刷胶来解决涂胶的问题。在竹碎料板的生产中，大部份设备如干燥、施胶、铺装、预压、热压等单机均是借用木质刨花板生产线的设备，从一些厂家使用情况来看效果尚好，基本能满足竹碎料板生产工艺的要求，在此就不赘述。