瓜爾豆原產(chǎn)地和分布區(qū)大部分屬于熱帶沙漠氣 候。印度主要集中在沿著坦?fàn)柹衬車睦Z斯坦 邦、古吉拉特邦、哈里亞納邦等地進(jìn)行種植，這個(gè) 地區(qū)年平均氣溫25 ~ 28^，年降水量600 ~ 700mm，已形成了印度的瓜爾豆栽培中心。巴基斯 坦主要集中在年平均氣溫24 ~26t：，年降水量200 ?30〇mm的旁遮普省、信德省地區(qū)進(jìn)行大面積的 瓜爾豆栽培[1]。上述地區(qū)氣候特點(diǎn)恰好能滿足瓜

爾豆的生長(zhǎng)需要[2]，是目前世界上最好的瓜爾豆 產(chǎn)地，也是最大的產(chǎn)地，全球95%瓜爾豆產(chǎn)量來(lái) 源于這一'地區(qū)。美國(guó)主要分布在西部的得克薩斯 州、俄克拉荷馬州的干熱地帶種植，年平均氣溫在 20 ~23^,年降水量100 ~900mm。瓜爾豆最初種 植主要作為蔬菜食用，逐步發(fā)展為詞料和綠肥作 物，自二次世界大戰(zhàn)以來(lái)，印度和巴基斯坦才發(fā)展 為種子生產(chǎn)，作為工業(yè)用膠原料供出口需要，印度 和巴基斯坦種子年產(chǎn)量達(dá)200萬(wàn)t以上，由各個(gè)膠 業(yè)公司加工成膠片和膠粉出口，年出口量約50萬(wàn) t。美國(guó)是最大的用膠國(guó)家，其次為中國(guó)、歐洲、 日本等國(guó)家和地區(qū)。 

 

我國(guó)于20世紀(jì)70年代末，在南方的湖北、云 南、廣東等省引種瓜爾豆，但由于這些地區(qū)氣候特 征屬于潮濕熱帶、亞熱帶氣候，這與原產(chǎn)地干熱氣 候差異很大，種植沒有獲得經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，加之這些地 區(qū)種植成本高，政府和農(nóng)民沒有種植的積極性，因 此沒有得到大面積的推廣種植。2001年2月28 日，北京礦冶研究總院與新疆油田合作，雙方共同 出資成立經(jīng)營(yíng)瓜爾豆及其相關(guān)產(chǎn)品的專業(yè)公司克拉 瑪依市金豆科貿(mào)有限公司；同時(shí)建成了克拉瑪依市 希望高新技術(shù)開發(fā)公司瓜爾膠廠，年產(chǎn)瓜爾膠 3000t。由金豆公司全面負(fù)責(zé)運(yùn)行管理，采用公司 +基地+農(nóng)戶的訂單農(nóng)業(yè)運(yùn)行機(jī)制。在種植期間各 地都是由當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)主管部門牽頭，農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣 部門進(jìn)行種植的布點(diǎn)，技術(shù)措施的制定以及各生育 期的技術(shù)督導(dǎo)，使瓜爾豆種植得到了順利進(jìn)行。金 豆公司按合同要求保證瓜爾豆的收購(gòu)，并在資金上 給予種植地區(qū)扶持，產(chǎn)前賒銷種子、化肥、農(nóng)膜等 農(nóng)資，最終形成種植、加工、銷售一條龍經(jīng)營(yíng)。

1種植

新疆地處亞歐腹地，遠(yuǎn)離海洋，四周環(huán)山，濕 潤(rùn)氣流不易進(jìn)入，干早少雨的溫帶大陸性氣候是新 疆氣候的基本屬性。其突出的特點(diǎn)是：積溫較多， 在農(nóng)作物的生長(zhǎng)期，除北疆北部的部分地區(qū)溫度略 低外，其他地區(qū)的日平均氣溫都大于10T，高于 國(guó)內(nèi)同緯度的地區(qū)，絕大部分地區(qū)的年積溫都大于 3000^，其中塔里木盆地和吐魯番盆地年積溫分 別4000尤和500(n：,這就為農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育提 供了可靠而充足的熱量。無(wú)霜期短，南疆多為200 天左右，北疆在160天上下，略短于同緯度的華北 地區(qū)，但因這期間日照長(zhǎng)，積溫多，不僅適應(yīng)糧、 棉、油等作物生長(zhǎng)的需要，而且促成了新疆農(nóng)作物 品質(zhì)好的特點(diǎn)。日溫差大，非常有利于光合物質(zhì)的 積累，這也是新疆農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量好、瓜果甜的重要因 素。氣溫夏高冬低春升快，春季升溫快有益于早春 作物的播種，作物生長(zhǎng)月份平均氣溫較高，有利于 喜溫作物的生長(zhǎng)發(fā)育。

這些有利條件都有利于瓜爾豆的生長(zhǎng)，從 1997年開始，瓜爾豆先后在北疆的克拉瑪依、福 海、額敏、烏蘇、昌吉、石河子等地，南疆的和 田、澤普、莎車、庫(kù)車等地進(jìn)行了試種，到2〇〇4 年累積種植面積達(dá)到10000余畝。瓜爾豆大田平均 畝產(chǎn)在120 ~ 150kg,胚乳含量為37% ~ 39%，半 乳甘露聚糖含量為78% ~ 80%。

1.1品種選育

瓜爾豆在新疆的種植過程中，選育出5個(gè)品種, 以不分枝、自封頂、結(jié)莢多的品種作為主栽品種。

1.2播種技術(shù)

這一階段工作包括播前選地、播前整地、播前 灌溉、播前封閉除草等幾項(xiàng)工作。重點(diǎn)是：①合理 密植。要求每畝保苗2. 5萬(wàn)株左右，株距6 ~ 8cm, 穴距12cm,每穴留苗2株，播深2 ~ 3cm。②保 苗。瓜爾豆出苗時(shí)對(duì)土壤的溫度、濕度要求非常嚴(yán) 格，種子發(fā)芽時(shí)要求5cm的地溫必須穩(wěn)定在20丈 以上，種子吸水量相當(dāng)于自身重量的5 ~8倍，達(dá) 到上述條件瓜爾豆種子才能正常發(fā)芽出土。新疆油田瓜爾膠產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，如果鋪 地膜種植必須整地前澆足底墑水；如果不鋪地膜種 植可以采用先播種后澆水的辦法，水量要小，不能 拉溝，待地表稍干，用小四輪拖帶釘齒耙松表土, 破除板結(jié)，采取干播濕出的方法。

1.3生長(zhǎng)前期

這一階段工作包括及時(shí)解放苗、復(fù)土、補(bǔ)苗、 間定苗、中耕除草、防治蟲害等。重點(diǎn)是：保證苗 全、苗勻、苗壯；疏松土壤促進(jìn)發(fā)根壯苗，早分 枝，早開花，多開花；防蚜蟲，用氧化樂果、久效 磷600 ~ 700倍液進(jìn)行防治2次。

1.4生長(zhǎng)中期

這一階段的工作包括中耕松土、追肥與灌溉、 葉面追肥、病害防治等。重點(diǎn)是：①追肥與灌溉。 在瓜爾豆第一次澆水前進(jìn)行機(jī)械追肥，一般每畝追 肥尿素8?10kg，緊接著進(jìn)行開溝、打埂子準(zhǔn)備澆 水，埂子距離一般25?30m，便于澆水。第一次澆 水時(shí)間在瓜爾豆開花8 ~ 10天，土壤含水量低于 65%時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行澆水。第二次澆水一般在第一 水后15天左右進(jìn)行，此間氣溫高，蒸發(fā)量大，水 量可大些，但應(yīng)注意瓜爾豆怕淹，田間不準(zhǔn)積水, 如有積水，必須及時(shí)排掉。②病害防治。瓜爾豆易 發(fā)生病害，主要病害有立枯病（根腐?。?、枯萎病 和細(xì)菌病等，及時(shí)進(jìn)行防治是瓜爾豆增產(chǎn)的關(guān)鍵。 瓜爾豆的病害一般發(fā)生在中后期，要提前防治，不 要等到病害發(fā)生后再采取防治。采用70%的甲基 托布津，用量為60 ~80g/畝；50%多菌靈，用量 為50~70g/畝；農(nóng)用鏈毒素，用量為20~25g/畝， 三者混合使用對(duì)枯萎病、葉斑病防效較好。每7~ 10天噴藥一次，連續(xù)防治2 ~3次。防治病毒病除 進(jìn)行種子處理以外，更重要的是消滅田間一些傳毒 昆蟲，如葉蟬、蚜蟲等。

1.5生長(zhǎng)后期

這一階段的工作包括拔草、澆增重水、噴葉 肥、打頂?shù)?。重點(diǎn)是：①澆增重水。鼓粒期豆粒增 大，需水量大，當(dāng)土壤含水量低于田間最大持水量 70% ~75%時(shí)，必須及時(shí)澆水，整個(gè)生育期需澆水 3 ~4次。②打頂尖。瓜爾豆是無(wú)限花序，為了使 其成熟一致，可在9月初人工打頂尖或用縮節(jié)銨、 矮壯素控制生長(zhǎng)，采用后者為最好。

1.6收獲技術(shù)

這一階段的工作包括人工收割、脫粒、揚(yáng)凈 等。重點(diǎn)是：①收割。瓜爾豆有結(jié)莢部位低和容易 掉莢的缺點(diǎn)，給收獲帶來(lái)一定困難，加之當(dāng)年沒有 專用收割機(jī)械，所以瓜爾豆的收割還主要靠人工完 成。②最佳收割期。應(yīng)在瓜爾豆角莢90%以上干 黃，上部角果己經(jīng)鼓粒飽滿，莢皮黃綠時(shí)，抓緊在 每天早晨11點(diǎn)以前的有利時(shí)間或在陰天、雨天后 進(jìn)行人工搶收，這樣可以減少掉莢和浪費(fèi)。③脫 粒。將收割的瓜爾豆拉運(yùn)到場(chǎng)上或堆放在地里3~ 5天，讓其上部角果完成后熟后，攤開曬干，用康 拜因在田間行走脫粒，之后揚(yáng)凈人倉(cāng)。瓜爾豆種植 各個(gè)階段的情況如圖2。 

 

2膠片加工

首先對(duì)原料瓜爾豆進(jìn)行清選，除去里面的草 棍、石子、鐵器等。然后破開瓜爾豆，使帶皮的胚 乳片與胚芽脫離，然后將粒徑小的胚芽篩分出去。 對(duì)帶皮的胚乳片進(jìn)行加熱，利用胚乳片韌性好，而 豆皮性脆易碎的特點(diǎn)，進(jìn)行錘擊使豆皮破碎，再通 過風(fēng)選分離，最后得到純凈胚乳片。下面主要針對(duì) 重點(diǎn)工序進(jìn)行說(shuō)明。

2.1清選

瓜爾豆要經(jīng)過篩選，去除塵土、石塊、沙礫、 金屬屑、谷殼和破碎的種子。清選工序由斗式提升 機(jī)和多功能清選機(jī)組成。斗式提升機(jī)是一種最常用 的垂直提升設(shè)備，適合向上輸送瓜爾豆。斗式提升 機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，動(dòng)力消耗低，輸送能力 大。主要設(shè)備參數(shù)如下：整機(jī)尺寸長(zhǎng)x寬x高為 760mm x 260mm x 6090 mm，斗距 100mm，電機(jī)功 率3kW，提升量2500kg/h瓜爾豆。

多功能精選機(jī)集風(fēng)選、篩選等功能為一體，該 機(jī)的風(fēng)選功能主要是靠立式空氣篩來(lái)完成，它根據(jù) 種子的空氣動(dòng)力學(xué)特性，按照種子和雜質(zhì)臨界速度 的不同，通過調(diào)整氣流的速度，實(shí)現(xiàn)分離的目的， 較輕的雜質(zhì)被吸人沉降室集中排出，較好的種子通 過空氣篩后進(jìn)人振動(dòng)篩。振動(dòng)篩有上下兩層篩，設(shè) 有三種出口，可以分別將大雜、小雜和獲選種子排 出。•振動(dòng)篩的分選原理是按照種子的幾何尺寸特性確 定的，種子的種類和品種不同，各尺寸也有所不同， 選擇不同規(guī)格的篩片，新疆油田瓜爾膠產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，就能滿足分選的要求。設(shè)有螺 旋除塵系統(tǒng)，能將粉塵、輕雜質(zhì)等沉降后集中排放， 無(wú)污染。主要設(shè)備參數(shù)如下：處理量30001cg/h，整機(jī) 尺寸長(zhǎng)x寬x高為3950mm x 2920mm x 3550mm，篩面 尺寸長(zhǎng)x寬為2000mm x 1500mm，凈度英97%，總功 率 10_5 kW，重量 1900 kgo 2.2破碎

通常各種干豆都可以通過石磨機(jī)（圖3)進(jìn)行 破碎加工，處理量大，破碎完整。清選干凈后的瓜 爾豆，通過上部的料斗均勻落入石磨機(jī)，進(jìn)人兩個(gè) 平行的石磨中間，一個(gè)石磨靜止，另一個(gè)以900ipm 速度旋轉(zhuǎn)，將種子破裂為兩瓣胚乳片和胚芽，豆皮 依然黏附在胚乳片上?？刂苾墒ブg的間距，可 以控制未被破裂的種子少于5%。破裂的種子混合 物被輸送到篩子上，胚芽通過10目的篩網(wǎng)被分離 掉。本工序是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、純凈、高黏度胚乳片的關(guān) 鍵。主要設(shè)備參數(shù)如下：處理量3000kg/h，整機(jī)尺 寸長(zhǎng) x 寬 x 高為 1250mm x 1250mm x 1500mm，石磨 直徑750mm，電機(jī)功率llkW，轉(zhuǎn)速960rpm。除石 磨機(jī)外，還可以選擇其他破碎設(shè)備例如針磨機(jī)，它 由相鄰表面上具有針棒的兩個(gè)鋼盤組成。內(nèi)盤固定 不動(dòng)，外盤作高速轉(zhuǎn)動(dòng)破碎。主要設(shè)備參數(shù)如下: 處理量3000 kg/h,整機(jī)尺寸長(zhǎng)x寬x高為750mm x 700_x 900mm，鋼磨直徑450mm,電機(jī)功率7. 5 kW,轉(zhuǎn)速 1440rpm。

2.3脫皮

瓜爾豆經(jīng)過破裂得到兩瓣胚乳片，豆皮依然黏 附在胚乳片上。脫皮過程是使胚乳片在90s的時(shí)間 里通過加熱爐。

加熱爐（圖3)利用燃?xì)饧訜幔羞m當(dāng)濕度 的胚乳片被迅速加溫至l〇5t：，此時(shí)胚乳片變得有 韌性和彈性，而豆皮依然是脆性易碎，容易被錘擊 粉碎并被氣動(dòng)去除。胚乳在高溫時(shí)易發(fā)生降解，影 響膠體黏度。為避免熱損傷，胚乳加溫不能超過 115^。通過加熱爐后，胚乳片溫度要快速降低到 60^,然后被輸送到脫皮機(jī)（圖3)。脫皮機(jī)通常 是一個(gè)有兩層的倉(cāng)，每層有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的鋸齒刀片， 使豆皮與胚乳分離。豆皮被風(fēng)選去除，完整的胚乳 片由一個(gè)20目的篩網(wǎng)分離出來(lái)。通常情況下，如 果沒有很好地控制加熱溫度和時(shí)間，以及加熱后沒 有迅速降溫到60T,會(huì)造成熱損傷。這種胚乳片 的得粉率、水合速度以及化學(xué)改性能力都會(huì)降低。 脫殼率用含鐵量來(lái)測(cè)定，一般應(yīng)大于93%。

加熱爐主要設(shè)備參數(shù)如下：加熱溫度100 ~ 115^，處理量4500kg/h，整機(jī)尺寸長(zhǎng)x寬x高為 3800mm x 1100mm x 1250mm，電機(jī)功率 5. 5kW， 轉(zhuǎn)速960 rpm。脫皮機(jī)主要設(shè)備參數(shù)如下：處理量 2000kg/h，整機(jī)尺寸長(zhǎng)x寬x高為3940mm x ll45mmx3l7〇mm，刀片直徑750mm,電機(jī)功率 4kW,轉(zhuǎn)速960 rpm,減速比45 : 1。

3膠粉加工

首先對(duì)原料胚乳片進(jìn)行清選，除去里面的草 棍、石子、鐵器等，向反應(yīng)釜中加入胚乳片、堿 液，向夾套中通人熱水保溫，開啟攪拌完成堿化反 應(yīng)，然后加人環(huán)氧丙烷進(jìn)行醚化反應(yīng)，最后加人酸 液進(jìn)行中和。改性反應(yīng)結(jié)束后，胚乳片經(jīng)增黏、干 燥、粉碎、篩分、均質(zhì)等加工步驟得到成品羥丙基 瓜爾膠粉。下面主要針對(duì)重點(diǎn)工序進(jìn)行說(shuō)明。

3.1改性工序

瓜爾膠胚乳片是一種粒狀固體物料，其比重 大，導(dǎo)熱率低，新疆油田瓜爾膠產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，遇水后黏性較大。與液體物料相 比，物料翻動(dòng)困難，反應(yīng)溫度不易保證。若使用液 體物料反應(yīng)釜裝置對(duì)瓜爾膠胚乳片進(jìn)行加工處理， 由于反應(yīng)溫度波動(dòng)大，物料攪拌不均勻，物料在釜 壁上大量黏附，使得加工的產(chǎn)品黏度低，水不溶物 過高。由此可見，為生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的瓜爾膠產(chǎn)品，必 須研制專用的瓜爾膠反應(yīng)設(shè)備。本反應(yīng)釜（圖4) 是我們?yōu)闈M足改性瓜爾膠工業(yè)化生產(chǎn)而研制的專用 設(shè)備，它具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，可完全滿足瓜爾膠反應(yīng) 的要求。

反應(yīng)釜的主要設(shè)備參數(shù)如下：整機(jī)高度和直徑 分別為3988mm、2500mm,罐體高和直徑為 2527mm、2452 mm,物料裝填量200kg,加熱方式 為熱水加熱，電動(dòng)機(jī)為隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)，額 定功率7. 5kW;減速機(jī)為立式行星擺線針輪減速 機(jī)，傳動(dòng)比59: 1，額定工作溫度50 ~100^,額 定工作壓力〇• 3MPa，最高工作壓力0• 5MPa。

3.2增黏工序

本工序的工藝要求是將水合后的胚乳片進(jìn)行增 黏，增黏工序是采用對(duì)輥破碎機(jī)對(duì)水合后的胚乳片 進(jìn)行搓碾和剪切，使完整的胚乳片被磨碎成小顆粒 狀或小細(xì)條狀，新疆油田瓜爾膠產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，既能夠破壞胚乳細(xì)胞的細(xì)胞壁，使 膠質(zhì)滲透出來(lái)，又能夠破壞半乳甘露聚糖的結(jié)晶狀 態(tài)，使大分子完全由卷曲的螺旋狀態(tài)伸展開來(lái)，獲 得最佳的理化性能。對(duì)輥式破碎機(jī)（圖4)主要由 輥輪、輥輪支撐軸承、壓緊和調(diào)節(jié)裝置以及驅(qū)動(dòng)裝 置等部分組成。水合后的物料從進(jìn)料口通過輥輪, 經(jīng)碾壓而破碎，然后從底架下面排出。輥?zhàn)又睆?600 ~ 1000mm,輥?zhàn)娱L(zhǎng)度900 ~ 1500mm,電機(jī)功率 30x2kW,處理量為 1500~ 2000kg/h。

3.3粉碎工序

本工序的工藝要求是將初步干燥的物料進(jìn)行粉 碎，達(dá)到規(guī)定的細(xì)度要求。主要設(shè)備是立軸反射型 超細(xì)粉碎機(jī)（圖4)，能同時(shí)完成微粉碎和微粒分 選，而且能不停機(jī)調(diào)節(jié)粒度，能加工一般微粉碎機(jī) 難于粉碎的靭性物料。物料從粉碎機(jī)下口負(fù)壓吸 人，粉碎分級(jí)，上口出料，細(xì)度達(dá)到99%通過120 目，95%通過200目，粉碎轉(zhuǎn)子盤電機(jī)功率75kW， 轉(zhuǎn)速 1500rpm’ 處理能力 2000 ~ 2500kg/ho 

 

4發(fā)展前景

該項(xiàng)目的實(shí)施可以對(duì)新疆農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào) 整，帶動(dòng)種植區(qū)農(nóng)民共同致富，對(duì)促進(jìn)農(nóng)村繁榮穩(wěn) 定具有重要的戰(zhàn)略意義。瓜爾豆在新疆的種植，不 僅填補(bǔ)了我國(guó)大面積種植瓜爾豆的空白，而且改變 了我國(guó)瓜爾膠原料全部依賴進(jìn)口的局面，給新疆農(nóng) 民帶來(lái)經(jīng)濟(jì)上的豐厚收益，為新疆開發(fā)一個(gè)新的經(jīng) 濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，開拓一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)。

瓜爾膠是石油工業(yè)和頁(yè)巖氣開發(fā)的戰(zhàn)略物資和 重要原料，瓜爾膠加工產(chǎn)業(yè)是石油工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的延 伸，在新疆進(jìn)行瓜爾豆種植、加工和全產(chǎn)業(yè)鏈開 發(fā)，將對(duì)我國(guó)油氣資源開發(fā)及今后頁(yè)巖氣勘探、開 發(fā)起到保障和促進(jìn)作用。