引言
香蕉是世界第四大水果，我國是世界第四大生產國。據統計，世界上種植香蕉的國家約有 136 個，中國、印度等發展中國家香蕉種植面積和產量均占世界總量 1/2 以上。在國內，香蕉種植主要分布在廣東、廣西、福建、云南、海南 5 省。隨著香蕉產業機械化技術的不斷升級與應用，世界香蕉生產正逐漸向集約化、機械化、標準化、優質化方向發展。從香蕉產前的備耕種植到采后處理，所有環節都需要機械化配套生產，機械化作業水平的提高有助于實現香蕉產業的現代化發展。
香蕉的采后處理技術流程一般包括: 采收、運送、落梳、清洗、分級過磅、消毒風干以及保鮮運輸。在國外，香蕉采后的所有處理環節都已實現了機械化操作，并形成一條完整的采后商品化處理生產線，有效提高了香蕉的生產質量和生產效率。我國為了使香蕉能在國際市場爭得一席之地，國內也開始逐步推行機械化生產，在采收和運輸環節上取得了不少的突破。但是，我國香蕉產業機械化生產水平總體上與國外還是存在著較大的差距。為此，通過探討國內外在香蕉采后處理設備方面的發展現狀，針對存在的問題提出建議與對策，為提高國內香蕉機械化處理水平提供理論參考。
1 采收
香蕉的采收主要以人工采摘為主，這種落后的采收方式需要耗費大量的勞動力，而且采收效率低，碰撞損傷嚴重。
早在 1960 年，澳大利亞的昆士蘭州，一種名為“香蕉折彎器”的裝備被用于輔助砍蕉。該裝置為一根頂部裝有鋼桿的 8 英尺長桿，桿上有兩掛鉤。采摘時，頂部朝下的掛鉤支撐切割后彎曲的假莖并由底部朝上的掛鉤把假莖向下拉，該裝置的切割高度可達到1． 35m。美國麻省理工學院于 2005 年研制出一種砍蕉輔助裝置，對夾持器進行了優化改進，在夾持和脫離蕉柄時更加方便和靈活。廣西大學王小純等人研制了一種簡易的人工砍蕉機械輔助裝置。該裝置的機架上安裝有立柱和由外端連接手輪的蝸輪蝸桿傳動機構，立柱上段有防止蕉軸前后滑移的支撐擋板和保證蕉穗自動對中的 U 型護欄; 下段固定有蝸輪和齒條，兩者通過鉸鏈和鎖扣進行鏈接。該裝置使用時安全、穩定，減少了香蕉的機械損傷，降低了勞動強度，提高了砍蕉效率。
基于砍蕉輔助裝置，真正實現香蕉采摘的全機械化使用是在澳大利亞西澳大利亞州，1985 年西澳大利亞州農業部針對香蕉的物理特性，研制出一種能采摘香蕉的機械。該機械通過一個可自由收縮的液壓臂把機械手送到合適位置，由切割機構切斷香蕉，抓斗抓取香蕉串放入位于機械手末端的斗裝容器中，并放置在由一部微型拖拉機驅動并牽引的拖車上。
Tom Johnston在 2000 年通過增加伸縮臂、液壓操縱機構和抓取器對一臺挖掘機進行了改進，使其操作更加靈活。海南大學李海恒等人設計了一種香蕉采摘機械，整機為一臺配備有拖車和運蕉吊索機構的微型拖拉機，采摘部分由液壓馬達驅動的切割裝置和液壓缸驅動的夾緊裝置構成，通過驅動桿的升降和旋轉把切割后的香蕉串放置在拖車上。該機械降低了勞動的強度，提高了香蕉的商品價值。
隨著機器人的逐步應用，農業采摘機器人成為了農業工程領域的研究熱點，很多研究機構已經開始把農業機器人應用到農產品的采摘上。華南農業大學王紅軍等人應用仿生學原理，通過機構的改進設計和人工采摘動作的機械手模擬，對采摘機構進行了仿真分析。分析表明，采摘機械手運動過程穩定可靠，遵循了農藝生長規律，滿足采摘位置需求，縮短了砍切時間。香蕉采摘機械裝置的開發與應用具有廣闊的市場應用前景和現實意義。
2 運送
香蕉運送方式主要有車載運送和索道運輸兩種。
車載運送包括改裝的平板車、摩托車和拖拉機等。
平板車和摩托車運蕉是在車上鋪上海綿墊作保護，運送至采后商品化處理車間; 拖拉機運蕉是把收割下的蕉穗吊掛在拖拉機上運回處理車間，這些車載式的運輸方式在我國海南省較為常見。在牙買加較早開展了一項調研顯示，運蕉卡車在行駛過程中的振動對于機械損傷影響不大。澳洲、菲律賓、我國臺灣等國家和地區采用采收車進行收獲，澳洲蕉園里的采收車甚至可以在每棵香蕉樹下進行采摘。華南農業大學設計了一種運蕉車，整車采用 L 型車架設計，果穗直立式裝載，果柄承受自重，試驗效果良好。
索道運輸是指根據蕉園的布局和整體規劃，呈放射狀或者矩形網狀的方式安裝數條連續的空中索道，滑車在索道上運載香蕉至加工點。香蕉采摘后，通過拖車或人工搬運的方式運送到就近的索道下，并用繩子綁掛在滑車的吊鉤上，串聯起來運輸。
索道采收的方式是一種半機械化采收技術，砍蕉、運蕉、落梳等工序都可以無著地進行，劃傷、壓傷和碰傷等機械損傷明顯減少。早在 1971 年，國外蕉園已開始研制和使用索道采收方式，國外香蕉的采收索道主要有 3 種方式: 用 1． 5＇鍍鋅管作托管的滑道運送，直接用 14mm 圓鋼作為滑道的無托管運送以及鋼纜繩運送。帶托管以及無托管的采收索道由于容易并接、運行 質 量 可 靠、拉 運 量 大，最 為 常 用。
Kemp等于 1977 年設計了一種改進型蕉園索道，該索道在丘陵山區運行使用，效果良好。周昆華等人結合國內外先進技術，對香蕉采收軌道進行了完善，“岔道”變軌技術的首次使用，很好地解決了軌道間交叉運送的問題，提高了該設施的實用性。我國在廣東、廣西、福建和海南等地也陸續建成了多個香蕉索道采收生產示范點。華南農業大學研制的電動蕉園貨運系統，牽引滑車和滑輪掛鉤組均設在導軌上，中間由連接桿連接，通過滑車牽引掛有香蕉果穗的滑輪掛鉤組在軌道上行進，完成香蕉的無損輸送，該系統已在廣東省增城市祥惠合作社得到推廣應用; 研制的另一種鋼索牽引懸掛式貨運系統以卷揚機為動力，采用纜繩牽引的方式懸掛輸送，彎道配置導向機構，具有運行穩定性好、地形適應性強等特點，已在廣東省東莞市農科中心果園推廣應用。該單位推廣應用的鏈式循環貨運索道系統，由電動機驅動，經減速器帶動鏈條運動，配備水平、垂直和組合托索機構、自動張緊機構等使其可在復雜丘陵地區隨意鋪設，實現連續和循環的物料運送，已經在廣東省龍門縣和江西省安遠縣投入使用，生產率最高達 6． 48t/h。
在不同的運送方法下，蕉指的損傷率會有一定的差異。數據顯示，人工抬運的損傷率為 23． 6% 、平板車加海綿墊運輸為 8． 14% 、摩托車加海綿墊運輸為11． 5% 、索道運輸的損傷率最少，為 2． 71%。采用索道運輸方式很好地保證了香蕉果實的外觀質量和商品價值，增加了市場的競爭力。
3 商品化處理
運輸到采后商品化處理車間的香蕉會保持懸掛狀，落梳是商品化處理的首要環節。具體方法是先摘除果指殘花，然后用鋒利的落梳刀把蕉梳和果穗連接軸切開。目前，國內外所有香蕉商品化處理車間都是采用人工落梳，落梳刀呈弧狀，沿果柄軸莖至上而下進行切割。中國熱帶農業科學院?？趯嶒炚驹O計了一種新型落梳刀，采用 S 形刀柄及半弧形刀體，增加了操作者手與刀之間的操作空間，避免了落梳時手與果軸之間的摩擦，保證了落梳刀落梳時的穩定性，提高了落梳效率。華南農業大學楊洲等人研制了一種回轉式的香蕉落梳機，通過電機驅動一對齒輪組。其中，第 2 級齒輪上固定刀盤，使刀盤上面的第 1落梳刀和第 2 落梳刀隨齒輪的旋轉運動而做回轉運動，對香蕉進行切割。香蕉落梳機實現了落梳過程的自動化，縮短了加工周期，便于與無損采收索道一起組成商品化處理流水線。
落梳后的香蕉會放入含有 0． 1% ～ 0． 2% 明礬水或漂白粉的低壓循環噴水池中進行清洗和修把; 再用低壓循環噴水進行二次清洗; 接著通過自動噴灑裝置對香蕉進行消毒保鮮，然后用 700 ～1 000 W 的鼓風機進行風干，最后進行包裝。在國外，從清洗、消毒、風干到包裝等各個生產環節都已全部實現了機械化操作。澳大利亞的大型香蕉加工處理廠會在落梳前對香蕉進行懸掛式噴淋清洗，落梳后放置在滾筒運輸帶上進行流水線作業。厄菲兩國香蕉處理設備還有掛蕉軌道、噴淋裝置、蕉桿及滑輪收集道、二道清洗、殺菌池、循環水送蕉裝置及不合格蕉收集裝置等，機械化程度很高。在我國，香蕉種植大多屬于個體承包、面積少、作業位置不固定、往往利用勞動力進行各環節的處理，機械化程度很低。近幾年，單個自動化處理工序機械開始被應用。西澳自動化設備有限公司制作的香蕉噴淋清洗設備配合索道進行不下架清洗，機身采用合金和不銹鋼制成，容量大，清洗速度快。石家莊宏濤科技有限公司自主研制的車載廂式香蕉清洗機采用高壓水流沖擊香蕉表面，UV/O3 復合消毒系統，過濾篩和活性炭進行過濾相結合，均取得良好效果并投入市場使用。借鑒國外香蕉商品化處理的經驗，結合國內香蕉種植與處理的現狀，國內開始嘗試對香蕉的處理進行流水線的操作。海南東方元和實業有限公司在香蕉基地的包裝場建有環形索道，采收車推入包裝場掛到環形索道后，整個處理流程，香蕉都不用堆放在地上，避免了任何機械性碰傷。廣西壯族自治區水果生產技術指導總站于 2003年研制組裝出固定式和移動式兩種投資少、實用、高效的香蕉采后商品化處理生產線。該裝置使用時，香蕉在清洗箱進行清洗并休整后在保鮮裝置上處理，放入托盤在稱重臺上承重連同托盤推入傾斜的輥筒導入軌道中，并沿著輥筒輸送軌道移動，通過風干系統進行風干，載有香蕉的托盤移動達到包裝臺后進行裝箱、抽真空、包裝，空托盤會放到有高低落差的輥筒上進行回送。裝置裝拆簡便，結構緊湊，占地面積小，操作簡單，生產效率高，可就地就近使用，機械化程度有一定程度的提高。
4 保鮮與貯運
香蕉從砍蕉開始到銷售前都要進行冷藏保鮮處理，保持或降低蕉體溫度，以維持蕉果的新鮮度。機械化的貯運保鮮處理一般指對蕉果進行化學性保鮮和冷藏運輸。目前，香蕉的保鮮可采用臭氧、高錳酸鉀、過氧化鈣等化學物質，保鮮效果俱佳。香蕉的運輸要在保鮮的基礎上進行冷藏，冷藏方式一般是機械冷庫和氣調庫。機械冷庫通過液態制冷劑的汽化和蒸發，帶走冷庫中的熱量，使冷庫保持低溫。汽化后的制冷劑通過壓縮機的加壓，把熱量傳遞給冷卻介質，進而冷凝成液體，實現循環制冷。而氣調庫就是在冷藏的基礎上進行氣體成分的調節，整個氣調系統包括制氮系統、二氧化碳脫除系統、乙烯脫除系統、加濕系統和溫度、濕度及氣體成分自動檢測控制系統等。資料顯示，將香蕉貯藏在含氮 93% ，二氧化碳 5%和氧氣 2% 的環境中，經 7 星期仍保持硬綠。通風換氣是香蕉運輸過程中需要注意的一項技術。香蕉滿車后應留一點空隙，利用車內的冷氣及壓力將熱空氣逼出，這樣降溫速度更快，當車內溫控器溫度達到規定的最低控制溫度值時，要停止制冷，改為用車內通風機進行車內強迫通風?，F階段，我國香蕉北運采用機械或加冰冷藏車，代替傳統的普通棚車運輸。夏秋季節的長途貨運，船上和火車上都會設置機械制冷系統，貨箱\\( 艙\\) 等均擁有隔熱絕緣、溫度控制系統、空氣交換系統等，冷庫和氣調技術廣為應用。
2007 年，廣東徐聞縣水果蔬菜研究所進行了香蕉的冷藏貯運試驗研究，試驗過程包括無機械損傷采收、落梳清洗、藥劑處理、加工包裝、冷度貯藏及低溫貯運等環節，該試驗最終獲得了成功，有效地延長了保質期，保證了香蕉的價格優勢。2006 年以來，廈門漳州市開始接受使用冷藏集裝箱運輸內貿香蕉的方式，并大范圍使用冷藏集裝箱運輸香蕉到北方各地。國外發達國家在香蕉采后處理方面有一套規范的配套流程，該流程包含清洗、風干、消毒、運輸等全部內容，商品化處理量幾乎達到 100%。香蕉的冷藏技術對香蕉的貯藏效果及銷售價格起著至關重要的作用，先進的冷藏技術可以提高香蕉的果品質量和市場的競爭力，經濟效益明顯。
5 發展對策與建議
1\\) 國內香蕉種植呈現整體集中、局 部分散的特點，對不同種植規模的蕉園，要做到"因地制宜"，在商品化流水線處理鏈的使用上不可千篇一律。應根據當地的地理環境、種植條件以及勞動力利用情況對設備進行合理的改進。
2\\) 香蕉采后處理的每個環節都影響著香蕉的質量，對于處理鏈上的薄弱環節，如落梳、清洗、包裝等要加大研制力度與投資力度，提高整條流水線操作的全機械化水平。
3\\) 香蕉采后處理的機械化研究還處在發展階段，諸如采收、運送已經初見成效的環節存在材料使用不當、更新換代以及機電一體化結合不夠完善等問題，還需要不斷改進，以符合資源節約型可持續發展要求。4\\) 加大香蕉生產機械與裝備的推廣扶持力度，真正提升我國香蕉產業水平，推動產業發展。
6 結語
香蕉采后處理要向機械化、自動化、智能化方向發展，就必須提高機械化處理裝備的水平。我國的香蕉采后處理裝備還處在模仿國外產品和不斷嘗試探索的階段，針對國內香蕉種植現狀，完善節能、可靠的采收和運輸系統，研制全自動的商品化處理鏈，努力攻克技術難關，設計出符合我國香蕉生產的配套裝備設施，宣傳推廣機械裝備的使用，是農業工程工作者的奮斗目標。蕉園的采后處理機械化是一項大工程，需要政府的支持、科研院校的應用研究和大力投入，以提高香蕉的商品價值，提升機械化水平，促進我國香蕉產業的快速持續發展。
參考文獻:
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