機(jī)采棉軋工質(zhì)量檢驗(yàn)的探討

李丹　吳愷力　許濤

摘要

機(jī)采棉是棉花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，新疆地區(qū)是機(jī)采棉的主戰(zhàn)場(chǎng)。從感官檢驗(yàn)角度出發(fā)，在籽棉內(nèi)在質(zhì)量、性狀表征、加工設(shè)備及工藝、人為因素、評(píng)價(jià)體系等五個(gè)方面分析了影響國內(nèi)機(jī)采棉軋工質(zhì)量的因素和作用原理，探討了提高機(jī)采棉軋工質(zhì)量的改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：機(jī)采棉；軋工質(zhì)量；感官檢驗(yàn)；影響因素；評(píng)價(jià)體系

1 引言

農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備正式納入中央部署實(shí)施的“中國制造2025”國家戰(zhàn)略十大領(lǐng)域，以采棉機(jī)等為代表的高端農(nóng)業(yè)制造業(yè)面臨前所未有的發(fā)展機(jī)遇。伴隨國家棉花宏觀政策的調(diào)整以及重心的轉(zhuǎn)移、全球棉花供需關(guān)系的變化、國內(nèi)紡織服裝產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型、勞動(dòng)力成本的上升等多重因素作用，以新疆地區(qū)為代表的機(jī)采棉發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

2012版棉花國家新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，標(biāo)志著國產(chǎn)細(xì)絨棉基本全面實(shí)現(xiàn)HVI儀器化檢驗(yàn)，與此同時(shí)，軋工質(zhì)量等個(gè)別品質(zhì)指標(biāo)仍然采取感官檢驗(yàn)。作為一種質(zhì)量評(píng)價(jià)方式，感官檢驗(yàn)不僅與檢驗(yàn)人員技能水平、心理狀態(tài)、訓(xùn)練程度等主觀因素密切有關(guān)，更取決于皮棉所呈現(xiàn)的客觀狀態(tài)。國內(nèi)機(jī)采棉正處于快速發(fā)展階段，由于受育種栽培、采摘方式以及加工工藝等方面綜合影響，皮棉的品質(zhì)性能、外觀形態(tài)特別是軋工質(zhì)量形成了鮮明特征，不僅有別于手摘棉，也有別于國外機(jī)采棉。因此，本文以感官檢驗(yàn)的視角，探討影響機(jī)采棉軋工質(zhì)量的因素和作用原理，以及相應(yīng)的改進(jìn)措施。

2 國內(nèi)外機(jī)采棉的發(fā)展歷史

機(jī)采棉是指利用機(jī)械采棉設(shè)備采摘加工的棉花，相較于傳統(tǒng)的手摘棉，可以有效緩解勞動(dòng)力不足、勞動(dòng)力成本費(fèi)用高、拾花周期長(zhǎng)、種植效益低等問題，對(duì)棉花產(chǎn)業(yè)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。早在1850年，美國就開始研究采棉機(jī)械，距今已有160多年發(fā)展歷史。目前，美國、澳大利亞、巴西、烏茲別克斯坦等棉花貿(mào)易國實(shí)現(xiàn)了機(jī)采棉的高比例，甚至是全比例。我國機(jī)采棉的歷史可以追溯到20世紀(jì)50年代，當(dāng)時(shí)的農(nóng)墾部為新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)引進(jìn)過37臺(tái)蘇聯(lián)CXM—48M型懸裝式單行和15臺(tái)XBC-1.2型雙行自走式垂直摘錠式采棉機(jī)，以及配套的數(shù)十臺(tái)XμO-4.3型剝鈴機(jī)和一臺(tái)YIIX-1.5型萬能凈棉剝鈴機(jī)[1]。其后，國內(nèi)相繼開展了棉花機(jī)械化采收、國產(chǎn)采棉機(jī)試驗(yàn)等研究。直至2001年，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)38個(gè)植棉團(tuán)場(chǎng)正式拉開了機(jī)采棉大面積推廣的序幕。如今，新疆已成為全國最大的機(jī)采棉產(chǎn)區(qū)。

3 國內(nèi)外機(jī)采棉軋工質(zhì)量檢驗(yàn)

軋工質(zhì)量是指籽棉經(jīng)過加工后，皮棉外觀形態(tài)粗糙程度及所含疵點(diǎn)種類的多少。在國內(nèi)外機(jī)采棉的品質(zhì)檢驗(yàn)中，軋工質(zhì)量作為重要指標(biāo)關(guān)系到紡紗工藝和成紗質(zhì)量。

3.1 美棉軋工質(zhì)量檢驗(yàn)[2-3]

美棉標(biāo)準(zhǔn)又稱“國際通用標(biāo)準(zhǔn)”，在國際棉花貿(mào)易中得到廣泛接受和認(rèn)可。美國陸地棉全為機(jī)采棉。在美國棉花檢驗(yàn)制度改革前，美國陸地棉品級(jí)的感官分級(jí)是由色澤、葉屑和軋工三個(gè)要素組成，影響程度依次遞減，即按照色澤、葉屑、軋工的順序分別定級(jí)后，以三個(gè)要素中最低要素進(jìn)行品級(jí)定級(jí)。由于美國的機(jī)采棉體系完備，從棉種開始育種栽培集中程度高，以2014年為例，僅“Deltapine”、拜耳作物科學(xué)“FiberMax”、“Phytogen”、拜耳作物科學(xué)“Stoneville”、“Americot”5個(gè)棉種占了美棉總種植面積的92.6%；同時(shí)，種植密度、機(jī)器采摘水平科學(xué)合理，軋花廠基本裝有籽棉烘干機(jī)，因此，軋工質(zhì)量水平普遍較高。自2011年7月1日美國棉花檢驗(yàn)制度改革后，盡管取消了傳統(tǒng)的人工分級(jí)，采用HVI儀器化檢驗(yàn)色澤等級(jí)、葉屑等級(jí)，但當(dāng)出現(xiàn)軋工質(zhì)量異常等特殊情況，仍需要采取人工分級(jí)。

3.2 進(jìn)口棉軋工質(zhì)量檢驗(yàn)[4-5]

對(duì)于來自美國、澳大利亞、巴西等國的進(jìn)口機(jī)采棉，盡管使用HVI檢驗(yàn)顏色等級(jí)，中國出入境檢驗(yàn)檢疫（CIQ）仍沿用美國棉花檢驗(yàn)制度改革前的模式，采取人工對(duì)照通用等級(jí)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合色澤、葉屑、軋工三要素逐只綜合評(píng)定棉花品級(jí)。

3.3 國產(chǎn)棉軋工質(zhì)量檢驗(yàn)

自GB 1103—1972標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后的40年里，軋工質(zhì)量與色澤特征、成熟程度一起作為棉花品級(jí)分級(jí)的三個(gè)條件。GB 1103.1—2012[9]的實(shí)施，正式以顏色級(jí)檢驗(yàn)取代品級(jí)檢驗(yàn)，軋工質(zhì)量作為重要的品質(zhì)指標(biāo)獨(dú)立出來，并建立軋工質(zhì)量實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)開展感官檢驗(yàn)。

4 影響機(jī)采棉軋工質(zhì)量的因素

機(jī)采棉的軋工質(zhì)量主要取決于籽棉內(nèi)在質(zhì)量、性狀表征、加工設(shè)備及工藝、人為因素和評(píng)價(jià)體系[10]。

4.1 籽棉內(nèi)在質(zhì)量

機(jī)采棉的軋工質(zhì)量與籽棉內(nèi)在質(zhì)量，尤其是成熟度密切相關(guān)。籽棉成熟度較差，單纖維強(qiáng)力較弱，在加工過程中易纏繞、扭曲形成棉結(jié)、索絲等纖維性疵點(diǎn)。國內(nèi)機(jī)采籽棉受植棉品種、種植密度、地理環(huán)境、噴施時(shí)點(diǎn)及效果等因素系統(tǒng)性作用更為顯著，成熟度一致性通常較手摘籽棉差，也較國外機(jī)采籽棉差，因而在籽棉加工過程中更易產(chǎn)生棉結(jié)、索絲，影響皮棉軋工質(zhì)量。

4.2 籽棉性狀表征

籽棉的回潮率、含雜率會(huì)影響機(jī)采棉軋工質(zhì)量。機(jī)器采摘時(shí)間相對(duì)集中在當(dāng)年的10月至11月份，因天氣、早中晚時(shí)點(diǎn)、機(jī)采設(shè)備及工藝的不同，機(jī)采籽棉回潮率一般在8%～12%，甚至更高；含雜率一般在6%～10%，甚至更高。當(dāng)籽棉回潮率過高時(shí)，單纖維強(qiáng)力增加，可導(dǎo)致纖維的基部與棉籽的聯(lián)結(jié)力增大，同時(shí)棉籽表皮變軟，纖維與棉籽分離時(shí)容易產(chǎn)生帶纖維籽屑；籽棉回潮率過高，纖維間的摩擦阻力增加，可導(dǎo)致雜質(zhì)與纖維的粘附性增大，雜質(zhì)不易清除；籽棉回潮率過高，纖維的彈性和剛性降低，在加工過程中易受外力作用產(chǎn)生纏繞、扭曲，形成纖維性疵點(diǎn)。當(dāng)籽棉含雜率過高，粗大的雜質(zhì)在皮棉清理過程中受握持打擊的作用易被打碎，導(dǎo)致軟籽表皮、帶纖維籽屑等疵點(diǎn)的總粒數(shù)增加，籽棉清理的難度加大。

4.3 加工設(shè)備及工藝[6]

機(jī)采籽棉通常采用二道烘干、四道籽清、鋸齒軋花、三道皮清的加工工藝及相應(yīng)設(shè)備。烘干機(jī)可以在軋花工序前將機(jī)采籽棉的回潮率降低至7%～9%，從而有利于清棉和鋸齒軋花，減少皮棉疵點(diǎn)，提升軋工質(zhì)量。

機(jī)采籽棉清理機(jī)的清理部件主要有刺釘滾筒、齒條滾筒、鋸片滾動(dòng)三種形式。無論是屬于六滾筒刺釘清理機(jī)的傾斜式籽棉清花機(jī)，還是帶有齒條滾筒構(gòu)件的回收式籽棉清花機(jī)、提凈式籽棉清花機(jī)，或是屬于鋸片滾筒式的沖擊式籽棉清花機(jī)，相應(yīng)構(gòu)件的線速度、間距等工藝參數(shù)都能對(duì)皮棉軋工質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。

鋸齒軋花機(jī)的清花刺輥、鋸片滾筒、肋條、毛刷滾筒、棉卷箱等部件對(duì)皮棉軋工質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。同時(shí)，籽棉卷密度也對(duì)皮棉軋工質(zhì)量產(chǎn)生影響，過大會(huì)增加游離纖維，易產(chǎn)生棉結(jié)、索絲等纖維性疵點(diǎn)。

此外，相較于氣流式皮棉清理機(jī)，鋸齒式皮棉清理機(jī)會(huì)擊碎粗大雜質(zhì)，產(chǎn)生更多細(xì)小棉結(jié)、索絲，增加皮棉中疵點(diǎn)的總粒數(shù)。

4.4 人為因素

宏觀政策、市場(chǎng)供求產(chǎn)生的心理影響，軋花企業(yè)的質(zhì)管水平、設(shè)備保養(yǎng)水平，操作人員的技能水平、工作態(tài)度等因素都與機(jī)采棉的軋工質(zhì)量有關(guān)。

4.5 評(píng)價(jià)體系

產(chǎn)品質(zhì)量是生產(chǎn)出來的，但也不能忽視評(píng)價(jià)體系的作用?，F(xiàn)行的軋工質(zhì)量實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)是由手摘棉制作，缺少對(duì)機(jī)采棉軋工特點(diǎn)的體現(xiàn)。因而在實(shí)際工作中，不同于內(nèi)陸產(chǎn)區(qū)的顏色級(jí)檢驗(yàn)，新疆產(chǎn)區(qū)感官檢驗(yàn)環(huán)節(jié)的爭(zhēng)議和難點(diǎn)集中在軋工質(zhì)量指標(biāo)。

究其原因，現(xiàn)階段國內(nèi)機(jī)采棉產(chǎn)業(yè)體系存在缺陷，不僅導(dǎo)致長(zhǎng)度、短絨率等物理指標(biāo)總體較國內(nèi)手摘棉、國外機(jī)采棉偏差，而且皮棉形態(tài)上區(qū)分度明顯，葉屑等疵點(diǎn)往往較重，尤其以北疆機(jī)采棉最為典型，并且伴隨有手感上較為發(fā)澀、平順性稍弱的特征。此外，受南北疆自然環(huán)境、溫濕度、光照時(shí)間等差異影響，南北疆的機(jī)采棉之間也存在明顯差異，即南疆機(jī)采籽棉成熟度好、回潮率低，加工出的皮棉疵點(diǎn)較少、表面較平順、層次較分明，軋工質(zhì)量普遍較好。

5 探討

（1）提升機(jī)采棉的軋工質(zhì)量，首先在品種育種上需要在優(yōu)異種質(zhì)資源的引進(jìn)、篩選、創(chuàng)新、分子遺傳育種研究、配套栽培技術(shù)的研究方面著力[7]；同時(shí)，規(guī)范執(zhí)行帶狀種植模式、化學(xué)調(diào)控、水肥管理以及化學(xué)脫葉等栽培技術(shù)，嚴(yán)格按照NY/T 1133—2006《采棉機(jī) 作業(yè)質(zhì)量》、《采棉機(jī)作業(yè)技術(shù)規(guī)程》開展機(jī)采作業(yè)。

（2）籽棉收購環(huán)節(jié)杜絕超水棉，規(guī)范做好上垛籽棉的分選，嚴(yán)防混等、混級(jí)，有效控制異性纖維的混入[8]。

（3）機(jī)采棉加工環(huán)節(jié)嚴(yán)格執(zhí)行《機(jī)采棉軋花機(jī)械操作技術(shù)規(guī)程》，維護(hù)好設(shè)備狀態(tài)，依照籽棉狀況適時(shí)調(diào)整工藝。

（4）皮棉很凈、疵點(diǎn)少，但表面目測(cè)手感毛茸茸，短纖維較多，棉花清晰度差，無層次感，即通常所說的過度皮清的棉花，因其對(duì)后續(xù)紡紗質(zhì)量影響大，視其程度，軋工質(zhì)量最多是P2。

（5）機(jī)采棉存在籽棉回潮率、含雜率較高，軋花后皮棉細(xì)雜較多的特點(diǎn)。因此，綜合考慮疵點(diǎn)、皮棉外觀形態(tài)對(duì)成紗的影響程度，對(duì)于破籽、不孕籽、碎葉稍多而纖維性疵點(diǎn)較少的皮棉，或是疵點(diǎn)較少而活棉結(jié)、活索絲稍多的皮棉，軋工質(zhì)量可定為P2；對(duì)于緊棉結(jié)、緊索絲較多的皮棉，或是軟籽表皮、帶纖維籽屑和僵片較多的皮棉，軋工質(zhì)量定為P3。

（6）標(biāo)準(zhǔn)既是評(píng)判依據(jù)，更有引導(dǎo)功能?？梢栽诂F(xiàn)行的國家軋工質(zhì)量實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)中P1、P2檔各對(duì)應(yīng)增加一塊機(jī)采棉軋工質(zhì)量實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)，結(jié)合機(jī)采棉產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展?fàn)顩r，通過實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)的修訂不斷引導(dǎo)機(jī)采棉軋工質(zhì)量水平的提升。

（7）通過加強(qiáng)檢驗(yàn)人員間的目光比對(duì)交流，達(dá)到機(jī)采棉產(chǎn)區(qū)與非機(jī)采棉產(chǎn)區(qū)感官檢驗(yàn)人員目光統(tǒng)一的效果。

6 結(jié)論

提高國內(nèi)機(jī)采棉的綜合品質(zhì)是一個(gè)系統(tǒng)性工程。與美棉、澳大利亞棉等相比較，目前國內(nèi)機(jī)采棉的質(zhì)量指標(biāo)還有較大差距，因此發(fā)展空間廣闊。這需要從機(jī)采棉產(chǎn)業(yè)鏈角度出發(fā)，無論是品種培育、種植方式、加工水平，還是鏈條協(xié)作、區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)力等方面下功夫。未來的新疆地區(qū)是棉花生產(chǎn)、加工、檢驗(yàn)的主戰(zhàn)場(chǎng)，而機(jī)采棉的比重會(huì)逐漸上升。從政策、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等多維視角下審視機(jī)采棉質(zhì)量，從推進(jìn)軋工質(zhì)量提高著手，推動(dòng)機(jī)采棉的綜合品質(zhì)不斷優(yōu)化和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提升。

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（作者單位：四川省纖維檢驗(yàn)局）