機采棉加工工藝研究與應(yīng)用

■ 關(guān)紀培

〔邯鄲金獅棉機有限公司，河北邯鄲056046〕

機采棉加工工藝研究與應(yīng)用

■ 關(guān)紀培

〔邯鄲金獅棉機有限公司，河北邯鄲056046〕

近十多年來，機采棉在新疆得到快速發(fā)展。從機采棉種植規(guī)模和實際機采面積看，新疆機采棉面積呈逐年增長的態(tài)勢。據(jù)農(nóng)業(yè)部門統(tǒng)計，2015年度新疆棉花種植面積190.4萬hm2（2 856萬畝），其中新疆兵團種植62.67萬hm2（940萬畝），機采模式種植面積接近100%，實際機采面積43.33萬hm2（650萬畝），機采率達68.8%；新疆地方種植127.47萬hm2（1 912萬畝），機采種植模式面積約有25%，實際機采面積在26萬hm2（390萬畝），機采率為20.4%。通過“機采棉”技術(shù)實現(xiàn)了棉花的“規(guī)?；N植、標準化生產(chǎn)、機械化采摘和全程機械化加工”，不僅解決了勞動力缺乏、人工成本高的問題，而且還使棉花生產(chǎn)取得了較好經(jīng)濟效益，滿足了紡織工業(yè)的需求。隨著國家棉花目標價格補貼政策的實施，新疆機采棉將得到穩(wěn)步發(fā)展。

機采棉與手摘棉相比，存在顏色級別下降、長度變短、強度降低、軋工質(zhì)量較差、異纖含量高、短纖含量增加等突出問題。中國棉紡織行業(yè)協(xié)會的調(diào)查顯示，紡織企業(yè)對棉花質(zhì)量的關(guān)注排序是：長度、馬克隆值、斷裂比強度、長度整齊度、異性纖維含量、短纖維含量、棉結(jié)等內(nèi)在指標。機采棉如何達到棉紡織企業(yè)的用棉要求，棉花加工環(huán)節(jié)如何最大限度保持原棉品質(zhì)，生產(chǎn)出適合紡織行業(yè)使用的優(yōu)質(zhì)皮棉，讓棉花創(chuàng)造更多價值，是今后棉花加工行業(yè)需要重點研究的課題與任務(wù)。在棉花加工過程中提升皮棉加工質(zhì)量的主要研究內(nèi)容，一是機采棉加工工藝研究，二是機采棉加工設(shè)備研究。下面主要從機采棉加工工藝方面進行研究與探討。

美國代表著棉花加工國際先進水平，美國的棉花生產(chǎn)已實現(xiàn)高度機械化和現(xiàn)代化。軋花廠加工的籽棉全部是機械采摘，機采棉含雜率4%～10%，工藝中配置四道籽清、三道皮清和兩道烘干。

中國的機采棉加工工藝是參照美國加工工藝建立起來的，但中國機采棉種植模式、種植密度、品種、氣候條件與美國有較大區(qū)別，與美國機采棉相比，具有含雜高、含水高、地膜等異性纖維含量高的特點，一般機采棉含雜率在8%～15%，回潮率一般在12%左右，這些因素都給機采棉的清理及加工帶來困難。為使加工的皮棉達到棉花標準的要求，機采棉加工工藝中，配備了異纖清理機、四道籽棉清理機、三道皮棉清理機（包括一道氣流皮棉清理、兩道鋸齒皮棉清理）、兩道烘干，即4-3-2工藝。由于中國機采棉采摘后大部分采用運棉車散狀運輸，因此廣泛應(yīng)用散狀籽棉喂料機實現(xiàn)自動喂料。

多年來受追求高產(chǎn)量、高衣分的品種及密植栽培模式的價值取向的影響，加上氣候原因，2015年以來機采棉出現(xiàn)了纖維短、馬克隆值高的突出問題。如何在加工環(huán)節(jié)減少對纖維的損傷，最大限度保持棉花的原生品質(zhì)，成為完善工藝、改進設(shè)備的主要研發(fā)方向和核心目標追求。幾年來的研究數(shù)據(jù)表明，皮棉清理設(shè)備對棉纖維長度的損傷明顯高于籽棉清理機對纖維長度的損傷，而紡織行業(yè)更是對皮棉清理機的使用耿耿于懷，認為皮棉清理機只是改變了皮棉外觀形態(tài)，降低了部分雜質(zhì)含量，但卻損傷了皮棉的內(nèi)在指標，損傷了纖維長度，提高了短纖維含量。在上述4-3-2工藝中，如果去掉皮棉清理機或者改為單道皮棉清理機，機采棉加工的皮棉含雜量太高，外觀形態(tài)也不能保證，使得軋工質(zhì)量等級降低，也使顏色級受到影響，按照皮棉質(zhì)量結(jié)算價差，影響了棉花加工企業(yè)的經(jīng)濟利益?；谏鲜鰡栴}，工藝完善的主要方向是在保證皮棉加工利益最大化的前提下，如何加強籽棉清理階段的清理道次和力度，降低皮棉清理階段的清理道次和力度，同時增加棉花調(diào)濕工藝環(huán)節(jié)，降低對棉纖維長度損傷，降低短纖維含量。

圖1 美國大陸公司的棉花加工工藝流程

圖2 機采棉加工工藝流程（4-3-2）

圖3 完整機采棉加工工藝流程（5-3-2-2）

加強籽棉清理階段的清理道次與力度，嘗試配備五道籽棉清理機；為保證籽棉清理階段較高的清雜效率，配備兩道籽棉烘干機，降低籽棉回潮率，實現(xiàn)雜質(zhì)與籽棉的高效分離；為減少烘干后的籽棉因回潮率低在軋花階段對纖維長度的損傷，增加籽棉加濕工序，將籽棉回潮率調(diào)整到6.5%左右。經(jīng)過幾年的實踐，通過采集的數(shù)據(jù)對比，機采棉加工工藝配置的主流方向是5-3-2-2工藝，即五道籽清，三道皮清、兩道烘干、兩道加濕（籽棉加濕、皮棉加濕）工藝。工藝中設(shè)置旁路系統(tǒng)，根據(jù)籽棉含雜率、回潮率高低，選擇使用工藝中的設(shè)備，實現(xiàn)因花配車。

圖3中的棉花異纖棉葉清理機是邯鄲金獅棉機設(shè)計開發(fā)的新型組合式清理機，既能有效清除機采棉中的長三絲，又能有效清除地膜殘片等細小三絲。由于配備了4個刺釘輥筒，在保證對籽棉充分開松，使籽棉形成沸騰狀態(tài)的同時，還能清除機采棉中大量棉葉、不孕籽等雜質(zhì)，該組合式清理設(shè)備安裝于原籽棉自動喂料器位置，在不破壞原有車間工藝布局的基礎(chǔ)上使五道籽清配置得以實現(xiàn)。

以上是筆者在機采棉工藝完善中的嘗試與實踐，如有不當之處，請業(yè)內(nèi)人士批評指正。

“十二五”國家科技支撐計劃項目（2015BAD19B04）棉花產(chǎn)后增值關(guān)鍵技術(shù)裝備研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化示范