新疆機(jī)采棉加工過程中棉花品質(zhì)變化分析

谷國富

（中華全國供銷合作總社鄭州棉麻工程技術(shù)設(shè)計(jì)研究所，鄭州450004）

新疆機(jī)采棉加工過程中棉花品質(zhì)變化分析

谷國富

（中華全國供銷合作總社鄭州棉麻工程技術(shù)設(shè)計(jì)研究所，鄭州450004）

為了掌握新疆機(jī)采棉加工中棉花品質(zhì)變化趨勢，依據(jù)現(xiàn)有的棉花加工工藝，設(shè)計(jì)了試驗(yàn)方案，對新疆機(jī)采棉加工中的不同工序點(diǎn)棉花品質(zhì)進(jìn)行取樣、測試、統(tǒng)計(jì)，并采用數(shù)據(jù)分析方法，對不同工藝環(huán)節(jié)的棉花品質(zhì)變化進(jìn)行了分析。隨著加工工藝的推進(jìn)，棉花反射率、黃色深度上升，棉纖維長度下降。

棉花；機(jī)采棉；新疆；品質(zhì)指標(biāo)；長度；反射率；黃度

2006―2015年的10年間新疆機(jī)采棉發(fā)展迅速，機(jī)采棉種植面積由5.336萬hm2增長到65.333萬hm2，新疆已成為我國最大的機(jī)采棉種植加工基地。新疆機(jī)采棉加工中，配備了4道籽棉清理、3道皮棉清理、2道烘干工藝，即4-3-2工藝。研究機(jī)采棉加工環(huán)節(jié)中棉花品質(zhì)的變化，最大限度保障棉花品質(zhì)，成為完善工藝、改進(jìn)設(shè)備的主要方向之一。

棉花加工機(jī)械設(shè)計(jì)企業(yè)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(jī)對纖維長度的損傷；而紡織行業(yè)比較一致的看法是，皮棉清理機(jī)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(biāo)，尤其是纖維長度[1-4]。

本研究通過對新疆機(jī)采棉加工中棉花品質(zhì)變化分析，研究棉花加工過程中工藝與設(shè)備對棉花品質(zhì)的影響，為確定合理的機(jī)采棉加工工藝，研發(fā)保持棉纖維原生品質(zhì)的加工關(guān)鍵技術(shù)及裝備提供支撐和科學(xué)評價(jià)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 取樣對象

2016/2017年度，在新疆機(jī)采棉種植棉區(qū)，選取4個(gè)機(jī)采棉加工廠（南疆和北疆各2個(gè)），每個(gè)廠選取6個(gè)棉模，在每個(gè)棉模及對應(yīng)生產(chǎn)線上各個(gè)清理、加工環(huán)節(jié)共選取9個(gè)點(diǎn)，分別抽取籽棉、皮棉含雜率和棉花品質(zhì)檢驗(yàn)樣品，按照GB 1103.1―2012[5]相關(guān)規(guī)定進(jìn)行棉花品質(zhì)指標(biāo)測試、分析。

表1 取樣點(diǎn)詳細(xì)信息

1.2 取樣點(diǎn)設(shè)計(jì)

圍繞籽棉從開模清理到加工完畢這一流程，在每個(gè)取樣軋花廠設(shè)定9個(gè)取樣點(diǎn)，即籽棉棉膜、一道籽棉清理后、二道籽棉清理后、三道籽棉清理后、四道籽棉清理后、軋花機(jī)后、一道皮棉清理后、二道皮棉清理后、三道皮棉清理后等9個(gè)取樣點(diǎn)，將其分別記為工序1至9。

1.3 測試方法

取樣工作由專人完成，所取樣品分別按設(shè)計(jì)要求編號登記，填寫樣品編號，裝入專用取樣袋，統(tǒng)一郵寄至河北省纖維檢驗(yàn)局。河北省纖維檢驗(yàn)局采用烏斯特HVI1000依據(jù)GB/T 20392―2006《HVI棉纖維物理性能試驗(yàn)方法》[6]進(jìn)行測試。測試指標(biāo)包括馬克隆值、Rd、+b、雜質(zhì)面積百分率、雜質(zhì)顆粒數(shù)、葉屑等級、上半部平均長度、長度整齊度指數(shù)、短纖維指數(shù)、斷裂比強(qiáng)度和斷裂伸長率等。本研究重點(diǎn)分析Rd、+b、長度等指標(biāo)。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法與工具

數(shù)據(jù)分析時(shí)主要選擇樣品屬性的平均值和分布特性分析棉花加工工藝環(huán)節(jié)中棉花品質(zhì)指標(biāo)等概況，選擇獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析鋸齒加工工藝環(huán)節(jié)對棉花品質(zhì)指標(biāo)的影響顯著性，使用工具為MSExcel 10.0和 SPSS 20.0。

2 結(jié)果與分析

2.1 棉花反射率（Rd）變化趨勢

隨著加工過程的不斷推進(jìn)，棉花反射率總體呈現(xiàn)上升趨勢（圖1）。

對各道加工工序處理前、后棉花反射率變化情況進(jìn)行單因素方差分析,列文方差齊性驗(yàn)證（Levene's test forequality of variances）通過后，再采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果見表2。

圖1 各加工環(huán)節(jié)棉花Rd均值變化趨勢

表2 各加工環(huán)節(jié)棉花Rd值差異顯著性分析

就棉花反射率單項(xiàng)指標(biāo)而言，第一道籽棉清理、第三道籽棉清理、第二道皮棉清理、第三道皮棉清理對棉花反射率均有顯著影響。新疆機(jī)采棉中棉花品質(zhì)產(chǎn)生變化主要為籽棉清理和皮棉清理環(huán)節(jié)引起。

2.2 棉花黃色深度（+b）變化趨勢分析

隨著加工過程的不斷推進(jìn)，棉花黃色深度總體呈現(xiàn)上升趨勢（圖2）。

對各道加工工序處理前、后棉花黃色深度（+b）變化情況進(jìn)行單因素方差分析,列文方差齊性驗(yàn)證通過后，再采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果見表3。

表3 各加工環(huán)節(jié)棉花+b值差異顯著性分析

就棉花+b單項(xiàng)指標(biāo)而言，第一道籽棉清理和第2道皮棉清理對其有顯著影響。+b受加工環(huán)節(jié)的影響與反射率相似，隨著棉花被多次梳理、含雜率降低而上升。

2.3 HVI檢測纖維長度結(jié)果

隨加工環(huán)節(jié)的不斷增多，棉花纖維上半部平均長度整體明顯下降，部分環(huán)節(jié)檢測值有所波動(dòng)（圖3）。

對各道加工工序處理前、后棉花纖維上半部平均長度變化情況進(jìn)行單因素方差分析,列文方差齊性驗(yàn)證后，再采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，結(jié)果見表4。

圖3 按工序匯總棉花纖維上半部平均長度均值變化趨勢

表4 各加工環(huán)節(jié)棉花纖維上半部平均長度差異顯著性分析

就棉花纖維上半部平均長度單項(xiàng)指標(biāo)而言，第一道籽棉清理、第三道籽棉清理和第二道皮棉清理對其有顯著影響。

3 結(jié)論與討論

在機(jī)采棉加工中，第一道籽棉清理、第三道籽棉清理均采用傾斜式籽棉清理機(jī)。該型清理機(jī)主要通過刺釘對籽棉團(tuán)進(jìn)行拍打，逐步松弛籽棉團(tuán)，利用離心力將雜質(zhì)甩出，重力作用使雜質(zhì)沿格條柵的間隙落下，從而實(shí)現(xiàn)分離。第二道皮棉清理、第三道皮棉清理均采用鋸齒式皮棉清理機(jī)。鋸齒式皮棉清理機(jī)通過給棉羅拉與給棉板的夾持，由鋸齒輥筒強(qiáng)力開松纖維，清理雜質(zhì)，清理后影響棉花反射率。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，增加機(jī)采棉加工工藝中的清雜工藝，尤其是第一道籽棉清理和第二道鋸齒皮棉清理，會(huì)影響棉花反射率、黃色深度，更有可能提高棉花顏色級。然而一般認(rèn)為，棉花中雜質(zhì)面積大小、雜質(zhì)粒數(shù)不影響類別，只影響等級[7]；所以，機(jī)采棉加工企業(yè)經(jīng)常優(yōu)先考慮棉花纖維長度，對棉花雜質(zhì)清理不夠重視。結(jié)合本研究來看，這種做法要慎重。

一般來說，棉花加工工序?qū)γ蘩w維長度有一定損傷[8-10]。本試驗(yàn)中，第一道籽棉清理、第三道籽棉清理均采用傾斜式籽棉清理機(jī)，該設(shè)備的格條柵易損傷棉纖維長度，對棉纖維長度有顯著負(fù)面影響。鋸齒式皮棉清理機(jī)在結(jié)構(gòu)上使用了鋸齒滾筒和排雜刀，工作過程容易拉斷棉纖維，對棉纖維長度也有顯著負(fù)面影響。

綜上，整個(gè)工藝及設(shè)備對皮棉造成損傷主要是加工過程中的各種機(jī)械作用，氣流式?jīng)_擊等造成的影響幾乎可以忽略。要減少對皮棉的損傷，就要根據(jù)各設(shè)備的工作作用及原理出發(fā)，從各個(gè)設(shè)備的形狀、工作方式、設(shè)備間距以及工作速度等各方面考慮，減輕加工過程中對皮棉造成的機(jī)械損傷。

[1]梁亞軍，李雪源，龔照龍，等.新疆快速發(fā)展機(jī)采棉前后存在的問題比較及對策[J].棉花科學(xué)，2017，39(2)：2-5.

[2]關(guān)紀(jì)培.機(jī)采棉加工工藝研究與應(yīng)用[J].中國棉花加工，2017(2)：4-6.

[3]熊偉.新疆機(jī)采棉與國外機(jī)采棉紡紗成本與質(zhì)量比較[J].棉紡織技術(shù)，2016，44(10)：6-10.

[4]劉從九，徐守東.棉花檢驗(yàn)學(xué)[M].安徽：安徽大學(xué)出版社，2007：3-5.

[5]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.棉花 第1部分：鋸齒加工細(xì)絨棉：GB 1103.1―2012[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

[6]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.HVI棉纖維物理性能試驗(yàn)方法：GB/T 20392―2006[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

[7]趙鳳友.棉花反射率、黃度與加工關(guān)系初探[J].中國纖檢，2015(10)：78-80.

[8]淺談?dòng)绊懨蘩w維長度的因素[J].中國纖檢，2011(13)：46-47.

[9]郭志軍.加工設(shè)備造成棉纖維長度減損的因素及解決辦法[J].中國棉花加工，2016(4)：32-33.

[10]李云成，苗建軍，田根章.如何提高機(jī)采棉的棉纖維長度[J].中國棉花加工，2015(2)：44-45.●

Analysis of Cotton Quality Changes during Processing of Machine-Picked Cotton in Xinjiang

Gu Guofu

S562.092

A

1000-632X（2017）09-0022-04

10.11963/1000-632X.ggfggf.20170925

中國棉花·新疆機(jī)采棉加工過程中棉花品質(zhì)變化分析·2017，44（9）：22－24，35

2017-07-26

收稿日期：2017-08-03