繭質(zhì)數(shù)據(jù)與減壓煮繭蒸煮溫度的關(guān)聯(lián)性分析

鄭 丹,任強(qiáng)勝,段春穩(wěn),卜獻(xiàn)鴻,3,李 帆,王建平,黎 鋼

(1.四川省絲綢科學(xué)研究院有限公司,四川 成都 610031;2.現(xiàn)代繭絲綢制造技術(shù)資源四川省科技資源共享服務(wù)平臺(tái),四川 成都 610031;3.四川省絲綢工程技術(shù)研究中心,四川 成都 610031)

煮繭在整個(gè)制絲流程中有著非常重要的地位,煮繭工藝參數(shù)設(shè)計(jì)的好壞對(duì)生絲產(chǎn)量、質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益有直接影響。目前的煮繭工藝設(shè)計(jì)是參照蠶繭質(zhì)量數(shù)據(jù),并根據(jù)煮繭技術(shù)人員經(jīng)驗(yàn)形成的初始生產(chǎn)工藝和參數(shù),通過生產(chǎn)—測(cè)試—調(diào)整等過程的多次調(diào)整,最終形成用于大生產(chǎn)的煮繭工藝和參數(shù)。減壓煮繭設(shè)備[1]與傳統(tǒng)煮繭設(shè)備由于設(shè)備結(jié)構(gòu)、控制方法有明顯不同,溫度控制精度[2]為0.1℃,0.3℃的調(diào)整幅度都會(huì)對(duì)煮繭質(zhì)量造成影響,隨著減壓煮繭設(shè)備在全國(guó)的廣泛推廣應(yīng)用,如何有效利用繭質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行減壓煮繭工藝參數(shù)設(shè)計(jì),提高煮繭工藝精準(zhǔn)性,減少調(diào)整盲目性,分析了蠶繭繭質(zhì)數(shù)據(jù)與減壓煮繭工藝蒸煮溫度的相關(guān)性,希望對(duì)煮繭工藝設(shè)計(jì)起到指導(dǎo)作用。

1 繭質(zhì)質(zhì)量數(shù)據(jù)

蠶繭質(zhì)量調(diào)查包含外觀(形狀、大小、顏色、縮皺)、選繭、繭幅、切剖、解舒、清潔潔凈黑板、煮繭絲膠溶失率、繭層含膠量等內(nèi)容。其中單解舒調(diào)查一項(xiàng)就包含繭絲長(zhǎng)、解舒絲長(zhǎng)、解舒率、繭絲纖度、解舒光折、落緒分布率、長(zhǎng)吐率、蛹衣量等數(shù)據(jù)內(nèi)容,蠶繭質(zhì)量與地域、蠶品種、飼養(yǎng)條件、上簇環(huán)境、收烘管理有關(guān),其中蠶繭的解舒率、繭層率指標(biāo)數(shù)據(jù)對(duì)煮繭工藝的設(shè)置有極大關(guān)聯(lián)性,如何把繭質(zhì)數(shù)據(jù)選用好,對(duì)于煮繭工藝以及整個(gè)制絲生產(chǎn)都有積極意義。

解舒率是指解舒絲長(zhǎng)對(duì)繭絲長(zhǎng)的百分率,繭絲長(zhǎng)指一粒繭所能繅得絲的總長(zhǎng)度,一般在700～1 200 m,但蠶繭由于絲膠膠著影響,不能一次性離解完。解舒是指繅絲時(shí)繭絲從繭層上離解的難易程度,解舒絲長(zhǎng)是平均添緒一次所能繅取絲的長(zhǎng)度,我國(guó)目前的蠶繭解舒率在55%～75%,解舒率越高表示繭絲從蠶繭上離解越容易,煮繭時(shí)需要的溫度低,反之需要的溫度要高。繭層率是指繭層對(duì)繭量的百分比,繭層率一般在45%～51%,蠶繭的繭層厚度一般為0.36～0.8 mm[3]。煮繭就是要將蠶繭的繭層煮熟煮均勻,使繭絲能夠依次離解,在同等的解舒率情況下,繭層率越厚,煮繭需要的蒸煮溫度越高。

2 減壓煮繭機(jī)煮繭工藝與蠶繭質(zhì)量數(shù)據(jù)關(guān)系

減壓煮繭設(shè)備是一種新型的自動(dòng)化控制設(shè)備,通過“真空+”完成煮繭整個(gè)過程,煮繭工藝設(shè)置與傳統(tǒng)設(shè)備有很大區(qū)別,采用將蠶繭靜置在密封罐體內(nèi),通過管路系統(tǒng)實(shí)施真空、水、蒸汽完成煮繭,控制采用PLC程序控制,設(shè)置好溫度、時(shí)間后自動(dòng)運(yùn)行,溫度控制采用跳轉(zhuǎn)設(shè)置,即達(dá)到設(shè)置的溫度后程序自動(dòng)進(jìn)入下個(gè)時(shí)序,溫度精度0.1℃,如圖1所示,整個(gè)煮繭過程中通過溫度傳感器監(jiān)測(cè),并能夠顯示其溫度變化。

圖1 減壓煮繭溫度設(shè)置

2.1 減壓煮繭蒸煮溫度

減壓煮繭的蒸煮溫度時(shí)序設(shè)置為T20,一般設(shè)置范圍為94～101℃,設(shè)置最小單位為0.1℃,一般0.3℃的調(diào)整變化對(duì)煮熟程度都會(huì)帶來影響,T20跳轉(zhuǎn)溫度的優(yōu)選是影響蠶繭煮熟程度的主要因素,因此設(shè)置調(diào)整好蒸煮溫度對(duì)提高煮繭質(zhì)量起到重要作用。主要根據(jù)原料繭層率、解舒率指標(biāo)情況,初步確定T20跳轉(zhuǎn)溫度,再根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)情況及黑板清潔、潔凈成績(jī),判斷煮繭生熟狀況,如生絲潔凈質(zhì)量判斷,一般環(huán)類較多時(shí)T20跳轉(zhuǎn)溫度偏低、煮繭偏生;糙類較多是T20跳轉(zhuǎn)溫度偏高。

2.2 繭層率、解舒率與蒸煮溫度的關(guān)聯(lián)性

蠶繭指標(biāo)中的繭層率、解舒率對(duì)蒸煮溫度設(shè)置起到關(guān)鍵性影響作用,一般情況下,繭層率薄,需要的溫度低;解舒率是絲膠難易膨潤(rùn)適當(dāng)溶解的一種體現(xiàn),解舒率好的原料需要的溫度低,這是一般性規(guī)律。為了精準(zhǔn)尋求最佳蒸煮溫度,需要通過繭層率、解舒率的數(shù)值作為設(shè)計(jì)蒸煮溫度參數(shù)依據(jù),指導(dǎo)生產(chǎn),為此試驗(yàn)、整理收集了經(jīng)過工廠實(shí)繅驗(yàn)證的生產(chǎn)原料繭質(zhì)指標(biāo)情況及蒸煮工藝,見表1、表2。

表1 繭層率與蒸煮溫度

表2 解舒率與蒸煮溫度

表1為繭質(zhì)調(diào)查中,解舒率在65%～70%之間繭層率對(duì)應(yīng)的蒸煮溫度,從表1繭層率因素與蒸煮溫度關(guān)系來看,繭層率和蒸煮溫度高度相關(guān),繭層率各位數(shù)對(duì)應(yīng)煮繭溫度各位數(shù),如繭層率為49%,煮繭溫度為99℃左右。解舒率表示繭絲離解難易程度,在制絲生產(chǎn)中,原料蠶繭解舒率變化幅度大,一般解舒率低于60%為解舒差原料,這類原料絲膠難膨潤(rùn)溶解,煮繭需要較高溫度;解舒率在60%～70%為正常原料,煮繭溫度適當(dāng)即可;解舒率高于70%的原料,煮繭要適當(dāng)降低溫度,見表2,其規(guī)律是以解舒率65%為基準(zhǔn),解舒率每低3%,溫度調(diào)高1℃,解舒率每高4%,蒸煮溫度下調(diào)1℃,還要考慮其他因素,如繭季、烘繭干燥程度等,作修正。

2.3 煮繭工藝調(diào)試應(yīng)用

某企業(yè)繭質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)繭層率49.2%,解舒率82.1%,按照繭層率設(shè)置T20溫度99.2℃,按照解舒率指標(biāo)修正-4.25℃,試煮采用95℃,然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)索理緒、繅絲效率、黑板情況等進(jìn)行微調(diào),最終T20確定為95.6℃,大面積生產(chǎn)繭耗比設(shè)計(jì)低2.6 kg,清潔、潔凈成績(jī)達(dá)到6A級(jí)要求。某企業(yè)一個(gè)莊口繭層率47.2%,解舒率53%,按照上述方法,得出初步T20溫度為101.2℃,大面積生產(chǎn)調(diào)試最終溫度為101.4℃,質(zhì)量、繭耗、生產(chǎn)效率達(dá)到設(shè)計(jì)要求。通過繭層率、解舒率繭質(zhì)核心指標(biāo)的檢測(cè),可以快速預(yù)置蒸煮溫度,對(duì)生產(chǎn)起到了指導(dǎo)作用。

3 結(jié) 論

(1)煮繭工藝參數(shù)是參照蠶繭原料的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),如品種、季別、產(chǎn)地、飼養(yǎng)方式、繭型大小、繭層厚薄等,以及測(cè)試數(shù)據(jù)如繭絲長(zhǎng)、解舒率、解舒絲長(zhǎng)、單絲纖度、萬米吊糙等指標(biāo),并結(jié)合煮繭技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)和煮繭工藝特性等多方因素,可以說煮繭是隨機(jī)性和復(fù)雜性較大的工序。

(2)由于煮繭溫度與蠶繭質(zhì)量的所有指標(biāo)都有相互的關(guān)聯(lián),如蠶繭的繭層厚薄、繭型大小、季節(jié)、產(chǎn)地、品種、單絲纖度、萬米吊糙、清潔、潔凈、絲膠溶失率、新繭有緒率等。因?yàn)檫@些指標(biāo)對(duì)煮繭溫度有直接或間接影響,那么就需對(duì)蠶繭的眾多指標(biāo)與溫度的相關(guān)性進(jìn)行分析,需要足夠多的數(shù)據(jù)以及建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù),也需要適合的數(shù)學(xué)技術(shù)模型,還要在實(shí)際生產(chǎn)中不斷改進(jìn)、修正,才能夠確定數(shù)據(jù)與溫度的關(guān)聯(lián)性方案。

(3)對(duì)蠶繭質(zhì)量的重要指標(biāo)選用以及對(duì)應(yīng)煮繭蒸煮溫度的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行分析,雖然只對(duì)蠶繭解舒率、繭層率等與煮繭溫度有密切關(guān)系的指標(biāo)進(jìn)行了分析論證,而且方案的應(yīng)用還不太全面,但作為指向性的技術(shù)還是較為合理。為了技術(shù)更加完善合理,在后續(xù)的生產(chǎn)中,應(yīng)把蠶繭質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行多層次的分析選用,通過數(shù)據(jù)的積累、篩選及模式的優(yōu)化,在煮繭的實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用改進(jìn),并逐步完善數(shù)據(jù)與溫度的關(guān)聯(lián)方案,提升煮繭工序的技術(shù)水平。