馬亮
絲綢歷史悠久、文化底蘊深厚,是中華文明的象征和典范。蠶繭質量是決定絲綢產品質量的源頭和基礎。為了全面提升我國纖維質量監督檢測技術水平,建立具有國際先進水平的桑蠶干繭檢測技術體系,使我國桑蠶干繭產品檢測技術水平達到國際先進水平,中國纖維檢驗局對桑蠶繭質量檢測技術進行了大量研究。
2015年,“桑蠶繭靜態自動煮繭技術與檢測設備運行檢查系統開發研究”項目榮獲質檢總局“科技興檢獎”,其研發的桑蠶繭靜態自動煮繭器達到了世界領先水平。
煮繭技術的革新
近10年來,隨著我國科技整體水平不斷進步,自動繅絲生產技術也得到了快速發展,自動化、智能化水平不斷提高。自動繅絲機已在繅絲企業中相當普及,我國現有自動繅絲機3000余組,達繅絲生產能力的95%以上,繅絲企業的面貌得到迅速改善,用工減少、勞動環境改善、生產成本大幅降低、生絲質量水平不斷提高,但是與之聯系緊密的繅絲原料制備技術即煮繭技術研究一直處于相對滯后的狀態,與自動繅絲機的發展很不協調。煮繭質量的優劣直接關系著繅絲生產效率、經濟效益和生絲產品質量的高低。而如何解決這一問題,成為繭絲質量提升的關鍵。
課題組成員介紹說,傳統煮繭一般采用不銹鋼循環式煮繭機進行煮繭,循環式煮繭機以鏈條推送方式將待煮繭從加繭部經浸漬部、高溫滲透部、低溫滲透部、蒸煮部、調整部、保護出繭部順次推進,在各部位進行相應的煮繭工藝,完成一次煮繭周期。
可以看出,這一傳統方法工藝部位多,導致煮繭機體積龐大; 工藝部位順序固定,確定了唯一的工藝路徑,原料適應性不強;每個部位都要進行工藝量調節,調節閥門多,且閥門調節量的多少因人而異,全憑經驗控制,煮繭效果差異大。
而從檢驗的角度來說,蠶繭自動繅絲檢驗設備是桑蠶干繭公證檢驗的關鍵設備,桑蠶干繭各項關鍵質量指標均需使用該設備檢驗,設備狀態的良好程度對檢驗指標影響很大。為了加強桑蠶繭自動繅絲檢測設備管理,保證設備運行狀態的完好性和可靠性,防止和減少設備系統誤差,保證檢測結果的準確性,須使用桑蠶干繭標準樣品對在用的桑蠶繭自動繅絲檢測設備運行期間的技術狀態進行檢查,并根據檢查結果對桑蠶繭自動繅絲檢測設備運行狀態進行判定,以確定設備續用、檢修等工作狀態。
建立桑蠶繭自動繅絲檢驗設備運行檢查系統,根據定期的設備運行檢查系統檢測分析結果,尋求設備的系統誤差與一致性影響因素,以期保證設備狀態完好、檢驗水平一致、檢驗結果準確可靠,從而確定桑蠶干繭公證檢驗實驗室設備運行整體狀況,并進行相應的指導和處理。
正是基于繅絲生產與檢驗兩點考慮,該項目系統地研究了桑蠶繭靜態煮繭技術、設備和桑蠶繭自動繅絲檢測設備運行狀態的檢查與管理,以及用途廣泛的桑蠶干繭標準樣品制作方法。研制開發了桑蠶繭靜態自動煮繭器、制定了桑蠶繭自動繅絲檢測設備運行狀態檢查技術規范、開發了桑蠶繭自動繅絲檢測設備運行檢查系統應用軟件、研制了桑蠶干繭標準樣品制作方法和實物樣品。
通過這一研究,大大提升了絲綢產業的自動化水平,填補了絲綢業在煮繭方面的空白。
未來將更加便捷
課題組成員說,目前桑蠶繭靜態自動煮繭器已獲得5項國內專利,與傳統煮繭器相比,擁有多方面的優勢。
首先就是實現了全自動控制煮繭工藝,操作方便、省力,工藝穩定,煮熟適當。其次,加工精度較高,噪音較小,管路設計合理,應用高精度的電器控制元件,時間、溫度、水量等要素控制準確,設備維護和保養便捷,設備運行穩定,大大提高了工作效率和工作質量。最后,操控過程程序化,實現了人機對話,根據樣品狀態和工藝要求,發出程序指令,執行機構自動控制真空度、溫度、水量、時間等技術參數,技術參數控制精確,檢測數據可即時傳輸、對接、存儲和分析。
而怎么科學制定設備的正確技術參數,如何設計確定桑蠶干繭標準樣品制作方法和技術參數,運行期間核查技術規范中核查條件、技術要求、核查方法、結果判定等技術內容又如何設計?成為課題組攻關伊始的一個難題。
為此,課題組首先根據目前國內煮繭機的結構特點進行驗證試驗,尋求靜態自動煮繭設備完整功能和各試驗區段的技術參數設計方案。另一方面,則通過系統分析桑蠶干繭質量檢驗歷史數據,尋找桑蠶干繭質量指標的穩定性和幅度變化區間,研究形成桑蠶干繭標準樣品制作方法和技術參數;采用系統調查、廣泛大量的測試試驗和統計分析的方法,設計桑蠶繭自動繅絲檢測設備運行期間核查技術規范中核查條件、技術要求、核查方法、結果判定等技術內容。
通過攻關,課題組不但研制出了桑蠶繭靜態自動煮繭器,還制定了桑蠶繭自動繅絲檢測設備運行狀態檢查技術規范和桑蠶繭自動繅絲檢測設備運行檢查系統應用軟件,同時研制了桑蠶干繭標準樣品制作方法及實物樣品。
其中,應用軟件和技術規范已實際用于桑蠶繭自動繅絲檢測設備運行期間管理并取得了良好成果。桑蠶干繭標準樣品制作方法及實物樣品也已投入使用。
“未來這些研究都將繼續深入。” 課題組成員說。
據了解,桑蠶繭靜態自動煮繭機的軟件部分隨著檢驗數據的積累,未來的目標是煮繭繅絲檢驗一體化、智能化,將樣品的基本狀態信息規范后,經設備控制系統運算分析形成科學的煮繭工藝,真正做到全自動智能煮繭,將煮繭溫度、壓力、時間始終保持穩定,從根本上消除了人為因素對于煮繭工藝的影響。同時,應用互聯網技術,將煮繭工藝數據與繅絲生產實際有效聯結,達到信息資源共享。
而移動APP運用也是課題組研究的方向。研發和整合繭絲質量檢驗部分項目數據傳輸和智能檢測功能,主要包括現場檢驗與抽樣、選繭、煮繭和繅絲工藝、清潔及潔凈、纖度等項目。
課題組設想,未來將開發出PC端移動信息管理平臺(APP),為客戶端提供數據接口服務和權限配置服務,集成公證檢驗信息系統中的數據源和客戶要求,支持管理人員、檢驗人員和企業客戶登錄使用。管理人員、檢驗人員和企業等用戶可通過移動終端(手機或平板電腦)單點登錄模塊,在分配權限內訪問全國繭絲公證檢驗信息系統公共服務平臺數據資源,隨時隨地跟蹤檢驗過程,獲悉檢驗結論,并根據查詢結果分析形成資源配置、工藝設計、工效和績效考核等結果信息。