機采棉加工工藝研究與應用

■ 關紀培

〔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用

■ 關紀培

〔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展。從機采棉種植規模和實際機采面積看，新疆機采棉面積呈逐年增長的態勢。據農業部門統計，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”技術實現了棉花的“規模化種植、標準化生產、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，而且還使棉花生產取得了較好經濟效益，滿足了紡織工業的需求。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步發展。

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。中國棉紡織行業協會的調查顯示，紡織企業對棉花質量的關注排序是：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、棉結等內在指標。機采棉如何達到棉紡織企業的用棉要求，棉花加工環節如何最大限度保持原棉品質，生產出適合紡織行業使用的優質皮棉，讓棉花創造更多價值，是今后棉花加工行業需要重點研究的課題與任務。在棉花加工過程中提升皮棉加工質量的主要研究內容，一是機采棉加工工藝研究，二是機采棉加工設備研究。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，美國的棉花生產已實現高度機械化和現代化。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，因此廣泛應用散狀籽棉喂料機實現自動喂料。

多年來受追求高產量、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年以來機采棉出現了纖維短、馬克隆值高的突出問題。如何在加工環節減少對纖維的損傷，最大限度保持棉花的原生品質，成為完善工藝、改進設備的主要研發方向和核心目標追求。幾年來的研究數據表明，皮棉清理設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，降低了部分雜質含量，但卻損傷了皮棉的內在指標，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，外觀形態也不能保證，使得軋工質量等級降低，也使顏色級受到影響，按照皮棉質量結算價差，影響了棉花加工企業的經濟利益。基于上述問題，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，同時增加棉花調濕工藝環節，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，實現雜質與籽棉的高效分離；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，將籽棉回潮率調整到6.5%左右。經過幾年的實踐，通過采集的數據對比，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。工藝中設置旁路系統，根據籽棉含雜率、回潮率高低，選擇使用工藝中的設備，實現因花配車。

圖3中的棉花異纖棉葉清理機是邯鄲金獅棉機設計開發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的同時，還能清除機采棉中大量棉葉、不孕籽等雜質，該組合式清理設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上使五道籽清配置得以實現。

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，請業內人士批評指正。

“十二五”國家科技支撐計劃項目（2015BAD19B04）棉花產后增值關鍵技術裝備研發與產業化示范