如何選用棉花異性纖維的排除方法

文/張慧卿 劉永川

異性纖維問題的提出已經有相當長的時間，多年來，很多的科研和技術人員根據異性纖維的不同特點，設計出多種排除方法。下面我們對行業當中常用的異性纖維排除方法，根據不同的排除原理分別進行分析，嘗試找出更加有效的解決異性纖維問題的方法。

手工挑揀法

手工挑揀法是異性纖維定性、定量檢驗的法定方法，是由挑揀人員認真細致地翻檢棉花，發現可疑纖維后肉眼判斷，手工挑出并稱重的方法。手工挑揀法在棉花加工環節、紡織環節都經常使用，在棉花加工環節使用時，有的企業在籽棉收購堆垛后，組織人員對待加工的籽棉大垛進行翻檢，挑揀異性纖維后進行加工；有的企業在籽棉清理過程中，安裝一定距離的輸送帶，輸送帶兩側安排一定數量的人員，翻檢籽棉，排除異性纖維。在紡織環節使用時，紡織企業在棉花開包后，組織人員集中挑揀異性纖維，然后用棉紡紗。手工挑揀法的特點是：適用于棉花加工環節中異性纖維的排除，需要投入大量的人員，成本較高，挑揀棉花的效率不高，挑揀的效果受管理因素影響較大，優點是該方法對場地和設備要求較低，對人員的技術條件沒有要求，可以用于各類異性纖維的挑揀，排除效果較好。

重力和刺輥纏繞法

重力和刺輥纏繞法常見于棉花加工環節，在籽棉進入軋花機以前，首先經過一段入口與出口有落差的管道，利用吸花管道的風壓或重力使籽棉進行一段距離的上升或下降。因為短小的異性纖維相對籽棉較輕，在合適的位置安裝除雜刀，可以排除較輕的雜物。隨后，籽棉進入一個刺輥纏繞的箱體，箱體內部安裝4～8個刺釘滾筒，工作中刺釘滾筒按照一定轉速旋轉，可以纏繞較長的長絲狀雜物。重力和刺輥纏繞法的特點是：適用于棉花加工環節中短輕和長絲狀異性纖維的排除，前期設備投入資金較少，優點是該方法用工較少、維護費用低、排除棉花的產量較高，挑揀的效果受籽棉中異性纖維類型的影響較大。

揮發氣體排除法

揮發氣體排除法通常被機采棉加工企業采用。這些企業收購的棉花普遍采用機采棉模式種植，籽棉在進入軋花機之前需要進行烘干和加濕，烘干的溫度設定在140℃左右，籽棉中的異性纖維在溫度50℃左右就會揮發出特殊氣體。這些氣體具有特定的化學成分，利用氣象色譜-質譜儀（GC-MS）對氣體進行分析，準確識別氣體的來源，然后使用排雜裝置將異性纖維排除。揮發氣體排除法的特點是：適用于棉花加工環節中，具有揮發性質異性纖維的排除（如地膜、化纖），前期設備投入資金較多，優點是該方法用工較少，可靠性高，排除棉花的產量高，挑揀的效果受籽棉中異性纖維類型的影響較大。

圖像排除法

圖像排除法在棉紡開清棉環節和絡筒環節都經常使用，在開清棉環節使用時，原棉經過開清后通過一定距離的檢測區，檢測區中安裝高分辨率攝像機，對高速運動的原棉進行掃描，依據棉花和異性纖維顏色、形狀不同，由計算機進行判斷，予以排除。為了提高排除效果，還可以在檢測區加裝紫光燈，排除照射后具有熒光的異性纖維。在自動絡筒環節使用時，一般與電子清紗器相結合，當紗線經過檢測頭時，掃描紗線單位長度遮光量的變化，排除有色異性纖維。圖像排除法的特點是：適用于棉紡環節中，光線照射后有顏色差異的異性纖維或形狀不同的異性纖維排除，前期設備投入資金多，維護費用高，優點是該方法用工較少，自動化程度高、速度快，排除棉花的產量與設備識別精度成反比，排除的效果受異性纖維種類影響較大。

超聲波排除法

超聲波排除法通常在棉紡開清棉環節使用，與圖像排除法類似，原棉經過開清后通過一定距離的檢測區，檢測區中安裝超聲波發射器與接收器，依據超聲波穿透棉花和異性纖維后反射特性的不同，排除異性纖維。超聲波排除法的特點是：適用于棉紡環節中，密度有明顯差異的異性纖維排除，前期設備投入資金多，優點是該方法用工較少，自動化程度高，速度快，穩定性好，排除棉花的產量與設備識別精度成反比，排除的效果受異性纖維種類影響較大。

電學特性排除法

電學特性排除法通常在自動絡筒環節使用，一般與電子清紗器相結合。當紗線經過檢測頭時，在紗線周圍施加電場，依據棉花和異性纖維分子層面靜電或電容特性的差異，排除異性纖維。電學特性排除法的特點是：適用于棉紡絡筒環節中，電學特性有明顯差異的異性纖維的排除，前期設備投入資金多，對紗線的回潮率要求較高，優點是該方法用工較少，可以排除紗線中很細小的異性纖維，精確度高、穩定性好，可識別異性纖維的類型多，排除效果較好。

目前國內市場上常見的異性纖維排除設備，基本上都是屬于這6種類型。隨著用工成本增加，采用電子機械設備取代人工排除異性纖維逐漸成為趨勢。面對種類繁多的異性纖維排除設備，業內常用“檢出率”指標評價各種設備識別并排除異性纖維的能力。但是異性纖維是一大類物質的統稱，任何一種非人工挑揀方法，都有其針對性，不同的設備制造商給出的“檢出率”各不相同，都是理論值，與生產中實際情況存在較大差異。因此需要制定出一套標準方法，用來客觀公正地評價“檢出率”，才能促進機械化異性纖維排除設備的推廣。

從棉花作為農產品價值形成的過程來看，籽棉加工成皮棉，再紡成棉紗，其中的異性纖維會不斷地拉斷、打碎，形成更多細小的異性纖維，異性纖維越碎小，排除的難度就越大，成本也就越高。因此，解決棉花產業中異性纖維的問題，應當按照“早發現、早排除”的原則，將籽棉進入軋花機之前的時期，作為異性纖維排除的黃金期，針對長絲、大塊狀等類型的異性纖維，有效予以排除。同時，在自動絡筒環節，利用電子清紗器對紗線中殘存的異性纖維進行最后把關，從兩個方面著手，才能把異性纖維的危害降到最低。

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