優(yōu)化新疆機(jī)采棉加工工藝提高棉花品質(zhì)的探討

文/杜衛(wèi)東 王新麗 孫勇 湯明川

1 引言

隨著棉花機(jī)械化種植和生產(chǎn)技術(shù)的推廣應(yīng)用，棉花機(jī)械化采摘及加工已成為棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要趨勢。目前棉花機(jī)械化采摘在新疆已廣泛普及，新疆棉花主要以機(jī)采棉為主，以2020年為例，新疆棉花籽棉總產(chǎn)量1530萬噸，機(jī)采棉約1280萬噸，機(jī)采棉產(chǎn)量在新疆棉花總產(chǎn)量的占比達(dá)80%以上，已成為下游棉紡企業(yè)的主要用棉。機(jī)采棉有利于提高棉花采摘效率、增加經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)約成本，在推進(jìn)棉花大面積種植、快速采摘及減輕勞動用工負(fù)擔(dān)等方面發(fā)揮了積極作用。但機(jī)采棉也給棉花加工帶來了一些新問題。由于機(jī)采棉種植模式、管理方式、加工工藝與傳統(tǒng)手摘棉不同，因此機(jī)采棉與傳統(tǒng)手摘棉相比在質(zhì)量上存在一定差異。為改進(jìn)和提高新疆機(jī)采棉質(zhì)量，需要結(jié)合機(jī)采棉特征分析機(jī)采棉加工工藝及質(zhì)量控制工作，并結(jié)合下游產(chǎn)業(yè)不同產(chǎn)品的質(zhì)量需求，制定精細(xì)化管理措施，以適應(yīng)棉花產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的要求。

2 新疆機(jī)采棉質(zhì)量特點及問題

新疆機(jī)采棉的質(zhì)量特點主要表現(xiàn)在外觀特點和內(nèi)在質(zhì)量特點，其中外觀質(zhì)量主要表現(xiàn)在顏色及含雜，內(nèi)在質(zhì)量主要包括長度、強度、馬克隆值、成熟度、短纖維率、雜質(zhì)等。新疆機(jī)采棉的質(zhì)量要從籽棉開始進(jìn)行分析，無論是北疆棉還是南疆棉，籽棉質(zhì)量與手摘棉質(zhì)量相差約兩個等級。

（一）籽棉環(huán)節(jié)質(zhì)量問題。人工采摘棉花可以根據(jù)棉花早中晚時期進(jìn)行采摘，手摘棉可以細(xì)分出由于時間段和霜前霜后的影響而出現(xiàn)的籽棉顏色和含雜率的差異，而機(jī)械化采摘棉花是一次性采摘，無法做到棉花按早中晚期分別進(jìn)行采摘，所以籽棉等級是一個混合等級。新疆氣溫溫差大，機(jī)采棉顏色會由于霜前霜后花的混雜而呈現(xiàn)一致性差、色澤暗淡無光的情況，在各種雜質(zhì)的摻和和覆蓋下，機(jī)采棉籽棉的顏色變得較難確定，機(jī)采棉采摘原理是通過較大風(fēng)力吸附一些未脫落掉的棉葉、棉殼以及田間未被清除的地膜雜質(zhì)等，因此機(jī)采棉普遍存在葉屑、棉殼、棉稈、地膜異纖等雜質(zhì)較多的現(xiàn)象，因此機(jī)采棉籽棉在分等分級上存在一定難度。

（二）棉花收購、加工環(huán)節(jié)的質(zhì)量問題。新疆機(jī)采棉含雜率高、短纖維率高、長度及強度等指標(biāo)較手摘棉下降，主要是機(jī)采棉加工工藝與手摘棉相比有著明顯區(qū)別，既沒有嚴(yán)格的籽棉分等分級，雜質(zhì)又比較多，收購時難以做到按雜質(zhì)多少分垛。棉花加工企業(yè)在加工機(jī)采棉時要求除雜要多，對不成熟棉花打擊力度要大，要加強清雜工序，加工工藝流程相應(yīng)也長。這就會造成機(jī)采棉加工過程中在保證除雜效果、減少皮棉含雜率的同時，因過度打擊損傷棉花纖維，增加棉花短絨率，并影響棉花纖維長度整齊度等相關(guān)性能指標(biāo)。

（三）棉花使用環(huán)節(jié)質(zhì)量問題。機(jī)采棉的產(chǎn)量占比決定了下游紡織企業(yè)用棉主要以機(jī)采棉為主。紡織企業(yè)對所用棉花質(zhì)量要求不斷提高，倒逼棉花加工企業(yè)在確保棉花采摘效率的同時，加強棉花質(zhì)量指標(biāo)控制，進(jìn)一步提高機(jī)采棉質(zhì)量。

下游紡企反映較多的棉花質(zhì)量問題主要有：（1）棉花一致性的問題，紡企配棉要求棉花的一致性要好，配棉質(zhì)量的穩(wěn)定影響紡紗質(zhì)量穩(wěn)定，對大規(guī)模批量生產(chǎn)批量使用的棉紗，配棉質(zhì)量穩(wěn)定十分重要。目前機(jī)采棉集中采摘、隨采隨軋的模式，導(dǎo)致棉花一致性控制有一定難度，需要實施精細(xì)化分類管理。（2）高品質(zhì)棉花較少，特別是高支、細(xì)支紗要求的雙28、雙29棉花較少，紡企在組織該類產(chǎn)品生產(chǎn)時，只能通過增加落棉控制質(zhì)量，或者混合一定比例的長絨棉改善配棉，進(jìn)而增加用棉成本。（3）棉花短纖維率問題，短絨率高的棉花會增大紡紗環(huán)節(jié)清梳聯(lián)工序的落棉，會引起紗線毛羽、棉結(jié)、變異類指標(biāo)的質(zhì)量控制難度。此外隨著下游棉紡企業(yè)的技術(shù)裝備水平不斷進(jìn)步，高速度、自動化及智能化的紡織設(shè)備，對紡紗制成率有一定要求。棉花短纖維率高也會引起斷頭，影響加工效率和質(zhì)量，需要予以關(guān)注。（4）棉花“三絲”問題。棉花三絲多一直是棉花使用環(huán)節(jié)反映較多的問題。新疆冬季長，春季較內(nèi)地來得遲，氣溫晝夜溫差大，因此在棉花種植時使用地膜的情況比較普遍。地膜的廣泛應(yīng)用也造成了新疆機(jī)采棉地膜性異性纖維數(shù)量較高。由于地膜易碎、顏色淺，在紡紗工序，無論是梳理、落物還是除塵方式都很難將地膜性異性纖維清除干凈，這也需要在棉花加工環(huán)節(jié)予以重點關(guān)注，應(yīng)盡可能在加工棉花前做好人工“三絲”挑揀工作，消除加工隱患。

3 機(jī)采棉質(zhì)量問題分析

機(jī)采棉出現(xiàn)的質(zhì)量問題和棉花農(nóng)業(yè)種植、棉花采摘方式以及棉花收購加工等各個環(huán)節(jié)都有關(guān)系。棉花農(nóng)業(yè)種植包含棉花品種、栽培技術(shù)、種植氣候環(huán)境等環(huán)節(jié)，棉花農(nóng)業(yè)種植包含的棉花品種問題經(jīng)多年技術(shù)攻關(guān)已有所改進(jìn)，但新疆棉花種植氣候環(huán)境問題是一個客觀問題，據(jù)統(tǒng)計，新疆機(jī)采棉花的種植到全部成熟時間，一般北疆為200天左右，南疆為220天左右，也就是說新疆北疆棉花的無霜期只有200天左右、南疆棉花生長的無霜期只有220天左右，內(nèi)地棉花的生長成熟期比新疆墾區(qū)棉花的生長成熟期要早一個月，只要棉花品種合理，所有棉花從底部到頂部都將成熟，機(jī)采棉一致性將會得到很好改善。但新疆南北疆經(jīng)常出現(xiàn)一些冰雹、極端低溫、極端高溫、極端干旱等天氣，即使在同一棉花種植區(qū)域也會出現(xiàn)離天山腳越近的區(qū)域因氣溫低棉花會晚熟的情況，同時在棉花生長季節(jié)新疆南疆和北疆氣溫差異3℃～5℃，造成南北疆棉花質(zhì)量差異，加上機(jī)采棉雜質(zhì)問題和地膜問題，在采摘環(huán)節(jié)無法避免，因此對于新疆機(jī)采棉的內(nèi)在質(zhì)量和外在質(zhì)量控制，更需要在棉花加工環(huán)節(jié)進(jìn)行工藝控制并實行精細(xì)化管理，以達(dá)到改進(jìn)質(zhì)量的效果。

棉花采摘方式趨向于機(jī)械化采摘已成為必然，采棉機(jī)的技術(shù)也在不斷革新，但棉花機(jī)采技術(shù)要求機(jī)械采收的籽棉采用“即采即軋即清理”的方式，只有這樣才能保證棉花的品級不降低或少降低。國內(nèi)目前還基本采用籽棉散裝運輸和集中堆放的方式，運輸效率低，占用場地大，若水分未控制好，還會造成霉?fàn)€。

棉花加工涉及棉花加工設(shè)備、棉花加工工藝流程及加工過程管理等。為提高籽棉清理效率，改善皮棉外觀質(zhì)量，各棉花加工企業(yè)往往在棉花加工過程中采用反復(fù)對籽棉進(jìn)行多道清理的方法，但過度清雜對棉纖維造成損傷也是普遍現(xiàn)象，特別是自20世紀(jì)80年代后在機(jī)采棉加工中采用“大清大排”的工藝，增大了機(jī)械與棉花之間作用強度，對棉纖維的損傷直接造成皮棉中短纖維率增加、長度整齊度下降的現(xiàn)象。

2014年起實行的棉花目標(biāo)價格補貼政策是按棉花交售重量補貼，棉花重量的計算和含雜、回潮有關(guān)，與質(zhì)量無關(guān)。不考慮棉花質(zhì)量則棉花優(yōu)質(zhì)優(yōu)價無法得到體現(xiàn)，因此政策傳導(dǎo)對棉花種植及收加有較大影響。棉農(nóng)選擇產(chǎn)量高的品種種植，棉花加工企業(yè)在設(shè)置加工工藝流程時普遍存在片面追求提高棉花等級，較少考慮與棉紡企業(yè)用棉質(zhì)量需求相結(jié)合，關(guān)注更多的是機(jī)采棉除雜工序，而忽視了棉花其他品質(zhì)，不利于新疆棉花產(chǎn)業(yè)的質(zhì)量提升。

因此造成機(jī)采棉質(zhì)量問題的原因有客觀原因，也有主觀原因，以及政策原因。以機(jī)采棉加工工藝為中間環(huán)節(jié)開展技術(shù)優(yōu)化研究，以規(guī)范棉花收購及棉花皮棉加工工作，達(dá)到提高機(jī)采棉綜合品質(zhì)的目的，十分必要。

4 機(jī)采棉加工工藝優(yōu)化建議

機(jī)采棉中葉雜、鈴稈、滴灌帶、地膜、鳥羽毛含量較大且不易清除，對皮棉質(zhì)量指標(biāo)影響較大；機(jī)采棉加工對棉纖維損傷問題客觀存在；機(jī)采棉“三絲”含量問題仍未有效解決。針對以上問題，結(jié)合目前棉花采摘由人工采摘方式轉(zhuǎn)為采棉機(jī)采摘方式的現(xiàn)狀，為滿足市場需求與下游棉紡企業(yè)的質(zhì)量要求，需要通過實踐對機(jī)采棉加工工藝進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

一是改進(jìn)機(jī)采棉清花工藝。機(jī)采棉的清花主要是為下游棉紡企業(yè)減少雜質(zhì)，但隨著下游棉紡企業(yè)技術(shù)裝備水平的提高，清梳聯(lián)設(shè)備對棉花雜質(zhì)的梳理能力明顯提高，紡企用棉更關(guān)注棉花短纖維率及“三絲”問題，因此棉花加工企業(yè)在籽棉清理工藝中根據(jù)需要選擇“先清強后清雜”或“不清強只清雜”的工藝路線，在籽棉清理工藝中盡量改善和減少機(jī)械對纖維的沖擊，在保證一定除雜效果的同時要減少短纖維產(chǎn)生。此外在棉花加工前對“三絲”進(jìn)行挑揀，避免異性纖維進(jìn)入加工環(huán)節(jié)。

二是提高加工設(shè)備裝配水平。通過引進(jìn)新技術(shù)新設(shè)備，優(yōu)化機(jī)采棉加工工藝，減少棉纖維損傷。以目前一些企業(yè)采用螺旋式葉雜清理機(jī)和籽棉異性纖維清理機(jī)為例，加工工藝流程改進(jìn)并優(yōu)化為：

籽棉地坑喂花機(jī)→螺旋式葉雜清理機(jī)→外吸籽棉卸料器→異性纖維清理機(jī)→內(nèi)吸籽棉卸料器→烘干塔→鈴稈清理機(jī)→籽棉清理機(jī)→烘干塔→內(nèi)吸籽棉卸料器→復(fù)式籽棉清理機(jī)→配棉絞龍→鋸齒軋花機(jī)→鋸齒皮清機(jī)→皮棉打包機(jī)。

通過原生產(chǎn)工藝增加螺旋式葉雜清理機(jī)，安裝在地上喂花機(jī)與重雜器之間，把螺旋式葉雜清理機(jī)作為棉花加工生產(chǎn)線的第一道清理程序，主要是針對籽棉中的大量塵土及葉雜，在進(jìn)入后道籽清機(jī)之前能清除50%～60%以上的葉雜及土灰，減少土灰及葉雜進(jìn)入車間籽棉清理設(shè)備內(nèi)，減少皮棉雜質(zhì)及工作環(huán)境塵土，對后道籽棉清理設(shè)備有較好保護(hù)作用，減低了后道籽棉清理的負(fù)荷及壓力，大大降低棉纖維長度損傷，做到了“優(yōu)質(zhì)、高效、低耗”的目的，也大大降低了粉塵排放，起到了很好的環(huán)保效果。

三是合理控制運動部件工作參數(shù)?？刂泼藁ês率并減少棉花損傷，要注意清花刺釘滾筒速度控制，以及鋸片滾筒速度控制，轉(zhuǎn)速一般控制在650r/min～650r/min，同時還應(yīng)根據(jù)籽棉的等級、含水率來合理調(diào)整轉(zhuǎn)速，通過合理軋花，保護(hù)棉纖維原有品質(zhì)。合理設(shè)置運動各部件之間的間隙可減少棉纖維損傷。通常兩個喂棉羅拉之間的間隙要放大一點，喂棉羅拉與刺輥的間隙也增大，提高喂棉羅拉的轉(zhuǎn)速等

四是設(shè)置柔性化加工工藝。棉纖維的長度、成熟度、強力、色澤等自然特性，在籽棉加工時，不同品種、不同等級、不同長度的籽棉，不能混合加工，應(yīng)分別制定加工工藝流程。對回潮高的籽棉要采用攤曬或烘干設(shè)備處理后軋花，對成熟度好、纖維粗、馬克隆值高的籽棉做到柔性軋棉，減少損傷，并針對不同批次棉花嚴(yán)格按照分垛堆放的要求，做好分類管理，分別加工，提高棉花一致性，改善機(jī)采棉雙28、雙29棉花的品質(zhì)。

五是控制棉花加工前端收購環(huán)節(jié)。建立質(zhì)量共治的模式，在棉花采摘前期采用單一設(shè)備對機(jī)采棉具有危害性的物質(zhì)進(jìn)行清理，在棉花交售環(huán)節(jié)對棉花建立質(zhì)量追溯管理，控制籽棉質(zhì)量，特別是嚴(yán)格落實三絲等異性纖維的控制，在源頭進(jìn)行把控。通過規(guī)范棉花加工前端的工作流程，減少棉花加工質(zhì)量問題。

六是構(gòu)建棉花加工質(zhì)量內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)技術(shù)提升的積極作用，針對機(jī)采棉質(zhì)量特征，結(jié)合國家有關(guān)棉花標(biāo)準(zhǔn)，建立企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)體系，從工作流程上規(guī)范棉花加工質(zhì)量管理工作。并不是所有的籽棉都可以加工成雙28、雙29的皮棉，也存在采摘后期質(zhì)量較差的籽棉，可以對不同等級的棉花分別制定加工質(zhì)量指標(biāo)。

此外對GB 1103.1—2012《棉花 第1部分：鋸齒加工細(xì)絨棉》標(biāo)準(zhǔn)中沒有考核，但下游棉紡企業(yè)關(guān)注的質(zhì)量指標(biāo)也應(yīng)進(jìn)行內(nèi)控，如棉花短纖維率指標(biāo)，一直是一項具有爭議的重要指標(biāo)，目前國家有關(guān)棉花標(biāo)準(zhǔn)及棉花公證檢驗工作中都沒有考核該指標(biāo)，棉花加工企業(yè)也不太重視該項指標(biāo)。棉花短纖維率高不但影響棉花的加工速度和質(zhì)量，而且影響紡紗質(zhì)量和生產(chǎn)效率，下游棉紡企業(yè)在采購棉花時一直很關(guān)注該項指標(biāo)。因此應(yīng)通過制定內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)對棉花短纖維率進(jìn)行質(zhì)量控制，以此通過棉花加工內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建支持棉花質(zhì)量的精細(xì)化管理。

七是提高責(zé)任意識，加強管理。落實加工過程質(zhì)量管理，定期加強檢查維修鋸片滾筒、阻殼肋排及軋花肋條排等主要工作部件，以保證工藝達(dá)標(biāo)，使各部件減少對棉纖維的損傷?？刂泼藁庸み^程在線回潮率，通過進(jìn)一步的細(xì)化管理，加強管理達(dá)到改進(jìn)和提高新疆機(jī)采棉花質(zhì)量的目的，從棉花品種到棉花加工都實行精心研究和控制，研究出適合新疆南北疆的機(jī)采棉花品種、種植條件、管理方式、采摘模式、加工工藝，為形成質(zhì)量共治提供技術(shù)支持。

八是推進(jìn)棉花目標(biāo)價格和質(zhì)量掛鉤，加以政策引導(dǎo)。完善棉花目標(biāo)價格補貼政策，從政策上改變棉花補貼“重量不重質(zhì)”的現(xiàn)象。積極研究探索新型棉花補貼方式，通過建立質(zhì)量追溯體系，推動棉花生產(chǎn)流通中體現(xiàn)優(yōu)棉優(yōu)價、優(yōu)質(zhì)優(yōu)補，在引導(dǎo)棉花種植者落實相同生態(tài)區(qū)域“一主兩輔”用種模式、規(guī)范棉花統(tǒng)一采摘交售、制定棉花加工內(nèi)控質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等方面積極探索，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，建立補貼與質(zhì)量掛鉤追溯監(jiān)管與服務(wù)體系，通過解決質(zhì)量溯源問題，有效關(guān)聯(lián)棉花實際種植者、棉花加工企業(yè)、公證檢驗結(jié)果質(zhì)量信息，實現(xiàn)皮棉到籽棉的精準(zhǔn)對應(yīng)追溯關(guān)系，確保補貼精準(zhǔn)發(fā)放。以此引導(dǎo)和倒逼棉花實際種植者、棉花加工企業(yè)持續(xù)重視和提升棉花質(zhì)量，提高新疆棉花產(chǎn)業(yè)市場競爭力。

5 結(jié)語

新疆是全國棉花種植面積及產(chǎn)量大省，也是機(jī)采棉產(chǎn)量大省，棉花采摘方式的變化帶來了新的棉花質(zhì)量問題。特別在近些年個別企業(yè)片面追求機(jī)采棉加工后皮棉低雜質(zhì)含量和經(jīng)濟(jì)效益，采取了增加軋花機(jī)轉(zhuǎn)速、過度加工棉籽以及使用皮清機(jī)等工藝和方法，造成不同程度棉花品質(zhì)下降，對下游產(chǎn)品質(zhì)量及成本控制都有一定影響，隨著新型棉花加工設(shè)備技術(shù)水平的進(jìn)步，優(yōu)化棉花加工工藝已成為確保棉花質(zhì)量的有效手段。在現(xiàn)階段新疆機(jī)采棉占比不斷增大的形勢下，加強機(jī)采棉加工精細(xì)化質(zhì)量管控是推進(jìn)機(jī)采棉質(zhì)量提升的一項需要持續(xù)改進(jìn)的工作，也是不斷發(fā)展的下游紡織產(chǎn)業(yè)質(zhì)量提升的必然要求。