新疆機采棉加工過程中棉花品質變化分析

谷國富

（中華全國供銷合作總社鄭州棉麻工程技術設計研究所，鄭州450004）

新疆機采棉加工過程中棉花品質變化分析

谷國富

（中華全國供銷合作總社鄭州棉麻工程技術設計研究所，鄭州450004）

為了掌握新疆機采棉加工中棉花品質變化趨勢，依據現有的棉花加工工藝，設計了試驗方案，對新疆機采棉加工中的不同工序點棉花品質進行取樣、測試、統計，并采用數據分析方法，對不同工藝環節的棉花品質變化進行了分析。隨著加工工藝的推進，棉花反射率、黃色深度上升，棉纖維長度下降。

棉花；機采棉；新疆；品質指標；長度；反射率；黃度

2006―2015年的10年間新疆機采棉發展迅速，機采棉種植面積由5.336萬hm2增長到65.333萬hm2，新疆已成為我國最大的機采棉種植加工基地。新疆機采棉加工中，配備了4道籽棉清理、3道皮棉清理、2道烘干工藝，即4-3-2工藝。研究機采棉加工環節中棉花品質的變化，最大限度保障棉花品質，成為完善工藝、改進設備的主要方向之一。

棉花加工機械設計企業的研究數據表明，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；而紡織行業比較一致的看法是，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，尤其是纖維長度[1-4]。

本研究通過對新疆機采棉加工中棉花品質變化分析，研究棉花加工過程中工藝與設備對棉花品質的影響，為確定合理的機采棉加工工藝，研發保持棉纖維原生品質的加工關鍵技術及裝備提供支撐和科學評價依據。

1 材料與方法

1.1 取樣對象

2016/2017年度，在新疆機采棉種植棉區，選取4個機采棉加工廠（南疆和北疆各2個），每個廠選取6個棉模，在每個棉模及對應生產線上各個清理、加工環節共選取9個點，分別抽取籽棉、皮棉含雜率和棉花品質檢驗樣品，按照GB 1103.1―2012[5]相關規定進行棉花品質指標測試、分析。

表1 取樣點詳細信息

1.2 取樣點設計

圍繞籽棉從開模清理到加工完畢這一流程，在每個取樣軋花廠設定9個取樣點，即籽棉棉膜、一道籽棉清理后、二道籽棉清理后、三道籽棉清理后、四道籽棉清理后、軋花機后、一道皮棉清理后、二道皮棉清理后、三道皮棉清理后等9個取樣點，將其分別記為工序1至9。

1.3 測試方法

取樣工作由專人完成，所取樣品分別按設計要求編號登記，填寫樣品編號，裝入專用取樣袋，統一郵寄至河北省纖維檢驗局。河北省纖維檢驗局采用烏斯特HVI1000依據GB/T 20392―2006《HVI棉纖維物理性能試驗方法》[6]進行測試。測試指標包括馬克隆值、Rd、+b、雜質面積百分率、雜質顆粒數、葉屑等級、上半部平均長度、長度整齊度指數、短纖維指數、斷裂比強度和斷裂伸長率等。本研究重點分析Rd、+b、長度等指標。

1.4 數據處理方法與工具

數據分析時主要選擇樣品屬性的平均值和分布特性分析棉花加工工藝環節中棉花品質指標等概況，選擇獨立樣本t檢驗分析鋸齒加工工藝環節對棉花品質指標的影響顯著性，使用工具為MSExcel 10.0和 SPSS 20.0。

2 結果與分析

2.1 棉花反射率（Rd）變化趨勢

隨著加工過程的不斷推進，棉花反射率總體呈現上升趨勢（圖1）。

對各道加工工序處理前、后棉花反射率變化情況進行單因素方差分析,列文方差齊性驗證（Levene's test forequality of variances）通過后，再采用獨立樣本t檢驗，結果見表2。

圖1 各加工環節棉花Rd均值變化趨勢

表2 各加工環節棉花Rd值差異顯著性分析

就棉花反射率單項指標而言，第一道籽棉清理、第三道籽棉清理、第二道皮棉清理、第三道皮棉清理對棉花反射率均有顯著影響。新疆機采棉中棉花品質產生變化主要為籽棉清理和皮棉清理環節引起。

2.2 棉花黃色深度（+b）變化趨勢分析

隨著加工過程的不斷推進，棉花黃色深度總體呈現上升趨勢（圖2）。

對各道加工工序處理前、后棉花黃色深度（+b）變化情況進行單因素方差分析,列文方差齊性驗證通過后，再采用獨立樣本t檢驗，結果見表3。

表3 各加工環節棉花+b值差異顯著性分析

就棉花+b單項指標而言，第一道籽棉清理和第2道皮棉清理對其有顯著影響。+b受加工環節的影響與反射率相似，隨著棉花被多次梳理、含雜率降低而上升。

2.3 HVI檢測纖維長度結果

隨加工環節的不斷增多，棉花纖維上半部平均長度整體明顯下降，部分環節檢測值有所波動（圖3）。

對各道加工工序處理前、后棉花纖維上半部平均長度變化情況進行單因素方差分析,列文方差齊性驗證后，再采用獨立樣本t檢驗，結果見表4。

圖3 按工序匯總棉花纖維上半部平均長度均值變化趨勢

表4 各加工環節棉花纖維上半部平均長度差異顯著性分析

就棉花纖維上半部平均長度單項指標而言，第一道籽棉清理、第三道籽棉清理和第二道皮棉清理對其有顯著影響。

3 結論與討論

在機采棉加工中，第一道籽棉清理、第三道籽棉清理均采用傾斜式籽棉清理機。該型清理機主要通過刺釘對籽棉團進行拍打，逐步松弛籽棉團，利用離心力將雜質甩出，重力作用使雜質沿格條柵的間隙落下，從而實現分離。第二道皮棉清理、第三道皮棉清理均采用鋸齒式皮棉清理機。鋸齒式皮棉清理機通過給棉羅拉與給棉板的夾持，由鋸齒輥筒強力開松纖維，清理雜質，清理后影響棉花反射率。

本試驗結果表明，增加機采棉加工工藝中的清雜工藝，尤其是第一道籽棉清理和第二道鋸齒皮棉清理，會影響棉花反射率、黃色深度，更有可能提高棉花顏色級。然而一般認為，棉花中雜質面積大小、雜質粒數不影響類別，只影響等級[7]；所以，機采棉加工企業經常優先考慮棉花纖維長度，對棉花雜質清理不夠重視。結合本研究來看，這種做法要慎重。

一般來說，棉花加工工序對棉纖維長度有一定損傷[8-10]。本試驗中，第一道籽棉清理、第三道籽棉清理均采用傾斜式籽棉清理機，該設備的格條柵易損傷棉纖維長度，對棉纖維長度有顯著負面影響。鋸齒式皮棉清理機在結構上使用了鋸齒滾筒和排雜刀，工作過程容易拉斷棉纖維，對棉纖維長度也有顯著負面影響。

綜上，整個工藝及設備對皮棉造成損傷主要是加工過程中的各種機械作用，氣流式沖擊等造成的影響幾乎可以忽略。要減少對皮棉的損傷，就要根據各設備的工作作用及原理出發，從各個設備的形狀、工作方式、設備間距以及工作速度等各方面考慮，減輕加工過程中對皮棉造成的機械損傷。

[1]梁亞軍，李雪源，龔照龍，等.新疆快速發展機采棉前后存在的問題比較及對策[J].棉花科學，2017，39(2)：2-5.

[2]關紀培.機采棉加工工藝研究與應用[J].中國棉花加工，2017(2)：4-6.

[3]熊偉.新疆機采棉與國外機采棉紡紗成本與質量比較[J].棉紡織技術，2016，44(10)：6-10.

[4]劉從九，徐守東.棉花檢驗學[M].安徽：安徽大學出版社，2007：3-5.

[5]國家質量監督檢驗檢疫總局.棉花 第1部分：鋸齒加工細絨棉：GB 1103.1―2012[S].北京：中國標準出版社，2012.

[6]國家質量監督檢驗檢疫總局.HVI棉纖維物理性能試驗方法：GB/T 20392―2006[S].北京：中國標準出版社，2012.

[7]趙鳳友.棉花反射率、黃度與加工關系初探[J].中國纖檢，2015(10)：78-80.

[8]淺談影響棉纖維長度的因素[J].中國纖檢，2011(13)：46-47.

[9]郭志軍.加工設備造成棉纖維長度減損的因素及解決辦法[J].中國棉花加工，2016(4)：32-33.

[10]李云成，苗建軍，田根章.如何提高機采棉的棉纖維長度[J].中國棉花加工，2015(2)：44-45.●

Analysis of Cotton Quality Changes during Processing of Machine-Picked Cotton in Xinjiang

Gu Guofu

S562.092

A

1000-632X（2017）09-0022-04

10.11963/1000-632X.ggfggf.20170925

中國棉花·新疆機采棉加工過程中棉花品質變化分析·2017，44（9）：22－24，35

2017-07-26

收稿日期：2017-08-03