浅析关于兵团机采棉清理加工问题的探讨

塔里木大学机械电气化工程学院 田建刚 王红飙 王旭峰

引言

棉花产业在整个新疆建设兵团的国民经济中占有重要的地位。兵团共有14个师，其中13个师为棉花的主产区。随着棉花种植面积的不断扩大，据不完全统计，2013年兵团棉花播种面积达到882.78万亩，针对新疆地区地多人少的格局等因素影响着棉花产业发展的问题，机械采棉技术随之应运而生。截止2013年，新疆兵团机采棉面积达到了585万亩，占到棉花播种总面积的66%。机采棉技术的大力推广，第一，对提高棉农生产率、降低棉农的劳动强度具有极大的促进作用；第二，加速实现兵团棉花生产集约化、现代化经营；第三，也是落实“十三五”规划中的“推进农业现代化，加快社会主义新农村建设”的重要思想，是实现兵团“发展壮大兵团，致富职工群众”目标的直接体现[1]。而机采棉清理与加工作业是机采棉技术顺利推行的关键环节之一。2012年，新疆地区兵团建成了480条机采棉加工线。平均每条加工线投资两三千万元左右。抓好机采棉清理加工生产流程，就急需在整个新疆建设兵团大力推广机采棉技术，确保机采棉品级与质量，以提高机采棉的综合效益及市场竞争力。

1 机采棉清理加工工艺流程

机采棉加工工艺一般是采用籽棉的两道烘干、四道清理，皮棉一道气流清理、二道锯齿清理[10]。在传统的棉花加工厂基础上加强籽棉的烘干、清理以及皮棉的清理工序，保证机采棉清杂效率和加工质量，这是机采棉清理加工工序中极为重要的内容。下面来谈谈机采棉清理加工的工艺流程。

机采棉清理加工的工艺流程一般是由籽棉烘干、清理、轧花、皮棉清理以及打包等环节组成。籽棉烘干工艺是籽棉由外吸棉气力装置输送，进入籽棉的自动控制箱，并且由供料箱均匀喂入自动控制箱下部的热风管内。籽棉清理是运用各种现有的清理设备清除籽棉中所含有杂质。此道工序可以起到减少机械磨损、提高皮棉的质量、减少落地棉损失以及可以避免火灾事故发生的作用。轧花作业是将棉籽中的长纤维分离下来，形成皮棉，并且要保持棉籽上的短绒。皮棉清理有气流式和锯齿滚筒式两类。气流式皮棉清理机装置安装在每一台锯齿轧花机的皮棉出口处。皮棉经过处理之后，随气流通过汇集管输送到集棉机中。气流式清理机具有不降低纤维长度，耗能低，结构较简单等特征，但其缺点就是清杂效果比较低，一般为锯齿滚筒式皮棉清理机的1/3。而锯齿滚筒式皮棉清理机是由集棉、给棉、清理和刷棉四大构件组成，分为气流式和毛刷式两种。皮棉打包工艺包括集棉、喂棉预压、压棉、捆扎刷唛四个环节。目前国内打包机有MDY-160型、MDY-200 型、MDY-250 型、MDY-315 型、MDY-400、MDY-500 型等型号[2]。

2 机采棉清理加工设备及配置情况

图1 机采棉清理加工设备配置

新疆建设兵团农一师八团最先引进了美国拉莫斯公司清理设备与国内轧花、打包等配套设备，构成了机采棉清理加工生产线。机采棉加工既是机采棉技术中最关键的技术环节之一，也是比较成熟的技术，但国产清理加工设备也只是基本过关，其中主要是以山东天鹅棉业机械股份有限公司与河北邯郸金狮棉机有限公司两家生产为主，其产品可以替代国外的机型。图1是机采棉清理加工设备配置图[3]。1.重杂物清理机 2.定网式籽棉分离器 3.籽棉喂料控制箱 4.热空气入口 5.一级籽棉烘干塔 6.籽棉卸料机7.提净式籽棉清理机 8.重力式籽棉清理机 9.热空气入口 10.烘干塔 11.倾斜式籽棉清理机 12.重力式籽棉清理机II 13.配棉较笼 14.轧花机 15.气流式皮棉清理机16.锯齿型皮棉清理机 17.集棉机 18.皮棉加湿器19.带加湿装置的皮棉滑道 20.打包机 21.运包机器22.棉包称重及输送装置

在机采棉的加工工艺流程中，配备了棉膜开棉机、烘干机组、皮棉加湿机组和棉包自动计量以及输包机具，这样就完善了新疆地区机采棉清理加工工艺过程。工艺流程布局的改变及设备的合理配置，使得整套的工艺运行起来更加合理。近年来，该套工艺设备采用现代化的微机控制法，基本上实现了智能化，更好地适应了棉花加工行业向规模化、集约化、效益型转变的需要[4]。

据目前国内棉机产品的实际情况，选择配装φ406或者是φ320锯片的大型轧花机机组，都可配备一套10t/h籽清机或者两套5t/h籽清机。皮清机按轧花机幅宽选配，并选配普通400型液压打包机。要求付轧时候的籽棉含杂率控制在5%以内、回潮率则控制在8.5%以内为最佳。籽棉回潮率的高低影响籽棉清理效果优与劣，所以机采棉加工首先应该选好烘干设备，其烘干设备一般为燃煤式热风炉和塔式干燥机。其次选择好籽棉清理设备，一般为提净式籽棉清理机和回收式籽棉清理机。轧花环节要坚持“因花配车，因棉配档”的原则。据籽棉的品级，严格控制产量与质量之间的关系，轧剥后的皮棉中含杂率可降为3.5%左右，采用皮棉清理机进行进一步清理，最后使得皮棉中的含杂率降至1.5%以下。因此，通常我们选用齿条辊式皮棉清理机和气流式皮棉清理机相结合，可以取得更好的清杂效果。清理回收在轧花工艺作业中也是一项重要环节，能够更好地回收有效纤维，提高衣分率。清理回收工艺要满足回收净、质量好、流失少的原则，就应该做到随机清理回收，这样就可以避免重复劳动，简化物料的输送系统，降低灰尘飞扬，减少资源流失[8]。

3 机采棉清理加工中存在的问题

3.1 机采棉中混有残膜的清除问题。采棉机在进行机采作业的时候，极有可能混有了部分废旧残膜、草叶、棉杆、铃壳等，以及机采棉籽棉回潮率高，（下文以介绍残膜为主）其中由于残膜质地轻盈，透明，发生摩擦时会产生静电等原因，在清理加工的时候很难将其清理出去，造成了机采棉皮棉中含有残膜碎片，严重影响皮棉品质，直接影响了机采棉的销售情况。据不完全统计，其价格每吨可降低100～1000元不等，严重影响了团场，乃至兵团的收益[5]。

3.2 皮棉加湿工艺设备、工艺设计缺乏认识和生产实践，目前兵团在线的加湿设备都不能很好的正常使用，存在的问题比较多。例如加湿量的控制，电磁板温度的控制，喷雾量的检查不到位等。

3.3 在机采棉生产实践中，由于机采棉籽棉清理加工技术还在摸索阶段，没有形成统一的组织与管理，各项技术还有待于在生产实践中去试验与总结，加工技术以及加工质量也有待于提高，兵团缺乏统一规范的技术以及生产管理的指导性规程[7]，对机采棉清理加工的有序进行形成了阻碍。因此，在以后的生产与实践中，根据兵团实际情况，应总结出与机采棉清理加工生产线相配套的生产管理规程。

3.4 大面积推广机采棉技术的发展是新疆地区乃至全国棉花产业的大势所趋，但鉴于棉花种植、清理加工与纺织领域都要遵循机采棉质量标准体系以及标准规范还没统一建立，而在我国现行的以手摘棉为对象制定的棉花质量标准的限制下，对机采棉品级的评定自然就存在很大的随意性，在这种情况下，同样的棉花在不同地方有可能评为三级也有可能评为四级；这种现象不利于目前生产加工水平低下的棉花生产企业的经济效益，更不会给植棉农户带来很好的收益。因此我国必须建立符合自身实际情况的机采棉质量标准体系。兵团部分棉花加工单位已建立了机采棉的企业标准，对机采棉的销售市场造成了困扰，不仅影响了棉农和棉花生产企业的经济效益以及棉农的积极性，同时也影响了纺织企业使用采棉机的积极性。

4 结论

综上所述，要想提高机采棉质量，并不是单靠某一环节，或某一台设备就可以独自完成，只有每个环节严格把关，并且发挥每台设备功能，才可以保证产品质量。

在机采棉清理工艺中重点对籽棉的烘干、皮棉清理等进行更新改进。我们应参照国外设备的技术、联合国内棉花加工厂以及相关科研单位的科研力量，着重解决对棉花质量影响较大的提净式籽棉清理机、籽棉喂花机、皮棉清理机结构的各参数优化问题，以增加国产设备的稳定性和生产性能，确保皮棉的质量与品级。鉴于以上几点不利因素，我国需要加快制定机采棉标准，则需要考虑：①棉花品质检测技术标准以及机采棉项目设定应与国际标准吻合，不可脱离。②机采棉质量检测应以皮棉定级为准，检测项目以棉花的内在品质为主。③我们所制定的标准中的技术指标应该以客观需要为目的，以实际中的可能性为基础，要以量化指标反映棉花品级，这样有利于仪器化检验和棉花使用价值的科学评定[9]。④检测可以采用智能化、数字化的快速检测技术，增加效率。此标准的确立标志着棉花产业未来的发展方向，植棉企业也定会借助该项标准，在相关市场中形成自己的竞争优势。

[1]任建中.兵团机采棉清理加工问题探讨[J].棉花加工技术,2003,1:12-14.

[2]刘宗达，朱震霞等.中国棉花栽培学[M].上海:上海科学技术出版社,2013.

[3]梅建.机采棉加工技术讲座，棉花加工机械（第三讲）[J].2002,5:35-36.

[4]王敏.机采棉清理加工工艺试验研究[D].甘肃:甘肃农业大学,2009.

[5]杨丙生.对机采棉工艺成套设备的几点看法[J].新疆农机化,2006,6:34.

[6]王玉新.机采棉清理加工技术应用 [J].中国棉花加工,2010,3:28-29.

[7]刘向新,梅建.机采棉清理加工技术发展状况[J].中国棉花加工,2004,3:40-42.

[8]王海勃,李春学.机采棉加工工艺与设备配置新探[J].棉花加工技术,2007.3:16-17.

[9]闫洪山,薛理.制定机采棉标准的必要性及可行性分析[J].中国棉花加工,2013.5:12-13.

[10]熊祚福,张保前.关于提高机采棉加工质量的探索[J].中国棉花加工,2013.6:10-14.