机采棉轧工质量检验的探讨

李丹　吴恺力　许涛

摘要

机采棉是棉花产业的发展趋势，新疆地区是机采棉的主战场。从感官检验角度出发，在籽棉内在质量、性状表征、加工设备及工艺、人为因素、评价体系等五个方面分析了影响国内机采棉轧工质量的因素和作用原理，探讨了提高机采棉轧工质量的改进措施。

关键词：机采棉；轧工质量；感官检验；影响因素；评价体系

1 引言

农业机械装备正式纳入中央部署实施的“中国制造2025”国家战略十大领域，以采棉机等为代表的高端农业制造业面临前所未有的发展机遇。伴随国家棉花宏观政策的调整以及重心的转移、全球棉花供需关系的变化、国内纺织服装产业的转型、劳动力成本的上升等多重因素作用，以新疆地区为代表的机采棉发展潜力巨大。

2012版棉花国家新标准的实施，标志着国产细绒棉基本全面实现HVI仪器化检验，与此同时，轧工质量等个别品质指标仍然采取感官检验。作为一种质量评价方式，感官检验不仅与检验人员技能水平、心理状态、训练程度等主观因素密切有关，更取决于皮棉所呈现的客观状态。国内机采棉正处于快速发展阶段，由于受育种栽培、采摘方式以及加工工艺等方面综合影响，皮棉的品质性能、外观形态特别是轧工质量形成了鲜明特征，不仅有别于手摘棉，也有别于国外机采棉。因此，本文以感官检验的视角，探讨影响机采棉轧工质量的因素和作用原理，以及相应的改进措施。

2 国内外机采棉的发展历史

机采棉是指利用机械采棉设备采摘加工的棉花，相较于传统的手摘棉，可以有效缓解劳动力不足、劳动力成本费用高、拾花周期长、种植效益低等问题，对棉花产业的规模经济发展具有重要意义。早在1850年，美国就开始研究采棉机械，距今已有160多年发展历史。目前，美国、澳大利亚、巴西、乌兹别克斯坦等棉花贸易国实现了机采棉的高比例，甚至是全比例。我国机采棉的历史可以追溯到20世纪50年代，当时的农垦部为新疆生产建设兵团引进过37台苏联CXM—48M型悬装式单行和15台XBC-1.2型双行自走式垂直摘锭式采棉机，以及配套的数十台XμO-4.3型剥铃机和一台YIIX-1.5型万能净棉剥铃机[1]。其后，国内相继开展了棉花机械化采收、国产采棉机试验等研究。直至2001年，新疆生产建设兵团38个植棉团场正式拉开了机采棉大面积推广的序幕。如今，新疆已成为全国最大的机采棉产区。

3 国内外机采棉轧工质量检验

轧工质量是指籽棉经过加工后，皮棉外观形态粗糙程度及所含疵点种类的多少。在国内外机采棉的品质检验中，轧工质量作为重要指标关系到纺纱工艺和成纱质量。

3.1 美棉轧工质量检验[2-3]

美棉标准又称“国际通用标准”，在国际棉花贸易中得到广泛接受和认可。美国陆地棉全为机采棉。在美国棉花检验制度改革前，美国陆地棉品级的感官分级是由色泽、叶屑和轧工三个要素组成，影响程度依次递减，即按照色泽、叶屑、轧工的顺序分别定级后，以三个要素中最低要素进行品级定级。由于美国的机采棉体系完备，从棉种开始育种栽培集中程度高，以2014年为例，仅“Deltapine”、拜耳作物科学“FiberMax”、“Phytogen”、拜耳作物科学“Stoneville”、“Americot”5个棉种占了美棉总种植面积的92.6%；同时，种植密度、机器采摘水平科学合理，轧花厂基本装有籽棉烘干机，因此，轧工质量水平普遍较高。自2011年7月1日美国棉花检验制度改革后，尽管取消了传统的人工分级，采用HVI仪器化检验色泽等级、叶屑等级，但当出现轧工质量异常等特殊情况，仍需要采取人工分级。

3.2 进口棉轧工质量检验[4-5]

对于来自美国、澳大利亚、巴西等国的进口机采棉，尽管使用HVI检验颜色等级，中国出入境检验检疫（CIQ）仍沿用美国棉花检验制度改革前的模式，采取人工对照通用等级实物标准，结合色泽、叶屑、轧工三要素逐只综合评定棉花品级。

3.3 国产棉轧工质量检验

自GB 1103—1972标准实施后的40年里，轧工质量与色泽特征、成熟程度一起作为棉花品级分级的三个条件。GB 1103.1—2012[9]的实施，正式以颜色级检验取代品级检验，轧工质量作为重要的品质指标独立出来，并建立轧工质量实物标准开展感官检验。

4 影响机采棉轧工质量的因素

机采棉的轧工质量主要取决于籽棉内在质量、性状表征、加工设备及工艺、人为因素和评价体系[10]。

4.1 籽棉内在质量

机采棉的轧工质量与籽棉内在质量，尤其是成熟度密切相关。籽棉成熟度较差，单纤维强力较弱，在加工过程中易缠绕、扭曲形成棉结、索丝等纤维性疵点。国内机采籽棉受植棉品种、种植密度、地理环境、喷施时点及效果等因素系统性作用更为显著，成熟度一致性通常较手摘籽棉差，也较国外机采籽棉差，因而在籽棉加工过程中更易产生棉结、索丝，影响皮棉轧工质量。

4.2 籽棉性状表征

籽棉的回潮率、含杂率会影响机采棉轧工质量。机器采摘时间相对集中在当年的10月至11月份，因天气、早中晚时点、机采设备及工艺的不同，机采籽棉回潮率一般在8%～12%，甚至更高；含杂率一般在6%～10%，甚至更高。当籽棉回潮率过高时，单纤维强力增加，可导致纤维的基部与棉籽的联结力增大，同时棉籽表皮变软，纤维与棉籽分离时容易产生带纤维籽屑；籽棉回潮率过高，纤维间的摩擦阻力增加，可导致杂质与纤维的粘附性增大，杂质不易清除；籽棉回潮率过高，纤维的弹性和刚性降低，在加工过程中易受外力作用产生缠绕、扭曲，形成纤维性疵点。当籽棉含杂率过高，粗大的杂质在皮棉清理过程中受握持打击的作用易被打碎，导致软籽表皮、带纤维籽屑等疵点的总粒数增加，籽棉清理的难度加大。

4.3 加工设备及工艺[6]

机采籽棉通常采用二道烘干、四道籽清、锯齿轧花、三道皮清的加工工艺及相应设备。烘干机可以在轧花工序前将机采籽棉的回潮率降低至7%～9%，从而有利于清棉和锯齿轧花，减少皮棉疵点，提升轧工质量。

机采籽棉清理机的清理部件主要有刺钉滚筒、齿条滚筒、锯片滚动三种形式。无论是属于六滚筒刺钉清理机的倾斜式籽棉清花机，还是带有齿条滚筒构件的回收式籽棉清花机、提净式籽棉清花机，或是属于锯片滚筒式的冲击式籽棉清花机，相应构件的线速度、间距等工艺参数都能对皮棉轧工质量产生直接影响。

锯齿轧花机的清花刺辊、锯片滚筒、肋条、毛刷滚筒、棉卷箱等部件对皮棉轧工质量产生重要影响。同时，籽棉卷密度也对皮棉轧工质量产生影响，过大会增加游离纤维，易产生棉结、索丝等纤维性疵点。

此外，相较于气流式皮棉清理机，锯齿式皮棉清理机会击碎粗大杂质，产生更多细小棉结、索丝，增加皮棉中疵点的总粒数。

4.4 人为因素

宏观政策、市场供求产生的心理影响，轧花企业的质管水平、设备保养水平，操作人员的技能水平、工作态度等因素都与机采棉的轧工质量有关。

4.5 评价体系

产品质量是生产出来的，但也不能忽视评价体系的作用。现行的轧工质量实物标准是由手摘棉制作，缺少对机采棉轧工特点的体现。因而在实际工作中，不同于内陆产区的颜色级检验，新疆产区感官检验环节的争议和难点集中在轧工质量指标。

究其原因，现阶段国内机采棉产业体系存在缺陷，不仅导致长度、短绒率等物理指标总体较国内手摘棉、国外机采棉偏差，而且皮棉形态上区分度明显，叶屑等疵点往往较重，尤其以北疆机采棉最为典型，并且伴随有手感上较为发涩、平顺性稍弱的特征。此外，受南北疆自然环境、温湿度、光照时间等差异影响，南北疆的机采棉之间也存在明显差异，即南疆机采籽棉成熟度好、回潮率低，加工出的皮棉疵点较少、表面较平顺、层次较分明，轧工质量普遍较好。

5 探讨

（1）提升机采棉的轧工质量，首先在品种育种上需要在优异种质资源的引进、筛选、创新、分子遗传育种研究、配套栽培技术的研究方面着力[7]；同时，规范执行带状种植模式、化学调控、水肥管理以及化学脱叶等栽培技术，严格按照NY/T 1133—2006《采棉机 作业质量》、《采棉机作业技术规程》开展机采作业。

（2）籽棉收购环节杜绝超水棉，规范做好上垛籽棉的分选，严防混等、混级，有效控制异性纤维的混入[8]。

（3）机采棉加工环节严格执行《机采棉轧花机械操作技术规程》，维护好设备状态，依照籽棉状况适时调整工艺。

（4）皮棉很净、疵点少，但表面目测手感毛茸茸，短纤维较多，棉花清晰度差，无层次感，即通常所说的过度皮清的棉花，因其对后续纺纱质量影响大，视其程度，轧工质量最多是P2。

（5）机采棉存在籽棉回潮率、含杂率较高，轧花后皮棉细杂较多的特点。因此，综合考虑疵点、皮棉外观形态对成纱的影响程度，对于破籽、不孕籽、碎叶稍多而纤维性疵点较少的皮棉，或是疵点较少而活棉结、活索丝稍多的皮棉，轧工质量可定为P2；对于紧棉结、紧索丝较多的皮棉，或是软籽表皮、带纤维籽屑和僵片较多的皮棉，轧工质量定为P3。

（6）标准既是评判依据，更有引导功能。可以在现行的国家轧工质量实物标准中P1、P2档各对应增加一块机采棉轧工质量实物标准；同时，结合机采棉产业整体发展状况，通过实物标准的修订不断引导机采棉轧工质量水平的提升。

（7）通过加强检验人员间的目光比对交流，达到机采棉产区与非机采棉产区感官检验人员目光统一的效果。

6 结论

提高国内机采棉的综合品质是一个系统性工程。与美棉、澳大利亚棉等相比较，目前国内机采棉的质量指标还有较大差距，因此发展空间广阔。这需要从机采棉产业链角度出发，无论是品种培育、种植方式、加工水平，还是链条协作、区域竞争力等方面下功夫。未来的新疆地区是棉花生产、加工、检验的主战场，而机采棉的比重会逐渐上升。从政策、技术、产业发展等多维视角下审视机采棉质量，从推进轧工质量提高着手，推动机采棉的综合品质不断优化和市场竞争力提升。

参考文献：

[1] 黄勇，付威，吴杰.国内外机采棉技术分析比较[J].新疆农机化，2005，（4）：18-19.

[2] 美国棉花公司.棉花分级[EB/OL].[2015-05-05].http：//cn.cottoninc.com/ClassificationOfCotton_zh/.

[3] 美国国际棉花协会，美国国家棉花总会. 2015美国原棉采购指南[EB/OL].[2015-05-05]. http：//www.cottonusa.org.cn/download/2015yuanmian.pdf.

[4] SN/T 2138.2—2010 进出口纺织原料检验规程 植物纤维 第2部分棉花[S].

[5] SN/T 1512—2011 进出口棉花检测方法 HVI测量法[S].

[6] 徐红.棉花检验与加工[M].北京：中国纺织出版社，2006：131-201.

[7] 王娟，董承光，孔宪辉，等.新疆生产建设兵团机采棉育种研究现状及展望[J].中国棉花，2013，40（4）：8.

[8] 谢新平.研究分析影响棉花（机采棉）清理加工质量的因素[J].中国棉花加工，2013，（4）：13.

[9] GB 1103.1—2012 棉花 第1部分：锯齿加工细绒棉[S].

[10] 徐水波.GB 1103.1—2012《棉花 第1部分：锯齿加工细绒棉》宣贯教材[M].北京：中国质检出版社，中国标准出版社，2012.

（作者单位：四川省纤维检验局）