机采棉加工新工艺概述

■ 刘 平 陈东胜

〔奎屯银力棉油机械有限公司，新疆奎屯833200〕

一、我国机采籽棉质量现状

棉花机采是大势所趋，是我国农业机械化和现代化的必由之路。国外普遍使用机器采摘棉花，此举用工少，大大提高了采摘效率，降低成本，售价便宜，同时最大程度地减少了人工采摘棉花时带入的异性纤维，加上从育种到加工各个环节的科学管理，机采棉的总体质量好于国内的手摘棉。

目前我国的机采棉存在的问题：1.它的种子大多数采用的是手摘棉的种子，棉桃生长分布的位置上下分散，成熟时间和程度相差较大，马克隆值波动很大，给机械采收和棉花质量控制带来不利影响。2.在种植上单纯追求产量，种植密度过大，国外一亩地种七八千株，美国甚至只有三五千株，而我们的机采棉种植19000株，成熟时也有15000株左右，种植密度很大，脱叶剂脱完，叶子全部落在枝杈上，被一同吸入机器内，造成含杂量畸高。3.为降低种植成本，地膜越来越薄。尽管2017年底的国家新标准规定，地膜厚度不得小于0.010mm，但在机械采收时残膜很容易被带入籽棉中，造成异性纤维含量较大。4.籽棉采收过程中多次倒腾，田间地头随意堆放，籽棉容易在储运过程中被泥土和杂质污染。因为机采籽棉存在上述问题，所以在轧花厂加工过程中需要多次除杂和特殊处理，对棉纤维强力和长度损伤极大。

二、传统机采棉加工工艺缺陷

我国棉花实行机械化采收后，籽棉中杂质的清理成为棉花加工过程中首要的工作内容，其传统加工工艺流程如下：

自动喂花——籽棉重杂清理——籽棉卸料——（籽棉异纤清理）——籽棉自控喂料——籽棉烘干——籽棉清理——籽棉清理——闭风阀——（籽棉烘干——籽棉清理）——籽棉清理——籽棉配棉——轧花机——气流式皮棉清理——锯齿式皮棉清理——锯齿式皮棉清理——集棉机——皮棉加湿——皮棉成包。其中括号内为可选用工序。

上面的机采棉加工流程需要采用4道～6道籽棉杂质清理和3道皮棉清理工序，才能保证皮棉杂质含量达标，这样势必造成对棉纤维的过度打击，损伤纤维，并使棉杂破碎与棉纤维混合纠缠，给后工序的清杂工作带来困难。

三、机采棉加工新工艺的创新方向

机采棉加工新工艺主要是为解决传统加工工艺的缺陷，在加工工艺流程、加工设备选用、设备和管道相对位置以及加工环境等方面所做的探索创新。

（一）籽棉中的杂质处理原则

对于籽棉中杂质的处理原则是采用少返少打、早落少碎。传统工艺流程通过多台籽棉清理机对籽棉进行预处理，不仅对棉纤维进行多次打击、钩拉容易损伤棉纤维和打碎大杂质，还迫使籽棉在设备和管道中滞留较长时间，大杂质经过较长路线的运动和翻滚，破碎为更多的细小杂质，增加了清理难度。为此，机采棉加工新工艺要在保证清杂效率的前提下，尽量让籽棉少返少打，让杂质早落少碎。

（二）籽棉中的异性纤维的清理原则

对于籽棉中的异性纤维的清理原则要求从选用工序变成必备工序，从单道清理变成多道清理。人民群众日益增长的对美好生活的需要决定了对棉纺织品的要求越来越高，为此对于棉花中含量很少但危害却很大的异性纤维也是要求尽量杜绝。除了从种植采收的源头控制外，在籽棉加工环节清除异纤应该是最经济最有效的了。由于人工挑拣方式因其人力成本高、劳动力紧缺以及工作环境差逐渐被淘汰，皮棉清理异纤的难度又明显高于籽棉清理，因此籽棉异纤清理就成了加工流程中的一道重要工序。鉴于籽棉异纤清理设备（装置）的清理效率低和对异纤种类的适应性，建议在机采棉加工流程中设置多个清理点，最好是将异纤清理功能与棉花加工设备其他功能结合起来，可以减少设备投入，节省使用场地。

（三）轧花机的创新方向

对轧花主机的要求是高效率、大型化和智能化，为提高机采棉的轧工质量，提升轧花机的除杂性能和降低纤维损伤也非常重要。为满足400型棉花打包机的配套要求和现代化大生产的需要，对锯齿轧花机的生产率要求是越来越高，一条轧花生产线轧花机配备越多，不但占用场地越大、用工越多，而且正常生产和前后协调的难度越大，为此轧花机的台时产量是一项十分重要的指标。但不可否认的是，在同等条件下轧花机锯片辊筒的线速度越高，对纤维的损伤越大，轧工质量越差。高效轧花机不但要在产量方面达到高效，在质量方面也应该达到高质。对于机采棉生产线来说，因其原料质量状况较差，要求轧花机本身除杂性能也要好，特别是要能清除前工序清理效果较差的棉秆和软特杂。还有就是要求轧花机整体轧工质量必须好，不能因为原料质量的原因造成更大的纤维损伤和皮棉品质下降。

（四）皮棉清理新工艺

相对于籽棉清理，皮棉的清理道数更加重要，推荐使用“单皮清”工艺。手摘棉加工一般使用一道气流皮清机和一道锯齿皮清机，而机采棉因为含杂高一般使用一道气流皮清机和两道锯齿皮清机，前者俗称“单皮清”工艺，后者俗称“双皮清”工艺。生产实践证明，棉花加工流程每增加一道锯齿皮清工艺后，皮棉杂质面积和粒数明显减少，但棉结显著增加，纤维长度、强力、短纤维率等指标都变差，原棉可纺系数降低。有鉴于此，一些机采棉生产线在籽棉清理效率有所提高后都不得已地选择了“单皮清”工艺，为此机采棉加工新工艺应该以“单皮清”工艺为前提。

（五）智能控制是棉花加工发展方向

系统智能控制、智能调湿和在线测控是棉花加工发展方向，是机采棉整体解决方案的重要环节。信息化技术改造传统棉花加工业是时代发展的必然趋势，因花配车是棉花绿色加工的前提条件，目前已有部分企业进行了有益的尝试，取得了一定的成果，但在实用性、好用性方面还存在着较大的问题。由于这方面的内容主要是传统加工工艺的提升和有益补充，不属于对传统加工工艺的否定和创新，因此，本文不再细述。

四、机采棉加工新工艺的实践

奎屯银力棉油机械有限公司是一家专业研发、设计、生产和安装棉花加工机械的高新技术企业，是全国最大的民营棉机生产企业，该企业成立于2006年，十余年来一直致力于机采棉加工机械和加工工艺的研究，开发出了一批新颖、实用的机采棉加工设备，其中复式籽棉清理机和复式锯齿轧花机通过了自治区新产品鉴定和科技成果鉴定，产品技术达到国内领先水平。基于以上先进的轧花设备，该公司设计的机采棉加工新工艺以简洁、高效、低成本受到了市场的青睐，目前已有上百条生产线遍布南北疆各地，为新疆机采棉提质增效做出了有益的尝试。

该公司设计的机采棉加工生产线根据各地棉花质量、环境条件和用户喜好有所不同，其一般加工工艺流程如下：

自动喂花——籽棉重杂清理——籽棉卸料（或卸料式异纤清理）——自控缠绕式籽棉异纤清理——籽棉烘干——籽棉卸料（或卸料式异纤清理）——籽棉铃秆清理——复式籽棉清理——闭风阀——籽棉烘干——籽棉卸料（或卸料式异纤清理）——复式籽棉清理——（籽棉加湿）——籽棉配棉——（复式）锯齿轧花——气流式皮棉清理——锯齿式皮棉清理——集棉机——（皮棉加湿）——皮棉成包。

该工艺流程也可用于手摘棉的加工，根据需要跳过从一次烘干（或二次卸料）到二次烘干之间的工序即可。

相对于传统的机采棉加工流程，上述新工艺流程分别减少了一两道籽棉清理和一道锯齿皮棉清理工序，节省了设备投资和占地面积，便于手摘棉生产线改造为机采棉生产线，同时籽棉异纤清理功能全部与籽棉自控喂料及籽棉卸料相结合，无需增加专门的异纤清理设备，可以将异纤清理从选用工序变成必用工序，且异纤清理成本极低，有利于提高棉花轧工质量。

五、结束语

银力棉机公司的机采棉加工新工艺仅仅是在传统的工艺上做了一点点的创新和优化，就起到了相当明显的效果，加工出来的机采棉达到（或接近）了手摘棉的质量水平，为此得到了大多数棉花加工企业的认同。现在双层复式籽棉清理机已经成为机采棉加工生产线的必备设备，双锯筒复式锯齿轧花机虽然刚开始面市，其良好的轧工质量也引起了业内的广泛关注。更加引人注目的还是新工艺的低成本，与传统机采棉加工工艺相比，新工艺的性价比非常高，这在宏观经济下行的今天，无疑颇具吸引力。随着技术的进步和理念的更新，该新工艺还有很大的优化创新空间，有待于在实践中总结和提高。