如何选用棉花异性纤维的排除方法

文/张慧卿 刘永川

异性纤维问题的提出已经有相当长的时间，多年来，很多的科研和技术人员根据异性纤维的不同特点，设计出多种排除方法。下面我们对行业当中常用的异性纤维排除方法，根据不同的排除原理分别进行分析，尝试找出更加有效的解决异性纤维问题的方法。

手工挑拣法

手工挑拣法是异性纤维定性、定量检验的法定方法，是由挑拣人员认真细致地翻检棉花，发现可疑纤维后肉眼判断，手工挑出并称重的方法。手工挑拣法在棉花加工环节、纺织环节都经常使用，在棉花加工环节使用时，有的企业在籽棉收购堆垛后，组织人员对待加工的籽棉大垛进行翻检，挑拣异性纤维后进行加工；有的企业在籽棉清理过程中，安装一定距离的输送带，输送带两侧安排一定数量的人员，翻检籽棉，排除异性纤维。在纺织环节使用时，纺织企业在棉花开包后，组织人员集中挑拣异性纤维，然后用棉纺纱。手工挑拣法的特点是：适用于棉花加工环节中异性纤维的排除，需要投入大量的人员，成本较高，挑拣棉花的效率不高，挑拣的效果受管理因素影响较大，优点是该方法对场地和设备要求较低，对人员的技术条件没有要求，可以用于各类异性纤维的挑拣，排除效果较好。

重力和刺辊缠绕法

重力和刺辊缠绕法常见于棉花加工环节，在籽棉进入轧花机以前，首先经过一段入口与出口有落差的管道，利用吸花管道的风压或重力使籽棉进行一段距离的上升或下降。因为短小的异性纤维相对籽棉较轻，在合适的位置安装除杂刀，可以排除较轻的杂物。随后，籽棉进入一个刺辊缠绕的箱体，箱体内部安装4～8个刺钉滚筒，工作中刺钉滚筒按照一定转速旋转，可以缠绕较长的长丝状杂物。重力和刺辊缠绕法的特点是：适用于棉花加工环节中短轻和长丝状异性纤维的排除，前期设备投入资金较少，优点是该方法用工较少、维护费用低、排除棉花的产量较高，挑拣的效果受籽棉中异性纤维类型的影响较大。

挥发气体排除法

挥发气体排除法通常被机采棉加工企业采用。这些企业收购的棉花普遍采用机采棉模式种植，籽棉在进入轧花机之前需要进行烘干和加湿，烘干的温度设定在140℃左右，籽棉中的异性纤维在温度50℃左右就会挥发出特殊气体。这些气体具有特定的化学成分，利用气象色谱-质谱仪（GC-MS）对气体进行分析，准确识别气体的来源，然后使用排杂装置将异性纤维排除。挥发气体排除法的特点是：适用于棉花加工环节中，具有挥发性质异性纤维的排除（如地膜、化纤），前期设备投入资金较多，优点是该方法用工较少，可靠性高，排除棉花的产量高，挑拣的效果受籽棉中异性纤维类型的影响较大。

图像排除法

图像排除法在棉纺开清棉环节和络筒环节都经常使用，在开清棉环节使用时，原棉经过开清后通过一定距离的检测区，检测区中安装高分辨率摄像机，对高速运动的原棉进行扫描，依据棉花和异性纤维颜色、形状不同，由计算机进行判断，予以排除。为了提高排除效果，还可以在检测区加装紫光灯，排除照射后具有荧光的异性纤维。在自动络筒环节使用时，一般与电子清纱器相结合，当纱线经过检测头时，扫描纱线单位长度遮光量的变化，排除有色异性纤维。图像排除法的特点是：适用于棉纺环节中，光线照射后有颜色差异的异性纤维或形状不同的异性纤维排除，前期设备投入资金多，维护费用高，优点是该方法用工较少，自动化程度高、速度快，排除棉花的产量与设备识别精度成反比，排除的效果受异性纤维种类影响较大。

超声波排除法

超声波排除法通常在棉纺开清棉环节使用，与图像排除法类似，原棉经过开清后通过一定距离的检测区，检测区中安装超声波发射器与接收器，依据超声波穿透棉花和异性纤维后反射特性的不同，排除异性纤维。超声波排除法的特点是：适用于棉纺环节中，密度有明显差异的异性纤维排除，前期设备投入资金多，优点是该方法用工较少，自动化程度高，速度快，稳定性好，排除棉花的产量与设备识别精度成反比，排除的效果受异性纤维种类影响较大。

电学特性排除法

电学特性排除法通常在自动络筒环节使用，一般与电子清纱器相结合。当纱线经过检测头时，在纱线周围施加电场，依据棉花和异性纤维分子层面静电或电容特性的差异，排除异性纤维。电学特性排除法的特点是：适用于棉纺络筒环节中，电学特性有明显差异的异性纤维的排除，前期设备投入资金多，对纱线的回潮率要求较高，优点是该方法用工较少，可以排除纱线中很细小的异性纤维，精确度高、稳定性好，可识别异性纤维的类型多，排除效果较好。

目前国内市场上常见的异性纤维排除设备，基本上都是属于这6种类型。随着用工成本增加，采用电子机械设备取代人工排除异性纤维逐渐成为趋势。面对种类繁多的异性纤维排除设备，业内常用“检出率”指标评价各种设备识别并排除异性纤维的能力。但是异性纤维是一大类物质的统称，任何一种非人工挑拣方法，都有其针对性，不同的设备制造商给出的“检出率”各不相同，都是理论值，与生产中实际情况存在较大差异。因此需要制定出一套标准方法，用来客观公正地评价“检出率”，才能促进机械化异性纤维排除设备的推广。

从棉花作为农产品价值形成的过程来看，籽棉加工成皮棉，再纺成棉纱，其中的异性纤维会不断地拉断、打碎，形成更多细小的异性纤维，异性纤维越碎小，排除的难度就越大，成本也就越高。因此，解决棉花产业中异性纤维的问题，应当按照“早发现、早排除”的原则，将籽棉进入轧花机之前的时期，作为异性纤维排除的黄金期，针对长丝、大块状等类型的异性纤维，有效予以排除。同时，在自动络筒环节，利用电子清纱器对纱线中残存的异性纤维进行最后把关，从两个方面着手，才能把异性纤维的危害降到最低。

参考文献：

[1]艾尔肯·普拉提.棉花异性纤维探究[J].中国纤检,2014(07):27-32.

[2]马玄.新疆原棉“三丝”问题成因分析及应对措施[G].中国棉花学会2006年年会暨第七次代表大会论文汇编,2006(08).

[3]李宏.新疆原棉“三丝”问题成因分析[J].新疆农业科技, 2007(15):24-25.