塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院 田建剛 王紅飆 王旭峰

引言

棉花產(chǎn)業(yè)在整個(gè)新疆建設(shè)兵團(tuán)的國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。兵團(tuán)共有14個(gè)師，其中13個(gè)師為棉花的主產(chǎn)區(qū)。隨著棉花種植面積的不斷擴(kuò)大，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2013年兵團(tuán)棉花播種面積達(dá)到882.78萬畝，針對新疆地區(qū)地多人少的格局等因素影響著棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問題，機(jī)械采棉技術(shù)隨之應(yīng)運(yùn)而生。截止2013年，新疆兵團(tuán)機(jī)采棉面積達(dá)到了585萬畝，占到棉花播種總面積的66%。機(jī)采棉技術(shù)的大力推廣，第一，對提高棉農(nóng)生產(chǎn)率、降低棉農(nóng)的勞動強(qiáng)度具有極大的促進(jìn)作用；第二，加速實(shí)現(xiàn)兵團(tuán)棉花生產(chǎn)集約化、現(xiàn)代化經(jīng)營；第三，也是落實(shí)“十三五”規(guī)劃中的“推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，加快社會主義新農(nóng)村建設(shè)”的重要思想，是實(shí)現(xiàn)兵團(tuán)“發(fā)展壯大兵團(tuán)，致富職工群眾”目標(biāo)的直接體現(xiàn)[1]。而機(jī)采棉清理與加工作業(yè)是機(jī)采棉技術(shù)順利推行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。2012年，新疆地區(qū)兵團(tuán)建成了480條機(jī)采棉加工線。平均每條加工線投資兩三千萬元左右。抓好機(jī)采棉清理加工生產(chǎn)流程，就急需在整個(gè)新疆建設(shè)兵團(tuán)大力推廣機(jī)采棉技術(shù)，確保機(jī)采棉品級與質(zhì)量，以提高機(jī)采棉的綜合效益及市場競爭力。

1 機(jī)采棉清理加工工藝流程

機(jī)采棉加工工藝一般是采用籽棉的兩道烘干、四道清理，皮棉一道氣流清理、二道鋸齒清理[10]。在傳統(tǒng)的棉花加工廠基礎(chǔ)上加強(qiáng)籽棉的烘干、清理以及皮棉的清理工序，保證機(jī)采棉清雜效率和加工質(zhì)量，這是機(jī)采棉清理加工工序中極為重要的內(nèi)容。下面來談?wù)剻C(jī)采棉清理加工的工藝流程。

機(jī)采棉清理加工的工藝流程一般是由籽棉烘干、清理、軋花、皮棉清理以及打包等環(huán)節(jié)組成。籽棉烘干工藝是籽棉由外吸棉氣力裝置輸送，進(jìn)入籽棉的自動控制箱，并且由供料箱均勻喂入自動控制箱下部的熱風(fēng)管內(nèi)。籽棉清理是運(yùn)用各種現(xiàn)有的清理設(shè)備清除籽棉中所含有雜質(zhì)。此道工序可以起到減少機(jī)械磨損、提高皮棉的質(zhì)量、減少落地棉損失以及可以避免火災(zāi)事故發(fā)生的作用。軋花作業(yè)是將棉籽中的長纖維分離下來，形成皮棉，并且要保持棉籽上的短絨。皮棉清理有氣流式和鋸齒滾筒式兩類。氣流式皮棉清理機(jī)裝置安裝在每一臺鋸齒軋花機(jī)的皮棉出口處。皮棉經(jīng)過處理之后，隨氣流通過匯集管輸送到集棉機(jī)中。氣流式清理機(jī)具有不降低纖維長度，耗能低，結(jié)構(gòu)較簡單等特征，但其缺點(diǎn)就是清雜效果比較低，一般為鋸齒滾筒式皮棉清理機(jī)的1/3。而鋸齒滾筒式皮棉清理機(jī)是由集棉、給棉、清理和刷棉四大構(gòu)件組成，分為氣流式和毛刷式兩種。皮棉打包工藝包括集棉、喂棉預(yù)壓、壓棉、捆扎刷嘜四個(gè)環(huán)節(jié)。目前國內(nèi)打包機(jī)有MDY-160型、MDY-200 型、MDY-250 型、MDY-315 型、MDY-400、MDY-500 型等型號[2]。

2 機(jī)采棉清理加工設(shè)備及配置情況

圖1 機(jī)采棉清理加工設(shè)備配置

新疆建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)一師八團(tuán)最先引進(jìn)了美國拉莫斯公司清理設(shè)備與國內(nèi)軋花、打包等配套設(shè)備，構(gòu)成了機(jī)采棉清理加工生產(chǎn)線。機(jī)采棉加工既是機(jī)采棉技術(shù)中最關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)之一，也是比較成熟的技術(shù)，但國產(chǎn)清理加工設(shè)備也只是基本過關(guān)，其中主要是以山東天鵝棉業(yè)機(jī)械股份有限公司與河北邯鄲金獅棉機(jī)有限公司兩家生產(chǎn)為主，其產(chǎn)品可以替代國外的機(jī)型。圖1是機(jī)采棉清理加工設(shè)備配置圖[3]。1.重雜物清理機(jī) 2.定網(wǎng)式籽棉分離器 3.籽棉喂料控制箱 4.熱空氣入口 5.一級籽棉烘干塔 6.籽棉卸料機(jī)7.提凈式籽棉清理機(jī) 8.重力式籽棉清理機(jī) 9.熱空氣入口 10.烘干塔 11.傾斜式籽棉清理機(jī) 12.重力式籽棉清理機(jī)II 13.配棉較籠 14.軋花機(jī) 15.氣流式皮棉清理機(jī)16.鋸齒型皮棉清理機(jī) 17.集棉機(jī) 18.皮棉加濕器19.帶加濕裝置的皮棉滑道 20.打包機(jī) 21.運(yùn)包機(jī)器22.棉包稱重及輸送裝置

在機(jī)采棉的加工工藝流程中，配備了棉膜開棉機(jī)、烘干機(jī)組、皮棉加濕機(jī)組和棉包自動計(jì)量以及輸包機(jī)具，這樣就完善了新疆地區(qū)機(jī)采棉清理加工工藝過程。工藝流程布局的改變及設(shè)備的合理配置，使得整套的工藝運(yùn)行起來更加合理。近年來，該套工藝設(shè)備采用現(xiàn)代化的微機(jī)控制法，基本上實(shí)現(xiàn)了智能化，更好地適應(yīng)了棉花加工行業(yè)向規(guī)?；?、集約化、效益型轉(zhuǎn)變的需要[4]。

據(jù)目前國內(nèi)棉機(jī)產(chǎn)品的實(shí)際情況，選擇配裝φ406或者是φ320鋸片的大型軋花機(jī)機(jī)組，都可配備一套10t/h籽清機(jī)或者兩套5t/h籽清機(jī)。皮清機(jī)按軋花機(jī)幅寬選配，并選配普通400型液壓打包機(jī)。要求付軋時(shí)候的籽棉含雜率控制在5%以內(nèi)、回潮率則控制在8.5%以內(nèi)為最佳。籽棉回潮率的高低影響籽棉清理效果優(yōu)與劣，所以機(jī)采棉加工首先應(yīng)該選好烘干設(shè)備，其烘干設(shè)備一般為燃煤式熱風(fēng)爐和塔式干燥機(jī)。其次選擇好籽棉清理設(shè)備，一般為提凈式籽棉清理機(jī)和回收式籽棉清理機(jī)。軋花環(huán)節(jié)要堅(jiān)持“因花配車，因棉配檔”的原則。據(jù)籽棉的品級，嚴(yán)格控制產(chǎn)量與質(zhì)量之間的關(guān)系，軋剝后的皮棉中含雜率可降為3.5%左右，采用皮棉清理機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步清理，最后使得皮棉中的含雜率降至1.5%以下。因此，通常我們選用齒條輥式皮棉清理機(jī)和氣流式皮棉清理機(jī)相結(jié)合，可以取得更好的清雜效果。清理回收在軋花工藝作業(yè)中也是一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，能夠更好地回收有效纖維，提高衣分率。清理回收工藝要滿足回收凈、質(zhì)量好、流失少的原則，就應(yīng)該做到隨機(jī)清理回收，這樣就可以避免重復(fù)勞動，簡化物料的輸送系統(tǒng)，降低灰塵飛揚(yáng)，減少資源流失[8]。

3 機(jī)采棉清理加工中存在的問題

3.1 機(jī)采棉中混有殘膜的清除問題。采棉機(jī)在進(jìn)行機(jī)采作業(yè)的時(shí)候，極有可能混有了部分廢舊殘膜、草葉、棉桿、鈴殼等，以及機(jī)采棉籽棉回潮率高，（下文以介紹殘膜為主）其中由于殘膜質(zhì)地輕盈，透明，發(fā)生摩擦?xí)r會產(chǎn)生靜電等原因，在清理加工的時(shí)候很難將其清理出去，造成了機(jī)采棉皮棉中含有殘膜碎片，嚴(yán)重影響皮棉品質(zhì)，直接影響了機(jī)采棉的銷售情況。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，其價(jià)格每噸可降低100～1000元不等，嚴(yán)重影響了團(tuán)場，乃至兵團(tuán)的收益[5]。

3.2 皮棉加濕工藝設(shè)備、工藝設(shè)計(jì)缺乏認(rèn)識和生產(chǎn)實(shí)踐，目前兵團(tuán)在線的加濕設(shè)備都不能很好的正常使用，存在的問題比較多。例如加濕量的控制，電磁板溫度的控制，噴霧量的檢查不到位等。

3.3 在機(jī)采棉生產(chǎn)實(shí)踐中，由于機(jī)采棉籽棉清理加工技術(shù)還在摸索階段，沒有形成統(tǒng)一的組織與管理，各項(xiàng)技術(shù)還有待于在生產(chǎn)實(shí)踐中去試驗(yàn)與總結(jié)，加工技術(shù)以及加工質(zhì)量也有待于提高，兵團(tuán)缺乏統(tǒng)一規(guī)范的技術(shù)以及生產(chǎn)管理的指導(dǎo)性規(guī)程[7]，對機(jī)采棉清理加工的有序進(jìn)行形成了阻礙。因此，在以后的生產(chǎn)與實(shí)踐中，根據(jù)兵團(tuán)實(shí)際情況，應(yīng)總結(jié)出與機(jī)采棉清理加工生產(chǎn)線相配套的生產(chǎn)管理規(guī)程。

3.4 大面積推廣機(jī)采棉技術(shù)的發(fā)展是新疆地區(qū)乃至全國棉花產(chǎn)業(yè)的大勢所趨，但鑒于棉花種植、清理加工與紡織領(lǐng)域都要遵循機(jī)采棉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系以及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范還沒統(tǒng)一建立，而在我國現(xiàn)行的以手摘棉為對象制定的棉花質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的限制下，對機(jī)采棉品級的評定自然就存在很大的隨意性，在這種情況下，同樣的棉花在不同地方有可能評為三級也有可能評為四級；這種現(xiàn)象不利于目前生產(chǎn)加工水平低下的棉花生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，更不會給植棉農(nóng)戶帶來很好的收益。因此我國必須建立符合自身實(shí)際情況的機(jī)采棉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系。兵團(tuán)部分棉花加工單位已建立了機(jī)采棉的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對機(jī)采棉的銷售市場造成了困擾，不僅影響了棉農(nóng)和棉花生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益以及棉農(nóng)的積極性，同時(shí)也影響了紡織企業(yè)使用采棉機(jī)的積極性。

4 結(jié)論

綜上所述，要想提高機(jī)采棉質(zhì)量，并不是單靠某一環(huán)節(jié)，或某一臺設(shè)備就可以獨(dú)自完成，只有每個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)，并且發(fā)揮每臺設(shè)備功能，才可以保證產(chǎn)品質(zhì)量。

在機(jī)采棉清理工藝中重點(diǎn)對籽棉的烘干、皮棉清理等進(jìn)行更新改進(jìn)。我們應(yīng)參照國外設(shè)備的技術(shù)、聯(lián)合國內(nèi)棉花加工廠以及相關(guān)科研單位的科研力量，著重解決對棉花質(zhì)量影響較大的提凈式籽棉清理機(jī)、籽棉喂花機(jī)、皮棉清理機(jī)結(jié)構(gòu)的各參數(shù)優(yōu)化問題，以增加國產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定性和生產(chǎn)性能，確保皮棉的質(zhì)量與品級。鑒于以上幾點(diǎn)不利因素，我國需要加快制定機(jī)采棉標(biāo)準(zhǔn)，則需要考慮：①棉花品質(zhì)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及機(jī)采棉項(xiàng)目設(shè)定應(yīng)與國際標(biāo)準(zhǔn)吻合，不可脫離。②機(jī)采棉質(zhì)量檢測應(yīng)以皮棉定級為準(zhǔn)，檢測項(xiàng)目以棉花的內(nèi)在品質(zhì)為主。③我們所制定的標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)該以客觀需要為目的，以實(shí)際中的可能性為基礎(chǔ)，要以量化指標(biāo)反映棉花品級，這樣有利于儀器化檢驗(yàn)和棉花使用價(jià)值的科學(xué)評定[9]。④檢測可以采用智能化、數(shù)字化的快速檢測技術(shù)，增加效率。此標(biāo)準(zhǔn)的確立標(biāo)志著棉花產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展方向，植棉企業(yè)也定會借助該項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，在相關(guān)市場中形成自己的競爭優(yōu)勢。

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