■ 胡春雷 李孝華 何錫玉 阮旭良 王瑞霞 韓 金 楊丙生 關紀培 錢 欣 魏 兵 程遠欣 張若宇 譚志芳 李夢輝 孫 科 劉 洋

〔1.中國棉花協(xié)會棉花工業(yè)分會，北京 100000〕

〔2.全國棉花加工標準化技術委員會，北京 100000〕

〔3.中華全國供銷合作總社鄭州棉麻工程技術設計研究所，河南鄭州 450004〕

〔4.中華棉花集團有限公司，北京 100000〕

〔5.北京智棉科技有限公司，北京 100000〕

〔6.山東天鵝棉業(yè)機械股份有限公司，山東濟南 250032〕

〔7.邯鄲金獅棉機有限公司，河北邯鄲 056009〕

〔8.南通棉花機械有限公司，江蘇南通 226000〕

〔9.南通御豐塑鋼包裝有限公司，江蘇南通 226000〕

〔10.晨光生物科技集團股份有限公司，河北曲周 057250〕

〔11.石河子大學，新疆石河子 832000〕

第五章 2020年籽（皮）棉清理機發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題

一、籽（皮）棉清理機發(fā)展現(xiàn)狀

（一）棉花異纖棉葉清理機

2020年我國機采棉技術快速推廣，機采率逐年提高，2020/2021年度，新疆機采棉比例已上升至70%以上。我國機采棉種植廣泛采用地膜覆蓋、新型高效節(jié)水滴灌等技術，機械采收時會卷入大量的塑料地膜、滴灌帶等異性纖維；而手摘棉則很容易混入頭發(fā)、化纖絲、動物毛等異性纖維。這些雜質經(jīng)過生產(chǎn)線多級清理后被擊打成更小的碎片與棉纖維混雜在一起更難清除。我國棉紡企業(yè)反映國產(chǎn)棉花里的異性纖維多，棉花中的毛發(fā)、地膜碎片等較多，大部分棉花都達不到紡織企業(yè)要求“異性纖維含量≤（0.1～0.3）g/t”的標準，而棉紡企業(yè)又難以清除，對成紗質量影響較大。

近年來，棉機制造企業(yè)對籽棉異性纖維識別、清除等相關技術進行研究并取得了一定突破。國家“十二五”、“十三五”重點研發(fā)計劃項目設置專項課題，加大對異性纖維清除技術的研究資金支持，各棉機制造企業(yè)不斷優(yōu)化完善新型異性纖維清理設備，實現(xiàn)異性纖維清除技術與設備的升級換代。主流設備的核心原理是在籽棉清理工藝中設計多層次的清雜機構，利用雙通道纏繞機構不間斷清除滴灌帶、地膜等長三絲；利用多個開松輥筒將籽棉充分開松并拋射出去，使籽棉達到沸騰狀態(tài)，利用氣力分選原理分離、捕捉并清除細小地膜、毛發(fā)等異性纖維，提高異性纖維的清除效率，詳見圖1。

圖1 異性纖維清理機

（二）傾斜式籽棉清理機

傾斜式籽棉清理機是用于機采棉加工的高效籽棉清理設備，能夠清除籽棉中的葉雜、塵土及不孕籽等雜質。市場主流型號有MQZQ-8、MQZQ-10、MQZQ-12、MQZQ-15、MQZQ-20，對應有效工作寬度為2000mm、2500mm、3200mm、3600mm、3950mm，詳見圖2。

圖2 傾斜式籽棉清理機

（三）回收式籽棉清理機

回收式籽棉清理機是具有回收排出雜質中含有的單粒籽棉功能的籽棉清理設備，排雜網(wǎng)間隙較傾斜式籽棉清理機排雜網(wǎng)間隙大，能夠清除籽棉中的葉雜、塵土及不孕籽等雜質?；厥帐阶衙耷謇頇C主要型號有MHZQ-8、MHZQ-10、MHZQ-12、MHZQ-15、MHZQ-20，對應有效工作寬度為2000mm、2500mm、3200mm、3600mm、3950mm，詳見圖3。

圖3 回收式籽棉清理機

（四）清鈴機

清鈴機是專門為機采棉研制的籽棉清理設備，可有效清除籽棉中的棉鈴、棉殼、棉稈、僵瓣棉、硬雜及塵雜等雜質。清鈴機主要有MQZL-8、MQZL-10、MQZL-12、MQZL-15、MQZL-20型號，對應有效工作寬度為2000mm、2500mm、3200mm、3600mm、3 950mm，詳見圖4。

圖4 清鈴機

2020年12月11日，中華全國供銷合作總社科技推廣中心在北京召開科技成果評價會，對邯鄲金獅棉機有限公司承擔的國家重點研發(fā)計劃項目《棉花智能化提級加工關鍵技術裝備研發(fā)》中的研究課題2“機采棉高效低損傷清理工藝技術及裝備研發(fā)”中的關鍵設備“MQZL-15B1智能低損傷提凈式籽棉清理機理機”進行了會議評價。

課題組通過開展大輥筒智能低損傷提凈式籽棉清理機的技術研究，提出了一次鉤拉，大空間排雜的設計理念，成功研制的“MQZL-15B1智能低損傷提凈式籽棉清理機”，在現(xiàn)有提凈式籽棉清理機的基礎上，對開松均勻度和齒條輥排雜區(qū)域進行控制，以及對排雜棒的布局進行了結構創(chuàng)新，同時實現(xiàn)了設備運行參數(shù)隨籽棉含雜率參數(shù)智能調節(jié)，并聯(lián)動調控籽棉喂料機產(chǎn)量的目標，技術集成水平和產(chǎn)品研發(fā)有較大突破創(chuàng)新，達到了提高清鈴清雜效率、降低纖維損傷的目的，整體技術水平國內領先，詳見圖5。

圖5 MQZL-15B1智能低損傷提凈式籽棉清理機

（五）組合式籽棉清理機

隨著機采棉快速推廣，原手摘棉加工工藝生產(chǎn)線需要進行技術改造，由于老廠房的高度和寬度限制，為減少基建投資成本，我國棉機制造企業(yè)適時推出了多種籽清機組合清理機系列，以滿足不同軋花廠的技改需求。其品種主要有雙回收式籽棉清理機、回收傾斜式籽棉清理機、清鈴回收式籽棉清理機。主要產(chǎn)品型號按處理量分為10t/h、12t/h、15t/h、20t/h，對應有效工作寬度為2500mm、3200mm、3600mm、3950mm，各單元主要技術性能指標與單機性能指標相當，詳見圖6、7、8。

圖6 雙回收式籽棉清理機

圖7 回收傾斜式籽棉清理機

圖8 清鈴回收式籽棉清理機

（六）皮棉清理機

皮棉清理機主要指鋸齒式皮棉清理機，是用于清除皮棉中的雜質與疵點，改善皮棉的外觀形態(tài)，提高皮棉質量的設備，與鋸齒軋花機配套使用。鋸齒式皮棉清理機根據(jù)脫棉方式不同，主要有毛刷式皮棉清理機和氣流式皮棉清理機，根據(jù)刺輥直徑不同，主要有?400mm和?600mm等規(guī)格，對應有效工作寬度為2000mm、2600mm、3000mm。有不帶給棉板（詳見圖9）和帶給棉板（詳見圖10）兩種主要結構，滿足軋花廠不同配套需求。

圖9 皮棉清理機（不帶給棉板）

圖10 皮棉清理機（帶給棉板）

2020年12月11日，中華全國供銷合作總社科技推廣中心在北京召開科技成果評價會，對邯鄲金獅棉機有限公司承擔的國家重點研發(fā)計劃項目《棉花智能化提級加工關鍵技術裝備研發(fā)》中的研究課題2“機采棉高效低損傷清理工藝技術及裝備研發(fā)”中的關鍵設備“MQP-600×2000A智能皮棉清理機”進行了會議評價。課題組通過開展帶智能自適應跟隨控制系統(tǒng)的皮棉清理機技術研究，成功研制“MQP-600×2000A智能皮棉清理機”，實現(xiàn)了皮棉清理機排雜區(qū)域控制與排雜刀布置等方面的結構創(chuàng)新，以及運行參數(shù)隨主機設備和生產(chǎn)線工藝參數(shù)智能跟隨調節(jié)與控制，技術集成水平和產(chǎn)品研發(fā)有較大突破和創(chuàng)新，實現(xiàn)了皮棉清理清雜效率高、纖維損傷小和損耗低的目標，技術水平處于國內領先水平，詳見圖11。

圖11 MQP-600×2000A智能皮棉清理機

二、機采清理設備存在的問題

中國機采棉始于2000年，2000年—2009年是探索發(fā)展時期，2010年進入推廣使用期，2015年，機采棉開始呈現(xiàn)快速增長。中國機采棉清理工藝及設備，經(jīng)過20余年的不斷發(fā)展，技術水平不斷提高。

異性纖維清理方面，目前棉花種植還沒有找到替代地膜覆蓋的新技術，機械采摘時容易吸入地膜、難于清除；手摘棉花也很容易混入頭發(fā)、化纖絲、動物毛等異性纖維，異性纖維清理設備清除效率還有待進一步提高，同時缺乏準確、定量檢測異性纖維含量的自動化儀器設備。國產(chǎn)棉與進口優(yōu)質棉相比，在異性纖維含量上還有一定的差距，對異性纖維清除技術的研究將是一個長期持續(xù)的過程。

在清理設備方面，由于中國機采棉的種植特點是追求高產(chǎn)，因此，機采棉普遍存在含雜率高、回潮率高的突出問題。為了滿足紡織企業(yè)的用棉要求，提高棉花加工企業(yè)效益，應不斷加強對籽棉清理和皮棉清理技術的研究，爭取在提高清雜效率、降低纖維損傷等方面取得突破，同時進一步提升設備的智能化水平，使其達到柔性化加工的要求。

第六章 2020年棉花打包機的發(fā)展現(xiàn)狀

一、棉花打包機的主壓縮力情況

當前我國的棉花打包機的主壓縮力（公稱壓縮力）有5000kN、4000kN、2000kN、1600kN等幾種，其中2000kN和1600kN的棉花打包機主要在紡織、精制棉、硝化棉企業(yè)使用。截至2020年，我國的棉花加工企業(yè)已經(jīng)全部停止使用4000kN以下的打包機進行皮棉打包，少數(shù)棉花加工廠還在使用2000kN的打包機進行棉短絨打包。

在我國棉花主產(chǎn)地新疆，由于加工過程中對棉花進行烘干，因此，進入打包機的皮棉回潮率普遍比較低，尤其是在加工季節(jié)的后期，各個棉花加工廠的皮棉回潮率基本上接近或低于5%，甚至低于4%，致使棉花打包機打包過程中實際壓縮力普遍超過4000kN。在新疆地區(qū)加工季節(jié)的中后期，30%～40%的打包機打包過程的主壓縮力超過4300kN，約10%的打包機主壓縮力達到4500kN以上，甚至達到4600kN。新疆地區(qū)棉花加工企業(yè)的皮棉打包機超載情況比較嚴重，影響了打包機的安全和壽命，應當考慮使用5000kN的棉花打包機。5000kN的打包機加大了棉包的壓縮密度，提高了棉包運輸時的裝載率，能夠節(jié)省可觀的棉包外運費用。棉花加工行業(yè)、國家的相關部門可以研究論證在新疆地區(qū)棉花加工廠推廣使用5000kN打包機的可行性。目前，新疆只有一兩家棉花加工廠在使用5000kN的打包機，而與我國新疆地區(qū)類似的中亞產(chǎn)棉大國烏茲別克斯坦，皮棉打包一律使用5000kN或以上的打包機，另一個產(chǎn)棉大國澳大利亞也引進使用了5000 kN的打包機。

二、棉花打包機高速化的進展情況

（一）60包/h的高速打包機趨于成熟

我國60包/h的高速棉花打包機在棉花加工廠應用已有兩年時間。2020年，此類高速打包機能夠穩(wěn)定地實現(xiàn)打一個棉包（裸包）時的自身動作時間不超過45s，其中提箱轉箱時間約9s、主壓及脫箱時間約23s，出包主壓回位棉箱回位時間約13s，同時預壓/送棉循環(huán)動作≥10次/min，與巴西BUSA公司的高速打包機的動作時間基本一致（巴西BUSA公司的高速打包機實現(xiàn)打棉包數(shù)量≥65包/h）。我國如能配備一次性完成（一個棉包）全部捆扎帶的穿帶、焊接的自動設備（裝置），則打包機能夠穩(wěn)定實現(xiàn)60包/h棉包的速度。目前國內兩個棉花打包機制造企業(yè)的高速打包機技術均已成熟，可以實現(xiàn)高速打包機的量產(chǎn)。

（二）高速打包機已經(jīng)成為用戶的普遍選擇

2019年，棉花加工廠新購買的打包機中，40包/h的打包機和30包/h的打包機各占一半，沒有工廠購買低于30包/h的打包機；2020年，棉花加工廠新購買的打包機中，大約2/3的用戶選擇了40包/h的高速打包機，一些工廠購買了60包/h的高速打包機，只有少部分加工廠選擇了30包/h的打包機。在未來幾年，60包/h的高速打包機將成為更多用戶的選擇。

（三）制約我國棉花打包機實現(xiàn)高速的因素

制約因素一：目前，我國還沒有與高速打包機配套的、一次性完成（一個棉包）8根捆扎帶的穿帶焊接的、穩(wěn)定可靠的自動設備。一次性完成6根帶與4根帶的穿帶焊接的自動設備已經(jīng)成熟穩(wěn)定，但我國的國情決定了棉花加工過程中需要烘干，皮棉的回潮率比較低，棉包的膨脹力比較大，如采用巴西、美國等產(chǎn)棉大國6根帶捆扎棉包的方式，則必須先進行充分的、廣泛的試驗，驗證可行后才能推廣使用。另外，目前我國的《棉花包裝》標準規(guī)定了捆扎棉包的塑鋼帶為8根，如采用6根帶捆扎棉包的方式，則必須修改相關標準。

制約因素二：棉包采用打包裹包方式，增加了掛（鋪）包布和捆扎時拉包布、嵌包布的工序，主壓需要二次下行，大大增加了打包的時間，嚴重降低打包機的打包速度。目前技術上還沒能實現(xiàn)掛包布的機械化，打包裹包中的掛（鋪）包布、拉包布、嵌包布完全依靠人工，效率低、時間長。

三、棉花打包機的技術進展

（一）棉花打包機實現(xiàn)智能調速

2020年，棉花打包機實現(xiàn)了根據(jù)棉花加工生產(chǎn)線上皮棉產(chǎn)量信號和打包機自身工作狀態(tài)信號自我智能調整工作速度的功能。根據(jù)信號，給打包機提供動力的電機液壓泵組的轉速在300r/min～1750r/min之間變化，實現(xiàn)：①預壓/送棉循環(huán)動作跟隨棉花加工生產(chǎn)線上產(chǎn)出的皮棉產(chǎn)量（即進入打包機的皮棉實時流量）在11次/min至3次/min之間變化，產(chǎn)量越多，預壓/送棉循環(huán)動作的速度越快；②當打包機主壓機構處于等待階段（穿絲捆扎階段）時，電機液壓泵組即處于最低轉速狀態(tài)，最大程度減少電力消耗和液壓油發(fā)熱；③在液壓缸啟動和停止時，有較為理想的調速過程，使打包機工作狀態(tài)既快又平穩(wěn)。

打包機在智能調速的狀態(tài)下，工作運動狀態(tài)平穩(wěn)、液壓系統(tǒng)發(fā)熱少、穩(wěn)定可靠、打包能耗低；相比非智能調速狀態(tài)，打包機在智能調速狀態(tài)下打一個棉包的電力消耗減少16%～20%。

（二）遠程信號傳輸與遠程控制技術在棉花打包機上進行試驗運用

未來，棉花打包機將更加智能化、自動化，實現(xiàn)與棉花加工線上的其他設備聯(lián)動，將可以實現(xiàn)遠程操控與維護，遠程實時傳輸工作狀態(tài)參數(shù)等。當前的棉花打包機，雖然在控制系統(tǒng)上實現(xiàn)了集成化，自動化程度也比較高，但因為掛包布、縫包布還需由人工來完成，所以仍然沒有實現(xiàn)完全自動化。智能化、遠程傳輸與控制在打包機上的運用還處于初級階段，有待于進一步發(fā)展。

四、棉花加工企業(yè)的相關情況

（一）棉花加工企業(yè)對打包機的使用與維護

人員流動性大，缺少或沒有專職的打包機操作維護人員是當前棉花加工廠普遍存在的問題。過度烘干棉花、打包機超載等影響打包機安全和使用壽命的情況在棉花加工廠中也比較常見。

（二）老舊、低效的打包機仍在大量使用

由于我國東部棉區(qū)（江蘇、安徽、山東、河南、河北）的棉花種植面積急劇減少，這些地區(qū)的棉花加工廠紛紛地停產(chǎn)倒閉，因此，大量的老舊棉花打包機流入新疆。同時新疆原有的很多老舊打包機仍然在使用，這些打包機很多機齡在15年甚至20年以上，不僅工作效率低，而且安全隱患多。

建議國家勞動與安全機關對打包機操作人員進行職業(yè)技能培訓，持證上崗。建議對打包機設定使用年限，超過該年限的打包機，需要進行安全年審。

第七章 2020年度棉花包裝材料新技術及質量管理

國家棉花質量檢驗體制改革推動了棉花加工產(chǎn)業(yè)的升級，同時也帶來了棉花包裝材料的變革，使國內的棉花包裝與國際接軌。棉包聚酯捆扎帶經(jīng)過多年的應用得到了軋花企業(yè)、運輸部門、紡織企業(yè)等涉棉單位的廣泛認可，憑借著實用優(yōu)勢、價格優(yōu)勢、用工優(yōu)勢、運輸優(yōu)勢、安全優(yōu)勢、環(huán)保優(yōu)勢在新疆市場已經(jīng)達到了全覆蓋，并且已經(jīng)沿著一帶一路走出國門。

一、棉花包裝用聚酯捆扎帶使用現(xiàn)狀

國家棉花質量檢驗體制改革實施以來，我國的棉花加工工業(yè)技術水平不斷提高，棉花包裝材料也與國際接軌，棉包聚酯捆扎帶以較高的性價比取代了傳統(tǒng)的鋼絲捆扎材料，并且實現(xiàn)了包裝自動化。

棉包聚酯捆扎帶的應用為軋花企業(yè)節(jié)省用工、提高效率、降低成本，為鐵路安全運輸發(fā)揮了重要作用。聚酯捆扎帶在應用中也暴露出一些問題，需要加以改進，主要是成型棉包在儲運裝卸過程中聚酯捆扎帶和接頭被暴露在棉包兩側平面上，容易出現(xiàn)刮擦導致斷帶，造成棉包崩包，存在安全隱患（詳見圖12）。

圖12 棉花包裝用聚酯帶使用現(xiàn)狀

二、棉花包裝用聚酯帶保護凹槽

為解決捆扎帶或接頭因刮擦導致崩包情況，美國、澳大利亞等國已采取棉包捆扎凹槽設計（詳見圖13）對捆扎帶或接頭進行保護。美國在“2013年棉包包裝材料規(guī)范”對捆扎帶的位置進行了明確規(guī)定“PET帶必須放置在棉包平面的凹槽內，這些凹槽會在棉包受到?jīng)_擊時給打包帶提供完整的保護，這些凹槽必須均勻分布在棉包的長度方向，接口應該被放置在棉包的圓弧面底部或頂部”。這一措施只要在打包機上進行簡單改造即可實現(xiàn)。

圖13 國外棉花包裝用聚酯帶保護凹槽

現(xiàn)設計一種捆扎帶保護凹槽凸板，每根凹槽凸板上設有橢圓形焊接孔，通過焊接孔將凹槽凸板焊接于棉箱內部兩側，與穿帶槽對齊，具體凹槽凸板安裝示意圖如圖14所示。

圖14 捆扎帶保護凹槽凸板安裝示意圖

凹槽凸板設計與焊接：在高度2140mm上距離上下端口各10mm范圍內均勻分布6個大小相同的橢圓形焊接孔，橢圓形焊接孔大小為高30mm、寬10mm。凹槽凸板及焊接孔外面四周邊角為R角。凹槽凸板與棉箱底板穿帶槽對位后在焊接孔處與箱板焊接，焊接處打磨光滑（如圖15、16、17所示）。

圖15 國內棉花包裝用聚酯帶保護凹槽

圖16 無聚酯帶保護凹槽

圖17 有聚酯帶保護凹槽

經(jīng)過加裝凹槽凸板的棉箱在棉花打包完成時，棉包的側面會有8道深4mm～5mm、寬30mm～40mm的凹槽，聚酯捆扎帶完全卡在凹槽之中，無論是采取內捆扎還是外捆扎方式都能有效地保護聚酯捆扎帶，確保棉包在儲運裝卸過程中不受夾包車與堆垛環(huán)境的影響而保持棉包的完整性，避免了聚酯捆扎帶受外力影響（夾包車操作不規(guī)范、堆垛地面不平整、墊條與聚酯捆扎帶直接觸碰等）斷裂造成棉包崩包，提升了棉包整體形象，保障了棉包運輸安全。

三、制訂棉花包裝材料加工和評價標準，提升產(chǎn)品質量

隨著棉花質量檢驗體制改革方案的穩(wěn)步推進，棉花包裝材料行業(yè)得到了快速的發(fā)展。但是包裝材料生產(chǎn)企業(yè)在高速發(fā)展的同時存在著許多問題，大企業(yè)為應對激烈的市場競爭，不得不在降低產(chǎn)品質量的前提下靠量取勝；小企業(yè)不顧質量、以次充好，靠價格取勝，導致了棉花包裝包型變異、崩包散包、運輸困難等問題發(fā)生，給棉花包裝及棉花物流造成不良好的影響。

2020年7月31日，中華全國供銷合作總社辦公廳下達了關于《棉花包裝材料加工技術要求》、《棉花包裝材料加工企業(yè)質量評價方法》的行業(yè)標準制訂計劃。

這兩項行業(yè)標準與現(xiàn)行法律、法規(guī)協(xié)調一致，與現(xiàn)有的國家強制性標準GB6975《棉花包裝》、GB/T 32340《棉花包裝 聚酯捆扎帶》、GB/T21530《棉花打包用鍍鋅鋼絲》、GH/T1089-2013《棉花包裝用聚乙烯套袋》相互支撐。

目前，我國棉花加工行業(yè)正在高速發(fā)展，對棉花包裝材料的質量要求也不斷提高，通過《棉花包裝材料加工技術要求》行業(yè)標準的制定，從原材料采購要求到產(chǎn)品包裝各加工環(huán)節(jié)進行規(guī)范，解決了棉花包裝材料行業(yè)現(xiàn)存的風化、崩包等質量問題；通過加強棉花包裝材料質量控制，提高了棉花包裝材料生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品質量，規(guī)范了棉花包裝產(chǎn)品市場，促進了行業(yè)健康發(fā)展?！睹藁òb材料加工企業(yè)質量評價方法》行業(yè)標準的制定，能從根本上完善企業(yè)績效評價機制，有效衡量企業(yè)質量水平和質量管理能力，讓企業(yè)了解在同類企業(yè)或標桿企業(yè)相比較存在哪些差距，明確后續(xù)改善方向，對企業(yè)質量經(jīng)營發(fā)展具有重要意義。

這兩項行業(yè)標準的制訂符合“中國制造2025”中“提升質量控制技術，完善質量管理機制，夯實質量發(fā)展基礎，優(yōu)化質量發(fā)展環(huán)境，努力實現(xiàn)制造業(yè)質量大幅提升”的要求。

這兩項行業(yè)標準的制訂符合2020年全國標準化工作要點“加大行業(yè)標準的整合優(yōu)化力度，重點制定本行業(yè)的管理標準”的要求。

這兩項行業(yè)標準的制訂符合質量興棉行動實施方案（2019-2021）“把質量做細、做精、做強，建立內部質量標準體系，做到產(chǎn)品加工的全過程標準化”的要求。

通過這兩項標準的制定，將提高我國棉花包裝材料的加工質量，解決棉花包裝材料行業(yè)現(xiàn)存質量問題，規(guī)范棉花包裝產(chǎn)品市場，有效衡量企業(yè)質量水平和質量管理能力，提高加工企業(yè)的質量水平，促進棉花包裝材料加工行業(yè)健康發(fā)展，打造棉花包裝材料品牌，進一步開拓國際市場。

第八章 棉包自動刷嘜發(fā)展現(xiàn)狀及未來前景

一、自動刷嘜產(chǎn)生的背景

棉包刷嘜是皮棉生產(chǎn)過程中不可或缺的一個環(huán)節(jié)，清晰美觀的嘜頭不僅能提升棉包的外觀形象，而且能讓人一眼就看到棉包的很多重要信息，尤其是棉包堆垛以后，想要憑借條碼來識別棉包非常困難，只能通過刷嘜標識來區(qū)分不同批次的棉包。

在自動刷嘜設備出現(xiàn)之前，棉包刷嘜一直都是人工操作，負責刷嘜的工人需要不分晝夜地忙忙碌碌。一般情況下，一個班次需要至少2名刷嘜工人，他們需要通過交替使用大板、小板，不斷對照條碼單上面的信息，才能將棉包嘜板信息刷完。在天氣比較熱的時候，人工刷嘜的弊端還不算太突出，但是等到新疆氣溫降至-10℃以后，低溫對人工刷嘜的影響就非常大。為了抵御嚴寒，工人不得不穿上厚重的大衣，這樣他們在進行刷嘜的時候，就不能做到動作靈活，工作效率會大幅降低，而且嘜粉在低溫下也無法直接用水調配，需要不斷添加酒精、醋，然后再用開水調配。即使如此，嘜粉仍然無法調配均勻，嚴重影響了刷嘜效果。

近幾年人工成本逐年上升，但是棉花行情卻沒有大家預期的那么理想，所以軋花廠的利潤空間也會因為人員費用而被進一步壓縮，加上人工操作失誤率高、嘜板使用時間短、嘜粉調配不均勻等各方面的原因，人工刷嘜的效果難以令人滿意，而且刷嘜信息錯誤還可能給企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟損失，企業(yè)的產(chǎn)品形象也會因此受到影響，所以人工刷嘜成了眾多軋花廠的痛點。

根據(jù)GB6975—2007《棉花包裝》國家標準規(guī)定，棉包端面的刷嘜內容需要包括：棉花產(chǎn)地、棉花加工單位、棉花質量標識、批號、包號、毛重、異性纖維含量代號及生產(chǎn)日期等8項內容。對于軋花廠而言，除了棉花產(chǎn)地、棉花加工單位這2項是固定的，其余6項標識內容都會隨著生產(chǎn)進度而發(fā)生相應的變化，這對人工刷嘜的要求就非常高，稍不注意就可能出現(xiàn)刷嘜信息錯誤，影響生產(chǎn)進度。除此之外，棉包刷嘜還要求：刷嘜內容完整統(tǒng)一、字跡清晰、布局美觀等，而現(xiàn)在人工刷嘜顯然無法達到上述要求，所以自動刷嘜設備應運而生。

二、自動刷嘜的技術及性能

自動刷嘜設備的誕生，徹底改變了軋花廠只能人工刷嘜的模式，而且人工刷嘜的不少問題也隨著自動刷嘜的普及迎刃而解。以前需要兩個刷包工一起完成的工作，現(xiàn)在只需要一臺自動刷嘜機就能輕松完成，刷嘜的美觀程度得到了大幅改善，刷嘜效率成倍增加，刷嘜綜合成本也明顯降低，軋花廠終于不再為人工刷嘜而擔憂。經(jīng)過多年的發(fā)展，新疆已經(jīng)有超過400家軋花廠采用了自動刷嘜設備，這些自動刷嘜設備不僅給軋花廠帶來了良好的使用體驗，也給企業(yè)帶來了實實在在便利和實惠。

目前市面上的刷嘜設備主要有單噴頭刷嘜和雙噴頭刷嘜兩種技術路線，這兩種刷嘜設備最核心的區(qū)別就在于噴頭個數(shù)（見圖18）。顧名思義，單噴頭刷嘜設備只有一個噴頭，它在工作的時候需要先刷好棉包的一個端面，然后通過旋轉棉包或者旋轉噴頭的方式實現(xiàn)棉包另一端面的刷嘜，相當于使用同一個噴頭完成了2次噴印動作；雙噴頭刷嘜設備則有兩個噴頭，它在工作的時候不需要旋轉動作，棉包在自動定位以后，兩個噴頭可以在棉包的兩個端面同時進行刷嘜，一次噴印動作就能完成刷嘜。

圖18 刷嘜噴頭

目前行業(yè)內的自動刷嘜設備在結構上也有較大差別，常見的刷嘜設備可以分為“龍門架式結構”和“旋轉平臺結構”兩類。它們都有各自的優(yōu)缺點，“龍門架式結構”相對來說構造簡單，棉包不需要旋轉，能夠適應快速生產(chǎn)線，但是在棉包精確定位方面對廠家的技術要求比較高；“旋轉平臺結構”在棉包定位方面更有優(yōu)勢，能夠降低技術難度，但是因為結構復雜，維修難度相對會比較高，而且面對快速生產(chǎn)線的時候，刷嘜速度會跟不上。

隨著棉花加工行業(yè)的技術進步，現(xiàn)在各大主機廠都陸續(xù)推出了更高產(chǎn)能的皮清機、軋花機、打包機，一些新建的生產(chǎn)線產(chǎn)能已經(jīng)達到40包/h左右，而且隨著將來主機不斷提速升級，產(chǎn)能可能還會有進一步的提高。對于自動刷嘜設備而言，想要完美地適配生產(chǎn)線，就要做到刷嘜的速度比打包速度更快，所以自動刷嘜設備的速度是非常重要的一項性能參數(shù)。

三、自動刷嘜降低企業(yè)成本

對于軋花廠來說加工周期對企業(yè)成本影響最大。加工廠按天付給工人工資，這是人員成本；機器運轉的時間越長，耗電量越大，這是電費成本；機器磨損越多，配件越容易損壞，這是設備磨損折舊成本；冬季下雪之后，加工效率相比于秋季明顯降低，需要花費更長的時間，這是時間成本。

自動刷嘜可以在各方面降低企業(yè)運營成本。自動刷嘜的用的時間越短，越有助于提升整條生產(chǎn)線的產(chǎn)能，如果在籽棉收購量不變的前提下，產(chǎn)能越高就意味著加工速度越快，生產(chǎn)周期越短，軋花廠的人員成本、電費成本、設備磨損成本、時間成本都會有大幅降低，能夠減少很大一筆支出。目前行業(yè)內比較快速的刷嘜設備已經(jīng)可以做到每包刷嘜時間低于50s，能夠輕松適配60包/h的軋花生產(chǎn)線。

四、自動刷嘜的應用現(xiàn)狀

自動刷嘜設備不同于軋花廠其他傳統(tǒng)設備，它除了要有良好的性能及較高的穩(wěn)定性外，還需要有更多的服務保障。由于軋花廠的工作具有很強的季節(jié)性，多數(shù)軋花廠都沒有固定的工人，所以很多工人對新型的設備都了解不夠，操作使用過程中難免會遇到一些問題，這就對刷嘜設備廠家的售后提出了考驗，只有服務跟得上，產(chǎn)品才能更好地為加工廠服務，才能提升軋花生產(chǎn)線的效率。

據(jù)統(tǒng)計，2019年新疆的自動刷嘜設備（見圖19）只有200多臺，而2020年新疆已經(jīng)有超過400條軋花生產(chǎn)線使用了自動刷嘜設備，自動刷嘜以其優(yōu)異的產(chǎn)品性能、完善的產(chǎn)品服務受到越來越多棉花加工企業(yè)的青睞。

圖19 自動刷嘜設備

五、自動刷嘜存在的問題

自動刷嘜設備雖然經(jīng)過了多年發(fā)展改進，但是目前仍然存在一些比較突出的問題。首先，刷嘜效率還需進一步提升，目前有些自動刷嘜設備的效率比較低，刷一個棉包需要的時間已經(jīng)超過90s，在面對快速生產(chǎn)線的時候就會比較吃力；其次，自動刷嘜設備的耗材更換較為不便，而且更換耗材的時候需要斷電，如果操作不熟練，可能會影響生產(chǎn)節(jié)奏；最后，自動刷嘜設備的自動化程度需要進一步提高，盡量減少人工操作，真正實現(xiàn)無人值守。

六、自動刷嘜的前景

自動刷嘜設備切實提升了軋花生產(chǎn)線的效率，解決了人工刷嘜存在的諸多問題，為棉花加工企業(yè)提供了新的選擇。

隨著科學技術的不斷進步，軋花廠的設備越來越智能化、自動化，軋花生產(chǎn)線對人工的依賴程度也會逐漸降低，自動刷嘜設備取代人工也是大勢所趨。

第九章 棉副產(chǎn)品及深加工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及存在的問題

我國是世界第一大產(chǎn)棉國，棉籽是棉花的副產(chǎn)品，2020年我國棉籽產(chǎn)量約750萬t，和2019年持平。下游流向情況也和2019年相似：其中油廠消耗約670萬t，牧場消耗50萬t～70萬t，剩余15萬t～20萬t用作種子。棉籽再加工占比高達90%，其再加工產(chǎn)品主要有棉籽油、棉籽蛋白（棉粕）、棉籽殼、棉短絨等產(chǎn)品，進一步深加工可以得到棉籽低聚糖、醋酸棉酚等產(chǎn)品。

棉籽加工工藝（見圖20）一般為：毛棉籽經(jīng)脫絨機脫絨后成為光棉籽，同時得到棉短絨，光棉籽再經(jīng)剝殼機剝殼，得到棉籽殼，剝殼后的棉仁經(jīng)過軟化提油，得到棉籽油。脫脂后的棉籽仁脫酚或不脫酚，得到脫酚棉籽蛋白和棉粕。深加工的企業(yè)，在棉籽仁脫酚產(chǎn)生的脫酚液中可以提取出棉籽低聚糖、棉酚，棉酚可以加工成醋酸棉酚。

圖20 棉籽加工工藝

一、棉籽加工的各產(chǎn)品市場

棉短絨每年產(chǎn)量達75萬t，主要用于制作棉漿粕、精制棉、硝化棉、紙幣漿。

棉籽殼每年產(chǎn)量達190萬t～210萬t，被廣泛應用于食用菌種植和畜禽飼料行業(yè)，是食用菌的萬能培養(yǎng)基，是銀耳、木耳、平菇、姬菇、茶樹菇、金針菇等食藥用菌的主要原材料之一，同時還是畜禽養(yǎng)殖的好飼料。另外還可以制備成各種形態(tài)的多孔碳材料，在新能源和環(huán)保領域有廣闊的應用前景。晨光生物集團已經(jīng)牽頭制定了我國棉殼質量標準并開始啟用，標準的實施受到了行業(yè)企業(yè)的一致認可。

棉籽蛋白（棉粕）是一種高蛋白飼料原料，年產(chǎn)量320萬t左右。根據(jù)加工方式不同分為低溫脫酚棉籽蛋白和高溫棉籽粕。其中棉粕主要有三種規(guī)格，蛋白含量分別為42%，46%和50%，市場容量300萬t～330萬t；50%脫酚棉籽蛋白容量約15萬t。近些年，國內逐步開發(fā)出更高含量的棉籽蛋白，60%含量蛋白在水產(chǎn)料中用來替代進口魚粉用量越來越大，并開始在豬飼料中添加應用，部分企業(yè)已在研究生產(chǎn)65%含量蛋白。企業(yè)生產(chǎn)棉粕42%的棉粕的量越來越少，生產(chǎn)50%甚至更高蛋白含量的棉粕量越來越大，棉籽加工粕類向高蛋白含量發(fā)展成為一種趨勢。棉籽蛋白超微粉用作醫(yī)藥發(fā)酵培養(yǎng)基也成為棉籽蛋白的另一大重要用途。

棉籽蛋白產(chǎn)品系列多，在飼料應用方面已和豆粕平分秋色，隨著高含量蛋白的發(fā)展，現(xiàn)有標準已不能滿足實際產(chǎn)品需求。目前僅棉籽粕有國家標準，脫酚棉籽蛋白行業(yè)標準也已不符合現(xiàn)行產(chǎn)業(yè)和衛(wèi)生要求。為此棉籽蛋白系列產(chǎn)品亟需制定行業(yè)以上的標準來規(guī)范市場。

棉籽油年產(chǎn)量約80萬t，是一種大宗食用油，行業(yè)內相關標準體系已比較完善。2019年晨光生物集團參與起草的新的棉籽油國家標準，已于2020年啟用。受傳統(tǒng)觀念影響，棉籽油在我國屬于低端油種，目前各棉籽加工企業(yè)多數(shù)僅加工到三級油，后續(xù)由精煉廠加工到二級、一級的棉籽油多數(shù)被摻兌到調和油中。在國外，棉籽油因其耐煎炸，價格比一級大豆油還要貴。

棉籽低聚糖是一種新食品原料，具有改善和調節(jié)腸道的功能。棉籽中含糖量約3%，是提取棉籽糖的優(yōu)質原料。棉籽低聚糖在飼料中的應用也有相關報道。為提高產(chǎn)品附加值，油脂和蛋白廠家對脫酚液進行初級處理可以制備出棉籽低聚糖半成品，隨著技術的進步，棉籽低聚糖產(chǎn)品含量可以純化到98%以上，但相應標準的缺失嚴重制約了油脂和蛋白加工企業(yè)對生產(chǎn)技能的提升和副產(chǎn)品的成果轉化。

棉酚在棉仁中的含量比較高，可以提取出來，用于生產(chǎn)避孕藥物，但目前國內對其生產(chǎn)還處于探索階段，僅晨光生物集團進行了提取試生產(chǎn)。

二、棉籽加工行業(yè)現(xiàn)狀及問題

棉籽加工在我國是個傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，很多棉油廠都是從日加工50t～60t的小加工作坊逐步發(fā)展起來的，在2010年前后，國內棉籽加工企業(yè)最多時達到400多家，80%的企業(yè)日加工能力不足300t。經(jīng)過近幾年的洗牌，仍進行經(jīng)營的棉籽加工企業(yè)不到150家。尤其是新疆的棉油廠從以前購買光棉籽為主，逐步過渡到投建剝絨生產(chǎn)線，直接采購加工毛棉籽。棉籽加工逐步由家族式、小規(guī)模向公司式、大規(guī)模轉變，現(xiàn)在日加工能力達到300t以上的企業(yè)，加工量占到全國加工量的85%以上。近年來，昌糧匯通、新糧集團、中泰集團等大型國企背景的下屬公司涉足棉籽加工行業(yè)，紛紛收購、新建棉籽加工廠，日加工500t乃至1000t的企業(yè)增多，使得產(chǎn)能出現(xiàn)過剩，行業(yè)競爭更加激烈，產(chǎn)業(yè)集中度進一步提高。

（一）競爭更加激烈，存在無序不良經(jīng)營情況

部分小企業(yè)和上游的個別棉花加工廠在棉籽行情上漲時往棉籽中摻兌雜質或者毀約不執(zhí)行前期訂單。目前仍有個別小規(guī)模企業(yè)在生產(chǎn)階段在棉殼等產(chǎn)品中摻雜使假，生產(chǎn)的棉粕產(chǎn)品黃曲霉毒素超標，棉油中甜味產(chǎn)品超標等現(xiàn)象屢禁不止。企業(yè)的契約精神有待提升，需要加強監(jiān)管企業(yè)的規(guī)范化操作。

（二）棉籽加工行業(yè)，工藝傳統(tǒng)，技術進步較慢

由于棉籽產(chǎn)業(yè)不像大豆行業(yè)那么大，國內沒有規(guī)模型企業(yè)進入深入研究改進提升棉籽加工工藝，因此，各小型企業(yè)研發(fā)投入不足，加工自動化、工藝先進性和質量控制等方面都還存在問題。近兩年雖然有規(guī)模較大企業(yè)進入，但新工藝、新技術并未出現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)能耗、技術水平提升有限。

（三）產(chǎn)品升級提升較慢

脫酚棉籽蛋白作為棉粕的升級產(chǎn)品，是棉籽加工行業(yè)內新的高附加值產(chǎn)品，但其仍屬于粕類小品種，缺少廣泛的系統(tǒng)應用性效果研究，飼料客戶接受比較慢。行業(yè)內企業(yè)為了追逐行情利潤不注重行業(yè)的發(fā)展，沒有具有突破性的高附加值新產(chǎn)品。在晨光生物集團等企業(yè)帶動下從50%含量蛋白產(chǎn)品逐步提升至60%含量蛋白的市場發(fā)展較快，兩年時間發(fā)展到年需求近20萬t，加快65%含量蛋白研究，進一步增加產(chǎn)品價值。其他如短絨、棉油等產(chǎn)品無明顯進步，尤其棉油市場認可度低，加工企業(yè)仍處在以生產(chǎn)三級原油為主的階段。整體棉籽加工行業(yè)產(chǎn)品升級緩慢。

（四）棉籽深加工不足，高附加值產(chǎn)品研究投入不足

當前國內仍是以加工傳統(tǒng)的棉短絨、棉粕、棉油、棉殼為主，棉籽中含有的棉籽糖、棉酚等深加工產(chǎn)品開發(fā)較慢。當前國內僅晨光生物集團對棉籽加工進行了深入研究開發(fā)，試生產(chǎn)出了低聚棉籽糖、醋酸棉酚等新產(chǎn)品，行業(yè)內沒有其他企業(yè)對新產(chǎn)品進行研發(fā)。

（五）棉籽加工受大宗商品行情影響較大

棉籽加工受大豆加工、食用油生產(chǎn)行業(yè)影響較大，農產(chǎn)品行情波動劇烈，行情波動對企業(yè)的影響遠大于產(chǎn)品潛在價值提升的影響，使得行業(yè)內企業(yè)更注重行情經(jīng)營。

（六）標準體系亟待完善

隨著機采棉的普及和棉籽蛋白應用范圍的擴大，現(xiàn)有棉副產(chǎn)品標準體系已經(jīng)跟不上產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求，亟需完善。

現(xiàn)有標準體系存在以上問題：

1.專有產(chǎn)品標準缺失，如用作培養(yǎng)基發(fā)酵的棉籽蛋白粉標準；

2.標準需要修改與其他行業(yè)的標準實現(xiàn)對接，如棉籽低聚糖相關標準需要與食品加工行業(yè)標準對接；

3.標準需與國際標準接軌，應對棉籽油、脫酚棉籽蛋白、棉籽殼和棉短絨的出口需要。

標準制定后，相關職能部門應加強監(jiān)管，使標準真正發(fā)揮推動行業(yè)進步的作用。

棉籽加工雖然是糧油加工類的一個小產(chǎn)業(yè)，但其也應該走標準化、規(guī)?；l(fā)展的道路，相信隨著標準的制定和完善，棉籽加工行業(yè)的整體質量一定會不斷提高?！?/p>