■李 丹 何啟平

〔1四川省纖維檢驗(yàn)局，四川成都 610015〕

〔2石河子纖維檢驗(yàn)所，新疆石河子 832000〕

1 引言

中央部署實(shí)施的“中國(guó)制造2025”國(guó)家戰(zhàn)略，明確將農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備納入10大領(lǐng)域，以采棉機(jī)、大功率拖拉機(jī)、農(nóng)業(yè)航空作業(yè)等為代表的農(nóng)業(yè)制造業(yè)面臨嶄新的發(fā)展機(jī)遇。受此影響，結(jié)合國(guó)家棉花宏觀政策的調(diào)整、人力資本和經(jīng)濟(jì)效益的轉(zhuǎn)型等因素，以新疆地區(qū)為代表的機(jī)采棉也面臨新的發(fā)展機(jī)遇。

現(xiàn)行的棉花儀器化公證檢驗(yàn)中，檢驗(yàn)人員在實(shí)驗(yàn)室對(duì)樣品的軋工質(zhì)量、異性纖維以及顏色級(jí)按30%的比例抽查進(jìn)行感官檢驗(yàn)。棉花感官檢驗(yàn)作為一種質(zhì)量評(píng)價(jià)方式，受到檢驗(yàn)人員技能水平、心理狀態(tài)等主觀因素影響，但最主要的還是皮棉本身的客觀狀態(tài)。由于種植、采摘方式以及后續(xù)加工工藝等方面差異，機(jī)采棉的品質(zhì)性能、外觀形態(tài)不同于手摘棉。以石河子機(jī)采棉為例，外觀上較手摘棉光澤度稍低，部分皮棉呆白，皮棉細(xì)雜稍多；手感上較手摘棉發(fā)澀，平順性稍弱。因此，文中以軋工質(zhì)量指標(biāo)為重點(diǎn)探討機(jī)采棉感官檢驗(yàn)的影響因素、作用原理和改進(jìn)措施。

2 國(guó)內(nèi)外機(jī)采棉的發(fā)展歷史

機(jī)采棉就是指利用機(jī)械采棉設(shè)備采摘的棉花，相較于傳統(tǒng)的人工手摘，可以有效解決勞動(dòng)力不足、勞動(dòng)力成本高、拾花周期長(zhǎng)等問(wèn)題，對(duì)棉花產(chǎn)業(yè)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。

美國(guó)早在1850年就開(kāi)始研究采棉機(jī)械，距今已有160多年發(fā)展歷史。我國(guó)的機(jī)采棉歷史可以追溯到20世紀(jì)50年代。1952至1960年，當(dāng)時(shí)的農(nóng)墾部為新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)引進(jìn)過(guò)37臺(tái)蘇聯(lián)CXM—48M型懸裝式單行和15臺(tái)XBC－1.2型雙行自走式垂直摘錠式采棉機(jī)以及配套的數(shù)十臺(tái)XЧO－4.3型剝鈴機(jī)和一臺(tái)YПX－1.5型萬(wàn)能凈棉剝鈴機(jī)。其后的近40年里，國(guó)內(nèi)主要還是從事棉花機(jī)械化采收、國(guó)產(chǎn)采棉機(jī)試驗(yàn)研究。2001年，在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)38個(gè)植棉團(tuán)場(chǎng)正式拉開(kāi)了機(jī)采棉大面積推廣的序幕。目前，新疆已成為全國(guó)最大的機(jī)采棉產(chǎn)區(qū)。

石河子墾區(qū)地處天山北麓中段，古爾班通古特大沙漠南緣，是新疆重要的優(yōu)質(zhì)棉生產(chǎn)基地，也是全疆乃至全國(guó)最大的機(jī)采棉產(chǎn)區(qū)，棉花種植面積占耕地總面積的85%，2014年度皮棉產(chǎn)量近50萬(wàn)t，其中機(jī)采棉占80%以上。

3 影響機(jī)采棉感官檢驗(yàn)的因素

3.1 顏色級(jí)

棉花的顏色級(jí)是指棉花顏色的類型和級(jí)別。類型依據(jù)黃色深度確定，級(jí)別依據(jù)明暗程度確定。2014年農(nóng)八師手摘棉白棉3級(jí)及以上級(jí)占99.3%，機(jī)采棉白棉3級(jí)及以上級(jí)占94.8%（見(jiàn)圖1）。手摘棉的顏色級(jí)總體好于機(jī)采棉，主要體現(xiàn)在機(jī)采棉光澤度，即反射率RD值偏低。

圖1 2014年農(nóng)八師手摘棉、機(jī)采棉顏色級(jí)對(duì)比分布圖

究其原因，與棉纖維的表面平滑程度、空間排列順序，以及橫截面形狀、天然轉(zhuǎn)曲、表面蠟質(zhì)層有關(guān)。機(jī)采籽棉回潮率、含雜率普遍較手摘籽棉高且不均勻，軋花過(guò)程控制不當(dāng)會(huì)使棉纖維空間排列錯(cuò)綜紊亂程度升高，棉纖維表面漫反射增強(qiáng)，回潮率過(guò)高會(huì)破壞棉纖維表面蠟質(zhì)層，導(dǎo)致光澤度減弱；同時(shí)，機(jī)采籽棉通常采用二道烘干、四道籽清、三道皮清的加工工藝，清理過(guò)多、烘干溫度過(guò)高、棉纖維與高溫箱體或鐵皮過(guò)久接觸都會(huì)破壞棉纖維表面蠟質(zhì)層，增加表面的不平滑程度，導(dǎo)致光澤度減弱、黃色深度增加，甚至由于污染較重產(chǎn)生煙熏棉；此外，機(jī)采棉采摘前需要噴灑脫葉催熟劑，實(shí)施效果與噴施時(shí)期的溫度、濕度、藥劑用量以及棉花吐絮率等因素密切相關(guān)，直接影響到棉花采摘期的纖維成熟度，不成熟的棉纖維橫斷面呈扁形或U形，天然轉(zhuǎn)曲較少，導(dǎo)致光澤度減弱。

需要注意的是，軟籽表皮、帶纖維籽屑、碎葉等雜質(zhì)或回潮率較高都可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)采棉樣品在視覺(jué)上顯灰暗，影響感官檢驗(yàn)時(shí)光澤度判斷。

3.2 異性纖維

異性纖維是指混入棉花中的非棉纖維和非本色棉纖維，如化學(xué)纖維、毛發(fā)、塑料膜、染色線（繩、布?jí)K）等。棉花儀器化公證檢驗(yàn)中，纖檢機(jī)構(gòu)對(duì)棉花的異性纖維進(jìn)行定性檢驗(yàn)。從實(shí)際檢驗(yàn)中看，由于采用機(jī)械設(shè)備采摘，機(jī)采棉能夠有效避免人工采摘時(shí)帶入的化纖、毛發(fā)等異性纖維，但同時(shí)受新疆地理環(huán)境、氣候等因素綜合影響，機(jī)采棉栽培時(shí)必須覆蓋塑料地膜，從而導(dǎo)致機(jī)采后棉花中混入的殘膜成為機(jī)采棉首要異性纖維來(lái)源。

3.3 軋工質(zhì)量

軋工質(zhì)量是指籽棉經(jīng)過(guò)加工后，皮棉外觀形態(tài)粗糙程度及所含疵點(diǎn)種類的多少。棉花軋工質(zhì)量受籽棉內(nèi)在質(zhì)量、性狀、加工設(shè)備及工藝和人為因素影響。

3.3.1 籽棉內(nèi)在質(zhì)量

皮棉軋工質(zhì)量與籽棉內(nèi)在質(zhì)量，尤其是成熟度密切相關(guān)。2014年農(nóng)八師手摘棉馬克隆值A(chǔ)級(jí)及以上級(jí)占比97.7%，機(jī)采棉馬克隆值A(chǔ)級(jí)及以上級(jí)占94.8%（見(jiàn)圖2）。2014年農(nóng)八師手摘棉斷裂比強(qiáng)度S3級(jí)及以上占97.0%，機(jī)采棉斷裂比強(qiáng)度S3級(jí)及以上占95.3%（見(jiàn)圖3）。手摘棉的成熟度總體好于機(jī)采棉。籽棉成熟度差，單纖維強(qiáng)力減弱，纖維柔性增強(qiáng)，在加工過(guò)程中容易纏繞、扭曲形成棉結(jié)、索絲。由于品種、地理環(huán)境，以及噴施落葉劑的溫度、濕度、藥劑用量和棉花吐絮率等因素影響，機(jī)采棉的成熟度一致性通常較手摘棉差，加工過(guò)程中更容易產(chǎn)生棉結(jié)、索絲。

圖2 2014年農(nóng)八師手摘棉、機(jī)采棉馬克隆值對(duì)比分布圖

圖3 2014年農(nóng)八師手摘棉、機(jī)采棉斷裂比強(qiáng)度對(duì)比分布圖

3.3.2 籽棉性狀

籽棉回潮率、含雜率影響皮棉軋工質(zhì)量。機(jī)采籽棉回潮率、含雜率較高。當(dāng)籽棉回潮率過(guò)高，會(huì)使單纖維強(qiáng)力增加，導(dǎo)致纖維的基部與棉籽的聯(lián)結(jié)力增大，同時(shí)使棉籽表皮變軟，纖維與棉籽分離時(shí)容易產(chǎn)生帶纖維籽屑；籽棉回潮率過(guò)高，纖維間的摩擦阻力會(huì)增加，導(dǎo)致雜質(zhì)與纖維的黏附性增加，雜質(zhì)不易清除；籽棉回潮率過(guò)高，纖維的彈性和剛性降低，在加工過(guò)程中容易受外力作用產(chǎn)生纏繞、扭曲，形成棉結(jié)、索絲等纖維性疵點(diǎn)。當(dāng)籽棉含雜率過(guò)高，會(huì)增加籽棉清理的難度，在皮清過(guò)程中受握持打擊的作用導(dǎo)致粗大的雜質(zhì)被打碎，會(huì)增加軟籽表皮、帶纖維籽屑等疵點(diǎn)的總粒數(shù)。

3.3.3 加工設(shè)備及工藝

機(jī)采籽棉通常采用二道烘干、四道籽清、鋸齒軋花、三道皮清的加工工藝及相應(yīng)設(shè)備。烘干機(jī)對(duì)軋工質(zhì)量的影響體現(xiàn)在軋花工序前將機(jī)采籽棉的回潮率降低至7%～9%，有利于清棉和鋸齒軋花，減少皮棉疵點(diǎn)。

機(jī)采籽棉清理機(jī)的清理部件主要有刺釘輥筒、齒條輥筒、鋸片滾動(dòng)三種形式。傾斜式籽棉清花機(jī)屬于六輥筒刺釘清理機(jī)，刺釘輥筒表面線速度的大小對(duì)軋工質(zhì)量有直接影響，線速度過(guò)高會(huì)損傷棉纖維和擊碎雜質(zhì)，增加皮棉疵點(diǎn)；除雜篩網(wǎng)的圓弧對(duì)應(yīng)刺釘輥筒的中心角φ數(shù)值、相鄰刺釘輥筒間的距離對(duì)軋工質(zhì)量有明顯影響，過(guò)大則可能造成重復(fù)清理，產(chǎn)生棉結(jié)、索絲等疵點(diǎn)；同時(shí)，在清理過(guò)程中籽棉與篩網(wǎng)摩擦易產(chǎn)生棉結(jié)?；厥帐阶衙耷寤C(jī)、提凈式籽棉清花機(jī)都有齒條輥筒構(gòu)件，U形刺條輥與格條柵、刺釘與排雜網(wǎng)、鋼絲刷與齒條輥筒、毛刷弧板與毛刷、毛刷弧板與U形刺條輥的間距對(duì)軋工質(zhì)量產(chǎn)生影響；沖擊式籽棉清花機(jī)屬于鋸片輥筒式，刺釘輥筒、鋸片輥筒表面線速度及線速度比對(duì)軋工質(zhì)量有直接影響，過(guò)高會(huì)損傷棉纖維和擊碎雜質(zhì)，增加皮棉疵點(diǎn)；鋸片片距、相鄰鋸片輥筒齒尖距離、刺釘輥筒刺端與鋸片輥筒刺尖距離，以及U形鋸齒輥筒與鋼絲刷條、格條柵、排雜調(diào)節(jié)板的間距對(duì)軋工質(zhì)量產(chǎn)生影響。

鋸齒軋花機(jī)的清花刺輥、鋸片輥筒、肋條、毛刷輥筒、棉卷箱等部件對(duì)皮棉軋工質(zhì)量產(chǎn)生了重要影響。鋸齒形態(tài)不正?；蛱h利，刺釘與排雜網(wǎng)間距過(guò)小，刺輥、鋸片輥筒轉(zhuǎn)速過(guò)高，鋸片輥筒轉(zhuǎn)速過(guò)小且籽棉卷過(guò)緊等因素易增加皮棉中破籽及帶纖維籽屑；鋸齒不正常，毛刷轉(zhuǎn)速不當(dāng)，肋條工作點(diǎn)間距過(guò)小等因素易增加皮棉中不孕籽；鋸齒形態(tài)不正?；蜃冣g，刷棉不良，鋸齒壓力角過(guò)小等因素易增加皮棉中索絲；鋸齒尖端厚且有棱鋒，肋條頂孔有毛刺，毛刷鬃毛不齊、異形或不光滑，后擋風(fēng)板與毛刷間距過(guò)大等因素易增加皮棉棉結(jié)。棉卷箱的幾何形體和平滑程度對(duì)籽棉卷正常運(yùn)轉(zhuǎn)乃至軋工質(zhì)量影響很大。籽棉卷密度過(guò)大，會(huì)增加游離纖維，易增加皮棉中棉結(jié)、索絲等纖維性疵點(diǎn)。

相較于氣流式皮棉清理機(jī)，鋸齒式皮棉清理機(jī)會(huì)擊碎粗大雜質(zhì)，產(chǎn)生更多細(xì)小棉結(jié)、索絲，增加皮棉中疵點(diǎn)數(shù)。

3.3.4 人為因素

企業(yè)的管理水平，設(shè)備保養(yǎng)水平，操作人員的技能、工作態(tài)度，政策因素、市場(chǎng)供求關(guān)系帶來(lái)的心理影響，都與皮棉的軋工質(zhì)量有關(guān)。

需要注意的是，國(guó)家軋工質(zhì)量實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)是手摘籽棉加工制作，缺少對(duì)機(jī)采棉軋工特點(diǎn)的關(guān)注和體現(xiàn)，軋工質(zhì)量評(píng)價(jià)體系應(yīng)該加以完善。由于受南北疆自然環(huán)境、溫濕度、光照時(shí)間等差異影響，相較于北疆機(jī)采籽棉，南疆機(jī)采籽棉成熟度好、回潮率低，加工出的皮棉疵點(diǎn)較少、表面較平順、層次較分明，軋工質(zhì)量普遍較好。此外，在實(shí)際工作中會(huì)發(fā)現(xiàn)有一類機(jī)采棉很凈、疵點(diǎn)少，但表面目測(cè)手感毛茸茸，短纖維較多，棉花清晰度差，無(wú)層次感。這一類就是通常所說(shuō)的皮清過(guò)度的棉花，對(duì)紡織企業(yè)的生產(chǎn)不利影響很大，軋工質(zhì)量最多是P2。

4 探討

產(chǎn)品質(zhì)量是生產(chǎn)出來(lái)的。在機(jī)采棉品種育種上需要通過(guò)種質(zhì)資源引進(jìn)創(chuàng)新、改進(jìn)棉花育種方法來(lái)培育適宜機(jī)采品種。

注重機(jī)采棉高產(chǎn)栽培，嚴(yán)格按照NY/T 1133—2006《采棉機(jī) 作業(yè)質(zhì)量》、《采棉機(jī)作業(yè)技術(shù)規(guī)程》開(kāi)展機(jī)采作業(yè)，尤其是要注意噴灑脫葉催熟劑節(jié)點(diǎn)、殘膜拾凈，以及控制機(jī)采籽棉含雜率≤12%、回潮率≤14%。

籽棉收購(gòu)環(huán)節(jié)杜絕超水棉，規(guī)范做好上垛籽棉的分選，嚴(yán)防混等、混級(jí)，有效控制異性纖維的混入。

機(jī)采棉加工環(huán)節(jié)嚴(yán)格按《機(jī)采棉軋花機(jī)械操作技術(shù)規(guī)程》執(zhí)行，維護(hù)好設(shè)備狀態(tài)，依照籽棉狀況適時(shí)調(diào)整工藝。

兼顧機(jī)采籽棉回潮率、含雜率較高，軋花后皮棉細(xì)雜較多的特點(diǎn)，同時(shí)依據(jù)疵點(diǎn)、皮棉外觀形態(tài)對(duì)成紗的影響程度，對(duì)于破籽、不孕籽、碎葉稍多而纖維性疵點(diǎn)較少的樣品，或者疵點(diǎn)較少而活棉結(jié)、活索絲稍多的樣品，軋工質(zhì)量定為P2；對(duì)于緊棉結(jié)、緊索絲較多的樣品，或者軟籽表皮、帶纖維籽屑和僵片較多的樣品，軋工質(zhì)量定為P3。

推進(jìn)機(jī)采棉軋工質(zhì)量實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)。提升質(zhì)量，標(biāo)準(zhǔn)先行?？梢栽诂F(xiàn)行的國(guó)家軋工質(zhì)量實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)中P1、P2檔各對(duì)應(yīng)增加一塊機(jī)采棉軋工質(zhì)量實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，加強(qiáng)非機(jī)采棉產(chǎn)區(qū)檢驗(yàn)人員目光比對(duì)工作。

5 結(jié)論

提升機(jī)采棉質(zhì)量水平是一個(gè)系統(tǒng)性工程，現(xiàn)階段我國(guó)機(jī)采棉產(chǎn)業(yè)無(wú)論是品種培育、種植方式、加工水平，還是鏈條協(xié)作、競(jìng)爭(zhēng)力等方面都還有較大的發(fā)展空間。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，新疆將是棉花生產(chǎn)、加工、檢驗(yàn)的主戰(zhàn)場(chǎng)，而機(jī)采棉的市場(chǎng)份額會(huì)逐漸增加，需要從政策、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等多維視角上審視機(jī)采棉質(zhì)量，推動(dòng)機(jī)采棉品質(zhì)不斷優(yōu)化和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提升。