王如南，張軍，霍永峰，袁新英，韓文杰

（邯鄲晨光植物蛋白有限公司，河北 邯鄲 057250）

棉短絨是一種重要的纖維資源[1]，可應用于紡織、造紙、化學以及國防工業(yè)等行業(yè)。而剝絨后的棉籽表面光潔，用于榨油可提高出油率；用作棉種，與毛籽相比，可減少病蟲害，同時提高發(fā)芽率[2]。

目前本公司棉籽生產(chǎn)線的加工原料多為新疆機采棉棉籽。與手摘棉棉籽相比，機采棉棉籽存在棉結(jié)和雜質(zhì)多、短纖維含量高、異性纖維含量不穩(wěn)定等問題[3]；同時，原料雜質(zhì)多，土灰多，導致清理效果不佳，對棉短絨的品質(zhì)造成影響。本公司通過研究分析影響棉短絨產(chǎn)量、品質(zhì)的因素，改進生產(chǎn)線現(xiàn)有的清理回收工藝，設計開發(fā)了一套棉短絨清理回收的生產(chǎn)工藝路線，既能滿足生產(chǎn)線產(chǎn)量提升需要，又能保證棉短絨的質(zhì)量及收率穩(wěn)定。

1 影響棉短絨質(zhì)量的主要因素

根據(jù)本公司棉籽加工生產(chǎn)實踐，影響棉短絨質(zhì)量的因素主要有以下幾方面：

（1）原料（毛棉籽）。現(xiàn)加工原料多為新疆機采棉棉籽，受采摘方式及環(huán)境的影響，原料中石子、棉稈等雜質(zhì)較多。當石子等雜質(zhì)與棉籽比重相同時，其進入棉籽加工生產(chǎn)系統(tǒng)后會對設備造成一定程度的損壞，導致設備故障率增加，安全系數(shù)降低；此外，對棉短絨的清理也造成很大的影響。

（2）剝絨后的短絨清理工藝水平。棉籽經(jīng)過3道剝絨機剝絨后，得到的棉短絨內(nèi)含有未清理干凈的棉稈；此外，當剝絨過重時棉籽破碎程度高，會產(chǎn)生碎棉仁和碎棉殼等雜質(zhì)。因此，當棉短絨經(jīng)過集絨機、清絨機和棒條機等設備收集清理時，若短絨中的雜質(zhì)、灰分未清理干凈，會嚴重降低棉短絨的品質(zhì)。

（3）棉短絨的回收工藝水平。正常生產(chǎn)中，剝絨機的排雜，以及集絨機、清絨機和除塵系統(tǒng)回收的棉短絨下腳料，經(jīng)收集回收后，會再次進入到生產(chǎn)系統(tǒng)中，以增加棉短絨的收率。但回收的下腳料中塵土、棉稈等雜質(zhì)較多，對棉短絨的質(zhì)量也會造成一定的影響。

2 提高棉短絨質(zhì)量的改進措施

為提升棉短絨的品質(zhì)及收率，結(jié)合本公司棉短絨實際生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題，提出設備改進措施，改進了棉籽清理除雜工藝，增加了圓篩、棒條機，并且調(diào)整了風力清籽機組配置；改進了短絨分離工藝，增加了五聯(lián)篩和新型棒條機，設計開發(fā)了適合大型生產(chǎn)的工藝路線，實現(xiàn)了棉短絨品質(zhì)以及收率的顯著提升。

2.1 棉短絨生產(chǎn)工藝

改進后的生產(chǎn)工藝路線見圖1。

圖1 棉短絨生產(chǎn)工藝路線

生產(chǎn)中，毛棉籽用鏟車進行投料，經(jīng)過除去石塊等重雜的圓篩、除去棉花莖葉等輕雜的1#棒條機和除去重雜的風力清籽機后，輸送至剝絨車間生產(chǎn)系統(tǒng)中，依次進行剝絨、清理和回收處理。

剝絨車間各條生產(chǎn)線一道、二道、三道剝絨機的數(shù)量按照1∶6∶5排布，并且每條生產(chǎn)線都有各自的集絨機和清絨機，最后匯集到總集絨機。脫雜后的棉籽先進入3道剝絨機逐次進行剝絨，一道剝絨機將棉籽中的異性纖維除去，二道、三道剝絨機剝絨后得到光籽和棉短絨。經(jīng)過三道剝絨工序后得到的含雜棉短絨經(jīng)風力運送到集絨機中進行收集，其中的大棉仁、棉殼以及塵土等被除去；經(jīng)1#五聯(lián)篩打散后除去一部分細小的碎棉仁、碎棉殼等雜質(zhì)；隨后進入清絨機，經(jīng)2道清絨后，再次進入2#五聯(lián)篩中將細碎雜質(zhì)除去。此外，經(jīng)過氣流作用回收的下腳料進入回收間，利用棒條機和350回收機進行多次清理回收，經(jīng)回收的棉短絨再次進入集絨機中，回收的雜質(zhì)隨光籽到下一工序處理，土絨（棉短絨下腳料）將直接經(jīng)刮板輸送至土絨倉打包。最后，清理回收后的棉短絨經(jīng)總集絨機收集后，輸送至打包機打包。

2.2 棉籽除雜

主要設備是圓篩、棒條機和風力清籽機組。

針對棉籽含雜多、產(chǎn)出短絨質(zhì)量差的問題，利用比重的不同，用圓篩、棒條機等除雜設備將棉籽中的大石塊、磚塊等重雜，以及棉花莖葉等輕雜進行初步清理。清理后的毛棉籽輸送至并聯(lián)的6臺風力清籽機組中，通過對每臺清籽風機加裝變頻器，在調(diào)控清籽機風門、風道的基礎上，精確調(diào)控每臺風機的風量、風壓，充分利用風力除雜的特性，使得棉籽中的重雜再一次被清除。

正常生產(chǎn)中，毛棉籽按35t·h－1的喂料量投入進料系統(tǒng)中，原料雜質(zhì)含量（質(zhì)量分數(shù)，下同）為1.0 %～2.5 %，經(jīng)過清理后雜質(zhì)含量可降至0.6 %～1.1%。其中，比重大于棉籽的石塊、碎磚、金屬物等雜質(zhì)及比重小于棉籽的塵土、游離纖維、不孕籽、癟籽等雜質(zhì)基本被清除，便于后續(xù)棉短絨的生產(chǎn)。

2.3 剝絨機的調(diào)整

主要設備有MR-160鋸齒剝絨機、立絞龍和分料刮板等。

為了提高剝絨的質(zhì)量，根據(jù)車間生產(chǎn)經(jīng)驗，以二道、三道剝絨配套的11臺剝絨機為一組，創(chuàng)新分區(qū)換輥管理模式。將車間內(nèi)的每一組剝絨機劃分成不同區(qū)域，針對不同需求配備裝有不同直徑（307～330mm）鋸片的鋸輥。實際生產(chǎn)中，每一組二道剝絨機鋸輥上的鋸片配置：第1臺為307銑片或斬片，第2臺和第3臺為318銑片或斬片，第4臺和第5臺為330銑片，第6臺為307銑片或斬片；三道剝絨機鋸輥上的鋸片配置：第1臺為330銑片，第2臺為318斬片，第3～5臺為330銑片。如此合理搭配剝絨機組，能保持每臺剝絨機都在最佳的工作狀態(tài)，剝絨效果達到最佳，且保證每臺剝絨機剝絨均勻一致，將光籽殘絨率由5%降至3%以下。同時，方便剝絨機鋸輥的維修更換，提高鋸片利用率，能夠使每噸棉籽的鋸片消耗量降至0.5 8片。

2.4 棉短絨的清理回收

主要設備有集絨機、五聯(lián)篩、清絨機和棒條機。

在含雜棉短絨清理回收過程中，為了減少細小游離棉短絨的損失，并能更好地去除細碎雜質(zhì)，更換集絨機塵籠網(wǎng)面孔徑為0.4 25mm（40目），并在集絨機和清絨機后分別增加1臺五聯(lián)篩。五聯(lián)篩由5個并排同向轉(zhuǎn)軸組成，每根轉(zhuǎn)軸上均勻分布有細小棒條，便于在轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動中將棉短絨打散，使一些較重的雜質(zhì)排出，清理后得到灰分含量為1.0%～1.4 %、硫酸不溶物含量為5.0 %～6.0 %的棉短絨。經(jīng)過氣流作用回收的棉短絨下腳料中塵土、雜質(zhì)較多，質(zhì)量較差，且纖維長度較短，進入回收間后，利用棒條機和350回收機進行除雜回收，以增加棉短絨的收率。

回收間內(nèi)2#棒條機為3層階梯狀設置，內(nèi)部篩網(wǎng)孔徑分別為4mm、3mm、2mm，便于清除雜質(zhì)，同時能夠再次分離回收，提高棉短絨的收率；3#、4#棒條機內(nèi)腔進口小、出口大，有利于將棉短絨充分打散，便于去除其中包裹的雜質(zhì)?；厥盏玫交曳趾繛?%～7%，硫酸不溶物含量為20%～40%的棉短絨后，將其風運至集絨機中，再次進行處理。

2.5 使用情況

按照上述生產(chǎn)工藝路線，在大型生產(chǎn)線生產(chǎn)中，棉籽投料后，每臺剝絨機均能保證最佳工作狀態(tài)，可持續(xù)穩(wěn)定運行，設備故障率低，員工勞動強度降低，有利于減少用工。剝絨后光籽殘絨量均勻，且殘絨率在3%以下。增加五聯(lián)篩和棒條機等清絨工藝，保證了棉短絨質(zhì)量穩(wěn)定。此外，將生產(chǎn)中產(chǎn)生的棉短絨下腳料清理回收，可提高棉短絨收率。最后，產(chǎn)出的成品棉短絨質(zhì)量符合國家標準GB/T 20223－2006[4]要求中的三類絨一級。

2.6 新工藝特點

（1）棉籽除雜設備數(shù)量增加，形成多級高效除雜系統(tǒng)，對棉籽中雜質(zhì)的處理效果相比原工藝提高了30%，有利于后續(xù)短絨的清理。

（2）按照自創(chuàng)的分區(qū)換輥方式進行剝絨機鋸輥的更換，一方面節(jié)省了剝絨機參數(shù)調(diào)整的時間，提高了車間員工換輥的工作效率；另一方面通過剝絨機的合理搭配延長了鋸片的使用壽命，且使剝絨均勻一致，明顯降低了光籽殘絨量。

（3）棉短絨清理過程中，增加五聯(lián)篩，有利于清除棉短絨中混入的碎棉仁、塵土等影響產(chǎn)品品質(zhì)的細碎雜質(zhì)。另外，通過增加新型棒條機將棉短絨下腳料進行回收再利用，使短絨產(chǎn)出率提高20%以上。

3 結(jié)論

本公司結(jié)合自身生產(chǎn)情況設計了一套棉短絨清理回收生產(chǎn)工藝路線，可將原料雜質(zhì)含量由1.0 %～2.5 %降為0.6 %～1.1 %，剝絨后得到灰分含量為2.0 %～2.5 %、硫酸不溶物含量為15%～25%的棉短絨。經(jīng)過集絨、清理和回收后得到灰分含量為1.0 %～1.4 %、硫酸不溶物含量為5.0 %～6.0 %的棉短絨，收率在94%以上，符合大型生產(chǎn)線生產(chǎn)要求，能為相關生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。