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概 述
世界上生产长绒棉的国家本来就少之又少,而长绒棉的采摘技术在多数国家都一直是人工采摘,当今世界上长绒棉机器采摘技术比较发达和完善的国家,只有美国的PIMA长绒棉的机器采摘技术比较成熟,其他国家埃及、印度、巴基斯坦、秘鲁、中国长绒棉的采摘技术都还是在90%以上的采用人工采摘。
虽然中国近几年由于人工成本的增加,长绒棉生产如果采用人工采摘,成本就占据了整个生产成本的35%左右,其结果是从事长绒棉种植的农户没有利益,或者只有微薄利益。长绒棉从2015年以来在中国的种植面积急剧下降,单一的从2021年来看,中国长绒棉的种植面积只有长绒棉种植高峰期年份的15-20%左右。
为了尽快解决长绒棉种植面积下降严重问题,国家和科研部门都在共同想办法解决长绒棉生产过程中采摘成本高、拾花人员难找问题,自2016年以来农业科研部门、相关政府职能部门就在开始探索中国新疆长绒棉如何采用机器采摘问题。
由于新疆长绒棉的品种、气候环境影响,长绒棉机器采摘技术一直都推广的不顺利,其核心的问题在于长绒棉的种植密度、催熟技术、落叶技术没有达到细绒棉机器采摘标准,再加上长绒棉棉桃棉絮与细绒棉棉桃棉絮的形状及大小、吐絮后的蓬松程度、棉絮在棉壳中裸露面积、棉株的高度都存在较大的差距,长绒棉采用机器采摘就会产生大量的棉叶、棉杆,机器采摘的长绒棉的含杂率一般都会比细绒棉含杂率高5-10%,而长绒棉由于本身由于纤维长度长,加工过程中为了减少对纤维长度的损伤,几乎都是100%的采用皮辊式加工,而皮辊式加工本身的缺点就是无法对籽棉中的杂质、叶榭做到很好的清除,所以机器采摘的长绒棉经过加工后存在的质量问题就是含杂率会居高不下、长绒棉纤维纠缠严重、索丝多、疵点多,普通手摘长绒棉的含杂率一般都在2.0-4.0%之间,而机采长绒棉的含杂率一般都会在4.0-7.0%之间,同时手摘长绒棉的疵点数量也比机采长绒棉的疵点数量少50-100%。
机采长绒棉的主要棉花物理指标说明,未来中国新疆机采长绒棉需要解决的关键技术问题就是长绒棉品种问题,推广早熟长绒棉品种势在必行,也是未来中国新疆长绒棉机器采摘的首要基础,其次是改进机采长绒棉的落叶和催熟技术、采摘机器工艺参数及器材改进、加工工艺和加工流程优选,才会在未来的机采长绒棉的生产过程中,保证机采长绒棉的各县物理指标不会因为采摘技术的不同而受到伤害,当然在机采长绒棉质量指标影响较小的情况下,通过后工序的梳理控制提高梳理效率、梳理效果,也是有效控制机采长绒棉存在的质量问题的重要补充。
今后的3-5年时间内,研究机采长绒棉的种植模式、机采长绒棉品种是改进和提高机采长绒棉质量的关键,也是机采长绒棉技术推广应用的关键,更是机采长绒棉扩大再生产的关键,更好的解决目前长绒棉采购困难的局面,为下游纺纱厂和织造厂提供工优质的原料供应。还有就是在长绒棉机器采摘设备上使用数字化、智能化、自动化进行长绒棉机器采摘技术控制,更是减少机采长绒棉含杂率、防止机采长绒棉本身质量遭受破坏的重点。
很好的运用机器采摘技术在细绒棉采摘技术的成功经验,比较长绒棉采摘技术存在的不足,多方面、多方位实施长绒棉机器采摘技术试验研究,克服当前机器采摘技术在长绒棉采摘上的不足,是实现长绒棉机器采摘技术技术适应不同机采长绒棉的有限途径之一。
在条件允许的情况下,虚心学习美国机采长绒棉技术成功的经验,或对美国机采长绒棉实施实地考察,寻找美国机采长绒棉和我国新疆机采长绒棉存在的异同点,比较美国机采长绒棉和中国新疆长绒棉种植技术、种植品种、落叶技术、采摘技术的不同,将会对我国机采长绒棉技术的推广运用、保证质量起到事半功倍的效果,也会为我国近几年机采长绒棉存在的问题提出指导性意见。
加快我国新疆机采长绒棉技术的进步,进一步改进和实施机采长绒棉轧花技术、轧花设备、轧花流程的改进和突破,除杂达到机采细绒棉效果,对于机采长绒棉的质量控制也许是更为捷径的途径,多重因素的努力、多方经验的尝试是在短时间内完成机采长绒棉机采技术必要的方式之一,为机采长绒棉的梳理、纺纱、织造提供可靠的机采长绒棉质量基础保证。
一、主要国家机采长绒棉物理性能及指标分析
气候环境、机采长绒棉品种性能、种植条件、种植管理水平、落叶时机、采摘环境、采摘技术、加工设备、加工流程、加工工艺等,决定了机采长绒棉的物理性能、物理指标,同时也决定了机采长绒棉生产的棉纱品种范围、质量控制标准。
由于世界上主要长绒棉生产国的机采长绒棉品种不同、气候条件不同、土壤条件差异、种植管理水品差异、长绒棉机器采摘设备差异等线条条件的差异,尤其是棉花生长时期后无霜期存在的长与短,是决定机采长绒棉质量一致性的关键。
保证整株机采长绒棉的一致性,既可以保证机采长绒棉本身籽棉的含杂率很低,又可以保证机采长绒加工、纺纱、面料质量的稳定一致性,机采长绒棉整株从底到顶都趋于一致,关键技术在与品种与无霜期之间的在协调一致,对于机采长绒棉质量控制,在自然条件因素的无法改变时,依靠科技的力量实现品种与环境适应的突破,是稳定机采长绒棉物理性能一致性的主要因素。
就目前世界上的机采长绒棉质量控制水平而言,最好的是美国,其他国家机采长绒棉质量都相对比较薄弱,需要探索改进提高,这也是美国SJV、PIMA棉花质量优秀的主要原因,也是美国PIMA长绒棉主导市场价格的主要因素,尽管埃及长绒棉在过去的历史上飘香于世界,但是近几十年来埃及长绒棉GIZA管理水平、育种水平的下降,在世界市场上需求和知名度上远远小于美国PIMA长绒棉,其中关键原因在于人为因素采摘棉花与机器采摘棉花形成的长绒棉质量重大差异。
如果埃及长绒棉在未来实施机器采摘,考验的第一因素就是埃及长绒绵的管理水平是否会有提高,其次是埃及超级长绒棉的历史已经成为了过去,新的超级长绒棉品种有待开发,机采长绒棉的长度指标是否在加工后后有保证,都是一个值得思考的问题。
时代的发展和未来劳动力成本的不断攀升,全世界长绒棉生产国都会或早或迟的推广和使用机器采摘技术,中国目前为防止长绒棉种植面积的进一步减少,正在大力推进长绒棉采摘由手工向机器采摘大踏步的发展。而且每一年中国新疆机采长绒棉的质量在落叶率、净采率、含杂率、除杂率都会有所改进提高,在短时间的科技攻关下,某些机采长绒棉的质量指标超越美国机采长绒棉质量控制水平也是完全可能的,改变手摘长绒棉质量永远好于机采长绒棉质量的传统思维,是推进机采长绒棉在世界范围内实现机器采摘全覆盖的关键,也是推动机采长绒棉品种改良、管理技术更加先进可靠的主要途径之一。
近十几年来全世界长绒棉种植面积的萎缩,其主导因素就是种植生产成本高导致的,改变长绒棉人工采摘费用(3-4)元/公斤的局面,向机器采摘只有(0.6-0.8)元/公斤过度,仅此一项机采长绒棉就降低了4-7倍的采摘成本,由于机采长绒棉本身的性价比与机采细绒棉的巨大差距,恢复机采长绒棉种植面积的扩展,对于每一个长绒棉生产国都会具有一定的帮助和推动作用。
1.1 主要长绒棉生产国家机采长绒棉质量试验分析
试验数据说明:美国、秘鲁、中国机采长绒棉与埃及、以色列机采长绒棉比较,美国、中国、秘鲁的长度、整齐度较好,含杂率较低,短绒率也相对较低,但是由于机采长绒棉上涨气候环境的差异,埃及、以色列机采长绒棉在棉结、带纤维籽屑、索丝、僵斑、软籽表皮都显得比美国、中国、秘鲁机采长绒棉低,而且埃及机采长绒棉的纤维细度、未成熟纤维含量相对美国、秘鲁中国较好。
1.2 主要长绒棉生产国手摘棉与机采棉花质量比较分析
试验数据说明:主要产棉国手摘长绒棉与机采长绒棉比较分析,不仅机采长绒棉的长度、整齐度、细度、马克隆值明显降低严重,而且机采长绒棉的短绒率、未成熟纤维含量、棉结、带纤维籽屑、僵斑、软籽表皮都明显增加。
未来机采长绒棉只有提高机采长绒棉籽棉的洁净度才能够更好的稳定机采长绒棉皮棉的质量在加工过程中减少损失,当然由于埃及长绒棉存在的特殊生长环境,相对而言,埃及机采长绒棉、手摘棉在加工后的疵点含量上明显好于中国和美国,但是埃及长绒棉的短绒率在未来机采长绒棉生产、加工过程中必须采取措施改进轧花技术来实现降低。
二、梳棉工序机采长绒棉的梳理效率和梳理效果
棉花的质量优劣决定了梳棉机梳理效率的高与低,梳棉机的梳理效率控制在75-85%之间,为保护梳棉机的各类针布在梳理时间段内不受损伤损坏,梳理效率控制在80%以下较好,一般情况下是棉花的质量越差、等级越低、疵点数量越多、危害性纤维越多,梳棉机的梳理效率相对较要高,反之梳棉机的梳理效率就可以降低。
而机采棉花的梳棉机的梳理效率相对于手摘棉花要高,因为机采棉花中含有大量的危害性纤维短绒率、未成熟纤维、索丝、僵斑、软籽表皮、棉结、带纤维籽屑、叶榭等,同时对于梳棉机的固定盖板针布、活动盖板针布、锡林针布、刺辊针布、的密度、锋利度、相对要求更为苛刻,纺纱的工艺速度刺棍、盖板要高,纺纱的梳棉机隔距要小,梳棉机纺纱器材的使用周期、维护周期缩短,否则机采棉花在纺纱过程中的梳棉梳理效果就不会最佳。
加强对机采长绒棉中危害性疵点、危害性纤维在清花工序、梳棉工序的清理、排除,是减少梳棉机盖板针布、锡林针布、刺辊针布、道夫针布损伤损坏的关键。根据机采长绒棉的产地、机采长绒棉的质量加工指标控制制定梳棉机的梳理速度、梳理隔距、转移速度、纤维束的转移量大小,对于机采长绒棉梳理效果的控制极其重要,把握住机采长绒棉的梳理效率在80-85%之间,有利于机采长绒棉梳理效果的控制。
在设备状况和纺纱器材状况保证的条件下,有时也可以在根据机采长绒棉的危害性疵点、危害性纤维含量将梳棉机的梳理效率提高到85-90%,特别提醒的是一般情况下坚决反对使用这样的临界工艺控制梳棉机梳理效果,否则导致大面积的梳棉机纺纱梳理器材、梳理原件损伤损坏是不可避免的,弄清机采长绒棉质量的优缺点、梳棉机梳理器材的适应特点,实时调整梳理工艺、梳理负压,对于改进提高梳棉机梳理效果具有长期有效的帮助。
2.1 不同时期机采长绒棉梳理效果试验比较分析
试验数据说明:同一地域机采长绒棉,由于不同年份气候环境造成的无霜期差异,梳棉机梳理效果也存在明显的差异,尤其是在危害性纤维、危害性疵点清除上具有突出的体现,随着机采长绒棉无霜期和成熟期限的增加,机采棉花落叶率较好、顶部棉花的成熟性增加,事实机器采摘的长绒棉杂质含量含量低,加工过程中纤维损伤少,机采长绒棉本省的疵点含量、危害性纤维降低,梳理效果在同等的梳理效率下表现出较少的危害性纤维、危害性疵点。
三、精梳工序机采长绒棉的梳理效率和梳理效果
机采长绒棉在精梳工序的梳理效果、梳理效率,可以根据机采长绒棉的物理性能、物理指标来试试一定范围限度的控制,随着机采长绒棉在清梳工序的梳理,根据梳棉条中残留的危害性疵点、危害性性纤维,决定对机采长绒棉在精梳工序的梳理效率、梳理效果进行控制,是保证机采长绒棉精梳条熟料质量稳定的节点。
为了达到机采长绒棉精梳工序的梳理效果,采用精梳机合理的嵌板开口、精梳机锡林密度、锡林角度、锡林针齿锋利度、顶梳密度、顶梳齿形、顶梳穿针深度、喂给棉层厚薄程度等,是达到和改进精梳机梳理效率、梳理效果的重要环节。
根据机采长绒棉质量指标、梳棉机棉条质量指标合理精梳机的精梳落棉率大小,对精梳机基础入门的梳理效果、梳理效率是一个很好的补充,而且注重精梳机顶梳和锡林的密度,有利于更好地清除夹杂在纤维束中的死棉、白星,更有利于纤维的伸直和分离,更大限度的将纤维棉层、纤维束中的棉结、带纤维籽屑、死棉、白星、毛粒毛球降落在精梳落棉纤维之中,其梳理效果比改变梳棉机的梳理针布对机采长绒棉梳理更有效、更简单、成本更低。
研究精梳机梳理器材、梳理工艺对机采长绒棉的梳理效果、梳理效率影响,比控制梳棉机梳理器材、梳理工艺对机采长绒棉梳理质量的影响,体现出更为突出梳理效率、梳理效果,精梳机的梳理效率和梳理效果的确定。必须根据梳棉机梳理后梳棉条的质量确定。
梳理效率过大,将会增加精梳机纺纱器材的损耗和方式生产成本的增加,梳理效率过小又会造成机采长绒棉在京书经工序的梳理质量下降,无法满足后工序精梳棉纱质量对危害性疵点、危害性纤维的控制要求。
根据机采长绒棉生产精梳棉纱质量控制标准要求、精梳棉纱品种要求没选择合理的精梳机纺纱器材、纺纱工艺,将精梳机的梳理效率控制在65-75%之间,即可以很好的防护精梳机纺纱器材、纺纱设备的伤害,又可以稳定机采长绒棉在精梳工序的梳理效果、梳理质量。
3.1 精梳机顶梳密度对机采长绒棉梳理效果影响试验分析
试验数据说明:随着精梳机顶梳密度的增加,精梳条的各项物质指标都得到了有效的改善,危害性疵点、危害性纤维降低突出,尤其是对后工序棉纱和面料影响严重的疵点得到了有效控制,也就是说未来机采长绒棉根据市场棉纱质量要求和品种要求,合理制定和精梳机纺纱器材顶梳密度,甚至包括精梳机锡林密度、锡林角度,都是十分关键的纺纱器材、纺纱器材工艺控制,是花小钱赚质量赚大钱的根本。
四、综合分析
长绒棉的种植规模下降和人工采摘成本的上升,推动机采长绒棉在世界主要生产国的推进与发展,实施机采长绒棉是未来发展的必然趋势,改进和发展机采长绒棉早熟、一致性好的品种,解决机采长绒棉田间管理和落叶技术,是摆在眼前的首要任务。
现有的机采长绒棉种植、采摘、加工技术,证明了机采长绒棉的采摘设备、采摘技术与长绒棉的生理性能适应还有一定的差距,也产生了机采长绒棉目前固有的物理指标是多种质量指标的混合体,造成了很多危害性纤维、危害性疵点在纺纱梳理过程中难以清除。
不同国家的长绒棉的气候环境、品种适应程度、管理水平、采摘设备水平的差异,导致目前机采长绒棉的品质差异较大,趋于机采长绒棉低端和顶端机采长绒棉质量指标一致性发展,尽可能的减少机采长绒棉前期、中期、后期的质量差异,是机采长绒棉发展的必然途径。
机采长绒棉给梳棉工序和精梳工序的梳理带来诸多困难,梳理效果相比较手摘长绒棉的严重下降,是值得引起深思的问题,通过梳理器材、梳理工艺、梳理管理,达到解决机采长绒棉梳棉、精梳工序梳理效率、梳理效果目的,是未来机采长绒棉广泛被纺纱厂、织造厂大面积使用的关键。
根据不同国家机采长绒棉的物理性能、物理指标,确定本国机采长绒棉品种、种植、采摘、加工、纺纱、织造的发展方向,是推进机采长绒棉种植面积扩展、质量稳步提升的关键,主要长绒棉生产国加大对机采长绒棉的研究和投入,不仅有利于解决目前长绒棉价格居高不下、成本特高的主要因素,也是稳定提高机采长绒棉物理性能、物理指标的重要因素。
作者:熊伟 新疆沃普农业发展有限公司 秋黎风 白雪 纺织器材杂志社
编辑:中国纱线网新媒体团队
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