机采棉加工工艺与设备配置新探
时间：2024-05-10 22:24 点击次数：
机采棉加工工艺与设备配置新探
王海勃 李春学
兵团具有发展机采棉的独特优势,为了进一步推广机采棉系统工程的进程,适应机采棉种植规模不断扩大的要求和提升机采棉加工质量,需要不断探寻机采棉加工工艺及设备配置。
一、工艺的制定
随着机采棉系统工程的不断发展,机采棉加工工艺技术的应用和推广需要进一步提高。由于机采棉中的外附杂质较手摘棉高出几倍,籽棉含水也较高,故轧花前的籽棉需经过多次清理和1次2次的烘干;轧花后的皮棉需经过两次或更多次的清理,才能达到相应的皮棉质量要求。众所周知,影响机采棉产品质量的因素很多,如:农业技术的配套与应用采收机械的选择调整、加工设备的合理配套、加工工艺的优化选择、操作人员的技术水平等都是不可缺少的重要因素,但机采棉的加工工艺和设备合理配置是诸多因素中较为重要的环节
棉花加工常规工艺主要是以四台型中型锯齿轧花机机组和两台型大型锯齿轧花机机组为主,配套齿钉滚筒式籽棉清理机和锯齿滚筒式皮棉清理机以及燃油式或者燃煤热交换式烘干机组,并配套200型或400型液压打包机。
这种配置在主、铺机的设备性能、生产效率、装机功率等配套方面,没能达到最佳状态。
为了进一步提高机采棉的加工质量,必须对加工工艺进行优化组合,对加工设备进行合理配置,充分发挥加工设备的性能特点。
因此,机采棉加工工艺的设计原则,既要考虑工艺设备的复式效应,尽可能减少机械对棉纤维的损伤,满足工艺要求;又要考虑如何降低装机容量,真正达到"优质、高效、低耗、安全"的生产目标。
1.主机设备的选型。
主机设备的选型应考虑几个方面的因素: ①实际台时处理量;
②加工质量的稳定性; ③设备运行的可靠性 ④适应原料成分性。
要考虑衣亏小,皮棉短纤维含量低、含杂少的主机产品为优先选择。根据传统的轧花工艺,并借鉴国外的机采棉加工工艺流程,设计配置以国产设备为主的机采棉加工工艺:4-3-2-1配置,即:四道籽棉清理、三道皮棉清理、两道籽棉烘干、一道皮棉加湿的系统工艺
目前,机采棉的收获与机采棉加工技术正处在实验、推广和摸索阶段。完全适宜机械采收的棉花品种和种植模式都还未完全成熟,机采棉的成熟一致性(吐絮率),脱叶效果差异较大,再加上各个环节工作人员的技术水平参差不齐,使得机采棉的质量存在很大差异。即:机采籽棉成分较为复杂,不但有较高的天然性杂质,而且有较多的外附杂质。一般籽棉含杂率在9%-19%范围内。由于采棉机在采收棉花时,要对摘链进行喷水润滑,加上早晚空气湿度较大,造成籽棉含水率都在10%-18%范围内,有时含水还会更高,并且籽棉等级混杂,这就给机采棉的清理加工带来很大困难。
2.辅机设备的透型。
目前常采用的机采棉加工工艺有:四台中型轧花机组(台时产量在800kg-1 000kg)采用绞笼配棉的形式,两个进花吸口,两组籽棉清理机组,四组皮棉清理机组,两套烘干机组,并配400型液压打包机。另外一种工艺为:两台大型轧花机组(台时产量在1500kg2 000kg)均采用绞笼配棉的形式,一个或两个进花吸口,一组或两组籽棉清理机组,两组皮棉清理机组,两套烘干机组,并配400型液压打包机。实践证明:无论采用中型机组还是大型机组,主、铺机的合理配套尤为重要。它不但要保证工艺中每个环节连续畅通(不能出现瓶颈现象),而且要充分发挥每台设备的实际效率。通常在手摘棉加工工艺中,可根据所选设备的设计台时产量进行匹配,后续设备比前端设备的台时处理量略大15%左右较为适宜。
而在机采棉加工工艺中,清理设备和轧花设备只能达到设计台时产量的80%左右。因此,在机采棉加工工艺的主、辅机匹配中,应考总整体效率,尤其对打包机的配置更为重要。为了适应国内棉机产品的机型,因地制宜、精准选项,充分发挥和满足新型打包机的要求,制定三台型(大型)机采棉轧花工艺较为理想,另外,在工艺的设计上,可实现不同工艺流程的灵活选择。在加工过程中根据籽棉不同的含杂率和回潮率,自由地选择一次烘干或二次烘干,一遍清理或多遍清理。在保证质量的前提下,最大限度地减少机械运动对棉纤维的损伤。
二、设备的配置
根据目前国内棉机产品的实际情况,可选择配装4406锯片的大型轧花机组,也可选用配装中320锯片的大型轧花机组。无论选用那种机型,两台型轧花机组可配备一套10/h籽清机或者两套5/h籽清机,皮清机按轧花机幅宽选配,并选配普通400型液压打包机;三台型轧花机组,可配备一套15t/h籽清机或者两套7vh*清机,皮清机仍按轧花机幅宽选配,并选配改进型400A液压打包机。配装φ406锯片的轧花机组属于大进大排型,片时产量较高但不孕籽含棉率也偏高(一般在50%-60%),衣亏较大。而配装Ф320锯片的轧花机组,片时产量稍低,但不孕籽含棉率也较低(般在30%-40%),衣亏较小,并且还可将更换下的旧锯片整齿铣后,装配剥绒工艺中使用。因此通过从产出率的角度对比,配装中320锯片的轧花机组较有经济优势。无论采用什么型号的锯齿轧花机,都要求复轧时的籽棉含杂率小于5%、回潮率小于8.5%为最佳。显而易见,就目前机采籽棉的现状,要想既保证加工质量,又稳定加工数量,首先在籽棉预处理上下工夫。由于籽棉的清理效果取决于籽棉回湖率的高低,因此,机采棉首先要选好烘干设备,目前较为经济实用的烘干设备是燃煤式热风炉和塔式干燥机。其次要选好籽棉清理设备,一般选用提净式籽棉清理机和回收式杆棉清理机。籽清机的作用是将籽棉中70%-80%的杂质清除,以减轻轧花阶段的清杂压力。要达到这种清理效果,必须合理掌握籽棉的烘干温度,否则温度低烘干效果差,清理困难;温度高虽能提高清杂效果,但棉纤维的抗拉强度会随之降低,在机械力的作用下,会有大量的纤维被拉断,使轧出的皮棉纤维长度损失加大,皮棉中的短纤维含量增加,即皮棉的内在质量变差。
轧花环节要坚持"因花配车"的原则,根据籽棉的品级,严格控制产量与质量的关系,只有籽棉卷密度合适,才能保证高产、优质。轧剥后的皮棉中含杂率一般可降到3.5%左右,需采用皮棉清理机进一步清理,最后使皮棉中的杂质降至1.5%以下。因此,通常选用齿条辊式皮棉清理机和气流式皮棉清理机相结合,可取得更好的清杂效果。
清理回收在轧花工艺中,也是一项重要环节。它可更好地回收有效纤维,进一步提高衣分率。
清理回收工艺要达到回收净、质量好、流失少的原则,就要做到随机清理回收,这样可以避免重复劳动,简化物料的输送系统,降低灰尘飞扬,减少资源流失。
三、新技术应用
为了适应国家“棉花质量检验体制改革方案"的要求,加快推进棉花加工新技术应用的进程在机采棉新工艺中,应用机电体化控制装置,配置PLC人机界面智能操作系统;在MDY-400A型液压打包机上,采取裸体包装,配自动取样装置,装皮棉在线回潮测定仪和MMIS-1型棉包条形码信息管理系统(在打包的同时可实现自动采集信息、自动形成报表码单、下载检验数据、打印检验证书、智能组批等功能);在加工环节实行包包仪器化公证检验。为了适应加工能力在5000kgh(皮棉)以上的轧花机组,应在打包机上按装MFBK型自动搭扣装置,可实现完整的自动搭扣动作,减少打包操作人员,降低劳动强度,充分提高打包机的工作效率(原400型打包机配套使用后可达30包/小时,400A型打包机配套使用后可达35包/小时)。
总之，设备的选择与工艺流程的制定要紧密结合起来。加工设备应满足产品加工的技术要求,设备的处理量应满足加工生产线上前后工序连续、均衡、协调的生产要求,这样才能充分发挥工艺生产的优势,最终使我国的机采棉加工走上标准化发展的道路。
