棉花杂质含量在锯齿加工过程中变化状况研究.docx

PAGE PAGE 1 棉花杂质含量在锯齿加工过程中变化状况研究 　　 　　周万怀++++梁后军++++李浩++++徐守东++++刘从九++++常郝 　　摘要 　　本文研究了机采棉加工过程中杂质含量变化情况。本研究选择杂质含量较高的机采棉为研究对象，选用当前主流的锯齿加工设备，在每道工序前后设置取样点，分别采用原棉杂质分析仪YG042和HVI1000检测杂质含量，并分析每道工序前后棉花杂质含量变化趋势。研究结果表明，现行主流锯齿加工整体清理杂质效果显著，但部分籽棉清理工序和部分皮棉清理工序无显著杂质清理效果。 　　关键词：机采棉；杂质；锯齿加工；YG042；HVI1000 　　1 材料与方法 　　1.1 试验样品 　　新疆的棉花种植在全国具有典型的代表性，尤其是新疆已经大面积推广机采棉，因此所有试验样品均取自新疆；基于地理位置（地域涵盖南北疆）、加工设备完整性（四道籽清和三道皮清）和代表性等因素，所选取样点包括石河子8师149团、奎屯7师125团、库尔勒2师29团、阿拉尔1师13团；每个取样点选择一个生产工艺最为完备的加工厂，每个加工厂选取5个棉模、分别在生产线上设置9个取样点、每个棉模对应的每个取样点重复取样6次，每个厂区总计样品量270个，每个籽棉样品质量≥1.5kg、每个皮棉样品质量≥0.3kg。 　　1.2 试验仪器 　　常州市天祥纺织仪器有限公司生产的原棉杂质分析仪YG042，由瑞士伍斯特公司（Uster Technologies）生产的大容量棉花纤维检测仪（High volume instrument， HVI）。其中，YG042符合棉花杂质含量检测的国家标准[1， 2]，棉罗拉轉速（1.9±0.03）r/min、刺棍转速（950±50）r/min、电机转速1410r/min、测量精度0.01；USTERRHVI1000是全球公认的棉花分级统一标准检测仪器[3-4]，每个样品平均测试用时≤1min，检测指标多达17项，工作温度（20±2）℃，工作湿度（65±3）%。 　　1.3 杂质检测 　　分别采用YG042和USTERRHVI 1000独立检测样品杂质。对籽棉样品进行试轧，保留试轧杂质、棉籽和皮棉；将每个皮棉样品分为三份，分别为供原棉杂质分析仪YG042检测分析的样品100g、供HVI检测分析的样品100g、其他备用。样品及杂质称量均采用HZY-B（美国华志）高精度天平，量程3200g、精确度0.01g。称量过程中关闭门窗以免气流对称量结果造成的影响，待读数稳定3秒钟以上记录数据以保证称量结果的准确性。 　　1.4 差异分析 　　方差分析[5， 6]可用于检验两个及以上样本均值总体差异性的重要统计方法。 　　其理论基础： 　　（1） 　　其中， 　　（2） 　　（3） 　　本研究使用ANOVA检验多道工序之间棉花样本杂质含量的差异性。假设工序p1执行前棉花样品杂质含量为X1={X11，X12，X13，... ，X1n}，工序p1执行后棉花样品杂质含量为X1={X21，X22，X23 ，... ，X2n}，通过分析X1和X2之间的差异性以确定清理杂质效果的显著性。 　　2 结果与分析 　　2.1 YG042检测结果与分析 　　如上所述原棉杂质分析仪YG042利用棉花纤维和杂质的物理特性差异将棉花纤维和杂质分离，容易直接获取每个加工环节之后的棉花实际杂质含量。以下分别从总体检测结果和各加工厂检测结果角度进行分析。 　　2.1.1 总体检测结果与分析 　　各取样点的加工设备主体相近，通过总体检测结果分析能够体现该类加工设备加工过程中棉花杂质含量变化整体趋势，检测结果如图1所示。 　　图中所列含杂率数据为对应各取样点所有样品检测数据的平均值，每个取样点总体样品量为120个（4厂区数×5棉模数×6每个棉模每道工序取样数），由此可见该统计结果具有较普遍和较强的代表性。 　　2.1.2 各加工厂检测结果与分析 　　分别针对各个加工厂，经各加工环节处理后对棉花杂质含量进行分析，结果如图2所示。 　　由图2不难发现，各加工厂棉花杂质含量随着加工工序的不断推进总体呈递减趋势，但在轧花环节后杂质含量较前一加工环节有所上升，主要是由于轧花环节产生的次生杂质所致；第二道籽清至第三道皮清的杂质清理效果存在较大差异，尤其当棉花本身含杂率较低时，清理效果不显著，如7师125团和1师13团数据显示杂质清理效果不显著。进一步深入分析各加工环节前后棉花样品杂质含量的差异显著性，结果如表1所示。 　　根据ANOVA分析原理，当F≥1、P≤0.05时，两者在95%的置信水平下差异显著，否则无显著差异。由此可见，整个加工过程清理杂质效果显著（1～9），部分厂区的中间加工环节无显著清理杂质的效果，主要集中在第二至四道籽清和轧花环节。