棉花含糖量的研究与纺纱生产控制实践

文/周泉涛  李世平（舞钢银龙纺织）

由于各个国家气候环境，品种特性种植技术病虫害防治等管理水平的差异，各地区棉花含糖量有所差异，棉花含糖成分复杂，含量微小，单批次或者单包棉花含糖量大，对纺织生产过程影响巨大，特别是智能化纺织用工减少，对生产组织质量管理是一个极大挑战，一旦大批量使用高含糖的棉花甚至是灾难性的。因此建立系统的棉花含糖定性定量检测方法和纺纱生产控制非常重要。

1 棉花含糖原理

棉纤维的主要成分是纤维素，还会有少量的棉糖、蛋白质、脂肪、棉蜡、水溶性物质和灰分等，棉糖是指棉花会有的可溶性糖分，其中包括棉纤维自身生长产生的植物生理糖（内糖）以及附着棉纤维的外源物质糖类或者昆虫糖类（外糖），内糖是棉花光合作用的初级产物，是合成棉花纤维素的前提，主要受控于环境因素和遗传基因，而外糖主要是来源于棉花蚜虫或白粉虱等的排泄物污染和棉叶蜜腺分泌物。

2 棉花含糖控制方法

目前，国内外测定棉纤维含糖的方法很多，这些方法各具特点和使用范围，但在全面反映棉纤维中各组含糖的实际含糖方面存在一定的局限性，第一类是基于还原性糖的方法，以斐林试剂法，斐林-马萨特法，贝内迪克特试剂法，DNS法或铁氰化钾法为代表。第二类是基于糖醛衍生物的方法，第三类是基于生物分解酶的方法，以葡萄糖氧化酶和6-磷酸葡萄糖脱氢酶法为代表，第四类是基于仪器检验的光谱方法，主要有旋光法，基于Perkins法的红外光谱法等。

我们公司采用的是利用是内迪克特试剂法的标准色卡（standard colour chart）的定性比色法，是斐林试剂的改良试剂，是由硫酸铜，柠檬酸钠和无水碳酸钠配制成的蓝色溶液，可以分甲乙溶液存放备用，避免了斐林溶液必须现配现用的缺点。贝氏试剂可与醛或醛（酮）糖反应生成Cu2O沉淀及相关络合物，根据还原糖含量的不同，可显现天蓝色，绿色，草绿色，土黄色，橙红色等颜色，即可通过对照标准色卡目视比色，确定含糖等级，但此方法不能反应海藻糖，松三糖，蔗糖等非还原糖的含量。

3 我公司棉花含糖量的检验方法及改进

我公司按照GB/T13785-1992《棉纤维含糖程度实验方法 比色法》的规定执行取样试验过程中，发现很多不同区域产地的棉花含糖程度几乎没有区别，但在实际纺纱生产中却缠绕非常严重。我们综合分析，新疆很多年来对棉花种子基因的研究改良，大部分新疆棉内糖的含量都差不多，造成纺纱缠绕严重的主要原因是棉花生产过程中受到了病虫害的影响，外糖含量高是主要原因之一。而病虫害造成的外糖主要附着于棉花的叶子和杆皮上，经籽棉收摘加工后难以清除，形成了棉花的杂质或者粘在棉花纤维上一部分（少量）。实践证实在纺织加工过程中粘绕在罗拉皮辊上的主要是棉结和杂质，所以我们在取样时同时会把每批原批的杂质在原棉杂质分析机中提取1g进行比色法试验，经多次同时和棉纤维相比颜色差异大，更易精准分级。

我们把颜色进行定量如检验报告中；无色（天蓝色）1级；蓝绿之间为1.5级；绿色（微）2级；草绿（轻）3级，草绿和土黄之间3.5级；土黄（轻多）4级，土黄与橙红之间为4.5级，橙红（多）5级。

表1  棉花含糖量测试（1）

图1  棉花含糖测试颜色（1）

表2  棉花含糖量测试（2）

 

图2  棉花含糖测试颜色（2）

表3  棉花含糖量测试（3）

 

图3  棉花含糖测试颜色（3）

4 纺纱生产原棉配棉的控制

(1) 针对日常生产过程中，对于不同产地棉花性能的了解进行总结经验，建立棉花含糖量的实验体系和严格的轧花厂黑名单制度。

①　南疆棉含糖量普遍高于北疆棉

②　新疆长绒棉的含糖量大大低于细绒棉

③　美国皮马棉个别批次的含糖量非常高

④　巴西棉的含糖量普遍比美棉 ，澳棉高

⑤　美棉个别批次的含糖量非常高

⑥　当年度棉花比陈棉的含糖量较高

⑦　苏丹棉含糖量极高

⑧　近年来新疆棉花体制改革，棉花种子种植规范较为涣散，给棉花含糖量差异带来了较大的问题

(2) 为了纺织厂能稳定持续的生产，配棉是关键的控制环节，我们严格要求一个年度一个轧花厂的棉花定为一批，在配棉比例中不允许超过10%，避免该批次棉花比例过大对生产产生不利影响。

(3) 严格控制配棉中的加权平均含糖量在高温高湿季节不高于2.5级别，在其它时间不超过2.75级别，对于纺纱过程中反馈的粘绕罗拉、皮辊现象紧密关注，一旦发现风吹草动就对较高含糖的棉花3.0级别以上的进一步减少使用比例，或棉包进行刷消糖剂处理，温湿度特别是相对湿度偏小进行掌握，让职工感觉到生活好做，杜绝粘绕现象。

(4) 加强设备基础工作，建立纺纱厂从前到后全流程的快速反应机制，揩车时及时发现异常现象，罗拉，皮辊，皮圈上的棉蜡，棉结 杂质必须彻底清理干净，并进一步查清为什么会粘上，罗拉揩皮作用是否良好并整修，及时反馈上级领导引起高度关注。

如果生产过程中出现粘缠现象，立即采取应急措施如下：

①　设备上梳棉每天刷道夫，圈条盘每周拉一次，精梳，头并，末并每周拉一次圈条盘，周三周六精梳擦一边皮辊和罗拉，减少粘杂。粗纱罗拉揩车擦干净，确保前纺开车正常，细纱控制好温湿度，避免皮辊粘花。

②　前纺空调水泵关闭，相对湿度控制到50%以下。

③　细纱工段相对湿度依据开车状态，相对湿度也进行控制在50%左右。

④　立即针对上盘棉花进行逐包测试含糖量，发现单包含糖偏高，进行调整，减少使用比例。或通过刷消糖剂逐步消化使用掉。

⑤　制定长期有效措施，总结经验建立黑名单原棉体系，针对每次更换配棉时单批原棉进行单唛试纺一下，在试纺过程中出现问题及时反馈，避免因缠绕造成质量波动，严重影响生产秩序。

  

图4  皮辊缠绕（一）

  

图6  皮辊缠绕（二）

5 结论

高含糖棉花在纺纱生产过程中可纺性非常差，一旦出现粘卷并缠绕罗拉皮辊皮圈的三绕现象，成纱质量条干恶化，纱疵断头增多非常严重，致使生产无法正常进行，将严重影响成纱质量，产量，效率，成本，特别是对万锭用工少的现代智能化纺织厂来说简直是一场灾难，必须高度重视。

在实践生产中总结经验，预防为主，及时调整，也希望科研部门尽早研究出测试棉纤维含糖量的数字化全系统仪器和方法，方便纺织厂快捷的检验和应用，更希望广大棉花种植者们也要慎重选取棉花种子，广泛的总结经验一旦出现病虫害棉花及早控制管理，对有病虫害污染的棉田还是单独加工销售为最好。

编辑：纺织大学堂