棉花异性纤维含量检验技术探究

■ 肉孜艾·阿依提木哈买提

〔塔城地区纤维检验所，新疆乌苏 833000〕

在近10年的棉花质量检验体制改革过程中，我国的棉花检测技术和管理制度得到了提高和优化，但在棉花检测实践中，受多方面因素的影响，棉花纤维品质与异性纤维含量检验成果仍然有一定的改善空间。本文围绕棉花纤维品质和异性纤维含量检验技术进行了综述，并就改进措施进行了研究与探讨。

一、棉花异性纤维概述

棉花中的异性纤维指的是混入棉花的非棉花纤维和非本色棉纤维，比如毛发、麻、丝、其他化学纤维等。异性纤维具有轻、细、长的特点，在棉花加工的过程中难以剔除，并且在清、梳等工序中很容易被拉断或者梳成更细小的纤维，影响棉花产品的质量，给企业造成经济损失，相关规定明确棉花的异性纤维含量标准不得高于抽样总包数的10%［1］。

二、棉花异性纤维的主要来源

异性纤维混入的原因很多，例如在棉花的采摘与交易过程中会用化纤编织的袋子来盛装棉花，然后用塑料绳或者其他纤维制品进行捆扎，此时容易混入其他杂质。在棉花的晾晒过程中，如果没有及时清理干净周围环境中的杂质，那么此时也会混入其他的杂质。在棉花的加工过程中，相关的操作人员没有对棉花进行仔细地挑拣，操作不当也会导致其他异物混入到棉花中，从而影响棉花的品质。总的来说，如果想要有效地提高棉纺织产品的质量，就必须对加工的棉花开展逐批次的异物检测，把混在棉花中的异性纤维成分与含量测定出来，进而制定相关的措施及时进行排除，提高棉花纤维的纯度以及加工产品的品质［2］。

三、影响棉花异性纤维含量指标的原因

在棉花的异性纤维含量检测过程中，通常采用手工挑拣以及人工称重这些相对简单直接的检测方式，这些检测方法存在一定程度的局限性。

（一）受人为因素的影响

目前的棉花异性纤维检测通常采用人眼观察的方式，因此存在一些问题：在光照条件较差的情况下，肉眼的分辨率会下降；棉花在传输过程中，如果速度较快也会导致分辨率下降，并且人的眼睛对于彩色的分辨率较低，识别能力有上限，难以将一些相似的异性纤维与棉花区分出来，这些都是人工识别的局限。调查显示，肉眼难以区分棉花纤维颜色差异度小于5%的异性纤维，这些纤维一旦混入棉花中，只靠人眼是无法辨别的。人工检测还存在检测人员眼睛疲惫、注意力衰退、精力不集中等问题，长时间的重复工作容易引起困乏和负面情绪［3］。

（二）样本不合理导致的检测误差

有的棉花加工企业在进行棉花异性纤维检测的过程中仅仅依靠人工识别的方法，因为效率较低，所以通常采用抽样检测的方式。但在实际取样的过程中相关的工作人员采用的抽样方式不够科学、随机性不强、检测过程不规范、样本数量偏少，这些不规范的操作都会导致检测结果缺乏代表性和科学性，从而使得检测结果不准确。

四、棉花异性纤维检验技术

（一）籽棉轧花前检验技术

籽棉轧花前的检验在棉花异性纤维含量检验中比较常见因为如果在棉花轧花前没有清除掉异性纤维，那么后续的清理工作会非常困难。美国的棉花种植、采收以及加工机械化程度较高，尽管其间混入异性纤维的难度较大，然而美国依然会对异性纤维含量进行检测。不管是在机械性能上，还是在光学特性上，棉花与异性纤维都有相似之处，而二者的化学成分则有所不同，基于此作为异性纤维含量的检验条件。机采加工工艺中，加工前需要在140℃的环境下对棉籽进行烘干，异性纤维在50℃左右会释放化学气体，这类化学气体显然与棉籽、皮棉的化学成分存在差异。鉴于此，我们可以利用色谱分析、质谱仪对棉花异性纤维含量进行检验。

（二）异性纤维检验与清除技术

目前，国内外针对棉花异性纤维检验技术的应用各有不同。例如瑞典的乌斯特公司使用了UQC清纱器，凭借其光电式、电容式以及高灵敏性LED异性纤维常感器等设备，再加上智能检测头，对成纱环节的异性纤维进行检测。这种设备的优势体现在性能与灵敏度上，能够有效控制生产环节对纱线的切除量，避免出现大量捻接。与此同时，该设备还具有自动提供在线异性纤维的分级功能，利用CAY计算机为清纱提供辅助，其检测精度非常高，即使单根合成纤维或细小的头发丝也能被设备检测到。

在国内，棉花异性纤维含量的检验技术在纺织的开清棉工序上得到应用。例如来自中科院的“光电眼”，这属于一种棉花异性纤维自动检测与清除系统，能够利用机器视觉技术与智能加工，通过布置大量传感器对光照下的棉花进行检测，检测效率超过400 kg/h，是人工操作的数倍，异性纤维检测的面积也能够达到1 cm²～2 cm²。在棉花收购、清理、轧花等多个环节的影响下，由于异性纤维可能会更难检测，因此，想要靠该项技术实现全面检测依然存在一些困难，需要提升异性纤维检测的准确率、清除率。

五、棉花异性纤维含量检验技术应用实践

本文选取A轧花厂作为研究对象，对棉花异性纤维含量的检验过程进行探讨与研究。目前棉花行业异性纤维问题已经得到了广泛关注，在产品检验过程中A轧花厂严格按照管理与规范要求，对棉花异性纤维含量监测进行了构建，并以GB 1103—2007检测要求为依据，对棉花异性纤维展开检测。

（一）抽样

抽样分为按批抽样与逐包抽样两种方式。

按批抽样按照批次对样本进行抽取并进行检验。检验流程是在棉花加工过程中进行，检验人员按照每10个棉包2 kg的标准直接在皮棉滑道上抽取样品，经汇总后形成样本。

逐包抽样是指同一天、同一籽棉垛在同一生产线中抽取检验对象。按照每10个棉包2 kg的标准在皮棉滑道上抽取样品并进行汇总，形成样本。

（二）检验方法

检验方法主要为人工挑选。设样本总重量为Z、挑选样本的异性纤维为T、异性纤维含量为V，首先用1 kg刻度磅秤对Z进行称量，保留三位有效数字；在光源充足条件下对棉花样本中对非棉纤维进行挑选；使用0.1 mg磅秤对所有非棉纤维进行称量；按照公式（1）对异性纤维含量进行计算并得出结论。

（三）实际计算

A轧花厂的棉花生产量约为220包/d，检测人员在某日从生产线随机进行样本抽选，总计21个，使用磅秤对总重量Z进行称量，并经过挑选后对异性纤维进行测算，得出结果为15.4 mg。按照式（1）得出：

（四）检验证书与棉包代号填写

根据相关规定，供方提供检验证书时应将棉花异性纤维含量纳入其中，棉包也应对异性纤维含量代号进行标识，在代号表中填写检验计算结果。

六、棉花异性纤维检验工作应注意的问题

棉花纤维检验机构在棉花检验开始前要组织全体职工进行业务学习，强化业务练兵、提高检验队伍素质，同时要求每名工作人员结合实际工作实事求是地总结上一年度工作经验并提出合理化建议，对于一些切合实际的管理建议、奖惩措施、监督机制、工作亮点等，可以通过集体讨论、技术委员会来商定，领导审批通过后及时补充完善实验室管理手册并予以执行。

为保证棉花仪器化检验有序开展，检验机构应及时引进先进的检测设备。以塔城地区纤维检验所为例，截止到2020年底该所共有21台进口棉花大容量快速测试仪（HVI）。首先，塔城地区纤维检验所会聘请设备生产商的工程师在新棉上市前对设备进行保养，从技术层面上促进检验所工作人员的交流，提高他们对HVI仪器进行有效管理的能力；其次，在棉花公证实验室中检验所也会针对其他大型设备制定保养计划，以恒温恒湿机为例，如果其运行过程中存在故障隐患，可以在第一时间发现并检修，从而保障设备运行状态趋于稳定，创造良好的实验室环境。截至2020年9月，检验所针对短期聘用人员建立岗位培训机制，并根据岗位内容的不同采取差异化管理，安排专门的技术人员提供指导并对其考勤进行管理。此外在培训时检验所反复强调了获取数据的准确性，遵循科学、客观、公平的原则对工作人员开展职业道德教育、规范操作行为、严格执行检验流程，并通过有效的监督管理来约束和打击违规操作，同时将绩效考核机制引入到管理当中，为提高实验室棉花检验质量奠定了坚实的基础。具体来讲，检验所应该围绕以下几点采取管理措施：

第一，检验所应该按照棉花的批次来抽查样品，抽查内容应涉及数量、重量以及形态等参数，在抽查过程中做好记录。如果发现某批次棉花样品存在问题，那么应该第一时间向在库检验机构报送抽查结果并制定解决方案，确保样品参数达到要求，避免样品短缺或者条码遗失等问题发生；第二，检验所应该对待检样品的回潮率进行把控，安排专门的管理人员对每个批次的样品检测工作进行监督。如果发现有样品无法达到平衡条件，则应该在第一时间采取预调湿处理，确保在感官检验中样品合格率达到要求；第三，在感官检验过程中记录好每批次棉样，采取定性描述的方式对样品级别与质量做出判定，同时安排检验人员对检验的标准进行统一，不断优化与提升细节；第四，做好实验室环境把控，调节温度、湿度等参数，确保棉样所处的温湿度环境趋于稳定，同时严格按照检验标准使用HVI检验待检样品的回潮率；第五，加强标准棉样管理，安排专门的管理人员配发与监督棉样的使用情况；第六，在日常工作中制定周期性计划对仪器进行检查，收集数据并加以分析，基于分析结果来确定实验室仪器容易出现的问题并采取检修措施；第七，做好HVI检验工作的监督工作，严格按照一个棉样完成一次操作的原则对样品进行规范的检验，确保样品检验结果不会发生错乱情况，如果单批次的样品没有完成检验，则应该保持样品与条码在一起，待检验结果得到确认后才能够向已检区进行推送；第八，以班次为单位对所有HVI配备专门的质检员，严格把控棉花的检验流程，提高质量控制水平，通过留样跟踪、机台对比以及记录监督等多种形式确保HVI检验结果准确、客观；第九，将绩效考核引入到重要的质检岗位管理中，以检验相符率作为主要评定依据，同时结合上级检查的反馈意见对岗位人员绩效进行客观、合理的评价，以此来确定薪酬待遇，调动工作积极性；第十，检验所针对质量问题通过会议形式进行定期探讨，围绕问题进行研究后提出应对办法，以此来提高实验室棉花检验质量的控制力度。

七、结束语

棉花品质与异性纤维检验工作具有较强的复杂性，对“软环境”的要求相对严格。在棉花行业发展过程中，应该对市场调节机制加以充分利用，持续改善棉花异性纤维检测工作方法，通过转变意识态度、提高自律能力、做好政府管控等方式推动棉花行业发展。