棉花加工工艺与设备

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,棉花加工工艺与设备,主讲：刘阳,第一篇 籽棉清理工艺与设备,第一章 棉花加工工艺流程,一、根本概念,何谓棉花加工：棉花加工也称作籽棉初加工，就是对籽棉进行加工， 使之成为皮棉、短绒、棉籽的过程。,生产过程和工艺过程,生产过程,棉花加工厂的生产过程：,棉花加工厂的产品：,第一章 棉花加工工艺流程,加工工业的类型：,流程式加工工业,a.综合流程式加工工业造纸业，炼铁工业,b.分解流程式加工工业炼油工业，面粉业,加工-装配式加工工业,机械工业，无线电工业,从加工特点来看，棉花加工分解流程式的加工,第一章 棉花加工工艺流程,工艺过程的概念,工艺过程是生产过程的主要局部。,棉花加工工艺过程：是指直接对籽棉进行加工，使之成为皮棉、短绒、棉籽的过程。,工艺过程的阶段 可分为三个工艺阶段：,a.准备阶段,b.加工阶段,c.成包阶段,第一章 棉花加工工艺流程,a.准备阶段,准备阶段采用烘干 (或加湿)、清理等工艺方法，为后续加工提供含水适宜、充分松懈且去除了大局部外附杂质和局部原生杂质的籽棉。,b.加工阶段,加工阶段对籽棉、棉籽进行轧、剥，对皮棉、短绒进行清理，对不孕籽等下脚料进行清理回收，以获得棉花加工厂生产的各种产品。,c.成包阶段,成包阶段将单位体积重量很小的松散而富有弹性的皮棉、短绒压缩成型、包装，便于运输、储存和保管。,第一章 棉花加工工艺流程,棉花加工工艺过程包括的主要工序：,棉花加工工艺过程包括的主要工序有籽棉预处理、轧花、剥绒、下脚料清理回收、打包等。,棉花加工过程中出现的产量问题、质量问题、产量质量矛盾等问题必须从系统的角度去考察和分析，如“主机拿产量，辅机拿质量就是用系统观点解决轧花产质量矛盾问题的很好方法。,第一章 棉花加工工艺流程,2.工艺和工艺流程,工艺,所谓工艺：就是劳动力利用劳开工具对劳动对象进行加工，使之成为产品的方法。,棉花加工工艺：即是劳动者利用棉花加工设备把籽棉加工成皮棉、短绒、棉籽的方法。,棉花加工工艺的制定必须从产品质量、生产率、能源耗损、经济效益等方面考虑。,第一章 棉花加工工艺流程,工艺流程,工艺流程,：即生产某一产品的加工步骤和顺序称为工艺流程。,棉花加工工艺流程,即是将籽棉加工成皮棉、短绒、棉籽的步骤和顺序。,棉花加工工艺流程图形的表示方法有两种 ：,a.,方框图,b.,形体图,第一章 棉花加工工艺流程,a.方框图,绘制方框图时，在方框内注明设备名称，用箭头表示物流流向。,由于方框图比较简单，故作为一般工艺介绍时采用。,b.形体图,绘制形体图时，要反映出设备的根本结构和工作原理，用各种类型箭头线分别表示物料、空气的流向。,形体图绘制比较复杂，但表示的工艺流程更加直观明了。,第一章 棉花加工工艺流程,另外，工艺布置总图不仅能反映棉花加工工艺流程，而且还能反映全部机器设备的排列、定位和管道布置等。,在工艺布置总图中，车间、机器设备及机器设备定位均以同一比例绘制，在不同视图中，机器设备按外形轮廓尺寸绘制。,工艺布置总图通常在棉花加工厂工艺设计时采用，它是厂房建筑设计的主要依据，也就是说，厂房的跨度、柱距及梁底净高首先要满足工艺设备和生产操作的要求。,第一章 棉花加工工艺流程,二、我国的棉花加工工艺过程,在我国籽棉以人工采摘为主，机械采棉才开始在新疆地区推广。手摘棉相对机摘棉而言，外附杂质较少，含水较低。,所谓轧花：就是利用轧花机将长纤维与棉籽别离的工艺过程。,按工作原理来分，轧花机有两种类型:,a.锯齿轧花机 锯齿轧花机是棉花加工厂规模生产的必备机具;,b.皮辊轧花机 皮辊轧花机目前主要用作收购棉花的检验机具及加工长绒棉。(现在收购检验使用锯齿试轧机。,第一章 棉花加工工艺流程,所谓剥绒:就是利用剥绒机将生着在棉籽上的短纤维与棉籽别离的工艺过程。,国内目前普遍使用锯齿剥绒机，锯齿剥绒工艺实行分道剥绒，连续生产，即先剥头道绒，再剥二道绒，最后剥三道绒。,第一章 棉花加工工艺流程,1、棉花加工传统工艺,棉花加工传统工艺：指的是主机-轧花机采用5571型或其改进机型的棉花加工生产线工艺流程。,棉花加工传统工艺不够完善，是一个厂一个样或一条生产线一个样。较有代表性的棉花加工传统工艺流程如下图 下页图,第一章 棉花加工工艺流程图,工艺过程方框图,籽棉货场喂棉重杂质别离籽棉卸料异纤清理自动喂料控制籽棉烘干籽棉卸料籽棉清理籽棉配棉锯齿轧花皮棉清理联合清理 皮棉加湿集棉 打包棉包输送系统切取棉样,第一章 棉花加工工艺流程图,手摘棉加工工艺流程图,1.通大气阀 2.重杂质别离器 3.籽棉别离器 4.异纤清理机 5.籽棉自动控制箱 6.籽棉枯燥机 7.籽棉别离器 8.籽棉清理机 9.配棉输送机 10.溢流籽棉别离器 11.锯齿轧花机 12.气流式皮清机 13.锯齿式皮棉清理机 14.皮棉加湿机 15.集棉机 16. 400 型打包机 17.成包输送装置,第一章 棉花加工工艺流程,存放在露天货场或仓库的籽棉采用气力输送方式运送到生产车间。,在气力输送管道上，设有12个重杂物沉积器，以去除籽棉中的重杂物。,外吸棉的控制是通过人工调节设置在回风管上的风门启闭来实现。,籽棉别离器使籽棉与含尘空气别离，随后籽棉被卸入刺钉滚筒式的籽棉清理机，而含尘空气被导入空气管，经风机再入除尘设备净化处理。,第一章 棉花加工工艺流程,籽棉被清理、膨松后，由三管配棉装置将其分送给每台锯齿轧花机。,经锯齿轧花机加工，长纤维与籽棉别离。,随后，皮棉采用共同集棉方式送往总集棉机，压成片状后经皮棉滑道送入打包机成包；,棉籽由螺旋输送装置送往剥绒车间加工；,轧花过程中排落的下脚料 (主要是不孕籽等有效纤维) 由气力输送装置送往清理回收车间加工。,第一章 棉花加工工艺流程,凡供榨油用的棉籽都要进行剥绒，且实行分道剥绒，供留种用的棉籽可减少剥绒次数或不剥绒。,剥绒前，棉籽先要进行清理，然后棉籽由螺旋输送装置送往头道剥绒机加工。经过头道剥绒机加工，较长的短纤维与棉籽别离。,随后，棉籽又由螺旋输送装置送往二道剥绒机加工。经过二道剥绒机加工，次长的短纤维与棉籽别离。,接着，棉籽又由螺旋输送装置送往三道剥绒机加工。经过三道剥绒机加工，大局部剩余短纤维与棉籽别离。剥得的各道短绒由各道的共同集绒装置分别送往各自的总集绒机，压成片状后送入短绒清理机清理，之后分类成包。,第一章 棉花加工工艺流程,剥绒过程中排落的下脚料 (主要是落绒等) 由输送装置送往清理回收车间加工；剥过三道的光棉籽由输送装置送往仓库装袋。,棉花加工传统工艺生产线的加工量是以生产线上80型锯齿轧花机台数来表示的，有一台型、两台型、三台型、四台型4种类型的加工生产线。,80型锯齿轧花机台时皮棉产量约为350500kg，假设加工时间按120天，每天按20小时生产，那么一台的年加工能力约为920吨皮棉；两台的年加工能力约为1840吨皮棉，其它台型依次类推。,第一章 棉花加工工艺流程,第一章 棉花加工工艺流程,2、机采棉清理加工工艺流程及设备,我国的机采棉清理加工工艺如下见流程图：,采棉机采收的籽棉在田间被打成棉模，由棉模车将棉模运送到棉花加工厂自卸在自动喂棉机上。,自动喂棉机将棉模开松，并喂入籽棉输送系统籽棉输送系统也可以直接从货场棉垛吸棉。在籽棉输送系统中设有重杂物清理机，首先将大颗粒杂质及僵瓣清理。然后通过籽棉卸料器将气料别离，把籽棉卸入喂料控制器。,第一章 棉花加工工艺流程,喂料控制器将一定量的籽棉喂入一级籽棉烘干系统进行烘干。烘干后的籽棉通过籽棉卸料器喂入清铃机去除籽棉中的棉铃、棉壳、棉杆、僵瓣棉和其他重杂物等。,去除后的籽棉靠重力进入回收式籽棉清理机，以去除籽棉中的棉叶、不孕籽和尘杂等细小杂质。然后，籽棉被送入二级籽棉烘干系统进行烘干。,第一章 棉花加工工艺流程,二次烘干后的籽棉被吸入倾斜式籽棉清理机，倾斜式籽棉清理机将籽棉和尘杂空气别离，并对籽棉中的细小杂质进一步清理，然后将籽棉喂入回收式籽棉清理机。,回收式籽棉清理机再次对籽棉中的细小杂质进行彻底的去除。清理干净的籽棉被配棉绞龙分配到各个轧花机进行轧花。,加工出的皮棉送入气流式皮棉清理机，去除不孕籽、破籽、棉叶等杂质。然后，送入两级锯齿式皮棉清理机再次去除皮棉中的各类杂质。,第一章 棉花加工工艺流程,轧花机和皮棉清理机排出的不孕籽棉被不孕籽回收系统吸入不孕籽提净机对有效纤维进行回收。,清理后的皮棉被送入总集棉机实现气棉别离，并将皮棉压成棉胎送入皮棉溜槽。,皮棉加湿系统将皮棉溜槽中的皮棉回潮到规定值，然后进入打包机打包。,成型的棉包被运包车运至自动计量及输包系统进行称重计量并输送出车间，从而完成整个加工过程。,第一章 棉花加工工艺流程,第一章 棉花加工工艺流程,第一章 棉花加工工艺流程图,工艺过程方框图,棉场通大气阀籽棉别离器籽棉自动控制箱重杂质别离器,籽棉枯燥机刺钉辊筒清花机清铃机刺钉辊筒清花机回收式清花机,配棉输送机轧花机 溢棉籽棉别离器,配棉溢流箱,气流式皮清机皮棉清理机集棉机打包机,第一章 棉花加工工艺流程图,机采棉加工工艺流程,1.通大气阀 2.重杂质别离器 3.籽棉别离器 4.异纤清理机 5.籽棉自动控制箱 6.籽棉枯燥机 7.刺钉滚筒清花机 8.清铃机 9.籽棉枯燥机 10.回收式清花机 11.配棉输送机 12.溢流籽棉别离器 13.锯齿轧花机 14.气流式皮清机,15.皮棉清理机 16.自动加湿机 17.集棉机 18.打包机,第一章 棉花加工工艺流程,籽棉输送系统,a.棉模车,b.自动喂棉机：,由棉模输送平台和开松装置两局部组成。,c.风力输送系统：,由吸棉管道、重杂物去除机和容积式籽棉卸料器组成。,第一章 棉花加工工艺流程,籽棉烘干及清理系统,a.一级籽棉烘干系统,由籽棉喂料控制器、热源局部、烘干塔或烘干滚筒、调温装置和输送管道组成。,b.一级籽棉清理,由容积式籽棉卸料器、清铃机、回收式籽棉清理机和输送管道组成。,第一章 棉花加工工艺流程,c.二级籽棉烘干系统,由热源局部、烘干塔或烘干滚筒、调温装置和输送管道组成。,d.二级籽棉清理,由输送管道、倾斜式籽棉清理机和回收式籽棉清理机组成。,第一章 棉花加工工艺流程,轧花及皮棉清理,该系统由,配棉绞龙,、,轧花机,、,溢流箱,、,容积式籽棉卸料器,、,气流式皮棉清理机,、,皮棉道,和两级,锯齿式皮棉清理机,等组成。,集棉及打包,由,皮棉道,、,总集棉机,、,皮棉溜槽,、,加湿器,、,400,打包机,和,棉包重量计量,、,条形码系统,及,输包装置,组成。,不孕籽棉回收系统,由,不孕籽输送管道,和,不孕籽提净机,等组成。,第一章 棉花加工工艺流程,机采棉清理加工工艺及设备特点,结合机采棉含杂高、含杂种类多、含水高的特点，按照“先清重、后清轻再清细小杂质的顺序，设定了“五级籽棉清理、三级皮棉清理、二级烘干的加工工艺，确保了清理加工后皮棉的质量和含杂，并充分考虑今后一定时期内机采棉、人工快采及手摘棉并存的国情，在工艺路线上多处设置了旁通管路，使该套设备既适合机采棉又适合人工快采及手摘棉的清理加工。,第一章 棉花加工工艺流程,具备以下特点：,a.工艺完善合理、设备性能优良,b.产量高、质量好、占地面积小、建筑投资低,c.自动化程度高、耗电低、劳动强度低,d.工艺适应性强、生产本钱低,第一章 棉花加工工艺流程,第一章 棉花加工工艺流程,3,、棉花加工新工艺相对传统工艺具有如下特点,加强和完善了籽棉清理,增加了籽棉烘干和皮棉清理工序，且设置了旁路系统，实现了棉花加工工艺路线的可选择性,加工设备成套安装时，现场制作设备大大减少,单机自动化程度高，前后单机之间连锁控制，减少了故障造成的危害。,三、美国的棉花加工工艺流程,第二章 籽棉清理,一、籽棉清理的意义,籽棉清理,是棉花加工的第一道工序，因此选用合理的籽棉清理设备和采用先进合理的籽棉清理工艺流程，对于降低籽棉含杂率、提高皮棉质量，具有非常重要的意义。,二、籽棉水分与加工工艺的关系,1,、,回潮率,的概念,2,、籽棉回潮率过高的危害：,第二章 籽棉清理,棉纤维的基部与棉籽的联结力增大，棉纤维本身的强度增加，而棉籽表皮变软，在轧花过程中容易撕下棉籽表皮，形成带纤维籽屑。湿强干强,杂质与棉纤维的粘附性增大，使杂质难以去除，特别是细小杂质。,由于回潮率高，棉纤维的弹性和刚性降低，纤维变得柔软，一经打击和摩擦就产生索丝等纤维性疵点，严重影响皮棉的外观形态。,锯齿轧花机在加工回潮率高的籽棉时，容易产生肋条堵塞，棉纤维嵌塞于肋条间隙内，影响棉卷的正常运转，造成刷棉不良，不但降低轧花机的生产率，而且也不利于平安生产。,由于籽棉回潮率过高，纤维与棉籽的联结力增加，不易别离，从而使棉籽上残留的纤维多，增大毛头率，使衣分亏损也增加。,第二章 籽棉清理,三、籽棉含杂与加工工艺的关系,1、杂质的种类及产生原因,天然杂质,外附杂质,2、籽棉含杂与加工工艺的关系,影响皮棉质量,增加动力消耗，使工艺复杂化,损伤纤维，降低皮棉质量及使用价值,降低设备的使用寿命,平安隐患,第三章 籽棉的加湿、枯燥,一、籽棉水分上下对加工和存储的影响,籽棉回潮率上下对棉纤维的物理性能有较大影响。,籽棉回潮率过高的影响,高弹性刚性小纤维柔软在棉籽上附着力大杂质不易排落产量质量下降毛头率增大衣分亏损率增大生产本钱提高不易保管,籽棉回潮率过低的影响,低强力下降纤维折断 棉籽外表脆性增大 对压缩变形的抵抗力削弱 棉籽损伤破裂 纤维弹性刚性增大打包困难,第三章 籽棉的加湿、枯燥,二、籽棉加湿方法,利用自然条件进行籽棉加湿,采用专门的设备对籽棉进行加湿生产量较大的情况下,美国采用的籽棉加湿设备,由风机、管道、喷雾器等组成。,先由风机将空气吸入后送至喷雾器内加湿，然后再将潮湿的空气输送到籽棉输送管道、聚棉厢和给棉器中，使籽棉加湿，从而增加水分。,该籽棉吸湿方法是一种新技术，是一种单向流的吸湿系统，利用了棉纤维具有天然亲水性能的特性。,第三章 籽棉的加湿、枯燥,三、籽棉的枯燥方法和根本原理,籽棉烘干设备一般由空气加热系统和烘干机两局部组成。,1、空气加热系统,空气加热器是利用热源所产生的热能，通过加热器加热空气，使空气温度升高获得热能的装置。,空气加热器一般由热能腔、散热或热交换腔、空气输入输出口等组成。,工作过程：需加热的空气由空气输入口进入空气加热器，在散热腔或热能交换腔获得热能后，再从空气输出口输出，通过管道进入下道工序。,第三章 籽棉的加湿、枯燥,2、塔式烘干机,塔式烘干机是专门烘干籽棉的设备,宽度米，长度1.83米左右，层数16-24，每层高度216-254毫米。,工作过程：,籽棉由专门的喂料器喂入与热空气相连的管道内，依靠加热器加热后的空气，将籽棉送入塔式烘干机顶部侧面的进棉口，使籽棉自上往下逐层运动。在籽棉与热空气接触过程中进行热交换，从籽棉中蒸发出水分，被热空气带走。籽棉到达最底层后，从输出口随热空气离开烘干机，进入后序设备继续进行处理。,第三章 籽棉的加湿、枯燥,参数：,籽棉在输送管道中速度一般为每秒钟米，在塔式烘干机内的速度只有每秒钟米，要降低一半多，热空气与籽棉接触时的极限温度为,176,，正常使用温度为,120 ,，塔式烘干机生产率为每小时,5-20,吨，视烘干机的宽度和每层高度以及籽棉的情况与热空气的输入量不同而不同。,第三章 籽棉的加湿、枯燥,第三章 籽棉的加湿、枯燥,3、6MH-8、6MH-15籽棉烘干系统,该系统是一种以煤为燃料热源局部也可以制成燃油、燃气、直接产生热空气对籽棉进行烘干的设备。,由四局部组成：,a.6MHT-100、6MHT-144籽棉烘干塔,b.RF热风炉,c.籽棉卸料器,d.自动喂料控制及温控装置、风机和管道,第三章 籽棉的加湿、枯燥,工作过程：,1籽棉卸料器把籽棉从货场吸来喂入自动控制喂料控制器内，然后依据生产的需求，自动喂料控制器将籽棉均匀地喂给烘干塔。热风炉为烘干系统提供干净的无任何污染的热空气，温控系统将热空气调控到生产需要的温度后将自动喂料控制器喂出的籽棉送入烘干塔。在烘干塔内通过一系列的热传递过程，籽棉中多余的水分被蒸发，烘干后的籽棉被2 籽棉卸料器输送到籽棉清理设备中，从而实现了籽棉的枯燥。,第三章 籽棉的加湿、枯燥,设备特点：,a.采用煤为燃料，热效率高，成包低，提高燃料的有效利用。烘干平安可靠，对籽棉无任何污染。,b.装有温度知道控制装置，以防止温度过高或过低。,c.工艺合理，技术先进，自动化程度高，烘干效率高。,d.操作简单，维修方便。,第三章 籽棉的加湿、枯燥,技术规格和性能,台时处理量 8000kg/h、1500kg/h,一次烘干降水率 3-8%,两次烘干每小时耗煤类烟煤120kg,百公斤籽棉耗电量 ,第三章 籽棉的加湿、枯燥,第三章 籽棉的加湿、枯燥,4、6MGQZ脉冲-转筒组合式烘干系统,组成,该烘干系统由脉冲烘干器和转筒枯燥器组合而成。,工作过程,特点,籽棉枯燥均匀，工作可靠，能耗低热能消耗低，烘干输送系统动力消耗低，除水率高，缺点是占地面积大。,第三章 籽棉的加湿、枯燥,第三章 籽棉的加湿、枯燥,5,、籽棉烘干应注意的问题,烘干设备的生产率轧花能力,烘干效能取决于,热空气的温度,和,热空气与籽棉接触时间,热量利用率较低的问题,籽棉喂入和通过烘干机或在热空气管道内运动，尽可能保持松散均匀,第四章 籽棉清理设备,一、籽棉清理机的开展及现状,籽棉清理已经成为棉花加工的第一道工序。,美国十九世纪开始研制籽棉清理设备,机采棉的问世，更加速了籽棉清理设备的开展,二十世纪三十年代籽棉清理设备及工艺根本定型,二十世纪八十年代初,贸莱MURRAY 拉玛斯LUMMUS 大陆CONTINENTAL,第四章 籽棉清理设备,籽棉清理设备的代表产品,a.管路清花机重杂物沉积器,b.倾斜式籽棉清理机、HLST籽棉清理机贸莱-卡沃公司,c.小巨人籽棉清理机、热气清理机、“废物专家、“700型喂料机拉玛斯公司,d.籽棉清理机、棉壳杆叶提取机、冲击式籽棉清理机大陆公司,第四章 籽棉清理设备,我国棉花加工设备起步较晚，建国初期，棉花加工机械全部靠进口,五十年代5571型诞生,手摘棉的限制，籽棉清理设备一直是薄弱环节,二十世纪七十年代籽棉清理机处于试验阶段,二十世纪八十年代进入开展时期,目前我国的籽棉清理机主要有：,第四章 籽棉清理设备,适用于手摘棉的,6MQ-4,籽棉清理机,6MHQ-6,重杂物清理机,6MQZ-5,籽棉清理机,6MZQ-7,籽棉清理机,6MZQ-10,籽棉清理机,第四章 籽棉清理设备,适用于机采棉的,6MZQ-8C(6MZQ-8),倾斜式籽棉清理机,6MQL-8,清铃机,6MHZQ-8,回收式籽棉清理机,6MZQ-15C(6MZQ-15),倾斜式籽棉清理机,6MQL-15,清铃机,6MHZQ-15,回收式籽棉清理机,第四章 籽棉清理设备,二、籽棉清理的目的,1、定义,籽棉清理：是指利用各种去除设备别离籽棉中所含的杂质包括原生杂质和外附杂质的工序的总称。,清理效果的好坏对整个棉花加工过程的顺利进行、皮棉质量以及设备使用寿命、动力消耗等都有直接的影响。,第四章 籽棉清理设备,2、籽棉清理的目的,减少机件磨损,提高皮棉质量,防止生产事故,减少落棉,改变籽棉组成成分比例,第四章 籽棉清理设备,三、籽棉自动控制及配棉设备,籽棉的自动控制,是指外吸棉的自动控制。,为了实现籽棉量的自动控制和前后工序设备间的工作协调，棉花加工新工艺中不仅设置了籽棉量控制设备，而且还通过电器元件，实现了设备之间的联锁控制。,籽棉量控制设备包括,通大气阀,、,籽棉自动喂料控制器,、,储棉箱,、,溢流箱,等。,第四章 籽棉清理设备,1、通大气阀,通大气阀是籽棉加工过程中经过的第一个籽棉量控制设备,位置：,安装在重杂物别离器之前的籽棉输送管道上,作用：,接通或切断外吸棉，起到一个工艺开关的作用,第四章 籽棉清理设备,通大气阀应接通外吸棉的情况：,a,、轧花工艺设备开车运转正常后,b,、轧花工艺设备故障被排除，重新开车运转正常后,c,、籽棉自动控制箱中的籽棉储存量已下降到储存下限位置时,通大气阀应切断外吸棉，以免工艺管道堵塞和损坏设备：,a,、正常生产停车时,b,、轧花工艺设备出现故障时,c,、籽棉自动控制箱中的籽棉储存量已超过储存上限位置时,第四章 籽棉清理设备,控制方式：,通大气阀进风口启闭有两种控制方式,a、采用气缸控制，通常称为气动通大气阀见图,b、采用电动推杆控制，通常称为电动通大气阀见图,第四章 籽棉清理设备,a,、采用气缸控制，通常称为气动通大气阀,第四章 籽棉清理设备,b,、采用电动推杆控制，通常称为电动通大气阀,第四章 籽棉清理设备,通大气阀的工作原理,通大气阀的组成,通大气阀的工作过程,