棉花貯存過程中回潮率對顏色級的影響

萬少安 夏 彬 禹建鷹 李 軻 郭會清

(1.中華全國供銷合作總社鄭州棉麻工程技術設計研究所，河南鄭州，450004；2.鄭州海關，河南鄭州，450003)

棉花是關系我國國計民生的重要戰略物資，是僅次于糧食的第二大農作物[1]。2018年，我國的棉花種植面積為3.352 3×1010m2，總產量達到了6.096×106t，而國家儲備棉庫存最大年份達到上千萬噸。作為棉花品質關鍵指標[2]，顏色級采用反射率與黃度進行確定，共分為4類13個等級，分別是白棉一級至五級，淡點污棉一級至三級，淡黃染棉一級至三級，黃染棉一級至二級[3]，而顏色級的高低直接影響著棉花的內在品質和銷售定價，其中，黃度是影響棉花內在質量變異乃至霉變的關鍵參數[4-8]。

本文根據不同品種、品級、回潮率棉包在儲備庫貯存過程中的狀態變化，研究其回潮率、棉花品級在多災害孕育、發展狀況及品質變異方面的規律，為儲備庫熱災害致因因素定性及危險性分級定量[9-10]，提高棉麻儲備庫多災害防治能力，制定科學合理的棉花輪庫、科學養護、防變異、防霉變等貯存規程提供理論依據。

1 試驗方法

1.1 棉樣品級選擇

任何試驗方法的結果可靠性主要取決于其試驗試樣是否能充分代表其試驗批樣，也就是說所要取的小樣數量將決定于批樣的大小。為了達到批樣的均勻性以及對結果所要求的精密度，首先必須從籽棉開始精選，并對試驗研究對象的各項性能進行全面測試，以掌握其分布規律。

為了使貯存棉樣既具有廣泛的代表性，又不致因樣品過多造成大量的重復性繁重勞動，充分考慮到品級高低等各種因素，并考慮到我國現有儲備棉低級棉很少的實際情況，選擇一級、二級、三級3個等級的棉花，分別作為高級、中級、低級3個檔次的棉樣。

1.2 棉樣采集

由于氣候及環境等因素的影響，試驗棉樣在采集時應分別在南疆和北疆的主要產棉縣采集，在品種上選用種植面積較大的主導品種作為試驗對象，具體方法是選取“中棉”品種一級、二級、三級籽棉33包(每包約100 kg)。

1.3 棉樣制備

棉樣制備采用感觀檢驗和HVI 900系統測試分析相結合的方法，首先根據試驗批樣品質及物理性能調查中得出的一級、二級、三級棉的均值作為依據選擇相同的幾個標樣，用這幾個標樣通過感觀檢驗采集質量均勻的各級籽棉，并從中挑選出僵瓣棉、污染棉及特殊雜質等進行充分混和，然后將采集的樣品進行隨機抽樣，每級抽樣不少于50個，經過試軋后，在HVI 900系統上對其進行全面測試。通過統計計算，得出其均值及均方差。如其均值與總體相符且方差不超過HVI 900系統的方差，那么該批樣品符合要求，否則重新采集。采集好的籽棉要進行單獨加工，打成標準棉包，形成一級、二級、三級皮棉作為試驗樣品。

1.4 測試方法

我國大部分產棉省處于半濕潤半干旱地區，正常年降水量在600 mm左右。在棉花收獲加工季節，棉花的回潮率一般在5%～10%。水分過大，在貯存中容易引起棉花發熱，造成霉變。因此通過棉花調濕裝置將棉包內棉花的回潮率平衡為低、中、高3個檔次，即回潮率在5%、8%、10%下進行試驗。為了減少因試驗測試環境變化引起的誤差，所有測試工作均采取固定測試環境的做法。采用HVI 900系統測試棉樣反射率和黃度值，測試方法按照GB/T 20392-2006《HVI棉纖維物理性能試驗方法》進行。同時，用溫濕度自動記錄儀記錄庫內溫濕度的變化規律及其對棉花含水的影響。

2 結果與分析

2.1 不同回潮率對反射率的影響分析

不同貯存時間、不同回潮率原棉對反射率的影響見圖1。

(a)10%回潮率

(b)8%回潮率

(c)5%回潮率

圖1 不同回潮率對反射率的影響

由圖1可以看出，不同回潮率棉花的反射率在儲備過程中都是在一直變小的。棉花的貯存時間對反射率、黃度的影響較大。在一定的含水狀態和外界溫濕度條件下，棉花中的微生物得以生長，微生物本身和其分泌的各種霉素都會造成反射率、黃度的變化，特別是在貯存4個月左右的時間，反射率變化較大。

2.2 不同回潮率對黃度的影響分析

不同貯存時間、不同回潮率對黃度的影響見圖2。

從圖2中可以看出，黃度變化總趨勢是逐漸變大。特別是對于高回潮率的二級、三級棉花，其黃度在貯存4個月的時候發生的變異比較大，在儲備期內黃度平均上升了2.5。

從以上分析得知，棉花的顏色特征在儲備期內確實發生了變異，反射率變小了，平均下降了21%，高回潮率棉花的反射率下降明顯；黃度變大了，平均上升了2.5，回潮率低的棉花黃度變化不明顯。

(a)10%回潮率

(b)8%回潮率

(c)5%回潮率

3 結束語

本文主要研究了棉纖維在貯存期間的品質變化，在棉纖維的生理活動快慢、旺盛或遲滯，與貯存環境等影響因素中，棉花回潮率最為重要。

(1)在貯存期間內，棉花回潮率在小于5%時，棉花反射率、黃度變化小；棉花回潮率在6%～10%范圍內貯存時反射率、黃度變化略有增加；棉花回潮率在10%及以上時，反射率、黃度變化較大。

(2)回潮率在10%以上的棉花，在貯存期間其顏色級會降低1級～2級，但這種影響是通過水分對反射率、黃度的影響表現出來的。

(3)貯存棉品級的變化主要是反射率、黃度的變化引起棉花外觀的變化造成品級降級，而反射率、黃度的變化主要是由于不同水分和時間的條件下微生物作用的結果。不同回潮率的棉花，經過一定時間的存放，都可達到平衡含水率。

(4)貯存棉花的回潮率隨貯存環境溫濕度的變化而變化，最佳貯存棉回潮率為9%以下。