2019年棉花加工行業產業發展報告

■ 胡春雷 李孝華 何錫玉 阮旭良 王瑞霞 韓 金 楊丙生 關紀培 錢 欣 魏 兵 程遠欣 譚志芳 李夢輝 劉 洋

〔1.中國棉花協會棉花工業分會，北京100000〕

〔2.全國棉花加工標準化技術委員會，北京100000〕

〔3.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〕

〔4.中華棉花集團有限公司，北京100000〕

〔5.北京智棉科技有限公司，北京100000〕

〔6.山東天鵝棉業機械股份有限公司，山東濟南250032〕

〔7.邯鄲金獅棉機有限公司，河北邯鄲056009〕

〔8.南通棉花機械有限公司，江蘇南通226000〕

〔9.南通御豐塑鋼包裝有限公司，江蘇南通226000〕

〔10.晨光生物科技集團股份有限公司，河北曲周057250〕

第一章 中國棉花加工行業歷史變革

中國棉花加工包括棉機制造、棉花加工、棉副產品精深加工。主要包括軋花、剝絨、打包、榨油、浸出、棉蛋白生產及種子處理等加工環節。縱觀中國棉花加工的發展史，可以概括為四個階段，也稱四次變革或是四次飛躍。隨著時代的發展，當前棉花加工信息化、智能化成為行業主旋律。

一、中國棉花加工的四次變革

第一次變革是從1955年開始至20世紀70年代末，以“5571”型鋸齒軋花機取代皮輥軋花機為標志，使我國棉花工業從手工作坊邁向工業化時代。

第二次變革始于改革開放后，我國借鑒美國先進加工工藝、設備和管理經驗，研制并推廣了“121”軋花新工藝及成套設備。伴隨著裝備制造企業的崛起，我國棉花加工技術裝備與國際先進水平的差距明顯縮小，實現了跨越式發展。

第三次變革始于2004年的棉花質量檢驗體制改革，伴隨儀器化公檢與信息化采集應用，棉花加工進入規模化、規范化、現代化、國際化時代，能力追趕發達國家。

第四次變革是2014年伴隨著新疆棉花目標價格改革的實施，棉花加工進入信息化與數字化時代，大數據與信息化是這個階段的顯著特征。

二、數字變化看中國棉花加工

伴隨著變革，中國棉花加工發生了翻天覆地的變化，信息化、智能化成為棉花加工的新特征。

從數量變化、數字視角回顧中國棉花加工發展歷程，是政策與市場雙輪驅動。計劃經濟時代，棉花加工基本上以國有農場、棉麻公司等為主體。1998年，棉花流通體制改革采取市場準入制，一放二分三加強，走產業化經營的道路，市場活力得到釋放，市場主體顯著增加。計劃經濟到市場經濟過度時期，收購與銷售價差的存在確保了投資加工廠有合理的利潤，收購放開，加工企業蜂擁而至，棉花加工企業數量猛增，低水平重復投資嚴重，加工能力嚴重過剩，市場短時期內形成過度競爭、無序競爭的局面。據不完全統計，2003年末全國棉花加工企業數量已從1998年的3 900多家猛增到15 000多家（也有說法指出無資質的企業有30 000多家），無序發展、兩小一土是主要特點，全國加工能力2 250萬t，已達世界產量水平。

2004年初，棉花質量檢驗體制改革實施，采取加工環節儀器化公證檢驗，規范棉包包重，信息化逐包編碼，制定棉花標準。2006年市場準入調整為加工資質管理，“棉花收購加工和市場管理暫行辦法”的推行遏制了加工企業過度投資、無序增長的勢頭。新體制加工企業實現了從0到19的跨越。

2009年質量檢驗體制改革結束，中國的棉花加工規模、能力已經超越了美國，加工成套設備基本實現了規模化、規范化、自動化，工藝技術水平智能化也很明顯。加工企業資質管理從2004年試點的19家，到2009年改革結束后基本處于穩增長狀態，當年增長達到高峰，共有1 860家，合計1 928條生產線。

2011年開始的三年臨時收儲，企業加工利潤穩定，在沒有經營風險、新建加工廠受到限制的情況下，企業擴充生產線成為首選。動態進出機制下，新疆與內地加工生產線仍有增長，2012年末達到2 376條生產線，開工企業數達到最高峰的1 806家。

2014年，國家在新疆推行棉花目標價格改革試點，采取入庫公檢模式。加工企業真正成為市場化風險承擔主體，加工企業開工率相比臨時收儲時期有所下降，從高峰的1 806家下降到1 789家，開工率為74%。新疆開工率最高，年均78%，有787家；2014年目標價格改革推行后有所增長，達到805家。內地參與公檢開工率從2014年后逐年下降，目前維持在200多家。

2017年，國務院常務會議取消棉花加工資質認定等53項行政許可。加工企業采取事中事后監管，內地加工企業處于萎縮階段，開工率基本保持在200多家。

伴隨著目標價格改革試點的實施，有經營實力與風險控制能力的貿易企業、紡織企業逐漸涉足加工領域，以中棉集團為代表的國有棉花集團和以利華集團代表的民營企業開始采取收購兼并重組的方式收購加工企業，集團化趨勢與資源掌控能力增強，套期保值、期現結合的風險防控手段更加成熟，加工企業規模化、集團化、信息化、數字化、網絡化趨勢明顯。

圖1 棉花大數據展示

第二章 我國棉花加工行業產能及存在的問題

圖2 機采棉加工工藝流程

一、棉花產量產能分布概況

圖3 2004-2009年全國加工生產線數量

截止到2020年3月，包含新疆自治區與新疆建設兵團在內，全國具備400型打包機及相應的棉包信息管理系統的新體制棉花加工企業累計滾動共有2 381家，合計2 726條生產線。以每條生產線年加工能力5 000 t計算，年加工能力為1 363萬t，加工能力明顯過剩。但受開工率的影響，考慮到加工企業的正常經營與新陳代謝，全年保證正常開工的企業維持在1 000家左右，其中2019年加工企業開工生產965家，屬于正常開工情況（詳見表2）。

圖4 2015-2019年全國加工企業開工數量

（一）現有新體制企業空間分布整體情況

截止到2019年底，新體制加工企業分布情況如下：新疆自治區782家、948條生產線；新疆兵團224家，395條生產線；內地（包括長江流域、黃河流域）1 375家累計1 383條生產線。伴隨著土地流轉與產業集團化趨勢，加工企業兼并重組加快，數量逐漸減少，但規模加大。新疆全年保證正常開工的企業數量812家，其中新疆自治區643家，兵團169家。

（二）新體制企業加工能力逐漸規模化與規范化

隨著規模化聚集，新疆加工企業年加工能力提升，2019年新疆年加工能力在1萬t以上的91家，占比11.21%；加工能力在2萬t以上的14家，占比1.72%；加工能力在3萬t以上的6家，占比0.74%。同時，伴隨著集團化的兼并重組，出現了類似中棉集團、利華棉業、中紡棉花等一大批集團企業，資源的聚集效應顯現。

表1 2019年新疆年加工能力不同的企業

二、2019年棉花產量與新體制企業加工能力分布情況

國家統計局發布的關于2019年棉花產量的公告顯示全國棉花總產量為588.9萬t（截止至2019年12月17日）。據I棉網統計，截止到2020年3月，2019年度新體制企業加工情況如表2所示，新疆加工量506.87萬t，內地加工量12.56萬t。

表2 2019年新體制企業區域分布與國家統計局統計棉花產量統計分布

三、存在問題

根據以上統計我們看到如下幾個問題：

（一）加工能力過剩問題依然突出

根據國家統計局關于2019年棉花產量的公告，全國棉花種植面積333.92 hm2（5 008.8萬畝），比2018年減少1.52 hm2（22.8萬畝），下降0.5%。全國棉花單產1 764 kg/hm2（117.6 kg/畝），比2018年減少55.5 kg/hm2（3.7 kg/畝），下降3.1%。全國棉花總產量588.9萬t，比2018年減少21.3萬t，下降3.5%。新疆棉花加工企業每條生產線加工量為3 724 t，剛到加工量盈利平衡點。內地加工能力過剩問題更為突出，例如：河北地區260家企業，262條生產線，2019年參與公檢的企業只有37家，開工企業數量為60家左右，開工率為23%，開工企業中有的加工期不足1個月。造成開工嚴重不足及設備閑置的主要原因是棉花資源的萎縮，即使加工企業想要開工，棉花資源的不足也限制企業的開工。

（二）棉花行業政策引導不平均不充分

由于新疆棉區有棉花目標價格改革的支撐，又有政策作為保護，增強了植棉的積極性，讓棉農敢于種植，新疆地區的地廣人稀也適合于機械化耕種，提高了效益、增加了產量，因此新疆地區開工企業和生產線的產能基本可以達到盈利平衡點。而內地棉區（長江流域、黃河流域）因為政策資金補貼不夠精準，政策宣貫不夠明晰，棉農對種植棉花都處于一個慣性的種植，且內地植棉土地的流轉不暢，種植棉花耗費人力較大，所以影響了植棉棉農種植的積極性。

（三）內地加工企業效益不佳導致加工能力改造不足

目前加工企業普遍存在“吃不飽”問題，收購加工量不足導致企業設備更新率拉長，特別在內地企業中更加明顯。之前中國棉花的加工工藝設計是以手摘棉為主的，在清雜設備配備上基本上適應于手摘棉的工藝要求。近些年隨著人工費用的增長，新疆地區適用于大面積耕種的大型化機械設備正在逐步普及，機采棉品種也在逐步取代手摘棉品種，加工生產線的改造意味著加工能力的提升。據統計，截止到2019年收購加工季，北疆地區90%以上的植棉為機采棉，南疆地區也即將超過50%，同時生產線的改造也進入到中后期，新疆大部分企業完成了機采棉生產線的改造。但內地（黃河流域、長江流域）基本沒有進展，加工設備依然是以2012年以前的手摘棉加工生產線為主。

（四）棉花加工質量與信息化有待進一步提高

近幾年紡織企業偏愛進口棉的主要原因除價格因素外，很重要的一個原因就是進口棉質量一致性好、“三絲”少，便于配棉紡紗。目前我國的棉花市場處于兩級分化狀態，新疆棉由于是大面積機械化耕種和加工，棉花檢驗指標一致性好，受到下游紡織企業的歡迎；而內地棉受種植面積等因素的影響較大，為了強調收益，棉花加工企業在加工過程中混等混級現象嚴重，一致性較差導致銷售難、難銷售的惡性循環。同時，由于目前信息化手段的發展，棉花行業的信息化水平雖然有所提高，但是依然不足，棉花行業應該在產業政策上對信息技術進行扶持，在信息獲取、收集、應用上需要扶持優質企業，使棉花行業數據，通過信息傳導將質量與價值掛鉤，讓更多的資本方參與進來，提升整個棉花加工行業的生產布局和盈利水平。

總之，我國是世界最大的用棉國，也是主要產棉國，棉花產量約占世界總產量的24%左右，消費量約占世界總消費量的40%左右。要通過棉花行業政策的引導，讓企業更新改造設備，真正培育出一大批規模大、技術水平高的棉花企業，企業數量減下來，規模和加工質量提上去。通過兼并、重組、改造等方式，對現有棉花企業進行整合，擴大企業規模，提高設備技術水平，淘汰設備落后、管理粗放的企業，培植一批實力強、技術水平高的棉花加工龍頭骨干企業，實現棉花加工業由數量型向質量型的轉變，提升企業的市場競爭力，并促進我國從棉花大國向棉花強國轉變、紡織大國向紡織強國轉變。

第三章 棉花加工標準化發展歷程和標委會主要工作

一、棉花加工標準化發展歷程

2008年，全國棉花加工標準化技術委員會成立。成立至今的十余年間，中國棉花加工業發生了翻天覆地的變化，也是棉花加工標準化飛躍發展變化的十余年。十幾年來，標委會共制修訂國標28個、產品標準16個、管理標準7個、方法標準4個、基礎通用標準1個；行標52個、產品標準34個、管理標準10個、方法標準5個、基礎通用標準3個。現由標委會歸口的國內標準包括國家標準24項、行業標準40項。其中，強制性國家標準2項，推薦性國家標準22項。

二、2019年全國棉花加工標準化技術委員會工作

（一）充分發揮標委會的作用，順利完成各項標準制修訂任務

積極引導有條件的企業主導或參與國家、行業、地方標準的制定，2019年成功立項行業標準4項。

發揮標委會秘書處的職能作用，精心組織、細致分析、認真討論，組織行業標準立項審評會1次；召開行業標準的討論會4次；標準審查會4次，共計審查通過9項標準。

（二）加快國家標準外文版制定工作，助推我國棉花工業裝備走向國際市場

早在2014年，棉花加工標準委員就完成了《棉花包裝》國家標準英文版，不僅與國家“一帶一路”倡議、“中國標準走出去”等戰略協調一致，而且奠定了棉花加工業今后標準外文版翻譯工作的良好開端與基礎。該標準也獲得了國家標準化管理委員會頒發的“標準創新貢獻獎”，并且是棉花行業內第一個翻譯成英文版的標準，也是中華全國供銷合作總社系統內第一個完成的英文版標準。標準翻譯工作具有開創性，是我國棉機設備、包裝材料開拓國際市場的技術文件，對提高進口紡織用棉質量起到積極作用，有利于我國與世界其它國家進一步開展棉花加工技術與標準化交流。

2019年，標委會成功立項GB/T 32340-2015《棉花包裝聚酯捆扎帶》、GB/T 35187-2017《棉包信息管理技術規程》、GB/T 21308-2007《皮棉清理機》等3項國家標準外文版，其中《棉花包裝聚酯捆扎帶》已經通過專家審查。該英文版標準的提出與實施將為促進我國與“一帶一路”沿線產棉國進行棉花包裝材料技術交流提供技術支撐，對推動我國新型棉花包裝材料走向國際棉花包裝市場發揮積極作用。

（三）參與國際標準投票，提高我國棉花標準在國際上的話語權

ISO組織就ISO/CD 8115-1:2019《棉包—第1部分：尺寸和密度》和ISO/CD 8115-3:2019《棉包—第3部分：包裝和標記》兩項標準向棉花加工標準委員會提出征求意見。鑒于我國棉花包裝的技術水平和使用現狀，棉花加工標準委員秘書處積極與ISO國際標準化組織溝通，提出對這兩項國際標準的修改意見，在國際標準層面發出我們自己的聲音。

（四）推進標準實施效果評價試點工作

對重點標準實施效果進行評價，跟蹤調研關鍵標準的實施情況。通過開展評價工作，以問題和需求為導向，以強化標準實施補齊標準化全過程管理短板為目標，掌握標準實施狀況，及時發現標準、標準體系在實施過程中的不足，有利于及時修訂標準、完善體系建設，進而有效提升標準的適用性和先進性，有效促進標準實施效益的最大化。通過試點，一方面對具體標準的整體執行情況、技術內容、實施效果開展評價，另一方面為研究建立評價方法、評價機制，全面推進標準實施效果評價積累經驗。

（五）組織標準宣貫和開展“世界標準日”系列活動

棉花加工標準委員會秘書處以標準討論會和行業重點網站相結合的形式組織開展宣傳“世界標準日”系列活動。標準是現代工業發展的技術基礎，沒有標準就沒有大規模的現代化生產，沒有先進標準就難以形成產業競爭優勢大力實施標準化戰略。努力打造一個技術水平高、創新能力強、國際化程度深的新型技術標準體系，發揮好標準在衡量和引導產業高質量發展方面的標尺和標桿作用，擔當起促進棉花加工業高質量發展的重任。

（六）積極開展標準宣貫工作，增強全社會標準意識

棉花加工標準委員會強化宣傳培訓工作，增強全社會標準意識。2019年共組織標準宣貫5次，“標準化基礎知識”培訓、“棉花加工新技術與標準化知識”培訓、“棉花加工標準委員立項評估與實施效果評價”宣貫培訓、“《棉花加工企業基本技術條件》（GB/T 18353-2018）等國家行業標準”專項宣貫培訓，共計培訓人員400余人次。

（七）探索推進行業棉花品牌體系建設，開展《棉花品牌價值評價》標準項目的前期研究

品牌競爭已經成為世界棉花貿易的主要焦點，如何有效評價棉花品牌，進而提出品牌管理改進建議是品牌所有者及管理者關注的核心問題。

（八）積極參加標準化培訓，不斷提升標準制修訂工作業務水平

棉花加工標準委員會秘書處積極參加標準化培訓班，通過對新法、新規、常見問題解答等培訓和交流，收獲滿滿，增強對農業標準化工作的認識，提高了對實際工作中處理問題的能力。秘書處積極參加“供銷合作社系統標準質量和品牌工作專題培訓班”，將高質量發展作為標委會今后工作的核心目標。

第四章 棉花加工機械發展現狀及存在的問題

一、鋸齒軋花機發展現狀及存在問題

隨著我國棉花加工產業的飛速發展，加工設備及工藝也日趨完善，鋸齒軋花機作為軋花廠最主要的加工設備，對加工工藝配置以及皮棉質量具有重要的作用。目前，我國鋸齒軋花機的種類繁多，其型號的區分主要以鋸片的數量為主，而鋸片的數量與產量相關。按鋸片數量的多少來劃分，我國鋸齒軋花機目前主要有96片、98片、126片、158片、168片、171片、187片、199片等多種型號，片數由少到多的漸進也是我國軋花機逐步發展的主要特征；按鋸片的片距大小劃分，主要可分為19.4 mm、17 mm、16 mm等多種。96片、98片、126片等小型鋸齒軋花機因其操作簡單、工藝配置靈活、加工質量好、加工效率較低等特點主要應用在加工手摘棉的內地小型軋花廠；158片、168片、171片、187片、199片等大型鋸齒軋花機主要應用于新疆建設兵團加工機采棉的大型軋花廠。國產軋花機由于其操作簡單方便、價格低、適軋性強、加工皮棉外觀形態好，纖維損傷低等優點受到國內外軋花廠的歡迎，不僅在國內軋花廠廣泛使用，而且已經出口到印度、巴基斯坦、烏茲別克斯坦等20多個國家和地區。

當前影響國內棉花加工行業發展的主要問題是產能普遍較低，我國軋花機經過三十多年的發展，單條生產線產能平均在30包/h左右，而國外已經達到50包/h～60包/h，加工周期較長一般為80天～100天。由于國內棉花主產區在北疆，加工中后期氣溫驟降雨雪增多，生產線加工效率、加工質量大大降低、能耗增大、工人工作環境十分惡劣，因此，影響了國內棉花加工行業的健康發展。目前國內軋花機主要有以下缺點：一是臺時產能較低（2 t以下），在高產3 t以上的技術還屬于空白，亞洲產量最大的山東天鵝棉業機械股份有限公司生產的MY199鋸齒軋花機與世界上產量最大美國切諾基公司生產的244片軋花機還有不小的差距；二是參數需要人工調整，必須等設備停機后才能進行且調整數據不精確，而以美國為首的先進發達國家己基本實現智能化；三是由于棉花加工季節性強、人員流動大，對工人技術水平要求高，影響了生產效率。

國內軋花機下一步的研究方向是智能、高效軋花裝備關鍵技術的研發，打破國外在一些關鍵技術上的壟斷。通過研發可以根據加工籽棉的含水、含雜、顏色級等關鍵數據以及棉卷運轉狀況等，在線精確調整軋花機參數的大型智能鋸齒軋花機，使設備工作參數始終處于最佳運行狀態，達到提高皮棉質量、提高設備效率的目的；也可以接入Uster在線檢測、智能控制、信息化管理系統，根據Uster籽棉和皮棉監測站檢測數據，實現自動分析并智能調控；提高生產線加工能力，使整個生產線高效運行，平均產能達到50包/h～60包/h，將以新疆為代表的棉花主產區加工周期由當前80天～100天縮短到50天以內，既可以滿足現代棉花加工設備大型化、生產規模化、管理集約化的需求，又推動了國內棉花加工行業實現智慧、高效、綠色發展。

二、籽（皮）棉清理機發展現狀及存在問題

（一）籽（皮）棉清理機發展現狀

1.棉花異纖棉葉清理機。

因為我國機采棉種植采用地膜覆蓋技術，所以造成機采棉中含有大量的塑料地膜、滴灌帶及棉葉等雜質。這些雜質經過生產線多級清理后被軋成更小的碎片與棉纖維混雜在一起很難清理，這些雜質既影響了軋花廠皮棉的銷售價格，也影響了紡織廠布匹的品質。

近年來，棉機制造企業持續對籽棉異性纖維識別、清除等相關技術進行了研究并取得了相關技術突破。通過承擔國家“十二五”科技支撐計劃項目，邯鄲金獅棉機推出了升級換代的新型異性纖維清理設備，其核心機理是設計了多層次的清雜機構，利用雙通道纏繞機構清除滴灌帶、地膜等長三絲；利用多個開松輥筒，把籽棉充分開松并拋射出去，使籽棉形成沸騰狀態，利用氣力分選原理清除細小地膜、毛發等異性纖維。

2.傾斜式籽棉清理機。

傾斜式籽棉清理機主要是用于機采棉加工的高效籽棉清理設備，能夠清除籽棉中的葉雜、塵土及不孕籽等雜質。常用的型號有MQZQ-8、MQZQ-10、MQZQ-12、MQZQ-15、MQZQ-20，有效工作寬度為2 000 mm、2 500 mm、3 200 mm、3 600 mm、3 950 mm等。

3.回收式籽棉清理機。

回收式籽棉清理機是具有回收功能的籽棉清理設備。回收式籽棉清理機主要型號有有MHZQ-8 MHZQ-10 MHZQ-12、MHZQ-15 MHZQ-20等系列，有效工作寬度為2 000 mm、2 500 mm、3 200 mm、3 600 mm、3 950 mm等。

4.清鈴機。

清鈴機是為適用機采棉而研制的籽棉清理設備，可有效地清除籽棉中的棉鈴、棉殼、棉稈、僵瓣棉、硬雜及塵雜等雜質。清鈴機主要有MQZL-8、MQZL-10、MQZL-12、MQZL-15、MQZL-20 等型號，有效工作寬度為2 000 mm、2 500 mm、3 200 mm、3 600 mm、3 950 mm等。2019年邯鄲金獅棉機相繼推出升級換代的新型清理機，通過結構創新提高了清鈴清雜效率，降低了纖維損傷。其核心的設計理念是加大U型齒條輥筒直徑，合理布局排雜塵棒，在一次鉤拉纖維的工況下擴大了排雜空間，達到提高清鈴清雜效率、降低纖維損傷的目的。同時優化喂料開松機構，提高籽棉在設備中的均勻性，提升清鈴清雜效率。

5.組合式籽棉清理機。

隨著機采棉快速推廣，原手摘棉加工工藝生產線需要進行技術改造，受到老廠房的高度和寬度限制，為減少基建投資成本，我國棉機制造企業適時推出了多種籽清機組合清理機系列，以滿足不同軋花廠的技改需求。其品種主要有雙回收式籽棉清理機、回收傾斜式籽棉清理機、清鈴回收式籽棉清理機。主要產品型號按處理量分為10 t/h、12 t/h、15 t/h、20 t/h等幾種，有效工作寬度為2 500 mm、3 200 mm、3 600 mm、3 950 mm等。各單元主要技術性能指標與單機性能指標相當。

6.皮棉清理機。

皮棉清理機是用于清除皮棉中的雜質與疵點，改善皮棉的外觀形態，提高皮棉質量的設備，與鋸齒軋花機配套使用。皮棉清理機根據脫棉方式不同，主要有毛刷式皮棉清理機和氣流式皮棉清理機，根據刺輥直徑不同，主要有φ400和φ600等主要規格，有效工作寬度為2 000 mm、2 600 mm、3 000 mm等規格。根據主要結構不同，有不帶給棉板和帶給棉板兩種結構，滿足軋花廠不同配套需求。

（二）機采清理設備存在的問題

中國機采棉清理工藝及設備經過20余年的不斷發展，技術性能水平不斷提升，未來的棉花加工設備將圍繞如何提高棉花加工質量，實現棉花加工信息化、智能化方面進一步創新與發展。未來的棉機制造企業將向制造精密化、服務標準化、技術市場全球化的方向發展。未來的棉花加工企業將向適度的生產規模、合理的加工能力、科學的管理手段、節能、環保的方向不斷進步。

第五章 棉花調濕成套設備發展現狀及存在問題

一、棉花調濕意義及調濕原理

回潮率是影響棉花加工品質的關鍵因素之一。由于籽棉回潮率過大會使棉纖維與雜質及棉纖維與機械表面的摩擦力增大，造成籽棉清理效率較低和設備堵塞；籽棉回潮率過低，棉纖維在外力作用下易折斷，造成棉纖維長度降低、短絨率增加，因此，在棉花加工過程中，為了確保棉花加工品質，棉花調濕十分重要。

棉花調濕包括棉花烘干和棉花加濕兩部分。棉花烘干是利用棉纖維的放濕性能和空氣容納水分的能力，以干熱空氣為介質，利用熱空氣與棉纖維之間的溫度差、濕度差和壓強差，迫使纖維中的吸附水分子逐漸向外轉移。棉花加濕是棉花烘干的反作用，利用棉纖維的吸濕性能，以濕熱空氣為介質，利用濕熱空氣與棉纖維之間的溫度差、濕度差和壓強差，迫使水分子向棉纖維逐漸轉移。

二、棉花調濕成套設備現狀

目前，棉花調濕成套設備主要由棉花調濕熱源、棉花調濕設備和棉花回潮率在線檢測與控制設備等三部分組成。

（一）棉花調濕熱源現狀

棉花調濕熱源為棉花調濕系統提供干熱空氣。現階段棉花調濕熱源主要包括燃煤熱風爐、天然氣熱風爐、生物質熱風爐和電熱風爐等幾種類型。隨著我國環境保護力度的逐漸增大，棉花加工企業普遍使用的燃煤熱風爐正逐步被替代，為此，自2017/2018棉花年度起天然氣熱風爐、電熱風爐和生物質熱風爐在棉花加工行業得到逐步應用。通過近幾年來市場的選擇，電熱風爐以其配套安裝需求少、安裝方便、使用簡便等優點，逐漸成為棉花調濕熱源的發展趨勢。

電熱風爐按其電加熱元件形式主要分為翅片管式電熱風爐和光管式電熱風爐兩種形式。翅片管式電熱風爐具有熱交換效率高、空氣流通受熱均勻等優點，但其存在著翅片鉤掛纖維、粉塵易引發火情的安全隱患；光管式電熱風爐具有熱效率高、產生的熱空氣不燃燒、不爆炸、無污染、熱交換均勻等特點。

（二）棉花調濕設備現狀

棉花調濕設備是實現濕熱空氣介質與棉纖維進行水分交換的主要設備，棉花調濕設備主要包括塔式干燥設備、塔式加濕設備、儲棉箱式籽棉加濕設備、集棉預壓縮及回潮率再平衡裝置等幾種類型。其中塔式干燥設備和塔式加濕設備的結構相同，只是其工作時與棉纖維接觸的空氣介質不同。塔式干燥設備是通過干熱空氣與棉纖維接觸進行放濕作用達到降低棉纖維回潮率的目的；塔式加濕設備則是通過濕熱空氣與棉纖維接觸進行吸濕作用達到提高棉纖維回潮率的目的。儲棉箱式籽棉加濕設備是在籽棉清理機（后道）的卸料口處采用高壓氣流噴射技術對籽棉進行預加濕，預加濕后的籽棉經配棉絞龍進入籽棉加濕箱體，在籽棉加濕箱體內對籽棉進行二次穿透加濕，其中箱式加濕裝置是每臺軋花機對應一臺，箱式加濕機替代原有儲棉箱。集棉預壓縮及回潮率再平衡裝置從集棉機滑道淌出的皮棉進入設備腔體內，棉胎隨設備塵籠轉動，塵籠表面具有一定的透風率，由熱源產生的熱氣流進入霧化系統產生熱濕氣流，熱濕氣流在集棉風機產生的負壓作用下穿過棉胎完成對皮棉的加濕。目前，塔式棉花調濕裝置市場應用相對較多。

（三）棉花回潮率在線檢測與控制設備現狀

棉花回潮率在線檢測與控制設備經過“十一五”、“十三五”國家重點研發計劃等科研項目的支持以及中華全國供銷合作總社鄭州棉麻工程技術設計研究所、石河子大學等相關科研院所持續的研究，相繼開發了門架式籽棉回潮率在線檢測裝置、管道式籽棉回潮率在線檢測裝置、儲棉箱式籽棉回潮率在線檢測裝置以及棉花加工質量在線檢測裝置，分別檢測籽棉收購、籽棉輸棉管道、軋花機儲棉箱、皮棉集棉管道等不同棉花加工工藝環節的棉花回潮率，指導棉花加工回潮率調控。

目前，棉花回潮率在線檢測與控制設備在我國新疆生產建設兵團第五師、第七師、第八師等棉花主產區得到了應用與示范，隨著檢測技術水平的進一步提高，應用推廣范圍會得到進一步擴大。

三、棉花調濕成套設備存在的問題

近二十年來，棉花調濕工藝不斷豐富與發展，棉花調濕成套設備技術水平得到快速提高，但也存在著以下幾個方面的問題：一是棉花加濕基礎理論研究不足。棉花加濕技術發展相對較晚，棉花加濕市場需求動力不強，理論研究投入少，研究深度相對低，不能滿足棉花加工行業高質量發展的需要。二是棉花調濕熱源利用效率不高。大風量、伴隨式的棉花調濕方式對熱源利用效率相對較低，在棉花加工清潔熱源改造逐步推進后，熱源的改變致使調濕熱源使用成本大幅提高，現有的棉花調濕熱源利用效率成了限制行業快速發展的瓶頸問題。三是棉花調濕在線檢測與控制技術有待進一步提高。雖然不同工藝環節、不同形式的棉花回潮率在線檢測與控制技術得到了快速發展，但是其檢測的精準性與穩定性仍然存在問題，限制了棉花調濕精準控制水平的提高。

第六章 棉花打包機的發展現狀與存在問題

一、我國棉花加工廠使用的棉花打包機的發展現狀

（一）與打包機配套的輔助設備基本齊全

與打包機配套的輔助設備有在線測水儀、自動條碼機、塑料帶自動捆扎設備、自動刷嘜機、自動堆包機。這些配套設備的出現，提升了打包機系統的自動化程度、減少了打包機系統的操作人員、降低了棉花加工廠的安全風險。

（二）打包機的打包速度在增加

越來越多的用戶選擇使用快速打包機。在2009年之前，棉花加工企業大多使用25包/h的打包機或低于25包/h的打包機；2009年之后，棉花加工企業新購買的打包機中30包/h的打包機占多數，也有棉花加工企業改造原有的打包機。近幾年來，棉花加工企業逐步開始使用40包/h的打包機。2019年，棉花加工企業新購買的打包機中，40包/h的打包機和30包/h的打包機各占一半，而有的棉花加工企業甚至購買了50包/h～60包/h的打包機，目前已經沒有棉花加工企業購買低于30包/h的打包機。

（三）打包過程沒有實現完全自動化

配套了塑料帶自動捆扎設備后，在打裸包狀態下，棉包離開打包機之前的打包機動作流程已經實現完全自動化；而棉包離開打包機后的縫合包裝袋口還沒有相應的設備，仍需要人工來完成。在打包裹包的狀態下，打包機的自動化程度低于打裸包的狀態。

（四）打包機的技術水平

現在的棉花打包機已經全面使用新式的、標準的液壓泵、閥；配置標準的濾油、空氣過濾、壓力調節檢測、安全報警發訊、液壓油冷卻、油位油溫檢測與顯示等液壓輔助元件；使用二通插裝閥、A7V、A10V、A15V等系列高轉速的變量柱塞泵、低噪音的T或V（VQ）系列葉片泵，另外，已經在高速打包機運用比例控制和壓力實時檢測。

打包機的電控系統均使用了PLC（可編程序控制器）和觸摸屏，可顯示打包機的工作狀態、對打包機工作方式與工作參數進行調整。用戶可通過觸摸屏修正參數，方便地進行打裸包/打包裹包工作方式的調整；當環境溫度變化后，用戶還可以及時地調整機器的工作速度。除此之外，浪涌保護器、紅外安全掃描儀、安全繼電器、電機增加前置接觸器等提高機器安全等級的元件和技術也已經運用在打包機上。

二、打包機存在的問題

（一）規范的操作維護問題

現在大多數棉花加工企業人員流動性大，缺少對打包機液壓、電氣原理熟悉，能夠規范操作打包機、維護、維修打包機的人員，對打包機的正常使用影響較大。

（二）棉花打包機主壓縮力的問題

我國的棉花加工企業中只有兩家企業使用主壓縮力為5 000 kN的打包機，其余均使用主壓縮力為4 000 kN的打包機。棉花加工企業普遍對棉花進行烘干，棉花烘干后，當棉花含水率＜5%時，打包過程的主壓縮力會超過打包機的設計壓縮力（4 000 kN），使打包機超載。在北疆產棉區，因為棉花過分烘干而使打包機超載的現象比較多，所以打包機機架屢有發生損壞、開裂的現象。

（三）打包裹包的問題

打包機打包裹包增加了人工在打包機內放置包裝布（袋）的過程，增加了打包機主壓縮機構二次上下行的過程。同一臺打包機，打包裹包的速度要比打裸包的速度低得多，打包裹包難以完全實現自動化，且對操作人員存在潛在的安全風險。

（四）打包機的技術水平問題

目前的打包機僅僅靠PLC控制，停留在不完全的自動化的水平上；智能技術的應用還處于起步階段，打包機自我判斷、診斷故障功能還處于初級階段；沒有遠程數據傳輸功能，沒有遠程監控、操作功能；可靠性也不是非常高。

三、打包機的發展趨勢

打包機的打包速度具有明顯的提升趨勢，45包/h～60包/h的打包機將是今后幾年棉花加工廠的普遍選擇。打包機根據前道設備（軋花機）的皮棉產量信號和自身工作參數信號，自我調整修正打包機的工作速度、工作節拍（步驟）的智能調速技術也將運用于打包機。

第七章 棉花收獲機發展現狀、問題和發展趨勢

長期以來，棉花都是我國重要經濟作物之一，棉花生產在中國處于重要地位。據統計，近十年來全國棉花種植面積一直維持在333.33萬hm2（5 000萬畝）左右，年產棉花500萬t以上，位居世界前列。隨著中國人口老齡化的加劇、城鎮化進程的加快，以及大量農村適齡勞動力進城務工或自行創業，農村勞動力出現了相對短缺的局面，農業用工成本不斷攀升，在農忙季節尤其突出。拾花工嚴重短缺導致人工成本越來越高，致使棉花成熟后不能及時采摘，出現棉花豐產不豐收的局面，“拾花難”成為阻礙棉花產業發展的瓶頸。

一、發展現狀

我國棉花機械化生產起步晚、發展快，但目前機械化程度低。產品主要有三行采棉機、五行采棉機、六行采棉機等機型，國內采棉機生產企業主要有山東天鵝棉業機械股份有限公司、中國鐵建重工集團有限公司、新疆缽施然農業機械科技有限公司、星光農機股份有限公司、北京現代農裝等。目前采棉機在生產中應用比較成熟的是美國約翰·迪爾公司、凱斯公司生產的水平摘錠自走式采棉機，覆蓋了美國、澳洲、巴西及以色列等世界主要產棉區，水平摘錠式采棉機以自動化程度高、適應性強、作業性能好，處于技術領先地位，適宜采收棉株高80 cm～120 cm，株形大，棉桃較松散，吐絮率高的棉花；機采籽棉含雜率低，采凈率高達93%以上，落地棉少；生產率及作業速度高，一般為5.67 km/h～6.71 km/h。

二、存在的問題

雖然國產采棉機在CAN總線控制系統、液壓傳動控制系統、可控的連續均勻排喂棉技術等技術難題有一定的突破，機采棉采凈率顯著提高、含雜率降低，但由于大型聯合采棉機技術含量高、投資規模大，國內企業缺少相關的研究基礎，國產采棉機與國外采棉機還有很大的差距。主要表現在以下幾個方面：國內采摘頭采摘效率低，平均采摘速度5 km/h，美國迪爾公司最新采摘速度為7.1 km/h；同時國產采摘頭可靠性不高，調整困難。國產采棉機全部為箱式散花采棉機，對自動打包及控制系統技術處于空白狀態，高效打包采棉機長期被美國迪爾公司壟斷，對我國采用饑餓營銷、捆綁銷售等模式（六行打包采棉機單臺售價由460萬元漲到630萬元），嚴重制約了我國棉花產業的健康發展；國內變速箱一般為機械式換擋為主，少數農機使用了自動液力變速箱，但是載重達到35 t以上的農機，國內技術還處于空白亟待突破。

三、發展趨勢

國產采棉機下一步的研究方向是高效打包采棉機的研發，其具有以下優點：可實現田間采棉和機載打模一次完成，實現連續不間斷的田間采棉作業，在采摘作業時間上平均可以節約20%～30%，大幅度提高棉花采摘效率；節約了田間采摘作業時需要的人力和打模機等相關配套的設備；適應全天候條件下的采摘作業，具有抗風、運輸過程中不易破損等特點，有利于棉花纖維和棉花種子的保護、減少三絲的混入等具有巨大的性能優勢和效益優勢。通過開展大型打包采棉機自主研發，掌握關鍵技術和共性技術，打破國外壟斷，提高產業的核心競爭力具有重大戰略意義。

第八章 棉花新型包裝材料發展現狀

棉花新型包裝材料（聚酯捆扎帶、聚乙烯套袋）作為棉花質量檢驗體制改革中包裝方面的一個重大創新，已經被社會各界廣泛認可，為國家棉花質量檢驗體制改革做出了重大貢獻。棉花新型包裝材料自進入棉花包裝市場以來，改變了我國傳統的包裝材料歷史，經過十余年數千家棉花加工單位的持續應用，大大地降低了棉花包裝材料成本，加速了中國棉花包裝與發達國家棉花包裝的接軌，達到了國際先進水平。棉花新型包裝材料在其使用的十六年間，取得了眾多成果。

我國是產棉大國，新疆區域又是我國的產棉大區，近年來新疆棉花產量所占比例逐年提高，2019年度已經達到84.9%（國內棉花總產量588.9萬t，其中新疆棉500.2萬t）。由于棉花新型包裝材料的性價比高、操作簡單，因此，已經連續多年在新疆棉花包裝市場做到100%的覆蓋。

一、規范棉花包裝行業，形成國家標準、行業標準，緊密跟蹤國際標準

2007年首次將新型棉花包裝材料納入GB 6975-2007《棉花包裝》強制性國家標準；陸續制定GH/T 1089-2013《棉花包裝用聚乙烯套袋》行業標準、GB 32340-2015《棉花包裝聚酯捆扎帶》國家標準10項，修訂GB 6975-2013《棉花包裝》強制性國家標準，同時上報WTO備案并獲得通過；組建全國棉花加工標準化技術委員會棉花包裝材料工作組。2019年9月，國際標準化組織下發了關于“ISO/CD 8115-3：2019棉包—第三部分：包裝和標記”CD階段投票意見征集的通知，積極配合棉花加工標準委員會對上述標準提出了技術性修改意見。

二、推動棉花包裝行業“一帶一路”標準戰略工作，技術指標達到國際水平

棉花新型包裝材料在國際上應用廣泛，尤其是美國、澳大利亞等產棉大國已經超過67%的包裝使用了棉花新型包裝材料。經過多年的技術提升，中國的棉花聚酯捆扎帶單相斷裂強力達到10 500 N（美標10 022 N），接頭拉斷力達到9 270 N（美標8 686 N），聚乙烯套袋設有自由開合的透氣孔，增加了套袋的透氣性，其技術指標已經超過了國際標準。而在中亞、非洲等地區的眾多產棉國也已經在使用中國制造的棉花新型包裝材料，其高性能指標已被中亞國家的棉花包裝國家標準所采納。特別是烏茲別克斯坦O’z DSt-841國家標準做出了相應的修訂，引入了中國棉花包裝的高強度指標（單根斷裂強力與街頭拉斷力）。為推動棉花包裝材料在一帶一路線上的技術標準體系對接，通過兩年的努力，現已完成《棉花包裝聚酯捆扎帶》國家標準外文版的立項（計劃編號：W20190362）及送審工作。

三、提高棉花包裝質量，形成行業自律

為確保棉花包裝材料質量符合國家及行業標準，提高涉棉企業對包裝材料的鑒別能力，建立包裝材料市場的誠信體系，行業中主要的22家棉花新型包裝材料生產企業組建“棉花包裝材料自律委員會”，認真執行相干法律法規和標準，強化誠信意識和服務理念，提高標準宣傳力度，重視客戶反饋信息的搜集與整理，加大產品研發、改進力度，及時處理涉棉企業的包裝問題。

四、降低棉花加工單位生產成本，保證棉花質量

2008年～2019年12年間，新疆皮棉總產量4 300萬t，即需要棉花新型包裝材料19 350萬套，新型棉花包裝材料的使用為新疆棉花加工單位節約了包裝材料費用11.61億元，人工5.76億元，合計共節約了17.37億元。同時棉花新型包裝材料提高了棉花加工單位及紡織企業生產時的安全系數，杜絕了鋼絲上銹污染棉花的問題。

五、緊跟國家政策，大力發展循環經濟

根據“國務院關于加快發展循環經濟的若干意見”的文件中“必須大力發展循環經濟，按照‘減量化、再利用、資源化’原則，采取各種有效措施，以盡可能少的資源消耗和盡可能小的環境代價，取得最大的經濟產出和最少的廢物排放，實現經濟、環境和社會效益相統一”精神，開發了“利用廢棄塑料再生新型棉花包裝材料”并進行產業化生產，每年使用回收雪碧瓶、礦泉水瓶等再生資源1.5萬t左右，新型棉花包裝材料可反復循環使用。截止2019年，共利用再生資源18萬t，節約了至少50萬t優質鋼材，為環境保護做出了貢獻。

六、為鐵路運輸部門降低運輸安全隱患

據有關部門統計，2006年～2008年3年間，運輸出疆棉花發生火災事故原因認定中，有84.2%是由棉花包的鐵絲或鐵絲搭扣間相互摩擦起火所致。符合棉花包裝要求的新型棉花包裝材料的使用則杜絕了鐵路運輸火災的發生。

隨著棉花新型包裝材料的不斷推廣深入，我們將進一步加強棉花包裝方面的標準宣貫力度，加強對棉花新型包裝材料的使用技術指導，規范作業標準，開展行業自律接受監督，開發功能型棉花新型包裝材料，調整包裝形式，以推動新疆棉花產業健康穩定發展。

第九章 棉副產品及深加工產業現狀及存在的問題

我國是世界產棉大國，棉籽作為棉花的副產品，2019年我國棉籽產量約750萬t。其中油廠消耗約670萬t，牧場消耗約50萬t～70萬t，剩余15萬t～20萬t用作種子，棉籽再加工所占比例高達90%。棉籽再加工產品主要有棉籽油、棉籽蛋白（棉粕）、棉籽殼、棉短絨等產品，進一步深加工可以得到棉籽低聚糖、醋酸棉酚等產品。

正常棉籽加工工藝為：毛棉籽經脫絨機脫絨后成為光棉籽，同時得到棉短絨，光棉籽再經剝殼機剝殼得到棉殼，剝殼后的棉仁經過軟化提油得到棉籽油。脫脂后的棉籽仁脫酚或不脫酚，得到脫酚棉籽蛋白和棉粕。深加工的企業，在棉籽仁脫酚產生的脫酚液中可以提取出棉籽低聚糖、棉酚，棉酚可以加工成醋酸棉酚。

一、棉籽加工的各產品市場用途

棉短絨每年產量達75萬t，主要用于棉漿粕、精制棉、硝化棉、幣紙漿。現行國標棉短絨分類要求高，不符合棉籽加工廠直接產出的棉短絨，需要再制定更符合工業生產的相關標準。

棉籽殼每年產量達180萬t～200萬t，被廣泛應用于食用菌種植和畜禽飼料行業，是食用菌的萬能培養基，是銀耳、木耳、平菇、姬菇、茶樹菇、金針菇等食藥用菌的主要原材料之一，同時還是畜禽養殖的好飼料。另外還可以制備成各種形態的多孔碳材料，在新能源和環保領域有廣闊的應用前景。目前，正在積極制定行業標準。

棉籽蛋白（棉粕）是一種高蛋白飼料原料，年產量340萬t左右。根據加工方式不同分為低溫脫酚棉籽蛋白和高溫棉籽粕。其中棉粕主要由三種規格，分別為42%、46%和50%，市場容量達300萬t～330萬t，50%脫酚棉籽蛋白容量約15萬t。近些年，更高含量的60%蛋白也開拓出一部分市場，其容量和50%棉籽蛋白相當，成為今后發展的方向。棉蛋白超微粉用作醫藥方面發酵培養基也成為棉籽蛋白的一大重要用途。

棉籽蛋白產品系列多，蛋白含量高，在飼料應用方面已和豆粕平分秋色。但相應的標準不配套，由于棉籽粕僅有國家標準，脫酚棉籽蛋白行業標準也已不符合現行產業和衛生要求，因此棉籽蛋白系列產品標準亟需制定行業以上的標準來規范市場。

棉籽油年產量有80萬t，是一種大宗食用油，行業內相關標準體系已比較完善。受傳統觀念影響，棉籽油在我國屬于低端油種，目前各加工企業多數僅加工到三級油，加工到二級、一級的棉籽油多數被摻兌到調和油中。在國外，棉籽油比較耐煎炸，價格上是比一級大豆油還貴的油種。

圖6 植物蛋白生產工藝流程簡圖

棉籽低聚糖是一種新食品原料，具有改善和調節腸道功能，棉籽中含糖量在3%。棉籽低聚糖在飼料中的應用也有相關報道。為提高產品附加值，油脂和蛋白廠家對脫酚液進行初級處理可以制備出棉籽低聚糖半成品，相應標準的出臺也有助于油脂和蛋白加工廠提升生產技能和轉化成果。

棉酚在棉仁中的含量比較高，可以提取出來用于生產避孕藥物。但當前無論行業內生產、需求市場開發都未正常開展，僅晨光生物科技集團進行了提取試生產。

二、棉籽加工行業現狀及問題

棉籽加工在我國是個傳統產業，很多棉油廠都是從日加工50 t～60 t的小加工作坊逐步發展起來的，在2010年前后，國內棉籽加工企業最多時達到400多家，80%的企業日加工能力不足300 t。經過近幾年的洗牌，仍在經營的棉籽加工企業不到150家。棉籽加工逐步由家族式、小規模向公司式、大規模過渡，現在加工能力達到300 t以上的企業，加工量占到全國加工量的80%以上，但棉籽加工行業仍面臨以下問題。

（一）棉籽加工行業工藝傳統、技術進步較慢

棉籽產業小，不像大豆行業比較大，國內沒有規模型企業進入深入研究改進提升棉籽加工工藝。各小型企業研發投入不足，加工自動化、工藝先進性、質量控制等方面亟待提升。

（二）產品升級提升較慢

脫酚棉籽蛋白作為棉籽加工行業內新的高附加值產品，作為棉粕的升級產品仍屬于粕類小品種，缺少廣泛系統的應用性效果研究。飼料客戶接受比較慢，同時也受行業內企業追逐行情利潤不注重行業發展的思想影響，整體使得棉籽加工行業產品升級提升慢。

（三）棉籽深加工不足，高附加值產品投入研究不足

當前國內仍是以加工傳統的棉短絨、棉粕、棉油、棉殼為主，棉籽中含有的棉子糖、棉酚等深加工產品開發較慢，較好的增值產品沒有開發出應有價值。當前國內僅晨光生物科技集團對棉籽加工進行了深入研究開發，試生產出了低聚棉子糖、醋酸棉酚等新產品，行業內沒有其他企業對新產品進行研發。

（四）小行業密切受大產業關聯，受大宗商品行情影響較大

棉籽加工受大豆加工、食用油生產行業影響較大，農產品行情波動劇烈，行情波動對企業的影響遠大于潛在價值提升的影響，使得行業內企業更注重行情經營。

（五）傳統行業、業內元老型人士對質量管控、品牌建設意識不強，亟需推動完善標準體系

現有棉副產品標準體系有的已跟不上產業發展，還需要繼續完善。棉籽蛋白因產品生產工藝、用途、規格不同，現有標準體系中專有產品標準缺失，現行標準和飼料衛生標準已不符，亟需完善和升級棉籽蛋白類產品標準；另外用作培養基發酵的棉籽蛋白粉標準也需要制定。從油脂和蛋白加工廠直接產出的棉短絨、棉籽低聚糖等需要制定標準和食品加工企業對接。同時，隨著技術進步和棉籽產品的推廣，棉籽油、脫酚棉籽蛋白、棉籽殼和棉短絨已出口，也有相應國標外文版和制定國際標準的需求。

在國內，棉籽加工屬于糧油加工類的小產業，我國油粕資源較少，歷史傳統上就只進行了加工開發，而國外如美國、印度、巴西等其他產棉國，加工技術、加工規模以及對棉籽加工的研究水平還不如我國先進。但是該行業仍需向標準規范化、規模化發展，改進工藝技術，開發有效成分產品，提升加工附加價值。☆