棉花贮存过程中回潮率对颜色级的影响
2019-06-11万少安禹建鹰郭会清
万少安 夏 彬 禹建鹰 李 轲 郭会清
(1.中华全国供销合作总社郑州棉麻工程技术设计研究所，河南郑州，450004；2.郑州海关，河南郑州，450003)
棉花是关系我国国计民生的重要战略物资，是仅次于粮食的第二大农作物[1]。2018年，我国的棉花种植面积为3.352 3×1010m2，总产量达到了6.096×106t，而国家储备棉库存最大年份达到上千万吨。作为棉花品质关键指标[2]，颜色级采用反射率与黄度进行确定，共分为4类13个等级，分别是白棉一级至五级，淡点污棉一级至三级，淡黄染棉一级至三级，黄染棉一级至二级[3]，而颜色级的高低直接影响着棉花的内在品质和销售定价，其中，黄度是影响棉花内在质量变异乃至霉变的关键参数[4-8]。
本文根据不同品种、品级、回潮率棉包在储备库贮存过程中的状态变化，研究其回潮率、棉花品级在多灾害孕育、发展状况及品质变异方面的规律，为储备库热灾害致因因素定性及危险性分级定量[9-10]，提高棉麻储备库多灾害防治能力，制定科学合理的棉花轮库、科学养护、防变异、防霉变等贮存规程提供理论依据。
1 试验方法
1.1 棉样品级选择
任何试验方法的结果可靠性主要取决于其试验试样是否能充分代表其试验批样，也就是说所要取的小样数量将决定于批样的大小。为了达到批样的均匀性以及对结果所要求的精密度，首先必须从籽棉开始精选，并对试验研究对象的各项性能进行全面测试，以掌握其分布规律。
为了使贮存棉样既具有广泛的代表性，又不致因样品过多造成大量的重复性繁重劳动，充分考虑到品级高低等各种因素，并考虑到我国现有储备棉低级棉很少的实际情况，选择一级、二级、三级3个等级的棉花，分别作为高级、中级、低级3个档次的棉样。
1.2 棉样采集
由于气候及环境等因素的影响，试验棉样在采集时应分别在南疆和北疆的主要产棉县采集，在品种上选用种植面积较大的主导品种作为试验对象，具体方法是选取“中棉”品种一级、二级、三级籽棉33包(每包约100 kg)。
1.3 棉样制备
棉样制备采用感观检验和HVI 900系统测试分析相结合的方法，首先根据试验批样品质及物理性能调查中得出的一级、二级、三级棉的均值作为依据选择相同的几个标样，用这几个标样通过感观检验采集质量均匀的各级籽棉，并从中挑选出僵瓣棉、污染棉及特殊杂质等进行充分混和，然后将采集的样品进行随机抽样，每级抽样不少于50个，经过试轧后，在HVI 900系统上对其进行全面测试。通过统计计算，得出其均值及均方差。如其均值与总体相符且方差不超过HVI 900系统的方差，那么该批样品符合要求，否则重新采集。采集好的籽棉要进行单独加工，打成标准棉包，形成一级、二级、三级皮棉作为试验样品。
1.4 测试方法
我国大部分产棉省处于半湿润半干旱地区，正常年降水量在600 mm左右。在棉花收获加工季节，棉花的回潮率一般在5%～10%。水分过大，在贮存中容易引起棉花发热，造成霉变。因此通过棉花调湿装置将棉包内棉花的回潮率平衡为低、中、高3个档次，即回潮率在5%、8%、10%下进行试验。为了减少因试验测试环境变化引起的误差，所有测试工作均采取固定测试环境的做法。采用HVI 900系统测试棉样反射率和黄度值，测试方法按照GB/T 20392-2006《HVI棉纤维物理性能试验方法》进行。同时，用温湿度自动记录仪记录库内温湿度的变化规律及其对棉花含水的影响。
2 结果与分析
2.1 不同回潮率对反射率的影响分析
不同贮存时间、不同回潮率原棉对反射率的影响见图1。
(a)10%回潮率
(b)8%回潮率
(c)5%回潮率
图1 不同回潮率对反射率的影响
由图1可以看出，不同回潮率棉花的反射率在储备过程中都是在一直变小的。棉花的贮存时间对反射率、黄度的影响较大。在一定的含水状态和外界温湿度条件下，棉花中的微生物得以生长，微生物本身和其分泌的各种霉素都会造成反射率、黄度的变化，特别是在贮存4个月左右的时间，反射率变化较大。
2.2 不同回潮率对黄度的影响分析
不同贮存时间、不同回潮率对黄度的影响见图2。
从图2中可以看出，黄度变化总趋势是逐渐变大。特别是对于高回潮率的二级、三级棉花，其黄度在贮存4个月的时候发生的变异比较大，在储备期内黄度平均上升了2.5。
从以上分析得知，棉花的颜色特征在储备期内确实发生了变异，反射率变小了，平均下降了21%，高回潮率棉花的反射率下降明显；黄度变大了，平均上升了2.5，回潮率低的棉花黄度变化不明显。
(a)10%回潮率
(b)8%回潮率
(c)5%回潮率
3 结束语
本文主要研究了棉纤维在贮存期间的品质变化，在棉纤维的生理活动快慢、旺盛或迟滞，与贮存环境等影响因素中，棉花回潮率最为重要。
(1)在贮存期间内，棉花回潮率在小于5%时，棉花反射率、黄度变化小；棉花回潮率在6%～10%范围内贮存时反射率、黄度变化略有增加；棉花回潮率在10%及以上时，反射率、黄度变化较大。
(2)回潮率在10%以上的棉花，在贮存期间其颜色级会降低1级～2级，但这种影响是通过水分对反射率、黄度的影响表现出来的。
(3)贮存棉品级的变化主要是反射率、黄度的变化引起棉花外观的变化造成品级降级，而反射率、黄度的变化主要是由于不同水分和时间的条件下微生物作用的结果。不同回潮率的棉花，经过一定时间的存放，都可达到平衡含水率。
(4)贮存棉花的回潮率随贮存环境温湿度的变化而变化，最佳贮存棉回潮率为9%以下。
