綿花生産

綿花の生産は、前の作物が収穫された後に始まります。 通常、最初の作業には、茎を細断し、根を引き抜き、土をディスクにする作業が含まれます。 肥料と除草剤は一般に、必要な灌漑や植え付けに備えて土地を敷設する前に適用され、土壌に組み込まれます。 土壌の特徴と過去の施肥や作付けの慣行により、綿の土壌に幅広い肥沃度レベルが生じる可能性があるため、肥沃度プログラムは土壌試験分析に基づいている必要があります。 雑草の防除は、高いリント収量と品質を得るために不可欠です。 ワタの収量と収穫効率は、雑草によって 30% も低下する可能性があります。 除草剤は、1960 年代初頭以来、多くの国で雑草防除のために広く使用されてきました。 施用方法には、既存の雑草の葉への植え付け前の処理、植え付け前の土壌への組み込み、および発芽前および発芽後の段階での処理が含まれます。

ワタ植物の良好な状態を達成する上で重要な役割を果たすいくつかの要因には、苗床の準備、土壌水分、土壌温度、種子の品質、苗木の病気の蔓延、殺菌剤、土壌塩分などがあります. よく準備された苗床に高品質の種子を植えることは、元気な苗木を早期に均一に育てるための重要な要素です。 良質な種まき種子は、クールテストで発芽率が50％以上である必要があります。 冷暖試験では、種子活力指数は140以上でなければなりません。 ヘクタールあたり 12 ～ 18 本の植物個体数を得るには、14,000 ～ 20,000 個の種子/畝メートルの播種率が推奨されます。 適切なプランター計量システムを使用して、種子のサイズに関係なく種子の均一な間隔を確保する必要があります。 種子の発芽率と苗の出現率は、15 ～ 38 ºC の温度範囲と密接に関連しています。

初期の苗木の病気は、均一なスタンドを妨げ、植え替えの必要性をもたらす可能性があります. などの重要な苗木病病原体 ピシウム、リゾクトニア、フザリウム および チエラビオプシス 植物のスタンドを減らし、苗の間に長いスキップを引き起こす可能性があります。 XNUMXつまたは複数の殺菌剤で適切に処理された種子のみを植える必要があります.

綿は、異なる植物の発育段階における水の使用に関して、他の作物と同様です。 水の使用量は、通常、羽化から最初の正方形まで 0.25 cm/日未満です。 この期間中、蒸発による土壌水分の損失は、植物が蒸散する水の量を超える可能性があります。 最初の開花が始まると水の使用量が急激に増加し、開花の最盛期には 1 日あたり最大 XNUMX cm に達します。 必要水量とは、綿花を生産するのに必要な総水量 (降雨と灌漑) を指します。

昆虫の個体数は、綿の品質と収量に重要な影響を与える可能性があります。 初期の個体数管理は、作物のバランスの取れた結実/栄養発育を促進する上で重要です。 初期の果実の位置を保護することは、収益性の高い作物を達成するために不可欠です。 収量の 80% 以上は、結実の最初の 3 ～ 4 週間で設定されます。 結実期間中、生産者は昆虫の活動と被害を監視するために、少なくとも週にXNUMX回ワタを偵察する必要があります.

適切に管理された落葉プログラムは、収穫された綿の等級に悪影響を及ぼす可能性のある葉のゴミを減らします. PIX などの成長調整剤は、栄養成長を制御し、結実の早期化に寄与するため、有用な枯葉剤です。

収穫

綿の収穫には、スピンドルピッカーとコットンストリッパーの XNUMX 種類の機械収穫機が使用されます。 の スピンドルピッカー 先細のバーブ付きスピンドルを使用して、ボールから種ワタを取り除く選択型ハーベスターです。 このハーベスターは、層状の収穫を提供するために、フィールドで複数回使用できます。 一方、 綿ストリッパー 開玉だけでなく、割れた玉や未開封の玉もバリなどの異物とともに除去する非選択式のワンスオーバーハーベスターです。

高品質で均一な作物を生産する農業慣行は、一般に良好な収穫効率に貢献します。 畑は十分に排水され、機械を効果的に使用できるように列が配置されている必要があります。 畝の端には雑草や草がないようにし、ハーベスターを畝と回転させて整列させるために、7.6 ～ 9 m の圃場境界が必要です。 境界線には、雑草や草があってはなりません。 雨天時は円盤状になると悪条件になるため、代わりに化学雑草防除または草刈りを使用する必要があります。 草丈は、収穫するワタで約 1.2 m、剥ぎ取るワタで約 0.9 m を超えないようにします。 植物の高さは、適切な成長段階で化学的成長調整剤を使用することで、ある程度制御できます。 底のボールを地面から少なくとも 10 cm 上に設定する生産方法を使用する必要があります。 生育期の施肥、栽培、灌漑などの栽培方法は、よく発達したワタを均一に収穫できるように慎重に管理する必要があります。

化学的落葉は、葉の脱落 (脱落) を誘発する培養方法です。 緑の葉のゴミの汚染を最小限に抑え、糸くずの早朝の露の乾燥を促進するために、枯葉剤を適用することができます. 枯葉剤は、少なくともボールの60％が開くまで適用しないでください. 枯葉剤を散布した後、少なくとも 7 ～ 14 日間は収穫しないでください (期間は、使用する化学薬品や気象条件によって異なります)。 収穫用の植物を準備するために化学乾燥剤を使用することもできます。 乾燥とは、植物組織から水分が急速に失われ、その後組織が死滅することです。 枯れた葉は植物に付着したままです。

綿花生産の現在の傾向は、より短いシーズンとXNUMX回限りの収穫に向かっています. 蒴果を開くプロセスを加速する化学物質は、枯葉剤と一緒に、または葉が落ちた直後に適用されます. これらの化学物質は、早期の収穫を可能にし、最初の収穫時に収穫できるボールの割合を増やします. これらの化学物質は未熟な莢を開いたり部分的に開いたりする能力があるため、化学物質の適用が早すぎると、作物の品質に深刻な影響を与える可能性があります (つまり、マイクロネアが低くなる可能性があります)。

Storage

保管前と保管中のコットンの水分含有量は重要です。 過剰な水分は貯蔵綿を過熱させ、糸くずの変色、種子発芽の低下、自然発火の原因となります。 含水率が 12% を超える種綿は保管しないでください。 また、綿の保管の最初の 5 ～ 7 日間は、新しく構築されたモジュールの内部温度を監視する必要があります。 11 ºC 上昇したモジュール、または 49 ºC を超えたモジュールは、大きな損失の可能性を避けるために、すぐに綿繰りする必要があります。

種子ワタの保管中の種子と繊維の品質には、いくつかの変数が影響します。 水分量が最も重要です。 その他の変数には、保管期間、高水分の異物の量、保管された塊全体の水分含有量の変動、種ワタの初期温度、保管中の種ワタの温度、保管中の気象要因 (温度、相対湿度、降雨量) が含まれます。 ) 雨や湿った地面から綿を保護します。 黄変は高温で加速されます。 温度上昇と最高温度の両方が重要です。 温度上昇は、生物活動によって発生する熱に直接関係しています。

綿繰り工程

世界中で毎年約 80 万俵の綿が生産されており、そのうち約 20 万俵が米国で約 1,300 ジンによって生産されています。 綿繰り機の主な機能は、糸くずを種子から分離することですが、綿繰りされた糸くずの価値を大幅に低下させる異物の大部分を綿から除去するためにも、綿繰り機を装備する必要があります。 (1) 栽培者の市場にとって満足のいく品質の糸くずを生産すること、(2) 繊維紡績品質の低下を最小限に抑えて綿を繰綿することで、綿が最終的なユーザーの要求を満たすようにすることです。スピナーと消費者。 したがって、綿繰り中の品質保持には、綿繰りシステム内の各機械の適切な選択と操作が必要です。 機械的な取り扱いと乾燥により、綿の自然な品質特性が変わる可能性があります。 せいぜい、綿繰り機が綿繰り機に入った時点で、綿本来の品質特性を維持することしかできません。 次の段落では、ジン内の主要な機械装置とプロセスの機能について簡単に説明します。

種綿機械

綿花はトレーラーまたはモジュールからジン内のグリーン ボール トラップに運ばれ、そこでグリーン ボール、岩、その他の重い異物が取り除かれます。 自動供給制御により、均一で分散された綿の流れが提供されるため、綿繰り機の洗浄および乾燥システムがより効率的に動作します。 綿が十分に分散されていない場合、綿が塊になって乾燥システムを通過し、その綿の表面のみが乾燥されます。

乾燥の第 10 段階では、熱風が 15 ～ 177 秒間棚を通り抜けます。 搬送空気の温度を調節して、乾燥量を制御します。 繊維の損傷を防ぐため、通常の操作中にコットンがさらされる温度は 150 ºC を超えないようにしてください。 55 ºC を超える温度は、綿繊維に恒久的な物理的変化を引き起こす可能性があります。 乾燥機の温度センサーは、綿と加熱された空気が一緒になるポイントのできるだけ近くに配置する必要があります。 温度センサーがタワードライヤーの出口近くにある場合、混合点の温度は実際には下流センサーの温度よりも 110 ～ 6 ºC 高くなる可能性があります。 下流の温度低下は、蒸発による冷却効果と、機械や配管の壁からの熱損失に起因します。 7～400 rpm で回転する 500 ～ 6 個の回転スパイク付きシリンダーで構成されるシリンダー クリーナーに種綿が温風によって移動する間、乾燥は続きます。 これらのシリンダーは、一連のグリッド ロッドまたはスクリーン上で綿をこすり洗いし、綿を攪拌し、葉、ゴミ、汚れなどの微細な異物を開口部から通過させて廃棄します。 シリンダークリーナーは大きな塊を分解し、通常、コットンをさらにクリーニングして乾燥させるために調整します. シリンダーの長さ XNUMX メートルあたり、XNUMX 時間あたり約 XNUMX 俵の処理速度が一般的です。

スティックマシンは、コットンからバリやスティックなどの大きな異物を取り除きます。 スティック マシンは、300 ～ 400 rpm で回転する鋸シリンダーによって生成される遠心力を使用して、繊維が鋸によって保持されている間に、異物を「はぎ取り」ます。 リクレーマーから投げ出された異物は、ゴミ処理システムに入ります。 4.9 から 6.6 俵/時間/シリンダー長さ m の処理速度が一般的です。

ジニング（リントシード分離）

綿は、乾燥とシリンダー洗浄の段階を経た後、分配コンベアによって各ジンスタンドに分配されます。 ジン スタンドの上に配置されたエクストラクター フィーダーは、制御可能な速度で種綿をジン スタンドに均一に計量し、二次機能として種綿を洗浄します。 抽出フィーダーエプロンでの綿繊維の水分含有量は重要です。 ジンスタンド内の異物が簡単に取り除けるように、水分は十分に低くなければなりません。 ただし、種子から繊維を分離する際に個々の繊維が破損するほど、水分を低く (5% 未満) してはなりません。 この破損により、繊維の長さと糸くずの発生率の両方が大幅に減少します。 品質の観点から、短繊維の含有量が多い綿は、繊維工場で過剰な廃棄物を生成し、あまり望ましくありません. エクストラクター・フィーダーエプロンで繊維の含水率を 6 ～ 7% に維持することにより、繊維の過度の切断を避けることができます。

ソージンとローラージンの 1794 種類のジンが一般的に使用されています。 1796 年、イーライ ホイットニーは、シリンダーのスパイクまたはのこぎりによって種子から繊維を取り除くジンを発明しました。 XNUMX 年、ヘンリー オグデン ホームズは、のこぎりとリブを備えたジンを発明しました。 このジンはホイットニーのジンに取って代わり、ジニングをバッチプロセスではなく連続フロープロセスにしました. 綿（通常 ゴシピウムヒルシュタム) 籾摺機前部を通って鋸刃スタンドに入ります。 のこぎりは綿をつかみ、籾摺りリブとして知られる間隔の広いリブを通して引き抜きます。 籾殻リブからロールボックスの底に綿の束が引き出されます。 実際の綿繰り工程 (糸くずと種子の分離) は、ジンスタンドのロールボックスで行われます。 綿繰り動作は、綿繰りリブ間で回転する一連の鋸によって引き起こされます。 鋸歯は、ジニングポイントでリブの間を通過します。 ここで、歯の前縁はリブとほぼ平行であり、歯は大きすぎてリブの間を通過できない種子から繊維を引き抜きます。 製造業者が推奨する速度を超える速度で綿繰りを行うと、繊維の品質低下、種子の損傷、チョークアップを引き起こす可能性があります. ジンスタンドソーのスピードも重要です。 高速では、綿繰り中に繊維の損傷が増加する傾向があります。

ローラータイプの綿繰り機は、超長綿を分離する最初の機械的補助手段を提供しました (ゴシピウム・バルバデンセ) 種からの糸くず。 起源が不明なChurka ginは、同じ表面速度で一緒に走る1つのハードローラーで構成され、種子から繊維を挟み、1840日あたり約1950kgの糸くずを生成しました. XNUMX 年、フォネス・マッカーシー (Fones McCarthy) は、より効率的なローラー ジンを発明しました。 これは、革の綿繰りローラー、ローラーにしっかりと固定された固定ナイフ、およびリントがローラーと固定ナイフによって保持されているときにリントから種を引き出す往復ナイフで構成されていました。 XNUMX 年代後半に、米国農務省 (USDA) 農業研究局の南西部綿繰り綿研究所、米国のジン製造業者、および民間のジンナリーによって、ロータリーナイフ ローラー ジンが開発されました。 このジンは、現在アメリカで使用されている唯一のローラータイプのジンです。

リントクリーニング

綿はジンスタンドからリントダクトを通ってコンデンサーに運ばれ、再びバットに成形されます。 バットはコンデンサードラムから取り除かれ、のこぎりタイプの糸くずクリーナーに供給されます。 リント クリーナーの内部では、綿がフィード ローラーを通り、フィード プレートの上を通り、繊維がリント クリーナー ソーに適用されます。 のこぎりは、遠心力によって助けられ、未熟な種子や異物を取り除く格子棒の下に綿を運びます。 鋸刃とグリッドバーの間のクリアランスを適切に設定することが重要です。 グリッドバーは、クリーニング効率の低下と糸くずの損失の増加を避けるために、前縁が鋭くまっすぐである必要があります。 リント クリーナーの供給速度をメーカーの推奨速度よりも高くすると、クリーニング効率が低下し、良好な繊維の損失が増加します。 ローラー繰り綿は、通常、繊維の損傷を最小限に抑えるために、攻撃的ではないソータイプのクリーナーで洗浄されます。

糸くずクリーナーは、異物を除去することで綿の品質を向上させることができます。 場合によっては、糸くずクリーナーをブレンドして白い等級を生成することにより、わずかに斑点のある綿の色を改善することができます. それらはまた、斑点のある綿の色の等級を明るい斑点のあるまたはおそらく白い色の等級に改善するかもしれません.

梱包

洗浄された綿はベールに圧縮され、輸送中や保管中の汚染から保護するためにベールを覆う必要があります. モディファイド フラット、コンプレス ユニバーサル デンシティ、ジン ユニバーサル デンシティの 224 種類のベールが製造されます。 これらのベールは、449 および XNUMX kg/m の密度で梱包されています。³ 変更されたフラットおよびユニバーサル密度ベールのそれぞれ。 ほとんどの綿繰り機では、綿は「ダブルボックス」プレスで包装されており、リントは最初に機械式または油圧式トランパーによって 320 つのプレスボックスで圧縮されます。 次に、プレスボックスが回転し、糸くずがさらに約641またはXNUMX kg / m に圧縮されます³ それぞれ修正されたフラットまたはジン ユニバーサル デンシティ プレスによって。 変更されたフラット ベールは、最適な貨物料金を達成するために、後の作業で圧縮ユニバーサル密度ベールになるように再圧縮されます。 1995 年には、米国のベールの約 98% がジン ユニバーサル デンシティ ベールでした。

繊維の品質

綿の品質は、品種の選択、収穫、繰り綿など、すべての生産工程に影響されます。 特定の品質特性は遺伝学に大きく影響されますが、その他は主に環境条件または収穫と綿繰りの慣行によって決定されます。 生産または加工のどの段階でも問題が発生すると、繊維の品質に取り返しのつかない損害が発生し、生産者だけでなく繊維メーカーの利益も減少する可能性があります。

繊維の品質は、綿球が開いた日が最高です。 風化、機械による収穫、取り扱い、綿繰り、製造により、自然の品質が低下する可能性があります。 綿繊維の全体的な品質を示す多くの要因があります。 最も重要なものには、強度、繊維の長さ、短繊維の含有量 (1.27 cm 未満の繊維)、長さの均一性、成熟度、細かさ、ゴミの含有量、色、種皮の断片とネップの含有量、および粘着性が含まれます。 すべてが各ベールで測定されるわけではありませんが、市場は一般的にこれらの要因を認識しています。

繰り綿工程は、繊維の長さ、均一性、種皮の破片、ゴミ、短繊維、ネップの含有量に大きな影響を与える可能性があります。 品質に最も影響を与える XNUMX つの綿繰り作業は、繰り綿とクリーニング中の繊維水分の調整と、使用される鋸タイプの糸くずクリーニングの程度です。

繰り綿に推奨される糸くずの水分範囲は 6 ～ 7% です。 ジンクリーナーは低水分でより多くのゴ​​ミを取り除きますが、繊維の損傷がなくなるわけではありません. 図 1 に示すように、繊維の水分が多いほど繊維の長さは保たれますが、ジニングの問題が発生し、クリーニングが不十分になります。ゴミの除去を改善するために乾燥を増やすと、糸の品質が低下します。 糸の外観はある程度まで乾燥させると改善されますが、異物除去が増加するため、短繊維含有量の増加の効果が異物除去の利点を上回ります。

図 1. 綿の湿分洗浄の妥協案

繊維の本来の色はクリーニングしてもほとんど変わりませんが、繊維をとかしてゴミを取り除くと、知覚される色が変わります。 糸くずのクリーニングでは、繊維をブレンドして、斑点または明るい斑点として分類されるベールが少なくなることがあります。 ジニングは細かさと成熟度には影響しません。 クリーニングと綿繰りの際に使用される各機械または空気圧装置は、ネップ含有量を増加させますが、リント クリーナーが最も顕著な影響を及ぼします。 綿繰りされた糸くずの種皮の破片の数は、種子の状態と綿繰り操作の影響を受けます。 糸くずクリーナーはサイズを減らしますが、破片の数は減らしません。 糸の強度、糸の外観、糸切れのXNUMXつが重要な紡績品質の要素です。 すべてが長さの均一性によって影響を受け、したがって、短い繊維または壊れた繊維の割合によって影響を受けます。 これらの XNUMX つの要素は通常、最小限の乾燥機と洗浄機で綿繰りを行うときに最もよく保たれます。

スピンドルで収穫された綿を乾燥および洗浄するためのジン機械の順序と量に関する推奨事項は、十分なベール値を達成し、綿の固有の品質を維持するように設計されました. それらは一般的に追跡されており、数十年にわたって米国の綿産業で確認されてきました. 推奨事項では、マーケティング システムのプレミアムとディスカウント、およびさまざまなジン マシンに起因する洗浄効率と繊維の損傷が考慮されています。 特別な収穫条件では、これらの推奨事項からの変更が必要です。

綿繰り機を推奨される順序で使用すると、通常、75 ～ 85% の異物が綿から取り除かれます。 残念ながら、この機械では異物除去の過程で良質な綿も少量だけ除去されるため、洗浄時に商品となる綿の量が減ってしまいます。 したがって、綿のクリーニングは、異物レベルと繊維の損失と損傷の間の妥協点です。

安全と健康への懸念

綿繰り産業は、他の加工産業と同様に、多くの危険を伴います。 労働者の補償請求からの情報によると、怪我の数は手/指で最も多く、背中/脊椎、目、足/つま先、腕/肩、脚、胴体、頭の怪我が続きます。 業界は危険の軽減と安全教育に積極的に取り組んできましたが、ジンの安全性は依然として大きな懸念事項です。 懸念の理由としては、事故や労災請求の頻度が高いこと、休業日数が多いこと、および事故の重大性が挙げられます。 歯肉損傷および健康障害による総経済的費用には、直接費用 (医療およびその他の補償) と間接費用 (仕事から失われた時間、ダウンタイム、収益力の損失、労災保険の保険料の増加、生産性の損失、およびその他の多くの損失要因) が含まれます。 ）。 直接費は、間接費よりも決定しやすく、はるかに安価です。

綿繰りに影響を与える多くの国際的な安全衛生規制は、農薬規制を公布する労働安全衛生局 (OSHA) および環境保護庁 (EPA) によって管理される米国の法律に由来しています。

他の農業規制もジンに適用される場合があります。これには、公道で動作するトレーラー/トラクターの低速車両エンブレムの要件、従業員が操作するトラクターの転覆保護構造の規定、および一時労働のための適切な生活施設の規定が含まれます。 ジンは農業企業と見なされており、多くの規制によって具体的にカバーされていませんが、ジンナーは、OSHAの「一般産業の基準、パート1910」などの他の規制に準拠したいと考えるでしょう. 婦人科医が考慮すべき具体的な OSHA 基準が 29 つあります。火災およびその他の緊急時計画 (1910.38 CFR 29a)、出口 (1910.35 CFR 40-29)、および職業上の騒音暴露 (1910.95 CFR 29) です。 主な退出要件は、1910.36 CFR 29 および 1910.37 CFR XNUMX に記載されています。 農業従事者が強制適用範囲に含まれる他の国では、そのような遵守が義務付けられます。 騒音およびその他の安全衛生基準への準拠については、このドキュメントの別の場所で説明します。 百科事典。

安全プログラムへの従業員の参加

最も効果的な損失管理プログラムは、管理者が従業員に安全意識を持たせるように動機付けているプログラムです。 この動機付けは、プログラムの各要素に従業員を参加させる安全ポリシーを確立し、安全トレーニングに参加し、良い模範を示し、従業員に適切なインセンティブを提供することによって達成できます。

指定されたエリアで PPE を使用し、従業員が許容される作業慣行を遵守することを要求することにより、職業上の健康障害が軽減されます。 騒音や粉塵のレベルが高い場所で作業する場合は常に、聴力用 (プラグまたはマフ) および呼吸用 (防塵マスク) PPE を使用する必要があります。 一部の人々は、他の人よりも騒音や呼吸の問題に敏感であり、PPE を使用していても、騒音や粉塵のレベルが低い作業エリアに再割り当てする必要があります。 重い物を持ち上げることや過度の暑さに伴う健康被害は、訓練、資材処理器具の使用、適切な服装、換気、暑さからの休憩によって対処できます。

ジン操作中のすべての人員は、ジンの安全に関与する必要があります。 全員が損失管理プログラムに完全に参加する意欲を持てば、安全な職場環境を確立できます。

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