Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с хлопкоочистительной фабрики )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Модель хлопкоочистительной машины XIX века на выставке в музее Эли Уитни в Хамдене, штат Коннектикут.

Хлопкоочистительный - означает «хлопковый двигатель» - это машина , которая быстро и легко отделяется хлопковых волокон из их семян, что позволяет большую производительность больше , чем ручное разделение хлопка. [1] Волокна затем перерабатываются в различные изделия из хлопка, такие как ситцевая ткань, в то время как любой неповрежденный хлопок используется в основном для изготовления текстильных изделий, таких как одежда. Отделенные семена можно использовать для выращивания большего количества хлопка или для производства хлопкового масла .

Ручные роликовые погрузчики использовались на Индийском субконтиненте не ранее 500 г. н.э., а затем и в других регионах. [2] Индийский роликовый джин с червячной передачей, изобретенный где-то в 16 веке [3] , по словам Лаквете, практически не изменился до настоящего времени. Современный механический хлопкоочиститель был создан американским изобретателем Эли Уитни в 1793 году и запатентован в 1794 году.

Джин Уитни использовал комбинацию проволочной сетки и небольших проволочных крючков, чтобы протянуть хлопок, в то время как щетки непрерывно удаляли свободный хлопковый ворс, чтобы предотвратить замятие. Это произвело революцию в хлопковой промышленности в Соединенных Штатах, но также привело к росту рабства на юге Америки, поскольку спрос на сбор хлопка быстро увеличивался. Таким образом, изобретение было идентифицировано как непреднамеренный фактор, способствовавший началу Гражданской войны в США . [4] Современные автоматизированные хлопкоочистительные машины используют несколько приводных чистящих цилиндров и пил и предлагают гораздо более высокую производительность, чем их предшественники с ручным приводом. [5]

История [ править ]

«Первый хлопковый джин», гравюра из журнала Harper's Magazine , 1869. На этой резной картинке изображен роликовый джин, использовавшийся порабощенными американцами, который предшествовал изобретению Эли Уитни. [6]

Одинарный валковый хлопкоочиститель вошел в употребление в Индии к 5 веку. Усовершенствованием, изобретенным в Индии, стал джин с двумя роликами, известный как "чурка", "чарки" или "ролик с деревянным червяком".[7]

Цель [ править ]

Хлопковые волокна производятся в семенных коробочках («коробочках») хлопкового растения, где волокна («пух») в коробочках плотно переплетаются с семенами. Чтобы волокна стали пригодными для использования, семена и волокна должны быть сначала разделены - задача, которая ранее выполнялась вручную, при производстве хлопка, для разделения которого требовались часы труда. Было изобретено много простых устройств для удаления семян, но до изобретения хлопкоочистительной машины большинство из них требовало значительного внимания оператора и работало только в небольших масштабах. [8]

Ранние хлопкоочистительные машины [ править ]

Самые ранние версии хлопкоочистителя состояли из одного ролика, сделанного из железа или дерева, и плоского куска камня или дерева. Самые ранние свидетельства существования хлопкоочистителя были найдены в пятом веке в виде буддийских картин, изображающих джин с одним роликом в пещерах Аджанты в западной Индии . [2] Эти ранние джины было сложно использовать и требовали большого мастерства. Для выталкивания семян из хлопка без раздавливания семян был необходим узкий одиночный валик. По конструкции он был похож на молотильный камень , который использовался для измельчения зерна. Ранняя история хлопкоочистителя неоднозначна, потому что археологи, вероятно, приняли его части за другие инструменты. [2]

Между XII и XIV веками джины с двойным валом появились в Индии и Китае. Индийская версия джина с двумя валками была распространена в торговле хлопком Средиземноморья к 16 веку. В некоторых районах это механическое устройство приводилось в движение силой воды. [9]

Великая Индия [ править ]

Основная статья: Империя Великих Моголов

Червячная передача ролик джин, который был изобретен в Индийском субконтиненте во время ранней Делийского султаната эпохи 13 - го до 14 - го века, вошел в употребление в империи Моголов где- то около 16 - го века, [10] и до сих пор используется в Индийском субконтиненте до наших дней. [2] Еще одно нововведение, включение кривошипной рукоятки в хлопкоочистительную машину, впервые появилось во времена позднего Делийского султаната или ранней Империи Великих Моголов. [11] Использование червячной передачи и кривошипной рукоятки в хлопкоочистительной машине привело к значительному расширению индийского хлопкового текстильного производства в эпоху Великих Моголов. [12]

Сообщалось, что с помощью индийского хлопкоочистителя, который представляет собой наполовину машину и наполовину инструмент, один мужчина и одна женщина могут очищать 28 фунтов хлопка в день. С модифицированной версией Forbes один мужчина и мальчик могли производить 250 фунтов в день. Если бы быков приводили в действие 16 из этих машин и использовали бы труд нескольких человек для их кормления, они могли бы производить столько же работы, сколько раньше делали 750 человек. [13]

Соединенные Штаты [ править ]

Индийский роликовый хлопкоочиститель, известный как чурка или чаркха , был завезен в Соединенные Штаты в середине 18 века, когда он был принят на юге Соединенных Штатов . Устройство было адаптировано для очистки длинноволокнистого хлопка , но не подходило для коротковолокнистого хлопка, который был более распространен в некоторых штатах, таких как Джорджия . Несколько модификаций индийского роллерного джина были внесены г-ном Кребсом в 1772 году и Джозефом Ивом в 1788 году, но их использование оставалось ограниченным разновидностью длинноволокнистого хлопка до тех пор, пока Эли Уитни не разработал коротковолокнистый хлопкоочиститель в 1793 году [14]. ]

Патент Эли Уитни [ править ]

Оригинальный патент Эли Уитни на хлопкоочиститель от 14 марта 1794 г.

Эли Уитни (1765–1825) подал заявку на патент своего хлопкоочистителя 28 октября 1793 года; патент был выдан 14 марта 1794 года, но не был подтвержден до 1807 года. Патенту Уитни был присвоен номер 72X. [15] Существует небольшое противоречие по поводу того, правильно ли идея современного хлопкоочистителя и его составляющих элементов приписывается Эли Уитни. Популярное изображение Уитни, изобретающего хлопкоочиститель, связано со статьей на эту тему, написанной в начале 1870-х годов, а затем переизданной в 1910 году в Библиотеке южной литературы . В этой статье автор утверждал, что Кэтрин Литтлфилд ГринПредложил Уитни использовать компонент, похожий на кисть, который помогает отделить семена от хлопка. На сегодняшний день роль Грина в изобретении джина не была подтверждена независимо. [16]

Модель хлопкоочистительной машины Уитни была способна убирать 50 фунтов (23 кг) ворса в день. Модель представляла собой деревянный цилиндр, окруженный рядами тонких шипов, которые протягивали ворсинки через решетки гребенчатой ​​решетки. [17] Решетки были расположены близко друг к другу, чтобы семена не проходили сквозь них. Свободная вата была счищена щеткой, предотвращая заклинивание механизма.

Многие современные авторы попытались разработать дизайн , который будет обрабатывать короткий штапельного хлопка и Hodgen Холмс, Роберт Уоткинс, Уильям Longstreet и Джон Мюррей все были выданы патенты на усовершенствования хлопкоочистительной по 1796. [18] Тем не менее, данные показывают , Уитни действительно изобрел пилу для джина, которой он знаменит. Хотя он провел много лет в суде, пытаясь применить свой патент против плантаторов, которые делали несанкционированные копии, изменение в патентном законодательстве в конечном итоге сделало его требование юридически защищенным - слишком поздно для него, чтобы заработать много денег на устройстве за один год, оставшийся до патента. истекший. [19]

Джин Маккарти [ править ]

Хотя джин Уитни облегчает очистку семян коротковолокнистого хлопка, он повреждает волокна сверхдлинного штапельного хлопка ( Gossypium barbadense ). В 1840 году Fones McCarthy получил патент на «Smooth Cylinder Cotton-gin», роликовый джин. Джин McCarthy's продавался как для коротковолокнистого, так и для сверхдлинного штапельного хлопка, но был особенно полезен для обработки длинноволокнистого хлопка. После истечения срока действия патента Маккарти в 1861 году джины типа Маккарти производились в Великобритании и продавались по всему миру. [20] Джин McCarthy's был использован для очистки сорта Си-Айленд от длинноволокнистого хлопка, выращиваемого во Флориде, Джорджии и Южной Каролине. Он очищал хлопок в несколько раз быстрее, чем старые хлопчатобумажные комбинаты, а при использовании одной лошади,производили от 150 до 200 фунтов ворса в день.[21] Джин McCarthy использовал возвратно-поступательный нож, чтобы отделить семена от ворса. Вибрация, вызванная возвратно-поступательным движением, ограничивала скорость, с которой мог работать джин. В середине 20 века джины с вращающимся лезвием заменили джины с возвратно-поступательным движением. Эти потомки джина McCarthy - единственные джины, которые сейчас используются для производства сверхдлинного штапельного хлопка в Соединенных Штатах. [22]

Джин Munger System [ править ]

Джин с дизельным двигателем в Бертоне, штат Техас, - один из старейших в Соединенных Штатах, который до сих пор функционирует.

В течение полутора десятилетий после окончания Гражданской войны в 1865 году в Соединенных Штатах для хлопкоочистки широко использовался ряд инновационных технологий. Они включали в себя мощность пара вместо энергии животных, автоматическую подачу для обеспечения бесперебойной работы стойки для джина, конденсатор, чтобы облегчить обращение с чистым хлопком, выходящим из джина, и домашние прессы, чтобы хлопок больше не приходилось переносить. Джин-двор нужно кипятить. [23] Затем, в 1879 году, когда он управлял джином своего отца в Рутерсвилле, штат Техас , Роберт С. Мангер изобрел дополнительные методы очистки хлопка. Роберт и его жена Мэри Коллетт позже переехали в Мексию, штат Техас , построили системный джин и получили соответствующие патенты. [24]

Оборудование для хлопкоочистки Munger System (или системный джин) объединяет все оборудование для хлопкоочистительной машины, обеспечивая, таким образом, беспрепятственное прохождение хлопка через машины. Такие системные джины используют воздух для перемещения хлопка от машины к машине. [25] Мотивация Мунгера к его изобретениям заключалась в улучшении условий труда сотрудников в джин. Тем не менее, преимуществом для большинства владельцев джинсов была сопутствующая экономия затрат при более быстром производстве хлопка и более высоком качестве. [26]

К 1960-м годам было сделано много других достижений в хлопкоочистительном оборудовании, но способ прохождения хлопка через хлопкоочистительное оборудование по-прежнему оставался системой Мангера. [27]

Историк экономики Уильям Х. Филлипс назвал развитие системного хлопкоочистительного «революцией Мангера». [28] Он писал:

«Инновации [Munger] стали кульминацией того, что географ Чарльз С. Эйкен назвал второй революцией хлопкоочистки, в ходе которой частные плантационные хлопкоочистительные заводы были заменены крупными государственными хлопкоочистительными заводами. Эта революция, в свою очередь, привела к серьезной реструктуризации. хлопкоочистительной промышленности, когда небольшие разбросанные по разным адресам хлопкоочистительные фабрики и магазины девятнадцатого века уступили место сокращающемуся количеству крупных корпораций двадцатого века, которые проектируют и строят целые хлопкоочистительные предприятия ». [29]

Один из немногих (и, возможно, единственный) оставшихся образцов джина Munger выставлен на выставке Frogmore Plantation в Луизиане.

Эффекты в США [ править ]

Хлопковый джин на плантации Джаррелл

До появления механической хлопкоочистительной машины для очистки хлопка и отделения волокон от семян требовался значительный труд. [30] С появлением джина Эли Уитни хлопок стал чрезвычайно прибыльным бизнесом, принесшим множество состояний на Юге довоенного периода . Такие города, как Новый Орлеан, Луизиана ; Мобил, Алабама ; Чарльстон, Южная Каролина ; и Галвестон, штат Техас, стали крупными морскими портами, получая значительную экономическую выгоду от выращивания хлопка на Юге. Кроме того, значительно увеличившееся предложение хлопка создало большой спрос на текстильное оборудование и улучшенные конструкции машин, в которых деревянные детали были заменены металлическими. Это привело к изобретению многихстанки в начале 19 века. [1]

Изобретение хлопкоочистителя вызвало массовый рост производства хлопка в Соединенных Штатах, в основном на юге. Производство хлопка увеличилось с 750 000 тюков в 1830 году до 2,85 миллиона тюков в 1850 году. В результате регион стал еще более зависимым от плантаций , на которых использовалась порабощенная американская рабочая сила, и плантационное сельское хозяйство стало крупнейшим сектором его экономики. [31] В то время как одному рабу требовалось около десяти часов, чтобы отделить фунт волокна от семян, команда из двух или трех рабов, использующая хлопкоочиститель, могла произвести около пятидесяти фунтов хлопка всего за один день. [32] Число рабов росло вместе с увеличением производства хлопка, увеличившись с примерно 700 000 в 1790 году до примерно 3,2 миллиона в 1850 году.[33] Изобретение хлопкоочистительной машины привело к увеличению спроса на рабов на юге Америки , обратив вспять экономический спад, произошедший в регионе в конце 18-го века. [34] Таким образом, хлопкоочиститель «превратил хлопок как культуру, а Южную Америку в первую сельскохозяйственную электростанцию ​​в мире». [35]

Реклама хлопкоочистительной машины Lummus 1896 года.

Из-за его непреднамеренного воздействия на американское рабство и обеспечения того, чтобы экономика Юга развивалась в направлении плантационного сельского хозяйства (при одновременном поощрении роста текстильной промышленности в других местах, например, на Севере), изобретение хлопкоочистительной машины часто упоминается как одна из косвенных причин гражданской войны в США. [4] [36] [37]

Современные хлопкоочистительные машины [ править ]

Схема современного хлопкоочистительного завода, отображающая многочисленные этапы производства
Современные хлопкоочистительные машины

В современном хлопковом производстве хлопок поступает на промышленные хлопкоочистительные заводы либо в прицепах, либо в сжатых прямоугольных « модулях » массой до 10 метрических тонн.каждый или в круглых модулях, обернутых полиэтиленом, подобных тюку сена, производимому в процессе сбора урожая хлопком последнего поколения. Хлопок, поступающий в джин, всасывается через трубу диаметром примерно 16 дюймов (41 см), которая протягивается над хлопком. Эта труба обычно управляется вручную, но на современных хлопковых заводах она все чаще автоматизируется. Потребность в трейлерах для перевозки продукта на джин резко сократилась с момента появления модулей. Если хлопок доставляется модулями, устройство подачи модулей разбивает модули на части с помощью игольчатых роликов и извлекает из хлопка самые крупные куски постороннего материала. Затем свободный хлопок модульного подающего устройства засасывается в ту же начальную точку, что и прицепной хлопок.

Затем хлопок попадает в сушилку, которая удаляет лишнюю влагу. В очистителе цилиндров используются шесть или семь вращающихся цилиндров с шипами для разрушения больших комков хлопка. Более мелкие инородные материалы, такие как почва и листья, проходят через стержни или сита для удаления. Стиральная машина использует центробежную силу для удаления более крупных посторонних предметов, таких как палки и заусенцы, в то время как хлопок удерживается быстро вращающимися цилиндрами пилы.

Стенд для джина использует зубцы вращающихся пил для протягивания хлопка через ряд «хлопковых ребер», которые вытягивают волокна из семян, которые слишком велики, чтобы пройти через ребра. Затем очищенные семена удаляются из джинсовой машины с помощью шнековой конвейерной системы. Семена повторно используются для посадки или отправляются на маслобойню для дальнейшей переработки в хлопковое масло и хлопковый шрот. В очистителях ворса снова используются пилы и решетки, на этот раз для отделения незрелых семян и любых оставшихся посторонних веществ от волокон. Затем пресс для тюков сжимает хлопок в тюки для хранения и транспортировки. Современные хлопкоочистительные машины могут обрабатывать до 15 тонн (33 000 фунтов) хлопка в час.

Современные хлопкоочистительные машины создают значительное количество остатков хлопкоочистителя (CGR), состоящих из палочек, листьев, грязи, незрелых коробочек и семян хлопка. В настоящее время проводятся исследования по использованию этих отходов в производстве этанола . Из-за колебаний химического состава при переработке трудно создать согласованный процесс получения этанола, но есть потенциал для дальнейшего максимального использования отходов при производстве хлопка. [38] [5]

См. Также [ править ]

  • Prattville Gin Factory
  • Тюк хлопка

Ссылки [ править ]

Примечания

  1. ^ a b Роу, Джозеф Уикхэм (1916), английские и американские производители инструментов , Нью-Хейвен, Коннектикут: Yale University Press, LCCN  16011753. Перепечатано McGraw-Hill, Нью-Йорк и Лондон, 1926 ( LCCN  27-24075 ); и Lindsay Publications, Inc., Брэдли, Иллинойс, ( ISBN 978-0-917914-73-7 ). 
  2. ^ а б в г Лаквете , 1–6.
  3. ↑ Хабиб, Ирфан (3 февраля 2018 г.). Экономическая история средневековой Индии, 1200-1500 гг . Pearson Education India. ISBN 9788131727911 - через Google Книги.
  4. ^ a b Келли, Мартин. «Пять основных причин гражданской войны: подготовка к сецессии и гражданской войне» . About.com . Проверено 14 марта 2011 года.
  5. ^ a b Inventors.about.com ; "Предыстория хлопкового джина", получено 22 октября 2010 г.
  6. ^ Lakwete , 182.
  7. ^ "Изготовление хлопка - инструменты торговли" . Fifteeneightyfour - Академические перспективы от Cambridge University Press . 5 июня 2013 . Проверено 9 сентября 2018 года .
  8. ↑ Беллис, Мэри. Inventors.about.com ; "The Cotton Gin and Eli Whitney", получено 12 марта 2012 г.
  9. ^ Бабер, Захир (1996). Наука Империи: научные знания, цивилизация и колониальное правление в Индии . Олбани: Государственный университет Нью-Йорка. п. 57. ISBN 0-7914-2919-9 . 
  10. ^ Ирфан Хабиб (2011), Экономическая история средневековой Индии, 1200–1500 , стр. 53 , Pearson Education
  11. ↑ Ирфан Хабиб (2011), Экономическая история средневековой Индии, 1200–1500 , стр. 53–54 , Pearson Education
  12. ^ Ирфан Хабиб (2011), Экономическая история средневековой Индии, 1200–1500 , стр. 54 , Pearson Education
  13. ^ Карл Маркс (1867). Глава 16: «Машиностроение и крупная промышленность». Das Kapital .
  14. ^ Харгретт, Элизабет; Доббс, Крис (6 июня 2017 г.). «Хлопок Джины» . Энциклопедия Новой Джорджии .
  15. ^ «Кто изобрел хлопкоочиститель и как это повлияло на историю?» .
  16. ^ «Кэтрин Литтлфилд Грин, Мозг за хлопковым джином» . В поисках Дульсинеи. 4 марта 2010 . Проверено 6 ноября 2013 года .
  17. ^ Harr, ME (1977). Механика твердых частиц: вероятностный подход . Макгроу-Хилл.
  18. ^ Lakwete , 64-76.
  19. ^ Американский исторический обзор Генри Элдриджа Борна, Роберт Ливингстон Шайлер Редакторы: 1895 - июль 1928; JF Jameson и другие; Октябрь 1928 г. - апрель. 1936, Х.Е. Борн и другие; Июль 1936 г. - апр. 1941, Р. Л. Шайлер и др .; Июль 1941 г. - Г. С. Форд и другие. Опубликовано в 1991 г., Американская историческая ассоциация [и др.], Стр. 90–101.
  20. ^ Lakwete, Анджела. «Фонс Маккарти» . Энциклопедия Алабамы . Обернский университет . Проверено 13 октября 2017 года .
  21. ^ Шофнер, Джеррел Х .; Роджерс, Уильям Уоррен (апрель 1962 г.). "Хлопок Си-Айленда в Анте-Беллум, Флорида" Исторический квартал Флориды . 40 (4): 378–79.
  22. ^ Гиллум, Марвис М .; Ван Дорн, DW; Норман, БМ; Оуэн, Чарльз (1994). «Ролик Джиннинг» . В Энтони, Стэнли У .; Мэйфилд, Уильям Д. (ред.). Справочник хлопкоочистителя . Министерство сельского хозяйства США. п. 244. ISBN 9780788124204. Проверено 13 октября 2017 года .
  23. Перейти ↑ Aiken, Charles S. (апрель 1973). «Эволюция хлопкоочистки на юго-востоке Соединенных Штатов». Географическое обозрение. 63 (2): 205.
  24. ^ Манн, Салли (2016). Постойте: воспоминания с фотографиями. Литтл, Браун и компания. С. 314–317. ISBN 978-0-316-24775-7 . 
  25. ↑ Аткинсон, Эдвард (1 июня 1880 г.). «Отчет о производителях хлопка США». В отделе внутренних дел, переписи населения. Отчет о производителях Соединенных Штатов по десятой переписи населения. Государственная типография. С. 937–984.
  26. ^ Манн, Салли (2016). Постойте: воспоминания с фотографиями. Литтл, Браун и компания. п. 318. ISBN 978-0-316-24775-7 . 
  27. Перейти ↑ Aiken, Charles S. (апрель 1973). «Эволюция хлопкоочистки на юго-востоке Соединенных Штатов». Географическое обозрение. 63 (2): 205–206.
  28. ^ Филлипс, Уильям (1994). "Делая бизнес из этого: эволюция южного патентования хлопкоочистителя, 1831-1890". История сельского хозяйства. 68 (2): 88, 90.
  29. ^ Филлипс, Уильям (1994). "Делая бизнес из этого: эволюция южного патентования хлопкоочистителя, 1831-1890". История сельского хозяйства. 68 (2): 85–86.
  30. ^ Хамнер, Кристофер. traininghistory.org , "The Disaster of Innovation", получено 11 июля 2011 г.
  31. ^ Пирсон, Парк (сентябрь 2009 г.). «Семена конфликта» . Гражданская война в Америке . 22 (4): 25.
  32. ↑ Вудс, Роберт (1 сентября 2009 г.). «Поворот чудака положил начало гражданской войне». Машиностроение .
  33. ^ Смит, Н. Джереми (июль 2009 г.). «Создание хлопкового короля». Мировая торговля . 22 (7): 82.
  34. ↑ Роберт О. Вудс (28 декабря 2010 г.). «Как хлопок-джин начал гражданскую войну» . Американское общество инженеров-механиков . Проверено 17 сентября 2020 года .
  35. ^ Андерхилл, Пако (2008). «Хлопок-джин, масло, роботы и магазин 2020 года». Идеи отображения и дизайна . 20 (10): 48.
  36. ↑ Джо Райан. "Что вызвало гражданскую войну в США?" AmericanCivilWar.com. Проверено 14 марта 2011 года.
  37. ^ Рэнди Голден, « Причины гражданской войны ». О Северной Грузии. Проверено 14 марта 2011 года.
  38. ^ Agblevor, Foster A .; Бац, Сандра; Трамбо, Джессика (3 февраля 2018 г.). «Состав и потенциал производства этанола из остатков хлопкового джина». Биотехнология для топлива и химикатов . Humana Press, Тотова, Нью-Джерси. С. 219–230. DOI : 10.1007 / 978-1-4612-0057-4_17 . ISBN 978-1-4612-6592-4.

Библиография

  • Лаквете, Анджела (2003). Изобретая хлопковый джин: машина и миф в довоенной Америке . Балтимор: Издательство Университета Джона Хопкинса. ISBN 9780801873942.

Внешние ссылки [ править ]

Ресурсы библиотеки о
хлопковом джине
  • Интернет-книги
  • Ресурсы в вашей библиотеке
  • Ресурсы в других библиотеках
  • Обзор хлопкового джина - сайт Министерства сельского хозяйства США
  • История хлопка - сайт Национального хлопкового совета Америки
  • Национальная ассоциация переработчиков хлопка
  • Хлопко- джинсовая промышленность США - Энциклопедия экономической истории EH.Net
  • Изобретение хлопкового джина - eHistory.com
  • Хлопок: волокно жизни - включает схематическую диаграмму, иллюстрирующую процесс удаления семян
  • Видео ручной хлопкоочистительной в эксплуатацию через YouTube