一種茶葉機械化、清潔化生產線的製作方法

2023-05-22 10:23:56 1

專利名稱：一種茶葉機械化、清潔化生產線的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種茶葉機械化、清潔化生產線，屬茶葉加工設備技術領域。
背景技術：
六安瓜片茶是中國十大名茶之一，具有茶葉單片不帶梗芽，色澤寶綠，起潤有霜， 形成湯色澄明綠亮、香氣清高、回味悠長等特有品質。傳統的六安瓜片茶，採用人工炒制的 方法完成殺青、做形工序；用人工炭火烘焙的方法來完成毛火、小火、老火等工序。六安瓜 片茶手工加工的優點在於當制茶人員的技術素質較好時，能制出較高質量等級的極品茶， 但其產量不大。其不足之處表現在技術難度較大，其成茶品質受人為影響嚴重，工作效率 低、大量使用優質木炭資源，會破壞茶葉產區的生態平衡及帶來一定的環境汙染，木炭燃燒 時產生的不良氣體或不良產物會對茶葉產生二次汙染；加工過程中人手接觸茶葉的機會較 多，衛生狀況差；制茶品質因人而異，標準化程度不高，特別是要求品質均一的國外大宗訂 單，用手工方法制茶難以滿足要求，嚴重製約了六安瓜片產業的發展。目前市場上的機制瓜片多為茶農利用小型多槽鍋式連續理條機來完成殺青、做 形、甚至毛火等工序，由於機器結構過於簡單，控制過程還需完全依靠人工，依靠經驗，且其 機械結構並不能完全完成傳統瓜片茶所需的工藝過程，往往會造成殺青過輕或過重，溫度 過低或過高等，影響了成茶的品質。

發明內容
本發明的目的是為解決目前六安瓜片茶存在的加工分散，質量不均一及消耗大量 的人力、木炭資源及所帶來的環境及汙染問題，提供一種機械化、標準化、自動化、連續化、 清潔化和規模化的茶葉生產線。其技術方案是一種茶葉機械化、清潔化生產線，包括由清洗機、脫水機、分級機、 攤青機、搖青機、滾筒殺青機、揉捻機、多槽鍋式連續理條機、低溫遠紅外烘焙機、攤涼機、輝 鍋機、茶葉色選機、高溫遠紅外烘焙機和茶葉包裝機構成的各工序設備，由提升機和輸送機 構成的輸料機構以及由微機和中央控制櫃構成的控制機構，其特徵在於上述相鄰的各工 序設備之間分別由輸送機和提升機依次連接，其中，輸送機的輸送帶安裝在前一工序設備 出料口的下方，提升機安裝在輸送機輸送帶的出料口與後一工序設備的進料口之間；上述 各工序設備的電機和輸料機構的電機均為變頻電機，變頻電機由控制機構控制。其技術效果是由於根據六安瓜片扁形茶加工的工藝要求，採用相關的機械設備， 並通過微機和中央控制櫃對各工序設備輸料機構的變頻電機以及相關工序設備的電磁換 向閥與需熱工序設備的電功率等進行控制，從而實現了六安瓜片茶機械化、標準化、自動 化、連續化、清潔化和規模化生產，有效地解決了目前六安瓜片茶加工設備簡單，成茶品質 不高，質量參差不齊，消耗勞動力多及浪費優質木炭資源，產生環境汙染及加工環境不衛生 的現象；同時，生產線各工序設備之間通過提升機和輸送機進行無人不落地輸料，整條生產 線與茶葉接觸的部件全部採用不鏽鋼或食品級輸送帶，中央控制櫃與微機與各工序設備生產車間隔離，也有效地避免了茶葉在加工過程中的二次汙染，其衛生級別可達到國家規定 的食品標準；另外，各工序設備相互獨立，有利於設備的維修和更換。


圖1是本發明的設備連接示意圖；圖2是本發明的攤青機結構示意圖；圖3是本發明的多槽鍋式連續理條機結構示意圖；圖4是本發明的多槽鍋式連續理條機主視圖；圖5是本發明的多槽鍋式連續理條機俯視圖；圖6是本發明的多槽鍋式連續理條機U形槽的橫截面圖；圖7是多層輸送帶式攤涼加溼機結構示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，一種茶葉機械化、清潔化生產線，包括由清洗機1、脫水機4、分級機 5、攤青機6、搖青機7、滾筒殺青機8、揉捻機9、多槽鍋式連續理條機10、低溫遠紅外烘焙機 11、攤涼機12、輝鍋機13、茶葉色選機14、高溫遠紅外烘焙機15和茶葉包裝機16構成的各 工序設備，由輸送機和提升機3構成的輸料機構以及由微機19和中央控制櫃18構成的控 制機構。上述相鄰的各工序設備之間分別由輸送機和提升機依次連接，其中，輸送機的輸送 帶安裝在前一工序設備出料口的下方，提升機安裝在輸送機輸送帶的出料口與後一工序設 備的進料口之間；上述各工序設備的電機和輸料機構的電機均為變頻電機，變頻電機由控 制機構控制。各工序設備的出料口與對應的輸送機的輸送帶之間分別設有由控制機構控制的 茶葉均勻布葉給料機2。該茶葉均勻布葉給料機為中國專利CN101703121A公開的一種給料 機，用以保證落入輸送帶上的茶葉厚度均勻，沒有堆積現象。提升機3的出料口下方與工序設備的進料口上方均安裝有由微機控制的精量給 料器。該精量給料器為中國專利CN101717005A公開的一種精量給料器(圖中未標示)，用 以保證給料精確。採摘的茶葉經清洗機1噴淋清洗、脫水機4脫水和錐形筒式分級機5分級後送入 攤青機進行攤青。如圖2所示，攤青機6由機架、電機和輸送帶組成，機架頂部均布多臺排氣扇61，機 架內的底板上均布與機架頂部排氣扇相對應的吸氣扇63，輸送帶62的進料端上方分別設 有均勻布葉給料機2。機架內底板上的吸氣扇吸入乾燥空氣，沿直線方向經過均勻鋪滿在輸 送帶上的鮮葉，吸收鮮葉中的水分後從機架頂部的排氣扇直接排出，以增強降溫降溼的效 果，使茶青適度失水，增強酶的活性，引起內含物生化變化。為了透氣，在攤青機輸送帶的表面均布有40目-20目的圓形篩孔，篩孔直徑 1. 5-2. 5mm，篩孔的孔形為方形或半圓形或橢圓形等。攤青後的鮮葉送入錐形筒式搖青機7進行搖青，使茶青在外力的作用下，擦破葉 緣部分細胞組織，破壞葉綠素，散發青氣味，溢出茶汁與空氣接觸，引起多酚類化合物局部 酶促氧化，利用搖青時的微酵作用增加茶葉香氣。
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搖青後的鮮葉送入電熱滾筒式殺青機8進行殺青，利用高溫，迅速破壞酶的活性， 鞏固已形成的茶的品質。殺青後的茶葉送入揉捻機9進行揉捻，使茶葉細胞破碎，擠出茶汁附著茶葉表面， 以增進茶湯的濃度。為了適應整條生產線茶葉加工的時間要求，揉捻機採用多臺並聯的方 式同時對進入各揉捻機的茶葉進行揉捻。並聯的揉捻機9上方與精量給料器之間設有上料 輸送帶，下部設有出料輸送帶。為了達到六安瓜片的「葉片自然閉卷，形如瓜子」的獨特外形，理條機10採用改進 的多槽鍋式連續理條機完成。如圖3、4、5所示，其包括機架、U型多槽鍋、槽鍋滾子、電機、 傳動鏈條、曲柄、連杆、槽鍋滾子、加壓棒和電加熱棒，機架1007的兩側內對稱設置有浮動 橫梁座1004，浮動橫梁1005的兩端分別通過減振彈簧1003與浮動橫梁座連接，曲柄1010 鉸接在浮動橫梁上，用以支承曲柄連杆機構。茶葉經過均勻布葉給料機2送入U型多槽鍋， 槽鍋內部嵌有電加熱棒1002用以加熱做形，通電後電機1008經傳動鏈條1009帶動曲柄 轉動，通過曲柄連杆機構實現設置在機架頂部的U型多槽鍋在槽鍋滾子1012上作往復運 動。調整設置在機架底端上的調整螺釘1006的高度，可以改變槽鍋的傾角，依據不同茶葉 與不鏽鋼板的摩擦係數不同，一般調整為2-10°，以利於連續理條做形。根據茶葉老嫩程度 不同，槽鍋內配以不同重量的加壓棒1013，加壓棒為直徑小於槽鍋內徑的長棒，外部包上紗 布，內部可填充茶葉末等無害物質，以達到不同的形狀要求。U形多槽鍋的U形槽下部半圓半徑R為30-50mm，側壁高H為40_50mm，其中一側壁 與鉛垂方向夾角α為7-15° (見圖6)。按照傳統制茶工藝，理條做形後的茶葉需「拉小火」，本生產線採用紅外低溫烘焙 機11來模擬傳統制茶中的「拉小火」工藝，對理條做形後的茶葉進行低溫烘焙。低溫烘焙後的茶葉送入攤涼機12進行攤涼。如圖7所示，攤涼機12為多層輸送 帶式攤涼加溼機，其結構與攤青機相似，由機架、電機和輸送帶組成，機架頂部均布多臺空 調1201，機架內的底板上均布與機架頂部空調相對應的加溼器1203，輸送帶1202的進料端 上方分別設有均勻布葉給料機2。利用空調對茶葉進行強制製冷以減少其攤涼的時間，採用 加溼器使葉片在攤涼過程中回軟，以利於下一步輝鍋工序的進行。攤涼後的茶葉送入輝鍋機13進行輝鍋上霜，通過熱化學作用及機械作用，利於茶 葉香氣的生成，表面上霜通過機械摩擦作用產生的拋光效果改善茶葉外觀品質及固定茶葉 碧綠的色澤等。輝鍋後的茶葉經茶葉色選機14色選，去除飄葉，碎葉，變色葉片後，送入遠紅外高 溫烘焙機15進行高溫烘焙(相當於傳統制茶工藝中的拉大火)，高溫烘焙後的茶葉送入茶 葉包裝機16進行包裝。傳統的茶機檢測一般為鍋溫或發熱元件的表面溫度，但由於傳熱速度的因素，往 往導致檢測到的溫度並不能適時、準確的反映實際的葉溫，造成茶葉易焦糊。為解決以上問 題，本發明中殺青機、理條機、輝鍋機、遠紅外烘焙機等所有需熱工序的設備，其溫度控制均 採用基於多點模糊PID算法的閉環控制系統，其原理為在加工空間設置有均勻分布的多個 紅外線溫度傳感器直接檢測溫度，而其檢測的溫度信號經電纜傳輸給微機，經信號處理分 析後，經過多點模糊PID算法判斷與本工序設定溫度的差別，微機輸出信號指令控制中央 控制櫃的接觸器執行開關動作(或調整可控矽的導通角調整執行部件輸出功率)從而控制執行部件(電機、紅外線輻射加熱板)工作狀態，具有反應靈敏、延時小、超調量小和較高的 魯棒性等特點。生產線中的各工序設備的電機和輸料機構的電機均為變頻電機，變頻電機和各相 關工序設備的電磁換向閥及需熱工序設備的電功率等受中央控制櫃18與微機19控制，其 控制信號由電纜17傳輸。微機通過控制中央控制櫃的開關元件(交流接觸器等)和功率 調整元件(可控矽等)及各變頻電機的脈衝信號，從而控制相關變頻電機的轉向和速度，或 控制相關電磁換向閥的動作，或控制相關紅外線輻射板的功率等，使相關工序設備按照設 定的加工時間、溫度和要求等參數進行自動化運作。生產線上與茶葉接觸的部件全部採用不鏽鋼或食品級輸送帶。中央控制櫃與微機與生產車間隔離，各工序設備的生產車間可實現無人化生產。
權利要求
一種茶葉機械化、清潔化生產線，包括由清洗機(1)、脫水機(4)、分級機(5)、攤青機(6)、搖青機(7)、滾筒殺青機(8)、揉捻機(9)、理條機(10)、低溫遠紅外烘焙機(11)、攤涼機(12)、輝鍋機(13)、茶葉色選機(14)、高溫遠紅外烘焙機(15)和茶葉包裝機(16)構成的各工序設備，由提升機(3)和輸送機構成的輸料機構以及由微機(19)和中央控制櫃(18)構成的控制機構，其特徵在於上述相鄰的各工序設備之間分別由輸送機和提升機依次連接，其中，輸送機的輸送帶安裝在前一工序設備出料口的下方，提升機安裝在輸送機輸送帶的出料口與後一工序設備的進料口之間，上述各工序設備的電機和輸料機構的電機均為變頻電機，變頻電機由控制機構控制。
2.根據權利要求1所述的一種茶葉機械化、清潔化生產線，其特徵在於所述各工序設 備的出料口與對應的輸送機輸送帶之間分別設有由控制機構控制的均勻布料給料機(2)。
3.根據權利要求1所述的一種茶葉機械化、清潔化生產線，其特徵在於所述提升機 (3)的出料口下方與工序設備的進料口上方均安裝有由控制機構控制的精量給料器。
4.根據權利要求1所述一種茶葉機械化、清潔化生產線，其特徵在於所述所述攤青機 (6)由機架、電機和輸送帶組成，機架頂部均布多臺排氣扇(61)，機架內的底板上均布與機 架頂部排氣扇相對應的吸氣扇(63)，輸送帶(62)的進料端上方分別設有均勻布葉給料機 (2)。揉捻機(9)採用多臺串聯的方式，串聯的揉捻機上方與精量給料器之間設有上料輸送 帶，下部設有出料輸送帶。
5.根據權利要求4所述的一種茶葉機械化、清潔化生產線，其特徵在於所述輸送帶 (62)的表面均布有40目-20目的篩孔，篩孔的孔形為圓形或方形或半圓形或橢圓形。
6.根據權利要求1所述一種茶葉機械化、清潔化生產線，其特徵在於所述揉捻機(9) 採用多臺並聯的方式，並聯的揉捻機上方與精量給料器之間設有上料輸送帶，下部設有出 料輸送帶。
7.根據權利要求1所述的一種茶葉機械化、清潔化生產線，其特徵在於所述理條機 (10)為多槽鍋式連續理條機，其包括機架、U型多槽鍋、槽鍋滾子、電機、傳動鏈條、曲柄、連 杆、槽鍋滾子、加壓棒和電加熱棒，機架(1007)的兩側內對稱設置有浮動橫梁座(1004)，浮 動橫梁(1005)的兩端分別通過減振彈簧(1003)與浮動橫梁座連接，曲柄(1010)鉸接在浮 動橫梁上。
8.根據權利要求7所述的一種茶葉機械化、清潔化生產線，其特徵在於所述U形多槽 鍋的U形槽下部半圓半徑R為30-50mm，側壁高H為40_50mm，其中一側壁與鉛垂方向夾角 α 為 7-15°。
9.根據權利要求1所述的一種茶葉機械化、清潔化生產線，其特徵在於所述攤涼機 (12)為多層輸送帶式攤涼加溼機，其由機架、電機和輸送帶組成，機架頂部均布多臺空調 (1201)，機架內的底板上均布與機架頂部空調相對應的加溼器(1203)，輸送帶(1202)的進 料端上方分別設有均勻布葉給料機(2)。
全文摘要
一種茶葉機械化、清潔化生產線，屬茶葉加工設備技術領域。其目的是提供一種機械化、標準化、自動化、連續化、清潔化和規模化的茶葉生產線。包括由清洗機、脫水機、分級機、攤青機、搖青機、滾筒殺青機、揉捻機、多槽鍋式連續理條機、低溫遠紅外烘焙機、攤涼機、輝鍋機、茶葉色選機、高溫遠紅外烘焙機和茶葉包裝機構成的各工序設備，由提升機和輸送機構成的輸料機構以及由微機和中央控制櫃構成的控制機構，上述相鄰的各工序設備之間分別由輸送機和提升機依次連接；上述各工序設備的電機和輸料機構的電機均為變頻電機，變頻電機由控制機構控制。
文檔編號A23F3/06GK101953405SQ20101027011
公開日2011年1月26日 申請日期2010年8月31日 優先權日2010年8月31日
發明者夏濤, 宛曉春, 方世輝, 曾勝春, 曾雪鴻, 李兵, 李尚慶 申請人:安徽農業大學;安徽省六安瓜片茶業股份有限公司