CN100998358B - 扁形茶杀青成形工艺方法及专用设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扁形茶杀青成形工艺方法及专用设备，属于茶叶加工技术领域。该方法主要是在两端开口的密闭通道腔体内安置循环输送带，在通道腔体内输送带的至少一侧合理设置微波和远红外发生器，从而在通道腔体内创造出与手工制茶基本相同的M形温度曲线环境；该专用设备包括安装在机架上的通道腔体、穿越通道腔体的循环输送带，输送带的至少一侧沿通道腔体间隔装有三组以上的微波发生器，微波发生器附近装有两组以上的远红外发生器，输送带的上下方设有两对以上压辊。采用本发明的工艺方法及专用设备，由于实现基本等同于手工制茶工艺过程的连续机械化茶叶加工，因此不仅节能、降低成本并提高工效，而且提高了工业化生产高档茶叶的产量。

Description

扁形茶杀青成形工艺方法及专用设备

技术领域

本发明涉及一种茶叶加工的工艺方法，同时还涉及实现该方法的专用设备，属于茶叶加工技术领域。

背景技术

众所周知，杀青和成形是茶叶加工工艺的重要组成部分，传统茶叶加工中杀青和成形是分步进行的，杀青的目的是使茶叶中的各种生物氧化酶在高温下丧失活性，避免在后面的制作过程中茶叶内部发生对茶叶品质不利的生物化学反应；杀青结束后，再进一步制作成形、干燥后形成成品茶。

长期以来，杀青和成形工艺均采用手工操作，对于加工高档茶叶而言，典型的操作步骤为：

1、将炒锅加热到合适的温度时放入鲜叶，手工翻炒使茶叶整体升温并保证温度均匀；

2、适当降低温度，经手工轻压初步成形；

3、再次加热至杀青温度，进一步杀青；

4、再次降低温度，手工弄制最终成形。

这种传统的手工制茶不仅劳动强度大，生产效率低，而且需要操作者具有一定的经验。

为了减轻劳动强度，提高生产效率，近年来，各种形式的自动杀青设备不断涌现，其中以申请号为01125601.X和01125601.X的中国专利申请最具代表性。这两项专利申请分别提出了茶叶汽热杀青机和茶叶微波杀青工艺及设备。其中的后者针对现有借助燃料燃烧或电能对茶叶杀青存在的能耗大、杀青不均匀、工效低的问题，提供了对鲜茶叶进行微波辐射，使鲜茶叶在微波辐射的作用下，自身产生热量达到杀青温度，经一定时间后，使鲜茶叶中的酶完全失去活性。其所采用微波杀青设备包括茶叶喂料口、电器控制箱、微波箱、机架和茶叶输送装置，其中输送带用棉布制成。

此外，茶叶的成形也出现了相关的设备，例如申请号为02262922.X和200510038431.8的中国专利申请，分别公开了用转动锅体内的斜向粗条将翻滚的茶叶制成形或利用转动的内外大小滚筒将茶叶卷曲成形的茶叶成形机械。

实际应用时，可将单台杀青与成形设备组成生产线，从而以较高生产效率自动完成茶叶的杀青、成形工艺过程。

然而，实践证明，采用现有杀青、成形设备制作茶叶时由于无法像手工制作一样实现杀青和成形的交替进行，因而制出的茶叶无论是品质还是品相均无法与传统手工制作出的高档茶叶相媲美。因此，绝大部分高档茶叶制作仍采用原始的手工操作方法。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种制作高档扁形茶的杀青成形工艺方法，同时给出实现该方法的专用设备，从而可以经济适用并自动化制作出与传统手工操作品质和品相相当的高档茶叶，并在现有技术基础上进一步提高工效、降低能耗。

为了达到以上目的，申请人对传统手工操作与利用现有机械设备制作茶叶的过程进行了较深入的分析研究后发现，传统手工炒制茶叶时，先将鲜叶放入锅内，刚开始控制第一次升温的温度较高，以迅速让茶叶中的多酚氧化酶失去活性；在高温抖焖处理一段时间后，逐渐降低温度，开始第一次做形，此时茶叶含水量依然较大，茶叶之间容易互相粘连，茶叶细胞也没有完全破裂，因此只轻压理顺茶条，为后一步做形做好准备；然后开始第二次升温，第二次升温的温度稍低于第一次升温的温度，让茶叶进一步失去水分，降低粘度，使细胞进一步破裂并混合，促进产生香气物质的化学反应进行；之后，再次降低温度，开始第二次做形，由于经过第二次高温处理，茶叶表面含水率较低，而内部水分还没来得及渗出来，因此茶叶表面较干，叶体柔软，此时茶叶易于成形并可促进香气物质的形成。

实际上，传统手工操作凭经验控制的加工温度曲线呈现为双峰的m形连续曲线，即先高后低，再转而升高后再降低，并且杀青和成形步骤连续交替进行，成形前，茶叶不仅内部失水，而且表面较干。

而借助现有设备进行茶叶杀青和成形加工时，例如单台的杀青机和成形机，即使组成生产线也使杀青和成形过程分离，难以使整个过程形成所需的连续m形温度曲线环境，并且无论是蒸汽加热还是微波加热，都无法使茶叶在成形前呈现表面较干的理想状态，结果不能使杀青充分产生香气物质，也不利于形成整齐稳定的形状。

本发明的扃形茶杀青成形工艺方法是，在除两端开口外其它部位密闭的通道腔体中，设置经两端开口穿越整个通道腔体的循环输送带，在通道腔体内输送带的至少一侧按以下方式安置加热装置：

——在通道腔体入口处的第一高温区安置第一组微波发生器和第一组远红外发生器；

——在通道腔体第一高温区之后的第一低温区安置功率基本等于第一组微波发生器的第二组微波发生器；

——在通道腔体第一低温区之后的第二高温区安置第三组微波发生器和第二组远红外发生器，其中第三组微波发生器的功率基本等于第一组微波发生器，第二组远红外发生器的功率小于第一组远红外发生器；

——在通道腔体第二高温区之后的第二低温区安置第四组微波发生器，其功率小于第一组微波发生器；

——在通道腔体第一和第二低温区沿输送带的上下方分别安装第一对和第二对压辊做形机构，第一对压辊做形机构的压辊间隙大于第二对压辊做形机构的压辊间隙；

茶叶杀青成形步骤如下：

1)、将鲜茶叶平铺在输送带上，由通道腔体入口输入；

2)、控制通道腔体第一高温区的第一组微波和远红外发生器共同加热，使输入的鲜茶叶表里基本同步升温至100-120℃；

3)、控制通道腔体第一低温区的第二组微波发生器，保持茶叶温度在80-90℃的条件下，经第一对压辊将茶叶初步压扁成形；

4)、控制通道腔体第二高温区的第三组微波发生器和第二组远红外发生器共同加热，使初步成形的茶叶表里基本同步升温至100-110℃；

5)、控制通道腔体第二低温区的第四组微波发生器，保持茶叶温度在80-90℃的条件下，经第二对压辊将茶叶压扁成所需形状；

6)、由通道腔体出口输出成形茶叶。

实现本发明方法的专用设备包括安装在机架上除两端开口外其它部位密闭的通道腔体、所述通道腔体中设置从其两端开口穿越整个通道腔体并由驱动电机带动的循环输送带，所述通道腔体的两端分别装有微波抑制器，其特征在于，所述通道腔体内在输送带的至少一侧设有如下加热成形装置：

——在通道腔体入口处的第一高温区设置第一组微波发生器和第一组远红外发生器；

——在通道腔体第一高温区之后的第一低温区设置第二组微波发生器；

——在通道腔体第一低温区之后的第二高温区设置第三组微波发生器和第二组远红外发生器；

——在通道腔体第二高温区之后的第二低温区设置第四组微波发生器；

——在通道腔体第一和第二低温区沿输送带的上下方分别设置第一对和第二对压辊。

由于本发明在用于杀青成形的通道腔体内合理设置了加热器件，因此可以形成与手工操作基本相同的m形温度曲线环境，并且因为科学采用了微波与远红外组合加热的方式，巧妙利用微波加热由内至外、远红外加热由外至内的特性，通过控制微波发生器与远红外发生器的位置和各自的功率，可以自由控制在输送带上不同加工阶段的茶叶的含水量以及茶叶体从内到外不同部位的含水量，同时可以把握最佳成形时机，在茶叶最适宜成形时及时做形，所以能够实现与手工操作类似的茶叶内部温度与表面干燥的同时控制，结果可以自动化高效率制作出品质和品相均与手工操作相当的高档茶叶。此外，由于本发明的杀青和成形工艺过程一气呵成，没有中间环节，因此与单台组合的生产线相比，不仅产品质量好，而且更节能、经济，生产效率进一步得到提高。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明实施例一的总体结构示意图。

图2是图1的A-A向剖面结构示意图。

图3是图2中压辊做形机构的分解结构示意图。

图4是图3中螺旋升降机构的分解结构示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例按上述本发明的扁形茶杀青成形工艺方法所设计的专用设备如图1、2所示，在机架1的两端设有两台机头箱2-1和2-2，机头箱2-1和2-2上分别安装两个传动轮3-1和3-2，传动轮3-2由装在机头箱2-2内的电机4带动，在传动轮3-1和3-2之间环绕有输送带5，在输送带5的中部上下方封装有密闭的通道腔体6，在通道腔体6两端分别装有扁平的微波抑制器8。

在通道腔体6内的输送带5的一侧按以下方式安置有关加热装置：

——在通道腔体6进口处的第一高温区上部安置第一组微波发生器7-1和第一组远红外加热器13-1；

——在通道腔体6第一高温区之后的第一低温区上部安置功率基本等于第一组微波发生器7-1的第二组微波发生器7-2；

——在通道腔体6第一低温区之后的第二高温区上部安置第三组微波发生器7-3和第二组远红外发生器13-2，其中第三组微波发生器7-3的功率基本等于第一组微波发生器7-1，第二组远红外发生器13-2的功率小于第一组远红外发生器13-1，其功率比为75-90％；

——在通道腔体6第二高温区之后的第二低温区上部安置第四组微波发生器7-4，其功率小于第一组微波发生器7-1，其功率比为70-90％；

——在通道腔体6的第一和第二低温区沿输送带5的上下方分别安装第一对压辊做形机构9-1、第二对压辊做形机构9-2和第三对压辊做形机构9-3，其中第一对压辊做形机构9-1、第二对压辊做形机构9-2设在通道腔体6内，第三对压辊做形机构9-3设在通道腔体6外出口段，第二对压辊的间隙根据所需茶叶外形尺寸而定，控制第一对压辊做形机构9-1的压辊间隙大于第二对压辊做形机构9-2的压辊间隙，其间隙比率为150％，控制第三对压辊的间隙基本等于第二对压辊的间隙；

如图3、4所示，三个压辊做形机构的结构全部相同，其中之一的压辊做形机构9-1含有沿输送带5上下方设置的两个对夹的上辊轮10-1和下辊轮10-2，上辊轮的上心轴11-1穿过通道腔体6的两侧壁，下辊轮的下心轴11-2封闭在通道腔体6内，在上心轴11-1上靠近通道腔体6的两侧外壁处紧套装有微波抑制盖12，在上辊轮的两端装设有螺旋升降机构14；

茶叶杀青成形工作步骤如下：

1)、将鲜茶叶平铺在输送带5上，茶叶通过进口处的微波抑制器8-1输入通道腔体6内；

2)、控制通道腔体第一高温区的第一组微波发生器7-1和第一组远红外加热器13-1共同加热，使输入的茶叶表里基本同步升温至110℃，此时茶叶中的大部分多酚氧化酶迅速钝化而失去活性；

3)、控制通道腔体第一低温区的第二组微波发生器7-2，保持茶叶温度在80℃的条件下，此时茶叶已变软，力学性质初步适合成形处理，当茶叶运动到第一压辊做形机构9-1的第一对辊轮10-1和10-2之间位置时即被初步压扁成形；

4)、控制通道腔体第二高温区的第三组微波发生器7-3和第二组远红外加热器13-2共同加热，使初步成形的茶叶表里基本同步升温至100℃，此时茶叶形成表面含水量大为降低而茶叶本体尚为柔软的状态；

5)、控制通道腔体第二低温区的第四组微波发生器，保持茶叶温度在80℃的条件下，当茶叶运动到第二对压辊做形机构9-2，将茶叶压扁成所需形状；

6)、由通道腔体6的出口输出茶叶；

7)、茶叶通过通道腔体6出口处的微波抑制器8-2后，到达第三对压辊做形机构9-3进行最后的压扁做形；

8)、将输送带5上卸下的成形茶叶送入其他加工设备进行进一步加工处理。

上述步骤3)中，可根据加工茶叶的状况通过设置在通道腔体6外侧的螺旋提升机构14，提升或降低第一对压辊做形机构9-1的上辊轮10-1的心轴11-1，以调节两辊轮10-1和10-2之间的间隙d(如图3所示)，使茶叶进入辊轮10-1和10-2之间时，被初步压平并被理顺以进行第一次压扁做形(相当于手工炒茶时的轻压)，同时茶叶中未失去活性的多酚氧化酶继续钝化。微波抑制盖12随着上辊轮10-1的上下移动而移动，可将从孔泄漏的微波反射回杀青成型通道腔体6内。上辊轮10-1为主动辊轮，由电机带动，通过调节电机转速，使上辊轮10-1的线速度和输送带运行速度保持一致。

同样如上所述，在上述步骤5)和7)中，也可调节第二对压辊做形机构9-2和第三对压辊做形机构9-3的上、下辊轮间隙。

上述步骤6)的通道腔体6出口输出的茶叶已基本成形，茶叶输送到上述步骤7)时，由于刚出通道腔体6的茶叶温度下降有限，因此利用此时茶叶温度接近通道腔体6内第二低温区温度，通过可以目视的第三对压辊做形机构9-3对茶叶作进一步的压扁做形，还能起到检查和梳理茶叶的作用。

试验证明，采用本实施例的扁形茶杀青成形工艺方法及专用设备，能够实现基本等同于手工制茶工艺过程的杀青成形连续机械化茶叶加工，而且相比现有各种连续茶叶加工机械设备，还能降低能耗并提高工效。

实施例二

本实施例的扁形茶杀青成形工艺方法及专用设备与实施例一基本相同，所不同的是：

1.步骤2)中升温至115℃；

2.步骤3)中保持温度为85℃；

3.步骤4)中升温至105℃；

4.步骤5)中保持温度为85℃；

5.第一对压辊间隙与第二对压辊间隙的比率是200％；

6.压辊做形机构设为二对，即省去实施例一中的第三对压辊做形机构9-3。这样可以更加节能和降低成本，并更加缩短工时和提高工效。

实验证明，采用本发明的扁形茶杀青成形工艺方法及专用设备，创造性地将现有的通道式微波杀青机与输送带辊压机结合起来，同时巧妙引入远红外加热使其与微波加热互补，从而在机械化茶叶加工中实现了像手工制茶一样的杀青和成形连续交替加工工艺，切实解决了长期以来在茶叶工业化加工中不能达到手工制茶工艺水平的难题，必将在促成工业化生产高档茶叶产量提高的同时带来丰硕的市场经济效益。此外本发明的扁形茶杀青成形工艺方法及专用设备巧妙地将杀青和成形所需的加热过程集中在一个封闭通道内，因此比现有茶叶加工机械，更加节能、成本更低并有更高的工效。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种扁形茶杀青成形工艺方法，其特征在于，在除两端开口外其它部位密闭的通道腔体中，设置经两端开口穿越整个通道腔体的循环输送带，在通道腔体内输送带的至少一侧按以下方式安置加热成形装置：

——在通道腔体入口处的第—高温区安置第一组微波发生器和第一组远红外发生器；

——在通道腔体第一高温区之后的第一低温区安置功率基本等于第一组微波发生器的第二组微波发生器；

——在通道腔体第—低温区之后的第二高温区安置第三组微波发生器和第二组远红外发生器，其中第三组微波发生器的功率基本等于第一组微波发生器，第二组远红外发生器的功率小于第一组远红外发生器；

——在通道腔体第二高温区之后的第二低温区安置第四组微波发生器，其功率小于第—组微波发生器；

——在通道腔体第一和第二低温区沿输送带的上下方分别安装第一对和第二对压辊做形机构，第一对压辊做形机构的压辊间隙大于第二对压辊做形机构的压辊间隙；

茶叶杀青成形步骤如下：

1)、将鲜茶叶平铺在输送带上，由通道腔体入口输入；

2)、控制通道腔体第一高温区的第一组微波和远红外发生器共同加热，使输入的鲜茶叶表里基本同步升温至100-120℃；

3)、控制通道腔体第一低温区的第二组微波发生器，保持茶叶温度在80-90℃的条件下，经第一对压辊将茶叶初步压扁成形；

4)、控制通道腔体第二高温区的第三组微波发生器和第二组远红外发

生器共同加热，使初步成形的茶叶表里基本同步升温至100-110℃；

5)、控制通道腔体第二低温区的第四组微波发生器，保持茶叶温度在80-90℃的条件下，经第二对压辊将茶叶压扁成所需形状；

6)、由通道腔体出口输出成形茶叶。

2.根据权利要求1所述扁形茶杀青成形工艺方法，其特征在于，所述第二压辊的间隙根据所需茶叶外形尺寸而定，所述第一对压辊的间隙与第二对压辊的间隙比率是150％-200％。

3.根据权利要求2所述扁形茶杀青成形工艺方法，其特征在于，所述第二组远红外发生器与第一组远红外发生器的功率比是75-90％；所述第四组微波发生器与第一组微波发生器的功率比为70-90％。

4.根据权利要求3所述扁形茶杀青成形工艺方法，其特征在于，还包括茶叶杀青成形步骤：

7)、茶叶从通道腔体出口输出后，经第三对压辊进行压扁做形；

8)、从循环输送装置上卸下茶叶送入其他加工设备进行进一步加工处理。

5.根据权利要求4所述扁形茶杀青成形工艺方法，其特征在于，所述第三对压辊的间隙基本等于第二对压辊的间隙。

6.一种扁形茶杀青成形专用设备，包括安装在机架上除两端开口外其它部位密闭的通道腔体、所述通道腔体中设置从其两端开口穿越整个通道腔体并由驱动电机带动的循环输送带，所述通道腔体的两端分别装有微波抑制器，其特征在于，所述通道腔体内在输送带的至少一侧设有如下加热成形装置：

——在通道腔体入口处的第一高温区设置第一组微波发生器和第一组远红外发生器；

——在通道腔体第一高温区之后的第一低温区设置第二组微波发生器；

——在通道腔体第一低温区之后的第二高温区设置第三组微波发生器和第二组远红外发生器；

——在通道腔体第二高温区之后的第二低温区设置第四组微波发生器；

——在通道腔体第一和第二低温区沿输送带的上下方分别设置第一对和第二对压辊。

7.根据权利要求6所述扁形茶杀青成形专用设备，其特征在于，所述第二组微波发生器功率基本等于第一组微波发生器的功率；所述第三组微波发生器的功率基本等于第一组微波发生器；所述第二组远红外发生器的功率小于第一组远红外发生器，其功率比是75-90％；所述第四组微波发生器功率小于第一组微波发生器，其功率比75-90％；所述第二对压辊的间隙根据所需茶叶外形尺寸而定，所述第一对压辊的间隙大于第二对压辊的间隙，其间隙比率是150％-200％。

8.根据权利要求7所述扁形茶杀青成形专用设备，其特征在于，所述通道腔体外的出口段设有第三对压辊，所述第三对压辊的间隙基本等于所述第二对压辊的间隙。

9.根据权利要求8所述扁形茶杀青成形专用设备，其特征在于，所述压辊的线速度与输送带运行速度一致。

10.根据权利要求7所述扁形茶杀青成形专用设备，其特征在于，所述压辊的两端设有调节压辊升降的螺旋升降机构，至少一个所述压辊的心轴穿过所述通道腔体的两侧壁，所述心轴上靠近所述通道腔体的两侧外壁处紧套装有微波抑制盖。

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