CN102187915B - 一种茶鲜叶品质自动调控机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种茶鲜叶品质自动调控机组，进料斗与进料输送带的输入端相配合连接，进料输送带的输出端通过立式提升机与贮青机的贮青机进料斗相配合连接，贮青机的连接斗与出料输送带的输入端相配合连接，出料输送带的输出端一路通过立式提升机与贮青机的进料斗相配合连接，出料输送带的输出端另一路通过斜输送带、品质调控机、中间输送带与进料输送带的输入端相配合连接。本发明有益的效果是：1、解决了茶鲜叶品质调控的技术难题，并大大提高了茶叶产品质量；2、数百年来首次实现了乌龙茶和红茶连续化、自动化生产的目的；3、极大地提高了劳动生产率，减轻了劳动强度；4、提高了茶叶企业的经济效益和国际竞争力。

Description

一种茶鲜叶品质自动调控机组

技术领域

本发明涉及茶叶加工机械领域，尤其是一种茶鲜叶品质自动调控机组。

背景技术

长期以来，我国茶叶行业存在着两大关键性的技术难题，一是茶鲜叶品质的保持和提升十分困难。由于茶鲜叶是有生命的物质，它被采摘后仍能继续呼吸，生理活动并未停止。如果处理稍有不当，就会引起发红、发暗、干枯，甚至发黑、发酸和发臭，将严重影响茶叶品质。可见，能否保持和提升茶鲜叶品质，关系到茶叶产品质量的优劣及企业的经济效益。二是茶鲜叶的处理以手工为主，效率很低，无法满足大生产的需要。由于茶叶生产季节性强、时间紧，一般而言，当天采摘和收购的茶鲜叶，企业无法在短时间内全部加工为成品茶，特别是生产高峰时期；所以必须对茶鲜叶进行高效处理，以平衡后期的加工能力。但至今为止，除个别特定绿茶品种的加工作业外，尚无适用于红茶、乌龙茶、大宗绿茶等茶叶加工作业的高效率处理茶鲜叶的自动化设备。

与本发明创造最接近的同类现有技术及其存在的问题和缺点为：

(一)传统茶鲜叶保鲜技术

目前，生产中普遍采用的传统的茶鲜叶保鲜方式主要有三种：

1、将茶鲜叶直接摊放在水泥地、塑料布、竹匾或篾垫等物体上。摊放厚度一般为5cm～40cm；每过一段时间，用手工翻动叶层一次，防止叶温上升而引起茶鲜叶变质。

2、搭建多层式架子(钢或竹木结构)，再放上竹匾、竹篮、托盘等盛器。将茶鲜叶均匀摊放在盛器中，每过一段时间，用手工翻动叶层一次，防止茶鲜叶变质。

3、建造茶鲜叶专用摊青房，在地面下开挖若干条通风地槽，上面盖有冲孔槽板。将茶鲜叶均匀摊放在冲孔槽板上面，用轴流风机向地槽内鼓风，防止茶鲜叶变质。

以上三种传统的茶鲜叶处理技术，均存在以下问题和缺点：①处理茶鲜叶所需的场地很大，在生产高峰期，往往场地不够，难以满足生产需要。②茶鲜叶在搬运、翻动、上料和下料等过程中，经常会接触到人手、器具等物体，造成二次污染，卫生状况不符合食品质量安全标准要求。③茶鲜叶品质难以保证，在生产中茶鲜叶变质现象时有发生，经常会造成很大浪费。④劳动强度大，劳动生产率低。

(二)茶鲜叶“晒青十做青”品质提升技术

在乌龙茶生产中，为了提升茶鲜叶的品质，目前普遍采用“晒青十做青”的品质提升技术：

1、晒青。将茶鲜叶放在太阳下晒20min～90min左右时间，待茶鲜叶散发部分水分，使嫩芽、嫩叶稍有萎软后，立即移入室内摊晾。

2、做青。晒青后的茶鲜叶，经一段时间的摊晾后，按以下步骤进行做青：①碰青(用手轻轻拍打茶鲜叶)或摇青(将茶鲜叶装入摇青机中滚动)1～3分钟后，将茶鲜叶移到晾青架上，晾青1～3小时。②再次碰青或摇青2～4分钟后，将茶鲜叶移到晾青架上，晾青2～4小时。③第三次碰青或摇青3～5分钟后，将茶鲜叶移到晾青架上，晾青3～5小时。依次循环往复，直至符合要求为止。每次碰青或摇青时间，以及随后的晾青时间，均根据茶鲜叶的老嫩度、生产季节、茶鲜叶品质变化等因素确定。

这种“晒青十做青”的茶鲜叶品质提升技术存在以下问题和缺点：①处理茶鲜叶所需的场地很大，必须有足够的厂房。②茶鲜叶卫生状况难以保证，容易造成二次污染。③茶鲜叶品质提升效果不稳定，存在时好时坏的现象。④对工人要求比较高，只有训练有素，经验丰富的老师傅，才能完成此项作业。⑤工人劳动强度大，劳动生产率低。

(三)茶鲜叶贮青机、摊青机、摊放机等设备

茶鲜叶贮青机、摊青机、摊放机等，虽然名称不同，但其实都一样，它们都是茶鲜叶处理设备，其功能只有一个——贮藏和保鲜。这些贮藏保鲜设备，一般由以下部分组成：①摊叶架(主机)：分单层式和多层式等多种类型，用于摊放茶鲜叶；②输送机械：分提升机、平输机、斜输机等类型，用于输送茶鲜叶；③送风装置：用鼓风机将空气吹入机体内，保持茶鲜叶通气，防止叶温上升。④增湿装置：将水蒸汽送入机体内，防止茶鲜叶因长时间被吹风而干枯。

这类设备均存在以下问题和缺点：①功能单一，只能保鲜，不能提升茶鲜叶品质；②茶鲜叶在主机内处于静止状况，不能翻动；当叶层较厚时，处于下层的茶鲜叶不但易于损伤，而且很容易产生高温，使叶片变红变黑。③如果用鼓风机吹风来降低叶层温度，则位于底层的许多茶鲜叶很快就会干枯，而造成很大的浪费。④如果同时使用增湿器来防止茶鲜叶干枯，就会降低茶鲜叶品质，使制成的成品茶的香气和滋味大大下降。⑤这些设备只能用于绿茶加工，不适用于乌龙茶和红茶等茶类的加工。总之，这类贮藏保鲜设备，虽然有一定的保鲜效果，但制成的成品茶，品质普遍不佳；从而影响企业的经济效益。

发明内容

本发明的目的正是为了克服上述技术的不足，而提供一种茶鲜叶品质自动调控机组。本机组能提高劳动生产率，降低劳动强度；实现茶叶自动化、机械化生产，促进茶叶产业转型升级；提高和稳定茶叶产品质量，解决现有设备存在的“保鲜不保质”的问题。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种茶鲜叶品质自动调控机组，进料斗与进料输送带的输入端相配合连接，进料输送带的输出端通过立式提升机与贮青机的贮青机进料斗相配合连接，贮青机的连接斗与出料输送带的输入端相配合连接，出料输送带的输出端一路通过立式提升机与贮青机的进料斗相配合连接，出料输送带的输出端另一路通过斜输送带、品质调控机、中间输送带与进料输送带的输入端相配合连接。

作为优选，所述的贮青机包括贮青机进料斗、机架和一组摊叶网带，摊叶网带的上方设置有灯架，灯架上相互交错排列设置有萎凋灯和去湿灯，贮青机进料斗与最上层的摊叶网带相配合，摊叶网带呈相互交错、上下排列的多层式结构，最下层的摊叶网带与能实现双向运动的双向摊叶网带相配合连接，双向摊叶网带的左侧与连接斗配合连接，双向摊叶网带的右侧与出料斗配合连接。

作为优选，萎凋灯的光源一般为近红外线等；去湿灯的光源一般为远红外线等。

本发明有益的效果是：

1、解决了茶鲜叶品质调控的技术难题，并大大提高了茶叶产品质量

目前，我国绝大部分茶叶企业，都凭技术工人的经验制作茶叶，难以生产出质量稳定的茶叶产品。而现有的茶鲜叶贮青(保鲜)设备，虽有一定的保鲜功能，但保鲜后的茶鲜叶制成成品茶后，其香气和滋味均不佳。本发明由于采用了去湿、萎凋、振动和循环翻动等自动控制措施，使茶鲜叶在贮青过程中的失水速率、含水量、光照量、细胞损伤度和渗透性等各项技术指标得到任意调控；所以，本设备不但能保鲜，还能提升茶鲜叶品质，确保茶鲜叶的色、香、味等品质达到最佳状态，从而大大提高了茶叶产品的质量。

2、数百年来首次实现了乌龙茶和红茶连续化、自动化生产的目的

目前，我国茶叶加工中，除个别特定绿茶能实现自动化和连续化生产外，红茶、乌龙茶和大部分绿茶加工都处在半手工、半机械化阶段，自动化水平还很低。本发明通过采用以下三项首创技术，使数百年来，首次实现了乌龙茶和红茶连续化、自动化生产的目的：一是首创灯光萎凋法，以替代传统的日光萎凋法；二是首创品质调控机，以替代传统的手工碰青和摇青机摇青；三是通过循环往复运动的方式，实现茶鲜叶翻动、萎凋、去湿和摇青等加工作业的完全自动调控。

3、极大地提高了劳动生产率，减轻了劳动强度

在我国茶叶加工过程中，生产工人每天要进行高强度的工作，非常辛苦。企业的生产效率也很低，每个工人一天只能加工数十斤的名优茶。本发明的设备同时具有贮青、萎凋、去湿、翻堆和摇青等多种功能，能完成其中任何一种或几种组合的加工作业，实现一机多用；更重要的是，该设备能快速、高效处理各种茶鲜叶，利用率极高，产量很大，能使劳动生产率提高数十倍。另外，设备操作十分简便，能大大减轻工人的劳动强度；工人只要对每批茶鲜叶一次性设定好时间、倾角、速度、频率和振幅等技术参数，就可以完成自动化、连续化生产。

4、提高了茶叶企业的经济效益和国际竞争力

目前，我国茶叶企业处理茶鲜叶需要占用很大的厂房和场地，许多企业不得不投入大量资金购买土地、建造厂房，才能满足需要。而等到生产高峰期过后，这些厂房和场地就闲置了下来，造成巨大浪费，大大提高了生产成本。特别是福建、广东和台湾等地的乌龙茶生产企业，长期以来都存在这个问题，严重影响了企业的经济效益和国际竞争力。使用本发明的设备，能大大节省厂房和场地，降低生产成本。所以，本发明必将对我国茶叶企业提高经济效益和国际竞争力起到积极的作用。

附图说明

图1本发明茶鲜叶品质自动调控机组的平面布置示意图；

图2是贮青机的结构示意图。

附图标记说明：1.进料斗；2.进料输送带；3.立式提升机；4.贮青机；5.出料输送带；6.斜输送带；7.品质调控机；8.中间输送带；4-1.贮青机进料斗；4-2.萎凋灯；4-3.去湿灯；4-4.灯架；4-5.摊叶网带；4-6.机架；4-7.连接斗；4-8.双向摊叶网带；4-9.出料斗。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示，这种茶鲜叶品质自动调控机组，进料斗1与进料输送带2的输入端相配合连接，进料输送带2的输出端通过立式提升机3(采用风力提升机，由风机、风管、网箱等零部件组成，网箱尺寸：800×600×4500mm；风速：13～18m/s。)与贮青机4的贮青机进料斗4-1相配合连接，贮青机4的连接斗4-7与出料输送带5的输入端相配合连接，出料输送带5的输出端一路通过立式提升机3与贮青机4的进料斗4-1相配合连接，出料输送带5的输出端另一路通过斜输送带6、品质调控机7、中间输送带8与进料输送带2的输入端相配合连接。

茶鲜叶流经品质调控机7时，依次在品质调控机7的各层振动板上作一定频率的振动，使其叶细胞适度损伤，并提高细胞渗透性，引起茶鲜叶蛋白质和氨基酸的水解，从而诱导茶叶香气物质和滋味物质的产生。调整摇青时间，即设备开动时间可改变茶鲜叶通过品质调控机7的次数；调整品质调控机7的振动频率、振幅、振动板倾角等技术参数，可改变茶鲜叶通过品质调控机7的时间、速度，以及所受到的激振力、摩擦力和碰撞力的大小。采用此设备，可得到符合要求的细胞损伤度和渗透性，控制蛋白质和氨基酸水解程度，以满足茶鲜叶品质的各种要求。

如图2所示，贮青机由贮青机进料斗4-1、萎凋灯4-2、去湿灯4-3、灯架4-4、摊叶网带4-5、机架4-6、连接斗4-7、双向摊叶网带4-8和出料斗4-9等零部件组成。

摊叶网带4-5的上方设置有灯架4-4，灯架4-4上相互交错排列设置有萎凋灯4-2和去湿灯4-3，萎凋灯4-2的光源一般为近红外线等；去湿灯4-3的光源一般为远红外线等。用萎凋灯萎凋，代替日光萎凋(在太阳下晒青)。经大量试验表明，采用萎凋灯萎凋的茶鲜叶，其品质与日光萎凋的茶鲜叶相同，而且还不受季节和天气的影响(一直以来，在阴雨天或光线弱的情况下无法进行日光萎凋)。用去湿灯人工去湿，代替日光去湿。去湿灯产生的热量，会使附着在茶鲜叶表面的水珠散发出去。经大量试验表明，采用去湿灯人工去湿，能提高茶鲜叶品质，使其与未受雨淋的茶鲜叶一致，而且还不受雨天的影响。

贮青机进料斗4-1与最上层的摊叶网带4-5相配合，摊叶网带4-5呈相互交错、上下排列的多层式结构，最下层的摊叶网带4-5与双向摊叶网带4-8相配合连接，双向摊叶网带4-8的左侧与连接斗4-7配合连接，双向摊叶网带4-8的右侧与出料斗4-9配合连接。双向摊叶网带4-8在双向驱动电机的带动下能实现双向运动，向左运动时，将茶鲜叶送入连接斗4-7中；向右运动时，将茶鲜叶送入出料斗4-9中。

贮青机样机技术参数

(1)整机尺寸：长10000mm，宽3000mm；

(2)网带摊叶长度：9600mm；

(3)网带滚轮：φ≤200mm；

(4)灯管与网带距离：200～400mm；

(5)网带线速度：0.001m/s～0.01m/s左右。

(6)灯管功率：100W～300W/只。

工作原理及工艺流程

1、茶鲜叶摊放

如图1所示，茶鲜叶从进料斗1进入进料输送带2，再进入立式提升机3。立式提升机3将茶鲜叶送到贮青机4的最上层摊叶网带上，随后茶鲜叶逐层翻落到下一层摊叶网带上，依次进行。这样，茶鲜叶就平铺到了贮青机4的各层摊叶网带上，开始进行茶鲜叶摊放。

2、茶鲜叶萎凋

如图2所示，开启贮青机4上的萎凋灯4-2，使光线均匀照射在茶鲜叶上；当到达预先设定的照射时间后，光源自动关闭，完成第一次照射。中间停顿一段时间后，光源重新开启，使光线再次均匀照射在茶鲜叶上；同样，到达一定时间后，光源关闭，完成第二次照射。依次循环进行……

每次照射时间和中间停顿时间，均根据茶鲜叶老嫩度、成品茶种类及其品质要求等情况确定，用时间继电器分别预先设定。

3、茶鲜叶翻动

如图1所示，在茶鲜叶摊放或萎凋过程中，定期开动和关闭立式提升机3、贮青机4和出料输送带5(此时顺转)让茶鲜叶全部下机后，再重新摊放在贮青机4的各层摊叶网带上，完成茶鲜叶的翻动，确保每片茶鲜叶的光照量和透气性均匀一致。

每次翻动时间(即设备开动时间)为茶鲜叶在立式提升机3、贮青机4和出料输送带5上走完全程(一周)所需的时间，用时间继电器预先设定。中间停顿时间(即设备关闭时间)根据摊叶厚度、叶片老嫩等情况确定，用时间继电器预先设定。

采用循环流动方式对茶鲜叶进行翻动，使茶鲜叶在贮青机上受到的光照量、热量、挤压力等物理作用均匀一致。试验表明，采用这种方式定期翻动茶鲜叶，能使茶鲜叶品质均匀一致，质量稳定，非常有利于茶叶良好香气和滋味物质的形成。

4、茶鲜叶去湿

如图1、图2所示，如果茶鲜叶上有雨水或露水，则应首先按以下方法进行去湿：同时开启去湿灯4-3、立式提升机3、贮青机4和出料输送带5(此时顺转)，使茶鲜叶一边翻动，一边光照去湿，以去除附着在其表面的雨水或露水。

5、茶鲜叶摇青

如图1所示，在茶鲜叶摊放或萎凋过程中，定期开动和关闭贮青机4、出料输送带5(此时倒转)、斜输送带6、品质调控机7、中间输送带8、进料输送带2和立式提升机3等设备，让茶鲜叶周期性循环运动。

当茶鲜叶通过品质调控机7时，在激振力的作用下，茶鲜叶表面和叶缘细胞有适度损伤，达到摇青的目的。

每次摇青时间(即设备开动时间)为茶鲜叶在机组中循环走动一周所需的时间或其倍数，用时间继电器预先设定。中间停顿时间(即设备关闭时间)根据茶鲜叶数量、叶片老嫩度等因素确定，用时间继电器预先设定。

采用循环流动方式对茶鲜叶进行摇青，不但能确保茶鲜叶品质的稳定性；更重要的是，实现了自动化、连续化摇青的目的。试验表明，采用这种方式进行茶鲜叶摇青，能大幅度提高劳动生产率，降低工人劳动强度。

6、茶鲜叶出料

如图1、图2所示，当茶鲜叶的品质调控处理全部结束后，就要进行出料。茶鲜叶出料时，首先开启位于贮青机4最底层的双向摊叶网带4-8，让其向出料斗4-9所在方向运动(在图2中为向右方向)；然后，同时开启其它所有的摊叶网带，让茶鲜叶从贮青机4中流出，再经出料斗4-9进入下一道工序的加工。

如果在机组的其它设备上残留着部分茶鲜叶，则还需要同时开启其它所有设备，让所有茶鲜叶全部从机组中出来。

本发明所述机组的主要用途如下：①绿茶加工中的茶鲜叶贮青保鲜，包括摊放、翻堆和必要时的提香等加工作业；②乌龙茶加工中的茶鲜叶做青提香，包括萎凋、摊放、碰青和摇青等加工作业；③红茶加工中的茶鲜叶贮青保鲜和萎凋，包括摊放、翻堆、加温萎调和必要时的提香等加工作业。

本设备是为解决目前茶叶加工中存在的生产效率低下，操作不方便，劳动强度大，产品质量不稳定等一系列问题而设计的茶叶加工机械。其特征是：①设备不但能实现茶鲜叶保鲜的目的，还能调控茶鲜叶品质，以配合后面的加工工艺，生产出具有不同品质特征的质量优异的各种茶叶新产品，来满足消费者的需求。②改变了目前设备功能单一、适用范围小的状况，使设备同时具有贮青、萎凋、摇青等多种功能；能同时适用于绿茶、红茶和乌龙茶等各种不同茶类加工的需要。

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，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种茶鲜叶品质自动调控机组，其特征是：进料斗(1)与进料输送带(2)的输入端相配合连接，进料输送带(2)的输出端通过立式提升机(3)与贮青机(4)的贮青机进料斗(4-1)相配合连接，贮青机(4)的连接斗(4-7)与出料输送带(5)的输入端相配合连接，出料输送带(5)的输出端一路通过立式提升机(3)与贮青机(4)的进料斗(4-1)相配合连接，出料输送带(5)的输出端另一路通过斜输送带(6)、品质调控机(7)、中间输送带(8)与进料输送带(2)的输入端相配合连接。

2.根据权利要求1所述的茶鲜叶品质自动调控机组，其特征是：所述的贮青机(4)包括贮青机进料斗(4-1)、机架(4-6)和一组摊叶网带(4-5)，摊叶网带(4-5)的上方设置有灯架(4-4)，灯架(4-4)上相互交错排列设置有萎凋灯(4-2)和去湿灯(4-3)，贮青机进料斗(4-1)与最上层的摊叶网带(4-5)相配合，摊叶网带(4-5)呈相互交错、上下排列的多层式结构，最下层的摊叶网带(4-5)与能实现双向运动的双向摊叶网带(4-8)相配合连接，双向摊叶网带(4-8)的左侧与连接斗(4-7)配合连接，双向摊叶网带(4-8)的右侧与出料斗(4-9)配合连接。

3.根据权利要求2所述的茶鲜叶品质自动调控机组，其特征是：所述的萎凋灯(4-2)的光源为近红外线，去湿灯(4-3)的光源为远红外线。

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