CN103202355B - 一种茶叶杀青机滚筒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种茶叶初制加工技术领域，尤其是涉及一种结构合理、高效节能、加工质量高的茶叶杀青机滚筒。包括筒体，筒体前部安装有透气盘，外壁安装有滚圈和挡烟圈，内壁安装有导叶板，导叶板包括设置在筒体进料端的进料端导叶板和设置在筒体出料端的出料端导叶板，进料端导叶板后部连接前导叶板，出料端导叶板前部连接后导叶板，前导叶板的数量多于后导叶板，前导叶板和后导叶板的末端均设有向同一方向弯折的折弯部，使前导叶板和后导叶板的形状呈“L”形，折弯部的弯折角度为110°～135°。本发明具有热效率高、有利于杀青叶叶温的迅速提高、脱水效果好、台时产量高等特点。

Description

一种茶叶杀青机滚筒

技术领域

本发明涉及一种茶叶初制加工技术领域，尤其是涉及一种结构合理、高效节能、加工质量高的茶叶杀青机滚筒。

背景技术

现有茶叶加工工序中，杀青是茶叶初制的关键工序，目的是利用高温破坏和钝化鲜茶叶中的氧化酶活性，抑制多酚类化合物的酶性氧化，以保持茶叶色泽和风味。杀青方法主要有湿法、热风和干式三种。湿法杀青以水或水蒸汽为介质，热量通过介质传递至茶叶进行杀青，如汽热杀青机、蒸汽杀青机等。热风杀青利用热风为热源介质来完成杀青任务，如热风杀青机和高温热风杀青机。干式杀青是利用加热后的锅、滚筒等作为载体，锅、滚筒内的热空气作为介质，使鲜叶与锅、筒壁直接接触后获取热量（包括鲜叶和锅、滚筒内的热空气直接接触后获取热量）达到杀青目的，如杀青锅、滚筒杀青机（包括40、50、60、70、80、100滚筒杀青机）等。

以上三种杀青方法在实际应用时都存在相应的缺陷：湿法杀青易使鲜叶叶片水份增多，需要脱水后方能进入下道工序，不但麻烦还增加了生产成本，控制不当还会影响茶叶质量。热风杀青不足之处：一是热效率低，热量直接排向大气从而造成热能损失，二是杀青叶的香气不足。干式杀青不足是：由于现有杀青机的滚筒结构设计存在缺陷，造成鲜叶杀青均透性较差，含水率较高，水闷气味重，条形扁软、成团状且不齐，色泽不匀；掌握不好还会使杀青后的鲜叶叶片产生焦边、爆点，从而产生烟焦味影响茶叶品质。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构合理、高效节能、加工质量高的茶叶杀青机滚筒。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种茶叶杀青机滚筒，包括筒体，所述筒体前部安装有透气盘，外壁安装有滚圈和挡烟圈，内壁安装有导叶板，所述导叶板包括设置在筒体进料端的进料端导叶板和设置在筒体出料端的出料端导叶板，所述进料端导叶板后部连接前导叶板，所述出料端导叶板前部连接后导叶板，所述前导叶板的数量多于后导叶板，所述前导叶板和后导叶板的末端均设有向同一方向弯折的折弯部，使所述前导叶板和后导叶板的形状呈“L”形，所述折弯部的弯折角度为110°～135°。

作为优选，所述前导叶板比后导叶板多三片。

作为优选，所述前导叶板为8～13片。

作为优选，所述前导叶板和后导叶板的螺旋推角为15°～25°。

作为优选，所述前导叶板和后导叶板的倾角为8°～15°。

作为优选，所述进料端导叶板的螺旋推角为55°～65°。

作为优选，所述出料端导叶板的螺旋推角为40°～50°。

通过运用计算机三维模拟仿真的方法，采用基于离散元分析技术的颗粒流法（PFC3D，particle flow code in 3 dimensions），以外壁加热的滚筒杀青机为例，研究在杀青过程中，滚筒转速、导叶板结构形状、安装倾角和布置方式对杀青叶平均温度、温升速率以及温度均匀性的影响，优选杀青叶温升速率高，温度分布均匀的滚筒杀青机结构和运动参数，为滚筒杀青机的改进提高提供理论依据。

在对杀青过程的数值模拟中发现，当滚筒转速高时，杀青开始时的叶温温升速率大于滚筒转速低时叶温温升速率，而经过一段时间后，后者的温升速率大于前者；结合试验数据，分析认为，当滚筒转速较大时，导叶板作用下，茶叶翻动较为剧烈，与筒壁接触次数较多，杀青叶表面温度上升较快；但随着杀青的继续，较高的滚筒转速，使得茶叶抛射的高度高，距离大，散热快，但茶叶对滚筒壁面的覆盖较小，有堆积现象，同时茶叶和筒壁接触时间短，阻碍筒壁和茶叶之间的热交换，导致叶温上升减慢；同时，茶叶的堆积，也在一定程度上妨碍了茶叶中水汽的散发，容易造成水汽郁闷现象。

在对杀青过程的数值模拟中还发现，在同样转速条件下，增加导叶板数量，有利于减缓茶叶的堆积现象。以50cm口径的杀青机滚筒为例，在滚筒转速均为33r/m 条件下，改变导叶板的数量和分布得到的杀青叶平均叶温和所在滚筒中的位置关系曲线。如果在进料口段采用8 条导叶板，而后滚筒的中后期采用5 条导叶板（前8 后5,前两段高温区为8，后一段低温区为5），杀青叶温升速率最大。这是由于滚筒前段导叶板数量的增加，增加了杀青叶与筒壁的接触次数，减小了茶叶的堆积效应所致。同时，由于前段导叶板数量的增加，使得杀青前段茶叶翻动更为剧烈，而滞空时间增加，在提高叶温均匀性的同时，也有利于杀青叶表面水的散失，促使水汽和青草味的散发，有利于茶叶杀青质量的提高。

在对杀青过程的数值模拟中还发现，当滚筒转速和导叶板倾角相同时，末端设有折弯部的“L”形导叶板的温升速率高于现有的矩形导叶板。采用“L”形导叶板，对杀青叶的抛洒作用更为明显，有利于杀青叶的均匀“混合”，促进了杀青叶之间热传导，使得杀青叶的叶温更为均衡，有利于叶温温升速率的提高，与此同时，对于杀青后道工序为理条的茶叶加工，“L”型导叶板还具有一定的成条功能。

因此，与原有杀青机滚筒相比，本发明具有以下优点：杀青效果优于现有设备。杀青叶杀透并均匀，条形直且圆滚，失水效果好，无焦味，有新鲜茶果皮的清香气味，鲜灵度高，为通过后续加工，提高茶叶品质和加工效益打下了良好的基础。具有热效率高、有利于杀青叶叶温的迅速提高、脱水效果好、台时产量高等特点。

附图说明

附图1为本发明一种茶叶杀青机滚筒的结构示意图。

附图2为本发明一种茶叶杀青机滚筒的结构断面图。

附图3为本发明一种前导叶板结构示意图。

附图4为本发明一种茶叶杀青机滚筒结构展开图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例。

实施例1：

参见附图1～4，本发明一种茶叶杀青机滚筒，包括筒体803，所述筒体803底部安装有透气盘801，外壁安装有滚圈802和挡烟圈804，内壁安装有导叶板，所述导叶板包括设置在筒体803进料端的进料端导叶板805和设置在筒体803出料端的出料端导叶板808，所述进料端导叶板805后部连接前导叶板806，所述出料端导叶板808前部连接后导叶板807，所述前导叶板806为8片，后导叶板为5片，前导叶板806的数量比后导叶板807多三片，可以根据不同口径的筒体安装适合数量的导叶板，比如前导叶板806的数量可以是8～13片中的任一数量（如图4所示，其中前导叶板806的数量为9片，后导叶板的数量为6片，可适用于60cm口径的筒体）。所述前导叶板806和后导叶板807的末端均设有向同一方向弯折的折弯部，使所述前导叶板806和后导叶板807的形状呈“L”形。所述折弯部的弯折角度为120°，其折弯角度还可以是110°～135°之间的任意角度。所述前导叶板806和后导叶板807的螺旋推角为20°，所述前导叶板806和后导叶板807的螺旋推角还可以是15°～25°之间的任意角度。所述前导叶板806和后导叶板807的倾角为10°，其倾角还可以是8°～15°之间的任意角度。所述进料端导叶板805的螺旋推角为60°，其螺旋推角还可以是55°～65°之间的任意角度。所述出料端导叶板808的螺旋推角为45°，其螺旋推角还可以是40°～50°之间的任意角度。

在工作时，将所述杀青机滚筒的温度加热至杀青温度，并将所述杀青机滚筒的转速设为33 r/min （或者30r/min～35 r/min之间的其他速度）。滚筒通过摩擦轮由电机和传动部件带动其按设定的转速转动，鲜叶通过进料斗从透气盘的中间进入滚筒，导叶板一边推动鲜叶向滚筒后端移动，一边把鲜叶抛撒到筒内空间，鲜叶与筒壁直接接触后获取热量（包括鲜叶和滚筒内的热空气直接接触后获取热量）达到杀青目的，由于L型导叶板的作用，鲜叶在滚筒中均匀散布在筒内，没有堆积现象，同时茶叶和筒壁接触时间延长，对杀青叶的抛洒作用更为明显，促进了杀青叶之间热传导，使得杀青叶的叶温更为均衡，有利于叶温的迅速提高。有利于茶叶中水汽的散发，不易造成水汽郁闷现象。由于L型导叶板的作用，经过优化后的滚筒具有热效率高、有利于杀青叶叶温的迅速提高、脱水效果好、台时产量高等特点。而且杀青质量明显提高。

通过对杀青机滚筒、导叶板，运用计算机三维模拟仿真的方法，采用基于离散元分析技术的颗粒流法（PFC3D，particle flow code in 3 dimensions），研究在杀青过程中，滚筒转速、导叶板结构形状、安装倾角和布置方式对杀青叶平均温度、温升速率以及温度均匀性的影响，优选杀青叶温升速率高，温度分布均匀的滚筒杀青机结构和运动参数，为滚筒杀青机的改进提高提供理论依据。

以上述50cm口径的滚筒杀青机为例，在计算机三维模拟仿真的基础上，分别对滚筒转速、导叶板数量和分布、导叶板形状和滚筒倾角进行了深入分析和试验。然后确定了合理的参数。

如上所述的50cm口径的滚筒杀青机，具体实施时， 在对杀青过程的数值模拟中发现，当滚筒转速高时，杀青开始时的叶温温升速率大于滚筒转速低时叶温温升速率，而经过一段时间后，后者的温升速率大于前者；结合试验数据，分析认为，当滚筒转速较大时，导叶板作用下，茶叶翻动较为剧烈，与筒壁接触次数较多，杀青叶表面温度上升较快；但随着杀青的继续，较高的滚筒转速，使得茶叶抛射的高度高，距离大，散热快，但茶叶对滚筒壁面的覆盖较小，有堆积现象，同时茶叶和筒壁接触时间短，阻碍筒壁和茶叶之间的热交换，导致叶温上升减慢；同时，茶叶的堆积，也在一定程度上妨碍了茶叶中水汽的散发，容易造成水汽郁闷现象。

如上所述的50cm口径的滚筒杀青机，具体实施时，在对杀青过程的数值模拟中发现，在同样转速条件下，增加导叶板数量，有利于减缓茶叶的堆积现象。在滚筒转速均为33r/m 条件下，改变导叶板的数量和分布得到的杀青叶平均叶温和所在滚筒中的位置关系曲线。如果在进料口段采用8 条导叶板，而后滚筒的中后期采用5 条导叶板（前8 后5,前两段高温区为8，后一段低温区为5），杀青叶温升速率最大。这是由于滚筒前段导叶板数量的增加，增加了杀青叶与筒壁的接触次数，减小了茶叶的堆积效应所致。同时，由于前段导叶板数量的增加，使得杀青前段茶叶翻动更为剧烈，而滞空时间增加，在提高叶温均匀性的同时，也有利于杀青叶表面水的散失，促使水汽和青草味的散发，有利于茶叶杀青质量的提高。

如上所述的50cm口径的滚筒杀青机，具体实施时，在对杀青过程的数值模拟中发现，当滚筒转速和导叶板倾角相同时，“L”形导叶板的温升速率高于矩形导叶板。采用“L”形导叶板，对杀青叶的抛洒作用更为明显，有利于杀青叶的均匀“混合”，促进了杀青叶之间热传导，使得杀青叶的叶温更为均衡，有利于叶温温升速率的提高，与此同时，对于杀青后道工序为理条的茶叶加工，“L”型导叶板还具有一定的成条功能。

与原有滚筒杀青机相比，本发明具有热效率高、有利于杀青叶叶温的迅速提高、脱水效果好、台时产量高等特点。

为验证优化结果，以上述50cm口径的滚筒杀青机为例进行了杀青对比试验，试验用鲜叶为一芽二叶的秋茶；鲜叶含水率为79.5%；滚筒杀青机热温度为260℃，滚筒转速为33r/min。对比试验结果：优化后的滚筒鲜叶能均匀散布在筒内（见图1、图2），减少了茶叶的堆积，对杀青叶的抛洒作用更为明显，促进了杀青叶之间传热，使得杀青叶的叶温更为均衡，有利于叶温的迅速提高。出茶口杀青叶叶温为65℃左右，优化后滚筒生产的杀青叶含水率低于优化前的5%，为53.2%（优化前的为58.3%），优化后滚筒生产的台时产量高于优化前的18%，为55.2kg/h（优化前的为46.5kg/h），能耗明显下降（比优化前节能15%-20%）。杀青叶经评审，优化后滚筒的杀青效果优于优化前设备。杀青叶杀透并均匀，条形直且圆滚，失水效果好，无焦味，有新鲜茶果皮的清香气味，鲜灵度高，为通过后续加工，提高茶叶品质和加工效益打下了良好的基础。

应理解，上述实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种茶叶杀青机滚筒，包括筒体（803），所述筒体（803）前部安装有透气盘（801），外壁安装有滚圈（802）和挡烟圈（804），内壁安装有导叶板，其特征在于：所述导叶板包括设置在筒体（803）进料端的进料端导叶板（805）和设置在筒体（803）出料端的出料端导叶板（808），所述进料端导叶板（805）后部连接前导叶板（806），所述出料端导叶板（808）前部连接后导叶板（807），所述前导叶板（806）的数量多于后导叶板（807），所述前导叶板（806）和后导叶板（807）的末端均设有向同一方向弯折的折弯部，使所述前导叶板（806）和后导叶板（807）的形状呈“L”形，所述折弯部的弯折角度为110°～135°。

2.根据权利要求1所述的茶叶杀青机滚筒，其特征在于：所述前导叶板（806）比后导叶板（807）多三片。

3.根据权利要求1或2所述的茶叶杀青机滚筒，其特征在于：所述前导叶板（806）为8～13片。

4.根据权利要求1所述的茶叶杀青机滚筒，其特征在于：所述前导叶板（806）和后导叶板（807）的螺旋推角为15°～25°。

5.根据权利要求1所述的茶叶杀青机滚筒，其特征在于：所述前导叶板（806）和后导叶板（807）的倾角为8°～15°。

6.根据权利要求1所述的茶叶杀青机滚筒，其特征在于：所述进料端导叶板（805）的螺旋推角为55°～65°。

7.根据权利要求1所述的茶叶杀青机滚筒，其特征在于：所述出料端导叶板（808）的螺旋推角为40°～50°。