CN103355438A

CN103355438A - 环保节能乌龙茶综合做青机

Info

Publication number: CN103355438A
Application number: CN2012102723129A
Authority: CN
Inventors: 李祥龙; 虞辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Lingan Suzhou Network Technology Co ltd
Priority date: 2012-08-02
Filing date: 2012-08-02
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2032-08-02
Also published as: CN103355438B

Abstract

本申请涉及一种环保节能乌龙茶综合做青机，其包括单台滚筒式做青机或多台滚筒式做青机由储热体供热。可以使滚筒式做青机加热耗峰值功率降低 50%-85% ，可以有效降低对农村电网的峰值功率冲击，因而能够使用清洁能源—电能替代炭火盆做青。<b/>

Description

环保节能乌龙茶综合做青机

技术领域

本发明涉及茶叶加工机械领域，尤其是乌龙茶综合做青机。

背景技术

做青是形成乌龙茶芳香醇厚品质的关键工序。福建省先后研制推广了滚筒式做青机，目前在生产上应用的主要型号有6CZ -2 - 100型、6CZ -92 - 120型等，这些都是２０世纪七、八十年代的产品，产品结构上没有大的变化，但名称上却随着生产的应用发生相应变化。萎调凉青上、下叶费工费时，占用空间大，随着人工费提高、生产场地越来越紧张，加之福建春季阴天雨天多，天气变化大，除了大的茶企采用萎调槽萎调，中小茶企萎调工序一般都在做青机上完成。福建闽北乌龙荼产区采用摇晾一体式做青，即摇、晾青都在做青机内进行；这种变化也带动了闽南茶区，闽南乌龙茶做青，现在也都采用摇晾一体式做青方式。因此这些类型做青机现在也叫做综合做青机。在性能上具有萎凋、凉青、摇青三种作用。在结构上滚筒式综合做青机采用内外两层双筒体结构，一般由外转筒、固定于外转筒内的通风筒、风机、加热装置、机架等组成。内层筒体用于送风，筒体上密布出风孔，外层筒体也密布出风孔，具有通风均匀的特点；外层转筒用于贮叶与摇青。供热方式采用在进风口放置炭火盆，或在进风口设置电加热装置，用于热风萎凋，或做青过程的加温。

在对武夷岩茶产区中小茶企进行技术装备调查时发现，综合做青机使用炭火盆供热的比例高的惊人，占中小茶企综合做青机总数的99%以上，基本上都没有采用清洁的电加热方式。后来扩大了调查范围，发现周边县市和部分闽南茶区也都是这种状况。在深入调研中了解到，造成这种状况的根本原因是：

综合做青机在吹热风萎调工序中，由于进风量大，萎调温度又要求在30-42摄氏度（低于此温度萎调时间延长很多，降低生产效率），对供热热量要求很高，采用电加热供热一般型号的综合做青机单台峰值功率要在20千瓦以上。完成一筒青做青过程时间长，因此各企业综合做青机数量配备大，一般中等规模茶企配备数量都在30台上下。就这样规模的茶企而言，仅综合做青机用电功率配置就在600千瓦以上。农村电网改造设计是按全年用电均衡负荷设计的，茶叶生产季节性很强，每年集中在一个多月，茶叶生产季节与平时相比，用电功率扩大十几倍，农村电网不可能按照茶叶生产短期的峰值功率要求配置。在闽北和闽南乌龙茶主产区，即使是农村电网改造后，农村电网还是根本无法承受。用其他不影响森林环境的燃料，比如煤直接燃烧产生热气供给综合做青机，因为热气中污染物严重，是绝对不能使用的，所以综合做青只好停留在炭火盆时代。茶叶综合做青不能推广使用清洁能源——电能、或其他能源，在茶叶生产中造成三个方面的不良影响。

第一、不利于节能减排：以武夷岩茶及周边产区为例，2011茶叶产量约17000吨，鲜叶量136000吨。福建农林大学金心怡等在《新型滚筒式乌龙茶做青机实验研究》中，实验给出每230千克鲜叶20千克的实际做青碳耗。由此计算武夷岩茶及周边产区茶叶做青总耗碳接近一千二百万千克，今后茶叶生产规模扩张更快，更要消耗大量的林木。武夷山作为世界遗产地，本地及周边都是不允许长时期这样消耗林木的。闽南茶区森林面积更少，也不允许长时期消耗林木。

第二、对茶叶品质造成不利影响：使用炭火盆做青，木炭灰全部吸进做青机中，炭灰中的重金属等有害物质对茶叶品质的影响是不容忽视的，另外强碱性的木炭灰对酸性相对强乌龙茶生产过程中的中和作用，对茶叶品质影响也是很大的。另外，做青环境还必须满足做青过程所需的氧气量。做青过程中青叶的呼吸作用，消耗大量氧气，产生大量的二氧化碳，炭炉燃烧也消耗大量氧气，产生大量的二氧化碳。福建农林大学金心怡等在《新型滚筒式乌龙茶做青机实验研究》中的实验数据表明，用炭火盆做青环境中的二氧化碳含量，比用电做青环境中的二氧化碳含量高出十数倍，做青环境缺氧严重，十分不利于茶叶的有效发酵，也对茶叶品质构成很大负面影响。

第三、综合做青炭火盆供热，不可能实现生产过程的精确自动控制，限制了茶叶生产技术的改造和升级，不利于茶叶生产的标准化，对茶叶品质的稳定性产生不良影响。武夷山茶区实施了多个国家和省武夷岩茶产业化关键技术应用开发与研究项目，但承担这些项目的单位目前主要还是用炭火盆供热做青。可见这一问题解决的难度确实很大。

另外需要指出的是，使用电能是茶叶综合做青清洁化生产的最理想结果，但用能替代炭火盆的其他能源供热，也能减少对森林的破坏也是有意义的。在本专利申请中，也一并研究考虑其他替代能源的技术方案。在茶叶综合做青设备调研中，认真实验了采用热风炉对综合做青机进行集中供热，实验结果表明走热风炉直接集中供热技术路线，而不进行有针对性的技术创新，这种技术路线也是行不通的，因为乌龙茶综合做青过程很复杂，对热能的要求在整个做青过程中变化起伏不定，而热风炉需要持续均衡性的匹配，否则难以操作和维护，这种情况下热风炉的热效率很低。要走热风炉集中供热技术路线就必须进行很大程度的技术创新。

综上所述，解决在当前农村电网负荷下，茶叶综合做青机使用清洁能源——电能，或使用其他能替代炭火盆能源，都是当前迫切需要解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的，就是提供一种在当前农村电网条件下，能够使用清洁能源——电能、或能替代炭火盆的其他能源的环保节能乌龙茶综合做青机。为实现本发明的目的，采取的技术方案是：

环保节能乌龙茶综合做青机，包括单台或多台滚筒式做青机，滚筒式做青机由外滚筒、内筒通风筒、送风装置（鼓风机）、传动电机、传动装置、机架等组成，其特征是；其还包括储热体，单台滚筒式做青机或多台滚筒式做青机由储热体供热；所述储热体热交换管道出风口与单台滚筒式做青机进风口连接，或所述储热体供热管道分别与多台滚筒式做青机进风口连接。（在本专利申请中，提出了多个由总体技术方案延伸的技术方案，故把此级储热体称为第一级储热体）。有如下多种实现方式：

第一、在使用清洁能源——电能的环保节能乌龙茶综合做青机中，所述储热体为换能储热一体式结构，可以把电能转换成热能储存，所述储热体内有中空的热交换管道。

在上述结构的环保节能乌龙茶综合做青机中，可采取进一步的节能措施，即增加第二级储热体，由太阳能集热器预热；所述第二级储热体内设有两套互不连通的热交换管道，一套热交换管道出风口与第一级储热体进风口连接，另一套热交换管道与太阳能集热器系统的热交换管道连接。比较现实的技术方案是采用太阳能空气集热系统供热。

上述技术方案解决了滚筒式做青机电能耗峰值过大的问题。如某一型号的滚筒式做青机要求加热电功率是28千瓦，用此技术方案做青启动前先以7千瓦电功率对储热体预热三小时，储热能21千瓦时，在一个小时的峰值功率萎调中，加热功率7千瓦，总热能28千瓦时，这样就可以把滚筒式做青机峰值电功率从28千瓦降低到7千瓦，降低了75%。对于多台滚筒式做青机并联的结构效果是同样的。因而可以有效降低对农村电网的峰值功率冲击。因而可以在当前农村电网条件下，使用清洁能源——电能，作为茶叶综合做青能源。增加一级太阳能集热器预热装置可以进一步降低电耗。在茶叶生产做青结束，进入茶叶精制阶段时，此级采热装置可以供茶叶精制烘干使用，在茶叶进精制阶段，气温升高雨天减少，太阳能更为充足；此级采热装置在冬季也可作为办公生活供暖使用。

第二、在使用热风炉集中供热的环保节能乌龙茶综合做青机中，所述储热体由热隔离的多级储热体构成，各级储热体内设有两套互不连通的热交换管道，第一级储热体一套热交换管道出风口与单台滚筒式做青机进风管道连接或与多台滚筒式做青机并联的进风管道连接，另一套热交换管道的进风口与后一级储热体热交换管道的出风口连接，直至最后一级储热体热交换管道的进风口与热风炉供热管道连接。

上述技术方案中，储热体起到平衡缓冲作用，能够在整个做青过程中，对热能需求起伏不定和热风炉运行的持续均衡性之间进行匹配，解决了滚筒式做青机使用其他能源替代炭火盆问题。同样能减少森林消耗，达到节能减排的技术目标。设置多级热隔离储热体可以降低热风炉回风的温度，提高热效率。

附图说明

图１是由单台滚筒做青机构成的环保节能型乌龙茶综合做青机结构示意图；

图2是由多台滚筒做青机构成的环保节能型乌龙茶综合做青机结构示意图；

图3是由多台滚筒做青机构成并增加了一级太阳能供热装置的环保节能型乌龙茶综合做青机结构示意图；

图4由热风炉供热的由多台滚筒做青机构成的环保节能型乌龙茶综合做青机结构示意图；

图5、图6是储热体供热管道与滚筒式做青机进风管道两种连接结构示意图；

图7、图8是储热体内两种热交换管道结构示意图；

图9、图10和图11是储热体供热管道与滚筒式做青机进风管道另一种连接控制装置结构示意图；

图12是采用电加热、储热球储热方式的储热体结构示意图。

图中1是第一级储热体、2是第二级储热体，由太阳能集热器供热、3是滚筒式做青机进风管道、4是送风装置、5是传动电机、6是滚筒式做青机茶青装卸门、7是滚筒式做青机机架、8是滚筒式做青机外滚筒、9是滚筒式做青机内筒通风筒、10是换能储能一体化储热体进风口、11是第二级储热体中用于太阳能集热器热交换的热交换管道、12是第二级储热体热交换管道的进风口、13A是换能储能一体化储热体中的热交换管道、13B和14是储热体中两套互不连通的热交换管道、15是活动阀门、16是活动阀门外侧开放的通风口、17是储热体供热管道出风口、18是储热体向外输热的供热管道（相对滚筒式做青机而言，这也是多台滚筒式做青机进风管道并联组成的总进风管道）、19是嵌套在储热体供热管道18出风口17上可旋转伸缩的外筒、20是多级热隔离储热体中用于热风炉热交换的进出风口、21是储热体供热管道中的扇形出风口、22是装置在储热体供热管道中扇形出风口内的扇形叶片、23是用于固定扇形叶片的支撑座、24是一端焊接在支撑座上的双金属元件、25是用于固定支撑座的连杆，其一端装置在轴承上、26是采用电加热储热球储热的储热体中的保温隔热外壳、27是储热球、28是储热球间形成的热交换气隙、29是电加热装置。

下面结合附图和实施例进行说明。

环保节能乌龙茶综合做青机，包括单台或多台滚筒式做青机，滚筒式做青机由外滚筒（8）、茶青装卸门(6) 、内筒通风筒（9）、送风装置（4）、传动电机（5）、传动装置、机架（7）等组成，其特征是：其还包括储热体（1），单台滚筒式做青机或多台滚筒式做青机由储热体（1）供热；所述储热体（1）热交换管道出风口（3A）与单台滚筒式做青机进风口（3B）连接，或所述储热体（1）供热管道（18）分别与多台滚筒式做青机进风口（3B）连接。连接方式给出三种：

第一、对于由单台滚筒式摇青机组成的环保节能乌龙茶综合做青机而言，所述储热体（1）热交换管道出风口(3A)与滚筒式做青机进风口(3B)之间装置活动阀门（15），活动阀门（15）外侧有开放通风口（16），调节活动阀门（15），可调节冷热风的混合比例；对于由多台滚筒式摇青机组成的环保节能乌龙茶综合做青机而言，所述储热体（1）供热管道（18）出风口（17）与滚筒式做青机进风口(3B)之间装置活动阀门（15），活动阀门（15）外侧有开放通风口（16），调节活动阀门（15），可调节冷热风的混合比例。

第二、对于由单台滚筒式摇青机组成的环保节能乌龙茶综合做青机而言，所述储热体（1）热交换管道出风口（3A）与滚筒式做青机进风口(3B)之间为嵌套式连接，储热体（1）热交换管道出风口（3A）正对滚筒式做青机进风口（3B），其上嵌套可旋转伸缩的外筒（19），调整伸缩外筒（19），可调节冷热风的混合比例；对于由多台滚筒式摇青机组成的环保节能乌龙茶综合做青机而言，所述储热体（1）供热管道（18）出风口（17）与滚筒式做青机进风口(3B)之间为嵌套式连接，储热体（1）供热管道（18）出风口（17）正对滚筒式做青机进风口（3B），所述供热管道（18）出风口（17）上嵌套可旋转伸缩的外筒（19），调整伸缩外筒（19），可调节冷热风的混合比例。

第三、对于由单台滚筒式做青机组成的环保节能乌龙茶综合做青机而言，所述储热体（1）热交换管道出风口（21）是扇形结构，正对滚筒式做青机进风口（3B），其内侧装置扇形叶片（22）、扇形叶片固定在支撑座（23）上、双金属元件（24）嵌套于一端焊接在支撑座（23）的连杆（25）上，连杆（25）的一端装置在轴承上，轴承由支撑座固定，温度变化时双金属元件（24）带动扇形叶片（22）旋转，控制出风量大小；对于由多台滚筒式摇青机组成的环保节能乌龙茶综合做青机而言，所述储热体（1）供热管道（18）出风口（21）是扇形结构，正对滚筒式做青机进风口（3B），其内侧装置扇形叶片（22）、扇形叶片固定在支撑座（23）上、双金属元件（24）嵌套于一端焊接在支撑座（23）的连杆（25）上，连杆（25）的一端装置在轴承上，轴承由支撑座固定，温度变化时双金属元件（24）带动扇形叶片（22）旋转，控制出风量大小。

上述结构的环保节能乌龙茶综合做青机，有多种实施方式：

第一、在使用清洁能源——电能的环保节能乌龙茶综合做青机中，所述储热体(1)为换能储热一体式结构，可以把电能转换成热能储存，其材料为多相复合导电致热储热耐高温混凝土，导电相为石墨和金属纤维，骨料为比热容较高的玄武岩等材料，粘结剂为铝酸盐水泥，储热体表层中埋设多组供电电极，所述储热体内有中空的热交换管道(13A)，保温隔热材料构成储热体外壳。

在上述结构的环保节能乌龙茶综合做青机中，可采取进一步的节能措施，即增加第二级储热体(2)，由太阳能集热器供热预热；所述第二级储热体(2)设有两套互不连通热交换管道，一套热交换管道出风口与第一级储热体进风口(10)连接，另一套热交换管道(11)与太阳能集热器系统的热交换管道连接。所述第二级储热体其材料为多相复合导热储热耐高温混凝土，导热相为石墨和金属纤维，骨料为比热容较高的石英砂或玄武岩等材料，粘结剂为铝酸盐水泥，储热体外壳为保温隔热材料。

第二、在使用清洁能源——电能的环保节能乌龙茶综合做青机中，所述储热体(1)为换能储热一体式结构，可以把电能转换成热能储存。其储热介质为氧化铝等材料烧结的储热球（27），其结构是保温隔热外壳（26）内若干层储热球（27）与电加热装置（29）依次排列，储热球（27）之间形成热交换气隙（28）。

第三、在使用热风炉集中供热的环保节能乌龙茶综合做青机中，所述储热体（1）由热隔离的多级储热体构成，各级储热体内设有两套互不连通的热交换管道(13B)、(14)，第一级储热体一套热交换管道出风口与多台滚筒式做青机并联的进风管道（18）连接，另一套热交换管道的进风口与后一级储热体热交换管道的出风口连接，直至最后一级储热体热交换管道的进风口（20）与热风炉供热管道连接。

所述储热体其材料为多相复合导热储热耐高温混凝土，导热相为石墨和金属纤维，骨料为比热容较高的石英砂或玄武岩等材料，粘结剂为铝酸盐水泥，储热体外壳为保温隔热材料。

Claims

1.环保节能乌龙茶综合做青机，包括单台或多台滚筒式做青机，滚筒式做青机由外滚筒（8）、茶青装卸门(6) 、内筒通风筒（9）、送风装置（4）、传动电机（5）、传动装置、机架（7）等组成，其特征是：其还包括储热体（1），单台滚筒式做青机或多台滚筒式做青机由储热体（1）供热；所述储热体（1）热交换管道出风口（3A）与单台滚筒式做青机进风口（3B）连接，或所述储热体（1）供热管道（18）分别与多台滚筒式做青机进风口（3B）连接。

2.根据权利要求1所述的环保节能乌龙茶综合做青机，其特征是：

所述储热体（1）热交换管道出风口（3A）与单台滚筒式做青机进风口（3B）连接方式为：

所述储热体（1）热交换管道出风口(3A)与滚筒式做青机进风口(3B)之间装置活动阀门（15），活动阀门（15）外侧有开放通风口（16）；或

所述储热体（1）热交换管道出风口（3A）与滚筒式做青机进风口(3B)之间为嵌套式连接，储热体（1）热交换管道出风口（3A）正对滚筒式做青机进风口（3B），其上嵌套可旋转伸缩的外筒（19）；或

所述储热体（1）热交换管道出风口（21）是扇形结构，正对滚筒式做青机进风口（3B），其内侧装置扇形叶片（22）、扇形叶片固定在支撑座（23）上、双金属元件（24）嵌套于一端焊接在支撑座（23）的连杆（25）上，连杆（25）的一端装置在轴承上，轴承由支撑座固定。

3.根据权利要求1所述的环保节能乌龙茶综合做青机，其特征是：

所述储热体（1）供热管道（18）出风口（17）与多台滚筒式做青机进风口（3B）连接方式为：

所述储热体（1）供热管道（18）出风口（17）与滚筒式做青机进风口(3B)之间装置活动阀门（15），活动阀门（15）外侧有开放通风口（16）；或

所述储热体（1）供热管道（18）出风口（17）与滚筒式做青机进风口(3B)之间为嵌套式连接，储热体（1）供热管道（18）出风口（17）正对滚筒式做青机进风口（3B），所述供热管道（18）出风口（17）上嵌套可旋转伸缩的外筒（19）；或

所述储热体（1）供热管道（18）出风口（21）是扇形结构，正对滚筒式做青机进风口（3B），其内侧装置扇形叶片（22）、扇形叶片固定在支撑座（23）上、双金属元件（24）嵌套于一端焊接在支撑座（23）的连杆（25）上，连杆（25）的一端装置在轴承上，轴承由支撑座固定。

4.根据权利要求2或3所述的环保节能乌龙茶综合做青机，其特征是：所述储热体(1)为换能储热一体式结构，可以把电能转换成热能储存，其材料为多相复合导电致热储热耐高温混凝土，导电相为石墨和金属纤维，骨料为比热容较高的玄武岩等材料，粘结剂为铝酸盐水泥，储热体表层中埋设多组供电电极，所述储热体内有中空的热交换管道(13A)，储热体外壳为保温隔热材料。

5.根据权利要求2或3所述的环保节能乌龙茶综合做青机，其特征是：其还包括第二级储热体(2)，由太阳能集热器供热预热；所述第二级储热体(2)设有两套互不连通热交换管道（13B）、(14)，一套热交换管道出风口与第一级储热体进风口(10)连接，另一套热交换管道(11)与太阳能集热器系统的热交换管道连接。

6.根据权利要求2所述的环保节能乌龙茶综合做青机，其特征是：所述储热体结构为：保温隔热外壳（26）内若干层储热球层（27）与电加热装置（29）依次排列，储热球（27）间形成热交换气隙（28）。

7.根据权利要求3所述的环保节能乌龙茶综合做青机，其特征是：所述储热体（1）由热隔离的多级储热体构成，各级储热体内设有两套互不连通的热交换管道(13B)、(14)，第一级储热体一套热交换管道出风口与多台滚筒式做青机并联的进风管道（18）连接，另一套热交换管道的进风口与后一级储热体热交换管道的出风口连接，直至最后一级储热体热交换管道的进风口（20）与热风炉供热管道连接。