CN111165609A - 一种茶叶杀青揉捻一体机及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种茶叶杀青揉捻一体机及其工作方法。现有输送带式送料的微波加热装置，需要在入口和出口均设置大长度的抑制器，不利于设备的小型化，且成本较高。本发明一种茶叶杀青揉捻一体机，包括微波杀青机构和螺杆送料机。微波杀青机构包括微波箱体、微波源和微波通料筒。螺杆送料机构包括三段式送料螺杆、料斗、进料抑制筒、出料抑制筒和送料电机。三段式送料螺杆由进料金属螺杆段、杀青非金属螺杆段和出料金属螺杆段组成。本发明采用螺旋送料，茶叶既在前进方向运动，又在上下运动，避免了输送带式干燥设备茶叶只在一个平面运动的缺陷，使得干燥更加均匀，还避免了在微波谐振腔内安装旋转铝片，缩减了设备成本。

Description

一种茶叶杀青揉捻一体机及其工作方法

技术领域

本发明属于茶叶加工技术领域，具体涉及一种茶叶杀青揉捻一体机及其工作方法。

背景技术

杀青和揉捻是中国茶叶加工过程中的重要工序。杀青主要是通过加热使鲜叶迅速升温，从而破坏多酚氧化酶和过氧化物酶的活性，阻止多酚类物质的酶促氧化，同时蒸发部分水分，使叶质变软，便于揉捻造型。揉捻工序主要将杀青叶在一定压力下进行旋转运动，破坏茶叶细胞组织，使茶汁溢出，同时使茶叶卷紧呈条索状的过程。

鲜茶叶在进行热风杀青后，往往表层的水分散失的比较快，内部水分散失的慢一点，所以会出现外干内湿的现象，为了解决这一现象通常在高温杀青之后，要对茶叶进行回潮处理，为此公布号CN110403026A在茶叶生产线中设计并增加了一种复杂的干冰回潮机。另一方面，如果采用微波杀青，虽然解决了茶叶内外干燥不均匀的现象，但是现有的茶叶自动生产线主要将杀青装置和揉捻装置分开，中间采用输送带送料，从而使得茶叶内外水分散失不一致。

《胡萝卜片微波干燥均匀性研究》(俞建峰,赵江,陈海英,夏晓露,崔政伟.胡萝卜片微波干燥均匀性研究[J].浙江农业学报,2018,30(04):656-660.)这篇论文中作者已经用试验证明微波谐振腔内安装旋转铝片以分散电磁波分布的干燥均匀性比只有转盘转动的微波谐振腔干燥的均匀性要好。这充分说明了在微波谐振腔内茶叶只在一个平面内运动的干燥效果不是十分理想。此外，现有输送带式送料的微波加热装置，需要在入口和出口均设置长度极大的抑制器，不利于设备的小型化，且成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种茶叶杀青揉捻一体机及其工作方法。

本发明一种茶叶杀青揉捻一体机，包括微波杀青机构和螺杆送料机。所述的微波杀青机构包括微波箱体、微波源和微波通料筒。所述的微波箱体采用金属材料。微波源安装在微波箱体上。微波箱体的两端分别开设有进料口和出料口。微波通料筒采用非金属材料，固定在微波箱体内，且两端与微波箱体的进料口、出料口分别对接。微波箱体及微波通料筒的侧壁上开设有水汽溢出孔。

所述的螺杆送料机构包括三段式送料螺杆、料斗、进料抑制筒、出料抑制筒和送料电机。进料抑制筒及出料抑制筒均采用金属材料。进料抑制筒、出料抑制筒的内端与微波箱体的进料口、出料口分别对接。进料抑制筒上开设有送料口。三段式送料螺杆由进料金属螺杆段、杀青非金属螺杆段和出料金属螺杆段组成。进料金属螺杆段、出料金属螺杆段的内端与杀青非金属螺杆段的两端分别固定。三段式送料螺杆由送料电机驱动。所述的杀青非金属螺杆段位于微波通料筒内。进料金属螺杆段位于进料抑制筒内。出料金属螺杆段位于出料抑制筒内。

作为优选，本发明一种茶叶杀青揉捻一体机还包括出口揉捻机构。所述的出口揉捻机构包括调节套筒、揉捻盘、捻架、连杆和揉捻电机。调节套筒的输入端套置在出料抑制筒的外端上。捻架安装在机架上。n根连杆的内端与捻架上的n个连接点分别构成转动副，外端与揉捻盘上的n个连接点分别构成转动副。n≥3。其中一根连杆由揉捻电机驱动。揉捻盘位于捻架与调节套筒之间。

作为优选，所述的调节套筒安装架安装在机架上，且安装位置沿着调节套筒的轴向可调。

作为优选，所述的出口揉捻机构还包括揉捻退料气缸；所述的捻架与机架构成滑动副，并由揉捻退料气缸驱动。

作为优选，所述连杆的数量n＝3。捻架上的三个连接点连接成第一正三角形。揉捻盘上的三个连接点连接成第二正三角形。第一正三角形与第二正三角形全等。揉捻电机与捻架固定；

作为优选，所述的揉捻盘朝向调节套筒的侧面上设置有多个条形揉捻凸起。

作为优选，本发明一种茶叶杀青揉捻一体机还包括出料滑道。出料滑道安装在机架上，且倾斜设置。出料滑道的顶部入口位于螺杆送料机输出端的正下方。

作为优选，所述的微波箱体呈长方体状。所述的微波通料筒由拼合在一起的两个半筒组成。所述进料抑制筒、出料抑制筒及微波通料筒的内径相等，且同轴设置。三段式送料螺杆的大径小于或等于微波通料筒的内径。

作为优选，所述的螺杆送料机构还包括料斗。料斗的底部安装在进料抑制筒的送料口上。

该茶叶杀青揉捻一体机的工作方法具体如下：

步骤一、微波源及送料电机启动，三段式送料螺杆转动；工作人员将待杀青的茶叶加入进料抑制筒中。

步骤二、进料抑制筒中的茶叶在三段式送料螺杆带动下被输送到微波通料筒中。微波箱体内的微波对微波通料筒内的茶叶进行加热。

步骤三、经过微波加热后的茶叶从微波通料筒中输出，进入出料抑制筒，并最终被挤出到调节套筒中；揉捻电机启动，带动揉捻盘在竖直平面内平动，对调节套筒中挤出的茶叶进行揉捻。经过揉捻的茶叶从调节套筒与揉捻盘之间掉落到出料滑道的顶部入口并最终输出。揉捻过程中，若需要调整揉捻力道，则调整调节套筒的轴向位置，调整过程中杀青揉捻不需要中断。

本发明具有的有益效果是：

1.本发明在微波谐振腔内采用螺旋送料，茶叶既在前进方向运动，又在上下运动，避免了输送带式干燥设备茶叶只在一个平面运动的缺陷，使得干燥更加均匀；还因此避免了在微波谐振腔内安装旋转铝片，避免了在设备上安装减速电机等部件，缩减了设备成本。

2.本发明将微波杀青和揉捻工序集成在一个设备上，使得茶叶内外干燥均匀，从而在茶叶生产线中省去了一种复杂的回潮机及回潮工序，极大的降低了生产成本。

3.现有的隧道式微波设备，料口直对微波谐振腔，微波极易泄漏。为了防止微波泄漏，入料端和出料端要安装长度大且内部结构复杂的抑制器。本发明的入料端和出料端采用金属套筒和金属螺杆组成的微波抑制器，可以缩短抑制器长度，降低其内部复杂程度，从而降低了设备加工成本。

4.传统揉捻设备做平面运动的部件是装着茶叶的料仓，在使用时必须先调节好料仓和揉捻盘之间的距离，设备一旦运行就无法在进行调节。本发明在出料端抑制器和揉捻盘之间安装有调节套筒，且做平面运动的部件是揉捻盘，可以在设备运行时随时根据揉捻程度的需要调节套筒和揉捻盘之间的距离，所以更适合自动化生产线的需要。

5.传统的揉捻设备在料仓一次加满茶叶，当揉捻了一部分茶叶后，要手动停机，手动旋转螺杆，从而保证茶叶和揉捻盘之间的压力。但是由于这种间歇性的操作，一方面不适合自动化生产，一方面茶叶和揉捻盘之间的压力不恒定，揉捻后茶叶成型不统一。本发明采用杀青及揉捻一体机，中间不需要人为调节，茶叶和揉捻盘之间压力恒定，从而使得茶叶成型统一美观。

附图说明

图1为本发明的第一张整体结构示意图；

图2为本发明的第二张整体结构示意图；

图3为本发明的剖面示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1和2所示，一种茶叶杀青揉捻一体机，包括机架、微波杀青机构、螺杆送料机构、出口揉捻机构和控制器。微波杀青机构包括微波箱体1、微波源2和微波通料筒3。微波箱体1固定在机架上，采用金属材料，内部形成微波谐振腔。一个或多个微波源2安装在微波箱体1上，用于向微波箱体1内释放微波。微波箱体1呈长方体状，两端分别开设有进料口和出料口。微波通料筒3采用非金属材料。微波通料筒3固定在微波箱体1内，且两端与微波箱体1的进料口、出料口分别对接并固定。微波通料筒3由拼合在一起的两个半筒组成。微波箱体及微波通料筒3的侧壁上开设有多个水汽溢出孔。微波无法从微波箱体上的水汽溢出孔中溢出。

如图3所示，螺杆送料机构包括三段式送料螺杆4、料斗5、进料抑制筒6、出料抑制筒7和送料电机8。进料抑制筒6及出料抑制筒7均采用金属材料。进料抑制筒6、出料抑制筒7的内端与微波箱体1的进料口、出料口分别对接并固定。进料抑制筒6、出料抑制筒7及微波通料筒3的内径相等，且同轴设置。进料抑制筒6侧壁外端的顶部开设有送料口。料斗5的底部安装在进料抑制筒6的送料口上。三段式送料螺杆4的两端支承在机架上。三段式送料螺杆4由进料金属螺杆段4-1、杀青非金属螺杆段4-2和出料金属螺杆段4-3组成。进料金属螺杆段4-1、出料金属螺杆段4-3的内端与杀青非金属螺杆段4-2的两端分别固定。送料电机8固定在机架上，且输出轴与三段式送料螺杆4的一端固定。

杀青非金属螺杆段4-2位于微波通料筒3内。进料金属螺杆段4-1位于进料抑制筒6内。出料金属螺杆段4-3位于出料抑制筒7内。三段式送料螺杆4的大径小于或等于微波通料筒3的内径。进料金属螺杆段4-1能够阻挡微波沿着进料抑制筒6外溢；出料金属螺杆段4-3能够阻挡微波沿着出料抑制筒7外溢；因此，进料金属螺杆段4-1及进料抑制筒6构成了微波箱体1进料口的抑制器；出料金属螺杆段4-3及出料抑制筒7构成了微波箱体1出料口的抑制器；可见，相比于现有的隧道式微波设备，本发明中的抑制器长度较短且结构简单，具有显著的优势。

如图1和2所示，出口揉捻机构包括调节套筒9、揉捻盘10、捻架11、连杆12、揉捻电机13和出料滑道14。调节套筒9的输入端套置在出料抑制筒7的外端上。调节套筒9固定在安装架9-1上。安装架9-1上开设有两个长度方向平行于三段式送料螺杆4轴线的腰形孔。两根螺栓分别穿过两个腰形孔并旋入机架；松开两根螺栓后能够调节调节套筒9的轴向位置，从而调整调节套筒9与揉捻盘10的间距，改变揉捻的力量与程度。捻架11固定在机架上。三根连杆12的内端与捻架11上的三个连接点分别构成转动副，外端与揉捻盘10上的三个连接点分别构成转动副。捻架11上的三个连接点连接成第一正三角形。揉捻盘10上的三个连接点连接成第二正三角形。第一正三角形与第二正三角形全等。揉捻电机13与捻架11固定；揉捻电机13的输出轴与其中一根连杆12的内端固定；从而带动三根连杆12同步转动，使得揉捻盘10沿着圆形轨迹进行平动。揉捻盘10位于捻架11与调节套筒9之间。揉捻盘10朝向调节套筒9的侧面上设置有多个条形揉捻凸起。

出料滑道14安装在机架上，且倾斜设置。出料滑道14的顶部入口位于调节套筒9输出端的正下方，用于滑出经过揉捻后从调节套筒9与揉捻盘10之间掉出的茶叶。送料电机和揉捻电机均与控制器通过电机驱动器连接。控制器采用PLC或单片机。

该茶叶杀青-揉捻一体机的工作方法具体如下：

步骤一、微波源2及送料电机8启动，带动三段式送料螺杆4转动；工作人员将待杀青的茶叶倒入料斗5中。料斗5中的茶叶进入进料抑制筒6中。

步骤二、进料抑制筒6中的茶叶在三段式送料螺杆4带动下被输送到微波通料筒3中。微波箱体1内的微波对微波通料筒3内的茶叶进行加热；由于茶叶是在三段式送料螺杆4的驱动下输送，故茶叶的运动位移既有沿着微波通料筒3轴向的分量，也有垂直微波通料筒3轴向的分量，运动轨迹相比于现有的输送带式上料更为复杂，能够在微波箱体1内经过微波强度各不相同的各个位置，从而更加均匀的加热；因此，相对于常规微波加热中所应用的输送带式送料，本发明的螺旋挤出式送料能够提高茶叶加热的均匀程度，提高茶叶杀青的质量。

步骤三、经过微波加热后的茶叶从微波通料筒3中输出，进入出料抑制筒7，并最终被挤出到调节套筒9中；揉捻电机13启动，带动揉捻盘10在竖直平面内平动(自身不发生转动)，对调节套筒9中挤出的茶叶进行揉捻。经过揉捻的茶叶从调节套筒9与揉捻盘10之间掉落到出料滑道14的顶部入口并最终输出。揉捻过程中，若工作人员需要调整揉捻力道，则松开固定调节套筒9的螺栓，调整调节套筒9的轴向位置后重新拧紧螺栓，调整过程中杀青揉捻不需要中断。

由于本发明中茶叶微波杀青后直接进行揉捻，能够有效避免揉捻时茶叶内外干燥程度不均匀，从而在茶叶生产线中省去了一种复杂的回潮机及回潮工序，极大的降低了生产成本。

实施例2

本实施例中的一种茶叶杀青-揉捻一体机与实施例1的区别在于：

出口揉捻机构还包括揉捻退料气缸；捻架11与机架构成滑动副，并由揉捻退料气缸驱动进行滑动。

本实施例中的一种茶叶杀青-揉捻一体机的工作方法与实施例1的区别在于：

步骤三中，在经过预设时间的揉捻后，揉捻退料气缸缩回，使得揉捻盘10远离调节套筒9，经过揉捻的茶叶在三段式送料螺杆4的驱动下从调节套筒9输出；经过揉捻的茶叶被输出后，揉捻退料气缸重新推出，揉捻盘10对新的杀青后茶叶进行揉捻。

Claims (10)

1.一种茶叶杀青揉捻一体机，包括微波杀青机构；其特征在于：还包括螺杆送料机；所述的微波杀青机构包括微波箱体、微波源和微波通料筒；所述的微波箱体采用金属材料；微波源安装在微波箱体上；微波箱体的两端分别开设有进料口和出料口；微波通料筒采用非金属材料，固定在微波箱体内，且两端与微波箱体的进料口、出料口分别对接；微波箱体及微波通料筒的侧壁上开设有水汽溢出孔；

所述的螺杆送料机构包括三段式送料螺杆、料斗、进料抑制筒、出料抑制筒和送料电机；进料抑制筒及出料抑制筒均采用金属材料；进料抑制筒、出料抑制筒的内端与微波箱体的进料口、出料口分别对接；进料抑制筒上开设有送料口；三段式送料螺杆由进料金属螺杆段、杀青非金属螺杆段和出料金属螺杆段组成；进料金属螺杆段、出料金属螺杆段的内端与杀青非金属螺杆段的两端分别固定；三段式送料螺杆由送料电机驱动；所述的杀青非金属螺杆段位于微波通料筒内；进料金属螺杆段位于进料抑制筒内；出料金属螺杆段位于出料抑制筒内。

2.根据权利要求1所述的一种茶叶杀青揉捻一体机，其特征在于：还包括出口揉捻机构；所述的出口揉捻机构包括调节套筒、揉捻盘、捻架、连杆和揉捻电机；调节套筒的输入端套置在出料抑制筒的外端上；捻架安装在机架上；n根连杆的内端与捻架上的n个连接点分别构成转动副，外端与揉捻盘上的n个连接点分别构成转动副；n≥3；其中一根连杆由揉捻电机驱动；揉捻盘位于捻架与调节套筒之间。

3.根据权利要求2所述的一种茶叶杀青揉捻一体机，其特征在于：所述的调节套筒安装架安装在机架上，且安装位置沿着调节套筒的轴向可调。

4.根据权利要求2所述的一种茶叶杀青揉捻一体机，其特征在于：所述的出口揉捻机构还包括揉捻退料气缸；所述的捻架与机架构成滑动副，并由揉捻退料气缸驱动。

5.根据权利要求2所述的一种茶叶杀青揉捻一体机，其特征在于：所述连杆的数量n＝3；捻架上的三个连接点连接成第一正三角形；揉捻盘上的三个连接点连接成第二正三角形；第一正三角形与第二正三角形全等；揉捻电机与捻架固定。

6.根据权利要求2所述的一种茶叶杀青揉捻一体机，其特征在于：所述的揉捻盘朝向调节套筒的侧面上设置有多个条形揉捻凸起。

7.根据权利要求1所述的一种茶叶杀青揉捻一体机，其特征在于：还包括出料滑道；出料滑道安装在机架上，且倾斜设置；出料滑道的顶部入口位于螺杆送料机输出端的正下方。

8.根据权利要求1所述的一种茶叶杀青揉捻一体机，其特征在于：所述的微波箱体呈长方体状；所述的微波通料筒由拼合在一起的两个半筒组成；所述进料抑制筒、出料抑制筒及微波通料筒的内径相等，且同轴设置；三段式送料螺杆的大径小于或等于微波通料筒的内径。

9.根据权利要求1所述的一种茶叶杀青揉捻一体机，其特征在于：所述的螺杆送料机构还包括料斗；料斗的底部安装在进料抑制筒的送料口上。

10.如权利要求3所述的一种茶叶杀青揉捻一体机的工作方法，其特征在于：步骤一、微波源及送料电机启动，三段式送料螺杆转动；工作人员将待杀青的茶叶加入进料抑制筒中；

步骤二、进料抑制筒中的茶叶在三段式送料螺杆带动下被输送到微波通料筒中；微波箱体内的微波对微波通料筒内的茶叶进行加热；

步骤三、经过微波加热后的茶叶从微波通料筒中输出，进入出料抑制筒，并最终被挤出到调节套筒中；揉捻电机启动，带动揉捻盘在竖直平面内平动，对调节套筒中挤出的茶叶进行揉捻；经过揉捻的茶叶从调节套筒与揉捻盘之间掉落到出料滑道的顶部入口并最终输出；揉捻过程中，若需要调整揉捻力道，则调整调节套筒的轴向位置，调整过程中杀青揉捻不需要中断。

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