CN1307815A - 茶叶粉碎机 - Google Patents

Abstract

一种转柱式——收获茶叶的粉碎机(11),其包括刀片轴(17),该刀片轴竖直设置在壳体(13)内侧且其上固定有一百及二百个刀片(10)。壳体设有一预定的不规则棱面,最好设有两个相对的切割面(61’),这两个切割面的尺寸不同于其它的切割面(61)。在所披露的改进刀架(21)的两个实施例中,每个平面分别设有三和四个刀片。

Description

茶叶粉碎机

本发明涉及一种用于茶叶制造的切碎步骤中的茶叶粉碎机，新茶或干枯的茶叶在该步骤中被切碎。

茶叶是由利用由山茶所得的新茶，嫩茶，叶柄和软茎制作的。在茶叶的生产工业中，特别是在本发明中，应理解以下内容：

新茶叶：由山茶所得的新茶，嫩茶，叶柄和软茎；

干茶叶：在经过干燥工序后的新茶叶；

干燥：新茶叶的物理-化学软化工序，该工序包括4-18小时的停滞处理，在该停滞处理期间萃取一定含量的水份，因此茶叶在其化学成分和细胞渗透性上会产生变化，在干燥期间这些化学变化会对最终制品的质量产生决定性改变；

切碎：切碎大量新茶或干茶叶的动作，以便破坏其细胞组织，从而使随后混合在一起的汁液流出；

干茶叶泡制用作饮料起源于古代。据历史记载，茶叶首先是在中国种植和制作的。我们发现，茶树的起源地在包括High Burma，中国东南部及Assam的扇形地带。在阿根廷，茶叶生长在Misiones及Corrientes的东北部地区。

制作茶叶的方法有多种，但一般分为绿茶或红茶；绿茶也被称为发酵茶，红茶被称为未发酵茶。由于在茶叶的制作中并没有发酵工序，而只有氧化工序，因此在这种情况下，实际上误用了术语“发酵”。

茶叶富含生物碱咖啡因，其占嫩茶中干物质的4％。茶叶还富含有多酚(poliphenols)，其在红茶的制作期间会氧化并浓缩形成具有单宁酸(tannine)特性的机体。茶叶的口感，色泽和香气在最终产品的质量上具有决定性价值，茶叶质量的决定条件取决于各种因素，如地域性，环境及原材料，特别是大大取决于加工工艺。

一旦被收获，便将新茶运送至制造厂，在该处，根据每一制造厂的各自特点，可进行不同的制作工艺。仅作为参考，后文提到了红茶的主要制作步骤，但是应强调的是其只是一般性说明且每一制造厂均具有其自己的不同制造标准。

干燥：

从农场运送最新收获的茶叶的新芽并在制造厂中、在特殊的储存器或容器中或在特殊的输送带上进行制作，在该处以4-18小时的不同时间进行干燥工序。在这一阶段，在新茶叶中会发生显著影响llcqours特性的物理-化学变化。在干燥工序期间，从茶叶中萃取水份(提高其渗透性)，从而根据不同的制作因素能够使茶叶的重量减小10-35％，其中比较重要的一个因素是用于干枯新茶的粉碎机的种类。在干燥期间，淀粉含量减少，糖的含量增加，蛋白质略微减少且氨基酸增加。

切碎：当切碎茶叶时，其组织和细胞会发生破裂，从而通过天然存在于茶叶中的enzime，氧化酶开始细胞液的氧化工序。这就是“发酵”如何开始的。在粉碎或切碎工序中，应确定最终产品的粒度，根据最终产品的用途该粒度是非常重要的。因此，粉碎机的重要性在于应根据所需的不同最终产品制作出不同的粒度。

发酵：

切碎的茶叶应经过一发酵(氧化)工序，该工序是这样的阶段，其中，包含在新芽中的制品彼此作用，从而形成传递茶叶特殊口感的混合物。这些工序通常是在连续机器上进行的，结果产生多酚的氧化和浓缩。其导致颜色变化，使收获的绿色茶叶变为铜橘色。在这一工序中，还会形成所谓“茶叶的香精油”，其是产生香味的元素。所有茶叶均具有香味，但是一些茶叶会在一年的某些时间中产生被称为“口感”的特殊香味。

烘干：

以90℃-103℃的温度在特殊烘干器中进行的烘干会降低酶的活性，且最终产品所含的水份最大为3％。

制茶工业从其开始就一直处于稳定发展的状态。在1923年，在Cachar(印度北部)的一家工厂使用了高杆切割机(铡草机)来剪切未干枯的茶叶且在之后的步骤中能更好地使茶叶卷曲。随后，在1925年，开始成功使用烟草切割机(Legg-cutter)。

在1932年，W.McKercher设计了能实现破碎，撕裂和卷曲功能的CTC机(破碎-撕裂-卷曲)。该CTC机由两个以不同转速转动的刻纹金属辊(由不锈钢制成)构成，其中一个辊的转速为70r.p.m，而另一个辊的转速为700r.p.m。

制茶工业所使用的另一种机器为转子叶片机(Rotorvane machine)。这种机器包括一具有叶片的水平设置的螺杆(螺旋式输送器)，在转动时，这些叶片通过设置在圆柱体上的固定式叶片能使茶叶卷曲。在该机器末端含有具有一能阻塞茶叶出口的棘轮。根据该棘轮的关闭程度，能够在茶叶上施加更大的压力以使其紧压在转动叶片上，从而能提高细胞的破碎程度。这种机器是以低速工作的(45-50r.p.m)。

LTP机(Lowric Tea Processor)是一种茶叶加工机，其实质上能磨碎干茶叶。这种机器包括一水平设置的转子，该转子具有自由移动的锤子，其工作速度为2,100r.p.m，其能猛烈地破坏新芽和茶叶。

所有上述机器均具有以下缺点：

高度维护性。

能耗成本高。

提高了茶叶通过破碎工序的温度，其会对最终产品带来负面效应。

难于清洁，清洗及保持机器内部元件的卫生。

这些缺陷在本人的南非共和国专利98/7315和津巴布韦专利47/98中得到了验证，这些专利提供了能够初步解决这些问题的破碎机的指导方向。

结合对由不同试验和测试所得结果的实验分析，在试生产中进行了精确的试验台试验后，得到了一种大大改进的粉碎机。本发明的主要目的在于提供一种粉碎机，其包括以下特点：

生产具有良好颗粒性的茶叶，在这些茶叶中，小于2m的小颗粒的含量较高，

生产出具有均匀颗粒性的茶叶，

一种自洁式机器，即其机械功能不允许积存产品剩余物以及污染生产工艺，

在室温下进行粉碎工序且不会将茶叶温度提高至足以损坏茶叶质量的程度，

由粉碎所得的制品为卷曲的颗粒形状，且具有均匀完整的无絮片外观，因此使得茶叶具有较高的散装密度(apparent density)。

正如在所述南非共和国专利98/7315和津巴布韦专利47/98中所提到的那样，与所有传统型式的茶叶加工机的主要结构差异在于装配有刀片的竖直回转轴的结构。该轴位于一刻面壳体的内侧。壳体具有一用于装填干茶叶的、在壳体上盖的入口及一在壳体下端、沿切线设置的排出被粉碎材料的出口。在重力作用下进入的干茶叶在重力以及由高速旋转刀片产生的抽吸力的作用下会继续移动。

竖直轴支承刀架板，这些刀架板以在其之间具有固定间隔且在垂直方向可产生微小相位移动的方式彼此上下设置，因此刀片不会触及“香蕉形部件(banana)”。(在本文中所谓“香蕉形部件”是指位于壳体内部、形状为不锈钢肋材的机器部件，其功能在于避免茶叶自由下落及在肋材和刀片之间出现颗粒的切碎。)

在每一板上刀片具有三个或四个成组安装。应以能切断和卷曲茶叶的方式设置刀片的先导工作面和香蕉形部件的位置。可根据原料的种类及希望的最终制品来调节刀片的斜度和位置。

本发明的一个改进之处在于壳体设有内部切割面，这些切割面具有在研究领域中开发出的拟定不规则性(programmend irregularities)。

另一个改进之处在于刀架板的设计：在研究期间确定，刀架板的结构会大大影响茶叶的加工。已研制出了一种改进的刀架板，在最初的一个实施例中，在每一切碎水平面上均装有三个刀片，每一刀片均由平端三角形板形成且两块板通过一轴环或圆柱形托架被连接在一起。在第二个实施例中，包括每一水平面具有四个元件的刀架板，每一边均以四个凸起的形状径向向外延伸，所述四个凸起朝刀片连接端逐渐收缩。

结合附图，通过不应构成限定保护范围的本发明最佳实施例所提供的以下详细描述能够说明本发明的这些和其它目的和优点，其中：

图1为本发明一个最佳实施例的粉碎机的总图，其是通过打开壳体的一回转部分以便揭示了机器内部结构来说明的；及

图2为图1中机器的径向横截面图，其描述了机器尺寸及其操作。

图3为图1中机器的刀片和香蕉形部件的详细结构的放大视图。

图4为图1中机器壳体的横截面视图，其显示了其多棱壁的特点。

图5A为根据第一实施例，用于图1中机器的一个刀架板的剖面图，而图5B则为该刀架板的横截面。

图6A为根据第二实施例，用于图1中机器的一个刀架板的剖面图，而图6B则为该刀架板的横截面。

首先参照附图1，其说明了根据本发明的一种干茶叶粉碎机11。粉碎机11包括一壳体13，在其内部竖直安装一回转轴17，多个刀片19通过形成的多个工作平面的刀架板21被装配至所述壳体上。壳体13直径d为62cm，高度h为1m，因此能够提供大于3m³的容积，其足以容纳一百或二百个刀片19，这些刀片的数量可根据不同的茶叶种类而变化。

壳体13具有一个固定盖23，其特点在于具有一用于装填被粉碎茶叶的偏心竖直孔道25。入口26可包括一纬纱或某一竖直导管，以便在重力作用下能朝入口倒入收获的茶叶。底部包括一其中带有孔的底座27，以便允许由一固定至回转轴17的圆盘29驱动的空气能从中流过。

在壳体内侧41设有多个以交替形式设置的不锈钢香蕉形部件(banana)42。香蕉形部件42水平延伸，并被固定在壳体壁上，且这些部件42与一组相应刀片17的转动平面相距标准距离，例如大约3mm在竖直方向分离；根据本发明，通过它们的相互作用可实现茶叶的切断，切碎以及卷曲操作，以便将茶叶粉碎至卷曲的碎片以促进在之后的步骤中进行发酵(氧化)和干燥。

整个壳体13可由金属，例如不锈钢制成，且包括两个壳体半体37和39，这两个半体彼此互补并形成了由盖23和底座27牢固封闭的内部41。在壳体的内部41交替安装有三个香蕉形部件42。一个壳体半体37被固定焊接至盖23和底座27上。另一个方案是壳体13可由塑料制成，其中装有固定的壳体部分37，盖23和底座27可被模制成一整体件。

另一壳体半体39通过在其公共边缘43的一个边缘之间的一铰链机构31可绕枢轴转动地连接至固定的壳体部分37。当粉碎机不工作时，回转式壳体半体39能够象门一样打开粉碎机11，以便进入壳体13的内部41而进行清洗和/或维护，其中的维护特别是指磨尖，维修及更换刀片19。为了能为完成这些工作提供更大的开放程度及更大空间，可将盖27的一部分45并入门39中。门39的底部设有一沿切线设置的圆形输出孔47，其用于从壳体13的内部41排出被粉碎的茶叶碎片。在使用中，门39当然可通过一传统的锁紧装置(未示出)关闭并锁定至固定式壳体部分37上。

粉碎茶叶的机械动力是由具有40-50马力的一传统电动马达48提供的，该马达通过一滑轮传送带系统51与刀片轴47的下端结合。这一动力传送系统51位于工作台35的下面，以便刀片轴17能通过台面33。通过一固定至台面33下表面的支承件53可将马达49安装在工作台的下面。当然，作为一种选择方案，可将马达49设置在工作台35的顶部，以便马达49的轴和刀片轴17均能通过台面33。

图2示意性地说明了当茶叶制品通过粉碎机11时，茶叶制品的轨迹x。马达49驱动轴17以2,300-2,700r.p.m的转速转动。收获的茶叶如箭头E所示，经上部孔道25进入粉碎机11并在重力作用下落入内部41。一旦处于粉碎机11的内部41，茶叶便会在重力作用下持续下落以受到与轴17同速旋转的刀片19的剪切作用的影响，此时，在如箭头S所示，经下部孔道47排出之前，茶叶以具有大致均匀尺寸的茶叶碎片的形式沿一大致螺旋形轨迹X运动。

本发明的实际情况在于刀片19均是固定的(不会象传统机器那样产生松动)且茶叶的自由重力输送(即，非强制性的)虽会由摩擦产生热量，但是其最大值却小于现有技术中所产生的热量。通过周围空气的高速流动-随后与产品相似的轨迹E-X-S能进一步减小产生的低热量的影响，由此所述两个现象均集中在抑制加速茶叶干枯和质量恶化的过高温度的问题上。

另外，刀片19在刀架板21上的固定安装必须使刀片能相对于香蕉形部件正确地切碎茶叶，并使茶叶卷曲。图3描述了刀片19和香蕉形部件42的特殊形状。每一刀片均具有一工作面，其形成有通过曲线长度55b连接至大致水平切碎长度55c的倾斜(最初是扁平的)导引长度55a。同样，每一香蕉形部件42均具有一工作面，其由通过曲线长度57b连接至大致水平切碎长度57c的倾斜导引长度57a构成。香蕉形部件42的表面切碎面55c-57c的表面和刀片19之间的距离S被定为大约3mm，根据茶叶种类可对该距离进行调节。另外，香蕉形部件42的切碎面57c设有焊接辅助件59，其有利于切碎并卷曲被加工的茶叶。

茶叶到达香蕉形部件42中导引面55a-57a和刀片19对之间的间隙，在该处茶叶被牵引进入相对的切碎面55c-57c之间的标准间隙内。茶叶到达一随机位置，即指其不同部分接触香蕉形部件42的面55c-57c和刀片19，从而促进了切碎、卷缩茶叶的刮削作用。

如图4所示，壳体13环形设置有切割面，即环绕其侧向周边形成36个切割面61，这些切割面可通过栅式折叶机制得。已经发现，壳体13中圆锥形壁内表面的某种刻面有助于粉碎。在该说明性实施例中，每一相对侧面的宽度大约为53mm。

但是，出人意料的是，我们已确定通过设置不规则切割面可有助于提高切碎作用，其通过使两个径向相对的切割面61的侧面宽度仅为44mm，而使剩下的三十四个切割面的宽度为上述53mm而得以实现。

所述板和刀片各自以及绕机器的轴17的分布必须实现平衡。根据茶叶的种类，在后文中披露了两个最佳实施例。在这两种情况下，通过激光对刀架板21进行切割成形，以便满足由规定的平衡所强加的小公差。

图5A和5B描述了一个用于所述粉碎机的刀架组件21的改进实施例。所述组件21包括两个或更多，最好为大约十或二十个刀架板21A，这些刀架板由8mm厚的钢板制成，且沿轴17、以规定的37mm间隔由一分隔器63固定。分隔器63为一圆柱形套筒，其内部直径为178mm且在其侧面具有一用于将组件21固定至轴上的固定销65。每一刀架板均形成为一三角形板21A，其三个顶端以210m的半径被切去且在185mm的半径处设有直径为11mm的孔67，以便装配以彼此120°分布的三个相应刀片19。在每一对刀片21A中，连续的板在环形方向相位相差60°。

图6A和6B说明了用于本发明粉碎机的刀架板的另一实施例。每一刀架板21B均形成有四个指形件69，这四个指形件彼此以90°径向向外延伸且逐渐朝固定有相应刀片19的端部收缩。因此，连续的板21B在分隔器套筒63上相位相差45°。

此处，虽然已通过实施例披露了本发明，但可以预见本领域的技术人员在不脱离本发明思想和范围的情况下，完全可对说明书作出变化和改进。

Claims (19)

1．一种用于制造发酵或部分发酵红茶或未发酵绿茶的新茶和干茶的粉碎机，其包括一具有一内部多棱壁的壳体，其中，一回转轴设置在大致竖直位置且设有位于多个工作平面内的刀片；以及多个香蕉形部件，这些香蕉形部件固定至壳体内部且相对于至少一些所述刀片的工作平面在垂直方向存在相位差，其特征在于：每一所述刀片均设有一工作面，其形状能提供一倾斜的导引长度，以便与每一所述香蕉形部件均设有一工作面配合，该长度在大致水平切碎长度中是连续的，工作面形状应能提供在大致水平切碎长度中连续的一倾斜导引长度；所述导引间距指向与所述香蕉形部件和刀片之间相对运动相反的相应方向。

2．根据权利要求1所述的粉碎机，其特征在于：所述切碎间距以对应刀片和香蕉形部件之间大约3mm的间隔分离。

3．根据权利要求1或2所述的粉碎机，其特征在于：所述香蕉形部件的切碎间距的面是粗糙的。

4．根据前述权利要求中任意一个所述的粉碎机，其特征在于；所述多棱壁是不规则的。

5．根据权利要求4所述的粉碎机，其特征在于：所述多棱壁包括一系列大致相同的切割面以及一个不同的切割面。

6．根据权利要求5所述的粉碎机，其特征在于：每一不同的切割面均比壳体中所述相同的切割面窄大约20％。

7．根据权利要求5或6所述的粉碎机，其特征在于：其设有彼此径向相对的两个所述不同的切割面。

8．根据权利要求5、6或7所述的粉碎机，其特征在于：所述香蕉形部件在所述壳体内侧交替设置且所述不同切割面对应于其它香蕉形部件的末端。

9．根据前述权利要求中任意一个所述的粉碎机，其特征在于：所述壳体通过一块由一折叶机进行刻面的板制成。

10．根据前述权利要求中任意一个所述的粉碎机，其特征在于：所述多个刀片被固定至相应的刀架板上，每块板均固定有三个彼此以120°分离的刀片，每一刀架板均被制成一三角形板，所述板沿所述轴、以预定间隔被固定至所述轴上，连续的刀片在所述轴上彼此相位相差大约60°。

11．根据权利要求1-9中任意一个所述的粉碎机，其特征在于：所述多个刀片被固定至相应的刀架板上，每块板均固定有四个彼此以90°分离的刀片，每一刀架板均形成有四个朝相应刀片固定端逐渐收缩的径向凸起，所述板沿所述轴、以预定间隔被固定至所述轴上，以便连续刀片在所述轴上彼此相位相差大约45°。

12．一种用于固定多个刀片的刀架板，其特征在于：所述板形成了一等边三角形板，其每一个顶角均固定有一相应的刀片，以便固定至所述板的三个刀片彼此以大致120°相互分离。

13．一种用于固定多个刀片的刀架板，其特征在于：所述板均形成有四个径向凸起，这些凸起朝被固定有一相应刀片的相应端逐渐收缩，以便使固定至所述板的相邻刀片彼此垂直。

14．一种用于制作发酵茶叶、部分发酵红茶或未发酵绿茶的新茶或干茶的粉碎机的壳体，所述壳体具有一内部多棱壁且包括一回转轴，该回转轴被设置在大致垂直的位置处且设有设置在多个工作平面中的刀片，另外，多个香蕉形部件被固定至壳体内部且在垂直方向存在相位差，其特征在于：壳体壁的多棱壁具有预定的不规则形状。

15．根据权利要求14所述的壳体，其特征在于：所述多棱壁包括一系列大致相同的切割面以及一个不同的切割面。

16．根据权利要求15所述的壳体，其特征在于：每一不同的切割面均比壳体中所述相同的切割面窄大约20％。

17．根据权利要求15或16所述的粉碎机，其特征在于：其设有彼此径向相对的两个所述不同的切割面。

18．根据权利要求15、16或17所述的粉碎机，其特征在于：所述香蕉形部件在所述壳体内侧交替设置且所述不同切割面对应于交替香蕉形部件的末端。

19．根据前述权利要求14-18中任意一个所述的粉碎机，其特征在于：所述壳体通过一块由一折叶机进行刻面的板制成。

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