专利名称：一种茶叶机械化、清洁化生产线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种茶叶机械化、清洁化生产线，属茶叶加工设备技术领域。
背景技术：
六安瓜片茶是中国十大名茶之一，具有茶叶单片不带梗芽，色泽宝绿，起润有霜， 形成汤色澄明绿亮、香气清高、回味悠长等特有品质。传统的六安瓜片茶，采用人工炒制的 方法完成杀青、做形工序；用人工炭火烘焙的方法来完成毛火、小火、老火等工序。六安瓜 片茶手工加工的优点在于当制茶人员的技术素质较好时，能制出较高质量等级的极品茶， 但其产量不大。其不足之处表现在技术难度较大，其成茶品质受人为影响严重，工作效率 低、大量使用优质木炭资源，会破坏茶叶产区的生态平衡及带来一定的环境污染，木炭燃烧 时产生的不良气体或不良产物会对茶叶产生二次污染；加工过程中人手接触茶叶的机会较 多，卫生状况差；制茶品质因人而异，标准化程度不高，特别是要求品质均一的国外大宗订 单，用手工方法制茶难以满足要求，严重制约了六安瓜片产业的发展。目前市场上的机制瓜片多为茶农利用小型多槽锅式连续理条机来完成杀青、做 形、甚至毛火等工序，由于机器结构过于简单，控制过程还需完全依靠人工，依靠经验，且其 机械结构并不能完全完成传统瓜片茶所需的工艺过程，往往会造成杀青过轻或过重，温度 过低或过高等，影响了成茶的品质。
发明内容
本发明的目的是为解决目前六安瓜片茶存在的加工分散，质量不均一及消耗大量 的人力、木炭资源及所带来的环境及污染问题，提供一种机械化、标准化、自动化、连续化、 清洁化和规模化的茶叶生产线。其技术方案是一种茶叶机械化、清洁化生产线，包括由清洗机、脱水机、分级机、 摊青机、摇青机、滚筒杀青机、揉捻机、多槽锅式连续理条机、低温远红外烘焙机、摊凉机、辉 锅机、茶叶色选机、高温远红外烘焙机和茶叶包装机构成的各工序设备，由提升机和输送机 构成的输料机构以及由微机和中央控制柜构成的控制机构，其特征在于上述相邻的各工 序设备之间分别由输送机和提升机依次连接，其中，输送机的输送带安装在前一工序设备 出料口的下方，提升机安装在输送机输送带的出料口与后一工序设备的进料口之间；上述 各工序设备的电机和输料机构的电机均为变频电机，变频电机由控制机构控制。其技术效果是由于根据六安瓜片扁形茶加工的工艺要求，采用相关的机械设备， 并通过微机和中央控制柜对各工序设备输料机构的变频电机以及相关工序设备的电磁换 向阀与需热工序设备的电功率等进行控制，从而实现了六安瓜片茶机械化、标准化、自动 化、连续化、清洁化和规模化生产，有效地解决了目前六安瓜片茶加工设备简单，成茶品质 不高，质量参差不齐，消耗劳动力多及浪费优质木炭资源，产生环境污染及加工环境不卫生 的现象；同时，生产线各工序设备之间通过提升机和输送机进行无人不落地输料，整条生产 线与茶叶接触的部件全部采用不锈钢或食品级输送带，中央控制柜与微机与各工序设备生产车间隔离，也有效地避免了茶叶在加工过程中的二次污染，其卫生级别可达到国家规定 的食品标准；另外，各工序设备相互独立，有利于设备的维修和更换。
图1是本发明的设备连接示意图；图2是本发明的摊青机结构示意图；图3是本发明的多槽锅式连续理条机结构示意图；图4是本发明的多槽锅式连续理条机主视图；图5是本发明的多槽锅式连续理条机俯视图；图6是本发明的多槽锅式连续理条机U形槽的横截面图；图7是多层输送带式摊凉加湿机结构示意图。
具体实施例方式如图1所示，一种茶叶机械化、清洁化生产线，包括由清洗机1、脱水机4、分级机 5、摊青机6、摇青机7、滚筒杀青机8、揉捻机9、多槽锅式连续理条机10、低温远红外烘焙机 11、摊凉机12、辉锅机13、茶叶色选机14、高温远红外烘焙机15和茶叶包装机16构成的各 工序设备，由输送机和提升机3构成的输料机构以及由微机19和中央控制柜18构成的控 制机构。上述相邻的各工序设备之间分别由输送机和提升机依次连接，其中，输送机的输送 带安装在前一工序设备出料口的下方，提升机安装在输送机输送带的出料口与后一工序设 备的进料口之间；上述各工序设备的电机和输料机构的电机均为变频电机，变频电机由控 制机构控制。各工序设备的出料口与对应的输送机的输送带之间分别设有由控制机构控制的 茶叶均勻布叶给料机2。该茶叶均勻布叶给料机为中国专利CN101703121A公开的一种给料 机，用以保证落入输送带上的茶叶厚度均勻，没有堆积现象。提升机3的出料口下方与工序设备的进料口上方均安装有由微机控制的精量给 料器。该精量给料器为中国专利CN101717005A公开的一种精量给料器(图中未标示)，用 以保证给料精确。采摘的茶叶经清洗机1喷淋清洗、脱水机4脱水和锥形筒式分级机5分级后送入 摊青机进行摊青。如图2所示，摊青机6由机架、电机和输送带组成，机架顶部均布多台排气扇61，机 架内的底板上均布与机架顶部排气扇相对应的吸气扇63，输送带62的进料端上方分别设 有均勻布叶给料机2。机架内底板上的吸气扇吸入干燥空气，沿直线方向经过均勻铺满在输 送带上的鲜叶，吸收鲜叶中的水分后从机架顶部的排气扇直接排出，以增强降温降湿的效 果，使茶青适度失水，增强酶的活性，引起内含物生化变化。为了透气，在摊青机输送带的表面均布有40目-20目的圆形筛孔，筛孔直径 1. 5-2. 5mm，筛孔的孔形为方形或半圆形或椭圆形等。摊青后的鲜叶送入锥形筒式摇青机7进行摇青，使茶青在外力的作用下，擦破叶 缘部分细胞组织，破坏叶绿素，散发青气味，溢出茶汁与空气接触，引起多酚类化合物局部 酶促氧化，利用摇青时的微酵作用增加茶叶香气。
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摇青后的鲜叶送入电热滚筒式杀青机8进行杀青，利用高温，迅速破坏酶的活性， 巩固已形成的茶的品质。杀青后的茶叶送入揉捻机9进行揉捻，使茶叶细胞破碎，挤出茶汁附着茶叶表面， 以增进茶汤的浓度。为了适应整条生产线茶叶加工的时间要求，揉捻机采用多台并联的方 式同时对进入各揉捻机的茶叶进行揉捻。并联的揉捻机9上方与精量给料器之间设有上料 输送带，下部设有出料输送带。为了达到六安瓜片的“叶片自然闭卷，形如瓜子”的独特外形，理条机10采用改进 的多槽锅式连续理条机完成。如图3、4、5所示，其包括机架、U型多槽锅、槽锅滚子、电机、 传动链条、曲柄、连杆、槽锅滚子、加压棒和电加热棒，机架1007的两侧内对称设置有浮动 横梁座1004，浮动横梁1005的两端分别通过减振弹簧1003与浮动横梁座连接，曲柄1010 铰接在浮动横梁上，用以支承曲柄连杆机构。茶叶经过均勻布叶给料机2送入U型多槽锅， 槽锅内部嵌有电加热棒1002用以加热做形，通电后电机1008经传动链条1009带动曲柄 转动，通过曲柄连杆机构实现设置在机架顶部的U型多槽锅在槽锅滚子1012上作往复运 动。调整设置在机架底端上的调整螺钉1006的高度，可以改变槽锅的倾角，依据不同茶叶 与不锈钢板的摩擦系数不同，一般调整为2-10°，以利于连续理条做形。根据茶叶老嫩程度 不同，槽锅内配以不同重量的加压棒1013，加压棒为直径小于槽锅内径的长棒，外部包上纱 布，内部可填充茶叶末等无害物质，以达到不同的形状要求。U形多槽锅的U形槽下部半圆半径R为30-50mm，侧壁高H为40_50mm，其中一侧壁 与铅垂方向夹角α为7-15° (见图6)。按照传统制茶工艺，理条做形后的茶叶需“拉小火”，本生产线采用红外低温烘焙 机11来模拟传统制茶中的“拉小火”工艺，对理条做形后的茶叶进行低温烘焙。低温烘焙后的茶叶送入摊凉机12进行摊凉。如图7所示，摊凉机12为多层输送 带式摊凉加湿机，其结构与摊青机相似，由机架、电机和输送带组成，机架顶部均布多台空 调1201，机架内的底板上均布与机架顶部空调相对应的加湿器1203，输送带1202的进料端 上方分别设有均勻布叶给料机2。利用空调对茶叶进行强制制冷以减少其摊凉的时间，采用 加湿器使叶片在摊凉过程中回软，以利于下一步辉锅工序的进行。摊凉后的茶叶送入辉锅机13进行辉锅上霜，通过热化学作用及机械作用，利于茶 叶香气的生成，表面上霜通过机械摩擦作用产生的抛光效果改善茶叶外观品质及固定茶叶 碧绿的色泽等。辉锅后的茶叶经茶叶色选机14色选，去除飘叶，碎叶，变色叶片后，送入远红外高 温烘焙机15进行高温烘焙(相当于传统制茶工艺中的拉大火)，高温烘焙后的茶叶送入茶 叶包装机16进行包装。传统的茶机检测一般为锅温或发热元件的表面温度，但由于传热速度的因素，往 往导致检测到的温度并不能适时、准确的反映实际的叶温，造成茶叶易焦糊。为解决以上问 题，本发明中杀青机、理条机、辉锅机、远红外烘焙机等所有需热工序的设备，其温度控制均 采用基于多点模糊PID算法的闭环控制系统，其原理为在加工空间设置有均勻分布的多个 红外线温度传感器直接检测温度，而其检测的温度信号经电缆传输给微机，经信号处理分 析后，经过多点模糊PID算法判断与本工序设定温度的差别，微机输出信号指令控制中央 控制柜的接触器执行开关动作(或调整可控硅的导通角调整执行部件输出功率)从而控制执行部件(电机、红外线辐射加热板)工作状态，具有反应灵敏、延时小、超调量小和较高的 鲁棒性等特点。生产线中的各工序设备的电机和输料机构的电机均为变频电机，变频电机和各相 关工序设备的电磁换向阀及需热工序设备的电功率等受中央控制柜18与微机19控制，其 控制信号由电缆17传输。微机通过控制中央控制柜的开关元件(交流接触器等)和功率 调整元件(可控硅等)及各变频电机的脉冲信号，从而控制相关变频电机的转向和速度，或 控制相关电磁换向阀的动作，或控制相关红外线辐射板的功率等，使相关工序设备按照设 定的加工时间、温度和要求等参数进行自动化运作。生产线上与茶叶接触的部件全部采用不锈钢或食品级输送带。中央控制柜与微机与生产车间隔离，各工序设备的生产车间可实现无人化生产。
权利要求
一种茶叶机械化、清洁化生产线，包括由清洗机(1)、脱水机(4)、分级机(5)、摊青机(6)、摇青机(7)、滚筒杀青机(8)、揉捻机(9)、理条机(10)、低温远红外烘焙机(11)、摊凉机(12)、辉锅机(13)、茶叶色选机(14)、高温远红外烘焙机(15)和茶叶包装机(16)构成的各工序设备，由提升机(3)和输送机构成的输料机构以及由微机(19)和中央控制柜(18)构成的控制机构，其特征在于上述相邻的各工序设备之间分别由输送机和提升机依次连接，其中，输送机的输送带安装在前一工序设备出料口的下方，提升机安装在输送机输送带的出料口与后一工序设备的进料口之间，上述各工序设备的电机和输料机构的电机均为变频电机，变频电机由控制机构控制。
2.根据权利要求1所述的一种茶叶机械化、清洁化生产线，其特征在于所述各工序设 备的出料口与对应的输送机输送带之间分别设有由控制机构控制的均勻布料给料机(2)。
3.根据权利要求1所述的一种茶叶机械化、清洁化生产线，其特征在于所述提升机 (3)的出料口下方与工序设备的进料口上方均安装有由控制机构控制的精量给料器。
4.根据权利要求1所述一种茶叶机械化、清洁化生产线，其特征在于所述所述摊青机 (6)由机架、电机和输送带组成，机架顶部均布多台排气扇(61)，机架内的底板上均布与机 架顶部排气扇相对应的吸气扇(63)，输送带(62)的进料端上方分别设有均勻布叶给料机 (2)。揉捻机(9)采用多台串联的方式，串联的揉捻机上方与精量给料器之间设有上料输送 带，下部设有出料输送带。
5.根据权利要求4所述的一种茶叶机械化、清洁化生产线，其特征在于所述输送带 (62)的表面均布有40目-20目的筛孔，筛孔的孔形为圆形或方形或半圆形或椭圆形。
6.根据权利要求1所述一种茶叶机械化、清洁化生产线，其特征在于所述揉捻机(9) 采用多台并联的方式，并联的揉捻机上方与精量给料器之间设有上料输送带，下部设有出 料输送带。
7.根据权利要求1所述的一种茶叶机械化、清洁化生产线，其特征在于所述理条机 (10)为多槽锅式连续理条机，其包括机架、U型多槽锅、槽锅滚子、电机、传动链条、曲柄、连 杆、槽锅滚子、加压棒和电加热棒，机架(1007)的两侧内对称设置有浮动横梁座(1004)，浮 动横梁(1005)的两端分别通过减振弹簧(1003)与浮动横梁座连接，曲柄(1010)铰接在浮 动横梁上。
8.根据权利要求7所述的一种茶叶机械化、清洁化生产线，其特征在于所述U形多槽 锅的U形槽下部半圆半径R为30-50mm，侧壁高H为40_50mm，其中一侧壁与铅垂方向夹角 α 为 7-15°。
9.根据权利要求1所述的一种茶叶机械化、清洁化生产线，其特征在于所述摊凉机 (12)为多层输送带式摊凉加湿机，其由机架、电机和输送带组成，机架顶部均布多台空调 (1201)，机架内的底板上均布与机架顶部空调相对应的加湿器(1203)，输送带(1202)的进 料端上方分别设有均勻布叶给料机(2)。
全文摘要
一种茶叶机械化、清洁化生产线，属茶叶加工设备技术领域。其目的是提供一种机械化、标准化、自动化、连续化、清洁化和规模化的茶叶生产线。包括由清洗机、脱水机、分级机、摊青机、摇青机、滚筒杀青机、揉捻机、多槽锅式连续理条机、低温远红外烘焙机、摊凉机、辉锅机、茶叶色选机、高温远红外烘焙机和茶叶包装机构成的各工序设备，由提升机和输送机构成的输料机构以及由微机和中央控制柜构成的控制机构，上述相邻的各工序设备之间分别由输送机和提升机依次连接；上述各工序设备的电机和输料机构的电机均为变频电机，变频电机由控制机构控制。
文档编号A23F3/06GK101953405SQ20101027011
公开日2011年1月26日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者夏涛, 宛晓春, 方世辉, 曾胜春, 曾雪鸿, 李兵, 李尚庆 申请人:安徽农业大学;安徽省六安瓜片茶业股份有限公司