一种适用于茶叶滚筒炒青过程的壁温检测与调控系统的制作方法

本发明涉及茶叶加工领域，尤其涉及一种滚筒杀青过程的温度检测和控制方法。

技术背景

杀青是茶叶制作过程中必不可少的工序，是茶叶形状和品质形成的关键环节。其主要通过高温破坏和钝化新鲜茶叶中的氧化酶活性，以抑制新鲜茶叶中的酶促氧化过程，同时蒸发新鲜茶叶中的部分自由水，以使茶叶变软，便于下一步揉捻工序的进行。经过杀青工序的茶叶，容易散发青臭味，从而进一步形成良好香气。目前，茶叶杀青过程自动化程度低，一定程度上依赖人工辅助，而人工操作易出现疲劳情绪等不可控因素，另外，杀青工艺由于缺乏自动控制，无法对杀青温度进行自动控制，导致茶叶品质和批间质量稳定性的降低。

以滚筒法进行杀青时，滚筒筒壁温度是影响杀青效果的关键物理指标之一。滚筒杀青机的工作温度主要在280-300^oc范围内，整个杀青工序持续7-10分钟。目前，滚筒杀青机的测温点位于加热腔体中，通过对加热腔体温度的控制，实现对茶叶杀青效果的控制。然而，这种间接控制无法对筒壁温度进行有效监控，对茶叶的杀青效果控制存在明显不足。

技术实现要素：

本发明提供了一种适用于茶叶滚筒炒青过程的壁温检测与调控系统，其目的在于克服现有技术中的不足，通过在滚筒筒壁增加无线热电偶温度检测点，同时进行串级pid控制调节，实现在炒青工序中滚筒壁温的自动控制，提高茶叶炒青温度的准确性、稳定性。

本发明提供的方法具体实现方式如下：

（1）在滚筒筒壁处增设无线热电偶温度传感器,在线采集滚筒筒壁温度信号。

（2）将筒壁温度控制回路作为串级控制系统外环，燃烧室温度控制回路作为串级控制系统内环，燃烧室燃料流量作为调节变量，构成串级控制系统来调节稳定筒壁温度。并根据产品质量要求，设置合适的筒壁温度t1和燃烧室温度t2的设定值和其实际偏差的调节阈值。

（3）生产过程中，当检测到筒壁温度偏差δt1和燃烧室温度偏差δt2都在相应的调节阈值内，则内外环pid控制器不动作；

（4）当检测到筒壁温度偏差δt1在相应的调节阈值内，而燃烧室温度偏差δt2不在其调节阈值内，则外环pid控制器不动作，内环pid控制器根据燃烧室温度相应调节燃料流量来快速稳定燃烧室温度到其调节阈值范围内。

（5）当检测到筒壁温度偏差δt1不在其调节阈值范围内，则外环pid控制器动作，根据筒壁温度实际值相应调节外环pid控制器，从而相应改变内环pid控制器的给定值，使得内环pid控制产生动作，相应调节燃料流量来稳定筒壁温度。

本发明的优点：该方法增加筒壁温度直接检测和控制单元，与燃烧室温度控制回路构成串级控制系统，通过调节燃烧室的燃料流量，可快速稳定滚筒筒壁温度，显著提升茶叶炒青过程中温度关键指标的稳定性和准确性，提升茶叶炒青过程的可控性，提高过程加工质量稳定性。

附图说明

图1为茶叶滚筒炒青过程温度控制流程图。

图2为茶叶滚筒炒青过程温度控制系统框图。

图3为含有无线热电偶的滚筒装置图。

实施例

下面将结合附图和具体实例对本发明做进一步的说明。

如图1所示，为本发明的控制方法流程图，以某茶厂a类型茶叶杀青过程为例，具体步骤如下：

（1）在滚筒筒壁处增设无线热电偶温度传感器,在线采集滚筒筒壁温度信号，并在燃烧室中设置温度检测单元，在线检测燃烧室中温度信号，同时，将燃烧室内的燃料流量设置为pid控制的调节变量；

（2）根据某牌号产品工艺要求，设定筒壁温度290^oc、燃烧室温度350^oc，并设定筒壁温度偏差δt1的调节阈值为±10^oc，即（280^oc，300^oc）；燃烧室温度偏差δt2的调节阈值为±10^oc，即（340^oc，360^oc）；

（3）生产过程中，当检测到筒壁温度偏差|δt1|≤10^oc，燃烧室温度偏差|δt2|≤10^oc，则内外环pid控制器不动作；

（4）当检测到筒壁温度偏差|δt1|≤10^oc，燃烧室温度偏差|δt2|≥10^oc，则外环pid控制器不动作，内环pid控制器根据燃烧室温度相应调节燃料流量来快速稳定燃烧室温度到其调节阈值范围内。

（5）当检测到筒壁温度偏差|δt1|≥10^oc，则外环pid控制器动作，根据筒壁温度实际值相应调节外环pid控制器，从而相应改变内环pid控制器的给定值，使得内环pid控制产生动作，相应调节燃料流量来稳定筒壁温度到其调节阈值范围内。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种适用于茶叶滚筒炒青过程的壁温检测与调控系统，其目的在于克服现有技术中的不足，通过在滚筒筒壁增加无线热电偶温度检测点，同时进行串级PID控制调节，实现在炒青工序中滚筒壁温的自动控制，提高茶叶炒青温度的准确性、稳定性。

技术研发人员：周杨洋
受保护的技术使用者：武夷山市通仙茶业有限责任公司
技术研发日：2018.12.22
技术公布日：2019.02.22