一种自动化红茶初制生产系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种自动化红茶初制生产系统，其包括依次顺序连接的摊青机、萎凋机、揉捻机、解块筛分机、发酵室、第一烘干机和第二烘干机，在第一烘干机和第二烘干机之间还设置有冷却回潮装置。还包括用于控制生产系统温度、湿度和风量的自动控制单元。本发明根据传统工夫红茶制作要求，结合现代制茶机械的性能特点发明而成，萎凋工序实现“温度可控、风量可调、时间可控、摊叶厚度可调”，揉捻工序实现“自动送料、电子称量、自动投叶、自动揉捻、自动出料”，发酵工序实现“温度可控、湿度检测、自动控时、摊叶厚度可调”，整条生产系统具有连续化、自动化、清洁化的生产特点，其生产能力可达500kg/h。
【专利说明】一种自动化红茶初制生产系统
【技术领域】
[0001]本发明属于茶叶加工【技术领域】，尤其是涉及一种自动化红茶初制生产线。
【背景技术】
[0002]红茶属于全发酵茶类，是以茶树的芽叶为原料，经过萎凋、揉捻(切)、发酵、干燥等典型工艺过程精制而成。因其干茶色泽和冲泡的茶汤以红色为主调，故名红茶。严格说起来，红茶不是指茶的品种，而是一种茶叶的加工工艺。2005年第3期《广西热带农业》40-41页发表了螺形红茶加工技术，其螺形红茶的加工经过茶鲜叶一萎凋一揉捻一解块一发酵一初烘一摊放一炒制造型和定形一足干与提香即得。
[0003]现有红茶的制备系统都配以制备方法分段操作，其生产能力低。随着茶叶市场需求量的不断增大，茶叶生产也迫切需要进入连续化和批量化，但目前茶叶系统还无法满足日益更新的茶叶制备方法。
【发明内容】
[0004]为了克服上述技术问题，本发明的目的是提供一种新型的红茶初制生产系统，以解决现有生产系统效率低，自动化程度不高的问题，并且大大提高了红茶的品质。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种自动化红茶初制生产系统，其包括依次顺序连接的摊青机、萎凋机、揉捻机、解块筛分机、发酵室、第一烘干机和第二烘干机，在第一烘干机和第二烘干机之间还设置有冷却回潮装置，还包括用于控制生产系统温度、湿度和风量的自动控制单元。
[0006]其中，为了取得更好的摊青效果，摊青机包括机架，设置在机架上的主箱体，安装在机架前部的第一提升机构，与第一提升机构相连的第一平面输送机构，以及设置在第一平面输送机构下方可运动的第二平面输送机构。在主箱体的内部设置有与萎凋机连接的第一输送带，该第一输送带上方还设有与第二平面输送机构相连接的第一匀叶机构；第一平面输送机构靠近第一提升机构的一端设有支柱，另一端可与第二平面输送机构一道作同步前后运动；第二平面输送机构包括输送箱体，装设在输送箱体内部可正反转的第二输送带，以及设置在输送箱体两端的第一落料口和第二落料口 ；该输送箱体上还设有用于驱动第二平面输送机构左右运动的第一电机，以及用于控制第二平面输送机构前后运动的第二电机。第一匀叶机构包括匀叶杆，连接匀叶杆与输送箱体的连接支架，以及用于驱动匀叶杆旋转的第三电机；该匀叶杆包括圆杆，以及均匀设置在该圆杆上且向外延伸的一组棘针，该棘针的端部沿匀叶杆的旋转方向弯曲。
[0007]采用上述技术方案，鲜叶经第一提升机构、第一平面输送机构进入第二平面输送机构，此时第二平面输送机构内的第二输送带正转，鲜叶从末端的第一落料口落至主箱体的第一输送带上，同时，第一输送带缓慢的正转将鲜叶带至萎凋机。该过程中，第二平面输送机构在第二电机的作用下前后运动，并在第一电机的作用下以高于第一输送带的速度缓慢向左运动，直至第二平面输送机构的第一落料口运动至第一平面输送机构活动端的正下方时，第二平面输送机构向右运动回到初始位置，并且第二输送带开始反转，此时鲜叶经第二落料口落至第一输送带上，第二平面输送机构继续向左运动，全过程中第一匀叶机构对鲜叶进行翻滚，实现了鲜叶在第一输送带上的均匀摊放，解决现有摊青机摊青效率低，质量不高的问题，并且结构合理，摊青质量较高，减少了因人工翻青对茶青表面造成的机械损伤，还节约了人力的投入，使得操作方面更加简单可靠。
[0008]为了实现萎凋工序的“温度可控、风量可调、时间可控、摊叶厚度可调”，上述萎凋机包括至少两组依次相连且凹凸配合的萎凋槽，该萎凋槽包括槽体，设置在槽体内的传送带，以及装设在传送带上方的用于调节鲜叶厚度的匀叶器。传送带的顶部倾斜布置在槽体内，匀叶器可沿传送带运行方向来回运动，并且传送带通过多个传动轮在槽体内形成循环回路。槽体的一侧设有缺口部，另一侧设有与缺口部相适配的凸起部，在缺口部上设有入料口，凸起部下方设有出料口 ；所述槽体内还设有用于调节温度和湿度的调节装置。
[0009]采用上述技术方案，通过一组凹凸配合的萎凋槽，将萎凋的环节分解成若干个阶段，并实现上述阶段的无缝对接，茶叶每从一个萎凋槽落入另一个萎凋槽的时候，都相当于对茶叶进行一次翻转，使得萎凋更加均匀，同时解决传统自然萎凋效率低下，以及萎凋装置参数不易控制的问题，并且大大提高了红茶的品质。在传送带上部设置高度可调的匀叶器，可以视鲜叶的品质来调节鲜叶的厚度；将萎凋槽内还设有用于实现匀叶器沿传送带运行方向来回运动的行车，实现对鲜叶的多次翻转；萎凋过程中一般I小时左右翻拌I次，雨水叶要勤翻，约每隔30分钟翻I次，待表面水散失后再隔I小时翻I次。通过各萎凋槽缺口部、凸起部的凹凸配合实现无缝对接，保证茶叶加工的清洁化连续生产。
[0010]为了实现揉捻工序“无需关机即可自动投叶”，揉捻机包括第一 PLC控制器，揉捻支架，设置在揉捻支架上的揉捻盘，以及与揉捻盘配合的揉捻桶；在揉捻桶的内部设置有压盖，外壁上设置有固定支架，压盖上设置有丝杆，固定支架上设置有四根支撑杆，四根支撑杆中前方的两根支撑杆之间和后方的两根支撑杆之间分别连接有一根悬臂，在两根悬臂之间连接有两根相互平行的导轨；导轨上设置有可沿导轨移动的连接臂，连接臂上设置有与丝杆配合的螺母套管，该螺母套管连接有用于驱动丝杆上下运动的第一驱动结构，连接臂连接有用于推动其左右移动的第二驱动结构，第一驱动结构和第二驱动结构分别连接第一PLC控制器。采用上述技术方案，通过第一 PLC控制器控制压盖的上下运动和左右运动，实现在揉抢时对鲜叶的自动投料，无需关机等待停机，进而提闻了揉抢的效率。
[0011]进一步的，在揉捻支架的底部装设有第四电机，第四电机连接有转轴，在转轴的端部安装有随转轴转动的第一摆杆，该第一摆杆的端部铰接有贯穿揉捻盘的第一连接杆，第一连接杆的另一端有向外延伸的第二摆杆，在揉捻桶的桶壁上安装有与所述第二摆杆相铰接的第二连接杆。揉捻盘和揉捻桶在第四电机的驱动下作同向错位运动。现有的揉捻机中，揉捻盘是固定不动的，揉捻桶在揉捻盘上做偏心运动，这样的揉捻方式往往会导致叶片揉捻不均匀，效果不佳，发明人经过大量实验研究，通过一个第四电机带动揉捻盘和揉捻桶作同向错位运动，使得鲜叶在揉捻盘和揉捻桶之间的摩擦增大，使得揉捻叶的细胞破坏率达到80?85%，叶片成条率在80%以上。
[0012]解块筛分机的作用在于解散茶团，散热降温，分出老嫩，使之揉捻均匀，叶卷成条，同时调节和控制叶内化学成分的变化。一方面红茶在揉捻过程中，由于叶子在桶内受到机械力的作用和多酚类化合物氧化，产生大量热理，使叶温升高，特别是夏秋气温高，必须及时散热降温，以调节和控制多酚类化合物氧化缩合的速度。否则，多酚类化合物缩合过多，茶叶品质降低。另一方面，嫩度好的原料，揉捻时易造成较紧的团块解决分筛更为重要。第三，对老嫩混茶叶来说，嫩叶揉捻时间较短些，易揉成较紧的一团，而老叶揉捻难以成条，时间要长些，压力更重些。当嫩叶达到适度，老叶揉捻不足，老顺达到适度，嫩叶揉捻过度，产生断碎。因此，在揉捻之后要进行解决筛分，并分别进行发酵，使之均匀一致。
[0013]为了实现发酵工序的“温度可控、湿度检测、自动控时、摊叶厚度可调”，发酵室的内部设置有进气口，外部设置有雾化腔，雾化腔与进气口管道连接，所述雾化腔与水管连接，在雾化腔内水管的末端设置有雾化喷头，雾化腔的上方还设置有鼓风机，水管的进口端还设置有水温调节装置，雾化腔与进气口连接的管道上设置有蒸汽自动调节阀，发酵室内还设置有温度传感器和湿度传感器；还包括与温度传感器和湿度传感器相连接的第二 PLC控制器，第二 PLC控制器接收来自温度传感器和湿度传感器检测到的发酵室温度和湿度与设定值对比，进而控制水温调节装置加热及控制蒸汽自动调节阀的开度，从而使发酵室内的温度和湿度满足设定要求。为了降低成本，水温调节装置包括蒸汽热交换机，蒸汽热交换机的一个进水口与自来水管连接，另一个进水口与热蒸汽管道连接；热蒸汽管道上设置有电磁阀，电磁阀通过第二 PLC控制器控制。在发酵室的顶盖和四周的内壁上均布有集流槽，发酵室的底部设置有排水口，可以有效防止冷凝水滴在茶叶上。
[0014]采用上述技术方案，通过雾化喷头向发酵室内输入雾化汽，用于调节发酵室的湿度。并可以通过水温调节装置来调节水温，通过将调节后的满足发酵室温度要求的雾化汽直接吹入发酵室内，同时满足发酵室内温度和湿度的要求。将鼓风机设置在雾化腔的上方，在吹入氧气的同时，一并将雾化汽带入发酵室内，从而通过一个进气口输入，同时吹入满足红茶发酵要求的带有温度、湿度及氧气的气体，使吹在任何位置的气体都是同时符合红茶发酵的温度、湿度及氧气要求的。温度调节装置可以很方便的对发酵室进行升温和降温。温度调节装置包括热交换器等，利用自来水的自然温度对发酵室进行降温，或者通过蒸汽管内的热量对发酵室进行升温，成本低，效果好。发酵室的板材结构保证水蒸气不会凝结掉落在茶叶上，提高茶叶的品质，且保温层结构能够更好的维持发酵室的内部环境。
[0015]在发酵室的后部还依次设置有第一烘干机、冷却回潮装置和第二烘干机，这些设备本身属于现有设备，在此不对其结构进行具体陈述，只是预设参数有所不同。首先，在第一烘干机内进行毛火初烘，其温度为100?120°C，上叶厚度1.5?2cm，时间为10?12分钟，烘至含水率为20?22%。接着，将经毛火烘后的毛茶送入冷却回潮装置进行摊晾，其摊晾厚度不超过20cm，并通过匀叶器进行适当翻扒。最后，在第二烘干机内进行足火烘干，其烘干温度在80?85°C，上叶厚度2?3cm，时间10?12分钟，烘至含水率为5?6%。
[0016]本发明的有益效果:
[0017]发明人根据传统工夫红茶制作要求，结合现代制茶机械的性能特点发明而成，萎凋工序实现“温度可控、风量可调、时间可控、摊叶厚度可调”，揉捻工序实现“自动送料、电子称量、自动投叶、自动揉捻、自动出料”，发酵工序实现“温度可控、湿度检测、自动控时、摊叶厚度可调”，整条生产系统具有连续化、自动化、清洁化的生产特点。本生产系统与茶叶直接接触部分均采用食用级不锈钢和橡胶材料制作，保证茶叶的品质，其生产能力可达500kg/h。
[0018]以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明的系统框图。
[0020]图2为本发明中摊青机的结构示意图。
[0021]图3为摊青机的俯视图，图中虚线处示意了第一平面输送机构随着第二平面输送机构一道作同步前后运动的极限位置。
[0022]图4为摊青机局部的立体图。
[0023]图5为摊青机中第一匀叶机构的侧视图。
[0024]图6为本发明中萎凋机的结构示意图。
[0025]图7为萎凋槽的结构示意图。
[0026]图8为本发明中揉捻机的结构示意图。
[0027]图9为揉捻机中压盖移开时的结构示意图。
[0028]图10为压盖左右移动的结构示意图。
[0029]图11为本发明中发酵室的结构示意图。
[0030]图12为发酵室中水温调节装置及其连接关系的左视图。
[0031]图13为发酵室中水温调节装置及其连接关系的正视图。
【具体实施方式】
[0032]实施例，
[0033]请参阅图1，一种自动化红茶初制生产系统，其包括依次顺序连接的摊青机1、萎凋机2、揉捻机3、解块筛分机4、发酵室5、第一烘干机6和第二烘干机8，在第一烘干机6和第二烘干机8之间还设置有冷却回潮装置7 ;还包括用于控制生产系统温度、湿度和风量的自动控制单元。
[0034]请参阅图2至5，摊青机I包括机架11，设置在机架11上的主箱体12，安装在机架11前部的第一提升机构13，与第一提升机构13相连的第一平面输送机构14，以及设置在第一平面输送机构14下方可运动的第二平面输送机构15 ;所述主箱体12的内部设置有与萎凋机2连接的第一输送带16，该第一输送带16上方还设有与第二平面输送机构15相连接的第一勻叶机构17 ;第一平面输送机构14靠近第一提升机构13的一端设有支柱141,另一端可与第二平面输送机构15 —道作同步前后运动；第二平面输送机构15包括输送箱体151,装设在输送箱体151内部可正反转的第二输送带152,以及设置在输送箱体151两端的第一落料口 153和第二落料口 154 ;该输送箱体151上还设有用于驱动第二平面输送机构15左右运动的第一电机18，以及用于控制第二平面输送机构15前后运动的第二电机19。第一匀叶机构17包括匀叶杆171，连接匀叶杆与输送箱体的连接支架172，以及用于驱动匀叶杆旋转的第三电机173 ;该匀叶杆171包括圆杆174，以及均匀设置在该圆杆上且向外延伸的一组棘针175，该棘针175的端部沿匀叶杆的旋转方向弯曲。
[0035]请参阅图6至7，萎凋机2包括与摊青机I相连的第二提升机构28，以及五组依次相连且凹凸配合的萎凋槽20，具体的分别对应依次相连的第一萎凋槽201、第二萎凋槽202、第三萎凋槽203、第四萎凋槽204和第五萎凋槽205。上述萎凋槽20包括槽体21，设置在槽体21内的传送带22，以及装设在传送带22上方的用于调节鲜叶厚度的匀叶器23 ;传送带22的顶部倾斜布置在槽体21内，匀叶器23可沿传送带22运行方向来回运动，并且传送带22通过多个传动轮在槽体内形成循环回路；所述槽体21的一侧设有缺口部24，另一侧设有与缺口部24相适配的凸起部25，在缺口部24上设有入料口 26，凸起部25下方设有出料口 27。槽体21内还设有用于调节温度和湿度的调节装置。
[0036]请参阅图8至10，揉捻机3包括第一 PLC控制器，揉捻支架31，设置在揉捻支架31上的揉捻盘33，以及与揉捻盘33配合的揉捻桶34 ;在揉捻桶34的内部设置有压盖35，外壁上设置有固定支架36，所述压盖35上设置有丝杆311，固定支架36上设置有四根支撑杆37，四根支撑杆37中前方的两根支撑杆之间和后方的两根支撑杆之间分别连接有一根悬臂38，在两根悬臂38之间连接有两根相互平行的导轨39 ;导轨39上设置有可沿导轨移动的连接臂320，所述连接臂320上设置有与丝杆311配合的螺母套管310，该螺母套管310连接有用于驱动丝杆311上下运动的第一驱动结构，连接臂320连接有用于推动其左右移动的第二驱动结构，第一驱动结构和第二驱动结构分别连接第一 PLC控制器。在揉捻支架31的底部还装设有第四电机318，第四电机318连接有转轴313，在转轴313的端部安装有随转轴313转动的第一摆杆314，该第一摆杆314的端部铰接有贯穿揉捻盘33的第一连接杆319，所述第一连接杆319的另一端有向外延伸的第二摆杆316，在揉捻桶34的桶壁上安装有与所述第二摆杆316相铰接的第二连接杆317 ;所述揉捻盘33和揉捻桶34在第四电机318的驱动下作同向错位运动。
[0037]请参阅图11至13，发酵室5的内部设置有进气口 52，外部设置有雾化腔53，雾化腔53与进气口 52管道连接，所述雾化腔53与水管55连接，在雾化腔53内水管的末端设置有雾化喷头54，雾化腔53的上方还设置有鼓风机511，水管55的进口端还设置有水温调节装置56，所述雾化腔53与进气口 52连接的管道上设置有蒸汽自动调节阀510，所述发酵室5内还设置有温度传感器57和湿度传感器58 ;还包括与温度传感器57和湿度传感器58相连接的第二 PLC控制器59，所述第二 PLC控制器59接收来自温度传感器57和湿度传感器58检测到的发酵室温度和湿度，与设定值对比，进而控制水温调节装置56加热及控制蒸汽自动调节阀510的开度，从而使发酵室5内的温度和湿度满足设定要求。水温调节装置56包括蒸汽热交换机512，所述蒸汽热交换机512的一个进水口与自来水管513连接，另一个进水口与热蒸汽管道514连接；所述热蒸汽管道514上设置有电磁阀515，电磁阀515通过第二 PLC控制器59控制。发酵室5的顶盖和四周的内壁上均布有集流槽516，所述发酵室5的底部设置有排水口 517。
【权利要求】
1.一种自动化红茶初制生产系统，其特征在于:所述生产系统包括依次顺序连接的摊青机(I)、萎凋机(2)、揉捻机(3)、解块筛分机(4)、发酵室(5)、第一烘干机(6)和第二烘干机(8)，在第一烘干机(6)和第二烘干机⑶之间还设置有冷却回潮装置(7);还包括用于控制生产系统温度、湿度和风量的自动控制单元。
2.如权利要求1所述的自动化红茶初制生产系统，其特征在于:所述摊青机(I)包括机架(11)，设置在机架(11)上的主箱体(12)，安装在机架(11)前部的第一提升机构(13)，与第一提升机构(13)相连的第一平面输送机构(14)，以及设置在第一平面输送机构(14)下方可运动的第二平面输送机构(15);所述主箱体(12)的内部设置有与萎凋机(2)连接的第一输送带(16)，该第一输送带(16)上方还设有与第二平面输送机构(15)相连接的第一勻叶机构(17);第一平面输送机构(14)靠近第一提升机构(13)的一端设有支柱(141),另一端可与第二平面输送机构(15) —道作同步前后运动；第二平面输送机构(15)包括输送箱体(151)，装设在输送箱体(151)内部可正反转的第二输送带(152)，以及设置在输送箱体(151)两端的第一落料口(153)和第二落料口(154);该输送箱体(151)上还设有用于驱动第二平面输送机构(15)左右运动的第一电机(18)，以及用于控制第二平面输送机构(15)前后运动的第二电机(19)。
3.如权利要求2所述的自动化红茶初制生产系统，其特征在于:所述第一匀叶机构(17)包括匀叶杆(171)，连接匀叶杆与输送箱体的连接支架(172)，以及用于驱动匀叶杆旋转的第三电机(173);该匀叶杆(171)包括圆杆(174)，以及均匀设置在该圆杆上且向外延伸的一组棘针(175)，该棘针(175)的端部沿匀叶杆的旋转方向弯曲。
4.如权利要求1所述的自动化红茶初制生产系统，其特征在于:所述萎凋机(2)包括至少两组依次相连且凹凸配合的萎凋槽(20)，该萎凋槽(20)包括槽体(21)，设置在槽体(21)内的传送带(22)，以及装设在传送带(22)上方的用于调节鲜叶厚度的匀叶器(23)；传送带(22)的顶部倾斜布置在槽体(21)内，匀叶器(23)可沿传送带(22)运行方向来回运动，并且传送带(22)通过多个传动轮在槽体内形成循环回路；所述槽体(21)的一侧设有缺口部(24)，另一侧设有与缺口部(24)相适配的凸起部(25)，在缺口部(24)上设有入料口(26)，凸起部(25)下方设有出料口(27);所述槽体(21)内还设有用于调节温度和湿度的调节装置。
5.如权利要求1所述的自动化红茶初制生产系统，其特征在于:所述揉捻机(3)包括第一 PLC控制器，揉捻支架(31)，设置在揉捻支架(31)上的揉捻盘(33)，以及与揉捻盘(33)配合的揉捻桶(34);在揉捻桶(34)的内部设置有压盖(35)，外壁上设置有固定支架(36)，所述压盖(35)上设置有丝杆(311)，固定支架(36)上设置有四根支撑杆(37)，四根支撑杆(37)中前方的两根支撑杆之间和后方的两根支撑杆之间分别连接有一根悬臂(38)，在两根悬臂(38)之间连接有两根相互平行的导轨(39);导轨(39)上设置有可沿导轨移动的连接臂(320)，所述连接臂(320)上设置有与丝杆(311)配合的螺母套管(310)，该螺母套管(310)连接有用于驱动丝杆(311)上下运动的第一驱动结构，连接臂(320)连接有用于推动其左右移动的第二驱动结构，第一驱动结构和第二驱动结构分别连接第一PLC控制器。
6.如权利要求5所述的自动化红茶初制生产系统，其特征在于:还包括装设在揉捻支架(31)底部的第四电机(318)，第四电机(318)连接有转轴(313)，在转轴(313)的端部安装有随转轴(313)转动的第一摆杆(314)，该第一摆杆(314)的端部铰接有贯穿揉捻盘(33)的第一连接杆(319)，所述第一连接杆(319)的另一端有向外延伸的第二摆杆(316)，在揉捻桶(34)的桶壁上安装有与所述第二摆杆(316)相铰接的第二连接杆(317);所述揉捻盘(33)和揉捻桶(34)在第四电机(318)的驱动下作同向错位运动。
7.如权利要求1所述的自动化红茶初制生产系统，其特征在于:所述发酵室(5)的内部设置有进气口(52)，外部设置有雾化腔(53)，雾化腔(53)与进气口(52)管道连接，所述雾化腔(53)与水管(55)连接，在雾化腔(53)内水管的末端设置有雾化喷头(54)，雾化腔(53)的上方还设置有鼓风机(511)，水管(55)的进口端还设置有水温调节装置(56)，所述雾化腔(53)与进气口(52)连接的管道上设置有蒸汽自动调节阀(510)，所述发酵室(5)内还设置有温度传感器(57)和湿度传感器(58);还包括与温度传感器(57)和湿度传感器(58)相连接的第二 PLC控制器(59)，所述第二 PLC控制器(59)接收来自温度传感器(57)和湿度传感器(58)检测到的发酵室温度和湿度，与设定值对比，进而控制水温调节装置(56)加热及控制蒸汽自动调节阀(510)的开度，从而使发酵室(5)内的温度和湿度满足设定要求。
8.如权利要求7所述的自动化红茶初制生产系统，其特征在于:所述水温调节装置(56)包括蒸汽热交换机(512)，所述蒸汽热交换机(512)的一个进水口与自来水管(513)连接，另一个进水口与热蒸汽管道(514)连接；所述热蒸汽管道(514)上设置有电磁阀(515)，电磁阀(515)通过第二 PLC控制器(59)控制。
9.如权利要求7所述的自动化红茶初制生产系统，其特征在于:所述发酵室(5)的顶盖和四周的内壁上均布有集流槽(516)，所述发酵室(5)的底部设置有排水口(517)。
【文档编号】A23F3/06GK104304527SQ201410606157
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】谢一平, 谢昌瑜, 谢明之, 汪奔, 桂利权, 叶永蔚, 任仲滋 申请人:谢裕大茶叶股份有限公司