馬保聰　田相克　莊少林

【摘 要】針對現有紅茶加工機械結構及工藝設計存在問題，且不能適合具有茶葉葉片厚等特特點的北方紅茶加工機械的需求，借鑒國內外現有紅茶加工機械的研究成果，結合項目單位生產茶葉機械的經驗、技術和北方紅茶加工機械的技術要求，設計了一款北方紅茶加工機械，并對該北方紅茶加工機械的樣機進行試制和試驗，通過對樣機試驗，驗證了方案的可行性和需要改進之處。該產品的推廣不僅給企業(yè)帶來更好的經濟效益，還具有良好的社會效益。

【關鍵詞】糧食烘干機；多級；滾筒式；連續(xù)式

北方紅茶因其優(yōu)美的外觀、滋味濃厚和優(yōu)異內質，在紅茶市場上越來越受到重視。由于北方茶葉葉片厚，南方紅茶生產機械實用性較差，或直接采用人工生產，這樣造成紅茶生產周期長、生產效率低、衛(wèi)生條件差、人工成本高、質量不穩(wěn)定等缺陷。因此，研制應用北方紅茶機械，對于促進北方茶葉成品結構，提高茶葉加工企業(yè)的效益，培植紅茶品牌，提升紅茶品質，擴大北方紅茶在國內、國際市場的市場占有率都具有積極的意義。

1 北方紅茶加工機械組成和功能

1.1 主要組成

紅茶加工設備主要包括萎凋設備、發(fā)酵設備、烘干設備、揉捻設備等。

1.1.1 新型的帶冷、熱風送裝置的萎凋設備

該設備主要包括萎凋槽面板、加熱裝置、風送裝置、導流裝置、電氣控制系統等部分組成，根據天氣狀況和鮮葉干濕程度，采用冷風或熱風，增加對流強度和輻射面積以縮短萎凋時間。

1.1.2 具備發(fā)酵、提香兩項功能的紅茶自動發(fā)酵機

該發(fā)酵機由機體、機體內的發(fā)酵輔助裝置、提香輔助裝置、CPU控制裝置、電源模塊、溫度傳感器以及濕度傳感器等部件組成，在CPU控制系統的控制下，根據預先設定好的溫度值、濕度值、時間值，自動完成發(fā)酵和提香功能，

1.1.3 熱風爐與滾筒式烘干機組合的烘干機

該機由燃煤熱風爐和滾筒式烘干機兩部分組成，燃煤熱風爐由內外4層鋼板焊接而成，煤燃燒爐膽，風機將自然風送至爐膽內加熱，經多層氣室循環(huán)后吹入烘干機滾筒內外壁之間；烘干機由外壁和滾筒，電機、傳動系統、控制系統、保溫層等組成，從熱風爐來的熱風，經滾筒上的圓孔進入滾筒內，與滾筒內的茶葉充分混合加熱，達到烘干的目的。

1.1.4 揉捻機

優(yōu)化加壓裝置、傳動機構等部件，使其結構更加簡單，操作更加方便，適合紅茶揉捻的要求，使揉捻破碎率降低，葉片細胞破壞率更高，有利于發(fā)酵工序的進行。

1.2 主要功能

所研制的北方紅茶加工機是一套模塊化加工設備，可以針對扁形紅茶、條形紅茶、針形紅茶、圓形紅茶等不同形狀的紅茶，結合各類紅茶的不同加工工藝，通過調整不同的參數簡單方便的實現不同品種的紅茶配套加工。能保證北方紅茶在萎凋、揉捻、發(fā)酵、烘干等重要環(huán)節(jié)質量相對穩(wěn)定，顯著提高茶葉的品質。利用所研制的熱風爐與滾筒式烘干機組合烘干機，能解決紅茶烘干時間長，勞動力消耗多，破碎率較高的問題，并可保證北方紅茶的色澤和香味。該紅茶加工機械設備可以使制茶工藝易于規(guī)范化，有利于保證產品質量穩(wěn)定。

2 紅茶烘干機工作原理

本機由底座、熱風爐、引風風道、引風風機、一個烘干滾筒、烘干滾筒外殼、強制排濕除塵裝置、附屬設施有滾筒支重滾輪、驅動電機、三角帶、茶葉喂入裝置、輸出裝置及電氣自動控制系統等組成。烘干滾筒桶身由帶圓孔的不銹鋼板卷制而成，滾筒外均設有外殼，使烘干滾筒與外殼之間形成一個相對的密閉空間，外殼頂部均設強制排濕除塵裝置；滾筒桶身是由帶長孔眼的不銹鋼板卷制而成，長孔縱向與滾筒軸線方向一致，桶身外，沿軸線方向均勻設計6個兜風板，兜風板的設計角度沿切線方向且與滾筒運轉方向一致，兜風板兩端加固定；烘干滾筒外殼、驅動電機及支重輪底座均安裝在底座上，烘干滾筒由支撐架、滾輪支撐固定烘干滾筒外殼上。在電機、傳動三角帶的作用下，烘干滾筒運轉，熱風爐熱風在引風機的作用下，分別引入烘干滾筒，熱風經烘干滾筒筒體圓孔進入滾筒內，待烘干的茶葉在喂入輸送裝置的作用下，進入烘干滾筒，在烘干滾筒導流板的作用下，茶葉被拋灑起來，使被烘干的茶葉與熱風充分拌合，濕氣、灰塵經保溫層頂部的排濕除塵裝置強制排出機體外，茶葉經烘干后在導流板的作用下由輸出裝置排出。

3 主要技術參數和性能指標

（1）萎凋設備：萎凋槽面積≥8㎡、耗電量≤1kw，材質為不銹鋼304，結構簡單，熱效率高，萎凋速度快，比國內同類產品生產成本低，特別是對鮮葉量不大的加工企業(yè)，具備競爭優(yōu)勢，但對于大宗量鮮葉萎凋，該設備不具備競爭力。

（2）揉捻機：功率≤1.5kw、回轉轉速55轉/min、結構形式為盤式，與國內外報道的同類機型轉速明顯慢，操作更加方便靈活，適合紅茶揉捻成形作業(yè)基本不增加生產成本，具備一定的競爭優(yōu)勢；

（3）紅茶自動發(fā)酵機：外形尺寸820mm× 1000mm×2200mm、功率≤2200kw/h、生產效率150kg/次，能實現一機多用，自動化程度高，適合中小型紅茶加工企業(yè)發(fā)酵和提香環(huán)節(jié)使用，屬于自主知識產權產品，優(yōu)于國內外報道同類產品的性能，在市場上很有競爭力；

（4）茶葉烘干機：滾筒直徑800mm、滾筒轉速20p--60p/min、功率1.5kw、燃煤量≤5㎏/h，生產效率15㎏/h，熱效率高，節(jié)省能源方面及節(jié)省人工方面優(yōu)于國內外同類產品，但對于較大產量的烘干顯得生產能力不足。

4 樣機試制

4.1 樣機外觀圖

樣機外觀如圖1所示，其中圖a 揉捻機，圖b為熱風爐與滾筒式組合烘干機。

（a）揉捻機 （b）熱風爐與滾筒式烘干機組合烘干機

4.2 樣機試驗

項目組依據項目合同書產品設計要求及有關標準，就小麥進行了萎凋、揉捻、發(fā)酵、烘干試驗測試。

分別進行材質試驗、動平衡試驗和部件或結構使用可靠性試驗。材質試驗在采購環(huán)節(jié)由原材料供應商根據國家有關標準出具質量檢驗報告，或者由原材料生產廠家提供的產品合格證明文件，本產品屬于非標產品，進廠材質檢驗在原材料隨帶合格證明文件的前提下忽略。動平衡試驗在動平衡試驗臺上進行，根據試驗效果，在相應位置及時增減材料，能達到整個滾筒相對平衡。各項性能指標基本符合設計要求，并對其進行了進一步改進。

5 結束語

按照臨沂市自主創(chuàng)新重大專項申報（合同）書深入開展各項研究，一款適合北方紅茶加工的機械設備已研制成功，各項參數、性能指標等符合申報書的要求，本產品具有廣闊的發(fā)展空間和市場前景。在以后的生產中需要對自動化程度較低，溫度和適度的控制參數精度不高等存在問題加以改進，對溫度等參數實現智能控制，提高紅茶加工質量和效率。

【參考文獻】

[1]權啟愛.我國紅茶加工機械的研制與發(fā)展[J].中國茶葉，2012（3）：8-10.

[2]韓余，肖宏儒，秦廣明，等.紅茶加工工藝及機械設備研究進展[J].中國農機化學報，2013，34（2）：20-24.

[責任編輯：朱麗娜]