一款适合北方红茶加工的机械设备研发

马保聪　田相克　庄少林

【摘 要】针对现有红茶加工机械结构及工艺设计存在问题，且不能适合具有茶叶叶片厚等特特点的北方红茶加工机械的需求，借鉴国内外现有红茶加工机械的研究成果，结合项目单位生产茶叶机械的经验、技术和北方红茶加工机械的技术要求，设计了一款北方红茶加工机械，并对该北方红茶加工机械的样机进行试制和试验，通过对样机试验，验证了方案的可行性和需要改进之处。该产品的推广不仅给企业带来更好的经济效益，还具有良好的社会效益。

【关键词】粮食烘干机；多级；滚筒式；连续式

北方红茶因其优美的外观、滋味浓厚和优异内质，在红茶市场上越来越受到重视。由于北方茶叶叶片厚，南方红茶生产机械实用性较差，或直接采用人工生產，这样造成红茶生产周期长、生产效率低、卫生条件差、人工成本高、质量不稳定等缺陷。因此，研制应用北方红茶机械，对于促进北方茶叶成品结构，提高茶叶加工企业的效益，培植红茶品牌，提升红茶品质，扩大北方红茶在国内、国际市场的市场占有率都具有积极的意义。

1 北方红茶加工机械组成和功能

1.1 主要组成

红茶加工设备主要包括萎凋设备、发酵设备、烘干设备、揉捻设备等。

1.1.1 新型的带冷、热风送装置的萎凋设备

该设备主要包括萎凋槽面板、加热装置、风送装置、导流装置、电气控制系统等部分组成，根据天气状况和鲜叶干湿程度，采用冷风或热风，增加对流强度和辐射面积以缩短萎凋时间。

1.1.2 具备发酵、提香两项功能的红茶自动发酵机

该发酵机由机体、机体内的发酵辅助装置、提香辅助装置、CPU控制装置、电源模块、温度传感器以及湿度传感器等部件组成，在CPU控制系统的控制下，根据预先设定好的温度值、湿度值、时间值，自动完成发酵和提香功能，

1.1.3 热风炉与滚筒式烘干机组合的烘干机

该机由燃煤热风炉和滚筒式烘干机两部分组成，燃煤热风炉由内外4层钢板焊接而成，煤燃烧炉胆，风机将自然风送至炉胆内加热，经多层气室循环后吹入烘干机滚筒内外壁之间；烘干机由外壁和滚筒，电机、传动系统、控制系统、保温层等组成，从热风炉来的热风，经滚筒上的圆孔进入滚筒内，与滚筒内的茶叶充分混合加热，达到烘干的目的。

1.1.4 揉捻机

优化加压装置、传动机构等部件，使其结构更加简单，操作更加方便，适合红茶揉捻的要求，使揉捻破碎率降低，叶片细胞破坏率更高，有利于发酵工序的进行。

1.2 主要功能

所研制的北方红茶加工机是一套模块化加工设备，可以针对扁形红茶、条形红茶、针形红茶、圆形红茶等不同形状的红茶，结合各类红茶的不同加工工艺，通过调整不同的参数简单方便的实现不同品种的红茶配套加工。能保证北方红茶在萎凋、揉捻、发酵、烘干等重要环节质量相对稳定，显著提高茶叶的品质。利用所研制的热风炉与滚筒式烘干机组合烘干机，能解决红茶烘干时间长，劳动力消耗多，破碎率较高的问题，并可保证北方红茶的色泽和香味。该红茶加工机械设备可以使制茶工艺易于规范化，有利于保证产品质量稳定。

2 红茶烘干机工作原理

本机由底座、热风炉、引风风道、引风风机、一个烘干滚筒、烘干滚筒外壳、强制排湿除尘装置、附属设施有滚筒支重滚轮、驱动电机、三角带、茶叶喂入装置、输出装置及电气自动控制系统等组成。烘干滚筒桶身由带圆孔的不锈钢板卷制而成，滚筒外均设有外壳，使烘干滚筒与外壳之间形成一个相对的密闭空间，外壳顶部均设强制排湿除尘装置；滚筒桶身是由带长孔眼的不锈钢板卷制而成，长孔纵向与滚筒轴线方向一致，桶身外，沿轴线方向均匀设计6个兜风板，兜风板的设计角度沿切线方向且与滚筒运转方向一致，兜风板两端加固定；烘干滚筒外壳、驱动电机及支重轮底座均安装在底座上，烘干滚筒由支撑架、滚轮支撑固定烘干滚筒外壳上。在电机、传动三角带的作用下，烘干滚筒运转，热风炉热风在引风机的作用下，分别引入烘干滚筒，热风经烘干滚筒筒体圆孔进入滚筒内，待烘干的茶叶在喂入输送装置的作用下，进入烘干滚筒，在烘干滚筒导流板的作用下，茶叶被抛洒起来，使被烘干的茶叶与热风充分拌合，湿气、灰尘经保温层顶部的排湿除尘装置强制排出机体外，茶叶经烘干后在导流板的作用下由输出装置排出。

3 主要技术参数和性能指标

（1）萎凋设备：萎凋槽面积≥8㎡、耗电量≤1kw，材质为不锈钢304，结构简单，热效率高，萎凋速度快，比国内同类产品生产成本低，特别是对鲜叶量不大的加工企业，具备竞争优势，但对于大宗量鲜叶萎凋，该设备不具备竞争力。

（2）揉捻机：功率≤1.5kw、回转转速55转/min、结构形式为盘式，与国内外报道的同类机型转速明显慢，操作更加方便灵活，适合红茶揉捻成形作业基本不增加生产成本，具备一定的竞争优势；

（3）红茶自动发酵机：外形尺寸820mm× 1000mm×2200mm、功率≤2200kw/h、生产效率150kg/次，能实现一机多用，自动化程度高，适合中小型红茶加工企业发酵和提香环节使用，属于自主知识产权产品，优于国内外报道同类产品的性能，在市场上很有竞争力；

（4）茶叶烘干机：滚筒直径800mm、滚筒转速20p--60p/min、功率1.5kw、燃煤量≤5㎏/h，生产效率15㎏/h，热效率高，节省能源方面及节省人工方面优于国内外同类产品，但对于较大产量的烘干显得生产能力不足。

4 样机试制

4.1 样机外观图

样机外观如图1所示，其中图a 揉捻机，图b为热风炉与滚筒式组合烘干机。

（a）揉捻机 （b）热风炉与滚筒式烘干机组合烘干机

4.2 样机试验

项目组依据项目合同书产品设计要求及有关标准，就小麦进行了萎凋、揉捻、发酵、烘干试验测试。

分别进行材质试验、动平衡试验和部件或结构使用可靠性试验。材质试验在采购环节由原材料供应商根据国家有关标准出具质量检验报告，或者由原材料生产厂家提供的产品合格证明文件，本产品属于非标产品，进厂材质检验在原材料随带合格证明文件的前提下忽略。动平衡试验在动平衡试验台上进行，根据试验效果，在相应位置及时增减材料，能达到整个滚筒相对平衡。各项性能指标基本符合设计要求，并对其进行了进一步改进。

5 结束语

按照临沂市自主创新重大专项申报（合同）书深入开展各项研究，一款适合北方红茶加工的机械设备已研制成功，各项参数、性能指标等符合申报书的要求，本产品具有广阔的发展空间和市场前景。在以后的生产中需要对自动化程度较低，温度和适度的控制参数精度不高等存在问题加以改进，对温度等参数实现智能控制，提高红茶加工质量和效率。

【参考文献】

[1]权启爱.我国红茶加工机械的研制与发展[J].中国茶叶，2012（3）：8-10.

[2]韩余，肖宏儒，秦广明，等.红茶加工工艺及机械设备研究进展[J].中国农机化学报，2013，34（2）：20-24.

[责任编辑：朱丽娜]