滚筒式茶叶杀青机的设计开题报告.doc

1 滚筒式茶叶杀青机的设计 一、 研究目的和意义 茶叶是中国比较特色的饮品之一，可以说中国文化，和茶文化一直就是紧紧的交合在一起的。 饮茶有许多益 好处 ，这是众所周知的。茶叶中含有机化学成分达四百五十多种，无机矿物元素达四十多种。 现在研究发现茶具有， 安神 ， 明目 ， 清头目 ， 止渴生津 ， 清热 等等功效，茶文化可以说是中华文化中最有代表性的一种，中国每年出口茶叶超过 30万吨，每年为中国带来 7亿多美元的收入，还把中国的茶文化带到世界各地。 茶叶杀青的基本原理是：刚刚采摘下来的茶叶 通过高温破坏和钝化鲜 其 中的氧化酶活性，抑制鲜叶 中的茶多酚等的酶促氧化，蒸发鲜叶部分水分，使茶叶变软， 防止茶叶变红 便于揉捻成形，同时散发青臭味，促进良好香气的形成的一种制茶步骤。 为下一步的揉捻等一系类工序做准准备， 杀青是保证茶叶色、香、味、形的关键 1。 茶叶杀青主要分微波杀青机和滚筒杀青机以及燃气式炒青机，其中滚筒式杀青机利用煤等燃料燃烧 直接加热 旋转 的 滚筒 ，茶叶在筒体内靠 导叶板以及 筒体转动的离心力在滚筒内 做 抛转 和向出料口前进 ， 茶叶吸收 热量 ，并失去部分水分 达到杀青目的。杀青 时通过调节筒的倾斜角度，来控制茶叶的从出料口出来的时间 。该机由滚 筒、传动装置、风扇、机架、炉灶等部分组成。滚筒用钢板卷制而成，内壁焊有 导叶角为 24°的 导叶板，其作用是帮助进叶或推出杀青叶， 筒内茶叶在导叶板的作用下抛起 。 同时通过 风扇正、反转，以吹叶出筒或吸排湿气。滚筒的两端外围 都 设有挡烟圈，中心 设置一个 转轴，通过两端的辐条与筒体相接，转轴由轴承支撑于机架上。机架 由钢材料 制作。 加热装置设计由 通风道、炉栅、炉膛、烟囱。滚筒体置于炉膛内，炉膛顶部 设计有烟囱 4。 自古以来，茶叶的采摘和制作都是采用手工制作的方式完成的，手工茶叶的制作的茶叶在品质上虽然优于机械批量生产的 茶叶，但是随着经济发展，人们生活水平的提高，劳动力成本的大幅上升，日益上升的茶叶需求量和不断下降的茶叶产量形成了矛盾，现阶段我国的茶叶生产设备大都是国内自行生产的，部分大公司虽然拥有国外购买的大型设备，但是设备的成本高，维护保养需要的前期投 2 入很大。然而部分乡村茶叶小作坊的用于杀青的滚筒试茶叶杀青机，在使用的时候茶叶浪费的现象比较严重，燃煤的利用率不高，常常会出现茶叶被烤变色影响茶叶品质的现象。生产过程也不够连续，部分繁杂的工序还是需要人来完成。 我国的茶叶机械起步比较晚，发展和发达国家有一些差距，因此通过结 合国外机械的一些研究成果，设计具有自主知识产权的滚筒式茶叶杀青机，有助于提高茶叶生产的前期投入，提高茶叶品质，减少生产过程中的浪费，提高燃煤的利用率，使生产连续化，提高产量 5。 二、 研究现状和发展趋势： 国外 1830 年， J.JLL 雅各布森（爪哇茶叶工业创始人）发明过一台杀青机，杀青时会使茶叶受到损伤，这是一项失败的 作品，当时并未推广。 65年后 S.C.戴维逊设计了杀青滚筒，滚筒内茶叶在 32 一 38的气流进行杀青。而在此 1908年，爪哇人博卡设计了一种杀青机器，外形为一长型六面网笼，茶叶在笼内 35的热气流中一小时就可以完成杀青，当时该设计推广范围比较大。然而到了 1951 年，在斯里兰卡人们对这种滚筒进行实验，实验证明该杀青机破坏了部分优质茶叶的品质，却使较差的茶叶产生了一些优良的品质 5 。 1955 年前后，麦克蒂尔在托克莱伊茶叶实验站设计了杀青洞道，以运载鲜叶进入密闭热风室在热气流中进行杀青，该设计较为使用，然而 生产效率低下，至此之后又出现了多种杀青机械，如托克莱伊连续杀青机、俄罗斯杀青机等。 20 世纪 80年代，日本研制出了蒸青机，使用 100的蒸气对鲜叶进行蒸青，该工艺改变了原有的杀青方式，利用高温蒸气和茶叶叶片接触的方式达到杀青目的，气体有较好的渗透能力，比传统的杀青效果好。近年来，日本、新加坡、印尼、俄罗斯等国家，将微波加热技术应用于茶叶杀青、烘干工序中，在微波加热过程中，微波直接作用于茶叶。使茶叶中的极性分子 (如水分子 )的极性取向随外电磁场的变化而变化，使分子间产生急剧碰撞、摩擦，茶叶的温度升高而达到杀青目 的，由于微波能穿透茶叶内部，茶叶内外同时升温，因而微波加热具有快速、加热均匀的特点。 我国在 20 世纪 50 年代前，茶叶杀青采用的是单纯的手工加工，然而在 1958 年，我国根据斜锅杀青原理，研制成功了锅式杀青机 即 “ 58 型锅式杀 青 机”，经过不断改进，最终定型为 6CS84 型锅式杀青机，在全国茶区广泛应用，在 20世 3 纪 70年代之前，此杀青机是中国最普遍的杀青机械没有之一，并在 60 年代还出口到非洲几内亚等国家，然而锅式杀青机存在因出叶不净而产生焦叶，不能连续作业和作业效率低等缺点。 20 世纪 60 年代，为克服锅 式杀青机存的缺点我国研制成功滚筒式茶叶杀青机通过不断的改进，在 70 年代开始在绿茶产区推广，后又被小型化设计用于名优茶的杀青。滚筒式杀青机直到目前为止还是广泛的被用于中国各大产茶区 5， 20 世纪 90 年代，通过改进日本的蒸青绿茶流水线，浙江省有关茶机生产厂吸取国内网带式蒸青机和配套工艺试验研究经验，研制开发出网带式茶叶蒸汽杀青机，并在生产中使用，该设计所制绿茶产品，色泽绿、香气较独特，进人 21 世纪，我国微波式杀青机的研究提上日程，江苏先后研制成功系列微波式杀青设备，在茶产区使用，近两年又研制开发成功一 种热风式杀青机，由于杀青原理新颖，杀青叶香气良好，普及速度较快，是目前生产上应用的最新型的杀青机 4 。 三、 主要研究内容和拟提交的成果 基于老式滚筒茶叶杀青机，设计并实现进料口进料的连续化，研究杀青时间结束之后自动出料的设计方案，以及可以连续进料的进料口设计方案，研究设计方案使排湿风扇排湿时对滚筒内温度影响降到最低，设计合理的传动方式使设备的寿命达到最高。设计基本目标性能要求：其外形尺寸 (长×宽×高 ) 3000× 790×1500mm；加热形式 :电热式 ；重量 :490kg；台时产量 100kg；电 机功率 0.75kw；整机总功率 18.75kw。 拟提交不少于 3张 A0图纸的图。包括装配图和部分零件图。完成计算机三维图画，计算机渲染实物效果图一份，设计说明一份并翻译参考文献中的第 9篇文献。撰写毕业论文一篇。 四、 关键技术及拟采取的解决方案 在机构设计中，为保证机构的正常运行及避免产生故障故避免使用传感器等等精密仪器，为解决温度过高的问题传动方式采用电动机通过联轴器带动减速器，带动链轮转动，利用链条传动到 2 个主动轮并并利用主动轮拖与筒上筒箍的摩擦驱动滚筒旋转， 4 图片 1 出料的时间利用调整 筒身的倾斜角来控制， 图片 2 为了在吹出湿气时不带走筒内热量，设计采用吹湿的风扇链接通风管道通过加热炉向筒内吹出热气，带走筒内 7 的湿气的方案， 5 图片 3 采用储料斗的设计，可以在储料斗一次加入大量物料，通过挡料板的设计，手工控制出料的量以及出料时间的设计， 图片 4 上述方案能够较好的适应工作环境，减少劳动强度，提升产量，并减少材料的浪费。 6 五、 设计工作的进度安排 序号 时间 内容 1 2012 年 1 月 15 日 查找、收集、分析、整理及翻译相关资料料，完成开题报告，初步设计总体方案。 2 2012 年 2 月 9 日 设计结构，计算相关参数，绘制模型 3 2012 年 4 月 15 日 绘制三维立体模型，渲染产品效果图 6 2012 年 5 月 20 日 撰写论文（定 稿） 7 2012 年 6 月 1 日 整理文档、准备答辩 六、 主要参考文献： 1 陈克林 , 顾海川 , 于江 ， 6CPB-30 型滚筒电热杀青机 J，中国茶叶加工1994(1):11， 34-35。 2 倪德江 , 陈玉琼 ,周继荣 , 浅析 30 型滚筒杀青机的杀青技术 J，中国茶叶 , 2001(1):36-37。 3 倪德江 , 进风式滚筒 连续杀青机的研制 J，中国茶叶 , 2007(1):30。 4 权启爱 , 茶叶杀青机的类别及其性能 J，中国茶叶 ,2006（ 4） :12-13 5 孙长应 ,滚筒连续杀青机筒体结构的改进 J，茶叶机械杂志 , 2001(1):14-16。 6 吴卫国，谢昌瑜 , 茶叶电热滚筒杀青机的研究 J，中国茶叶 ,2009(1):30-31。 7 ahin Nadeem, H., M. Torun, and F. Özdemir, Spray drying of the mountain tea (Sideritis stricta) water extract by using different hydrocolloid carriersJ， LWT - Food Science and Technology, 2011(44):1626-1635. 8 郝朝会 ,滚筒式红外茶叶杀青机的设计研究 M,山东 :山东理工大学出版社， 2012。 9宋志禹 ， 节能型自动化控制茶叶滚筒杀青机的研究 M,安徽 :安徽农业大学出版社 ,2010。