電磁熱滾筒殺青機的研制

戴惠亮，雷乾霞，蔣建祥，曹建波

1.浙江上洋機械股份有限公司，324000；2.浙江師范大學工學院，321004

茶葉滾筒殺青機適用于高檔名優茶生產中的殺青工序，能達到破壞鮮葉中酶的活性，制止多酚類化合物的氧化，并散發水分，使鮮葉萎軟達到殺青的目的。傳統電熱式滾筒殺青機采用電熱管加熱，電熱管固定在滾筒周圍，且與滾筒有一定的間隙，造成大量的能源損失；且電熱管使用壽命短，加熱慢，需研制一種新型加熱方式，提高電熱轉換率、加熱速度及元件的壽命。而電磁加熱技術[1]在滾筒殺青機上的應用，解決這些難題的同時，提高了熱能的轉化率。現有的線圈固定式電磁殺青機是將線圈固定在支架上，線圈不隨滾筒轉動，其熱能利用率達45%～55%，與傳統殺青機相比更顯優勢[2]。但由于其線圈與筒壁間隙相隔太大，由線圈與筒壁的距離與滾筒的溫度關系可知，線圈與滾筒的間隔越大，則滾筒升溫越慢。故現在生產的電磁殺青機是打破常規的線圈纏繞方式，將線圈直接纏繞在滾筒上，并設計額定電流一致的電刷，以保證線圈與滾筒同時轉動。在保證產量不變的條件下，能量損耗降低30%以上。

一、設備結構

本文所設計的電磁熱滾筒殺青機主要由進葉機構、滾筒、排濕裝置、機械傳動裝置、電磁電源及其控制系統等部分組成。主機采用磨擦傳動，運動平穩。其中滾筒內徑為800mm，筒體長4 000mm。螺旋形導葉筋以3段不同的角度安裝在筒內，可以達到進出口翻葉的功能。筒壁上纏繞著線圈，按照茶葉殺青工藝“高溫殺青，前高后低”的原則[3]，在滾筒的3個溫度區段內布置線圈，線圈在前段布置緊密，中間適中，后端疏松。電磁熱滾筒殺青機的主要技術參數和性能如表1。

二、工作原理及使用操作

1.工作原理

茶葉從殺青機進葉端投入后，轉筒內均勻分布的導葉筋不斷把茶葉提至高位拋落，茶葉不斷向前移動，利用纏繞的線圈與電刷之間的電磁感應原理對筒體加熱，達到鮮葉殺青的目的。

表1 主要技術參數和性能

2.操作方法

電磁熱滾筒殺青機在使用時，按照以下操作方法使用，能使茶葉達到最佳殺青效果。

（1）在滾筒運轉狀態下，對筒體進行加熱；當筒體達到殺青工藝需要的溫度后，開始手工投葉，同時啟動排濕風機。

（2）殺青作業期間經常檢查殺青葉的質量，通過控制進葉量來保證殺青葉的質量，也可調節爐溫，以達到茶葉殺青的要求。

（3）殺青作業過程中注意全機的運轉情況，當發現有異常聲響或故障應立即停機，迅速退火，同時手柄套在傳動軸上，搖動手柄驅動滾筒，一方面排出筒內的茶葉，另一方面避免筒體因局部加熱而變形。經檢查，排除故障后，為了提高茶葉品質，要先除凈筒內的殘葉，然后再繼續投葉殺青。

（4）殺青完畢后，須退盡爐內余火、余渣，待爐溫下降至60℃以下，方可停止主機的轉動，以避免筒體因局部加熱而引起彎曲變形，影響主機正常運轉。除凈筒內剩葉，并清理機器工作面及周圍環境。

（5）停電時，把搖手柄套在傳動軸上，搖動手柄，使滾筒轉動，出盡筒內茶葉。

三、鮮葉殺青試驗

殺青試驗中，鮮葉標準采用一芽二三葉，攤青葉含水率為78%，攤青葉質量為88.4 kg。試驗時，當筒體達到殺青工藝所需的溫度時，向其中投入鮮葉，并記錄試驗數據（表2）。

表2 茶葉試驗數據

由表2數據可以看出，電磁熱滾筒殺青機升溫速度快，達到指定溫度約16m in，而電熱管式的滾筒殺青機升溫到指定溫度需至少30min。該殺青機16m in處理88.4 kg攤青葉（一芽二三葉），耗電19.8 kW·h，即每小時產量約330 kg攤青葉，實際功率74.25 kW?？傮w來說，電磁殺青機的升溫速度快，能耗較電熱管式低。

四、機器故障及其排除方法

電磁熱滾筒殺青機使用過程中可能會因為電動機、滾筒等機件原因出現滾筒運轉不靈活或不轉、電機不轉等故障，也可能因殺青時間、溫度等控制不合理，鮮葉采摘不標準等加工技術問題出現殺青葉焦葉、偏老、紅梗、紅葉或滾筒出葉口粘葉等各種現象，對應這些故障現象，如何排除可見表3所示。

表3 電磁熱滾筒殺青機的故障及其排除方法

五、運輸安裝及調整

電磁熱滾筒殺青機在運輸安裝與調整中，應注意以下問題。

1.運輸時茶葉滾筒殺青機要求放置平穩，不能扭曲。

2.本機不用地腳螺釘，只要安裝在平整的水泥地面上，平穩即可。

3.必須認真檢查使用電源的電壓與本產品選用電器的電壓是否相符，并接妥地線和觸電保護器，以保障人身與設備的安全。

4.對各傳動件、傳動鏈輪、軸承座、滾動托輪，包括電動機和傳動機構的三角帶輪作1次全面的檢查，螺栓、螺釘是否擰緊，各潤滑點是否上足潤滑油。

5.主導輪與滾筒大傳動輪間切忌加潤滑油（脂）。

6.接通電源啟動機器空運轉，檢查傳動機構運轉是否正常，滾筒運轉方向是否正確，滾筒和機構的運行平穩、正常、無卡阻現象和異常聲響。

六、結論

電磁熱滾筒殺青機的主要優點有：以電作為能源方式，相對于柴、煤等能源方式能有效降低燃料的運輸成本，同時無廢氣廢渣等環境污染問題，滾筒導輪等的壽命也可有效延長；而相對于電熱管式的滾筒殺青機，其加熱方式為非接觸式的感應加熱，升溫速度快并且無傳導媒介等的消耗，達到在產量不變的情況下，能耗減少30%以上的技術指標；更值得一提的是，滾筒本身即是熱源，溫度控制尤為準確及時，對茶葉的品質有了極大的保證。

[1]劉彥祖,劉保國.電磁加熱技術在機械加工中的應用[J].現代制造技術與裝備,2016,(4):95-96.

[2]滑金杰,袁海波,尹軍峰,等.綠茶電磁滾筒-熱風耦合殺青工藝參數優化[J].農業工程學報,2015,31(12):260-267.

[3]袁英方.綠茶殺青技術研究概述[J].茶葉通訊,2017,37(1):37-39.