CN101810227A - 一种茶叶加工中加热及测温的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种茶叶加工中加热及测温的方法，是运用电磁加热、远红外测温，电磁加热包括隔热材料、加热线圈、导磁物等，远红外测温包括远红外温度传感器、温度显示装置或控制装置。本发明提供电磁滚筒杀青机由钢筒、加热线圈、隔热材料、装饰板、导向轮、温度传感器、传动装置、机架、电控柜和导叶条组成，以电磁加热方式对钢筒进行加热，以远红外温度传感器实时监测钢筒温度。本发明方法能量转化效率高、无效能量损失小，无烟气，无有害气体排放，大幅度降低车间空气温度，改善车间工作环境；对温度反应敏感、迅捷，能有效降低钢筒温度的波动范围，有助于电控柜的精确调控，有效提高杀青叶品质，杀青均匀、茶香显现，色泽绿翠。

Description

一种茶叶加工中加热及测温的方法

技术领域

本发明属于茶叶加工领域，涉及茶叶加工方法，尤其涉及一种茶叶加工中加热及测温的方法。

背景技术

茶叶加工的本质是以鲜叶为原料，通过人为手段促使鲜叶中的水分逐渐散失，直至达到特定限值。在此过程中伴随着内质成分的分解、转化等一系列复杂的理化变化，并最终形成茶叶特定的风味品质。在生产加工中，茶叶在制品的加热处理是其中极为重要的内容，如杀青、理条、干燥等工序均有高温处理的过程，对终端成品茶品质优劣影响显著。

目前茶叶加工机械的加热方式主要有烧柴、烧煤、燃气、微波、电热管等几种。其中，烧柴、烧煤的加热方式设备投入少，运行费用低，在山区茶园取材较方便，但存在有烟气、有害气体排放，有废渣产生，加热不均匀，工作环境条件差等缺点，现在仅部分山区茶叶企业有使用。燃气式是一种较清洁的加热方式，可以有效改善环境中烟气、有害气体的排放，使用成本也较低，但它对设备要求较高，且筒体温度难以控制，对技术人员的操作技能要求也较为严格，其使用量呈现出日益减少的趋势。微波是一种较为新型的加热技术，具有加热速度快，易控制，均匀性好等优点，但前期设备投入成本高，操作人员需经严格培训，对生产企业自身要求较高。电热管加热是目前在茶叶加工机械中使用最为广泛的一种方式，具有环境条件清洁、技术要求低、使用极为方便等优点，同时也存在环境温度高，耗电高、有效能源利用率低，升温慢、加工成本高等缺点，寻找新型加热方式以降低能耗、提高能源利用率已成为业界广泛关注的焦点。电磁加热是一种较新型的加热方式，它采用磁场感应涡流原理，利用高频电流通过环行线圈，产生无数封闭磁场力，当磁场的磁力线通过导磁物，即会产生无数的小涡流，从而使导磁物自行高速发热。据初步测算，与目前常用的电热圈、电热管发热相比，采用电磁加热节电可达30％以上。

此外，传统的茶机测温主要采用热电藕方式，对温度的感应较缓慢，影响因子多，温度波动范围大，无效能量损耗严重；远红外温度传感器是一种较新型的测温装置，对温度敏感、迅捷，温差变动小，有利于提升能源利用效率。因此，将电磁加热、远红外测温技术运用于茶叶加工机械当中，对于提升茶机技术水平，实现茶叶加工的节能减排、保持产品优质的长远目标有重要意义。

杀青是绿茶加工的重要工序之一，杀青叶质量好坏对成品茶风味品质的优劣影响极为显著。杀青是通过高温使鲜叶中的酶迅速变性失活，在升温过程促进其内含物发生一系列非酶性化学反应，形成绿茶“绿叶清汤”的品质及以“湿热”转化物为主要成分的化学组成特点。另外，高温使一些低沸点的香气和不良气味挥发，形成一些新的特殊香气。

目前，国内外生产上使用的杀青方式主要有蒸汽杀青、热风杀青、滚筒杀青、微波杀青等几种，其中又以滚筒杀青因杀青叶品质好、香气高、成本低、可连续生产、与后续工序匹配方便等优势使用范围最为广泛，约占其中的60-80％。根据加热方式不同，滚筒杀青又可分为烧柴、烧煤、燃气式、电热式等多种类型。随着人们生活水平的改善及对卫生要求的提高，电热式滚筒杀青越来越受到人们的青睐，占据了极大的市场份额。传统的电热式滚筒杀青是以电热管为发热源，电热管受热后加热空气，空气再将热能传递给钢筒，因此热能利用效率较低，一般在20-30％之间。而且传统电热式滚筒杀青的温度传感器采用热电藕，对温度响应较慢，导致钢筒温度的变化幅度较大，热能进一步损耗。因此，业界一直在寻找一种能够提升热能利用率，实现节能减排，保持杀青叶优异品质的有效方式。

电磁加热是一种较新型的加热方式，它采用磁场感应涡流原理，利用高频电流通过环行线圈，产生无数封闭磁场力，当磁场的磁力线通过导磁物，即会产生无数的小涡流，从而使导磁物自行高速发热。据初步测算，与目前常用的电热圈、电热管发热相比，采用电磁加热节电可达30％以上。因此，将电磁加热的方式嫁接到滚筒杀青设备上，既保持了传统滚筒杀青香气高、品质好的优势，又能有效节约能源，降低使用成本，对促进茶叶加工科技水平的提升和加工机械的升级换代具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种茶叶加工中加热及测温的方法，是通过在茶叶加工机械中运用电磁加热、远红外测温等技术，以克服现有加热方式、测温手段导致的清洁化程度低、能源利用率低、使用成本高等缺点，实现提升产品品质以及茶叶加工节能减排的目的。

本发明方法通过在茶叶加工机械中采用电磁加热和远红外测温方法实现，电磁加热主要包括隔热材料、加热线圈、导磁物等部件，远红外测温主要包括远红外温度传感器、温度显示装置或控制装置。

具体通过以下技术方案实现：提供一种电磁滚筒杀青机，该杀青机由钢筒、加热线圈、隔热材料、装饰板、导向轮、远红外温度传感器、传动装置、机架、电控柜、导叶条组成，其中，钢筒外层包有加热线圈，钢筒内壁焊接有导叶条，隔热材料包裹在加热线圈外，再加上最外层的装饰板形成了电磁滚筒杀青机的主体结构，装饰板通过螺丝与机架连接，并对主体结构进行保护和修饰，导向轮与传动装置相连，两两间均通过链条进行连接，实现动力由传动装置向主体结构传输，促使钢筒旋转，传动装置通过螺丝固定于机架内，机架直接放置于地面上，同时机架也对主体结构起着固定和支撑的作用，远红外温度传感器用强力胶水粘结在隔热材料上，对钢筒温度进行检测，远红外温度传感器和传动装置通过线路与独立放置的电控柜相连接，对主体结构进行控制。

链条、过桥齿轮、电动机组成了传动装置，过桥齿轮通过链条与电动机相连。

本发明钢筒1设三个区段，通过电控柜9对钢筒1三个区段的温度分别进行设定，并通过各区段的远红外温度传感器6对温度进行监控，并反馈于电控柜9，实现对钢筒1三个区段温度的精准调控。

本发明提供的电磁加热、远红外测温方法在电磁滚筒杀青机、瓶式炒干机、锅式炒干机、六角辉干机或单板式扁形茶炒制机等茶叶加工机械中应用。

本发明的特点在于利用磁场感应涡流原理对导磁物直接加热，减少了传统电热管加热先加热空气，再由空气加热导磁物的两道热能传导所导致的热能损耗，能量转换效率高，热能利用率高。且由于在技术中采用了隔热材料，热量能够尽可能消耗于导磁物，不仅可以缩短预热时间，迅速升温，而且能降低环境温度，杜绝烟气、有害气体的排放，不产生废渣，极大地改善加工环境，为实现清洁化生产打下基础。同时，以新型远红外测温代替传统的热电藕温度传感装置，对温度的感应和监测更为迅捷、敏感，温度变化幅度小，便于对导磁物温度进行精确控制。

本发明的有益之处是：本发明能够有效提高热能的利用率，杜绝烟气、有害气体的排放，改善加工环境；同时由于加热速度快(电磁加热)，温度响应快(远红外测温)，温度的变化幅度小，便于对导磁物温度进行精确控制，有利于降低加工成本、提升产品品质。

本发明采用的电磁加热方式直接对钢筒进行加热，减少了传统电热管先加热空气，再由空气加热筒体的两道热能传导所导致的热能损耗，能量转换效率高，热能利用率高。由于在加热线圈外层包裹了隔热材料，热量能够尽可能消耗于钢筒，不仅可以缩短预热时间，迅速升温，而且能降低环境温度，杜绝烟气、有害气体的排放，不产生废渣，极大地改善加工环境，为实现清洁化生产打下基础。同时，以新型远红外测温代替传统的热电藕温度传感装置，对温度的感应和监测更为迅捷、敏感，温度变化幅度小，便于对钢筒温度进行精确控制。

本发明提供的电磁滚筒杀青机主要以电磁加热的方式对钢筒进行加热处理，当钢筒达到一定温度后投入鲜叶进行杀青处理，鲜叶在导叶条的作用下边往前运动边受热杀青，由于鲜叶电磁滚筒杀青机采用了较先进的电磁加热方式以及远红外温度传感器，在提高能效利用率的同时可以获得较稳定的钢筒温度，从而使得杀青均匀，杀青叶品质较佳，茶香显现，色泽绿翠。

本发明提供的电磁滚筒杀青机是以电磁方式对钢筒进行加热，能量转换效率高，无效能量损耗较小；无烟气、无有害气体排放；同时可以大幅度降低车间空气温度，改善杀青车间工作环境，降低劳动强度。此加热方式适用于Ф500mm-Ф800mm等类型的滚筒杀青机。本发明采用远红外温度传感器，对温度反应敏感、迅捷，有助于电控柜精确调控，可根据投叶量大小自如调节加热功率，并能自动保持温度，温差变化范围小，可根据实际需要分区段加温，每区段温度独立调节。

附图说明

图1为电磁滚筒杀青机结构示意图(侧面)。

图2为电磁滚筒杀青机结构示意图(正面)。

具体实施方式

本发明结合附图和实施例作进一步的说明。

实施例1

参见图1、2。本发明的电磁滚筒杀青机由钢筒1、加热线圈2、隔热材料3、装饰板4、导向轮5、远红外温度传感器6、传动装置7、机架8、电控柜9、导叶条10组成，其中，钢筒1外层包有加热线圈2，钢筒1里面焊接有导叶条10，在加热线圈2外层再包裹有隔热材料3，再加上最外层的通过螺丝固定于机架8上的装饰板4形成了电磁滚筒杀青机的主体结构，导向轮5与传动装置7相连，两两间均通过链条11进行连接，实现动力由传动装置7向主体结构传输，促使钢筒1旋转，传动装置7通过螺丝固定于机架8内，机架8直接放置于地面上，同时机架8也对主体结构起着固定和支撑的作用，温度传感器6用强力胶水粘结在隔热材料3上，对钢筒1温度进行检测，远红外温度传感器6和传动装置7通过线路14与独立放置的电控柜9相连接，对主体结构进行控制，链条11、过桥齿轮12、电动机13组成了传动装置7，过桥齿轮12通过链条11与电动机13相连，过桥齿轮12同样通过链条11将动力传输给导向轮5、钢筒1，让其旋转。

操作时，通过电控柜9设定钢筒1温度，由远红外温度传感器6对此温度进行监测，并反馈于电控柜9，实现对钢筒温度的精准调控。同时，传动装置7的电动机13通过过桥齿轮12将动力传导于导向轮5、钢筒1，促使钢筒1旋转。鲜叶进入钢筒1后，在导叶条10的作用下，在钢筒1边加热边向前运动，直至最后从钢筒1内出来，完成杀青工序。

实施例2

参见图1，实际操作时，在滚筒1旋转的过程中，可以通过主控柜9对钢筒1三个区段的温度分别进行设定，并通过各区段的远红外温度传感器6对其进行监控，并反馈于电控柜9，实现对钢筒1三个区段温度的精准调控，满足不同品种、嫩度鲜叶的杀青需求。

实施例3    综合性能比较：

1.以滚筒式杀青设备为例，综合比较不同加热方式的性能差异：

加热方式	电磁加热	电热管	燃煤、柴等
				优点	1.无烟气、无有害气体排放，无废渣产生，为清洁化生产首选设备；2.降低了车间内空气温度；据测算，车间内空气温度可以较电热管加热方式低5-10℃；3.由于是一次加热，能量转换效率较高(一般可以达到60-70％)，能量利用率高；4.加热快，预热时间可以较电热管加热和燃煤方式缩短7-15min；5.电功率与传统电加热方式相比大幅度下降，茶叶加工成本较电热管式大幅度下降，与燃煤、柴杀青机加工成本相当；6.升温快，温度易于精确控制调整；7.预热时间短，无效能量消耗少；8.较燃煤、柴杀青机少了烧火工；9.设备操作简单，易于新手操作。	1.无烟气、无有害气体排放；2.适用于清洁化生产；3.相对于电磁式杀青机，设备一次性投入成本略低；4.二次加热，能量转换效率约为20-30％。	1.设备投入成本低；2.山区茶园取材方便；3.二次加热，能量转换效率约为10-20％。

加热方式	电磁加热	电热管	燃煤、柴等
				缺点	1.设备一次性投入成本略高；	1.环境温度高；2.耗电大，有效能源利用率低，茶叶加工成本高；3.升温较慢，与茶叶杀青要求“高温快速”不相符；4.与电磁式杀青机比较，电热管式杀青机温度控制精确度不高。	1.有烟气、有有害气体排放，有废渣产生；2.环境温度高；3.杀青温度难以控制；4.筒体加热不均匀；5.相对于耗电杀青机，其多了烧火工序，比较费工；6.要达到相同于电磁杀青机的杀青质量，对杀青师傅技术要求较高。

2.将电磁加热技术同远红外测温技术结合，较传统二次加热、热电藕温度传感技术组合，不仅在加热环节能提高30％左右的热转换率，而且由于使用了远红外测温技术，更迅捷、更准确的反应加热物体温度，缩小了加热物体温度波动范围，从而在控温环节也能节约能源1-5％。此外，电磁加热同远红外测温的有机结合，实现了加热物体的温度精准调控，对于在制品品质的稳定、优化也大有裨益。

Claims (4)

1.一种茶叶加工中加热及测温的方法，其特征在于，通过以下技术方案实现：在茶叶加工机械中采用电磁加热和远红外测温，电磁加热由部件隔热材料、加热线圈、导磁物实现，远红外测温由远红外温度传感器、温度显示装置或控制装置实现，具体为提供一种电磁滚筒杀青机，由钢筒(1)、加热线圈(2)、隔热材料(3)、装饰板(4)、导向轮(5)、远红外温度传感器(6)、传动装置(7)、机架(8)、电控柜(9)、导叶条(10)组成，其中，钢筒(1)外层包有加热线圈(2)，钢筒(1)内壁焊接有导叶条(10)，隔热材料(3)包裹在加热线圈(2)外层，最外层为装饰板(4)，装饰板(4)通过螺丝与机架(8)连接，导向轮(5)与传动装置(7)相连，传动装置(7)通过螺丝固定于机架(8)内，机架(8)直接放置于地面上，温度传感器(6)用强力胶水粘结在隔热材料(3)上，远红外温度传感器(6)和传动装置(7)通过线路(14)与电控柜(9)连接。

2.根据权利要求1所述的一种茶叶加工中加热及测温的方法，其特征在于，所述电磁滚筒杀青机中的传动装置(7)由链条(11)、过桥齿轮(12)、电动机(13)组成，过桥齿轮(12)通过链条(11)与电动机(13)相连。

3.根据权利要求1所述的一种茶叶加工中加热及测温的方法，其特征在于，钢筒1设三个区段，通过电控柜9分别设定温度，并通过各区段的远红外温度传感器6对温度进行监控，并反馈于电控柜9，实现对钢筒1三个区段温度的精准调控。

4.根据权利要求1所述的一种茶叶加工中加热及测温的方法，其特征在于，所述的电磁加热、远红外测温方法在电磁滚筒杀青机、瓶式炒干机、锅式炒干机、六角辉干机或单板式扁形茶炒制机中应用。