电磁热滚筒杀青机的研制

戴惠亮，雷乾霞，蒋建祥，曹建波

1.浙江上洋机械股份有限公司，324000；2.浙江师范大学工学院，321004

茶叶滚筒杀青机适用于高档名优茶生产中的杀青工序，能达到破坏鲜叶中酶的活性，制止多酚类化合物的氧化，并散发水分，使鲜叶萎软达到杀青的目的。传统电热式滚筒杀青机采用电热管加热，电热管固定在滚筒周围，且与滚筒有一定的间隙，造成大量的能源损失；且电热管使用寿命短，加热慢，需研制一种新型加热方式，提高电热转换率、加热速度及元件的寿命。而电磁加热技术[1]在滚筒杀青机上的应用，解决这些难题的同时，提高了热能的转化率。现有的线圈固定式电磁杀青机是将线圈固定在支架上，线圈不随滚筒转动，其热能利用率达45%～55%，与传统杀青机相比更显优势[2]。但由于其线圈与筒壁间隙相隔太大，由线圈与筒壁的距离与滚筒的温度关系可知，线圈与滚筒的间隔越大，则滚筒升温越慢。故现在生产的电磁杀青机是打破常规的线圈缠绕方式，将线圈直接缠绕在滚筒上，并设计额定电流一致的电刷，以保证线圈与滚筒同时转动。在保证产量不变的条件下，能量损耗降低30%以上。

一、设备结构

本文所设计的电磁热滚筒杀青机主要由进叶机构、滚筒、排湿装置、机械传动装置、电磁电源及其控制系统等部分组成。主机采用磨擦传动，运动平稳。其中滚筒内径为800mm，筒体长4 000mm。螺旋形导叶筋以3段不同的角度安装在筒内，可以达到进出口翻叶的功能。筒壁上缠绕着线圈，按照茶叶杀青工艺“高温杀青，前高后低”的原则[3]，在滚筒的3个温度区段内布置线圈，线圈在前段布置紧密，中间适中，后端疏松。电磁热滚筒杀青机的主要技术参数和性能如表1。

二、工作原理及使用操作

1.工作原理

茶叶从杀青机进叶端投入后，转筒内均匀分布的导叶筋不断把茶叶提至高位抛落，茶叶不断向前移动，利用缠绕的线圈与电刷之间的电磁感应原理对筒体加热，达到鲜叶杀青的目的。

表1 主要技术参数和性能

2.操作方法

电磁热滚筒杀青机在使用时，按照以下操作方法使用，能使茶叶达到最佳杀青效果。

（1）在滚筒运转状态下，对筒体进行加热；当筒体达到杀青工艺需要的温度后，开始手工投叶，同时启动排湿风机。

（2）杀青作业期间经常检查杀青叶的质量，通过控制进叶量来保证杀青叶的质量，也可调节炉温，以达到茶叶杀青的要求。

（3）杀青作业过程中注意全机的运转情况，当发现有异常声响或故障应立即停机，迅速退火，同时手柄套在传动轴上，摇动手柄驱动滚筒，一方面排出筒内的茶叶，另一方面避免筒体因局部加热而变形。经检查，排除故障后，为了提高茶叶品质，要先除净筒内的残叶，然后再继续投叶杀青。

（4）杀青完毕后，须退尽炉内余火、余渣，待炉温下降至60℃以下，方可停止主机的转动，以避免筒体因局部加热而引起弯曲变形，影响主机正常运转。除净筒内剩叶，并清理机器工作面及周围环境。

（5）停电时，把摇手柄套在传动轴上，摇动手柄，使滚筒转动，出尽筒内茶叶。

三、鲜叶杀青试验

杀青试验中，鲜叶标准采用一芽二三叶，摊青叶含水率为78%，摊青叶质量为88.4 kg。试验时，当筒体达到杀青工艺所需的温度时，向其中投入鲜叶，并记录试验数据（表2）。

表2 茶叶试验数据

由表2数据可以看出，电磁热滚筒杀青机升温速度快，达到指定温度约16m in，而电热管式的滚筒杀青机升温到指定温度需至少30min。该杀青机16m in处理88.4 kg摊青叶（一芽二三叶），耗电19.8 kW·h，即每小时产量约330 kg摊青叶，实际功率74.25 kW。总体来说，电磁杀青机的升温速度快，能耗较电热管式低。

四、机器故障及其排除方法

电磁热滚筒杀青机使用过程中可能会因为电动机、滚筒等机件原因出现滚筒运转不灵活或不转、电机不转等故障，也可能因杀青时间、温度等控制不合理，鲜叶采摘不标准等加工技术问题出现杀青叶焦叶、偏老、红梗、红叶或滚筒出叶口粘叶等各种现象，对应这些故障现象，如何排除可见表3所示。

表3 电磁热滚筒杀青机的故障及其排除方法

五、运输安装及调整

电磁热滚筒杀青机在运输安装与调整中，应注意以下问题。

1.运输时茶叶滚筒杀青机要求放置平稳，不能扭曲。

2.本机不用地脚螺钉，只要安装在平整的水泥地面上，平稳即可。

3.必须认真检查使用电源的电压与本产品选用电器的电压是否相符，并接妥地线和触电保护器，以保障人身与设备的安全。

4.对各传动件、传动链轮、轴承座、滚动托轮，包括电动机和传动机构的三角带轮作1次全面的检查，螺栓、螺钉是否拧紧，各润滑点是否上足润滑油。

5.主导轮与滚筒大传动轮间切忌加润滑油（脂）。

6.接通电源启动机器空运转，检查传动机构运转是否正常，滚筒运转方向是否正确，滚筒和机构的运行平稳、正常、无卡阻现象和异常声响。

六、结论

电磁热滚筒杀青机的主要优点有：以电作为能源方式，相对于柴、煤等能源方式能有效降低燃料的运输成本，同时无废气废渣等环境污染问题，滚筒导轮等的寿命也可有效延长；而相对于电热管式的滚筒杀青机，其加热方式为非接触式的感应加热，升温速度快并且无传导媒介等的消耗，达到在产量不变的情况下，能耗减少30%以上的技术指标；更值得一提的是，滚筒本身即是热源，温度控制尤为准确及时，对茶叶的品质有了极大的保证。

[1]刘彦祖,刘保国.电磁加热技术在机械加工中的应用[J].现代制造技术与装备,2016,(4):95-96.

[2]滑金杰,袁海波,尹军峰,等.绿茶电磁滚筒-热风耦合杀青工艺参数优化[J].农业工程学报,2015,31(12):260-267.

[3]袁英方.绿茶杀青技术研究概述[J].茶叶通讯,2017,37(1):37-39.