【摘 要】
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近年来的统计数据显示,国内外市场对于茶叶特别是大宗绿茶的需求量呈逐年增加趋势。杀青环节作为绿茶生产的第一道工序,对其品质的形成至关重要。目前,市面上针对名优茶中小型杀青机较多,对于本研究相关的大宗绿茶杀青机械较为少见,因此对绿茶杀青机械进行设计与参数优化对于大宗绿茶机械化生产有着重要的意义。与名优茶杀青机不同,大宗绿茶杀青机整机尺寸大,绿茶产量高,能源消耗量大,杀青过程中仍存在诸多问题,如滚筒过长
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近年来的统计数据显示,国内外市场对于茶叶特别是大宗绿茶的需求量呈逐年增加趋势。杀青环节作为绿茶生产的第一道工序,对其品质的形成至关重要。目前,市面上针对名优茶中小型杀青机较多,对于本研究相关的大宗绿茶杀青机械较为少见,因此对绿茶杀青机械进行设计与参数优化对于大宗绿茶机械化生产有着重要的意义。与名优茶杀青机不同,大宗绿茶杀青机整机尺寸大,绿茶产量高,能源消耗量大,杀青过程中仍存在诸多问题,如滚筒过长使筒内水汽聚集导致杀青叶含水率偏高问题,以及热能的散失浪费问题等。针对上述问题,本研究对杀青机整机结构及关键部件进行设计,并结合相关软件进行仿真分析,设计了一款大宗绿茶进风滚筒式杀青机,本文的主要研究内容与结论如下:(1)本文综合茶叶杀青的工艺要求,确定了整机设计方案,对茶叶的抛撒杀青过程进行分析,得到茶叶抛撒运动规律以及能使茶叶进行抛撒运动的滚筒临界转速,并对杀青时间进行理论分析得到影响茶叶杀青时间的相关因素。(2)通过理论分析并结合实际生产情况,对本研究杀青机的关键部件包括滚筒结构、导叶板结构、传动机构、喂料机构、筒体进风结构以及其它部件进行设计,并确定了相关结构的具体参数。(3)在整机结构设计完成的基础上,利用Fluent软件对杀青滚筒内进风的温度场以及速度场进行分析研究,得出进风结构可以加速筒内水汽流动,改善水汽聚集情况达到设计目的;利用EDEM软件对茶叶在滚筒及导叶板的作用下的运动进行分析确定了关键部件工作可行性,并以滚筒转速、喂入速率、滚筒温度为仿真因素以分离比和温升速率为评价指标,综合分析评价指标随仿真因素的变化情况。(4)对样机进行试制并进行性能对比试验,试验结果表明:从杀青叶状况、筒内水汽聚集情况、杀青效率以及杀青叶含水率来看,本设计大宗绿茶进风滚筒式杀青机达到设计目的,可以满足大宗绿茶的杀青作业需求。(5)开展工作参数的优化正交试验,工作参数优化正交试验以杀青适度率最大为优化指标,含水率为辅助指标。试验结果表明:当滚筒转速为19r/min、茶叶喂入速率为17kg/min、滚筒温度为299℃时,杀青叶适度率最大达96.32%,含水率也符合杀青要求。并进行验证试验,验证试验结果与优化结果保持一致。
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