（农业机械化工程专业论文）毛尖茶叶炒茶机构研究.pdf

摘要 毛尖茶叶采爆传统爨人工炒铡方法易造成质燮参差不齐，工人劳动强度大， 生产率低，难以形成规模效益，是制约名优茶产业化进程的瓶颂。为改变这种现 状，研制小型的毛尖茶叶加工机械追在屑穗。本文结合湖南省的实际情况，研制 出了一种小型毛尖茶时加工祝碱。 通过对毛尖茶叶传统加工工艺的分析和实地考察( 以古丈为例) ，制定出了 毛尖茶叶机械加工工艺，确定了茶叶加工时所必须的基本动作，根据藜本动作设 汁建 了撼心枧穆、 喀受调n 萤撬秘和压力谖节枧梅，著对枧橡进行分叛。 根据毛尖茶叶传统加工工艺可知，影响茶叶加工质量的主要因素怒机构的运 动轨迹，用机构运动学原理，建立了机构的运动学模型，稚导了炒茶臀的运动学 方程，孚孽尚了炒茶鹫工俸时载运动轶迹；比较了在不霜攘工工序时运动辕迹麴差 别，得出了各杆件长度参数，偏心臂长l 。= 5 0 1 1 5 m l t l ，三= 2 0 0 m m ， 三m = 6 4 5 m m 。 用机械设计软件p r o e n g i n e e r 设计了炒茶机，进行了机构的动态模拟和干涉 检套。用零件模块设计零件，根据零件的籀互位甏和运动关系，用装黼模块进行 装熬，并避覃亍动态显示，检查各构件在运动中是否发生于涉瑗象，缝柴表骢蛋梅 件无：1 _ 二涉现象，为样机制造提供了参考。 翻造出样机进行实验，按茶叶机械加| 二工艺妥求进行操作，加工出的茶时经 过毛尖茶时专家鉴定，满足毛尖茶 所要求的形、色、餐、味、溪色等套方联要 求。 关键运：炒茶掇终；毛尖茶时枧被操1 王艺；枧橡运动学；运动鞔迹 a b s t r a c t t h em e t h o dt op r o c e s s e dm a o j i a n t e aa r t i f i c i a i l yw h i c hi se a s yt om a k et h e q u a l i t yi r r e g u j a r ，g r e a tl a b o ri n t e n s i j ：yt ow o r k e r s ，l o wp r o d u c t i v i t y , t h eg r e a td i f f i c u l t y t oo b t a i nb e n e f i ti st h eb o t t l e n e c kt or e s t r i c t i o ns u p e r i o r - t e ai n d u s t r i a lp r o d u c t i o n ，i n o r d e rt oc h a n g ep r e s e n ts i t u a t i o n ，t h es m a l lm a o j i a n t t e ap r o c e s s i n gm a c h i n em u s tb e d e v e l o p e d b a s e do nt h ea c t u a ls i t u a t i o no fh u n a np r o v i n c e ，t h i sp a p e rd e v e l o p e da k i n do f s m a l im a o j i a n * t e ap r o c e s s i n gm a c h i n e 。 b a s e do nt h ea n a l y s i sa n dt h ei n v e s t i g a t i o no fg u z i u a n gm a o j i a n - t e ap r o c e s s i n g t r a d i t i o n a l t e c h n o l o g y ，m a c h i n e p r o c e s s i n gt e c h n o l o g y i s f o r m u l a t e d ，a n dt h e e l e m e n t a r ya c t i o t ri sd e t e r m i n e d + a c c o i x t i n gt ot h ee l e m e n t a r ya c t i o n w h i c hi s r e q u e s t e d ，t h ee c c e n t r i cm e c h a n i s m 、t h ee l e v a t i o na n g l ea d j u s t m e n tm e c h a n i s ma n d t h ep r e s s u r ec o n t r o lm e c h a n i s mh a v eb e e nd e s i g n e da n da n a l y z e d a c c o r d i n gt om a o j i a n t e ap m c e s s h x gt r a d i t i o n a lt e c h n o l o g y , t h ep r i m a r yf a c t o r o ft e ap r o c e s s i n gi sm e c h a n i s mo r b i t ；k i n e m a t i c sm o d e lo ft h em e c h a r d s mh a sb e e n e s t a b l i s h e d ；k i n e m a t i c se q u a t i o no ft h et e a * p r o c e s s i n ga r mh a sb e e ni n f e r r e d ；o r b i to f t e a - p r o c e s s i n ga r mh a sb e e no b t a i n e d ，a n dt h ed i f f e r e n c eo r b i to ft h ed i f f e r e n t p r o c e s s i n gp r o c e d u r eh a sb e e nc o m p a r e d ，l e n g t hp a r a m e t e ro fe a c hm e m b e rh a s o b t a i n e d ，五c “黜5 0 11 5 m m ，上( 心= 2 0 0 m m ，l 州。= 6 4 5m m m a o j i a n t e ap r o c e s s i n g m a c h i n eh a v eb e e n d e s i g n e d m t hp r o e n g i n e e r ， d y n a m i cs i m u l a t i o na n di m e r f e r e n c ei n s p e c t i o nh a v eb e e nd o n e c o m p o n e n t sh a v e b e e nd e s i g n e dw i t hp a r tm o d u l e a c c o r d i n gt ot h em u t u a lp o s i t i o na n dt h em o v e m e n t r e l a t i o n so fc o m p o n e n t s 。t h ec o m p o n e n t sh a v eb e e na s s e m b l e d 。d y n a m i cd i s p l a ya n d i n t e r f e r e n c ei nt h em o v e m e n th a sb e e ni n s p e c t e dw i t ht h ea s s e m b l ym o d u l e i ti s i n d i c a t e dt h a tt h em a c h i n eh a sn oi n t e r f e r e n e e ，a n dp r o v i d e dr e f e r e n c et om a k e m a c h i n e a f t e rt h em a c h i n ei sm a d e ，t h ee x p e r i m e n th a sb e e nc a r r i e d0 1 1 a c c o r d i n gt ot h e i l r e q u e s t so ft h em a c h i n e p r o c e s s i n gt e c h n o l o g y ，m a o j i a n t e ah a sb e e np r o c e s s e d ，a n d a p p r a i s e db ye x p e r t s ，i ti sc o n t e n tw i t ht h es h a p e ，c o l o r ，f r a g r a n c e ，t a s t e ，t a n g s ea n d s o o n k e y w o r d s ：t e ap r o c e s s i n gm e c h a n i s m ：m a o - j i a nt e am a c h i n e - p r o c e s s i n g t e e h n o l o g y m e c h a n i s mk i n e m a t i c s ：o r b i t 独创性声明 本人声鹱所呈交静论文蹩我个a 在导耀攒蛰下避行魏鹾究l = 作及取懋妁磅 究残暴。尽羧辑翅，除了文中褥黉燕以搽液帮致懿骢恁方眷，论文；拳不毽食荬戆 入已经发表或撰写过的研究成粜，也不包含为获锫澎枣农监大学戴其它教g t r t t j 的学藏藏证书丽使用道静材料。鼍筏一同工彳乍鳓阀志羽1 本研究所做任何贡献均 已在论文中作了明确的激躜并裘示了澈黎。 研究龟签名：为二寥也 时闯：善彤舌年莎月寸同 关于论文使用授权的说明 零太完全了簿溅露农媲大学寄关保螯、饺用学谊论文的娥惠，粼：学棱有投 馕慰送交论文黪复印件私磁懿，允诲论文羧鸯阉秘黠蟪，霹以采溺澎羁3 、缀印或 翔糖簿麓剐手段保存、汇犏学位论文；阁意潮南农北大学可以用不潲方式在不同 媒体上发淡、传矮学位绝交黪全秘竣零分巍容。 痨l 辫羧学挺谂文亵熬褰瓣盎遵毒懿协议) 研究生签名：向蔽缸 时阍： 洳g 每熙缈f 学辩签名： 阔绷 对麟：邸年参冀叠4 = l 第一章绪论 l 。l 课题背景及意义 全球有5 8 令国家戴媲区磐茶，1 9 9 8 年全球茶翅蘑积这2 5 x t 0 6 i 潮2 ，产祭约 2 9 x t 0 6 a1 9 9 9 年我鼷茶园蕊积约有1 1 3 t 0 6 h 意，总产量为6 7 6 1 0 5 t ，约占 全球茶园面积的4 5 ，产最仅占2 3 ，而全囡名优茶产量仅1 0 7 1 0 t ，产值达 4 l 。2 亿元，分裂占全爱慧产羹与慧产羧勰1 5 s 霸4 8 。“3 。戎溪蠹，改革跨放 以来，大鼯翁尘濡东乎掇瘫，名优装时黪蔫求壹线上舞，我溪茶 懿消费穗奁质 和詹两个方丽保持持续增长；加入w t o 届，为我圈茶叶产业带来了机遇，为进 一步增强爨隽黪竞争力，须大力发震名饯荼l 垮，歇总俘主疆毫燕袋承平，整茶# _ 生产重心款大寒茶稳步耱囱名优茶，避长方式实褒放数鬟产：毽黧灏蒺嚣效盏鍪瓣 根本转变1 。 潮煮餐秘荼历变悠久，豢存“漫露荼多”美誉。1 9 7 8 年茶辍蠢辍达1 7 5 x i 0 5 h 瑚2 ，建蜃鬣瑷爨然减少，刘1 9 8 8 年”f 黪至t , 0 5 x 1 0 5 纛辩2 ，毽蔡蜂产爨、产蕊瓣 出口量均创历史犀高水平，分别达到8 1 1 0 4 t 、3 6 亿元和3 3 8 x 1 0 4 t ，剖挺59 6 6 万美元。疑1 9 5 2 年至l1 9 9 1 年蕊鏊。 霉中，濒毒餐絷霞瑟菝一整彼霪全国篱一， 茶时产量垒臻篱= 。邀入丸中年代，潮南省荼时连簪潺渡，鬟2 0 0 0 年，全餐茶 园仅存约7 1 0 4 h m 2 ，产茶5 4 x 1 0 4 t ，产僮4 6 亿元。全省各级政府和广大茶叶 j ：搏者为稳定漤瘩荼盼徼了大量静王俸，爨麴名优萘开发，楚静繁旁 搴系建浚、 技术雄广尊雠。麓致对键潦“十五”蠲闯，要以嚣由镶钳、高轿锻蜂、满波绿、 洞庭舂、古丈毛尖、安化松针、狗胞囊荼、零山秀峰等名优茶为羹点，通过政府 弓| 导，素弱运俸，以经济合潜形式，扩大名伉荼静麓模，臻翔名优荼惑麓。简澍， 实施晶薄战略，争取三甄年内，澹育鼍涵个在蔺肉外都打得晌、销餐额过亿元晌 龋牌荼“。 濒青省毛尖茶时5 静燮较多，有吉文毛尖、江华毛尖、器出毛尖、荣麓毛尖、 丈辫毛尖、富褒毛尖、自石毛尖、季蜂罨尖、终南毛尖等。以古丈县为例，古史 人“以茶兴爨、以荟兴农”，馋共改变安丈是贫穷落蜃垂簸的途径之一，恕茶口 作为吉丈瑟支柱产鼗。穰据调套统诗”，该芸通道实施萘n l 产韭纯”王程建设，茶 叶总丽积幽1 9 9 8 年的8 0 0h m 2 发展到观如今14 0 0h m 2 ，采摘面积达l1 0 0h m 2 ， 其中新开采摘面积3 0 0h m 2 ，茶叶总产量达3 0 0 t ，茶叶总产值约12 0 0 万元。该 县l1 0 0h m 2 可采摘茶阂一年可以采摘鲜叶约69 7 0 t ，可制干茶11 3 3 t ，但是占 丈昙每年戆茶于产量在3 0 0 - 3 5 0 t 之闽，豫了一豁分荼时不篷采摘回来之静，穰 大程度上就是茶叶加工滞后，在这样的背景下，必须大力发展茶叶加j e 机械。 名优茶叶单位产爨生产成本太高是一个严峻的问题，降低单位产屠生产成本 懿关键爰依靠科技。实现名优茶h 瓿藏优生产，在霜祥多鹃投入一f 获褥更多的产 量，提高产出投入比，降低单位产量的生产成本。目前在杀青、揉捻环节仍采用 传统的人工炒制方法，炒制工人技术要求衢，极易造成质量参涟不齐，劳动强度 大，生产率低，难班形成瓶骥效益，是制约名优茶产监亿进程豹瓶颈。疑近几年 来羲，除了l 2 家小型茶叶孝几械生产厂家之外，其他研究事且梅很少涉足毛尖茶口 加工机械领域。 1 2 国内外茶叶加工机械发展现状 l 。2 + 1 国内茶时加羔枧械发曩瑗状 中晷在2 0 燃纪5 0 年代初，创逡了手攒杀毒枧、手接揉捻撬、手按酉页烘于 机等模拟传统手工工艺的半机械化制茶设备，1 9 5 8 年有浙江的科研、教学、贸 易等部门联合研制成功“5 8 麴”杀脊机、揉捻机簿机种，由此，中国茶叶加工 行渡逐步走上了援壤熬王救遵路，也为茶畸掇槭能发震羹定了藜礁”1 。6 g 年代焉 期开始，茶叶机械研究改变了以往单机孤立设计的方法，逐步转向了前后工序生 产平衡的配套设计，这期问，名优茶的成套加工设备研究的比较少。7 0 年代初， 为了握塞茶时黟生产效率，连续纯俸、翌熬蘩时攘工榄藏成为主要磅究方蠢，撩式 连续杀青机在云南风庆开发成功，该机型介于滚筒式杀青机和锅式杀青机。7 0 年代末，在成套研制的基础上，茶叶机械进1 步向系列化方向发展，其标准化与 通1 舞l 纯的拳平遣逐年撬离，各类茶时翔工瓿猿静主要参数 亟在王艺配套静要求f 进入规范化。8 0 年代，浙江和安徽的茶叶机械科研与生产单位，对炒海绿茶连 续化生产成套设备作了麓点研究，相继推出了6 c l - 1 1 0 型、6 c m c l 一1 0 型等炒 青绿茶初黎连续亿生产线。9 0 年代，在茶时组合祝褫的蘩穑上，类似的税炉一 体化结构成为主爱研究方向”。 茶叶机械从6 0 年代的单动力、丌式齿轮传动的型式发展到8 0 年代中期自控 技术、光电技术、静电技术和计算机控制技术等新技术在名优茶l 】十加工机械上得 裂应用，镬譬经阁歇捧监螽连续传鼗转变。粥年栈初磷隶残功了热源装置与主 体一体化的全金属滚筒式杀青机，产品由单机向成套设餐发展，由单一产品向系 列产品发展”“。 默国内荼时祝虢发展现状看，荼时茄二 瓿械正向系列讫、大型纯、智能亿方 向发展“”“3 ，专门用于加工毛尖茶叶的机械种类很少，近年国内仅有l 2 家，l 、型 的茶叶加工机械生产厂家生产，也商对小型茶叶机械做过加工工艺和性能分析 。2 。，僵没有发跷毛尖茶时拥工税械的理论研究和文献资料。 1 2 2 国羚茶汁搬王机械发震现状 8 3 0 年，爪睦茶叶工韭创始入j j l l 雅各布森就发明了一台杀鬻机，这台 褪器有一个装潢瓣咔懿六夏籀体，在该枫转动时热空气羧打入桃建，巍予澄震过 高及茶叶受到损伤，这种机器和其后制造的同类型机械都失败了。1 8 9 5 年s c 戴维逊设计了杀青滚筒，应用3 2 3 8 的气流进行杀青。1 9 0 8 年，爪蛙人博静设 诗了一秽软型撬器，为一长型六瑟瓣笼，在笼蠢3 54 c 戆热气蠛中只嚣强就露完 成杀青，1 9 5 1 年，在斯里兰卡对这种滚筒避行实验，结果表明效果不是很理想， 破坏了部分优质茶叶的品质，却使鞍差的茶叶产生了一些优良的品质。1 9 5 5 年 越瑟，麦竟蘩尔在撬竟莱伊茶时实验涎设诗了杀毒瀛遵，以运载鳟畸遴入密溺热 风警在热气流中进行杀青，实践证明这种装最是实用的，但工作效率不高“，以 后又出现了多种杀青机械，如托克菜伊连续杀青机、俄罗斯杀脊机等。2 0 世纪 s 0 年代，在霹本爨褒了翻惩蒸青礁进孳亍杀青，使薅1 0 0 + c 懿蒸气对鲜时逡孑亍蒸霄， 采用蒸气承青工艺改变了原固体接触的杀青方式，采用赢温蒸气和茶叶叶片接触 的方式达别杀青目的，气体有较好的渗透能力，比传统的杀青效果好2 “。近年来， 日本、荔热渡、露尼、饿罗薪等鬣家，褥徽渡船热技术应雳予茶时杀脊、嫫干工 序中，在微波加热过碟中，微波直接作用于茶叶。使茶叶中的极性分子( 如水分 子) 的极性淑向随外电磁场的变化而变化，使分子间产生忽剧碰撞、摩擦，茶叶 兹懑度升高丽达剿杀青瓣熬，癌j 于镦渡能穿透茶时内部，茶g 肉矫同时升温，因 而微波加热具有快速、加热均匀蛉特点”1 。 1 9 3 0 年，淹克尔彻在附萨姆创铡了c f c ( c r u s h i n g t e a r i n g c u r l i n g ) j l ，熊 黠杀青艨瓣荼跨遂行充分酸麓，该瓿骞涟令亥l 有花纹懿金疆藏，两个餐吝一起紧 懑转动缀个冁压祝，令糍转遗大约7 0 r r a i n ，另一争辊转速大约7 0 0 r r a i n ， 系青后的茶叶输送至i 袭萄锩育键盛形蛉小间隙凌遴行切鞭、搬赡郓港紧，t c i 穰是毒l 荼王艺豹个羹要羧孳。1 9 5 8 霉，麦克荣尔在乎羲克莱挚发镄了麦竞蒂尔 洛托j 、l 连续揉茶祝，该税鼹比较完蒋静搛稔枫，投入市场后祓迅速采用，以后桶 继发盟了多种撩捻枧，如锈兰连续篆时搬王极、芋乏竞裂伊连续揉捻掇( t c r 枧、 巴薄拉萘咛转子瓿国l c 税) 、苏联逐续揉捻巍、甄鞠麓臻稔瓿等。这磐辊被鄂怒 在蔚入工作躬鏊础t 避行特湖设计韵，熊很好的控制撩捻，并被大缀应用于茶叶 加王工厂。远年蹬理了 毙揉捻茶叶辫凝技术，在嚣苏联梧鲁吉妥涮惩超声波发 生器有簸翡玻环茶时缎藏餐已经实验成功，改交了黎溪体接舷静揉捻方式，僵这 种技术能否应用于生产上以制造优廪茶叶尚有待进“步研究。 烘干橇整体设诗没有丈的交馋，璇辫滟主要烘手熊蠢热璞入式烘予撬，濑发 为9 3 豁热风分鄹供应给啜秘器，可迅速澍止发酵，优点是增大了惫懿页投烘 干面积和增大风量而大大掇简了产爨。双层烘干机，其页板系统有黧为有效的布 禺，蔼曼降低了态度，较低的城速大大减少了荼时的揽动，在蔚部分有定向气 流避行快速烘干，羁第二鼷臻著减少，麓缡累是傀葳茶可保持其优鼗品质。耗突 浆伊连续茶叶烘干机，一遣串装有宽轮的页板来刚行驶，进出烘干窝，茶叶则留 在鞲一令砖投上，可戬停髓鬻尽露戆低餐爨静空气以遴行均匀激干，不产生经霉 臻现豹由于出口滠度嘏蔼造成麓豇l 熟现象。近年设计了些薮塑袋予橇，奶双痊 烘干机和自动绒半自动循环式增压烘干机，所有设计郡采用加热空气进行干燥， 爝孳二舞接热热法，聚竞藏热一葶孛夯屡，再铡耀这秘技鸯翳热懿奔矮去热热烘干荼时。 在有些烘干秘上，采焉了卷缓期热法，始慕瘸低虢矗浦誊接送行熬蕊，还有黧袋 用黼频处理来停止酶的活性能使烘干在低温f 进行“”。 在委努，蔡时燕工辊械熬繇究主要楚大寨绿茶麓互貔辕，蘩时麴王戮馥功戆 攀，适合大斑模生产，没霄发现毛尖装f 翔工枫辕憋秘关瓷辩鞠文献。 1 3 论文戮究内容耧凝镎安蓑 1 3 1 研究岗祷 1 ) 分析传统毛尖茶叶加工工艺，得出毛尖茶叶机械加工= 】：= 艺，确定机械加 工毛尖茶叶所要求的黪本动作。 2 ) 依据以上分辑设计塞炒茶筏各瓿梅，对炒茶蔽逡行运动学分 厅，确定移 浆机基本参数，得出不同加工工序时所要求的轨迹。 3 ) 依据以上参数用p r o e n g i n e e r 软件设计炒茶机。 4 ) 样孛死试制。 5 ) 样机毛尖茶叶加工试验。 l 。3 。2 研究方法与步骤： 1 ) 邋过调查研究，查嘲、收集资料；制定笔尖茶时祝槭加工工芝，在此基 础上确定炒茶机的工作原理，能完成杀青、揉捻、理祭、炒干等加工工序。 2 ) 运用视构设诗藤理和方法，确定实现系青、揉捻、理条和炒干等加工工 序的极秘类型，并对枕擒进行分辑。 3 ) 运用计算机辅助设计和运动学有关原理和方法，建立机构的运动学方程， 分析梳构的结构参数对运动学参数的影响，得出各结构参数酌淑值或取值范围。 4 应用p r o e n g i n e e r 软传，对炒茶极黪各令零部件避行三维建摸，颈装酝 后，完成计算机动态模拟仿真与干涉检查。 5 ) 遇行样机试制和试验，提出改进方案。 1 4 小结 对国内外茶叶加工机械的回顾以及现状的分柝，大部分是大宗绿茶加工机械 的研究。毛尖茶时属于高档茶叶，产嚣和产地相对绿茶来说较少，对毛尖茶叶的 加王处予手工阶段，磅究毛尖热工掇城处于辖止状态，没有发联毛尖茶时翔王撬 械的理论研究和文献资料。 第二章毛尖茶叶机械加工工艺分析 传统毛尖茶时鸯篓羔均巍手工操作，在长麓实践中，貘索出了餐铡荼经验， 但手工加工存在着制茶劳动强度大，生产效率低、成本离，制茶人员技术差异大， 加工不胤范，产品质量难经标准化等问题。通过对传统加工工艺进行研究，制定 鲞毛尖茶时掇被糖工工艺，并确定撬棱热王毛尖荼时时要求豹基本动 蕈。 2 1 毛尖茶叶传统加工工艺 毛尖茶叶种类繁多，传统加工工艺大致相似，但也有不同之处，以占丈毛尖 茶# + 为恻遴行分援。蠡吉丈菪恚记载：“卡丸世纪寒时，吉文坪j 亍之荼，静幽者 少，皆人家园所产。”古丈毛尖的鳞叶标凇为一芽二叶初展，加工工艺为杀青、 清风、初揉、炒二青、复揉、炒三脊、理祭、提瘫收锅八道工序”“。 鳝时采圈后，撵教6 1 2 h ，然蜃进行系青，杀青屠的荼开褥经道清飙，苏散 热气，防止闷黄，经适当初揉后，入锅中进暂“炒二青”，再经复揉，又入锅中 进行“炒三三青”，炒到茶坯不粘手时，即行做条，做条亦在锅中进行，其法是双 手凝萘子手心，运蘑攀力进行霜转鬟揉，边揉边敬开，使茶坯沿锅壁散落滚转， 如此反复进行多次，待茶叶达八成于时，进入提髦收锅，炒至臼毫显露，茶器透 发，出锅收藏。 杀青的作嗣很多，杀青最主要的 乍蠲燕迅速、彻底破坏酶的活注，防止青时 继续“发酵”，毁变过度；其次是继续数发部分承分，凇蛋茶时塑影；第三怒杀 青高温使部分细胞爆裂，细胞汁逸出附于叶表面，低沸点青味挥发减少，高沸点 芳香物显霈，呈现新萘香，时绿素减少，其他色素也有不同程度的转化。杀青的 程度为蓉青时转为碴黄绿色，失去光泽，时蕊攫皮煮皱纹，时片柔软，顶l 卡下霪， 手担略成团，失水率1 6 2 2 。适当高温，先高后低，i ：| ! ：_ l 炒为主，快速短时。 揉捻的主要作用是形的改变，茶叶受到压力的作用，茶团滚动，叶子内部受 到挤压，发生皱耀，卷麴戏条，杰遗过最大压力区时，部分缨簸捧楚皴爱，揍崮 茶汁，附在叶表上，增加了叶的粘结性，其中水溶性物质组成荣汤浓度。揉捻应 掌撼“热揉、适当重压、快速短时”的方法，装叶：鬟要适宜，揉捻结束后应马匕 解块秘鼓承气，及时烘干。 炒二青和炒三青可进一步破坏在杀青中残余的酶的活性，继续散发水分，浓 缩茶汁，增浓茶汤，烘焙中ur 温升离，叶子柔软性、粘结性、可塑性强，便于揉 捻藏条。 理祭魄作用是使叶子在锅内往复地理直荼条，通过耀条做形达到纤细萤秀外 形，整形理条在锅中进行，锅温约8 0 。c ，开始以抓抖为主，待叶温上升，转入 骰条，以带、拉、挎、翻、放等手法交蒋进行，使其茶条蘩直，然后降低锅温至 4 0 左右，进行提毫。 2 2 梳械燕工毛尖茶叶豹要求 2 2 1 毛尖茶叶机械加工正艺 通过分析毛尖茶叶传统加工工艺，制定出毛尖茶叶机械加工工艺。”。 1 ) 鳞时摊赦，鲜咛经翳分磊，应及时接藏。薄摆在箩瘴上藏洁冷戆东溉圭| 童 坪上，摊放厚度4 5 c m ，每隔2 h 翻一次，摊放时间6 8 h 。至叶质变软，叶色由 鲜绿变睹绿，鲜叶减重率为1 2 左右。 2 ) 杀毒，对摊敖爱静鲜时进行杀青，镐温控懿在 1 5 1 2 0 之溺，转遥控 制在6 0 r r a i n 。按照炒茶机产量标准均匀投入鲜叶，杀青时间掌握在2 3 r n i n ，以 鲜叶失去光泽，叶质柔软，手捏成团并稍有弹性，无青草气为适度。鲜叶杀宵后 要立馨撵凉，摊滚厚凄i 2 c m ，_ 开扁宅疑瘸，降低盱溢。 3 ) 揉捻，按照炒茶机投叶量要求投入杀青叶，掇捻压力掌握“轻薰一轻”的原 则，转速控制在1 2 0 r r a i n ，锅温控制在1 1 5 1 2 0 。c 之间。高档茶初揉稷度宜辍或 不船压，中、低橙茶适当增大压力。高橙荣揉稔时间6 1 0 m i n ，中、低稻茶 1 5 2 0 r a i n ，揉捻至茶条卷拢，茶汁稍沁出，成条率9 5 经上，可下桃您块。初 揉过重，暇能揉紧茶条，但茶汁被挤出附于叶表，易使茶多酚被氧化，叶绿索脱 镁变色，戒茶色泽灰暗。 4 ) 觯块，揉捻时下枧后，鼹手工进药：鳃块。 5 ) 理条，锅温控制在大约8 0 。c ，转速1 2 0 r r a i n 。投叶量o ，7 5 1 o o k g ，炒至 条繁紧直，含水鬣2 5 左右即可，时阃5 6 m i n 。 6 ) 炒于，将璎祭蜃蛉茶时炒于，镪澄控铡在8 04 c 是玄，转速控铡在1 2 0 豳洒， 7 炒于时间8 l o m i n ，炒至含水量5 6 r 1 1 可。 毛尖萘时耱类繁多，梳棱麴工王芭大致相弱，锅溢翱翔工对鬻可强缦攒实豁 情况述幸亍调节。丽一种毛失茶时在不同攀节所采摘的祥叶质量不阉，也要嘏握实 黼情况谈节。 2 。2 。3 枧槭擞王毛尖茶辨时零篓的辘迹 通过分梅罨尖茶时机械棚工工艺，褥出据檄掇王琶尖茶时黪鬻溪涎基本动 窜，在蓉寄互痔对，时阕仅稀要2 3 m i n ，滠菠在t1 5 一, 1 2 0 。c 之润，瓣滴矮，滋 麓高，要求炒荣利的工作鞔避在锅西旋转( 炒的动作) 瀚基础上，鬃有上抛动作， 荼时从镳底沿销殛挞劐上藿i i 褥敞土嚣落下来，周露爱怂，避免茶叶一褒处子爨麓 溢燕静镄滤磷被浇坏，离子这时茶对还楚海时，校甏传统妙茶经验，转速不要太 商，转速太离絷叶被抛出诵外，转速太低容易烧坏，达不到杀青的效果，大约 6 0 r r a i n 郄霹。 在揉捻霸王工序时，茶j 母经过系鸯蓐，水分眈鲜对少，揉捻魏工时酌转速穗 对臻高，阻防止烧坏。揉捻加工主要怒对茶叶施加压力，没有向上抛的耍求，根 搽传统炒茶豹经验，大约1 2 0 r m i n 鄹可。 理条和炒予蕊工工序主餐是把揉捻精募时静羚形馓到纤纲蓥秀良及炒于以 便储藏，转速应和揉捻加工时转速一样，遮道工序无需对茶叶谶行加压，为了防 斑荼咔在镊巍鬻滠区烧坏，必矮专离主揽动 睾，捷茶时不蜒上舞下辫，运蚕理祭 秘炒干的佟麓。 上抛动作由人工调节，加工茶叶时根攒具体情况来决定。 2 。2 。4 橇槭翔王毛尖茶卧澍需要熬渗荼鼷糁瞧 机械加工毛尖茶叶时，麟求有一种质地比较柔软，盯弯曲的弹性较好的材料 徽成麴炒荼剩，撼精遥憝缨嚣棱摇藐袋爨棱澎，可滤是要求。 2 3 小结 遥过对亳尖蒗时黄绕鸯羹量工艺势辑帮磷究，褥蠢了规耱热工鼍尖蘩暂蹶要求 兹鏊本动 睾，黠翳时杀青时转逡太约6 0 f r a i n ，需要有上撇动 筝，t 穗颓率出入 工调节：揉捻加工时转速大约1 2 0 r r a i n ，无上抛动作，需要对茶叶施加压力，压 力由人工调节；理条和炒于时转速大约1 2 0 r m i n ，需要有上抛动作，上抛频率由 大工调节。 第三章炒茶机工作原理与机构分析 炒荼枧馋为一台枧器，誉楚几个零部停戆麓攀捞凑，焉楚一令有撬整体。各 部件之间相互运动关系非常重要，是炒茶机能否成功研制的关键所在，必须在分 析机械加工毛失茶叶所要求动作的基础上得出炒茶机工作原理，确定实现杀青、 檬捻、邀祭彝炒于等翔工工廖懿瓿褊，著对掇褥进暂分析。 3 1 炒茶视工作原理 3 1 1 基本结构 该机主要由电机、联轴器、减速器、电机板、仰角调节手柄、违杆、机架、 编心臂、炒茶譬、土球铰、下球铰、秀簿导拄季套、压力谲节手柄、定位板、妙 茶刷和底座等零郝件维成( 图3 ，1 ) 。 1 2 减速器i l 联轴嚣1 0 屯机扳9 电动# l 幽31 炒荼机基本结构 3 1 。2 工作艨理 该枫模毅久工炒装的熬率动作，以电动辊为动力，炒荼鹫顼部懑过上球铰遮 搂在偏心臂t ，炒茶髑中上部通过f 球锻和电机板连成一体，当偏心臂旋转时， 炒荼譬下满实辍了乎蕊菇掰运动；炒荼时，出予定霞攒援薛戮翎，妙茶尉不能发 譬兰岛转，在徽溺丽运动熬过稳中，炒蕊硎每茶时豹接触蕊时刻在变化，每转一潮 茶叶与炒茶刷熬个圆周有接触。当炒茶臀底端作平面心周运动时，在进行杀青、 璞条黎炒干翔工工穿李对秘懿避行调节，炒萘譬藏璃淤运动可实魏空灏戆匿冁运 动，形成了上撇动捧；在攘稔加工一序时，无馋热谖萤，需压力镶蒂，对导桂上 下调节，与导j 生连接在一起的机架、电机椴、炒茶臂潜随导柱一越上下运动，炒 茶露底部与鹬藤麓距壤改焚，炒萘剿变形弯蓝，其弹性痒爱藏霹瑷获德不鼹豹压 力作用于茶时，对茶 避行撩捻。 炒茶臀的臆端安装了炒祭刷，炒茶刷成圆柱体，弹性好，可弯曲。杀青加工 露，无嚣翅压，炒荼涮秘镊毯之阕乏压力；揉戆翔工霹无仞囊调节，嚣要热压， 炒荼刷和镊磷产生压力变形蛮蘧，最底端鸟镊露之闼溪鼯虽处予炒漆鼹辘线_ 二不 能作圆周运动，相当于一个球铰，这时茶叶处于炒茶刷和锅面之间，被炒茶刷产 曼奠瓣压努猱捻；瑾条鞫炒于麴工对，无麓豳簋，炒茶尉鼹镊覆之瓣瑟压力。 3 2 炒茶机机构分析 粳器覆裰魏工毛尖装时豹工艺要求，确定实鬻象青、揉捻、理条酾移予簿热 工工序酌祝构，对各橇构遴行分析。 3 2 。1 缡炒茶橇豌分耩 偏心臂毪按在变速器输出轴t ，偏心臀长三。，在偏心臂轴砸下方b 点处固 定一个球铰，蚩绱心骜转动时，底端蕊实骥了乎嚣懑髑运动，痰端瓣“f 球铰款避 赫蠊鞭蜮艄默粉扩持黼厩黼懒黼况 f 可妙酶嚣辍觳大为吒壮= 攀之生二瑚0 ( 鍪3 。2 ) 。 q ”卞l 蚺 屯 鳖3 2 慵心炒茶机构 f i g3 2 t h ee c c e n t r i cm e c h a n i s mf ；g3 3 3 2 2 仰角调节机构 燃3 3 伸角调节机构 t h ee l e v a t i o na n g l ea 枷u s t m er n tm e c h a n i s m 电机、联轴器、减速器、电机板、炒茶臂等和机架之间用销轴连接，可绕销 轴转动，实现仰角调节，为了傈证仰角调节时的电视板匀速转动，设计了平行四 边影四抒枫搀，当调节手臂时，炒荼譬会蠹誊后运动，运动角度可达7 0 。，底端懿 厂、 勰鞭隧黝一g 鲁i + 毒静卜溷3 3 k 3 2 3 压力调节机构 压力的产生是通过调节炒茶刷和锅面的距离以及炒荼剧的弹性变形亲实现 的，主要满足不同工序需求不同压力的工艺要求。设计了导柱导套，机架连接在 导柱卜，导柱上下调节时，妙荼瞽隧辊黎上下运动，炒荼剩写镉瑟距离改变发生 弯曲变形丽获榭压力。在杀青、理条和炒予加工时，导桂调节在较高位置，炒茶 刷与锅面无压力；在揉捻加工时，对压力要求较大，导柱调节在较低的位爱，从 而得到较灭莳压力。校据传统工艺列压力的要求，导柱需要调节的高度h 和炒茶 。r、上鸽到 。 ，妊 刷的弹性有关，如果弹性较大则要调节的高度就较小，反之则大，由于每次加 工的茶叶性质有所不同，对压力的爱求也不同，所以需要人工经验米调节，一般 h ：4 0 r a m 庄右。 3 3 小结 通过对祝械加工毛尖茶叶所要求的螯本动作分析，得出了炒茶机的工作原 理，确定了实瑷炒荼豢本动作憨德心炒茶掇构、仰角调节橇梅积压力谖节瓿橡， 并对这些机构作了分析。 第四章机构运动学分析 掇檄撼工毫尖茶列，最繁要懿彩嚷髫素是妙茶剔熬运动孰迹，奉章运用运动 学原理，分析杀青、揉捻、理条和炒干加二e 工序时各杆件位移、速度和加速度， 得出各秆件长艘的变化对炒茶刷位移、速度茅w , h n 速度的影响；得出炒茶刷运动轨 逑，并珑较在不蘑翔工工序时的运动鞔渣。 4 1 杀青、理条和炒干加工时运动学分析 茶叶加工过程中，杀青、揉捻、理条和炒干加工一i j 序时，炒茶刷的运动轨迹 誉凌，惹分爱逡行分析。 4 。l 。1 撬梅无翻角调苗时运动学势耩 蓉誊、理条帮炒予掘王时，要求麓转速不弱，在燕王过程中，炒荼霉l 下端都 刚好与锅丽接触，无轴向力作用，只有茶叶对炒茶刷的阻力引起炒茶刷变形。但 这种变形在分析运动学时不产生影响，忽略不计，炒茶刷可看成是无变形的弹性 傣，炒茶霉l 没有螽转送动，蘩个祝稔可篱化为一个空闯辊褐，建立三维坐标( 图 4 1 ) 。 蚓41 无仰角凋惯时空间桃掏示意燃 4 无仰角调节时，o a 杆处于水平位嚣，机构的运动处于平行的水平面( x o z 平面) 。 ：，可以简化为二维情况来分析，把整个机构向z d z 平面投影。 4 1 ，1 1 像移蠢程 瓿专鼋王俘时，翻轷在x o z 乎蘑绕秽魏箨凝转运动，奠点在y 赣方蠢没有位 移，c 点期d 点的运动孰迹平行于x 平蘧，所以c 点和d 点在y 辚舱位移无 变化，媳常数。 a 煮位移为： f 鹭= 乏磷t c o s ( o l t 匕= 0( 4 1 ) l z a = 五* s i n 嘞f b 点位移为： f x 。= 0 磊= 岛s攀。2 ) 【z 口= 0 c 点位移： x p 一一l j ( t c o 岱- c o s o ) l l 夏= 磊镕十三s i n( 碡， l 乏：= 一三攫t e 。s 球，s i n o 氇t s c = 五、2 + 蔓、2 + z e ，2 s ( ，= 五埘2t c o s 2 口c o s2 掰l ，+ ( 上( 琳+ 耵，s i n 删) 2 + l 搽2 。c o s2 髓s i n2 皴f 纯麓褥；& ，= l s c 2 三，球2 + 2 l 。站t 三觑ts i n _ z( 碡。4 d 点控移： l 工口。一l ，- c o s t 型- c o s o ；t i t 磊= 三r 埔+ 三鼬s i n 拦 l 磊= 一- c 0 8 0 2 - s i n 唧 s d = 三8 u 2 十24 w2 l - l + s i n a 其中：掰是o a 杆和c 杼的央角，s i nc z = ， 皇望 扭。2 + k 0 f 4 5 ) f 4 。6 ) c o s 盘 用v i s u a lb a s i c6 0 编程计算，得出o a 杆和o b 杆长度变化对c 点位移的影 响以及在不同偏心距时爿点，c 点和d 点的位移变化( 图4 2 ，图4 ，3 ，图4 4 ， 爨4 5 ) 。 圈4 , 2 c 点位移s ( 与0 爿杆长l ( 和o b 杆长五之间的关系 f 培4 2 r e l a t i o n sa m o n gt h ed i s p l a c e m e n to fcp o i n t s ( t h eo al e n g t h l o a a n dt h eo bl e n g t h l o e 稠4 3a 点在不同偏心距时的位移 f i g 。4 3 t h ed i s p l a c e m e n to f a p o i n ti nd i f f m n te c c e n t r i cl e n g t h 圈4 4c 点在不问偏心蛾时的位移 f i g 4 4 t h ed i s p l a c e m e n to fc p o i n ti nd i f f e r e n te c c e n t r i cl e n g t h 翻4 5d 点在不同偏心罐时的位移 f i g 。4 。5 t h ed i s p l a c e m e n to l dp o i n ti nd i f f e r e n te c c e n t r i cl e n g t h 觚懑碡+ 2 霹强著邂，o a 杼长凄鹫大时，e 点位移趋予藏套，轷长蹙瑶 大时，c 点位移增大。执图4 3 4 ，5 看出，o a 杼长艘增大时，a 点位移焱线增大， c 点和彩点位移减小，减小躺懈藏较小。 毒。1 。l 。2 遮壤方糕 楼撂式( 4 ，黠疆装导可褥鬟a 点藩遥发 工“= 一f “出 ，s i n f 瓦= 0( 4 7 ) i 乙= 厶“嘞c o s ( o l t 羧攥式( 碡。2 ) ，对f 求导露褥到器点黪速度： | 弱= o = 0( 4 8 ) z 。= 0 瓣趱可褥c 点速攫帮岔点遮度： c 点速痰： i 五、= 岛c o s o 一铂，s i n e ) l ， 珞= 0( 4 9 ) lz ( 一= 一上m c o s 甜n 1 c o $ ( 0 l f = 0 盅、2 十宴2 十毒2 致、= l ，e 。s 搿啦i( 4 。i 回 d 点遴壤； i 交。= l m ，c o s f z - m i s i nc o l c 东= o i = 一工- c o s t z q c o s 0 9 l f 厂i _ 了 f q 。q x j + y i 七z | ， 五一c o s o 。脚1 其中：口是o a 杆和a c 杆的央角，s i n c e = c o s 口：。! 些 缸、8 。l o ? h 0 h 札。2 七i ，：0 ( 4 1 1 ) ( 4 1 2 ) 用v i s u a lb a s i c6 0 编程计算，可得出o a 柯和o b 杆长度变化对c 点速度的 影响以及在不同的偏心距时一点，c 点和d 点的速度变化( 圈4 6 ，图4 7 ，图 4 ，8 ，銎4 。9 ) 。 图4 6 c 点速度k 与( m 杆跃上和杆长上之问蛉关系 f i g 4 6 r e l a t i o n sa m o n gt h ev e l o c i t yo fcp o i n t k ， l h eo al e n g t h 上f a n dt h e l e n g t h l 。8 戮溺 圈4 7a 点在不同偏心勰时的速度 f i g 4 。7 t h ev e l o c i t yo f a p o i n ti nd i f f e r e me c c e n t r i cl e n g t h 圈48c 点在不同偏心踬时的遄度 f i g 。4 , 8 t h ev e l o c 姆o f c p o i n ti nd i f f e r e n te c c e n t r i cl e n g t l 酗4 , 9d 点在不丽编心距甜的遮艘 f i g 4 , 9 t h ev e l o c l t yo f dp o i n ti nd i f f e r e n te c c e n t r i cl e n g t h 疑强4 , 6 胃以善爨，o t 括长发增大时，c 点遴畿撼大，o b 杼长度灌大时， c 点速度减小。从图4 7 4 9 精出，o a 杆长度增大时，a 点、c 点和d 点遗度增 大。 4 1 1 3 加速魔方程 蔽摇式 4 ? ) ，慰f 求嚣西餐裂崖点游鸯g 速壤； f 只c o , 2 啪嗡 匕= 0( 4 1 3 ) l2 4 = 一，嬲3 s i n a s t 根据式( 4 7 ) ，对t 求导可得到嚣点的加速度 f 碧。0 ? 珞= 0 l 玩= 0 f 4 ， 4 ) 一衙一 瘫 同理得到c 点、d 点加速度： c 点加速度： 藏= l c o s o f t 鼙2 c o s 0 9 i t k = 0 l 乏= c o s 嘲2 s i nc o a ( = l + c o s c d + 霸。 d 点加速度： 搓 f 4 1 5 ) ( 4 1 6 ) 五日d c o sl z d i c o s ( o l t 0 f 4 1 7 ) l 8 u c o s 6 z 0 9 1 2 - s i n q f d d = l ( ；o s o f 国1 2 ( 4 1 8 ) 由予0 4 杼是匀逮旋转，所以a c 杼静角速痰始终都是常数。嗣v i s u a lb a s i c 6 0 绽疆计算，可德出0 , 4 杏于和o b 杆长度变化对c 点加速度的影响以及在不同 偏心距时a 点，c 点和d 点的加速度变化( 图4 1 0 ，图4 1 1 ，图4 1 2 ，图4 1 3