茶葉揉捻機自動加壓裝置應用研究

　　摘要傳統茶葉揉捻機人工轉動手搖轉輪加壓方式會因為操作不熟練、操作疲勞等原因造成揉捻機成條率、細胞破損率指標不達標，影響揉捻質量，且存在一定安全隱患。通過在揉捻機揉桶加壓桿上安裝由同步電機、同步皮帶輪及同步皮帶組成的自動加壓裝置，不僅可以避免人工手搖轉輪加壓方式的缺陷，而且還可以降低勞動強度、增加工作安全性、提高工作效率，為實現茶葉生產自動化流水作業(yè)創(chuàng)造條件。
　　關鍵詞揉捻機；手搖轉輪；自動加壓；成條率；細胞破損率
　　中圖分類號S226.9文獻標識碼A文章編號0517-6611（2015）06-360-02
　　基金項目桂林市科技開發(fā)項目“高效節(jié)能智能化茶葉揉捻機關鍵技術研究”（20120404-3）；“烏龍茶良種引進與加工技術研究”（20120113-17）。
　　作者簡介劉曉東（1974- ），男，福建福州人，高級農藝師，從事茶葉加工與生物化學研究。
　　收稿日期20150113茶葉是當今世界三大飲料之一，主要包括綠茶、紅茶、烏龍茶、黑茶、白茶、黃茶等六大茶類。揉捻是茶葉初制中的一個重要工序，除了白茶類和綠、黃茶中有些不需要揉捻外，一般在制茶過程中都有揉捻工序。揉捻是運用搓揉的方法破壞茶葉的組織細胞、擠出茶汁、使葉片成條的茶葉初制工序[1]。通過揉捻，茶葉細胞組織部分破壞，內含成分適當轉化與合成，使成品茶滋味更為醇和，香氣更持久，沖泡浸出更均勻，外形更整齊[2]。因此，揉捻是茶葉品質特色形成的關鍵，在茶葉加工中具有重要作用。而揉捻對質量影響最大的是茶葉揉捻后成條程度和細胞破損程度。
　　我國茶葉生產上常用的揉捻機主要是盤式揉捻機，由揉盤與機架、揉桶與加壓裝置、傳動機構等組成。揉桶是裝載揉捻葉的容器，它固定于揉桶框架上，由曲臂帶動運轉（方向、速度固定）。揉捻機在作業(yè)時，揉桶內裝滿殺青葉，在電動機和傳動機構的帶動下，由揉桶、揉桶蓋和揉盤組成的揉捻腔在揉盤上作水平回轉運動；揉桶內的加工葉由于受到揉桶蓋壓力、揉盤反作用力、棱骨揉搓力及揉桶側壓力等作用，被逐漸揉捻成條，并使部分葉細胞破碎而使茶汁外溢，達到揉捻的目的[3-4]。在揉捻機轉速不變的條件下，壓力是增大摩擦力使葉子卷曲成條的主要因素[5]。揉捻加壓大小與調節(jié)會直接影響茶葉成條程度和細胞破損程度，因此根據不同時段的揉捻情況，需要調節(jié)揉捻的壓力。而目前茶葉揉捻加壓過程多為人工操作，根據不同揉捻時段的揉捻葉狀態(tài)，在揉捻機揉桶旋轉狀態(tài)
　　下轉動手搖轉輪壓力裝置進行加壓或減壓，操作人員勞動強度大、且存在一定安全隱患，工作效率低。針對揉捻人工加壓的問題，筆者進行了揉捻機自動加壓裝置的研究，并與人工揉捻加壓進行了對比試驗。
　　1揉捻機自動加壓裝置設計與結構
　　1.1設計方案在揉桶加壓桿上安裝同步電機、同步皮帶輪及同步皮帶， 同步電機通過同步皮帶與同步皮帶輪進行連接，與加壓桿成為一個整體，控制同步電機的正反轉可實現對茶葉的加壓或減壓，從而代替人工操作。
　　1.2主要結構該揉捻機自動加壓裝置是在盤式茶葉揉捻機的基礎上安裝而成，自動加壓裝置安裝在揉捻加壓桿上成為一個整體，由同步電機1、同步皮帶2、同步皮帶輪3組成。其中同步電機1用支架固定在加壓桿4 上，同步皮帶輪3 安裝在加壓桿4上代替原有的手搖轉輪（圖1）。
　　注：1—同步電機；2—同步皮帶；3—同步皮帶輪；4—揉桶加壓桿裝置。
　　圖1揉捻機自動加壓裝置結構示意圖1.3使用方法揉捻機工作時，當茶葉需要加壓或減壓時，控制同步電機的正反轉可實現對揉捻葉加壓或減壓，從而實現揉捻機的自動加壓或減壓，代替人工手搖轉輪進行加壓或減壓。
　　2揉捻機自動加壓裝置與人工手搖轉輪加壓的對比試驗
　　2.1試驗地點南寧市創(chuàng)宇茶葉機械有限公司武鳴茶機生產基地。
　　2.2試驗鮮葉供試鮮葉為相同品種、相同嫩度的鮮葉，采用滾筒熱風殺青機進行殺青處理后供試。
　　2.3試驗設備安裝了自動加壓裝置的揉捻機與傳統人工手搖轉輪加壓的揉捻機同為南寧創(chuàng)宇茶機廠生產的45機型。
　　2.4 試驗處理及方法將殺青葉分成4組進行揉捻對比試驗，由一名有經驗的技術人員根據不同揉捻時段的揉捻葉狀態(tài)發(fā)號揉捻加壓、減壓口令，4組處理的操作人員在相同的規(guī)定時間內，聽從口令統一進行揉捻加、減壓操作。處理1由一名不熟練工進行人工手搖轉輪揉捻加、減壓作業(yè)；處理2由一名不熟練工利用自動加壓裝置進行揉捻加、減壓作業(yè)；處理3由一名熟練工進行人工手搖轉輪揉捻加、減壓作業(yè)；處理4由一名熟練工利用自動加壓裝置進行揉捻加、減壓作業(yè)。將上述4組處理進行10次重復試驗，然后對10次的4組處理揉捻葉樣品測定其成條率和細胞破損率，按《JBT 9814-2007 茶葉揉捻機》行業(yè)標準中揉捻機加工綠茶時的作業(yè)性能指標，對比不同處理后茶葉的揉捻質量。
　　揉捻成條率測定方法：取揉捻葉樣50 g，剔除老梗老葉、雜質，分出未成條葉（包括扁條、扁片）、碎茶和成條葉3種，分別稱重，按《JBT 9814-2007 茶葉揉捻機》行業(yè)標準的成條率計算公式，計算成條率。
　　細胞破損率測定方法：取揉捻葉樣5 g，放入10%的重鉻酸鉀溶液中，浸泡5 min后用清水沖洗，隨機取出20片，將其攤平，用方格計數法統計染色面積，按《JBT 9814-2007 茶葉揉捻機》行業(yè)標準的細胞破損率計算公式，計算細胞破損率。
　　2.5試驗結果與分析
　　2.5.1試驗結果。對4組處理的揉捻葉樣品按《JBT 9814-2007 茶葉揉捻機》行業(yè)標準計算成條率、細胞破損率，10次的4組處理揉捻葉樣品成條率、細胞破損率結果分別見表1和2。
　　表110次4組處理揉捻葉樣品成條率結果%
　　處理試驗次數12345678910處理175.380.572.581.589.485.376.672.880.671.8處理290.289.688.690.588.791.186.889.288.990.6處理389.390.488.288.790.589.680.886.789.488.3處理491.690.487.289.289.890.588.790.290.588.5

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