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名优绿茶加工机械的种类及使用维修

2016-02-19秦海生

现代农机 2016年6期
关键词:鲜叶筒体运转

秦海生

名优绿茶加工机械的种类及使用维修

秦海生

近年来随着农业结构的调整和优化,茶叶产业迅速发展。加之近年来农机购置政策的拉动,茶叶机械化迅猛发展,推动了茶叶加工业的发展壮大。但茶叶加工机械化是一个全新领域,很多人对此知之甚少。本文以绿茶加工机械为主,介绍其种类、性能、安装、使用与维修知识,以期促进这一产业快速、健康发展。

1 绿茶加工机械的种类

我国茶叶种类繁多,形状千姿百态,风格各具特色。应用机械化加工制作,使用的机械设备种类形式也较多。由于名优茶中以绿茶类生产的品种和数量最多,故生产应用的名优茶机械也多以绿茶机为主。名优茶因加工方法不同,可分为炒青型、烘青型和半烘炒型,使用的机械设备也相应地分为炒青型机械、烘青型机械、半烘青型机械。绿茶加工机械若以制茶形状分,可分为条形茶、扁形茶、卷形茶和针形茶机械4类。各种茶的特殊形状,主要是使用不同的机械设备,尤其是整形设备加工制作而成。绿茶名目繁多,加工技术十分复杂。就其工艺过程而言,主要有鲜叶处理、杀青、揉捻、整形、烘干等工序组成,故绿茶加工机械又可分为鲜叶处理机械、杀青机械、揉捻机械、整型机械、烘干机械等。

近年来我国绿茶生产发展迅速,形成热潮,刺激了茶叶机械的研发和生产。其中一些名优茶通用加工设备,如杀青机械、揉捻机械和烘干机械等已较成熟。整形机械近年来质量提升很快,也基本满足生产要求。目前国内茶叶加工部分环节尚需手工辅助,还没有达到全程机械化的水平。

2 主要茶叶加工机械的结构与性能

2.1 鲜叶处理机械

茶叶加工中应用的鲜叶处理机具,除鲜叶摊放常用的竹制工具外,主要有用于雨水和露水叶叶面水脱除的鲜叶脱水机。该机的工作原理与家用洗衣机的脱水装置一样,它由转筒总成、机体、底座总成、刹车装置、电动机及开关组成。雨水叶装入网袋放入转筒,经高速旋转,叶面水即被脱去。该机由电气开关控制运行和制动,并由刹车装置使转筒克服惯性,快速制动。使用该机脱水,能脱去叶面90%的水分。及时脱水,可保证成茶品质,尤其是能提高茶叶香味,并可节约大量的制茶燃料。

2.2 杀青机械

绿茶加工的杀青,有炒青和蒸青两种方式,其杀青机械也有炒青和蒸青两类。炒青式杀青机有锅式杀青机、筒式杀青机两种形式,筒式杀青机有滚筒式、圆筒式和瓶式等形式,蒸青式杀青机为网带式一种。

(1)锅式杀青机由炒叶锅、炒叶腔、炒手装置、传动机构和炉灶等部分组成。炒叶锅的形式有直径30 cm的半球形和直径40 cm的半圆柱形两种。一般为双锅并列形式,传动机构置于两锅中间。炒叶锅上部为炒叶腔,下口与炒叶锅相连,上口大,下口小,高度30 cm左右,前侧设有可供开关的出茶门。炉灶热源有电热和烧煤(柴)两种形式。用电时,每锅装机容量为3 kW。作业时热源对炒锅直接加热,将鲜叶倒入炒锅,电动机通过传动机构带动炒手装置对茶叶加工(翻炒),从而完成杀青过程。炒手装置正转炒茶,反转出叶。该机加工鲜叶生产率10~30 kg/h,机械构造简单,杀青效果好。

(2)滚筒式杀青机由筒体、炉腔、机架和传动机构等组成。筒体直径有25、30、40、50 cm等多种规格。以30 cm为例,筒体长度为135~150 cm,内焊接3条螺旋导叶板,筒体前后用4只托轮支撑,其中前端2只为主动托轮,由电动机通过减速传动机构带动并通过摩擦力使滚筒旋转。该机可以用电或煤(柴)提供热源。炉腔、筒体、传动机构均装在由角钢焊接而成的统一机架上,机架下方还装有行走轮,可使机器灵活移动。滚筒式杀青机作业时,炉灶对旋转的筒加热,鲜叶进入滚筒内,在筒内旋转导叶板作用下,翻滚、抛散、前进,吸收筒体热量,失去部分水分,使加工叶内酶的活性迅速被破坏,达到杀青目的。该机具有叶温升高快、杀青均匀、能连续作业等特点。使用得当,制茶品质好,单台加工鲜叶生产率20~30 kg/h。

(3)筒式杀青机有圆筒形和八角形两种。筒体主要工作段为圆周、两头进出茶端为锥形的杀青机,称为圆筒式杀青机。基本结构由筒体、传动机构、炉灶和机架组成,机灶一体,统一装在机架上,筒体长度120 cm,工作段直径长60 cm,正转杀青,反转出叶。热源由炉灶烧煤 (柴)提供。该机杀青鲜叶生产率15~20 kg/h。这种杀青机因进出茶口均较大,作业时有利于水蒸气的散发,可获得较好的杀青效果。尤其是近年来出现了一种吹风式圆筒式杀青机,其结构与一般机型相似,只是增装了一台出叶风机,并使圆筒单向转动。这种杀青机作业时,筒体单方向转动,炉灶对筒体加热,鲜叶由进茶口投入;杀青结束时则开动装在筒体前端的小型鼓风机,将筒内杀青叶用冷风全部吹出筒外,出叶顺利干净,且可使杀青叶快速冷却,保持色泽绿翠,符合名茶加工要求。

(4)瓶式杀青机实际上也是一种圆筒式杀青机,结构与圆筒式杀青机相同,只是瓶式杀青机的圆形筒体一端大一端小,形状像瓶。瓶式杀青机其大端直径有70、40 cm,相应筒体长度有75、110 cm等规格,操作方式为间歇式作业,筒体正转杀青,反转出茶。

(5)蒸青式杀青机是一种应用蒸汽杀青原理的杀青机。当前茶叶生产中推广应用的有网带式,蒸床面积最小的一种为0.5 m2。它由网带、蒸汽发生器、机架和传动机构组成。网带与蒸汽发生器及传动机构均装在机架上。网带由不锈钢丝或镀锌钢丝编织而成,总长4 m,两端自行相接形成无端形式。3个网带由5只金属滚筒支撑,并由传动机构带动运转。网带作业时,首段60 cm用于上叶,后面30 cm出叶,中间65 cm为蒸青工作段,俗称蒸床。蒸汽发生器的主体是一只薄钢板焊接成的方形水槽,内装有3只“U”形电热管,功率3 kW,电压220 V,用于对水加热,发生蒸汽。蒸床紧紧覆盖在蒸汽发生器上口,并以75~90 s时间匀速通过。为防范蒸汽泄漏,提高蒸青效果,在蒸床上面装有蒸床盖,蒸床盖与蒸汽发生器形成空间,构成蒸汽杀青室。蒸青机作业时,蒸汽发生器连续产生100℃的常压蒸汽。当加工叶在网带带动下通过蒸床时,经蒸汽快速穿透,叶温迅速升高到90℃以上,使鲜叶中酶的活性迅速中断,并消除叶中的青草气及苦涩味道,使叶质柔软,完成杀青工序。该机用于名优茶杀青,成茶叶完整,叶底翠绿,汤色嫩绿明亮,可获得蒸青茶特有的香气和滋味。

2.3 揉捻机械

揉捻机械用于完成制茶中的揉捻作业,使加工叶卷曲成条,并适度破坏叶细胞。其型号较多,以揉筒直径分,有6CR-16型、20型、25型、30型、35型等多种。揉捻机主要由揉桶、揉盘、加压装置、传动机构和机架组成。

揉桶一般采用铜板卷制,它固定在揉桶三角架上,工作时由传动机构通过曲柄带动在揉盘内作水平回转运动。如常用的6CR-25型揉捻机,揉桶直径为25 cm,桶高19 cm,每桶可揉捻杀青叶1.5~4 kg。

揉盘一般有圆形和方形两种形式。圆形揉盘用铸铁铸造成花盘形,盘面上铺设铜板,揉盘中心开有出茶口,并装有出茶门,盘面上冲压或装有10~12条月牙形棱骨,利于揉捻时使茶叶成条。方形揉盘一般采用在金属架上铺硬木板,中间部分下凹,盘面上装棱骨,中间不开出茶门,采取揉盘前端下落、揉盘前倾的出茶方式。

加压机构有单柱式和杠杆配重式两种。单柱式是通过转动装在揉桶一侧单立柱中的螺杆,使与螺母连成一体的揉桶盖上下运动,实现加压或减压。杠杆配重式的揉桶悬挂在杠杆中间,杠杆销连接在揉桶一侧的杠杆支架上,加压块可在杠杆的导轨上前后移动,以此实现加压或减压。

茶叶揉捻机以电动机为动力。其传动机构的传动过程一般是由三角皮带轮减速,再带动蜗轮蜗杆减速箱减速,然后再通过曲柄带动揉桶回转。

揉捻机作业时,揉桶内装满茶叶,揉桶在揉盘内作水平回转,桶内茶叶在揉桶盖的压力、揉盘的反作用力、棱骨的揉搓力及揉桶的侧压力作用下被揉捻成条,并使部分叶细胞破碎,茶汁外溢。

2.4 干燥整形机械

干燥整形是名优茶加工的重要工序,工艺技术要求高,手工作业劳动力消耗多,因此近年来研发并投入生产的茶叶干燥整形机大量投入生产领域。从用途看,大致有以干燥为主和边干燥边整形两类机具。前者如茶叶烘干机等,后者如电炒锅、煤饼炒茶灶、扁茶整形机等。

(1)茶叶烘干机有盘式、手拉百叶窗式和自动烘干机等类型,主要用于烘干型或半烘炒型茶叶的初烘和足火烘干。

盘式烘干机,亦称抽屉式烘干机,由热源、风机、烘盘、烘箱等机构组成。热源有电热和煤柴两用金属式热风炉供热风两种形式。烘盘以冲孔板或铜丝网作底,配以木质边框,状似抽屉,插入烘箱内,层数以设计摊叶面积而定,有2~6层不等,摊叶面积为0.5~1.0 m2。该机作业时,风机将热风炉产生的热风引入到烘箱内,分层通过烘盘,对烘盘内的茶叶进行干燥。烘干时以手工向盘内投叶,刚上叶的烘盘放在最上部,不断向下调换,到最下部烘干出叶。这种烘干机结构简单,使用可靠,制茶品质良好,但操作较繁琐。

手拉百叶窗式烘干机用于名茶烘干时,多用摊叶面积为3 m2的6CH-3型,由烘箱、风机和热风炉等机构组成。烘箱通过风管与风机和金属式热风炉相连接。作业时,热风炉产生热风,由风机通过风管自下而上送入烘箱,并以手工向最上层烘板投叶,也可以手拉每层烘板的操作手柄,使茶叶从上而下,一层层下落换层,直至完成烘干从最下层出叶。这种烘干机结构简单,烘茶品质好,使用可靠,但操作较麻烦。

自动烘干机,由上叶输送装置、烘箱、传动机构、风机和热风炉等机构组成。上叶输送装置和烘箱内的烘层由金属网组成,共有三组,每组自成无端回转形式,两边以链条固定牵引,上叶输送装置与最上一组烘层做成一体,烘层全部安装在烘箱内。作业时,金属式热风炉产生的热风,由风机分层送入烘箱内各层,传动机构带动上叶输送装置和各层网带运转,上烘叶由上叶输送装置送到上层网带,随网带不断前进,并顺序落到第二层、第三层,热风不断穿透网带上的叶层,使叶内水分蒸发,完成烘干过程。这种烘干机的摊叶面积有0.75~2.50 m2多种规格,台生产率为5~15 kg/h。其优点是能够自动连续作业,操作方便,但机器结构复杂,造价较高。

(2)电炒锅用于名优茶的手工炒干和整形。目前生产中应用的电炒锅,基本上是以杉木板箍成的上口大下口小的木桶做炉身,桶内下部以膨胀珍珠岩或硅酸铝纤维保温,上面放置以碳化硅材料烧制的远红外电炉盘,电热丝就嵌装在电炉盘的凹槽内。炒茶锅装在电炉盘上方,锅口直径64 cm,电热丝分作2~3组,总容量3 kW,每组设一开关,排装在木质炉身上部。作业时,电热丝接通,一边直接加热炒茶锅,一边手工对加工叶做形,达到干燥整形之目的。

(3)煤饼炒茶灶是一种结构外形与电炒锅相似,以手工炒制的名优茶加工机具,锅口直径64 cm。其不同之处是在炉身木制桶(或钢板焊制)炉身内砌筑可烧煤饼的炉腔,从而以煤饼做燃料。炉腔呈十字形,共4个圆孔,作业时最多可放12个煤饼,一旦引着,可燃烧10 h左右,可通过炉门和烟囱内活门开闭控制炉温,在缺电的茶区使用,很受欢迎。

(4)往复多槽式扁茶整形机在我国皖、浙等地生产应用,杀青、理条、整形在一台机器上完成,同时该机还可用于多种名优茶的杀青等工序,普及率较高。

该机由多槽式长形炒叶锅、机架、热源、传动机构和加压棒等机构组成。多槽式长形炒叶锅以薄钢板冲压而成,有三槽、五槽、六槽和七槽等4种。热源有木炭、煤柴和电热3种类型。热源装于炒叶锅下部,二者同时装在机架上,由热源直接对锅体加热。传动机构由电动机通过减速箱带动曲柄机构运转,使炒锅在机架上部的轨道上往复运转。作业时,热源对炒锅加热,将鲜叶投入往复运转的槽式长形炒叶锅内,各槽内的叶量要均匀适度,随着槽式炒叶锅的运转,加工叶被不断炒制,在适宜的温度下,完成杀青工序。长形槽式锅的特殊结构和垂直于轴向的往复运动,使杀青叶沿轴向顺序排列,不断翻转,得到初步理条。杀青叶出锅后,经过摊晾,然后以两次杀青叶的量,投入锅内继续理条,直到基本成条,即可在每一槽内加一根加压棒,开始扁形茶的整形加工工序。加压棒多以塑料管内灌黄沙,两端封死,外面紧包棉布制成,通常有几种重量规格,视加工叶状况选用。在适宜的整形锅温下,炒叶锅不断往复运转,加压棒不断在槽内对已理条的加工叶进行滚压,直到全部成形、干燥,完成扁茶加工。这种机器生产率为1.5~2.5 kg/h干茶。

3 茶叶加工机械的安装、使用与维修

茶叶加工机械的正常运行,是保证茶叶及时加工的关键环节。要保证机械的正常运转,除了机械本身的性能和质量之外,正确地安装、调试、使用、维护是非常重要的。及时地维修保养,还可延长机器的使用寿命,减少零部件的更换和修理费用支出,避免不正常的生产中断,可以保证生产的连续性和降低成本,应该引起足够重视。

3.1 茶叶机械的安装和调试

茶叶加工机械以中小型为主,加工者可根据其生产规模来选择配套。这类机械在制造时已装配成台,一般现场不必用地脚螺栓等安装,大多在车间摆好,作简单连接并接通管、线,即可投入运转和使用。

在机器安装前应按茶叶加工车间平面布置要求,根据流水线作业工艺顺序来确定各机器的安装位置。在机器开箱时,按使用说明书和装箱单对机器状况是否良好,有关零部件、备件、附件有无丢失和损坏进行检查,为安装做好准备工作。

茶叶机械安装时,各种机器安装位置地面要水平,当用水平仪测定地面不平或倾斜时,应使用水泥沙浆做平台,再安装机器设备。

机器安装完成后,应检查机器各紧固件连接是否良好,各配合间隙是否正确,否则应紧固和调整。检查各减速箱内的润滑油 (名优茶加工机具上使用的均为10号或者20号机油)数量是否符合标准,检查各润滑点是否已加注适量润滑油,必要时应加注。检查电动机三角带松紧度是否适当,检查方法是以拇指按压三角带中部,能按下10 mm左右为宜,否则应进行调整。在此基础上,可用手转动皮带轮,使机器转动,看有无摩擦声和卡滞现象。如一切正常,即可开动电动机,进行空运转,运转3~5 min如无异常,就可投入正常生产。

3.2 茶叶机械的使用、维修和保养

茶叶机械在启动前,一定要检查在运转部位有无影响机器正常运转的工具和其他物品。在机器周围没有障碍的情况下,才能接通电源,使机器运转。凡是有热源的机器,应先使炒茶滚筒或烘叶网带等运动部件运转,再生火或接通加热电源。制茶结束时,应提前几分钟退火或关闭加热电源。在茶叶出净后,让滚筒和网带等继续运转5 min左右再停机,以避免滚筒等局部过热而变形。

机器使用过程中,应按使用说明书的要求及时加注润滑油,尤其是传动链条和开式齿轮等部位,更应及时加油润滑(注意加润滑油、脂不可过量,否则可能污染加工叶)。但应注意,一些靠摩擦传动的部位,如滚筒式杀青机的主动托轮与滚筒滚圈之间,不准加油,以免打滑而影响滚筒运转。各种茶叶加工机械在使用中,均应按说明书规定的数量投叶,切不可过多过少,以免影响加工质量。

作业中应注意安全生产。排除机器故障时,应停机后进行维修。机器运转中严禁用手和身体其他部位清扫揉捻盘、加压棒等运转部件上的茶叶和杂物,以免造成人身伤亡事故。作业时,应时刻注意机器运转是否正常和有无异常声响,电动机和轴承处的温度是否过高,发现异常应及时停机检修。

每天作业结束后,应及时切断电源。对机器和车间进行一次彻底清扫,尤其是清除机器上的茶垢。清除炉内余火后,方可离开车间。

机器每年应进行一次彻底维修保养。制茶季节结束后,对机器进行全面清洗,更换超过磨损极限和损坏的零部件,更换轴承内的润滑脂,调整各部位的间隙,恢复机器的良好性能和状态,在易于生锈的部位涂抹润滑脂,用塑料薄膜等覆盖后封存。存放机器的场地应通风干燥,绝对不能漏雨雪,机器上不得堆放物品或重压。

作者信息:南郑县农机推广与安全监理中心,723102,陕西

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