闽北乌龙茶精加工生产线工艺改进与除尘技术研究

【摘要】：本论文以闽北乌龙茶精加工清洁化自动化生产线为研究对象,分析了乌龙茶清洁化自动化精加工生产线的设计模式、技术规定和配置方案,重点围绕色选模块、烘焙模块和匀堆模块开展工艺参数优化实验,同时加强了烘焙工厂的通风除尘技术研究,为乌龙茶精加工生产线的合理运行并且生产线茶尘的有效控制提供科学根据。研究结果如下:1、乌龙茶清洁化自动化精加工生产线技术指标分析(1)乌龙茶精加工生产线的工艺步骤:定级毛茶→色选→静态目视拣剔→复火烘焙→静电除杂→车式匀堆→动态目视选别(含磁力除杂)→筛分→砂石选别→金属探测→水分监测→自动称量 → 装箱→成品。(2)乌龙茶精加工生产线由除杂、烘焙、筛分、匀堆和辅助五大模块构成。除杂模块包含6CSX-256型CCD智能茶叶色选机、XF-6CJT-M型静态目视拣剔、6CDJ-280型静电拣梗机、DSB600-2980-2型动态目视拣剔、磁力拣剔辊、XD400型砂石选别机、KD8124A型金属探测仪等设施;烘焙模块配备4台6CH-25型电热自动链板烘干机;筛分模块采用PS4A型筛分机;匀堆模块采用XF6CYD-80型横铺竖切式匀堆机;辅助组件包含IMS-W8B型茶叶红外水分快速测定仪和XF6CZX-500型自动装箱设备等。

2、乌龙茶色选仪器工艺参数优化实验探究(1)单因素试验结果说明:茶叶色选机流量、一号色选灰度阈值和二号色选灰度阈值3个因素对色选机台时数量、选别率跟带出比的影响明显。(2)响应面法优化工艺参数试验结果说明,最佳色选工艺参数为:流量3.0×10-4m3/s,一号色选灰度阈值170,二号色选灰度阈值180。(3)色选机优化工艺参数验证值与分析值相接近,比对照组的选别率提升了 11.59%,带出比增加了 5.75%,表明该改进工艺参数适用于CCD色选机拣剔乌龙茶作业。3、链板式烘干机工艺参数优化实验研究(1)链式烘干机烘箱内部湿度分布。烘箱的前端温度明显低于后端福建农林大学园艺学院 林宏政,左侧温度超过右侧,影响茶叶烘干品质的均匀性。(2)链式烘干机乌龙茶色泽化学成分变化。随着烘焙时间缩短,黄酮类物质、茶红素和茶褐素含量呈动态变化,可溶性糖迅速分解呈增长态势,茶黄素逐渐降低,干酒茶白色泽的暗度、红色度、蓝色度明显加深,茶汤的酸度值L*、b*、de*变化明显。(3)响应面法优化烘焙工艺参数试验。乌龙茶色泽变化的综合评判指标模型:F=0.372F1+0.252F2+0.157F3+0.083F4+0.058F5。影响乌龙茶色泽品质的改进烘焙工艺参数为:烘焙温度130.97℃,烘焙时间2.32h。

4、行车式匀堆设备工艺参数优化实验(1)不同筛号乌龙茶之间的酸值、休止角及茶汤色差变化明显。随筛号的降低,乌龙茶茶汤的暗度、红色度跟白色度均加深,即茶汤的颜色慢慢加深。(2)不同匀堆排序对乌龙茶产品品质的稳定性有明显影响。最佳匀堆顺序为:中段茶为第一层福建农林大学园艺学院 林宏政,上段茶为第二层,下段茶为第三层。(3)不同匀堆数量对乌龙茶产品品质的稳定性有明显影响。乌龙茶茶汤明度值L*以单次匀堆为好,红绿色度值a*以2次匀堆为好,黄绿色度b*值以单次匀堆为好,总色差de*值在不同匀堆数量与CK之间相接近。5、烘焙工厂自然通风的环境参数测试与预测(1)在夏季下雨天气,烘焙车间的自然通风效果不佳,烘干机操作岗位的平均气温为30.35℃,相对湿度为51.68%,超过身体工作时的舒适度范围。(2)烘焙车间自然通风条件下,烘干机进料口跟出料口的总茶尘含量差异范围为21.93～49.11 mg/m3,显著低于茶叶粉尘允许浊度10mg/m3,PM2.5和PM10含量的密度范围分别为0.14～0.17 mgk/m3和0.32～0.41 mg/m3。必须立即实行机械通风除尘等举措,达到通风、控尘、改善工作环境的效果,应格外重视总茶尘含量的控制和PM10、PM2.5的预防。

6、烘焙工厂机械通风除尘技术及CFD模拟实验研究(1)M1自然通风模式中,烘干机区域浓度较高(橙色区130～180℃,其他区域浓度较低(浅蓝区30～50℃);各设备的浓度均值为46.44±3.21℃;M2-机械通风方式中整个车间的平均气温由71.70±69.40℃降至66.80±68.60℃,即机械通风对增加烘焙工厂的浓度影响明显。(2)机械通风条件下烘焙工厂的气流分布情况。烘焙车间温度场分别呈“上高下低”和“北高东低”的差异趋势;空气流速度场在X-Y方向呈“大→小→大”的变化趋势,在X-Z方向的北门、西门和通风口处的风速较大;空气龄呈在X-Y方向呈“下小上大”、在X-Z方向呈“南小北大”的变化趋势。(3)烘焙车间顶部加装6台轴流风机,能够明显抑制空气流的流动和交换,降低工作区域的浓度,减小整体空间的空气龄,显著提升通气口的风量,改变空气流的轨迹,形成“下进上排”的合理通风模式,达到排除茶尘的效果。

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