茶叶提香装置的制作方法

本实用新型涉及茶叶生产设备领域，特别是一种茶叶提香装置。

背景技术：

现有的茶叶生产多在提香机或提香烘焙机上进行，提香机通常具有封闭的空腔，并内设有加热装置，并通过空气排出提香过程中的水分。现有的加热方式有热风加热和内部加热等方式，其中热风加热具有提香速度快、加热均匀的优势，内部加热具有提香效果好，成茶品质较高的优势。茶叶香气是茶叶的重要品质特征，茶叶的提香工艺是茶叶良好香气形成的关键步骤。目前提香工序的控制，多是通过操作人员的经验加以控制，成品质量难以保证，例如要确保茶叶含水率在5%，是依靠操作人员的手感加以控制。而受到不同茶叶品种、鲜叶嫩度和香型的不同，实现自动控制难度非常大。

现有的茶叶生产是采用的断续式生产方式，设备类似烤箱，一个批次的生产方式导致批量化生产效率较低。现有的茶叶加工采用机械化生产之后，很难保留传统工艺的风味。中国专利文献cn201479841u记载了一种连续化作业茶叶提香机，采用了滚筒的方案。但是该方案会增加碎茶率，而且由于滚筒的结构原因，能耗较高。中国专利文献cn106359685a中记载了一种绿茶提香加工工艺，采用了微波加热方式，进行提香，但是该方案是利用水分子的共振实现加热，对部分香型具有一定破坏效果，使得最终的茶叶成品香型不够饱满，茶叶不耐泡，整体品质下降。中国专利文献cn104904894a记载了一种茶叶提香机及茶叶智能化控制提香模式，采用了plc+pid控制方案，对提香工艺参数进行控制，但是实用新型人发现，该方案的控制精度难以确保，这主要是因为，茶叶中的含水率与空气中的空气湿度的相关性不足，受茶叶原有含水率、茶叶品质和鲜叶嫩度的不同，茶叶中的含水率与空气中的空气湿度之间的关系差异较大，难以用来指导提到提香工艺参数。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种茶叶提香装置，能够实现提香工序的自动化生产，优选的方案中，采用流化床的生产工艺，能够方便的实现连续的自动化生产。能够尽量模拟传统工艺的加工风味，提高茶叶成品品质。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种茶叶提香装置，包括提香箱体，在提香箱体上设有罩体，提香箱体的热风腔与进风装置连接，在罩体上还设有排风口，在排风口的位置设有气体匀混腔，在气体匀混腔的内壁设有传感器，所述的传感器包括湿度传感器和气味传感器。

优选的方案中，排风口设有排风管，气体匀混腔的进口和出口均与排风管连接，气体匀混腔的横截面大于排风管的横截面。

优选的方案中，在罩体的一端设有进料口，另一端设有卸料滑道，提香箱体通过多个弹性元件支承在底座上，在提香箱体底部或两侧设有振动装置。

优选的方案中，所述的振动装置的结构为，振动电机至少为两个，振动电机通过振动架与提香箱体连接，振动电机的输出轴与偏心块连接；

两个偏心块相互靠近，以通过调节两个偏心块的相位控制茶叶的行进距离。

优选的方案中，所述的振动装置的结构为，振动电机至少为两个，振动电机通过振动架与提香箱体连接，振动电机的输出轴与偏心块连接；

其中一个振动电机倾斜安装，以使该振动电机启动后，茶叶从提香箱体的一端运行到另一端。

优选的方案中，所述的罩体靠近底部的位置为柔性结构，罩体通过柔性结构与提香箱体连接，以使罩体不会随着提香箱体的振动而振动。

优选的方案中，所述的进风装置的结构为，风机与热风装置连接，热风装置与提香箱体的热风腔连接，在提香箱体的顶壁设有多个热风孔，热风从热风孔排出；

所述的热风装置包括筒体，筒体的进风口设有滤网，筒体的外壁设有保温层，筒体内设有加热体，加热体与多个导热片连接；

所述的加热体包括加热膜、陶瓷加热片、电阻丝加热器和石英管远红外加热器中的一种或多种的组合。

优选的方案中，在罩体内还设有加热装置，加热装置位于罩体顶部的顶架上，所述的加热装置包括电阻丝加热器、石英管远红外加热器和微波加热器中的一种或多种的组合。

优选的方案中，还设有炒香装置，炒香装置包括一个燃烧室，燃烧室通过管路与罩体连接。

优选的方案中，在罩体的一端设有进料口，另一端设有卸料滑道，所述的卸料滑道采用可升降的结构，当卸料滑道升起时，卸料滑道的挡边构成提香箱体的边沿，以阻挡茶叶通过；当卸料滑道降下时，茶叶可以通过并卸料。

茶叶在提香工序中产生的香气亦称“挥发性香气组分(vfc)”。茶叶中由嗅觉感知到的有香味的物质的总称。依化学成分可分为：非萜烯醇类低沸点组分(vfci)，包括1-戊烯-3醇、顺-2-戊烯-1-醇、顺-3-己烯-1-醇、反-2-己烯醇以及反，反-2，4-庚二烯醛等；萜烯醇类高沸点组分(vfcⅱ)，包括芳樟醇、芳樟醇氧化物、香叶醇、α-紫罗酮、β-紫罗酮、橙花叔醇、顺茉莉酮、雪松醇、吲哚等。依香气类型分为：有嫩叶清爽清香型的顺-3-己烯-l-醇及其酯类；铃兰系清淡花香型的芳樟醇及其氧化物；顿瑰、蔷薇系温和花香型的香叶醇，2-苯乙醇；茉莉、栀子花系甜而浓厚花香型的β-紫罗酮及其他紫罗酮系化合物，顺茉莉酮、茉莉酮酸甲酯；栗实、干果类香型的茉莉内酯及其他内酯类、茶螺酮；禾香型的雪松醇、4-乙烯基苯酚、愈创木酚系化合物；倍半萜烯类；加热香型的吡嗪类、吡咯类、呋喃类等等。香气化合物的种类与数量因茶的产地、品种、施肥量、制茶方式而异。其中品种和制茶方式有决定性的影响，如阿萨姆种茶叶与中国中、小叶种茶香型差异非常明显。前者芳樟醇化合物的含量高，而后者香叶醇含量高。不同的制茶方式产生不同的香气成分，如煎茶由于采取蒸青工艺，其中的含硫香气成分(如二甲硫等)含量较高，而龙井茶中芳樟醇、香叶醇、2-苯乙醇等花香型成分及吡嗪类、吡咯类焦香型成分较高。乌龙茶则由于其特殊的制茶方式决定了其香气成分中橙花叔醇、茉莉内酯、茉莉酮酸甲酯、吲哚等花香型成分含量较高的特性。此外，尚有诸多因素影响着茶叶的香气组分。发明人发现，当含水率接近目标的时候，某些香气更为浓郁，以五峰采花绿茶为例，当提香工序中的含水率接近目标值，茶香中的栗实、干果类香型的茉莉内酯及其他内酯类、茶螺酮等芳香组分的含量增加。本实用新型中提出了在提香机中设置气味传感器以辅助控制提香工序的方案。

本实用新型提供的一种茶叶提香装置，通过在排风口附近设置的气体传感器，配合湿度传感器，能够提高提香工序的控制精度。降低对操作人员工作经验的依赖。提高成品茶的品质。采用振动流化床的结构，能够提高提香工序的连续性，减少人工参与，尤其是能够减少在上料、生产和卸料过程中的产生的碎茶，提高生产效率。设置的多种加热方式的组合，在提高提香加工效率的同时，还能够大幅增加成品茶的品质。尤其是能够较好的模拟传统工艺的风味。设置的靠近底部的柔性罩体，能够使罩体不用跟随振动，从而降低整体能耗。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型中热风装置的横截面结构示意图。

图3为本实用新型中余热回收腔的结构示意图。

图4为本实用新型中气体匀混腔的结构示意图。

图5为本实用新型中卸料驱动装置的结构示意图。

图6为本实用新型中振动装置的结构示意图。

图7为本实用新型中茶叶原地振动时的振动轨迹示意图。

图8为本实用新型中茶叶向卸料滑道方向振动时的振动轨迹示意图。

图9为本实用新型中提香箱体的俯视结构示意图。

图10为本实用新型中提香箱体的横截面结构示意图。

图11为本实用新型中湿度和气味含量变化曲线示意图。

图中：顶架1，罩体2，进料口3，滤网4，热风装置5，筒体51，保温层52，加热体53，导热片54，加热装置6，提香箱体7，热风孔71，随振杆72，热风腔73，振动装置8，振动架81，偏心块82，振动电机83，气体匀混腔9，风机10，炒香装置11，传感器12，余热回收腔13，排风口14，底座15，弹性元件16，料位传感器17，卸料驱动装置18，拉簧181，拉线钢丝182，导轮183，丝杆螺母机构184，升降电机185，卸料滑道19，湿度变化曲线20，醇类气味变化曲线21，酯类气味变化曲线22。

具体实施方式

如图1中，一种茶叶提香装置，包括提香箱体7，在提香箱体7上设有罩体2，提香箱体7的热风腔73与进风装置连接，在罩体2上还设有排风口14，在排风口14的位置设有气体匀混腔9，在气体匀混腔9的内壁设有传感器12，所述的传感器12包括湿度传感器和气味传感器。如图11中所示，图11是湿度和气味含量变化曲线示意图，为便于观察，将湿度变化曲线20、醇类气味变化曲线21和酯类气味变化曲线22进行了叠加，因此本例中仅参考曲线图形本身，而不用考虑具体的含量数值。从图中，可以看出湿度变化曲线20随着增温-保温，呈现先升后降，后部曲线下降速率较慢，无明显的转折位置，难以分辨出较佳的控制点，而且随着茶叶原料的差异，要从空气中的湿度变化曲线20来分辨具体的控制点，难度太高，而且准确性较低。其中醇类气味变化曲线21维持与湿度变化曲线20大致相同的变化趋势，本例中所述的醇类气味主要包括1-戊烯-3醇、顺-2-戊烯-1-醇、顺-3-己烯-1-醇、反-2-己烯醇、芳樟醇、芳樟醇氧化物和香叶醇中一种或多种的组合。而酯类气味变化曲线22则较为明显，在达到一个峰值后，有较为明显的转折位置，便于判断控制点。本例中所述的酯类气味主要包括栗实、干果类香型的茉莉内酯及其他内酯类、茶螺酮；这是由于五峰采花绿茶的栗实类香型尤其浓郁的特点。本实用新型中以栗实、干果类香型的气味作为辅助控制参数，与湿度变化配合，能够实现提香工序中较高的控制精度。针对不同的茶型，可能涉及到不同的监测香型。本例中所述的气味传感器为市售的产品。例如德国airsense公司的pen2型电子鼻。在中国专利文献cn105675649a记载了一种基于吸附动力学的电子鼻数据特征提取方法，记载了如何利用传感器提取样品的气味特征。中国专利文献cn109239207a基于电子鼻的气味识别方法、装置和电子鼻系统，记载了较为具体的气味识别方法，因此，如何进行气味识别的方法属于现有技术的方案。本实用新型是将气味监控引入到茶叶提香自动控制的方案中，作为与空气湿度控制想配合的判断参数，大幅提高了提香工序的控制精度。

优选的方案如图1、4中，排风口14设有排风管，气体匀混腔9的进口和出口均与排风管连接，气体匀混腔9的横截面大于排风管的横截面。由此结构，排出的气体在气体匀混腔9内混合后与湿度传感器和气味传感器进行检测，由于匀混后的气体，能够更准确的反映出空气中的湿度和气味。因此，设置的气体匀混腔9的结构，能够较为准确的监测空气中的湿度和气味。优选的方案中，度传感器和气味传感器采用易于拆卸的结构，在运行一段时间后，便于拆卸进行清洗，以提高监测精度。进一步优选的方案中，在罩体2内还设有温度传感器，用于监控提香温度。

优选的方案如图1中，在罩体2的一端设有进料口3，另一端设有卸料滑道19，提香箱体7通过多个弹性元件16支承在底座15上，在提香箱体7底部或两侧设有振动装置8。由此结构，采用振动流化床进行提香的结构，与柜式结构相比，生产效率更高。与滚筒结构相比，碎茶率更低，能耗也更低。通过振动使茶叶从进料口3运行到卸料滑道19，振动的效果是使茶叶的加热更为充分和均匀，并便于热风将湿气带走。优选的方案如图9、10中，提香箱体7的结构为：在热风腔73的顶部周围设有挡边，两侧的挡边之间还设有多个随振杆72，用于将振动传递给堆叠的茶叶。升起后的卸料滑道19兼作为一端的挡边。

优选的方案如图6~8中，所述的振动装置8的结构为，振动电机83至少为两个，振动电机83通过振动架81与提香箱体7连接，振动电机83的输出轴与偏心块82连接；

两个偏心块82相互靠近，以通过调节两个偏心块82的相位控制茶叶的行进距离。如图7、8中，当两个偏心块82相位相同，则提香箱体7基本在原位上下振动，茶叶处于提香加热状态中，当提香加热结束，需要卸料时，两个偏心块82相位相差一个角度，例如15°如图9中，提香箱体7的振动轨迹成为一个倾斜的椭圆形，从而每次振动茶叶行走一段距离，使茶叶向卸料滑道19运行。

另一可选的方案中，所述的振动装置8的结构为，振动电机83至少为两个，振动电机83通过振动架81与提香箱体7连接，振动电机83的输出轴与偏心块82连接；

其中一个振动电机83倾斜安装，以使该振动电机83启动后，茶叶从提香箱体7的一端运行到另一端。本例中采用一个振动电机83倾斜安装的方案，在提香加热状态下，该倾斜安装的振动电机83不启动，茶叶在原位振动，当需要卸料时，则该电机启动，使提香箱体7的振动轨迹成为一个倾斜的椭圆形，茶叶向卸料滑道19运行。

优选的方案如图1中，所述的罩体2靠近底部的位置为柔性结构，罩体2通过柔性结构与提香箱体7连接，以使罩体2不会随着提香箱体7的振动而振动。由此结构，通过降低提香箱体7的整体重量，从而降低了能耗。

优选的方案如图1、2中，所述的进风装置的结构为，风机10与热风装置5连接，热风装置5与提香箱体7的热风腔73连接，在提香箱体7的顶壁设有多个热风孔71，热风从热风孔71排出；本例中的风机10采用离心风机。

所述的热风装置5包括筒体51，筒体51的进风口设有滤网4，筒体51的外壁设有保温层52，筒体51内设有加热体53，加热体53与多个导热片54连接；设置的滤网4能够减少灰尘的进入，从而避免在加热体53上被烧焦而产生不良的味道。

所述的加热体53包括加热膜、陶瓷加热片、电阻丝加热器和石英管远红外加热器中的一种或多种的组合。本例中优选加热膜，加热温度不超过200℃，热风温度为65~120℃。在排风口14的管道上设置余热回收腔13，余热回收腔13内设有成迷宫布置的换热片，以将引入的空气初步加热，余热回收腔13与风机10的进口连接。进一步优选的，在余热回收腔13的进口处设置一组水冷式冷凝器，将空气冷凝干燥后送入到余热回收腔13内，以进一步提高提香效率。

优选的方案如图1中，在罩体2内还设有加热装置6，加热装置6位于罩体2顶部的顶架1上，所述的加热装置6包括电阻丝加热器、石英管远红外加热器和微波加热器中的一种或多种的组合。本例中采用了热风加热方式和辐射加热方式的组合，除了进一步提高提香效率外，还通过加热装置6模拟传统炒茶提香的效果，例如，通过辐射加热的方式，使茶叶部分位置被焦化，产生焦香的效果。以提高风味。

优选的方案如图11中，还设有炒香装置11，炒香装置11包括一个燃烧室，燃烧室通过管路与罩体2连接。由此结构，进一步模拟传统炒茶提香的效果，例如以柏木等木材炒茶的过程中，木材燃烧的烟气也对茶叶成品产生细微的影响，从而使茶叶成品的香味层次更加丰富。

优选的方案中，在罩体2的一端设有进料口3，另一端设有卸料滑道19，所述的卸料滑道19采用可升降的结构，当卸料滑道19升起时，卸料滑道19的挡边构成提香箱体7的边沿，以阻挡茶叶通过；当卸料滑道19降下时，茶叶可以通过并卸料。卸料滑道19可以采用气缸驱动升降。也可以采用电机驱动升降。本例中优选采用电机驱动升降的结构，如图1、5中所示，具体为：卸料滑道19具有倾斜的滑道，卸料滑道19的两侧设有挡边，卸料滑道19的一端开放，另一端设有挡边，挡边端兼作为提香箱体7的挡边结构，卸料滑道19与提香箱体7滑动连接，设置的拉簧181两端分别连接卸料滑道19和提香箱体7，用于使卸料滑道19始终升起。在提香箱体7的底部设有丝杆螺母机构184，丝杆螺母机构184的丝杆与固设的升降电机185连接，丝杆螺母机构184的螺母与拉线钢丝182的一端连接，拉线钢丝182的另一端绕过导轮183后与卸料滑道19连接，当升降电机185转动，螺母向图5的左侧运动，则拉线钢丝182将卸料滑道19开启，此时茶叶可以从卸料滑道19卸出。

以最优的结构为例加以说明，使用时，茶叶从进料口3进入到提香箱体7上，此时提香箱体7的振动方式为图8中的振动方式，使茶叶向图1中的右端运行，直至均匀摊铺在提香箱体7的上表面，位于靠近卸料滑道19的料位传感器17检测到茶叶经过，即关闭进料口3的闸板，停止进料。提香箱体7的振动方式切换成图7的进料方式，此时只有一个振动电机83运行，使茶叶在振动过程中产生一个间隙，便于空气经过。风机10运行，经过干燥和加热的空气被滤网4过滤后进入热风装置5加热到65~120℃，具体加热温度根据制茶工艺需求设定，热风从热风腔73顶部的热风孔71喷出，使茶叶被加热提香，茶叶中的不良气味首先被挥发，例如青草味，同时水分也被蒸发，进入到气体匀混腔9内，传感器12中的湿度传感器和气体传感器检测到相应数据，发送至主控装置，例如工控机，在热风加热一段时间后，罩体2内的加热装置6启动，通过热辐射加热的方式加热茶叶。一段时间后，当气体传感器检测到相应监控气体，例如与焦香相关的气味数据达到预设后，停止加热装置6。启动炒香装置11，利用少量木材燃料的烟气，调节茶叶的香型，增加烟火气。当气体传感器检测到相应监控气体数据例如与燃料烟气相关的气味后，停止炒香装置11。传感器12检测到湿度降低和目标气体例如栗实类香型的气味开始增大，在越过峰值后，即停止热风供应，保温一段时间，升降电机185启动，卸料滑道19下降开启，两个振动电机83同时运行，将完成提香工序的茶叶从卸料滑道19卸下。茶叶的智能提香操作完成。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。