滕靖，鄭鵬程，龔自明

新型立式解塊機(jī)研制與應(yīng)用

滕靖，鄭鵬程，龔自明*

（湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹茶葉研究所/湖北省茶葉工程技術(shù)研究中心, 湖北 武漢 430064）

本文介紹了一種新型解塊機(jī)，其采用立式轉(zhuǎn)動(dòng)軸（筒）架構(gòu)，設(shè)置多層打散臂，作業(yè)時(shí)，茶坯重力自落，多次打散，具有下料快、不易堵塞、解塊效率高等特點(diǎn)。經(jīng)測(cè)試，其對(duì)不同結(jié)塊程度的茶坯一輪次作業(yè)均可完全打散，且不傷茶條，適用性廣。本設(shè)備已獲得國家發(fā)明專利授權(quán)，并在全國茶區(qū)廣泛應(yīng)用。

茶葉加工；茶坯結(jié)塊；立式；解塊機(jī)

茶鮮葉中含有淀粉、果膠質(zhì)、蛋白質(zhì)等物質(zhì)[1]，揉捻作業(yè)破壞細(xì)胞壁后，這些物質(zhì)涉透到葉表面[2]，粘性增強(qiáng)，易導(dǎo)致揉捻茶條結(jié)團(tuán)成塊，影響后續(xù)加工。因此，解塊是揉捻后茶坯[3-6]加工的必要工序之一。

解塊作業(yè)多采用解塊機(jī)進(jìn)行。傳統(tǒng)輪轉(zhuǎn)式解塊機(jī)[7-8]，其轉(zhuǎn)動(dòng)軸橫置，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上裝有打散桿或梳齒，作業(yè)時(shí)，結(jié)塊茶坯通過高速轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的打散桿或梳齒而被打散，由于結(jié)構(gòu)原因，存在茶坯易堵、解塊效率不高、打散不夠充分等問題；近年來，也有采用熱風(fēng)滾筒[9]進(jìn)行解塊，其原理是結(jié)塊茶坯隨旋轉(zhuǎn)筒體上下翻滾及熱風(fēng)烘干的雙重作用下達(dá)到解塊的目的，但此解塊方式茶坯溫度升高，水分散失，僅適用于部分綠茶的加工，而對(duì)于揉捻程度重，茶坯結(jié)塊更多紅茶加工則不適用。因此，在生產(chǎn)中亟需一種解塊效率高、打散效果好、適用性廣的解塊設(shè)備。

本文設(shè)計(jì)了一種新型解塊機(jī)，采用立式轉(zhuǎn)動(dòng)軸（筒）架構(gòu)，軸（筒）體上設(shè)置多層打散臂，解塊作業(yè)時(shí)，茶坯重力自落，多次打散，具有下料快、不易堵塞、解塊效率高等特點(diǎn)，整體設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，即可單機(jī)作業(yè)，又適用于生產(chǎn)線中連續(xù)化加工。

1 新型立式解塊機(jī)的構(gòu)造和原理

1.1 機(jī)械構(gòu)造

立式解塊機(jī)主要構(gòu)造有外筒體、內(nèi)筒柱、打散臂、電動(dòng)馬達(dá)等組成，具體如圖1所示，

主要部件有外殼體（1），進(jìn)料口（2），分料盤（3），打散臂（4），打散區(qū)（5），分隔片（6），內(nèi)筒體（7），軸承（8），傳動(dòng)軸（9），連軸器（10），馬達(dá)（11），出料口（12），固定架（13），支撐腳（14）。設(shè)備與茶坯接觸部分均采用食品級(jí)材料。

1.2 工作原理

作業(yè)時(shí)，首先啟動(dòng)設(shè)備，待分料盤運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，將揉捻后有結(jié)塊的茶坯通過傳送帶進(jìn)入進(jìn)料口，隨之進(jìn)入到分料盤，并在分料盤高速轉(zhuǎn)動(dòng)的離心力作用下被甩入到外殼體的內(nèi)壁與內(nèi)筒體的外壁之間的打散區(qū)內(nèi)，茶坯在打散區(qū)內(nèi)與多個(gè)打散臂發(fā)生碰撞，打散后的茶條在離心力和重力雙重作用下落入到打散區(qū)底部，由出料口滑落到輸送帶，輸送至下一工序。

圖1 立式解塊機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡圖

1.3 參數(shù)指標(biāo)

新型立式解塊機(jī)，型號(hào)6CJK-50A，整體尺寸540mmí540mmí930mm，功率750W，馬達(dá)轉(zhuǎn)速1550r/min，配備1：2齒輪減速機(jī)。整體結(jié)構(gòu)采用立式設(shè)計(jì)，打散區(qū)域?yàn)榘霃?50mm～250mm環(huán)形筒壁之間，內(nèi)筒柱垂直方向上設(shè)置4層打散臂。作業(yè)時(shí)，茶條在分料盤離心力和重力雙重作用下落，歷經(jīng)四次打散，解塊機(jī)的轉(zhuǎn)速根據(jù)茶坯結(jié)塊程度的不同可以在200 ～800r/min范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)，解塊產(chǎn)能可達(dá)450～800kg/h，效率極高。

2 不同解塊方式對(duì)比試驗(yàn)

為了驗(yàn)證立式解塊機(jī)的性能，分別就揉捻后綠茶、紅茶茶坯進(jìn)行不同解塊方式的比較試驗(yàn)。

2.1 試驗(yàn)處理

2.1.1揉捻后綠茶茶坯不同解塊處理

2019年5月，1芽2葉規(guī)格鄂茶1號(hào)鮮葉原料，殺青后，準(zhǔn)確稱取殺青葉90kg（殺青葉含水率59.25%），分為3等份，均采用6CR-55型揉捻機(jī)揉捻30min，然后分別采用輪轉(zhuǎn)式、熱風(fēng)滾筒、新型立式等3種解塊機(jī)進(jìn)行解塊作業(yè)，比較其效率、效果及碎茶率。

2.1.2揉捻后紅茶茶坯不同解塊處理

2019年6月，1芽2葉規(guī)格鄂茶1號(hào)鮮葉原料，萎凋后，準(zhǔn)確稱取萎凋葉60kg（萎凋葉含水率58.50%），分為2等份，均采用6CR-55型揉捻機(jī)揉捻90min，然后分別采用輪轉(zhuǎn)式、新型立式2種解塊機(jī)進(jìn)行解塊作業(yè)，比較其效率、效果及碎茶率。

2.2 結(jié)果分析

揉捻后綠茶茶坯不同解塊方式對(duì)比結(jié)果如表1所示，本次綠茶揉捻時(shí)長30min，程度中等，揉捻后茶坯有30%左右的結(jié)塊。解塊效果方面，三種不同的解塊機(jī)一輪次解塊作業(yè)均可將結(jié)塊茶坯基本打散，但效果略有差異，其中輪轉(zhuǎn)式解塊機(jī)有2%茶坯團(tuán)塊未散開，這與其一輪次作業(yè)僅單次打散有關(guān)；熱風(fēng)滾筒和立式解塊機(jī)可將茶團(tuán)全部打散，效果較佳。效率方面，解塊30kg綠茶揉捻茶坯，輪式解塊機(jī)耗時(shí)10min,熱風(fēng)滾筒解塊機(jī)耗時(shí)15min，立式解塊機(jī)耗時(shí)2.5min，折算成臺(tái)時(shí)產(chǎn)能分別為180kg/h、120kg/h、720kg/h。碎茶率上，三種解塊機(jī)之間及與對(duì)照相比均無顯著差異，表明單輪次解塊作業(yè)對(duì)茶條損傷有限。

揉捻后紅茶茶坯不同解塊方式對(duì)比結(jié)果如表2所示，本次紅茶揉捻時(shí)長90min，程度較重，揉捻后茶坯有75%左右的結(jié)塊。解塊效果方面，輪轉(zhuǎn)式解塊機(jī)需要二輪次解塊才能將茶坯95% 左右打散，仍有5%左右的小團(tuán)塊，需要進(jìn)一步篩分后再次解塊；立式解塊機(jī)一輪次可以將茶坯全部打散，打散率在99%以上。效率方面，解塊30kg紅茶揉捻茶坯，輪式解塊機(jī)耗時(shí)20min,立式解塊機(jī)耗時(shí)4min，折算成臺(tái)時(shí)產(chǎn)能分別為90kg/h、450kg/h。碎茶率上，輪轉(zhuǎn)式解塊機(jī)由于兩輪次解塊作業(yè)，其碎茶率顯著高于對(duì)照和立式解塊機(jī)，說明多輪次解塊會(huì)對(duì)茶條完整程度有一定的影響。

表1 揉捻后綠茶茶坯不同解塊方式對(duì)比結(jié)果

處 理效率kg/h茶坯狀態(tài)茶坯碎茶率% 對(duì)照（不解塊揉捻葉）/有30%左右的結(jié)塊4.55±0.34a 輪轉(zhuǎn)式解塊機(jī)(6CJK-40)180一輪次解塊基本打散，有2%左右的結(jié)塊4.82±0.44a 熱風(fēng)滾筒解塊機(jī)(6CJK-110)120一輪次解塊全部打散4.73±0.58a 立式解塊機(jī)(6CLJK-40)720一輪次解塊全部打散4.85±0.38a

表2 揉捻后紅茶茶坯不同解塊方式對(duì)比

處 理效率kg/h茶坯狀態(tài)茶坯碎茶率 % 對(duì)照（不解塊揉捻葉）/有75%左右的結(jié)塊6.21±0.67b 輪轉(zhuǎn)式解塊機(jī)(6CJK-40)90需要二輪次解塊才基本打散，仍有5%結(jié)塊7.82±0.44a 立式解塊機(jī)(6CLJK-40)450一輪次解塊全部打散，低于1%的極小結(jié)塊6.94±0.38b

3 結(jié)論

第一，本文設(shè)計(jì)的新型解塊機(jī)，打散區(qū)立式架構(gòu)，茶條重力自落，不易堵塞，4層打散，解塊效率高，該機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、即可單機(jī)作業(yè)，又適用于生產(chǎn)線中連續(xù)化加工。第二，新型解塊機(jī)打散轉(zhuǎn)速可在200～800r/min范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，一輪次作業(yè)可打散不同結(jié)塊程度的茶坯，解塊產(chǎn)能可達(dá)450～800kg/h，且不傷茶條，適用性廣。該機(jī)械設(shè)計(jì)已獲國家發(fā)明專利授權(quán)，專利號(hào)：ZL201210288048.8，經(jīng)茶葉機(jī)械廠家轉(zhuǎn)化后已在國內(nèi)廣大茶區(qū)應(yīng)用。

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2019-01-07

滕靖（1981-），男，河南駐馬店人，博士研究生，主要研究方向?yàn)椴枞~加工裝備等。Email：jobbase@163.com；*通訊作者：龔自明（1966-），男，湖北鄂州人，研究員，主要研究方向：茶葉加工與品質(zhì)調(diào)控，Email：ziminggong@163.com。

投稿郵箱：cytb@ahau.edu.cn

（責(zé)任編輯：蔣文倩）