一种黑茶发酵机的制作方法

1.本实用新型涉及一种茶叶加工技术领域，具体涉及一种可对茶叶进行发酵作业的黑茶发酵机。


背景技术：

2.黑茶是我国特有茶类，因成品茶的外观呈黑色而得名，茶水颜色深红，味道浓厚，深受消费者喜爱。现代分析表明黑茶中含化合物多达500种左右，其中有些是人体所必需的成分，如维生素、蛋白质、氨基酸、脂类、糖类及矿物质元素等；还有部分化合物是对人体有保健和药效作用，如茶多酚、咖啡碱、脂多糖等。黑茶中丰富的茶多酚，具有消炎、杀菌、治痢疾的作用；这些物质对提高人体免疫系统的功能发挥着重要作用，起到了养生健体、延年益寿的功效。黑茶的制茶工艺一般包括杀青、揉捻、渥堆、发酵和干燥等工序。现有技术在黑茶发酵过程中，通常采用渥堆形式对黑茶进行发酵，黑茶在发酵过程中缺少翻动，茶叶基本处于静止的堆叠状态，由于堆叠很厚，因此茶叶堆中部与茶叶堆边缘部的发酵环境相差很大，茶叶无法获得均匀的发酵温度，因此黑茶发酵的均匀度较差，从而无法保证黑茶品质的一致性，影响了黑茶的质量。公开日为2015年4月29日，公开号为cn104543070a的中国专利文献公开了一种黑茶发酵机，其包括立式进料机构、机身、分配机构、主动传动机构、被动传动机构、输送链条、承料板、出料解块机构以及出料平输机构；其中，所述立式进料机构设置在机身的前端，其和分配机构相对接；所述分配机构设置在机身的顶部；所述主动传动机构安装在机身底部的后端；所述被动传动机构安装在机身底部的前端；所述输送链条连接主动传动机构和被动传动机构，并由主动传动机构驱动；所述承料板和输送链条连接；所述出料解块机构设置在机身的后端，并位于主动传动机构上方；所述出料平输机构设置在主动传动机构的下方。该黑茶发酵机具有茶叶分配均匀，不易粘接，发酵效果好且出料均匀等优点。但该黑茶发酵机在发酵过程中缺少翻动，茶叶基本处于静止的堆叠状态，由于堆叠很厚（茶叶堆高达 1.5~1.7 米），因此茶叶堆中部与茶叶堆边缘部的发酵环境相差很大，茶叶无法获得均匀的发酵温度且茶叶发酵温度与湿度很难控制，因此黑茶发酵的均匀度较差，从而无法保证黑茶品质的一致性，影响了黑茶的质量。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为解决现有技术的黑茶发酵过程中其发酵均匀度较差，茶叶的发酵温度与湿度很难控制，从而无法保证黑茶品质的稳定性与一致性，影响茶叶质量的问题，提供一种发酵均匀度好、黑茶品质高的黑茶发酵机。
4.本实用新型为实现上述目的所采用的具体技术方案是，一种黑茶发酵机，包括一机架及设置在机架上用于黑茶发酵的滚筒，所述滚筒为横向设置的圆筒状等直径结构，滚筒的长度为7至11米，滚筒的内径为2.4至3米，所述滚筒可转动地支撑在机架上设置的辊轮上，滚筒外设有环绕滚筒的保温壳，滚筒的两端分别形成进料口和出料口，所述的出料口设有内门架及与内门架配合的活动门，所述的内门架及活动门均呈圆形，所述的进料口与茶
叶输入装置连接，所述的出料口与茶叶输出装置连接，滚筒的内壁设有用于拨动茶叶的拨板，所述的拨板在滚筒的内壁上呈螺旋状设置，滚筒中央沿滚筒的轴向设有发酵液输送管，发酵液输送管上设有雾化喷头，所述的黑茶发酵机还包括用于控制发酵温度的温控机构，所述的温控机构包括滚筒加热装置，所述滚筒加热装置设置在滚筒的下方的保温壳内侧，滚筒内设有温度检测装置及湿度检测装置，黑茶发酵机还包括用于控制黑茶发酵机工作状态的控制装置。本实用新型采用可以转动的滚筒作为黑茶发酵的容器，利用温控机构对滚筒内部的温度进行控制使滚筒内部保持合适的发酵温度，通过雾化喷头对滚筒内部喷洒发酵液使滚筒内部保持合适的发酵湿度；同时在黑茶发酵过程中使用发酵液（另案申请），可以显著改善黑茶的口感，使具有独特的风味，有利于黑茶的进一步推广。滚筒的内壁设有用于拨动茶叶的拨板，当滚筒转动时，拨板起到翻动茶叶的作用，确保所有茶叶均能充分地与滚筒内的湿热环境接触，使茶叶发酵均匀。温度检测装置及湿度检测装置用于实时监测滚筒内不同位置的茶叶发酵温度及湿度，以便根据实际工况采取干预措施，温度检测装置及湿度检测装置连接控制装置，控制装置根据不同的情况对黑茶发酵机进行控制操作。本实用新型的滚筒可以转动从而使滚筒内的茶叶得以充分翻动，从而解决现有技术中采用渥堆方式发酵黑茶，茶叶在发酵过程中缺少翻动，基本处于静止的堆叠状态，茶叶堆中部与茶叶堆边缘部的发酵环境相差很大，茶叶无法获得均匀的发酵温度，因此黑茶发酵的均匀度差，从而影响了黑茶质量的问题，可以有效提升黑茶产品的质量。
5.作为优选，内门架呈放射状地间隔布置有筋条，筋条的末端通过一圆环与滚筒端部的内壁固定，相邻的筋条之间形成用于出料的扇形缺口；内门架的中央向外延伸有圆套，活动门通过中央的圆孔可滑动地套设在圆套上并与一开关机构相连，活动门上设有圆盘，环绕圆盘的外周设有环形槽，所述的开关机构包括设置在圆盘外周的u形叉，u形叉上部的两端均设有滑块，所述滑块分别嵌设在圆盘相对两侧的环形槽内，u形叉的下部与一推杆的上端固定，所述推杆与一油缸的活塞杆铰接，推杆的下端与油缸的缸体均铰接在滚筒的机架上，推杆下端的铰接轴上还设有手动拉杆，活动门的外周与滚筒端部之间设有锁扣。与传统的用于茶叶加工的滚筒不同，用于黑茶发酵的滚筒其直径大且长度很长，而现有技术的茶叶加工滚筒在直径过大、长度过长时无法依靠拨板与滚筒转动离心力结合的方式将滚筒内的茶叶全部导出，从而容易在滚筒内积存茶叶而影响下一次茶叶发酵质量的问题，本实用新型采用等直径滚筒，其出料口采用内门架和可以轴向移动的活动门配合的方式，活动门打开时，可以离开内门架30厘米左右且出茶口的最低位置与滚筒靠近地面一侧的侧壁等高，这样滚筒的一端对茶叶没有阻挡作用，因此可以顺利地导出全部茶叶，解决了现有技术的茶叶发酵滚筒其出茶门无法将滚筒内的茶叶全部导出，容易在滚筒内积存茶叶，从而影响茶叶发酵质量的问题。油缸通过活塞杆推动推杆，推杆带动圆盘及活动门轴向滑动，使活动门远离或靠近内门架，从而实现出料口的开关，这里的活动门可以通过液压油缸开启，也可以手动开启。这里的筋条用于支撑内门架中央的圆套，由于在黑茶发酵时出料口长时间处于关闭状态，因此在活动门的外周与滚筒端部之间设置锁扣，确保活动门闭合良好。
6.作为优选，滚筒的进料口与出料口均设有用于通风的风门，温控机构还包括用于调节发酵温度的风管，风管上设有多个出风头，所述风管绕滚筒的轴心呈螺旋状靠近滚筒的内壁设置，风管与滚筒的内壁之间通过支杆固定，所述支杆的长度方向在滚筒的径向上；所述出风头的出风孔方向位于滚筒的轴向上，风管上相邻两个出风头的出风孔方向相反，
风管的进风端设于滚筒的进料口一侧，所述风管与滚筒的进料口之间设有转动接头；所述的出风头内设有控制开关，滚筒转动时，当出风头位于滚筒下部时，控制开关打开；当出风头位于滚筒上部时，控制开关关闭。虽然黑茶的滚筒并不是一个完全密封的结构，但在滚筒的两端设置风门可以在必要时打开以便加速队滚筒进行通风换气。传统的滚筒加热仅采用设于滚筒下方的加热装置，但由于用于黑茶发酵的滚筒很大（通常直径3米左右）且发酵过程中大部分时间滚筒静止不动，因此外加热方式热量传导很慢，导致滚筒内的温度梯度很大，温度高低不一且由于这种方式热惯性大，温度难以迅速控制。而本实用新型在滚筒的内壁设置呈螺旋状的风管，转动接头可以使螺旋状的风管随滚筒一起转动，利用出风头对发酵过程中的茶叶吹温热风，发酵温度偏高时吹温度稍低的温风，发酵温度偏低时吹温度稍高的热风，这样可以更好更快地控制滚筒内的发酵温度。同时，热风管呈靠近滚筒的内壁设置，这样部分热风喷头位于茶叶的内部，其温热风直接作用于茶叶内部，避免了直接对滚筒内吹风而难以到达茶叶内部、造成温度不均的问题，可以有效提升黑茶产品的质量。本实用新型的出风头的出风孔方向位于滚筒的轴向上，这样出风孔不易被上方堆积的茶叶堵塞，同时吹出的温热风具有更长的路径，有利于更多地接触茶叶，使茶叶温度均匀。由于黑茶发酵时通常位于滚筒的下半部，如果用于控制发酵温度的温热风从滚筒的四周喷出，则一半以上的温热风会停留在滚筒上部没有茶叶的地方，由于滚筒内槽茶叶厚度很大，因此这部分温热风对茶叶的作用很小，对茶叶的发酵温度的影响有限。因此本实用新型在出风头内设置控制开关，只有当出风头位于滚筒下部时才对茶叶吹风，由于此时出风头位于茶叶堆内部，这样可以大大提高茶叶发酵过程中的温度控制效率，有效提升黑茶产品的质量。
7.作为优选，出风头包括一体焊接在风管上的壳体，所述壳体设置在风管的滚筒轴向一侧，风管在滚筒的轴向上设有送风孔，壳体内设有一通孔，通孔的一端与所述的送风孔连通，另一端连接出风头的出风孔，所述控制开关包括设置在壳体内与通孔呈十字形布置的滚珠孔，滚珠孔的直径大于通孔及出风孔的直径，滚珠孔内设有滚珠，滚珠的直径与滚珠孔的直径相适配，所述滚珠孔的中心线在滚筒的径向上，所述滚珠孔靠近滚筒筒壁的一端封闭，滚珠孔的另一端设置滚珠定位螺钉，当滚珠定位螺钉的位置高于滚珠孔的封闭端时，滚珠位于滚珠孔的封闭端，风管通过通孔及滚珠孔与出风头的出风孔连通，当滚珠孔的封闭端高于滚珠定位螺钉时，滚珠位于滚珠定位螺钉上，滚珠阻塞出风头的出风孔。本实用新型利用滚珠在重力作用下在滚珠孔内的移动来控制出风头的开关，滚筒转动时，当出风头位于滚筒上部时，滚珠滚落并阻塞出风孔从而关闭出风头；而当出风头位于滚筒下部时，滚珠滚动至远离出风孔的位置，从而开启出风头出风；由于黑茶发酵时茶叶位于滚筒的下部，这样出风头吹出的温热风绝大部分位于茶叶堆的内部，这样温热风可以更多地与茶叶充分接触，从而大大提高茶叶发酵过程中的温度控制精度与效率，有效提升黑茶产品的质量。
8.作为优选，出风头上还设有均风管，所述的均风管呈l形，包括横管及与横管一体连通的竖管，所述的横管的端部与出风头的出风孔连接，所述的竖管端部封闭，竖管的长度方向在滚筒的径向上且其封闭端靠近滚筒的轴心，横管及竖管上均设有多个均风孔。呈l形的均风管可以进一步地将温热风引导至茶叶的内部并均匀分散，这样温热风可以更多地与茶叶充分接触，进一步提高茶叶发酵过程中的温度控制精度与效率，有效提升黑茶产品的质量。
9.作为优选，黑茶发酵机包括发酵液储罐，所述发酵液储罐设置在滚筒的出料口一
侧，所述的发酵液储罐通过输送泵与发酵液输送管相连，发酵液输送管上还设有固定有穿线管，所述的发酵液输送管与穿线管的连接端均位于滚筒的出料口一侧；所述的发酵液输送管与穿线管均穿设在圆套内，发酵液输送管与穿线管外设有过渡套管，过渡套管的两端分别与内门架及圆套之间设有软连接垫块。穿线管用于穿设温度检测装置及湿度检测装置的控制线缆等。由于滚筒转动时圆套跟随滚筒转动，因此在圆套内设置过渡套管，过渡套管不转动，过渡套管的两端设置软连接垫块，圆套等转动部分相对于软连接垫块转动，以确保过渡套管不转。
10.作为优选，黑茶发酵机还包括增氧装置及滚筒清洗装置，所述增氧装置包括氧气源及输氧管道，所述的输氧管道与风管连通；所述滚筒清洗装置包括水泵，所述的水泵与发酵液输送管相连，发酵液输送管的雾化喷头指向滚筒的下方。增氧装置可以对滚筒输送氧气。黑茶发酵的实质是多酚类物质的酶促氧化作用，氧气的作用至关重要，制茶发酵生化反应的主体是儿茶素的酶促氧化聚合、缩合反应及与邻醌相偶联的次生氧化作用和随伴反应。在缺氧条件下发酵不能顺利进行。而供氧不足则多酚类物质的正常氧化以及芳香物质的形成和其它必要的物质转化都会受到影响。本实用新型在黑茶的发酵过程可以进行增氧处理，可以缩短黑茶的发酵时间，提升黑茶品质和提高生产效率。
11.作为优选，所述的茶叶输入装置为茶叶提升输送机，茶叶提升输送机的输出端与进料口相连，所述的茶叶输出机构为平移输送机，所述的平移输送机设置在出料口的下方。
12.作为优选，温度检测装置的温度检测头位于滚筒的下半部，湿度检测装置的检测部位于滚筒的上部。
13.本实用新型的有益效果是，它有效地解决了现有技术术的黑茶发酵过程中其发酵均匀度较差，茶叶的发酵温度与湿度很难控制，从而无法保证黑茶品质的稳定性与一致性，影响茶叶质量的问题，本实用新型的黑茶发酵机其茶叶发酵均匀度好、黑茶品质高且可生产具有独特风味的黑茶品种，具有很高的实用价值。
附图说明
14.图1是本实用新型黑茶发酵机的一种立体结构示意图；
15.图2是本实用新型滚筒机构的一种外形结构示意图；
16.图3是本实用新型滚筒的一种剖视结构示意图；
17.图4是本实用新型滚筒机构的一种剖视结构示意图；
18.图5是本实用新型内门架的一种结构示意图；
19.图6是图2 的局部结构示意图；
20.图7是图6的局部放大图；
21.图8是本实用新型出风头开启状态的一种结构示意图；
22.图9是本实用新型出风头关闭状态的一种结构示意图；
23.图10是本实用新型出风头开启状态的另一种结构示意图；
24.图11是本实用新型出风头关闭状态的另一种结构示意图。
25.图中：1.机架，2.滚筒，3.辊轮，4.保温壳，5.拨板，6.内壁，7.发酵液输送管，8.雾化喷头，9.温度检测装置，10.控制装置，11.内门架，12.活动门，13.筋条，14.扇形缺口，15.圆套，16.圆盘，17.环形槽，18.u形叉，19.滑块，20.推杆，21.油缸，22.手动拉杆，23.锁扣，
24.风管，25.出风头，26.支杆，27.出风孔，28.转动接头，29.壳体，30.送风孔，31.滚珠孔，32.滚珠，33.滚珠定位螺钉，34.均风管，35.横管，36.竖管，37.均风孔，38.发酵液储罐，39.穿线管，40.过渡套管，41.软连接垫块，42.输氧管道，43.茶叶提升输送机，44.平移输送机。
具体实施方式
26.下面通过实施例，并结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
27.实施例1
28.在图1图2所示的实施例1中，一种黑茶发酵机，包括一机架1及设置在机架上用于黑茶发酵的滚筒2，所述滚筒为横向设置的圆筒状等直径结构，滚筒的长度为9米，滚筒的内径为2.7米，所述滚筒可转动地支撑在机架上设置的辊轮3上（见图4），滚筒外设有环绕滚筒的保温壳4，滚筒的两端分别形成进料口和出料口，所述的出料口设有内门架11及与内门架配合的活动门12，所述的内门架及活动门均呈圆形，滚筒的进料口与出料口均设有用于通风的风门，所述的进料口与茶叶输入装置连接，所述的出料口与茶叶输出装置连接。所述的茶叶输入装置为茶叶提升输送机43，茶叶提升输送机的输出端与进料口相连，所述的茶叶输出机构为平移输送机44，所述的平移输送机设置在出料口的下方。滚筒的内壁设有用于拨动茶叶的拨板5（见图4），所述的拨板在滚筒的内壁6上呈螺旋状设置，滚筒中央沿滚筒的轴向设有发酵液输送管7，发酵液输送管上设有雾化喷头8，所述的黑茶发酵机还包括用于控制发酵温度的温控机构，所述的温控机构包括滚筒加热装置（图中未画出），所述滚筒加热装置设置在滚筒的下方的保温壳内侧，滚筒内设有温度检测装置9及湿度检测装置（图中未画出），温度检测装置的温度检测头位于滚筒的下半部，湿度检测装置的检测部位于滚筒的上部。黑茶发酵机还包括用于控制黑茶发酵机工作状态的控制装置10，控制装置设置在滚筒的一侧。内门架呈放射状地间隔布置有筋条13（见图4图5），筋条的末端通过一圆环与滚筒端部的内壁固定，相邻的筋条之间形成用于出料的扇形缺口14；内门架的中央向外延伸有圆套15，所述的活动门通过中央的圆孔可滑动地套设在圆套上并与一开关机构相连，活动门上设有圆盘16（见图6图7），环绕圆盘的外周设有环形槽17，所述的开关机构包括设置在圆盘外周的u形叉18，u形叉上部的两端均设有滑块19，所述滑块分别嵌设在圆盘相对两侧的环形槽内，u形叉的下部与一推杆20的上端固定，所述推杆与一油缸21的活塞杆铰接，推杆的下端与油缸的缸体均铰接在滚筒的机架上，推杆下端的铰接轴上还设有手动拉杆22，活动门的外周与滚筒端部之间设有锁扣23。
29.黑茶发酵机包括发酵液储罐38，所述发酵液储罐设置在滚筒的出料口一侧，所述的发酵液储罐通过输送泵与发酵液输送管相连，发酵液输送管上还设有固定有穿线管39，所述的发酵液输送管与穿线管的连接端均位于滚筒的出料口一侧；所述的发酵液输送管与穿线管均穿设在圆套内，发酵液输送管与穿线管外设有过渡套管40，过渡套管的两端分别与内门架及圆套之间设有软连接垫块41（见图7）。
30.温控机构还包括用于调节发酵温度的风管24，风管上设有多个出风头25，所述风管绕滚筒的轴心呈螺旋状靠近滚筒的内壁设置（见图3），风管与滚筒的内壁之间通过支杆26固定，所述支杆的长度方向在滚筒的径向上；所述出风头的出风孔27方向位于滚筒的轴向上，风管上相邻两个出风头的出风孔方向相反，风管的进风端设于滚筒的进料口一侧，所
述风管与滚筒的进料口之间设有转动接头28；所述的出风头内设有控制开关，滚筒转动时，当出风头位于滚筒下部时，控制开关打开；当出风头位于滚筒上部时，控制开关关闭。
31.出风头包括一体焊接在风管上的壳体29（见图9图10），所述壳体设置在风管的滚筒轴向一侧，风管在滚筒的轴向上设有送风孔30，壳体内设有一通孔，通孔的一端与所述的送风孔连通，另一端连接出风头的出风孔，所述控制开关包括设置在壳体内与通孔呈十字形布置的滚珠孔31，滚珠孔的直径大于通孔及出风孔的直径，滚珠孔内设有滚珠32，滚珠的直径与滚珠孔的直径相适配，所述滚珠孔的中心线在滚筒的径向上，所述滚珠孔靠近滚筒筒壁的一端封闭，滚珠孔的另一端设置滚珠定位螺钉33，当滚珠定位螺钉的位置高于滚珠孔的封闭端时，滚珠位于滚珠孔的封闭端，风管通过通孔及滚珠孔与出风头的出风孔连通，当滚珠孔的封闭端高于滚珠定位螺钉时，滚珠位于滚珠定位螺钉上，滚珠阻塞出风头的出风孔。
32.实施例2
33.实施例2的黑茶发酵机还包括增氧装置及滚筒清洗装置（图中未画出），所述增氧装置包括氧气源及输氧管道42，所述的输氧管道与风管连通；所述滚筒清洗装置包括水泵，所述的水泵与发酵液输送管相连，发酵液输送管的雾化喷头指向滚筒的下方。
34.实施例2的黑茶发酵机其出风头上还设有均风管34（见图10、图11），所述的均风管呈l形，包括横管35及与横管一体连通的竖管36，所述的横管的端部与出风头的出风孔连接，所述的竖管端部封闭，竖管的长度方向在滚筒的径向上且其封闭端靠近滚筒的轴心，横管及竖管上均设有多个均风孔37，其余和实施例1相同。
35.本实用新型采用可以转动的滚筒作为黑茶发酵的容器，利用温控机构对滚筒内部的温度进行控制使滚筒内部保持合适的发酵温度，通过雾化喷头对滚筒内部喷洒发酵液使滚筒内部保持合适的发酵湿度；同时在黑茶发酵过程中使用发酵液，可以显著改善黑茶的口感，使具有独特的风味，有利于黑茶的进一步推广。滚筒的内壁设有用于拨动茶叶的拨板，当滚筒转动时，拨板起到翻动茶叶的作用，确保所有茶叶均能充分地与滚筒内的湿热环境接触，使茶叶发酵均匀。温度检测装置及湿度检测装置用于实时监测滚筒内不同位置的茶叶发酵温度及湿度，以便根据实际工况采取干预措施，温度检测装置及湿度检测装置连接控制装置，控制装置根据不同的情况对黑茶发酵机进行控制操作。本实用新型的滚筒可以转动从而使滚筒内的茶叶得以充分翻动，从而解决现有技术中采用渥堆方式发酵黑茶，茶叶在发酵过程中缺少翻动，基本处于静止的堆叠状态，茶叶堆中部与茶叶堆边缘部的发酵环境相差很大，茶叶无法获得均匀的发酵温度，因此黑茶发酵的均匀度差，从而影响了黑茶质量的问题，可以有效提升黑茶产品的质量。
36.除上述实施例外，在本实用新型的权利要求书及说明书所公开的范围内，本实用新型的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施方式，这些本实用新型没有详细描述的实施方式是本领域技术人员无需创造性劳动就可以轻易实现的，因此这些未详细描述的实施方式也应视为本实用新型的具体实施例而在本实用新型的保护范围之内。