一种组合式智能茶叶干燥机的制作方法

1.本实用新型涉及一种茶叶加工方法和设备，具体涉及一种组合式智能茶叶干燥机。


背景技术：

2.茶叶的烘干加工对茶叶的质量尤为重要，茶叶的干燥程度，往往影响着茶叶的质量优劣以及存放的期限。现有技术中，茶叶烘干设备的类型主要包括有箱式、滚筒式以及网带翻板式等，在对茶叶进行烘干时，大多采用单一的控制方式，针对定量的茶叶进行固定时长的烘干，且烘干温度、茶叶残留水分及其他参数均固定设置，导致茶叶质量无法保证，并且无法对不同茶叶进行精准的调整烘干，适应性差。在实际生产中，由于缺乏对烘干的智能控制，为了确保茶叶达到烘干要求，通常采用复烤的方式，因此导致大部分茶叶烘烤时会出现过度干燥的结果，并且这样的干燥烘干方式会增加干燥设备或者折返回程装置的能耗，并且导致增加成本。


技术实现要素：

3.本实用新型目的在于克服现有技术的不足，提供一种组合式智能茶叶干燥机，该干燥机实现对茶叶干燥的智能调控，确保茶叶达到烘干要求，从而有利于提高茶叶干品的质量。
4.本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
5.一种组合式智能茶叶干燥机，其特征在于，包括送料机构、干燥通风机构以及电控系统；其中，所述送料机构包括送料带以及驱动送料带运动的送料驱动机构，所述送料带的一端上方设有入料斗，所述送料带的另一端下方设有出料口，所述入料斗的底部开口处设有用于打开或关闭所述入料斗底部开口的进料装置，所述入料斗的对应处还设有用于称量入料斗内的茶叶重量的入料称重装置；
6.所述干燥通风机构包括风干通道、进风通道以及排风通道，所述送料带设置在所述风干通道内；所述进风通道内设有风机、用于加热和除湿空气的降湿加热装置以及用于检测新风湿度的新风湿度传感器；所述排风通道内设有用于检测回风湿度的排风湿度传感器以及排湿口，所述排湿口处设有用于控制排湿口开关的排湿开关机构；所述进风通道和排风通道的一端分别与所述风干通道的两端连接置，所述进风通道和排风通道的另一端连通设置；所述进风通道上还设有用于连通外界的新风口，该新风口设置在所述降湿加热装置的后方；所述送料机构和降湿加热装置均与所述电控系统电连接。
7.优选地，所述送料机构的出料口处设有出料称重装置。
8.优选地，所述进料装置为旋转封口装置，该旋转封口装置包括设置在入料斗底部开口内的旋片以及驱动所述旋片旋转的旋转驱动机构。
9.优选地，所述降湿加热装置包括加热模块和降湿模块；所述降湿模块为制冷装置。
10.优选地，所述送料机构的输送方向与新风的流动方向相反。
11.本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
12.1、本实用新型实现对茶叶干燥的智能调控，确保茶叶达到烘干要求，从而有利于提高茶叶干品的质量。
13.2、本实用新型的干燥机结合闭环和开环的控制方式，实现对干燥机中的风机、降湿加热装置、送料机构的输送速度以及其他参数等的调节控制，从而实现对茶叶的精准智能控制，确保茶叶能够进行均匀、有效的干燥处理，并且得到高质量的茶叶干品。
14.3、本实用新型根据茶叶干燥过程中的总累计除湿量和预算除湿量之间的关系，对相关参数进行调控，能够精准有效地掌握和把控茶叶的实时干燥情况，有利于提高调控精度以及茶叶的干燥加工精度。
附图说明
15.图1为本实用新型的组合式智能茶叶干燥机的电控系统连接框图。
16.图2为本实用新型的组合式智能茶叶干燥机的主视图(图示箭头为闭环干燥处理时的空气流动方向)。
具体实施方式
17.下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步描述，但本实用新型的实施方式不仅限于此。
18.参见图1
‑
图2，本实施例的组合式智能茶叶干燥机，包括送料机构4、干燥通风机构以及电控系统12；其中，所述送料机构4包括送料带以及驱动送料带运动的送料驱动机构，所述送料带的一端上方设有入料斗1，所述送料带的另一端下方设有出料口15，所述入料斗1的底部开口处设有用于打开或关闭所述入料斗1底部开口的进料装置3，所述入料斗1的对应处还设有用于称量入料斗1 内的茶叶重量的入料称重装置2；
19.所述干燥通风机构包括风干通道、进风通道7以及排风通道5，所述送料带设置在所述风干通道内；所述进风通道7内设有风机8、用于加热和除湿空气的降湿加热装置11以及用于检测新风湿度和温度的新风温湿度传感器10；所述排风通道5内设有用于检测回风湿度和温度的排风温湿度传感器6以及排湿口9，所述排湿口9处设有用于控制排湿口9开关的排湿开关机构；所述进风通道7 和排风通道5的一端分别与所述风干通道的两端连接置，所述进风通道7和排风通道5的另一端连通设置；所述进风通道7上还设有用于连通外界的新风口 16，该新风口16设置在所述降湿加热装置11的后方；所述送料机构4和降湿加热装置11均与所述电控系统12电连接。本实施例的排湿开关机构可为排风机，或其他排风机构；所述进风通道7的新风口16处设有新风阀13，以便控制新风的进入。
20.参见图2，所述送料机构4的出料口15处设有出料称重装置14。具体地，本实施例的送料带的出料口15处还设有用于控制出料口15打开或关闭的出料控制机构。完成干燥后，先将茶叶移动至所述出料口15处，让出料称重装置14 对完成干燥加工的茶叶干品进行称重，接着再通过出料控制机构打开所述出料口15，将茶叶干品送出。
21.参见图2，所述进料装置3为旋转封口装置，该旋转封口装置包括设置在入料斗1底部开口内的旋片以及驱动所述旋片旋转的旋转驱动机构。采用旋转封口装置控制入料斗1底部开口的打开和关闭，控制方便，并且能根据实际情况控制旋片的旋转角度，从而控制入
料斗1底部开口的打开程度，进而控制茶叶落料的分量，以防止茶叶过快地直接撒落在送料上导致重叠，避免影响干燥。
22.参见图2，所述降湿加热装置11包括加热模块和降湿模块；所述降湿模块为制冷装置。这样，以便快速降低回风温度，让回风中的水分充分降温冷凝为冷凝水，从而提高冷凝水累计重量的数据精度，进而提高茶叶的干燥加工质量。本实施例中，所述加热模块可以采用蒸汽、燃油、燃天气换热加热、热泵加热等方式；所述降湿模块还可以采用热泵系统或其他降湿方式。
23.参见图2，本实施例中的送料带包括多条网带，所述多条网带沿竖向方向排列设置。采用多条网带构成的送料带，形成对茶叶的循环输送，并且能在茶叶掉落至下一层的网带上时，能够让茶叶翻转，从而使得茶叶能够均匀地与高温低湿的新风接触，提高干燥效果；同时采用多条网带竖向设置，能够缩短送料带的长度，节省空间。本实施例的送料机构4，可参见现有技术中的翻板式网带干燥机。
24.参见图1
‑
图2，本实施例的组合式智能茶叶干燥方法，包括以下步骤：
25.(1)在入料斗1中加入定量的待烘干茶叶，并通过入料称重装置2对待烘干茶叶进行称重，当入料斗1中的待烘干茶叶的重量达到m0时，停止继续加料，并将该重量数据反馈至电控系统12中；电控系统12对重量为m0的待烘干茶叶进行计算，得出预算除湿量m1；
26.(2)进料装置3打开入料斗1，使得入料斗1中的待烘干茶叶均匀地分撒在送料机构4上，送料机构4运行输送茶叶；
27.(3)位于进风通道7的风机8运行，新风经过进风通道7吹向送料机构4，实现对送料机构4上的茶叶进行干燥处理；同时，进风通道7内的新风温湿度传感器10对新风进行湿度检测，记录为新风湿度d
新
，并反馈至电控系统12中；
28.(4)新风经过送料机构4后形成附带有茶叶水分的低温高湿的回风，该回风通过排风通道5流向降湿加热装置11；所述降湿加热装置11对回风进行降湿加热处理，并对降湿处理时产生的冷凝水进行回收称重，所得冷凝水累计重量记录为m2；在回风经过排风通道5时，排风通道5中的排风温湿度传感器6对回风的湿度进行检测，记录为d
回
，并反馈至电控系统12；
29.(5)经过降湿加热装置11对回风进行降湿处理和加热处理后，重新形成高温低湿的新风，并在风机8作用下返回至进风通道7，且吹向送料机构4，继续对送料机构4上的茶叶进行干燥处理，并持续回收降湿处理时产生的冷凝水，实现对茶叶的闭环干燥处理；
30.(6)当排风温湿度传感器6检测到回风的湿度d
回
高于设定值d
回0
时，打开排风通道5中的排湿口9，回风通过所述排湿口9排出外界，同时打开进风通道7中的新风口16，在风机8的作用下外界新风经过降湿加热装置11后进入进风通道7，且吹向送料机构4，实现对茶叶的开环干燥处理；在此过程中，新风温湿度传感器10和排风温湿度传感器6实时监控新风和回风的湿度数据，并反馈至电控系统12中；电控系统12自动地在每一段时间t0计算一次新风与回风的湿度差δm，计算公式如下，
31.δm＝(d
排
‑
d
新
)
×
q
排
×
t032.其中，q
排
为排风质量流量，单位为kg/h，且为定值；d
排
和d
新
均为湿度绝对值，单位为g/kg；q
排
与温度相关，q
排
的计算公式如下，
[0033][0034]
其中，q
排
为排风体积风量，单位为m3/h，与风机型号相关，为定值；ρ0表示在20℃时的空气密度；γ
i
为t℃时空气体积膨胀系数，计算公式如下，
[0035][0036]
而后，对排风时间t
i
内的所有湿度差δm进行求和，即可得到该排风时间 t
i
内的单次排湿量m
i
；
[0037]
(7)当排风温湿度传感器6检测到回风的湿度d
回
低于设定值d
回1
时，所述排湿口9和新风口16均关闭，回风通过排风通道5，经过降湿加热装置11的降湿处理和加热处理后，形成高温低湿的新风，重新返回至进风通道7，继续对茶叶进行闭环干燥处理，返回至步骤(5)；
[0038]
(8)电控系统12实时监控茶叶在干燥过程的总累计除湿量m
总
与预算除湿量m1的差值，并对送料机构4的输送速度、风机8转速以及降湿加热装置11 进行调控；当m
总
＝m1时，风机8停止运行，不再对送料机构4上的茶叶进行干燥处理，在送料机构4的输送作用下，将完成干燥处理的茶叶运输到出料口15 进行回收；其中的总累计除湿量m
总
通过以下公式计算得出：
[0039]
m
总
＝m
排
m2[0040][0041]
其中，m
排
为累计步骤(6)中的多个单次排湿量m
i
的总和。
[0042]
在本实施例的步骤(6)中，将设定值d
回0
设置为上预设目标值和上偏差值；当回风的湿度d
回
到达预设目标值且加上所述上偏差值时，排湿口9打开。同样地，在步骤(7)中，将设定值d
回1
设置为下预设目标值和下偏差值；当回风的湿度d
回
到达下预设目标值且减去所述下偏差值时，排湿口9关闭。
[0043]
本实施例中，在设备运行前，向电控系统12导入各类茶叶的干燥标准特性曲线。在步骤(1)中，先确定待烘干茶叶的种类及带烘干茶叶的重量，匹配对应的干燥标准特性曲线，再开始进行干燥处理。在步骤(8)中，根据实际干燥过程的干燥实际特性曲线与所匹配对应的干燥标准特性曲线的偏离情况，对送料机构4的输送速度、风机8转速以及降湿加热装置11进行调控。具体地，干燥过程的干燥速率可通过电控系统12自动调节新风送风量(风机8的转速)、送料机构4的输送速度以及新风的温湿度(降湿加热装置11)，逐步纠正该批次茶叶的烘烤过程。事实上，当待烘干茶叶的类型确定后，茶叶在干燥过程的各阶段去水量也已经确定；假设干燥特性曲线为“总累计除湿量
‑
干燥时间曲线”，若某个时间处于干燥标准特性曲线的下方，意味着干燥过快，可适当减少风量、适当降低新风温度以及提高送料机构4的输送速度三种方式，三种减缓方式的优先级从先至后依次为风量、温度、输送速度；同理若某个时间处于干燥标准特性曲线的上方，则可以通过取反的方式达到提升干燥速率的目的，如此控制该类茶叶沿着对应的干燥标准特性曲线干燥至标准水分。
[0044]
本实施例中，干燥标准特性曲线为“总累计除湿量
‑
干燥时间曲线”。这样，可根据
实时产生的冷凝水情况，结合干燥标准特性曲线，对干燥机中的送料机构4输送速度、风机8转速以及降湿加热装置11进行及时且精准的调控，有利于提高调控精度，以便根据干燥标准特性曲线进行智能调整、高精度、高质量的茶叶干燥处理。
[0045]
参见图1
‑
图2，所述进风通道7上设有用于检测新风温度的新风温湿度传感器10，该新风温湿度传感器10与所述电控系统12电连接；所述排风通道5上设有用于检测回风温度的排风温湿度传感器6，该排风温湿度传感器6与所述电控系统12电连接。通过对新风的温度进行检测，以便对新风的温度参数进行监控，确保新风的温度能够满足要求，避免温度过低而无法达到干燥效果，避免温度过高而过渡烤焦茶叶。通过对回风的温度进行检测，以便对回风的温度参数进行监控，并与新风的温度进行比较分析，以便实时地掌握茶叶干燥过程，从而进行精准的智能调控，以提高茶叶干燥质量。
[0046]
参见图1
‑
图2，在步骤(8)中，当茶叶完成干燥被输送至所述送料机构4 的出料口15处时，通过出料称重装置14对完成干燥的茶叶进行称重，记录为 m3，并将该重量反馈至所述电控系统12中；电控系统12根据m0、m1、m3和 m
总
，对送料机构4的输送速度、风机8转速降湿加热装置11进行调控。具体地，通过出料称重装置14的设置，使得在批量干燥加工前，可预先设定干燥前入料重量m0，总累计除湿量m
总
与预算除湿量m1相等，干燥后出料重量m3与干燥前入料重量m0的差值，校正三者之间的差别最终达到智能控制，并且通过电控系统12对送料机构4的输送速度、风机8转速和降湿加热装置11的加热和降湿程度进行调控，以获取优异茶叶干品。在实际加工过程中，由于计算所得到的总累计除湿量m
总
与茶叶实际干燥所流失的水分重量存在差异，因此通过干燥后出料重量m3的检测，以便计算茶叶实际流失水分的重量，结合其他相关参数，对干燥终点进行适应性调整。另外，出料称重装置14的设置，也能够实时地反馈出本次结束干燥后的茶叶的干燥情况，以便设备以及电控系统12对下一次的干燥进行智能调整，以确保每次定量入料的茶叶均能在最佳的参数条件下进行干燥，提高干燥效果和茶叶干品质量。
[0047]
参见图1
‑
图2，所述送料机构4的输送方向与新风的流动方向相反。这样，能够让送料机构4上的茶叶充分与高温低湿的新风接触，从而加快干燥速度以及茶叶的干燥均匀度，有利于提高茶叶干品的质量。另外，本实施例中，所述送料机构4中的送料带有多条，该多条送料带沿竖向方向排列设置，形成多层送料带，使得茶叶在高层掉落到底层送料时进行翻面，从而让茶叶进行均匀的干燥。
[0048]
上述为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。