一种茶叶鲜叶分级机的研制

在茶叶生产过程中,鲜叶原料分级是其中重要工序之一。当前,茶叶生产企业普遍采用传统滚筒式鲜叶分级机进行分级,对于机采作业而然,存在着鲜叶分级等次少、分级效果差、损伤率高、不方便收集等系列问题,难以适应机采鲜叶的分级要求。针对于这一情况,我们设计了一种新型螺旋导向鲜叶分级机构。本设计增加了筛筒长度,将鲜叶筛选分为四级,增加了分选等级;同时,通过筛筒内设置的双螺旋导向叶片的阻隔作用,延长筛选时间,提升筛选质量,通过改变筛筒形状结构,选用新型复合材料和不锈钢材料,降低机械对鲜叶的损伤率;其次,采用抽屉式的收集结构,更方便筛选后鲜叶的收集。此外,采用风机进行初步分选,减少了鲜叶分级后短碎叶含量,提升了后续分选效果,通过这一系列的改进设计,有望整体提升鲜叶筛选的效率及分级效果,从根本上解决机采鲜叶的分级问题。     

川南全年机采茶园管理技术模式探索

茶叶生产属劳动密集型产业,鲜叶采摘的用工需求量大、要求高且季节性强。采茶人工短缺造成了鲜叶下树率低、茶叶资源浪费极大。为解决茶叶生产劳动力紧缺、降低生产成本和提高茶叶产量,茶园全年机采为大势所趋。笔者通过对机采茶园管理措施的试验、调查、分析,总结出了在川南地区可推广应用的茶园全年机采技术模式。     

基于多特征与多分类器的鲜茶叶分类研究

机采茶中混有不同类型的鲜叶,传统的风选、振动筛选等分类方式准确度低,现有的基于计算机视觉的分选方式也无法满足对常见的单芽、一芽一叶、一芽二叶、一芽三叶四种类型鲜叶的准确分类。为解决茶叶机采后各类型鲜叶精确分类问题,提出了一种基于多特征与多分类器的鲜茶叶分类方法。首先,利用鲜叶的相对几何特征与纹理特征基于SVM构建鲜茶叶分类器;然后,对多边形拟合后的鲜叶图像进行特殊角点检测得到各特殊角点数量对应的各类别分类概率,并将特殊角点序列的距离矩阵相似度作为判断依据;最后利用KNN对上述两种方法的结果进行融合,得到最终分类结果。试验结果表明,该方法可以更好的利用不同类别鲜叶的特征进行分类,分类准确率达94.24%,取得了较好的分类效果。     

抛振式抖筛机筛网过滤效率的优化

针对抖筛机筛网结构不当导致的过滤效果不佳的问题,通过优化筛网结构,改变电机种类,优化振幅,达到提高抖筛机筛选效率,减轻筛床重量,使得产能增加的目的。结果表示:采用双层筛结构,使用变速电机,优化振幅的方法,可以提高筛网的筛选率,减少茶叶卡网情况。     

一种新鲜茶叶分级筛选装置

为解决现有茶叶筛选装置及工艺存在的成本高、品质和效率较低的缺陷,课题组研发了一种新鲜茶叶分级筛选装置,包括筛分筒、筛分锅、筛分孔等。茶叶分级筛选装置含有机架,机架顶部安装有电机,电机的输出轴连接有偏转杆,偏转杆的另一端连接有第一球铰,第一球铰下方连接有传动杆,传动杆的下端通过第二球铰连接有筛分筒,筛分筒的下端通过第三球铰连接机架底部,筛分筒内由上至下依次设有多组筛分锅,筛分筒内不仅设有与筛分锅相适配的安装台,而且筛分锅底部均设有若干组筛分孔。仿真结果表明：课题组提出的茶叶分级筛选装置可以带动茶叶在筛分锅内进行滚动,通过调节筛分锅的自转速度,多次打破茶叶的翻滚惯性,从而使得茶叶筛分得更加彻底,大幅降低茶叶受损率。     

多级机采茶青分选机的设计与试验

针对目前国内存在的人工对机采茶青进行分级费时费工、效率低且容易造成茶青二次损伤等问题,依据茶青分级的物理特征和分级要求,基于UG研制了一种新型的多级针式提升茶青分选机。通过理论计算对其关键部件进行了设计;以不同批次的茶青原料、针选皮带安装角度、滚筒转速为试验因素,以茶青分选机的分级合格率及漏选率为试验指标进行试验分析,结果表明,使用第二批次茶青原料进行分级、滚筒转速为75 r/min、针选皮带安装角度为65时,分选机的平均分选合格率最高,达81%,漏选率为3.4%。可见,该机能较好的满足不同等级的茶青的分选需求,相比于传统人工分选,省时省工,解放了生产力,提高了工作效率。     

基于卷积神经网络的鲜茶叶智能分选系统研究

机采鲜茶叶中混有各种等级的茶叶,针对风选、筛选等分选方法难以做到精确细分的问题,结合计算机视觉技术和深度学习方法,设计了一套鲜茶叶智能分选系统,搭建了基于7层结构的卷积神经网络识别模型,通过共享权值和逐渐下降的学习速率,提高了卷积神经网络的训练性能。经过实验验证,该分选系统可以实现鲜茶叶的自动识别和分选,识别正确率不低于90%,可对鲜茶叶中的单芽、一芽一叶、一芽二叶、一芽三叶、单片叶、叶梗进行有效的类别分选。     

茶叶烘干除渣系统研究与设计

针对茶叶烘干装置烘干均匀性差、烘干热利用率低、烘干茶叶带渣等问题,从茶叶烘干装置整体功能需求融合的角度出发进行设计,在主烘干筒体外部连接风力抽取循流装置,通过风力筛选将内部翻搅产生的茶渣抽取分离的同时,回流热流又返回烘干筒,热量得到循环利用。另外,通过除湿板等结构及时分离蒸发出的水分,减少水分的反复渗透,充分提升烘干茶叶的输出品质,也增加了烘干热量的利用效率。     

超声波辅助浸提茶鲜叶中茶多酚的工艺研究

由于当前中国农村劳动力的缺乏,机采茶已逐步成为茶叶采收的主要方式.为了提高机采茶的利用价值、降低其加工成本,本文研究了机采茶鲜叶浸提茶多酚的工艺与方法.本文进行了以机采茶鲜叶为浸提原料,以水做溶剂,采用超声波辅助浸提茶多酚工艺试验,研究了浸提时的超声波功率、茶叶粉碎粒度、浸提温度和茶水比对茶多酚浸提效果的影响.在单因素试验的基础上,通过L9(34)正交试验设计,确定了超声波辅助浸提茶多酚的主次影响因素和最佳工艺参数,即:茶水比为1:20、浸提温度为60℃、超声波功率为350W,茶叶粉碎粒度为1.5mm.在此条件下,茶多酚的浸提得率,可达95.86%.此方法较常规水浴浸提茶多酚含量高、用时短、浸提次数少,与超声波辅助浸提干茶叶的茶多酚浸提得率相当.由此可见,采用超声波辅助浸提机采茶鲜叶中茶多酚的方法是可行的.     

6CS-1型茶叶筛选机常见故障及排除

6ＣＳ -1型茶叶筛选机由平面定心运动机构和摆动机构、筛选箱、筛选筛、过滤机构和输料机构等组成 ,工作时 ,由电机驱动平面定心运动机构和摆动机构产生复合振动 ,使筛选箱中筛选筛上的茶叶弹跳振动、定向位移而筛选分级。筛出的茶叶经过滤机构进入输料机构输出 ,收集于对应的接料器内 ;过筛网孔的茶叶 ,由筛选箱内的返回装置返回到下层筛选筛的喂入端 ,进行下一个级挡筛选。对初制绿茶 ,一次筛选可分出 4个级挡。使用中常见故障及排除方法如下 :( 1 )喂入的茶叶只弹跳振动 ,不做定向移动 ,致使机器筛不出茶叶。原因是配套电机转速太低 ,产…     

等直径滚筒式茶鲜叶分级机设计与试验

为提高茶鲜叶分级效果,设计了一种参数可调的等直径滚筒式分级机。在计算确定滚筒主要结构参数的基础上,通过正交试验优化了滚筒倾角、进料率和滚筒转速等工作参数。用正交表L 25 (5 6 )安排试验,分析了茶鲜叶分级过程中的滚筒倾角、进料率、滚筒转速对茶鲜叶总体分级率的影响。结果表明,各因素对总体分级率影响的主次顺序为：滚筒倾角、进料率和滚筒转速。本试验条件下,综合考虑分级率和生产率,工作参数的最优组合为：滚筒倾角6°、进料率3.0 kg/min和滚筒转速16 r/min。     

茶树鲜叶分选研究现状与展望

在采茶人工成本不断增加、采工紧缺以及无法实现智能采摘的压力下,机械化将代替人工采摘茶树鲜叶。机械化采摘鲜叶存在等级混乱、芽叶破碎等问题。通过风选机、色选机和筛选机等分选设备对鲜叶进行分选研究现状进行分析比较,提出鲜叶智能分选机的设计思路,将实现对鲜叶进行高准确、高效率地分选。     

禽蛋壳膜旋风式气流清选装置研究

为减轻废弃蛋壳对环境的污染,提高蛋壳和蛋膜的附加价值,提出了蛋壳蛋膜旋风式气流分选方式。首先,基于Fluent-EDEM耦合模拟研究了旋风式气流清选装置的清选筒直径、直筒段高度等结构参数对清选筒内的流场特性、颗粒轨迹、颗粒分布的影响;其次,根据仿真结果确定了清选筒的基本尺寸,搭建试验台,以筒顶结构、风机转速、喂料机转速和喂入量为试验因素,以蛋膜的清洁率和回收率为试验指标,进行壳膜清选试验;最后,通过正交试验、二次通用旋转组合试验和优化设计,得出了最优因素参数组合。仿真显示:清选筒内流场中心柱状区域速度大、且方向向上,外围速度低、且方向向下,升气管处气压最低,有利于壳膜的分选;增大清选筒筒径会造成蛋壳回流,筒径过小不利于蛋膜收集的清洁率;增加筒体高度导致筒内能量损失过大,蛋膜回收率较低,减小筒体高度导致筒内能量损失小,筒内气流速度较大,蛋膜分选的清洁率低。试验结果表明,锥形筒顶较平顶蛋膜回收率高;物料进口速度过大,则壳膜因离心力大贴着筒壁运动,达不到壳膜分选的效果;当喂入量500 g/s、风机转速2 892 r/min、喂料机转速918 r/min时,蛋膜回收率高于94%,蛋膜清洁率高于96%。验证试验与优化结果相近,优化结果可信。     

花生除杂(清选)分级机的设计与研究

在花生的生产工作中,花生荚果的除杂与分级是一项重要的产后处理工作。为此,针对目前我国对花生除杂和分级机械研究缺乏的现状,设计了一种花生除杂(清选)分级机。工作时,采用基于重力和外形特点的花生荚果除杂(清选)技术与花生荚果分级技术,使其除杂分级后的花生荚果不仅除去了花生中的有机杂质和无机杂质,而且得到了不同尺寸的花生果。试验表明:当花生喂入量为1 000kg/h、风机风速为6～7m/s、除杂筛与水平夹角为24°～25°、导向螺旋螺距为160mm、分级筛筒转速为35r/min时,除杂和分级效果最佳,总体获得最优的结构参数配比。     

茶鲜叶铡碎机的设计研究

针对我国机采后茶鲜叶难以用人畜力以及常规机械切碎加工的生产实际,研制了茶鲜叶铡碎机;同时,介绍了整机的结构、工作原理和主要技术参数,并完成了主要工作部件设计。通过生产试验表明:该机切碎合格率为98%,生产率为3～4.5t/h,单位能耗为0.52kW.h/t,各项技术指标均达到了茶鲜叶机械化切碎加工技术要求。     

静电技术及其在农产品分级中的应用

随着科学技术的日益发展,各种农业技术得以广泛应用于现代化农业生产中。采用静电技术对农产品实施分级是指根据不同物料各自的荷电特性、借助不同荷电方法对不同物料实施分离,从而达到快速对物料进行分级的目的。为此,从静电技术的主要分类入手,对当前农产品分选原理展开分析,并介绍静电技术在籽棉残膜分选及茶叶分选等方面的应用原理和分级过程,以期为开发新型农产品分级设备提供重要借鉴。     

滚筒式茶叶热风复干机设计与试验

针对茶叶复干机热能利用率低、茶叶受热不均匀及生产率低等问题,为提高茶叶加工的品质及产量,设计了一种滚筒式茶叶热风复干机。阐述了复干机的基本结构及工作原理,并对其关键部件进行了理论分析,确定了滚筒、传动系统、热风控制柜等关键部件参数。运用CFD-DEM耦合仿真方法分析了滚筒不同转速下筒体内茶叶颗粒的分离比率及温度变化情况,得出滚筒转速为15 r/min时,茶叶颗粒分离比率及温度变化最优,复干效果最佳。在设计与仿真的基础上,设计了一组传统的滚筒式茶叶复干机试验,并与本文所设计的复干机试验相对照,结果表明:当滚筒转速为15 r/min、选用三级鲜叶作为原料时,复干机的生产率、含水率、碎茶率、电耗率及有效工作温度分别为65 kg/h、3. 5%、0. 8%、0. 6 kW·h/kg、130℃,复干机加工的茶叶感官达到特级标准,各项指标均优于传统机器,且满足复干机的工作要求。     

绿茶风选装备设计与性能试验

针对茶叶风选装备存在结构简单、风选效果差及风选试验对象单一等问题,为提高茶叶风选效果及茶叶品质,设计了一款绿茶风选装备并开展不同工序下茶叶的风选性能试验。首先,根据风选装备的工作原理,设计了绿茶风选装备,并确定了风选室、风机、传动装置以及物料传递装置的相关设计参数;然后,基于流体力学仿真方法研究风选室内部流场的流线、速度及压力情况,基于离散元仿真方法模拟不同时刻茶叶颗粒群的风选状态,探究不同风速对茶叶风选效果的影响,得出风机风速为6~6.5m/s时流线稳定,且风选效果较好;最后,对风选装备进行了性能测试、风选效果等试验,探究了不同运行频率对风选效果、不同风选顺序对成品茶品质的影响。试验结果表明,绿茶风选装备4种风机变频器频率下风速变异系数均小于8%,风机变频器最佳运行频率为35Hz;单位有效宽度生产率大于7kg/(cm·h),千瓦小时产量大于420kg/(kW·h),绿茶风选装备性能测试的各项指标符合国家规程要求;茶鲜叶及杀青叶由B级提升为A-和A级,茶叶复选率均高于90%,风选效果显著,茶叶品质得到提升;各试验组中,主出茶口整体优于其余出茶口,杀青分级中主出茶口茶叶品质最佳,茶叶感官评审得分最高。     

大蒜种子分级机研究现状及展望

大蒜种子形状复杂、大小差异较大给大蒜种植机的开发设计带来困难,对种子进行分级不但可使大蒜出苗整齐,便于播种和管理,也有利于大蒜种植机械的研发和提高大蒜机械化种植质量。针对目前专用的大蒜种子分级机较少、对其分级技术的研究不够深入的问题,阐述农业物料分级技术以及大蒜种子机械化分级技术的研究现状,分析国内外现有机械式大蒜种子分级机和图像识别大蒜种子分级方法的工作原理及特点,并对其性能进行分析比较。针对现有大蒜种子分级机械存在的窜级、无法充分发挥各级效率、筛孔堵塞和蒜皮飞落等问题,提出合理选用筛面材料或设置导向凸棱、依据大蒜尺寸分布设计筛面长度、增设清筛装置和蒜皮、尘土收集装置等建议,展望大蒜种子分级机应向破瓣、分选、分级复合作业和智能化发展,旨在为大蒜种子分级机的进一步发展提供参考,推动大蒜生产机械化进程。     

6GFJC-86芋头分选机的设计与试验

目前,芋头的分选全部是以手工方式进行,不仅劳动强度大、生产效率低,且挑选出来的芋头大小不完全统一。为此,对芋头分选机进行了整体设计,侧重于对分选机构等关键部件。分选机构利用分选轴间距的大小,通过辊轴旋转且配合输送机构不断向前传送的机械方式,实现对芋头按尺寸进行大小连续分选。试验结果表明:样机分级合格率、损伤率、噪声、吨料电耗和生产率平均值分别为96.4%、0.176%、63.4dB(A)、0.164kW·h/t和5500kg/h,主要性能指标达到设计要求,作业质量满足分选要求。该机自动化程度高,操作方便,分选效率高,最大程度保护芋头不受损伤,能大大减轻劳动强度,节本增效。