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本论文以闽北乌龙茶精加工清洁化自动化生产线为研究对象,分析了乌龙茶清洁化自动化精加工生产线的设计理念、技术要求和配置方案,重点围绕色选模块、烘焙模块和匀堆模块开展工艺参数优化试验,同时开展了烘焙车间的通风除尘技术研究,为乌龙茶精加工生产线的合理运行以及生产线茶尘的有效控制提供科学依据。研究结果如下:1、乌龙茶清洁化自动化精加工生产线技术指标分析(1)乌龙茶精加工生产线的工艺流程:定级毛茶→色选→静态目视拣剔→复火烘焙→静电除杂→车式匀堆→动态目视选别(含磁力除杂)→筛分→砂石选别→金属探测→水分在线检测→自动称量 → 装箱→成品。(2)乌龙茶精加工生产线由除杂、烘焙、筛分、匀堆和辅助五大模块组成。除杂模块包括6CSX-256型CCD智能茶叶色选机、XF-6CJT-M型静态目视拣剔、6CDJ-280型静电拣梗机、DSB600-2980-2型动态目视拣剔、磁力拣剔辊、XD400型砂石选别机、KD8124A型金属探测仪等设备;烘焙模块采用4台6CH-25型电热自动链板烘干机;筛分模块采用PS4A型筛分机;匀堆模块采用XF6CYD-80型横铺竖切式匀堆机;辅助模块包括IMS-W8B型茶叶红外水分快速测定仪和XF6CZX-500型自动装箱设备等。2、乌龙茶色选设备工艺参数优化试验研究(1)单因素试验结果表明:茶叶色选机流量、一号色选灰度阈值和二号色选灰度阈值3个因素对色选机台时产量、选别率和带出比的影响显著。(2)响应面法优化工艺参数试验结果表明,最佳色选工艺参数为:流量3.0×10-4m3/s,一号色选灰度阈值170,二号色选灰度阈值180。(3)色选机优化工艺参数验证值与预测值相接近,比对照组的选别率提高了 11.59%,带出比下降了 5.75%,表明该优化工艺参数适用于CCD色选机拣剔乌龙茶作业。3、链板式烘干机工艺参数优化试验研究(1)链式烘干机烘箱内部温度分布。烘箱的前端温度显著高于后端,左侧温度高于右侧,影响茶叶烘干品质的均匀性。(2)链式烘干机乌龙茶色泽化学成分变化。随着烘焙时间增加,黄酮类物质、茶红素和茶褐素含量呈动态变化,可溶性糖逐渐分解呈下降趋势,茶黄素逐渐增加,干茶茶粉色泽的暗度、红色度、蓝色度显著加深,茶汤的色度值L*、b*、de*变化显著。(3)响应面法优化烘焙工艺参数试验。乌龙茶色泽变化的综合评价指标模型:F=0.372F1+0.252F2+0.157F3+0.083F4+0.058F5。影响乌龙茶色泽品质的优化烘焙工艺参数为:烘焙温度130.97℃,烘焙时间2.32h。4、行车式匀堆设备工艺参数优化试验(1)不同筛号乌龙茶之间的容重、休止角及茶汤色差差异显著。随筛号的增加,乌龙茶茶汤的暗度、红色度和蓝色度均加深,即茶汤的色泽逐渐加深。(2)不同匀堆顺序对乌龙茶产品质量的稳定性有显著影响。最佳匀堆顺序为:中段茶为第一层,上段茶为第二层,下段茶为第三层。(3)不同匀堆次数对乌龙茶产品质量的稳定性有显著影响。乌龙茶茶汤明度值L*以单次匀堆为好,红绿色度值a*以2次匀堆为好,黄蓝色度b*值以单次匀堆为好,总色差de*值在不同匀堆次数与CK之间相接近。5、烘焙车间自然通风的环境参数检测与分析(1)在春季阴雨天气,烘焙车间的自然通风效果不佳,烘干机操作岗位的平均温度为30.35℃,相对湿度为51.68%,超过人体工作时的舒适度范围。(2)烘焙车间自然通风条件下,烘干机进料口和出料口的总茶尘含量变化范围为21.93～49.11 mg/m3,显著高于茶叶粉尘允许浓度10mg/m3,PM2.5和PM10含量的浓度范围分别为0.14～0.17 mgk/m3和0.32～0.41 mg/m3。必须及时采取机械通风除尘等措施,达到通风、控尘、改善工作环境的效果,应特别注重总茶尘含量的控制和PM10、PM2.5的预防。6、烘焙车间机械通风除尘技术及CFD模拟试验研究(1)M1自然通风模式中,烘干机区域温度较高(橙色区130～180℃,其他区域温度较低(浅蓝区30～50℃);各设备的温度均值为46.44±3.21℃;M2-机械通风模式中整个车间的平均温度由71.70±69.40℃降到66.80±68.60℃,即机械通风对降低烘焙车间的温度影响显著。(2)机械通风条件下烘焙车间的气流分布情况。烘焙车间温度场分别呈“上高下低”和“北高南低”的变化趋势;空气流速度场在X-Y方向呈“大→小→大”的变化趋势,在X-Z方向的东门、西门和通风口处的风速较大;空气龄呈在X-Y方向呈“下小上大”、在X-Z方向呈“南小北大”的变化趋势。(3)烘焙车间顶部安装6台轴流风机,能够显著促进空气流的流动和交换,降低工作区域的温度,减小整体空间的空气龄,显著提高通气口的风速,改变空气流的轨迹,形成“下进上排”的合理通风方式,达到排除茶尘的效果。