綠茶加工不同熱源殺青機(jī)熱效率研究

成洲 廖茜

摘要[目的] 分析比較綠茶加工中不同熱源殺青機(jī)械的能耗和熱效率。[方法]對四川省茶葉生產(chǎn)企業(yè)殺青工序中使用的燃?xì)馐胶腿济菏綕L筒連續(xù)殺青機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中的燃料消耗進(jìn)行測定、計(jì)算、分析。[結(jié)果]試驗(yàn)得出，熱源為天然氣的6CST70型滾筒連續(xù)殺青機(jī)和熱源為煙煤的6CST60型滾筒連續(xù)殺青機(jī)對1 kg單芽鮮葉進(jìn)行殺青工序需要消耗的熱量及熱效率分別為4 615.92 kJ、23.35%和6 732.80 kJ、16.01%。在扁形芽茶殺青工序中，不同熱源殺青機(jī)械的熱能利用率不同，使用熱源為天然氣的6CST70型滾筒連續(xù)殺青機(jī)的熱效率優(yōu)于使用熱源為煙煤的6CST60型滾筒連續(xù)殺青機(jī)的熱效率。[結(jié)論]研究可為茶葉機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)降低殺青機(jī)械能耗并提高效率提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞熱源；殺青機(jī)；熱效率

中圖分類號S571.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2014）01-00234-02

作者簡介成洲（1972- ），男，河南臨汝人，副教授，碩士，從事茶葉機(jī)械、茶葉加工等教學(xué)與研究，Email：408641158@qq.com。

收稿日期20131206滾筒連續(xù)殺青機(jī)是綠茶殺青中使用最廣泛的機(jī)械，具有導(dǎo)熱性好、導(dǎo)熱面積大、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，保養(yǎng)維修容易、燃料獲取方便等優(yōu)點(diǎn)[1]，目前四川省茶葉生產(chǎn)企業(yè)使用的滾筒連續(xù)殺青機(jī)的燃料多為燃煤或天然氣。筆者在2011～2013年的3、4月名優(yōu)綠茶生產(chǎn)期間，對四川省主要茶區(qū)的規(guī)模茶廠進(jìn)行試驗(yàn)，觀察、記錄、分析同一產(chǎn)品（扁形芽茶）、相同工藝，使用不同熱源殺青機(jī)械的技術(shù)參數(shù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，測定在實(shí)際生產(chǎn)中不同熱源方式滾筒連續(xù)殺青機(jī)進(jìn)行殺青工序的能量消耗，計(jì)算茶葉殺青在實(shí)際生產(chǎn)中的單位能耗，結(jié)合殺青理論能耗，比較不同熱源茗茶殺青機(jī)械的能耗和熱效率。這項(xiàng)基礎(chǔ)性研究，對茶葉生產(chǎn)成本核算和工作效率的提高有著重要的指導(dǎo)意義，可為茶葉機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)提升殺青機(jī)械效率提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料2010～2013年的3、4月份，嫩芽，加工扁形芽茶。殺青機(jī)械設(shè)備：A，6CST70型滾筒連續(xù)殺青機(jī)（天然氣）；B，6CST60型滾筒連續(xù)殺青機(jī)（燃煤）。

1.2數(shù)據(jù)測定方法選擇四川省規(guī)模以上茶葉企業(yè)，在2010～2013年的3、4月，記錄扁形芽茶的生產(chǎn)全過程，確定操作工藝參數(shù)和殺青適度標(biāo)準(zhǔn)（表1），測定其殺青機(jī)械的燃料消耗數(shù)據(jù)。

1.3計(jì)算方法

1.3.1實(shí)際生產(chǎn)中殺青工序熱能消耗計(jì)算。公式如下：

1.3.2殺青工序理論熱能消耗計(jì)算。物質(zhì)衡算：鮮葉干物質(zhì)的重量G干 =1×（1-0.75）=0.25 kg；殺青后去除的水分重量G蒸發(fā)水 = 1-G干 ÷（1-0.60）= 0.375 kg。

2結(jié)果與分析

通過記錄不同茶葉生產(chǎn)企業(yè)的殺青設(shè)備，6CST70型滾筒連續(xù)殺青機(jī)（天然氣）使用天然氣氣表數(shù)據(jù)和6CST60型滾筒連續(xù)殺青機(jī)（燃煤）使用的燃煤重量，記錄了12個工作日的加工鮮葉重量、熱源燃料消耗數(shù)量等數(shù)據(jù)，分別平均數(shù)據(jù)作為單位鮮葉實(shí)際殺青燃料消耗，計(jì)算出不同熱源殺青機(jī)械的單位鮮葉殺青實(shí)際工作燃料消耗，扁形芽茶不同殺青機(jī)械試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果見表2。

2.1實(shí)際生產(chǎn)中殺青工序熱能消耗查表得不同燃料熱值如下：天然氣熱值38 466.04 kJ/m3，煙煤熱值29 273.04 kJ/kg。試驗(yàn)計(jì)算得：QA =4 615.92 kJ；QB=6 732.80 kJ。

2.2殺青工序理論熱能消耗計(jì)算單位重量鮮葉殺青理論能耗：

2.32種不同殺青設(shè)備熱效率計(jì)算得：ηA=Q總/QA=23.35%；ηB=Q總/QB= 16.01%。即，在實(shí)際生產(chǎn)中，使用熱源為天然氣的6CST70型滾筒連續(xù)殺青機(jī)進(jìn)行殺青工序的熱效率為23.35%；使用熱源為煙煤的6CST60型滾筒連續(xù)殺青機(jī)進(jìn)行殺青工序的熱效率為16.01%。2種殺青機(jī)熱效率ηA>ηB。

3結(jié)論與討論

3.1結(jié)論在扁形芽茶殺青工序中，不同熱源殺青機(jī)械的熱能利用率不同，使用熱源為天然氣的6CST70型滾筒連續(xù)殺青機(jī)的熱效率優(yōu)于使用熱源為煙煤的6CST60型滾筒連續(xù)殺青機(jī)的熱效率。

3.2討論

3.2.1燃料特點(diǎn)與熱效率。天然氣的特點(diǎn)是點(diǎn)燃和熄滅方便、火力穩(wěn)定。此類殺青機(jī)械爐膛內(nèi)著火點(diǎn)密集準(zhǔn)確，加熱面火力均勻，容易實(shí)現(xiàn)自動點(diǎn)火和火焰監(jiān)視，便于溫度控制，殺青過程預(yù)熱準(zhǔn)備時(shí)間短、工序結(jié)束即可關(guān)閉燃料，沒有浪費(fèi)。燃煤的特點(diǎn)是燃點(diǎn)高、著火和燃盡均比較困難，燃燒時(shí)火焰高。此類殺青機(jī)械加熱面火力均勻，滾筒溫度分布符合殺青要求，點(diǎn)火困難，難以實(shí)現(xiàn)溫度的自動控制，使得殺青過程預(yù)熱準(zhǔn)備時(shí)間長、工序結(jié)束燃料浪費(fèi)。2種燃料的特點(diǎn)造成2種殺青機(jī)械不同的熱效率。

3.2.2爐膛設(shè)計(jì)與熱效率。燃煤式滾筒殺青機(jī)爐膛中設(shè)有爐柵，燃煤放在爐柵上燃燒，火焰直接在滾筒底部燃燒，直接熱力傳播僅限于旋轉(zhuǎn)的滾筒底部，然后向兩端傳導(dǎo)，一定程度上影響熱能的吸收。燃?xì)馐綕L筒殺青機(jī)在爐膛下部布置了120°～180°扇形燃燒器，并且根據(jù)殺青原則分布不同的燃燒點(diǎn)密度，滾筒受熱面大，熱能吸收好。

3.2.3勞動工時(shí)消耗與熱效率。在生產(chǎn)中勞動工時(shí)消耗包括了定額時(shí)間和非定額時(shí)間，定額時(shí)間包括了作業(yè)時(shí)間、工作場地整理時(shí)間、生理和休息時(shí)間和準(zhǔn)備結(jié)束時(shí)間，非定額時(shí)間則包括各種時(shí)間的浪費(fèi)[2]。在茶葉加工車間工作中，殺青機(jī)械的燃料消耗除了作業(yè)時(shí)間的消耗，還包括準(zhǔn)備和結(jié)束時(shí)間消耗，并且實(shí)際生產(chǎn)中殺青機(jī)械通常不會在非作業(yè)時(shí)間和非定額時(shí)間關(guān)閉燃料的燃燒，因而產(chǎn)生無功消耗，使得殺青機(jī)械的熱效率整體水平較低。合理進(jìn)行生產(chǎn)安排和工時(shí)控制，提高工人生產(chǎn)技術(shù)和工作效率等有利于提高殺青機(jī)械的熱效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 權(quán)啟愛.茶葉殺青機(jī)的類別及其性能[J].中國茶葉，2006，28（4）：12-13.

[2] 安鴻章，余劉軍.現(xiàn)代企業(yè)勞動定額定員管理與標(biāo)準(zhǔn)化[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2008.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，Journal of Anhui Agri. Sci.2014，42（1）：236-239