绿茶加工不同热源杀青机热效率研究

摘要[目的] 分析比较绿茶加工中不同热源杀青机械的能耗和热效率。[方法]对四川省茶叶生产企业杀青工序中使用的燃气式和燃煤式滚筒连续杀青机在实际生产中的燃料消耗进行测定、计算、分析。[结果]试验得出，热源为天然气的6CST70型滚筒连续杀青机和热源为烟煤的6CST60型滚筒连续杀青机对1 kg单芽鲜叶进行杀青工序需要消耗的热量及热效率分别为4 615.92 kJ、23.35%和6 732.80 kJ、16.01%。在扁形芽茶杀青工序中，不同热源杀青机械的热能利用率不同，使用热源为天然气的6CST70型滚筒连续杀青机的热效率优于使用热源为烟煤的6CST60型滚筒连续杀青机的热效率。[结论]研究可为茶叶机械设备生产企业降低杀青机械能耗并提高效率提供参考依据。

关键词热源；杀青机；热效率

中图分类号S571.7文献标识码A文章编号0517-6611（2014）01-00234-02

作者简介成洲（1972- ），男，河南临汝人，副教授，硕士，从事茶叶机械、茶叶加工等教学与研究，Email：408641158@qq.com。

收稿日期20131206滚筒连续杀青机是绿茶杀青中使用最广泛的机械，具有导热性好、导热面积大、结构简单、操作方便，保养维修容易、燃料获取方便等优点[1]，目前四川省茶叶生产企业使用的滚筒连续杀青机的燃料多为燃煤或天然气。笔者在2011～2013年的3、4月名优绿茶生产期间，对四川省主要茶区的规模茶厂进行试验，观察、记录、分析同一产品（扁形芽茶）、相同工艺，使用不同热源杀青机械的技术参数和生产数据，测定在实际生产中不同热源方式滚筒连续杀青机进行杀青工序的能量消耗，计算茶叶杀青在实际生产中的单位能耗，结合杀青理论能耗，比较不同热源茗茶杀青机械的能耗和热效率。这项基础性研究，对茶叶生产成本核算和工作效率的提高有着重要的指导意义，可为茶叶机械设备生产企业提升杀青机械效率提供依据。

1材料与方法

1.1材料2010～2013年的3、4月份，嫩芽，加工扁形芽茶。杀青机械设备：A，6CST70型滚筒连续杀青机（天然气）；B，6CST60型滚筒连续杀青机（燃煤）。

1.2数据测定方法选择四川省规模以上茶叶企业，在2010～2013年的3、4月，记录扁形芽茶的生产全过程，确定操作工艺参数和杀青适度标准（表1），测定其杀青机械的燃料消耗数据。

1.3计算方法

1.3.1实际生产中杀青工序热能消耗计算。公式如下：

1.3.2杀青工序理论热能消耗计算。物质衡算：鲜叶干物质的重量G干 =1×（1-0.75）=0.25 kg；杀青后去除的水分重量G蒸发水 = 1-G干 ÷（1-0.60）= 0.375 kg。

2结果与分析

通过记录不同茶叶生产企业的杀青设备，6CST70型滚筒连续杀青机（天然气）使用天然气气表数据和6CST60型滚筒连续杀青机（燃煤）使用的燃煤重量，记录了12个工作日的加工鲜叶重量、热源燃料消耗数量等数据，分别平均数据作为单位鲜叶实际杀青燃料消耗，计算出不同热源杀青机械的单位鲜叶杀青实际工作燃料消耗，扁形芽茶不同杀青机械试验数据结果见表2。

2.1实际生产中杀青工序热能消耗查表得不同燃料热值如下：天然气热值38 466.04 kJ/m3，烟煤热值29 273.04 kJ/kg。试验计算得：QA =4 615.92 kJ；QB=6 732.80 kJ。

2.2杀青工序理论热能消耗计算单位重量鲜叶杀青理论能耗：

2.32种不同杀青设备热效率计算得：ηA=Q总/QA=23.35%；ηB=Q总/QB= 16.01%。即，在实际生产中，使用热源为天然气的6CST70型滚筒连续杀青机进行杀青工序的热效率为23.35%；使用热源为烟煤的6CST60型滚筒连续杀青机进行杀青工序的热效率为16.01%。2种杀青机热效率ηA>ηB。

3结论与讨论

3.1结论在扁形芽茶杀青工序中，不同热源杀青机械的热能利用率不同，使用热源为天然气的6CST70型滚筒连续杀青机的热效率优于使用热源为烟煤的6CST60型滚筒连续杀青机的热效率。

3.2讨论

3.2.1燃料特点与热效率。天然气的特点是点燃和熄灭方便、火力稳定。此类杀青机械炉膛内着火点密集准确，加热面火力均匀，容易实现自动点火和火焰监视，便于温度控制，杀青过程预热准备时间短、工序结束即可关闭燃料，没有浪费。燃煤的特点是燃点高、着火和燃尽均比较困难，燃烧时火焰高。此类杀青机械加热面火力均匀，滚筒温度分布符合杀青要求，点火困难，难以实现温度的自动控制，使得杀青过程预热准备时间长、工序结束燃料浪费。2种燃料的特点造成2种杀青机械不同的热效率。

3.2.2炉膛设计与热效率。燃煤式滚筒杀青机炉膛中设有炉栅，燃煤放在炉栅上燃烧，火焰直接在滚筒底部燃烧，直接热力传播仅限于旋转的滚筒底部，然后向两端传导，一定程度上影响热能的吸收。燃气式滚筒杀青机在炉膛下部布置了120°～180°扇形燃烧器，并且根据杀青原则分布不同的燃烧点密度，滚筒受热面大，热能吸收好。

3.2.3劳动工时消耗与热效率。在生产中劳动工时消耗包括了定额时间和非定额时间，定额时间包括了作业时间、工作场地整理时间、生理和休息时间和准备结束时间，非定额时间则包括各种时间的浪费[2]。在茶叶加工车间工作中，杀青机械的燃料消耗除了作业时间的消耗，还包括准备和结束时间消耗，并且实际生产中杀青机械通常不会在非作业时间和非定额时间关闭燃料的燃烧，因而产生无功消耗，使得杀青机械的热效率整体水平较低。合理进行生产安排和工时控制，提高工人生产技术和工作效率等有利于提高杀青机械的热效率。

参考文献

[1] 权启爱.茶叶杀青机的类别及其性能[J].中国茶叶，2006，28（4）：12-13.

[2] 安鸿章，余刘军.现代企业劳动定额定员管理与标准化[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2008.安徽农业科学，Journal of Anhui Agri. Sci.2014，42（1）：236-239

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