本發明涉及茶葉加工設備相關技術領域，具體的說，是涉及一種適用于金花散茶的加工裝置及方法。

背景技術：

發花是茯磚茶加工過程中的關鍵工藝，其實質是通過控制一定的外界條件，促使微生物中的優勢菌—冠突散囊菌(Eurotium cristatum)的生長繁殖，產生金黃色的閉囊殼，俗稱“金花”。冠突散囊菌在生長繁殖的過程中，分泌胞外酶，如纖維素酶、多酚氧化酶、果膠酶、蛋白酶等，并借助其體內的物質代謝實現茶葉色、香、味品質成分的轉化，形成特有的品質風味。

金花散茶是基于茯磚茶加工工藝開發的一種新型黑茶，是以天尖茶或其它散茶為原料，通過發花培養—冠突散囊菌而來。影響茶葉中微生物生長的因素很多，包括茶葉含水量、溫度、空氣濕度和通氣量，都是其生長發育的必備條件。其中，通氣量是決定微生物生長的一個重要因素。傳統的制茶工藝是通過控制茶體密度來調節微生物所需的氧氣量，茶葉在松散的狀態下氧氣含量充足，利于雜菌(例如黑曲霉和青霉)等強好氧微生物的生長，雜菌與金花的生長存在此消彼長的關系，從而影響金花的生長，這也是金花在緊壓茶(如茯磚茶)中生產良好而在散茶中一直較難發花的原因，導致目前市場上金花散茶的銷售未形成規模。

目前，金花散茶的制備均是采用一些簡單或傳統的發花容器，不利于控制良好的條件，無法實現自動化規?；a。例如，中國專利CN102640814B提供了一種不接種制作金花散茶的方法，所用的發花容器為聚丙烯培養袋，為裝袋培養。中國專利CN101491281B提供了一種金花散茶的加工方法，所用的發花容器為竹蔑編制的茶盤或茶簍，使用時需用消毒液(如酒精)消毒，此兩種技術均是通過控制適宜的條件制備金花散茶，但不能自動控制濕度、溫度、氧氣量，操作起來費時費力，生產效率低。

另有中國專利CN103283881A提供了一種金花白茶的固體發酵工藝，所用發酵罐可以控溫控濕，并且嚴格要求無菌，事實為在現實生產中很難將茶葉徹底滅菌，否則茶葉色香味在高溫高壓下受到破壞，影響茶葉口感。此種類似簡單的控溫控濕發酵罐很難使散茶發花，生產中容易染雜菌，造成損失。

綜上所述，金花散茶的發花至今仍有技術難題，未實現規?；a，一旦條件控制不當，將滋生大量黑曲霉、青霉等，對生產造成損失。

技術實現要素：

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種適用于金花散茶的加工裝置。本裝置通過設計全新的結構，能夠控制金花所需的含水量、溫度、空氣濕度、通氣量，以實現金花散茶的自動化規?；a。

為了達成上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種適用于金花散茶的加工裝置，包括：

安裝在機架上的固態發酵罐，固態發酵罐由動力機構帶動進行轉動；

固態發酵罐頂部為進出料口，下部具有下封頭，下封頭與茶葉聯動推進裝置連接，固態發酵罐內部設置有用于茶葉聯動推進裝置限位的擋塊；

所述固態發酵罐通過進氣管與霧化罐的一側連通，霧化罐的另一側分別與空氣管路和蒸汽管路相連通，進氣管上套接有排氣管；

所述固體發酵罐的一側還設置有混合罐，混合罐與混合罐出料管的一側連通，混合罐出料管的另一側分別與進氣管和空氣管道連通。

優選的，所述固態發酵罐上安裝有夾套。

優選的，所述固態發酵罐的上部和下部均為錐型結構，罐體上安裝有溫度表和壓力表，用于監測罐體內的溫度和壓力。

優選的，所述的茶葉聯動推進裝置包括減速電機，減速電機通過傳動軸傳動給蝸輪蝸桿機構，蝸輪蝸桿機構帶動豎直設置的傳動螺桿轉動，傳動螺桿帶動壓縮圓臺拉伸或縮合。當壓縮圓臺接觸到擋塊時，被擋塊限位，其壓縮的最大位置為擋塊處，可根據裝料量及壓縮位置調整茶葉松緊度，從而使茶葉正常發花。

優選的，所述壓縮圓臺至少為兩級；

除最高級圓臺外的任一級圓臺的外側均與伸縮桿的一端鉸接，伸縮桿的另一端與最高級圓臺鉸接；

相鄰的圓臺套接；

最低級圓臺與傳動螺桿形成螺紋配合；

最低級圓臺內具有用于壓縮茶葉的平面部。

優選的，所述動力機構包括驅動電機，驅動電機通過皮帶帶動蝸輪減速機，蝸輪減速機通過皮帶帶動連接在固態發酵罐側端的軸使罐體旋轉。

優選的，所述進氣管位于固體發酵罐內部的端頭為半球型，并開有多個小孔。

優選的，所述混合罐頂部設置有攪拌電機，攪拌電機帶動位于混合罐內部的攪拌器轉動。

優選的，所述空氣管路上安裝有空氣流量計和空氣過濾器；

蒸汽管路上安裝有蒸汽過濾器。

優選的，所述排氣管上安裝有溫濕度傳感器，溫濕度傳感器將信號傳遞至控制模塊，控制模塊控制驅動電機運轉。

在提供上述結構方案的同時，本發明還提供了一種利用上述裝置的方法，主要包括如下步驟：

A、向固體發酵罐內投入茶葉；

B、向固體發酵罐內通蒸汽并令固體發酵罐轉動，使茶葉混合均勻；

C、利用混合罐將茶汁混合均勻，使茶汁加入固體發酵罐中；

D、開啟茶葉聯動推進裝置，使茶葉壓縮；

E、當固體發酵罐內空氣濕度降低時，向固體發酵罐內噴水霧加濕，并通空氣，夾套保溫，發花；

發花結束后，將茶葉倒出。

本發明的有益效果是：

(1)通過設置茶葉聯動推進裝置，模擬傳統的發酵條件，擺脫自然環境溫度、濕度、氧氣對發花的限制，并且不要求無菌操作，使散茶自然發花，確保了批次生產的穩定性。

(2)突破了散茶不可長金花的技術障礙，并實現不同條件下冠突散囊菌數量及其它微生物種類的控制調節；實現了金花散茶制備的自動化控制，可實現大規模工業化生產。

(3)利用本裝置生產的金花散茶金花茂盛、茶香濃郁，其和傳統茯磚茶相比具有金花菌含量高，口感與保健功效更佳的特點。

附圖說明

圖1是本發明的正面結構示意圖；

圖2是本發明中固態發酵罐的轉動原理圖；

圖3a是本發明中茶葉聯動推進裝置0°與90°的剖面結構圖；

圖3b是本發明中茶葉聯動推進裝置22.5°與112.5°的剖面結構圖；

圖3c是本發明中茶葉聯動推進裝置45°與135°的剖面結構圖；

圖3d是本發明中茶葉聯動推進裝置67.5°與157.5°的剖面結構圖；

圖4是本發明中單節錐形圓臺結構示意圖；

圖5是本發明中蝸輪蝸桿機構與傳動軸的配合圖；

圖6是本發明中傳動螺桿的傳動示意圖；

圖中：1、固態發酵罐；2、溫度表；3、端口；4、擋塊；5、進出料口；6、壓力表；7、排氣管；8、進氣管；9、溫濕度傳感器；10、霧化罐；11；12、空氣過濾器；13、蒸汽過濾器；14、蝸輪攪拌器；15、空氣流量計；16、混合罐；17、混合罐出料管；18、蝸輪減速機；19、機架；20、驅動電機；21、排氣管端口；22、夾套；23、下封頭；24、茶葉聯動推進裝置；25、減速電機；26、恒溫水槽；27、伸縮桿；28、傳動螺桿；29、蝸輪蝸桿機構；30、傳動軸；31、壓縮圓臺；32、圓臺；33-1一級圓臺，33-11、平面部；33-2、二級圓臺；33-3、三級圓臺；33-4、四級圓臺；33-5、五級圓臺；34、空氣管道；35、蒸汽管道。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明進行詳細說明。

實施例：如圖1和圖2所示，一種適用于金花散茶的加工裝置，包括固態發酵罐1、霧化罐10、恒溫水槽26、混合罐16，并配有發酵控制系統。

固態發酵罐1安裝在機架19上，右側面一端分別與進氣管8和排氣管7連通，進氣管8和排氣管7并行，且進氣管8位于排氣管7內，排氣管7連接有溫濕度傳感器9。

所述空氣管道34與霧化罐10相連，位于機架19上的恒溫水槽26與固態發酵罐1內的錐體夾套22相連。固態發酵罐1為雙錐型，可旋轉，依靠夾套22通水后保溫。

固態發酵罐1上封頭為進出料口5，下封頭23連接有茶葉聯動推進裝置24，固態發酵罐1內壁設置有4-8個擋塊4，進出料口5設有密封蓋；固態發酵罐1上部安裝有溫度表2和壓力表6，用于監測固態發酵罐1內的溫度和壓力。

機架19上安裝有動力機構，包括驅動電機20和蝸輪減速機18，驅動電機20通過皮帶帶動蝸輪減速機18，蝸輪減速機18通過皮帶帶動連接在固態發酵罐1側端的軸使固態發酵罐1旋轉。

發酵控制系統由上位計算機和下位控制單元組成，同時精確檢測控制攪拌速度、固態發酵罐1內的溫度和濕度值。

混合罐16為下出料設置，頂部安裝有攪拌電機11，內部安裝有蝸輪攪拌器14，用于攪拌茶汁，混合罐16通過混合罐出料管17分別與空氣管道34和進氣管8連通?？諝夤艿?4上安裝有空氣流量計15和空氣過濾器12?？諝夤艿?4與霧化罐10連通；蒸汽管道35上安裝有蒸汽過濾器13，蒸汽管道35也與空氣管道34連通。

如圖1、圖3a-圖3d和圖5所示，茶葉聯動推進裝置24包括減速電機25、傳動軸30、蝸輪蝸桿機構29、傳動螺桿28、伸縮桿27和壓縮圓臺31。減速電機25通過傳動軸30帶動蝸輪蝸桿機構29轉動，蝸輪蝸桿機構29帶動傳動螺桿28轉動。

其中，壓縮圓臺31為多級錐形結構，除最高級圓臺外的任一級圓臺的外側均與對稱設置的伸縮桿27的一端鉸接，伸縮桿27的另一端與最高級圓臺鉸接。同時，相鄰的圓臺32套接；最低級圓臺32與傳動螺桿28形成螺紋配合；最低級圓臺32內具有用于壓縮茶葉的平面部。

參考本實施例而言，壓縮圓臺31具體包括套接而成的一級圓臺33-1、二級圓臺33-2、三級圓臺33-3、四級圓臺33-4和五級圓臺33-5。

一級圓臺33-1通過螺紋與傳動螺桿28配合，一級圓臺33-1內部具有平面部33-11。

五個圓臺中，每級圓臺32均由不銹鋼片制成，呈錐形柱狀。

五個圓臺中，第一級到第四級圓臺32的外側均與兩個對稱設置的伸縮桿27的一端鉸接，伸縮桿27的另一端均與五級圓臺33-5鉸接。

裝料時，將壓縮圓臺31拉伸呈錐狀。茶葉汽蒸結束后，轉動固態發酵罐1，使茶葉在固態發酵罐1下部，壓縮圓臺31在固態發酵罐1上部。此時，傳動螺桿28轉動，一級圓臺33-1開始下降，當一級圓臺33-1與伸縮桿27的連接耳接觸二級圓臺33-2時，一級圓臺33-1和二級圓臺33-2同步下移，與之類似的，直至五個圓臺壓縮到最大程度。此時若壓縮幅度不夠，則傳動螺桿28繼續轉動，使壓縮圓臺31整體下移直至擋塊4處，此時為固態發酵罐1內的壓縮極限。

實際壓縮的程度，可根據裝料量及壓縮位置調整茶葉松緊度，從而使茶葉正常發花。

作為另一種結構，也可以直接選擇壓縮圓臺31為上下不開口的整體式結構，即傳動螺桿28轉動時，壓縮圓臺31直接進行上下移動，則其壓縮行程為擋塊4與固態發酵罐1底部之間的距離減去壓縮圓臺31的高度。

當然，本實施例僅僅提供的是一種五個圓臺相配合的結構，作為改進，三級結構、四級結構、六級結構或更多級的結構。當圓臺級別越多時，相鄰圓臺之間的縫隙也就越小，但不論圓臺為多少級，其主體結構在于本方案中的壓縮圓臺相似的情況下，應當視為與本實施例的五級結構相同的簡單變形，也在本方案的保護范圍之內。

進氣管8位于固態發酵罐1內的端口3為半球型結構，上開有小孔，空氣、蒸汽、茶汁、水霧化汽共用同一進氣管8(即進氣管8的另一端與霧化罐10連通)，水汽排放時從小孔溢出。

排氣管端口21開有小孔，排氣管7上的溫濕度傳感器9與控制系統相連。

由鍋爐管道輸送蒸汽經進氣管8對茶葉進行汽蒸；茶汁由混合罐16出料口打入進氣管8，并調整空氣流量將茶汁霧化，調整茶葉含水量；在發花的過程中霧化罐10用來調整茶葉含水量及罐內空氣濕度。

具體操作時，轉動固態發酵罐1，將進料口調整至設備頂部，將壓縮圓臺31拉伸，通過傳輸帶將天尖茶運至固態發酵罐1內，關閉密封蓋；

然后通入蒸汽短時汽蒸6-8min，汽蒸的同時轉動固態發酵罐1，使茶葉混合均勻；

驅動蝸輪攪拌器14轉動，將茯磚茶汁混合均勻，開啟下料口閥門，并打開空氣閥門，調整空氣流量800L/min，旋轉固態發酵罐1至進料口在下方的倒置狀態，使茶汁霧化加入茶葉中，調整茶葉含水量22-30％；將多節壓縮圓臺31逐層縮合，將茶葉壓縮至適當位置，調整空氣流量200L/min，水槽保溫25-28℃，當固體發酵罐內空氣濕度降低時，通入自來水霧化汽，隨后進入發花狀態，發花7-10d，發花結束后，將茶葉從固態發酵罐1進出料口倒出，隨即進入干燥程序。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現，未予以詳細說明和局部放大呈現的部分，為現有技術，在此不進行贅述。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和特點相一致的最寬的范圍。