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专利号: 2021116744187
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种温湿度预混合连续式红茶发酵机的调控方法,用于一种温湿度预混合连续式红茶发酵机,其特征在于:所述温湿度预混合连续式红茶发酵机包括箱体(1)、聚酯网传送带、雾气管(9)、预混合装置(7)、落地风扇(11)、挂壁式排气扇(12)和机顶排气扇(13),所述箱体(1)上方开设有用于投入待发酵茶叶的进茶口(2),发酵室内设置有三条聚酯网传送带,外部电机(14)通过链传动带动动力齿轮(15)转动进而为聚酯网传送带提供动力,聚酯网传送带从上至下依次为上层聚酯网传送带(3)、中层聚酯网传送带(4)和下层聚酯网传送带(5),所述上层聚酯网传送带(3)的入口端设置在进茶口(2)的正下方,中层聚酯网传送带(4)的入口端设置在上层聚酯网传送带(3)出口端的正下方,下层聚酯网传送带(5)的入口端设置在中层聚酯网传送带(4)出口端的正下方,下层聚酯网传送带(5)的出口端伸出箱体(1)侧壁开设的出料口伸出到箱体(1)外;

发酵室内设置有三对雾气管(9),每对雾气管(9)与聚酯网传送带配套设置且雾气管(9)设置在相应聚酯网传送带的上方两侧,雾气管(9)通过雾气输送管(8)连接设置在箱体(1)外部的预混合装置(7),所述雾气输送管(8)中部设有送气泵(24);预混合装置(7)产生的湿热雾气被送气泵(24)泵入雾气输送管(8)内进而通入雾气管(9),所述雾气管(9)上开设有细密的小孔,雾气从小孔中喷出对发酵室内聚酯网传送带上的待发酵茶叶进行加热加湿;

所述预混合装置(7)上方设有雾气出气口(26),侧壁设有雾气循环口(27),所述雾气出气口(26)连接着雾气输送管(8);发酵室出料口上方设有数根雾气回收软管(10),雾气回收软管(10)与预混合装置(7)侧壁上雾气循环口(27)相连接,用于将发酵室内雾气送回预混合装置(7)循环利用;所述预混合装置(7)内部被隔板分隔成上下两个区域,上部分区域为预混合区域,下部分区域设有水箱(28)和超声波加湿器(31);两根翅片加热管(30)设置在预混合装置(7)上部的预混合区域,上下各一根平行设置;所述水箱(28)连接着热水输送管(29),热水输送管(29)与设置在预混合区域的两根翅片加热管(30)相连,水箱(28)加热过的水通过热水输送管(29)流入翅片加热管(30)为预混合雾气供温;两对加湿管(33)设置在预混合装置(7)上部的预混合区域,上下各一对与翅片加热管(30)配套设置,每对加湿管(33)都与配套的翅片加热管(30)平行设置;所述超声波加湿器(31)连接着两根湿气输送管(32),两根湿气输送管(32)与设置在预混合区域的两对加湿管(33)相连,超声波加湿器(31)产生的湿气通过湿气输送管(32)通入加湿管(33),为预混合区域的预混合雾气供湿;

所述预混合装置(7)外壁设有调度控制器(25),所述调度控制器(25)可设置预混合雾气的温湿度参数,用于控制内部预混合区域所混合的雾气的温湿度;循环风扇(34)在预混合装置内部的预混合区域成对角设置有两个,加速了预混合区域内部空气循环,提高了装置内预混合雾气的温湿度均匀度;

发酵室内侧壁设置有两个落地风扇(11),两个落地风扇(11)对角设置在发酵室内,加速了发酵室内的空气循环,使得满足发酵温湿度的雾气能够快速充满内部空间,保证发酵环境温湿度的均匀度;发酵室的侧壁上装有四个挂壁式排气扇(12),发酵室上端顶板上装有四个机顶排气扇(13),用于给发酵室内的发酵叶换气供氧;

所述温湿度预混合连续式红茶发酵机的调控方法,具体包括如下步骤:

步骤一:在发酵室各处设置温度湿度传感器获取发酵室内各处的温度湿度;温度传感器以发酵室上中下各布置三个且错位布置,令测点i名称为Pi,Pi处检测到的温度为Ti,温度权值为TWi,湿度为Hi,湿度权值为HWi;令设定温度为T0,设定湿度为H0,则可计算出温湿度环境的加权平均温度Tm和加权平均湿度Hm:;

在发酵过程中,将上中下三层聚酯网传送带上承载的发酵叶区域简化成三个长方体区域,从上至下依次为上层茶叶区域、中层茶叶区域和下层茶叶区域;令上层茶叶区域的区域中心起名为C1,中层茶叶区域的区域中心起名为C2,下层茶叶区域的区域中心起名为C3,根据温度传感器测点的分布特点,将处于发酵室顶部的上层聚酯网传送带(3)上方的三个温度传感器计为A组,将处于发酵室中部的中层聚酯网传送带(4)附近的三个温度传感器计为B组,将处于发酵室底部的下层聚酯网传送带(5)下方的三个温度传感器计为C组;

将上层茶叶区域的区域中心C1作为A组温度传感器的基准点,将中层茶叶区域的区域中心C2作为B组温度传感器的基准点,将下层茶叶区域的区域中心C3作为C组温度传感器的基准点;发酵室内各个测点Pi与其所属的温度传感器组内的基准点的距离为PLi,权值的取值范围为Wmin到Wmax,其中0

其中,Wmax为所能取到的温度权值的最大值,距离基准点最远的测点的权值为最小值Wmin,根据各测点Pi的温度权值以同样的方式计算出各测点的湿度的权值;

步骤二:采用智能控制方案A或控制方案B进行调控,所述控制方案A如下:工作人员在调度控制器上输入设定的温度T0和湿度H0,输入的温湿度作为整个控制系统的输入,在运输损失补偿后,作为温湿度预混合控制系统的输入,温湿度预混合控制系统内部包含模糊PID控制和解耦控制,输出为预混合雾气的温湿度;温湿度预混合控制系统的输出作为送气泵流量控制系统的输入,经送气泵流量控制系统控制最终输出发酵室实际温湿度,将测得的发酵室实际温度Tm作为负反馈量作用到送气泵流量控制系统的温度输入节点上,将测得的发酵室实际湿度Hm作为负反馈量作用到送气泵流量控制系统的湿度输入节点上;

所述控制方案B如下:工作人员在调度控制器上输入设定的温度T0和湿度H0,输入的设定温湿度经运输损失补偿后,作为温湿度预混合控制系统的输入,温湿度预混合控制系统内部包含模糊PID控制和解耦控制,输出为预混合雾气的温湿度,预混合装置内设置的传感器测出预混合雾气的实际温湿度,将测得的实际温度作为负反馈量作用到温湿度预混合控制系统的温度输入节点上,将测得的实际湿度作为负反馈量作用到温湿度预混合控制系统的湿度输入节点上;温湿度预混合控制系统的输出作为送气泵流量控制系统的输入,经送气泵流量控制系统控制最终输出发酵室实际温湿度,将测得的发酵室实际温度Tm作为负反馈量作用到送气泵流量控制系统的温度输入节点上,将测得的发酵室实际湿度Hm作为负反馈量作用到送气泵流量控制系统的湿度输入节点上;该控制方案将温湿度预混合控制系统和送气泵流量控制系统两个子系统串联。

2.根据权利要求1所述的一种温湿度预混合连续式红茶发酵机的调控方法,其特征在于:每个聚酯网传送带出口端下方均装有滚动毛刷(6),用于清理粘在传送带上的发酵叶;

发酵室底部设有集水槽(23),用于收集和排走发酵过程中产生的发酵液。

3.根据权利要求1所述的一种温湿度预混合连续式红茶发酵机的调控方法,其特征在于:发酵室内的阵列分布的温度传感器组(35)包括分布在发酵室顶部、中部和底部的三组温度传感器,根据温度传感器的设置位置以同样的方式在每个发酵室内设置湿度传感器。