安徽农业大学李兵教授等:基于EDEM的上加热连续杀青理条机优化设计与试验

针对目前杀青理条机U型锅槽上部存在杀青不足，温度均匀性差，理条过程成条率低，成条质量不佳等问题，该研究设计了一种上加热连续杀青理条机，在U型锅槽杀青段增加上加热单元，通过对锅槽杀青段进行温度场仿真分析及试验验证，以改善杀青效果并提高加热单元对锅槽温度均匀性。对茶叶在锅槽内的理条运动进行动力学分析，建立了茶叶-锅槽动力学模型，分为5个阶段对茶叶运动与受力特点以及对茶叶做形效果的影响进行分析。

在EDEM软件中建立理条仿真模型，对理条过程进行数值仿真计算模拟，并进行单因素仿真试验，根据茶叶颗粒在理条过程中平均速度与平均受力随时间的变化曲线，确定影响因素为锅槽宽度、投叶量、曲柄转速等。采用制作六安瓜片茶的独山小叶种茶树鲜叶为试验原料对上述关键参数进行优化，进行3因素3水平二次旋转正交试验，运用Design Expert 13.0对试验数据进行回归分析。

结果表明：采用上加热试验后得到优化参数组合为曲柄转速198 r/min、锅槽宽度90 mm、投叶量80 kg/h，此时杀青理条效果较佳，成条率为89.62%，感官评分为90.67分，与优化结果预测值相对误差在5%以内，证明优化结果准确可靠，研究结果可为杀青理条机的设计与优化提供理论借鉴与参考。