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题名基于EDEM的六安瓜片滚筒式烘焙机设计与试验
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作者
李兵
李飞龙
夏程龙
朱勇
蔡振洋
吴昊
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机构
安徽农业大学工学院
茶树生物学与资源利用国家重点试验室
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出处
《农业工程学报》
北大核心
2025年第12期310-321,共12页
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基金
安徽省高等学校科学研究项目(2022AH040124)
安徽省科技厅科技攻关项目(2022296906020005)。
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文摘
针对目前六安瓜片茶烘焙采用普通滚筒式烘焙机,工艺上不符合六安瓜片传统烘焙工艺,存在碎茶率高,烘焙质量不佳,香气不足等问题,该研究为解决以上问题,根据六安瓜片传统烘焙工艺设计了一种滚筒式茶叶烘焙机。该研究的主要方法在于使用履带式陶瓷电加热带作为加热元件,紧贴外壁安装以降低热阻;滚筒采用变频调速,以适应不同时期生产的茶叶在制品;对茶叶颗粒进行动力学分析,茶叶颗粒在滚筒中的运动由接触、带起及抛落3个阶段组成,并对上述3个阶段的茶叶颗粒分别进行受力分析、建立动力学方程。由相关动力学方程可知:滚筒转速、导叶板螺旋角、导叶板个数、导叶板宽度等因素影响碎茶率及烘焙质量;使用SolidWorks软件构建了虚拟样机,应用EDEM软件建立了茶叶物料的颗粒模型,对茶叶颗粒进行了运动学仿真,通过仿真计算得到了滚筒转速、导叶板螺旋角、导叶板个数、导叶板宽度与茶叶颗粒的平均速度、平均受力的关系,并分析了上述因素对烘焙过程的茶叶破碎率、烘焙质量的影响,确定影响茶叶运动的关键因素。以六安瓜片毛茶为试验材料,为了对上述关键结构参数进行优化,进行了以碎茶率与感官评分为评价目标,以滚筒转速、导叶板螺旋角、导叶板个数为主要因素的3因素3水平二次旋转正交试验,结果表明,影响烘焙效果的主次因素依次为:滚筒转速、导叶板螺旋角、导叶板个数,运用Design Expert 13.0对试验数据进行回归分析,得到以下结论:当滚筒转速为24 r/min,导叶板螺旋角为6°,导叶板个数为5时,茶叶烘焙质量较优。对优化前后的样机验证试验表明:优化前后碎茶率、感官评分由5.86%、86.4分变为4.82%、92.1分,建立的回归方程的预测与试验结果误差小于5%。研究结果可为茶叶烘焙机的设计与优化提供理论借鉴与参考。
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关键词
六安瓜片
茶叶滚筒烘焙机
动力学
离散元
参数优化
正交试验
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Keywords
Lu'an Guapian Tea
tea drum baking machine
dynamics
discrete element
parameter optimization
orthogonal test
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分类号
S226.9
[农业科学—农业机械化工程]
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题名基于改进YOLOv5s的碾茶轻量化在线分选方法
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作者
李兵
朱勇
夏程龙
李飞龙
蔡振洋
吴昊
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机构
安徽农业大学工学院
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出处
《茶叶科学》
2025年第5期879-897,共19页
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基金
安徽省高等学校科学研究项目(2022AH040124)
安徽省科技厅科技攻关项目(2022296906020005)。
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文摘
碾茶是生产抹茶的原料,是确保抹茶品质最重要的一环。对碾茶进行快速有效分选是提高成品碾茶品质的重要环节。针对目前碾茶分选环节中存在分选效率低、劳动强度大等问题,提出了一种基于碾茶检测的在线分选方法,搭建了碾茶在线分选试验平台。根据碾茶识别的实时性和轻量化需求,开发了一种基于YOLOv5s-EfficientNet-SimSPPF的碾茶识别模型,模型引入EfficientNet主干网络和SimSPPF模块,在保证识别精度的基础上提高了模型识别速度,缩小模型大小。该研究还提出了一种基于碾茶在线识别结果进行分选的控制算法,以及一种辅助算法,防止分选过程中对工业相机视场域边界上的碾茶进行低精确度的二次识别与二次定位。最后,设计了碾茶在线分选试验,对混合碾茶叶片和梗茎的样品分选平均精度达到97.0%。提出的碾茶在线分选方法可以满足碾茶在线分选的实际需要,可作为抹茶精加工和碾茶分选操作的有效工具,也可为其他农产品的在线识别和连续分选提供参考。
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关键词
碾茶识别
改进YOLOv5s算法
在线分选系统
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Keywords
milled tea recognition
improved YOLOv5s algorithm
online sorting system
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分类号
S571.1
[农业科学]
TS272.3
[农业科学—茶叶生产加工]
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