[发明专利]一种滚筒式杀青烘干机的物料含水率预测方法及系统

说明书

本发明公开一种滚筒式杀青烘干机的物料含水率预测方法及系统，通过采集样本集的数据信息，并基于样本集确定初始聚类中心以及聚类个数；基于初始聚类中心以及聚类个数对样本集中的样本进行分类；建立各类中样本的数据信息与物料含水率的线性模型，并基于得到的各类线性模型建立物料含水率预测模型。基于K‑means聚类方法设计了初始聚类中心算法与聚类数确定方法，将滚筒式杀青烘干机参数样本集聚类，在各类中建立物料含水率的线性模型，进而建立了物料含水率的预测模型，实现了滚筒式杀青烘干机烘干机杀青及烘干技术的在线实时测量以及有效预测，从而更好的对物料含水率进行闭环调控，并进一步实现精准控温，从而降低全电能杀青机的生产电耗。

技术领域

本发明涉及茶叶杀青技术领域，尤其涉及一种滚筒式杀青烘干机的物料含水率预测方法及系统。

背景技术

茶叶杀青是茶叶加工中一道重要程序，主要是通过高温破坏和钝化鲜叶中的氧化酶活性，抑制鲜叶中的茶多酚等的酶促氧化，蒸发鲜叶部分水分，使茶叶变软，便于揉捻成形，同时散发青臭味，促进良好香气的形成。茶叶中富含多酚氧化酶，如果不进行杀青，多酚类物质就会在酶的作用下进行氧化发酵，这样茶叶就会很快的失去色泽，然后坏掉。茶叶杀青过程，也是茶叶初步被烘干的过程。

茶叶杀青技术包括热风杀青、蒸汽杀青，炒制杀青等，随着技术的不断发展，杀青机械相应而生。滚筒式杀青烘干机械可杀青和烘干并用，且炒青工艺制茶，可大大提升成品香气，兼其机体结构紧凑、操作方便、效率高等优点被广泛使用。该机由滚筒、传动装置、风扇、机架、加热系统等部分组成。滚筒用钢板卷制而成，内壁焊有导叶板，导叶角为24°，其作用是帮助进叶或推出物料，并将茶叶带至一定高度后抛下。风扇可正、反转，以吹叶出筒或吸排湿气。滚筒的两端设置有与筒体紧密相接的环形滑轨，滑轨由轴承支撑于机架上。机架一般用角钢制作。

杀青工艺对茶叶品质的形成起着决定性的作用，该环节中茶叶物料含水率的精确监测对加工质量以及节约电能都尤为重要，但由于物料料含水率变化大而快，在加工中不易精确在线检测与实时反馈调控，现有的滚筒式杀青烘干机的杀青技术无法对物料含水率进行实时测量以及有效预测，无法实现对物料含水率进行闭环调控，使得全电能杀青机电耗较高，且茶叶品质难以得到有效提升。此外，传统加热系统还面临着由燃气加热，不利于节能环保的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种滚筒式杀青烘干机的物料含水率预测方法及系统，旨在实现滚筒式杀青烘干机杀青技术的在线实时测量以及有效预测，从而更好的对物料含水率进行闭环调控，并进一步实现精准控温，从而降低全电能杀青机的生产电耗。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为提供一种滚筒式杀青烘干机的物料含水率预测方法，包括：

采集样本集的数据信息，并基于所述样本集确定初始聚类中心以及聚类个数；

基于所述初始聚类中心以及聚类个数对所述样本集中的样本进行分类；

建立各类中样本的数据信息与物料含水率的线性模型，并基于得到的各类线性模型建立物料含水率预测模型；

利用所述物料含水率预测模型对所述样本集中的样本进行预测，得到所述样本的含水率预测结果。

作为一种实施方式，所述采集样本的数据数据，包括：

通过测量样品的辅助变量信息得到样本的数据信息，所述辅助变量包括滚筒温度、滚筒倾斜角、滚筒转速、鲜叶含水率和进料速度。

作为一种实施方式，所述确定初始聚类中心的方法，包括：

根据样本集中各样本间的关系信息，确定第一聚类中心；

根据所述第一聚类中心，进行聚类迭代，确定初始聚类中心。

作为一种实施方式，所述根据样本集中各样本间的关系信息，确定第一聚类中心，包括