一、背景介绍：

人们通过泡茶并不能把茶叶中所有的成分都利用上，但如果将使用过后的茶叶渣烘干粉碎，从而可以进行二次利用，因为茶叶渣含有维生素、咖啡因、可可碱等。

二、目的及意义：

为了响应国务院办公厅印发《关于加快构建废弃物循环利用体系的意见》的号召，从而想到将茶叶渣中的可利用部分，就行有效利用。 

茶叶渣可作为动物饲料，从而为动物补充丰富的维生素，茶叶中所含的营养分为水溶性营养和脂溶性营养，维生素属于脂溶性营养，在冲泡过程中会残留在茶叶中。动物食用后可以吸收利用茶渣中所含的维生素A、维生素D、维生素E等营养物质，可以满足动物在新陈代谢过程中对维生素的需求。茶叶渣中的咖啡因和可可碱原本在70年代就作为畜牧饲料，不仅能够让牲口吃得少，还干得多。因此我们小组想到是否可以将茶叶渣烘干进行粉碎从而拌入到动物饲料中进行喂食，从而增加动物的工作效率和微量元素的摄入。 

三、设计原理：

直饮水机是一种通过过滤和净化源水来提供清洁、无害的饮用水设备。

烘干机的工作原理采用逆卡诺循环。使用压缩机将工质从液态转化为气态，并大量吸收空气中的热能。随后，气态的工质被压缩机进一步压缩，形成高温、高压的气体。这种高温气体进入冷凝器，释放热量，从而加热干燥介质。这一过程不断循环，使得干燥介质温度可以达到40℃-85℃。相对于传统的电热烘干机，这种方法能节约大量的电能。

粉碎机采用空气分离技术，粗细可以任意调整，轴承与磨轮分开，从而增加使用寿命。

四、机构说明:

茶渣烘干粉碎机通过融合直饮机、烘干机、粉碎机等多种先进功能，从而能够调节烘干温度与时间,将烘干和粉碎功能集于一体，减少设备占地面积和投资成本。

五、设计任务：

1.设计结构：

1.1外部机构：外形为直饮机，接水台高度为40厘米；U型水槽设计配有铁丝网，从而防止茶叶掉入，更易清洁；前开门设计，更方便机械保养和茶叶渣的拿取和机械保养。

饮水机中的储水槽和外壳进行了改装，我们在储水槽下方放置一个压力传感器，到茶叶渣达到2牛的时候，储水槽会停顿30秒左右来确定是否是是茶叶渣而不是因为茶水过多导致一瞬间的压力过大，另外也是给茶水流入下方蓄水槽当中。等30秒后，将储水槽上方的托盘倒入饮水机外壳（我们对外壳进行开口，和自动售卖机出入口一样）内部，茶叶渣进入饮水机内部就真正的茶叶渣烘干粉碎机。

1.2内部机构：茶叶渣会停留在一个10目的铁丝网上，下方是电加热器（类似于电热毯结构），我们通过多次试验得到2牛的茶叶渣能在160到165分钟被烘干，所以我们选择定时传感器和重力启动器。重力传感器的目的是当上方10目的铁丝网接收到茶叶渣时启动下方的电加热器，从而进行加热。加热到达165分钟后停止加热，将烘干后的茶叶渣传送到下方的粉碎机当中，我们对粉碎机加上一个重力传感器，茶叶渣到达粉碎机的时候自动启动，粉碎结束后粉碎机也会自动停止，将茶叶渣倒道下方的茶叶桶中。

六、设计优点及效果：

1.优点：可以将茶叶渣当中的微量元素二次利益，茶叶渣可以当做动物饲料，植物化肥和除臭剂等。

2.效果：加入茶叶渣的植物盆栽中的植物长势比没有加入茶叶渣的长势更好，加入茶叶渣的动物饲料动物精神状态比未加入动物饲料的精神状态更亢奋，工作量明显增加。

七、设计缺点及改进：

1.缺点：

1.1体积大，因为在原版直饮机上加了烘干和粉碎装置，导致体型比一般的直饮机大。

1.2耗电量大，因为要给茶叶烘干，所以耗电量会比原版直饮机的用电量大

1.3产量小，因为直饮机是放在教学楼等地方，所以产量小。

2.改进方案：

2.1针对体积大，将在不影响功能的前提下找到更加轻薄的材料去替代，从而减轻体积。

2.2针对耗电量大，将进行控制温度，比如将茶叶放进烘干箱中，加热一定温度，可以和蒸桑拿一样，就行闷热烘干。

2.3针对产量小，可以和茶饮品公司合作进行合作。

PS：将多种材质的电阻丝进行对比，有如下两种：镍铬合金、铁铬铝合金。发现镍铬合金具有良好的耐高温性和耐腐蚀性，适合用于制作高温电阻器，是最适合我们茶叶烘干的电阻丝。找了多种茶叶，有黄山毛峰，普洱茶，大红袍，乌龙茶等常见茶叶，将其泡开晾干，后发现最小茶叶碎渣为7-10毫米，故而选用的铁丝网为10目。