綠茶是非發(fā)酵茶，較多地保留了鮮葉的天然物質(zhì)，含有茶多酚、葉綠素、咖啡堿、氨基酸、維生素等多種營(yíng)養(yǎng)成分，特別是多酚類化合物含量高，具有較好的保健功能。2019年中國(guó)綠茶產(chǎn)量達(dá)到177萬(wàn)噸，占全國(guó)茶葉產(chǎn)量的63%。中國(guó)綠茶市場(chǎng)人均消費(fèi)量也呈上升走勢(shì)，2018年人均消費(fèi)量首次超過(guò)1 kg/人，達(dá)到1.03 kg/人，2019年達(dá)到1.05 kg/人。綠茶是中國(guó)茶葉中出口規(guī)模最大的茶類，2019年綠茶出口量占茶葉出口總量的83%。
綠茶機(jī)械化制作工藝一般經(jīng)殺青、揉捻、做形、烘焙等工序，殺青、揉捻和烘焙一般可以由通用裝備來(lái)完成，但做形裝備則為專用裝備，對(duì)外形不同的綠茶應(yīng)由不同的做形裝備完成。文章綜述了芽(條)形、片形、顆粒形等典型綠茶做形裝備研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，并對(duì)綠茶做形裝備的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析。
01
芽(針、條)形綠茶做形裝備研究
▲ 安吉白茶(條形綠茶)
茶葉理?xiàng)l機(jī)是芽(針、條)形綠茶做形關(guān)鍵設(shè)備，最早出現(xiàn)于安徽宣城地區(qū)，利用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)U形槽鍋實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用穩(wěn)定、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，深受我國(guó)茶農(nóng)喜愛(ài)，在茶葉加工生產(chǎn)線中已廣泛應(yīng)用。茶葉在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的U形槽鍋中被拋起與槽鍋壁產(chǎn)生碰撞，在動(dòng)摩擦、擠壓力的作用下使茶葉產(chǎn)生形變;在加熱裝置熱作用下茶葉葉片水分減少并軟化收縮，同時(shí)配合機(jī)械力的作用進(jìn)行做形;加熱過(guò)程產(chǎn)生熱化學(xué)作用會(huì)引起茶葉內(nèi)質(zhì)成分的變化，有利于茶葉色、香、味等重要特征的形成，U形槽鍋?zhàn)鳛槔項(xiàng)l機(jī)重要組成部件，其槽鍋形狀及設(shè)計(jì)參數(shù)直接影響到理?xiàng)l質(zhì)量。
國(guó)內(nèi)眾多專家學(xué)者對(duì)理?xiàng)l機(jī)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)及創(chuàng)新設(shè)計(jì)展開(kāi)研究，程玉明等曾對(duì)理?xiàng)l機(jī)的槽鍋展開(kāi)設(shè)計(jì)研究，U形槽寬加深為115 mm、U形槽深增加到100~110 mm、采用兩邊圓弧曲率半徑差為5 mm的不對(duì)稱結(jié)構(gòu)、槽鍋底部增加三條導(dǎo)葉筋，以增強(qiáng)理?xiàng)l葉與鍋壁的撞擊力，加強(qiáng)筋對(duì)理?xiàng)l葉產(chǎn)生的搓擦效果，同時(shí)增強(qiáng)了茶葉的翻動(dòng)特性和透氣性，提高理?xiàng)l做形質(zhì)量;趙祖光對(duì)茶葉理?xiàng)l機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌進(jìn)行改進(jìn)，將雙圓柱形滑軌副改為一圓一平滑軌，通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)得出新設(shè)計(jì)的滑軌副可以提高機(jī)器壽命，在一定程度上提高了制茶品質(zhì)。
茶葉理?xiàng)l機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，當(dāng)設(shè)計(jì)的最小傳動(dòng)角過(guò)小，會(huì)造成機(jī)構(gòu)傳動(dòng)卡滯、沖擊及振動(dòng)現(xiàn)象，同時(shí)影響茶葉成形率。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法過(guò)程較繁，且一般較難獲得最大傳動(dòng)角，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶機(jī)課題組運(yùn)用蟻群算法對(duì)茶葉理?xiàng)l機(jī)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，選取最小傳動(dòng)角及成條率為目標(biāo)函數(shù)，以理?xiàng)l機(jī)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)為設(shè)計(jì)變量，根據(jù)茶葉理?xiàng)l機(jī)作業(yè)時(shí)具體結(jié)構(gòu)要求為約束條件，建立了茶葉理?xiàng)l機(jī)多元非線性優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用蟻群算法和Matlab語(yǔ)言，編制了基于蟻群算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)求解程序，結(jié)果為，曲柄長(zhǎng)度a為59.1 mm，連桿長(zhǎng)度b為341.5 mm，偏心距e為57.5 mm，滑塊行程H為120 mm，輔助角β為8.26°，極位夾角θ為3.5°，最小傳動(dòng)角γmin為70.1°。優(yōu)化后的最小傳動(dòng)角由50°增大到70.1°，使傳動(dòng)更加平穩(wěn)，振動(dòng)減輕，噪音降低;槽鍋的卡滯現(xiàn)象消失，理?xiàng)l機(jī)的成條率也有所增加，理?xiàng)l機(jī)優(yōu)化前后的參數(shù)如表1所示。
曲柄滑塊機(jī)構(gòu)屬非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，理?xiàng)l機(jī)作業(yè)時(shí)連桿的慣性力難以平衡，造成振動(dòng)噪音較大。為了以最小的成本降低理?xiàng)l機(jī)的振動(dòng)噪音，在不改變理?xiàng)l機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及主體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶機(jī)課題組對(duì)理?xiàng)l機(jī)進(jìn)行了減振方面的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)理?xiàng)l機(jī)存在單機(jī)不對(duì)稱，整機(jī)分為上下兩層，每層包括由各自的曲柄連桿機(jī)構(gòu)組成的兩個(gè)相同的振動(dòng)單元，每個(gè)振動(dòng)單元的曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)中心和連桿在連接板的鉸接點(diǎn)位于同一水平線上，能夠保證四個(gè)連桿的任意時(shí)間的慣性力均對(duì)稱，以減小機(jī)器振動(dòng);為了平衡傳統(tǒng)理?xiàng)l機(jī)連桿產(chǎn)生的慣性力，設(shè)計(jì)了一種適用于茶葉連續(xù)化、清潔化生產(chǎn)線的具有低振動(dòng)、低噪音的茶葉連續(xù)理?xiàng)l機(jī)，通過(guò)對(duì)稱布置的、形狀和重量相同的四個(gè)平衡重以平衡理?xiàng)l機(jī)的慣性力，可以對(duì)一階及二階慣性力進(jìn)行有效平衡，提高了減振效果;以行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)取代曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，與后者相比，行星齒輪組具有良好的對(duì)稱性，創(chuàng)新機(jī)構(gòu)具有更好的傳動(dòng)平穩(wěn)性及較低的振動(dòng)、噪音;張小福設(shè)計(jì)了一種理?xiàng)l機(jī)的氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，利用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)、噪音較小的特點(diǎn)及易于電控的特點(diǎn)，以高速氣缸通過(guò)電磁閥換向驅(qū)動(dòng)往復(fù)式茶葉理?xiàng)l機(jī)，以紅外線陶瓷發(fā)熱板為加熱元件，具有熱效率高，傳動(dòng)平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)。
隨著各種名優(yōu)茶生產(chǎn)線的建立，連續(xù)多級(jí)式理?xiàng)l機(jī)被廣泛引用。陳根生等根據(jù)芽形名優(yōu)綠茶品質(zhì)要求及工藝需求，在理?xiàng)l環(huán)節(jié)采用三級(jí)連續(xù)理?xiàng)l機(jī)組，通過(guò)試驗(yàn)研究確定了三個(gè)理?xiàng)l機(jī)組的振動(dòng)頻率及理?xiàng)l溫度，成條率可達(dá)80%以上，茶葉加工生產(chǎn)線中的理?xiàng)l機(jī)組各單機(jī)原理與現(xiàn)有的理?xiàng)l機(jī)相似，但由于每一級(jí)理?xiàng)l機(jī)的槽鍋的傾角、U形槽寬度與槽深等均可依工藝要求確定而不相同，故每一級(jí)的理?xiàng)l時(shí)間、溫度等工藝參數(shù)都可最大限度適應(yīng)該階段的茶葉加工工藝要求。
近年來(lái)浙江川崎茶業(yè)機(jī)械有限公司生產(chǎn)的60K-S系列精揉機(jī)、寧波姚江源機(jī)械有限公司的6CRJ系列精揉機(jī)等可用于恩施玉露、雨花茶、古丈毛尖、安化松針、信陽(yáng)毛尖等針芽形名優(yōu)綠茶的做形工序。盤式揉捻機(jī)在進(jìn)行揉捻作業(yè)時(shí)，對(duì)揉捻葉只有機(jī)械力的作用，并且揉捻過(guò)程系在封閉的揉桶內(nèi)進(jìn)行。而精揉機(jī)除了對(duì)茶葉有機(jī)械力的作用外，還有熱的作用，更有利于茶葉成形，并能減小破碎率。同時(shí)精揉機(jī)為開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，透氣性好，能有效地控制茶葉水分，保證茶葉葉底嫩綠明亮，故加工出的成品茶，條索緊細(xì)圓直，鋒苗挺秀，香氣清高。
▲ 川崎精揉機(jī)在雨花茶中的應(yīng)用
(南京盛峰茶業(yè)有限公司供圖)
02
片形綠茶做形裝備研究
▲ 龍井茶(片形綠茶)
長(zhǎng)板式扁形茶炒制機(jī)是名優(yōu)扁形綠茶(龍井茶)做形的關(guān)鍵設(shè)備之一，于1999年研制成功，經(jīng)改進(jìn)和優(yōu)化后投入實(shí)際加工生產(chǎn)中。將計(jì)算機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用到扁形茶炒制機(jī)中，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將茶農(nóng)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，降低了對(duì)操作者的技術(shù)要求，提高了茶葉加工的科技水平。2000年左右，浙江新昌茶區(qū)開(kāi)始應(yīng)用長(zhǎng)板式扁形茶炒制機(jī)進(jìn)行龍井茶做形，因?yàn)樵摍C(jī)在一定程度上具有磨光作用，能較好地適應(yīng)龍井茶的做形工藝需求。隨著長(zhǎng)板式扁形茶炒制機(jī)的推廣使用，扁形茶的炒制作業(yè)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，并能與多功能電熱理?xiàng)l機(jī)配合使用，發(fā)揮各自性能優(yōu)點(diǎn)，提高成茶品質(zhì)和工作效率。
隨著設(shè)計(jì)水平的不斷創(chuàng)新，長(zhǎng)板式單鍋扁形茶炒制機(jī)自動(dòng)化程度獲得顯著提高。機(jī)器在工作時(shí)，使用者可通過(guò)人機(jī)對(duì)話設(shè)置各加工參數(shù)，儲(chǔ)存在電腦內(nèi)的數(shù)據(jù)直接對(duì)整個(gè)炒茶過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制，無(wú)需人為干預(yù)，從而實(shí)現(xiàn)茶葉加工過(guò)程全程自動(dòng)化;夏建仁等對(duì)龍井茶機(jī)械化加工工藝進(jìn)行了研究，將全自動(dòng)和半自動(dòng)的兩臺(tái)長(zhǎng)板式龍井茶炒制機(jī)組合進(jìn)行扁茶做形，優(yōu)化了扁形茶機(jī)械加工工藝，提高了扁形茶做形品質(zhì)。
由于茶葉需求日益提高，扁形茶單機(jī)加工機(jī)械雖能滿足龍井(扁形)茶做形要求，卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，為滿足龍井(扁形)茶半連續(xù)化及連續(xù)化、智能化生產(chǎn)方式，國(guó)內(nèi)眾多企業(yè)、高校開(kāi)展研究并取得一定進(jìn)展。為滿足上述需求，杭州千島湖豐凱實(shí)業(yè)有限公司進(jìn)行了如表2所示的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，即將3臺(tái)或4臺(tái)長(zhǎng)板式龍井(扁形)茶炒制機(jī)前后串聯(lián)，作業(yè)時(shí)，第一臺(tái)炒制機(jī)主要負(fù)責(zé)殺青工序，第二臺(tái)負(fù)責(zé)繼續(xù)殺青和初步做形工序，第三臺(tái)主要負(fù)責(zé)繼續(xù)做形工序，第四臺(tái)主要負(fù)責(zé)磨光工序。通過(guò)這四個(gè)工序，龍井(扁形)茶炒制的全過(guò)程得以完成，目前該裝備已應(yīng)用于龍井茶生產(chǎn)線中。
▲ “豐凱牌”6CCB-983D型三鍋連續(xù)扁茶炒制機(jī)
扁形綠茶具有代表性的產(chǎn)品類型有西湖龍井(有梗)及六安瓜片。兩者雖都是扁形，但在外形上具有較大差別。前者為較平的片形，后者則為形如瓜子、略帶彎曲。上述長(zhǎng)板式扁形茶炒制機(jī)只能用于龍井茶做形，不能用于六安瓜片。
六安瓜片的做形一般是用理?xiàng)l機(jī)，但容易使條形過(guò)直、卷曲欠缺，在多年的制茶實(shí)踐中，通常在理?xiàng)l機(jī)的U形槽鍋中放置加壓棒來(lái)完成做形工序，在U形槽鍋的帶動(dòng)下，槽鍋內(nèi)的茶葉沿U形槽產(chǎn)生翻滾、拋起、與槽鍋壁產(chǎn)生碰撞，同時(shí)U形槽鍋內(nèi)的加壓棒在槽鍋內(nèi)做以槽鍋寬度為直徑的似圓周運(yùn)動(dòng)，對(duì)槽鍋內(nèi)的茶葉產(chǎn)生沖擊壓力作用，最終成形，但加壓棒的釋放及回收還是要靠人工完成，這不僅加大了勞動(dòng)強(qiáng)度，也不利于茶葉清潔化生產(chǎn)，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，另外茶葉加工質(zhì)量要受到工人技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的制約，無(wú)法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)要求，影響成茶品質(zhì)。
安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶機(jī)課題組設(shè)計(jì)了一種具有自動(dòng)加壓功能做形裝備用于六安瓜片的做形工序，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了六安瓜片連續(xù)化、清潔化生產(chǎn)。所設(shè)計(jì)的氣動(dòng)式自動(dòng)加壓茶葉理?xiàng)l機(jī)如圖1所示，是一種機(jī)、電、氣一體化的茶葉自動(dòng)化加工設(shè)備，由氣缸、活塞桿、吊環(huán)支架和吊環(huán)組成，實(shí)現(xiàn)了做形工序的自動(dòng)加壓，該設(shè)備于2007年應(yīng)用在六安瓜片生產(chǎn)線至今，效果良好。
03
顆粒形及卷曲形綠茶做形裝備研究
▲ 貴州綠寶石(顆粒形綠茶)
不同顆粒形綠茶機(jī)制加工工藝雖然不同，但主要由殺青、揉捻、做形和烘焙等關(guān)鍵工序組成，而做形工序?qū)︻w粒形綠茶形成獨(dú)特卷曲外形起著關(guān)鍵作用，雙鍋曲毫炒干機(jī)是顆粒形綠茶做形的關(guān)鍵設(shè)備，茶葉在高溫炒鍋內(nèi)受炒手板推壓力、茶葉間摩擦力、茶葉與炒鍋內(nèi)壁摩擦力、茶葉自身重力等多個(gè)方向的作用力下，逐漸向內(nèi)收緊成圓球顆粒狀，以完成做形工序。
20世紀(jì)80年代，84型珠茶炒干機(jī)研制成功并在全國(guó)珠茶生產(chǎn)區(qū)推廣使用，因其茶灶的設(shè)計(jì)會(huì)造成環(huán)境和茶葉的污染，不符合我國(guó)茶葉無(wú)公害化生產(chǎn)的理念，需對(duì)茶灶進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，浙江省上虞市改進(jìn)的新茶灶應(yīng)用時(shí)間雖短、整體不夠完善，但對(duì)茶葉清潔化生產(chǎn)具有重要意義。
6CCGQ-50型雙鍋曲毫炒干機(jī)作為名優(yōu)茶加工做形的重要機(jī)型之一，關(guān)鍵在于炒茶溫度、炒板擺速與擺幅等，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算控制理念逐漸應(yīng)用于茶葉加工領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工，降低茶農(nóng)的技術(shù)要求，提高經(jīng)濟(jì)效益，可進(jìn)行大規(guī)模批量生產(chǎn)加工，浙江紅五環(huán)制茶裝備股份有限公司研制生產(chǎn)的6CCQ-60型炒干機(jī)采用單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)炒茶溫度、時(shí)間、炒板擺幅等參數(shù)的自動(dòng)控制，提高了炒茶機(jī)械的智能化水平。
▲ “春江牌”6CCQ-50型雙鍋曲毫機(jī)
做形工序中所應(yīng)用的雙鍋曲毫機(jī)，主要利用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)來(lái)模擬人工炒茶作業(yè)。曲柄為主動(dòng)件，帶動(dòng)搖桿左右擺動(dòng)，搖桿驅(qū)動(dòng)與其同軸安裝的炒板在炒鍋內(nèi)不斷擺動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)顆粒型綠茶做形。
由于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)不緊湊，占用空間較大;曲柄搖桿機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度及速度均有較大變化，導(dǎo)致茶葉受熱不均勻、振動(dòng)噪音較大。加之上述機(jī)構(gòu)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)以經(jīng)驗(yàn)為主，運(yùn)動(dòng)性能不佳，易造成運(yùn)動(dòng)卡滯及較大振動(dòng)，影響成品茶品質(zhì)。
安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶機(jī)課題組對(duì)上述機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。以最小傳動(dòng)角最大化為目標(biāo)函數(shù)，建立雙鍋炒茶機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用Matlab編制基于蟻群算法的優(yōu)化程序進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算及驗(yàn)證又通過(guò)3因素3水平正交試驗(yàn)，探究貴州珠茶初烘葉含水率、第一次造形時(shí)間、第二次造形炒板的擺動(dòng)頻率對(duì)珠茶成形勻度和碎茶率的影響，獲得的最佳參數(shù)組合分別為：初烘葉含水率50%、第一次造形時(shí)間50 min、第二次造形炒板的擺動(dòng)頻率2.58 Hz;李為寧等用Solidworks建立了雙鍋曲毫機(jī)的3D虛擬樣機(jī)，基于離散元法建立茶葉顆粒及接觸力學(xué)模型，運(yùn)用EDEM軟件對(duì)做形過(guò)程進(jìn)行了仿真計(jì)算，以成形率最大化和碎茶率最小化為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)炒板關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化仿真設(shè)計(jì)，同時(shí)運(yùn)用2因素3水平試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，獲得了弧形炒板的最優(yōu)擺速及擺幅;鄭紅發(fā)等以6CCGQ-50型雙鍋曲毫炒干機(jī)為試驗(yàn)對(duì)象，開(kāi)展螺形茶造型技術(shù)研究，得到了曲毫的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)為投葉量6 kg/鍋、曲毫溫度180 ℃、炒制時(shí)間75 min，上述優(yōu)化結(jié)果如表3所示。
傳統(tǒng)的珠茶炒干機(jī)仍為單機(jī)生產(chǎn)，作業(yè)中需人工操作，以完成上料、出料及并鍋環(huán)節(jié)，難以適應(yīng)連續(xù)化生產(chǎn)需求。安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶機(jī)課題組設(shè)計(jì)出一種基于自動(dòng)供料的珠茶連續(xù)化做形控制系統(tǒng)以及控制方法，該系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，基于程控的自動(dòng)稱重系統(tǒng)可進(jìn)行自動(dòng)定量加料，設(shè)計(jì)的基于雙搖桿機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)槽鍋支架翻轉(zhuǎn)自動(dòng)下茶，PLC控制并鍋環(huán)節(jié)可進(jìn)行復(fù)炒，實(shí)現(xiàn)珠茶做形的連續(xù)化生產(chǎn)。
一些曲毫類卷曲形綠茶做形(如碧螺春)，可用揉捻機(jī)進(jìn)行初步揉捻成條，然后采用6CB-180型碧螺春整形機(jī)，6CCQ-50G型曲毫炒干機(jī)，6CL-30型名茶搓螺機(jī)，6SCG-50CDT型雙鍋曲毫機(jī)，6CRQ-60型瓶式曲毫機(jī)等完成做形。般溫度設(shè)定在60~80 ℃，在熱及機(jī)械力的同時(shí)作用下完成做形工序，同時(shí)要求透氣，保持茶葉色澤翠綠。上述時(shí)間一般為20~30 min，炒至茶條卷曲，含水量為10%左右，可出茶攤涼。
04
茶葉加工溫度控制系統(tǒng)研究
溫度是綠茶做形工序中的關(guān)鍵參數(shù)，對(duì)茶葉的成型和品質(zhì)提升有著重要的意義。理?xiàng)l是使茶葉在一定溫度下受熱的作用使葉片軟化，溫度的控制精度直接影響成條率，李文萃等研究了香茶機(jī)械化、連續(xù)化加工滾炒溫度、次數(shù)對(duì)其成茶品質(zhì)的影響。趙瑤等根據(jù)針形茶做形要求，研制CJL-5型針形茶自動(dòng)控溫整形操作臺(tái)，采用遠(yuǎn)紅外加熱方式并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控溫。范起業(yè)等研究了不同殺青溫度對(duì)香茶品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)80型電磁滾筒殺青機(jī)殺青，在投葉量為130 kg/h時(shí)，滾筒三段式加熱元件溫度為290 ℃-280 ℃-265 ℃時(shí)，可獲最佳的成茶品質(zhì)。
傳統(tǒng)茶葉理?xiàng)l機(jī)理?xiàng)l溫度控制波動(dòng)較大，為了防止茶葉在理?xiàng)l過(guò)程中出現(xiàn)色澤變黃、變暗或產(chǎn)生焦味的現(xiàn)象，需要精確控制理?xiàng)l溫度，提高茶葉的加工質(zhì)量。傅杰設(shè)計(jì)了茶葉理?xiàng)l工藝參數(shù)模糊決策控制器及模糊PID溫度控制器，并利用Matlab/simulink對(duì)上述控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真計(jì)算，以解決茶葉理?xiàng)l機(jī)溫度控制精度不高的問(wèn)題;近年來(lái)模糊控制相關(guān)算法已成功應(yīng)用于工程控制中，王小勇等通過(guò)模糊算法進(jìn)行理?xiàng)l機(jī)溫度控制，運(yùn)用Matlab對(duì)溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真試驗(yàn)，使得理?xiàng)l機(jī)的主副加熱部件具有較高的穩(wěn)定性，穩(wěn)態(tài)精度高，抗干擾能力強(qiáng)，提高了理?xiàng)l的成茶品質(zhì);任桂英等通過(guò)PLC和相關(guān)控制元件組成控制系統(tǒng)，對(duì)溫度、頻率等參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，提高了茶葉理?xiàng)l過(guò)程的自動(dòng)化，便于用戶簡(jiǎn)單操作;烏蘭等通過(guò)IPSO對(duì)模糊PID控制器進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，使得控制系統(tǒng)可根據(jù)烘干機(jī)熱風(fēng)爐的實(shí)時(shí)溫度，自動(dòng)調(diào)節(jié)排煙量，保證烘干機(jī)溫度的恒定。
根據(jù)茶葉物料烘焙時(shí)具有遲滯、大慣性和非線性的特點(diǎn)，采用傳統(tǒng)PID控制時(shí)溫度控制精度不高，超調(diào)量較大，魯棒性差，李兵等設(shè)計(jì)了一種基于模糊 PID控制原理設(shè)計(jì)的溫度控制器，用于六安瓜片茶烘焙，具有較好的動(dòng)態(tài)及靜態(tài)性能，溫度控制精度高、超調(diào)小，當(dāng)葉溫設(shè)置為80 ℃時(shí)，能得到較好的烘焙品質(zhì);安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶機(jī)課題組設(shè)計(jì)了一種基于動(dòng)態(tài)矩陣控制的茶葉烘干機(jī)，烘干機(jī)采用多層隧道式，采用上加熱方式，加熱元件為電加熱遠(yuǎn)紅外輻射板，運(yùn)用DMC-PID串級(jí)溫度控制系統(tǒng)(如圖2)，前級(jí)的DMC算法提高溫度控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力與魯棒性;后級(jí)PID算法提高系統(tǒng)的抗干擾性能。
傳統(tǒng)PID控制、FUZZY-PID及DMC-PID控制技術(shù)現(xiàn)已應(yīng)用于茶葉溫度控制系統(tǒng)中，上述三種溫度控制系統(tǒng)的溫度響應(yīng)曲線如圖3所示，常規(guī)PID溫控精度低且超調(diào)量為15%，F(xiàn)UZZY-PID溫控的超調(diào)量為10.5%，而采用DMC-PID串級(jí)溫控的超調(diào)量為5.9%，可提高溫度控制精度及成茶品質(zhì)。
05
發(fā)展趨勢(shì)
綠茶做形裝備是形成各種綠茶獨(dú)特品質(zhì)的關(guān)鍵，也是模擬人工炒茶的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其發(fā)展趨勢(shì)從最初的單機(jī)作業(yè)逐漸向連續(xù)化、智能化方向發(fā)展。成熟的工業(yè)自動(dòng)化控制及傳感器技術(shù)正逐步輻射至茶機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，更多地應(yīng)用了傳感器技術(shù)和機(jī)、電、氣一體化等先進(jìn)技術(shù);做形裝備的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)也從簡(jiǎn)單的平面機(jī)構(gòu)向空間機(jī)構(gòu)發(fā)展，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)更加緊湊、傳動(dòng)效率更高、運(yùn)行振動(dòng)噪音更小、同時(shí)產(chǎn)生了多種創(chuàng)新機(jī)構(gòu)。通過(guò)運(yùn)用現(xiàn)代智能算法進(jìn)行了關(guān)鍵機(jī)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)，相關(guān)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)水平得以提高。
今后，茶葉做形機(jī)械將以食品工程、機(jī)械電子、自動(dòng)化技術(shù)及人工智能多學(xué)科交叉為特點(diǎn)，同時(shí)做形生產(chǎn)線的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化及智能化水平也將日益提高。
來(lái)源：中國(guó)茶葉加工
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茶業(yè)機(jī)械是指茶園作業(yè)機(jī)械和茶葉加工機(jī)械，是發(fā)展茶業(yè)的重要生產(chǎn)工具。
俗話說(shuō)，“工欲善其事，必先利其器”。因此茶業(yè)機(jī)械歷來(lái)為人們所重視。在新昌縣，茶機(jī)制造業(yè)聞名全國(guó)，成為依托茶葉發(fā)展起來(lái)的億元產(chǎn)業(yè)?，F(xiàn)如今，機(jī)制龍井茶因其色澤、外形、品質(zhì)一致和生產(chǎn)過(guò)程清潔化，越來(lái)越受到業(yè)界的認(rèn)可，茶機(jī)在茶葉生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)中的作用日漸凸顯。新昌茶機(jī)在日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中開(kāi)始大放異彩，不斷迎來(lái)發(fā)展的春天。
“新昌工匠”開(kāi)創(chuàng)茶機(jī)先河
上世紀(jì)80年代，浙江掀起發(fā)展名茶的熱潮。不少地方聘請(qǐng)西湖區(qū)的炒茶能手，傳授龍井茶的炒制技術(shù)，創(chuàng)制出扁形名茶。舜皇云尖、千島玉葉、大佛龍井等“浙江龍井”因此應(yīng)運(yùn)而生。
隨著龍井茶的發(fā)展與茶葉產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加快，高強(qiáng)度、低效率的手工炒制技術(shù)已難以與之相適應(yīng)，開(kāi)發(fā)機(jī)械化茶葉加工設(shè)備在茶農(nóng)中的呼聲日趨強(qiáng)烈。因此，龍井茶整形機(jī)的研究成為科研單位的重點(diǎn)課題。這其中，最具代表性的是中國(guó)農(nóng)科院茶葉研究所研制的具有理?xiàng)l和壓平功能的理?xiàng)l整形機(jī)和用于炒制安徽名茶(尖茶)的往復(fù)振動(dòng)槽式理?xiàng)l機(jī)，但這兩種茶機(jī)制成的茶葉扁度不理想，從而沒(méi)有得到有效推廣。
上世紀(jì)90年代末，新昌縣的一些能工巧匠，模仿手工炒制過(guò)程研制名優(yōu)茶炒制機(jī)，誕生擺動(dòng)式‘天峰’名茶炒制機(jī)、回轉(zhuǎn)式名茶炒制機(jī)等。扁形茶炒制機(jī)的出現(xiàn)，完全顛覆多功能理?xiàng)l機(jī)通過(guò)搖擺碰撞茶葉的原理，采取炒板與鍋的擠壓，使茶葉變扁成型。
據(jù)了解，發(fā)明第一臺(tái)扁茶機(jī)的是回山鎮(zhèn)柘前村的丁水芳。丁水芳做茶機(jī)前曾是回山鎮(zhèn)有名的木匠師傅，由于自己不會(huì)炒茶，便四處觀摩炒茶高手的手法、頻率，掌握炒制規(guī)律。之后，他用鐵皮在預(yù)先做好的木頭模子里敲出弧形的炒鍋，又用木塊包上布，制成一個(gè)炒板，還用竹片做出一個(gè)翻葉板，再用木料做好框架，裝上電動(dòng)機(jī)，在鐵與木頭接觸的地方填上石棉用于隔熱。就這樣，經(jīng)過(guò)半年的摸索，丁水芳終于研制出第一臺(tái)原始扁茶機(jī)。由于扁茶機(jī)功能較多，被業(yè)界稱之為“名茶多功能機(jī)”。
此后，天峰機(jī)械通過(guò)不斷實(shí)踐和改進(jìn)，研制出采用凸輪壓扁，能做半周運(yùn)動(dòng)的茶機(jī)，并將這種茶機(jī)注冊(cè)為“天峰”牌。2000年，“天峰”茶機(jī)開(kāi)始正式投放市場(chǎng)，最高單機(jī)價(jià)格高達(dá)1萬(wàn)多元，被業(yè)界稱為“浙江乃至全國(guó)應(yīng)屬率先”。
“雙峰對(duì)峙”各領(lǐng)茶機(jī)風(fēng)騷
扁形茶炒制機(jī)誕生后，由于其具有省工省力、炒制易學(xué)、干茶質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，因此受到茶農(nóng)青睞，產(chǎn)品需求不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量隨之劇增。至2004年底，僅新昌縣的扁形茶炒制機(jī)生產(chǎn)企業(yè)就近200家。在此期間，天峰茶機(jī)憑借其雄厚的技術(shù)力量和先發(fā)優(yōu)勢(shì)在行業(yè)中成為翹楚。
一直以來(lái)，天峰機(jī)械注重對(duì)龍井茶的形、色、香、味進(jìn)行研究，并不斷改進(jìn)茶機(jī)工藝。2004年，天峰茶機(jī)銷量突破2000臺(tái)，產(chǎn)值上千萬(wàn)元。是年7月，天峰機(jī)械搬入高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，新廠區(qū)占地面積20000平方米，擁有標(biāo)準(zhǔn)廠房近萬(wàn)平方米。
正當(dāng)天峰茶機(jī)意氣風(fēng)發(fā)之時(shí)，恒峰茶機(jī)異軍突起，成為新昌茶機(jī)界的一匹黑馬。2005年3月，在新昌名茶機(jī)械加工大賽中，恒峰茶機(jī)的電熱R-280E型頂鍋式名茶炒制機(jī)一舉奪魁。恒峰名茶機(jī)械廠成立于1998年，是新昌最早的扁茶機(jī)生產(chǎn)企業(yè)之一。2005年之前，企業(yè)規(guī)模一直不大，但頂鍋式名茶炒制機(jī)的奪魁使其聲名鵲起。2009年，恒峰茶機(jī)搬入占地30畝的新廠區(qū)，擁有廠房面積15000平方米。
頂鍋式名茶炒制機(jī)的出現(xiàn)是扁茶機(jī)發(fā)展史上的又一次重大變革，它使茶葉炒制更加清潔化。此時(shí)的天峰茶機(jī)，出于對(duì)自己產(chǎn)品的情結(jié)，沒(méi)有立即吸納該先進(jìn)理念，雖然之后順應(yīng)趨勢(shì)也采用頂鍋式，但就是這樣的“慢半拍”，使其在新昌茶機(jī)界的領(lǐng)頭地位岌岌可危。
在這之后，天峰茶機(jī)與恒峰茶機(jī)的“雙峰”對(duì)峙格局逐漸形成。2005年9月，天峰茶機(jī)獲得省農(nóng)業(yè)廳的農(nóng)機(jī)推廣鑒定證，這是新昌首家獲得農(nóng)機(jī)推廣鑒定證的茶機(jī)生產(chǎn)企業(yè)。而恒峰茶機(jī)緊隨其后，也于同年獲得農(nóng)機(jī)推廣鑒定證。2006年4月，“恒峰”牌茶機(jī)榮獲省機(jī)械炒制大賽一等獎(jiǎng)，天峰機(jī)械有限公司生產(chǎn)的TF6CCB-7801型多功能名茶炒制機(jī)獲二等獎(jiǎng)。這一年的恒峰茶機(jī)得到長(zhǎng)足的發(fā)展，產(chǎn)銷量達(dá)到近8000臺(tái)，占到全縣總銷量的半壁江山，新昌茶機(jī)開(kāi)始步入“恒峰時(shí)代”。
時(shí)至今日，恒峰茶機(jī)在銷售上依然保持“一哥”地位，但盛漲機(jī)械、銀球機(jī)械等其它企業(yè)也奮起直追，形成群雄奮起的局面。
“眾人拾柴”提升茶機(jī)品質(zhì)
茶機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展到2004年，新昌縣生產(chǎn)企業(yè)達(dá)到近200家。由于大部分企業(yè)“低、小、散”，質(zhì)量事故時(shí)有發(fā)生，茶機(jī)產(chǎn)業(yè)面臨生存考驗(yàn)。
為此，新昌縣委縣政府于2004年6月召開(kāi)茶機(jī)質(zhì)量整治工作會(huì)議，對(duì)全縣茶機(jī)企業(yè)進(jìn)行整頓，并下發(fā)《新昌縣茶機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)條件考核細(xì)則》，對(duì)全縣茶機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)條件進(jìn)行考核。2005年9月，新昌縣成立茶機(jī)行業(yè)協(xié)會(huì)，幫助茶機(jī)生產(chǎn)企業(yè)建立完善原材料和外購(gòu)件驗(yàn)收制度、成品管理制度、售后服務(wù)制度，規(guī)范生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)行為，提高茶機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量。
此外，新昌縣農(nóng)業(yè)部門于2005年邀請(qǐng)省農(nóng)機(jī)鑒定站對(duì)新昌縣的名茶炒制機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品性能鑒定和農(nóng)機(jī)產(chǎn)品推廣鑒定。是年4月，新昌縣農(nóng)業(yè)部門舉辦農(nóng)機(jī)推廣鑒定知識(shí)培訓(xùn)班，向新昌縣農(nóng)機(jī)企業(yè)普及有關(guān)農(nóng)機(jī)推廣鑒定知識(shí)。之后，新昌縣農(nóng)業(yè)部門還向省農(nóng)機(jī)推廣鑒定總站提出進(jìn)行農(nóng)機(jī)產(chǎn)品性能鑒定和推廣鑒定的申請(qǐng)，幫助新昌縣農(nóng)機(jī)企業(yè)獲得農(nóng)機(jī)推廣鑒定證。
通過(guò)一系列整治，新昌縣一批低、小、散茶機(jī)制造企業(yè)被市場(chǎng)淘汰，茶機(jī)行業(yè)逐步朝著規(guī)?；?、品牌化、科技化方向發(fā)展。2008年，浙江省將名優(yōu)茶加工機(jī)械列入政府農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼范圍，新昌縣農(nóng)機(jī)管理總站積極幫助茶機(jī)企業(yè)提出申請(qǐng)，去年共完成補(bǔ)貼資金582.14萬(wàn)元，機(jī)具3175臺(tái)套，其中茶機(jī)3077臺(tái)套。與此同時(shí)，新昌縣茶機(jī)行業(yè)協(xié)會(huì)申報(bào)的《制訂和實(shí)施茶機(jī)同盟尺度晉升塊狀工業(yè)質(zhì)量》項(xiàng)目，被確定為第一批塊狀工業(yè)質(zhì)量晉升重點(diǎn)項(xiàng)目，進(jìn)一步推動(dòng)新昌縣茶機(jī)工業(yè)質(zhì)量晉升。
在此基礎(chǔ)上，新昌縣還加大茶機(jī)新產(chǎn)品研發(fā)投入，茶機(jī)新品碩果累累。近年來(lái)，省農(nóng)機(jī)質(zhì)量鑒定科對(duì)恒峰機(jī)械、盛漲機(jī)械、銀球機(jī)械等企業(yè)的產(chǎn)品進(jìn)行推廣鑒定，對(duì)檢測(cè)企業(yè)的規(guī)模、管理制度、工裝設(shè)備、質(zhì)量管理、售后服務(wù)等進(jìn)行評(píng)定，并給予指導(dǎo)意見(jiàn)，為新昌縣茶機(jī)企業(yè)打造更好更精的茶機(jī)產(chǎn)品打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
（來(lái)源：新昌新聞網(wǎng)）
茶葉作為食品行業(yè)中的一個(gè)特色產(chǎn)業(yè)，又系一個(gè)民生經(jīng)濟(jì)，而茶葉收獲和加工具有很強(qiáng)的季節(jié)性，存在勞動(dòng)強(qiáng)度高、效率低、占用農(nóng)時(shí)多等問(wèn)題，這些問(wèn)題制約了茶產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。因此，依靠科技進(jìn)步，加強(qiáng)對(duì)茶葉生產(chǎn)機(jī)械的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)茶葉生產(chǎn)機(jī)械化，使茶葉從粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，不僅是提高茶葉品質(zhì)、實(shí)現(xiàn)茶葉現(xiàn)代化的關(guān)鍵所在，而且有利于提高生產(chǎn)率、節(jié)約勞力和降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高我國(guó)茶業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)農(nóng)村建設(shè)、農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收、推動(dòng)茶產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。尤其是在當(dāng)前我國(guó)農(nóng)村勞動(dòng)力資源結(jié)構(gòu)性短缺的情況下，發(fā)展茶葉生產(chǎn)機(jī)械化，不僅意義重大，而且非常緊迫?！肮び破涫?，必先利其器”，要實(shí)現(xiàn)茶葉機(jī)械化，首先要加強(qiáng)和完善茶葉機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，改變茶葉機(jī)械質(zhì)量參差不齊、科技含量低、熱能利用低等一系列問(wèn)題。這是提高茶葉加工機(jī)械科技含量、食品衛(wèi)生安全、建立集約型社會(huì)的要求。
茶葉生產(chǎn)機(jī)械化與茶機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化之間存在互相依賴、相互促進(jìn)的關(guān)系。茶機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)對(duì)茶葉生產(chǎn)機(jī)械化的促進(jìn)作用，茶葉生產(chǎn)機(jī)械化是實(shí)現(xiàn)茶葉生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、清潔化的前提，茶葉生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化是提高茶葉在市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力的有力保障。因此，有必要深入了解我國(guó)茶葉生產(chǎn)全程機(jī)械化現(xiàn)狀及其發(fā)展瓶頸，研究影響茶葉生產(chǎn)機(jī)械化進(jìn)程的茶機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)問(wèn)題，這對(duì)于研究和發(fā)展我國(guó)茶葉生產(chǎn)機(jī)械化，提高我國(guó)茶產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
一、我國(guó)茶園管理機(jī)械化的發(fā)展現(xiàn)狀與存在問(wèn)題
1.1先進(jìn)國(guó)家和地區(qū)的茶園管理機(jī)械化進(jìn)展茶園管理包括機(jī)耕、機(jī)采、機(jī)剪、噴灌、植保、運(yùn)輸?shù)葯C(jī)械作業(yè)。日本及臺(tái)灣地區(qū)茶園管理機(jī)械化值得借鑒。日本茶葉已基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)：茶園管理和采摘日本茶園管理機(jī)械多采用乘用式，配備田間鐵軌，通過(guò)不同的配置可完成深耕、修剪、施肥、噴藥、植保、采摘等多種栽培管理作業(yè)；為了防霜，日本茶園大多配置了防霜風(fēng)機(jī)，通過(guò)攪動(dòng)氣流，可保證茶園溫度升高3-4℃，從而促使茶樹(shù)芽葉生長(zhǎng)，提高鮮葉產(chǎn)量l氈重視鮮葉運(yùn)輸環(huán)節(jié)，運(yùn)輸工具均采用廂頂覆蓋金屬膜的微型貨車。臺(tái)灣茶園管理機(jī)械在方便操作、靈活輕巧等方面具有比較優(yōu)勢(shì)，如氣壓式深層松土施肥機(jī)、坡地多用途作業(yè)機(jī)、深層多用途施肥機(jī)等l引。
1.2我國(guó)茶園管理機(jī)械化的發(fā)展現(xiàn)狀
茶園管理是茶葉生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，是提高茶葉產(chǎn)量、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的前提和基礎(chǔ)。茶園管理機(jī)械經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展，在提高茶園管理水平，促進(jìn)茶葉生產(chǎn)發(fā)展，降低生產(chǎn)成本，提高時(shí)效，增加經(jīng)濟(jì)效益等方面發(fā)揮了重
要作用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)茶園實(shí)現(xiàn)機(jī)械化修剪、大宗茶機(jī)械化采摘和茶園除草方面，每年可節(jié)省成本40萬(wàn)元左右。
茶園耕作機(jī)械是替代手工勞動(dòng)，從事茶園深翻、中耕除草、施肥等作業(yè)，要求耕作適應(yīng)性強(qiáng)和質(zhì)量好，性能穩(wěn)定，價(jià)格合理。目前已有C12型茶園中耕機(jī)，采用履帶行走方式，以馬力柴油機(jī)為動(dòng)力，但因價(jià)格較高，推廣使用受限；ZCJ-150-1型茶園中耕機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，維修方便和價(jià)格適中等特點(diǎn)，解決了個(gè)體茶農(nóng)和小型茶場(chǎng)茶園耕作作業(yè)需要。
茶葉采摘需要?jiǎng)诹Υ?，時(shí)效性強(qiáng)，因此，發(fā)展茶葉采摘機(jī)械一直為各產(chǎn)茶國(guó)所關(guān)注。機(jī)械化采茶具有工效高、采摘及時(shí)，質(zhì)量好，節(jié)約勞力和采摘成本，增加鮮葉產(chǎn)量、提高茶葉質(zhì)量等優(yōu)勢(shì)，受到茶區(qū)的普遍重視。我國(guó)在引進(jìn)、消化、吸收、創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，研發(fā)了適合我國(guó)的修剪機(jī)和采茶機(jī)。如浙江川崎茶業(yè)機(jī)械有限公司生產(chǎn)的NV45型單人平形采茶機(jī)和PHV100型雙人弧形／平形采茶機(jī)、寧波電機(jī)廠生產(chǎn)的4CSW1000型雙人弧形采茶機(jī)等。目前除沒(méi)有適應(yīng)深修剪作業(yè)的專用機(jī)型外，輕修剪、重修剪、臺(tái)刈以及修邊均有專用機(jī)械。我國(guó)目前采用的茶樹(shù)修剪均為往復(fù)切割式。
灌溉是茶葉大幅度增產(chǎn)的一項(xiàng)積極措施，并是茶葉可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。目前，我國(guó)茶葉灌溉的方式有以下4種：澆灌、流灌、噴灌和微灌。微灌，可比噴灌節(jié)水12%~25%，系統(tǒng)T作壓力低，地表濕度小，可防止雜草生長(zhǎng)和病蟲害，并可實(shí)現(xiàn)水肥一體化。
目前我國(guó)茶樹(shù)病蟲害防治常用手動(dòng)噴霧器與背負(fù)式噴霧器（也稱“氣力式噴霧機(jī)”），前者常用于常量噴霧作業(yè)，后者是目前我國(guó)農(nóng)村中最常用的植保機(jī)具，其占國(guó)內(nèi)植保機(jī)械市場(chǎng)份額的80%以上，擔(dān)負(fù)農(nóng)作物70%以上的防治面積，而靜電噴霧機(jī)目前在茶園施藥上較少使用。
1.3我國(guó)茶園管理機(jī)械化存在問(wèn)題與發(fā)展方向
我國(guó)目前適用于茶園栽培管理的機(jī)械嚴(yán)重缺乏，特別是缺乏名茶及高檔茶的采摘機(jī)械，還沒(méi)有一家具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)采茶機(jī)和茶樹(shù)修剪機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，采茶機(jī)、修剪機(jī)主要零部件還是靠國(guó)外廠家供應(yīng)。因此，應(yīng)當(dāng)集中科技力量，采取機(jī)械T程和栽培技術(shù)相結(jié)合的研發(fā)
模式，開(kāi)發(fā)具有我國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的茶園作業(yè)機(jī)械。在茶園耕作機(jī)械方面，國(guó)內(nèi)主要引入國(guó)外研發(fā)制造的微耕機(jī)，進(jìn)行消化、吸收、改良試制，以適合我國(guó)茶區(qū)應(yīng)用的茶園動(dòng)力機(jī)及其配套農(nóng)具，但都還難于滿足茶區(qū)需求。需要加強(qiáng)深度開(kāi)發(fā)和研制，從而緩解農(nóng)村勞動(dòng)力緊張，提高效率。
二、我國(guó)茶葉加工機(jī)械化的發(fā)展現(xiàn)狀與存在問(wèn)題
2.1國(guó)外茶葉加工機(jī)械化進(jìn)展
日本絕大多數(shù)生產(chǎn)青一色的蒸青煎茶，按照制作工藝的成套設(shè)備已相當(dāng)成熟。較為熟知的茶葉機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)有日本寺田株式會(huì)社，其主營(yíng)茶葉初加T機(jī)械設(shè)備；山益公司主營(yíng)茶葉精加工機(jī)械；日本落合公司主營(yíng)采茶機(jī)、修剪機(jī)等。在技術(shù)優(yōu)勢(shì)上體現(xiàn)在茶機(jī)電路設(shè)計(jì)能力強(qiáng)，引進(jìn)其他機(jī)械行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)，如紅外線鮮葉品質(zhì)檢定設(shè)備。實(shí)現(xiàn)茶葉加工生產(chǎn)過(guò)程工業(yè)化管理，最新型的煎茶生產(chǎn)線體現(xiàn)在高度自動(dòng)化、智能控制，茶葉在線水分監(jiān)測(cè)、設(shè)備模塊化等方面，實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn)，保證茶葉產(chǎn)品衛(wèi)生質(zhì)量，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
日本蒸青煎茶的精制T藝與我國(guó)炒青綠茶精制工藝類似，其中特色較凸顯的是復(fù)火機(jī)械和茶葉色選機(jī)，復(fù)火加熱形式有遠(yuǎn)紅外、熱傳導(dǎo)、熱空氣、微波四種，而在精制廠中大量推廣使用的是遠(yuǎn)紅外一傳導(dǎo)滾筒復(fù)火機(jī)，與我國(guó)有差異的是其導(dǎo)葉板螺旋角很小，滾筒軸線處安有一棒型燃?xì)膺h(yuǎn)紅外發(fā)射器，下設(shè)有石油液化氣加熱爐具；目前采用色選機(jī)揀剔茶梗在日本茶葉精制廠已得到廣泛使用，新研制的CCD（電荷耦合圖像傳感器）茶葉色選機(jī)，承載著更先進(jìn)的高新技術(shù)。
2.2我國(guó)茶葉加工機(jī)械化的發(fā)展現(xiàn)狀
20世紀(jì)80年代以后，以生產(chǎn)大宗茶為主的初、精制加工機(jī)械迅速得到發(fā)展，茶葉機(jī)械品種多，型號(hào)多樣，初步滿足了各類茶葉產(chǎn)品加工，促進(jìn)了茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)的茶葉加T機(jī)械在性能和配套機(jī)種的研制上得到不斷的改進(jìn)和補(bǔ)缺，以名優(yōu)茶加丁機(jī)械發(fā)展最快并在生產(chǎn)中加以推廣和應(yīng)用。
近年來(lái)，高新技術(shù)在茶葉生產(chǎn)加工上不斷獲得應(yīng)用，同時(shí)也存在挑戰(zhàn)。微波加遠(yuǎn)紅外加熱殺青干燥技術(shù)配套使用，生產(chǎn)加工出的茶葉產(chǎn)品，香高味醇品質(zhì)佳。蒸汽與熱風(fēng)相結(jié)合的殺青機(jī)的研發(fā)，不僅保持了綠茶色澤綠翠，
而且香高味醇效果良好，但是由于在實(shí)踐應(yīng)用中，存在殺青蒸汽溫度和脫水t藝較難掌握等技術(shù)瓶頸，從而限制了在一些特種茶和保健茶類加工領(lǐng)域的應(yīng)用前景；熱風(fēng)殺青作業(yè)殺青勻、透，殺青葉含水率亦低于一般傳統(tǒng)殺青形式，成茶品質(zhì)良好，但由于殺青時(shí)間短，對(duì)生產(chǎn)工藝的掌握嚴(yán)格，同時(shí)對(duì)熱風(fēng)爐的設(shè)計(jì)、制造提出了較高要求；電子計(jì)算機(jī)等檢測(cè)和控制技術(shù)不僅在單個(gè)茶葉加工生產(chǎn)機(jī)械中得到應(yīng)用，而且隨著名優(yōu)茶等連續(xù)化生產(chǎn)線得到推廣與普及，開(kāi)始應(yīng)用于芽形名茶加T全過(guò)程的參數(shù)檢測(cè)和程序控制。
多功能集成茶機(jī)機(jī)種、新機(jī)型不斷涌現(xiàn)，不斷解決名優(yōu)綠茶加T制造工藝，鮮葉攤放工序及其在制葉快速冷卻等問(wèn)題。研制安全化、清潔化和連續(xù)化茶葉加T設(shè)備提上了日程，如目前在國(guó)內(nèi)屬領(lǐng)先水平的一條名優(yōu)綠茶連續(xù)化加工生產(chǎn)線，其對(duì)設(shè)備原材料嚴(yán)格要求，加工精度、美觀程度和加T規(guī)范，形成了茶機(jī)機(jī)電一體化工程和示范，值得提倡與推廣。
2.3我國(guó)茶葉加工機(jī)械化存在問(wèn)題與發(fā)展方向
我國(guó)茶葉加T機(jī)械除了約100家茶機(jī)制造企業(yè)較規(guī)范，注重研發(fā)外，其余均為規(guī)模小，生產(chǎn)條件差，制造水平低，研發(fā)和設(shè)計(jì)能力薄弱。往往在市場(chǎng)出現(xiàn)較新穎的機(jī)器，很多廠家進(jìn)行仿制，不注重研究和解決與制茶質(zhì)量有關(guān)的品質(zhì)和茶機(jī)使用安全問(wèn)題。
發(fā)展茶機(jī)是茶產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求，加大整合“產(chǎn)學(xué)研”科技力量，增強(qiáng)扶持力度，注重茶葉食品安全和茶機(jī)操作安全，組建茶葉機(jī)械研發(fā)中心，對(duì)茶機(jī)領(lǐng)域重大技術(shù)難題進(jìn)行攻關(guān)研究（如茶機(jī)結(jié)構(gòu)性能、配套設(shè)備和操作工藝等），形成規(guī)?；?、清潔化、連續(xù)化、自動(dòng)化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展模式，實(shí)現(xiàn)最大限度地提高茶葉品質(zhì)和節(jié)約制茶勞力。
三、開(kāi)展茶葉機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)
3.1開(kāi)展茶葉機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)意義
茶葉生產(chǎn)離不開(kāi)茶葉機(jī)械化，開(kāi)展茶葉機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)規(guī)則，是科技成果轉(zhuǎn)化為勞動(dòng)力的橋梁，是產(chǎn)品質(zhì)量的保證，是通向新技術(shù)與市場(chǎng)的工具，是節(jié)省投入提高產(chǎn){比的途徑。在經(jīng)濟(jì)全球化、貿(mào)易自由化的大潮中，茶葉機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化是促進(jìn)茶葉生產(chǎn)向優(yōu)質(zhì)、高效、低成本、名品牌的方向發(fā)展，進(jìn)一步提高我國(guó)茶葉產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要保證。因此，加強(qiáng)茶葉機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，制定和完善茶葉機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)，加大新型科技含量高的茶葉機(jī)械的研發(fā)力度，對(duì)于促進(jìn)茶葉加T技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
3.2我國(guó)茶葉機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀與存在問(wèn)題
加強(qiáng)茶葉加T機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)是提高茶葉加工機(jī)械科技含量、食品衛(wèi)生安全生產(chǎn)、茶葉機(jī)械行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展、建立節(jié)約型社會(huì)、增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的要求。目前茶葉機(jī)械與其他食品工業(yè)機(jī)械相比其生產(chǎn)和使用存在以下問(wèn)題產(chǎn)品質(zhì)量差，技術(shù)含量相對(duì)較低，對(duì)茶機(jī)廠的監(jiān)管不到位，造成了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上茶葉機(jī)械產(chǎn)品存在著一些先天不足，主要表現(xiàn)為：原材料以次充好、產(chǎn)品粗制濫造、質(zhì)量低劣，機(jī)械安全性能差；茶葉行業(yè)的技改和研發(fā)投入不足，不能緊跟國(guó)家政策變化和市場(chǎng)需求，及時(shí)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)能夠滿足用戶需求的茶葉加工機(jī)械，造成了目前茶葉加T機(jī)械落后于茶葉加工工藝和生產(chǎn)要求的現(xiàn)狀；茶葉加工機(jī)械在研制上基本上是模仿手工制茶，忽略節(jié)能，導(dǎo)致熱能最大利用率在60%左右；茶葉損耗高，不能較大的保留有效營(yíng)養(yǎng)成分；我國(guó)茶葉加工機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)起步晚，客觀上造成機(jī)械加工產(chǎn)品型號(hào)多、類型多、質(zhì)量參差不齊、難以配套的現(xiàn)狀。如果將市場(chǎng)上所有的茶葉加T機(jī)械應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，使茶葉加工機(jī)械模塊化，量化，這樣茶葉加工廠家就能非常簡(jiǎn)單的根據(jù)自身的茶葉特點(diǎn)和產(chǎn)量量身定做，配置到合適的生產(chǎn)線。
3.3茶葉機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)發(fā)展趨勢(shì)
茶葉機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)主要包括茶園管理機(jī)械、初加工、精加工等成套設(shè)備術(shù)語(yǔ)和定義、產(chǎn)品型號(hào)表示方法、基本參數(shù)、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則及標(biāo)牌、包裝、運(yùn)輸和貯存、產(chǎn)品使用說(shuō)明書，從而體現(xiàn)茶葉產(chǎn)品質(zhì)量。在茶葉生產(chǎn)的產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后諸環(huán)節(jié)推行標(biāo)準(zhǔn)化，通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，加強(qiáng)科學(xué)管理，建立合理的生產(chǎn)秩序，減少?gòu)U品和次品，減少其他事故，從而穩(wěn)定和提高茶葉產(chǎn)品質(zhì)量，創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)附加值。為了進(jìn)一步做好茶葉加工機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，應(yīng)明確茶葉加工機(jī)械歸農(nóng)業(yè)部門管理，強(qiáng)化茶葉加工機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)制定和改進(jìn)，加強(qiáng)茶葉加工機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)督，才能做到與之相配套的物流標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)。
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