武夷岩茶自动化精加工生产线及其应用

李良清

（武夷山香江茶业有限公司，福建武夷山354300）

然而，相比绿茶的茶叶加工设备，武夷岩茶精制加工设备落后，清洁化、自动化程度较低等问题突出，未达到茶叶现代化生产的要求[3]。目前武夷岩茶精制过程仍处于传统手工和单机独立作业的水平，各个环节主要依靠人工辅助完成，虽然实现了机械加工，但作业不连续，生产率低，卫生条件存在隐患，工艺难以把控，加工出的茶叶品质参差不齐，影响生产效益，无法满足市场对高品质武夷岩茶产品的要求。

为促进茶叶精制加工由传统手工、单机作业向自动化转变，香江茶业有限公司经过大量市场调研论证，率先引进武夷岩茶全自动精加工生产线，整条生产线采用全封闭不锈钢制造，与茶叶接触的设备采用食品级输送带，避免茶叶落地及与工人接触，集卫生、环保、节能于一体，实现计算机全程控制，使武夷岩茶精制生产实现了连续化、清洁化、自动化、产业化，这对于武夷岩茶精制生产规模的扩大和茶产业持续发展具有重大意义[4]。

1 武夷岩茶精加工生产线设备和工艺流程

1.1 生产线设备

根据武夷岩茶精制连续化加工生产的要求，香江茶业有限公司于2014年与福建安溪先锋茶叶机械有限公司共同开发的武夷岩茶精加工自动化生产线，生产线示意图如图1所示，主要设备配置见表1。

图1 武夷岩茶精加工自动化生产线示意图Fig.1 Schematic diagram of Wuyi Rock Tea refined automatic procduction line

表1 武夷岩茶精加工自动化生产线设备配置表Table1 Procduction line equipment configuration of Wuyi Rock Tea

该生产线于2015年1月正式建成投产，年产量可达4000吨。

1.2 生产线工艺流程

原料茶准备→原料茶投入→滚筒匀堆→平面圆筛筛分选别→双风道风选→色选→目视选别→储茶→烘干→摊凉→静电选别→柜式匀堆→开堆→二次筛分→金属探测→称重装箱。

2 生产线关键设备及其功能

2.1 脉冲式滤筒除尘器

在茶叶加工的过程中，茶叶不可避免地会与设备接触，筛分机、风选机、色选机、匀堆机等不锈钢设备在生产操作的过程中因摩擦产生金属、植物和人工类粉尘，不但会对人体造成伤害，也会污染环境。脉冲式滤筒除尘装置，具有净化效率高、过滤面积大、过滤效果好、滤筒使用寿命长等特点，连接在各个设备之间，起到去除茶叶生产过程中粉尘的作用。

2.2 滚筒匀堆机

滚筒匀堆机由滚筒、传动装置、托轮装置三部分组成。滚筒是该机的关键部件，决定该机性能及茶叶拼配质量[5]。将各种形状不同、数量不等或产地不同的半成品茶叶按比例拼配混合均匀，使混匀后的茶叶符合产品质量要求。

2.3 磁力选别筒

茶叶掉落锥形磁筒时，高达1 T的强磁力能够吸附茶叶中的铁质金属，从而去除茶叶中夹杂的铁质。

2.4 平面圆筛机

茶叶通过筛框的平面回转运动，使大小不同的茶叶在筛面边移动边分级，茶叶在机床上作往复、跳跃和竖起运动，分成不同筛号的茶叶。经平面圆筛机筛选后的茶叶经不同出茶口出料进入下一道工序。

本次研究以PO2、PCO2、6 min步行实验、术后住院天数、胸管留置时间、胸管引流总量为效果判定指标。6 min步行实验以病房区走廊内的30 m为范畴，要求患者在下午3时到4时之间进步行，并测试步行前后的脉氧、脉搏、血压等指标。同时，以Borg分级方法对胸外科患者的呼吸困难及全身疲劳情况进行评价，共划分为四个等级：1级不足300 m；2级介于300 m到375 m；3级介于375 m到450 m；4级超过450 m。级别越高则说明胸外科患者的心肺功能恢复情况越高，3级或者4级是心肺功能正常的表现。

2.5 双风道风选机

双风道风选机也叫多功能选别机。采用负压吸风的方式，利用风力分选出轻、中、重物料及石头、草茎叶、轻片等杂物，重量相近的落在一起，重量轻的（如草、叶片等）被吹得落在远处，重量重的（如沙石等）直接下落。符合要求的茶叶输送至下道工序，较重的沙石类杂物经漏斗掉入茶桶。

2.6 色选机

色选机利用光电技术让茶叶在光源的作用下，根据茶叶光学特性的差异，出现光的强弱及颜色变化的工作原理，机器会吹出异色茶叶，从而将茶叶中的茶梗、黄片等杂物剔除，达到选别的目的。

2.7 烘干机

由2台烘干机配置1台摊凉机组成，目的是通过节能环保的电加热系统达到降低茶叶中的水分含量，促使茶叶中的内含物转化，进一步提升茶叶的香气，促使茶叶外形更加紧结、美观。根据茶叶火候偏差和加工工艺的要求，烘干后的茶叶输送到摊凉机进行自然冷却，降低温度，便于匀堆。

2.8 静电选别机

茶叶经烘干机烘干后进入静电选别机进行茶叶选别工作，其功能是通过电场力的作用去除茶叶中毛发类异物，起到洁净茶叶的作用。

2.9 金属探测

主要用以探测茶叶中的金属杂物，如铁、铜、铝等，以及带有金属成分的铝泊纸等，其原理是通过在探头周围产生高频电磁场，当金属杂物进入高频电磁场时，引起电磁场产生能量损耗，探出杂物直接从废料口筛出。

2.10 配套辅机设备

武夷岩茶自动清洁化生产线所使用的辅助设备，包括平面输送机、斜式提升机、振动机、电子称量等设备。自动生产线所配提升机、平面输送机全部采用食品级传送带，挡板采用不锈钢板制作。电子称量有储料斗、输送带和电子计量秤组成，程序控制，具有计量准确，性能可靠等优点。

2.11 中央控制系统

中央控制系统是整个茶叶生产加工车间的计算机控制中心枢纽。采用的是目前国内最先进的计算机控制设备，实现加工生产线的连续控制，以保障设备正常运行，极大地提高了生产系统的使用效率，简化了控制操作，降低了设备的运行成本。

3 自动化生产线与单机加工产品比较

3.1 感官品质的比较

对一级贡品大红袍按照智能清洁化精加工生产线加工出来的产品与用风选机、色选机等单机精加工的武夷岩茶产品，按照GB/T 23776—2018标准由3位评茶师根据茶叶的外形、汤色、香气、滋味与叶底五项因子进行密码审评，审评结果如表2所示，智能清洁化精加工生产线加工的产品的感官品质超过单机生产的品质，特别是外形上精加工生产线加工的产品更加壮实，碎末较少，滋味醇厚，岩韵显，回甘快，叶底也更加匀齐，口感更加柔和；用单机生产的产品，整碎度差，除汤色外，其他方面有所欠缺。

表2 不同精制加工方式制得的武夷岩茶（大红袍）的感官品质审评结果Table 2 Sensory evaluation results of Wuyi Rock Tea by different refined processing methods

3.2碎末率的比较

单机加工生产过程中，在人工手动装袋运输转移以及堆放的过程中，不可避免地造成一些茶叶破碎，碎末较多。表3比较了不同精加工方式产生的茶叶碎末。单机加工每80 kg毛茶进行精制产生碎末3.68 kg，碎末率为4.6%；采用自动化生产，在操作的过程中减少了人员的操作，整个过程茶叶都在生产线内进行运作，破碎少，每80 kg毛茶进行精制产生碎末2.24 kg，碎末率为2.8%。精制过程采用自动化生产线可有效减少碎末的产生。

表3 不同精制加工方式制得的武夷岩茶（大红袍）的碎末比较Table 3 Comparison of Wuyi Rock broken tea by different refined processing methods

3.3 人工成本的比较

单机加工生产，投料、色选、风选、装袋劳动强度大，需要轮换休息，至少需要10个人，每天生产5吨精制茶；而自动化生产线加工生产只需要6人即可，与单机生产相比，每天可以节省600元人工费用，且每天可生产10吨精制茶。

3.4 综合性能比较

如表4所示，两种精制加工方式的碎末率、生产成本和劳动强度有很大不同。在感官品质上，自动化精制生产线生产的茶叶品质更好更稳定，而且碎末率和成本都较低。单机加工生产因为需要大量的人员参与以及茶叶分装、投料的多次操作造成茶叶碎末率高。如果企业运用自动化生产线生产10吨茶叶，碎末将减少1.8吨，按照每千克75元计算，可使企业增收13.5万元。

表4 不同精制加工方式的综合性能比较Table 4 Comprehensive comparison of different refined processing methods

4 讨论

生产实践证明，文中介绍的生产线采用可控硅控制电炉电流，实现烘干机温度的控制精度在0.5℃以内，人工成本节约40%，生产效率提高50%，产品生产损耗率降低3%，设备每天最大通过量可达12吨，脉冲滤筒除尘器的过滤效率大于99%，不仅达到节能减排的环保要求，也更加有效地确保了产品的稳定性。实际生产过程中每天生产4吨的武夷岩茶成品茶，品质达到并超过原来单机生产的品质要求，性能可靠，运行良好，减少了茶叶加工的操作强度和对经验的过度依赖，符合武夷岩茶生产和品质要求，应用该生产线生产的茶叶实现了加工的连续化、清洁化、自动化和标准化。

随着武夷岩茶市场不断扩大，武夷岩茶加工单机和模块正向多功能一体、简洁实用、控制便捷、节能环保、高效绿色的方向转变。自动、智能、清洁、低耗、多功能等已是生产线的发展趋势。精制自动化生产线的引进缓解工厂的用工压力，降低生产成本，提高生产效率，提升茶叶卫生安全和茶叶品质，有助于提升茶产业的技术装备水平，促进武夷山茶产业的健康发展。通过工艺参数的改进和优化取得了产品品质稳定、经济效益显著提高的成效，具有较好的推广意义。