自动化炒青绿茶生产线的设计与应用

茶 叶 科 学 2010，30（3）：229~234 Journal of Tea Science

收稿日期：2009-07-27 修订日期：2009-12-04

项目来源：现代农业产业技术体系建设专项资金资助（nycytx-26）；农业行业专项（NYHYZX3-35）；农业部948项目（2006-G16(2)） 作者简介：谭俊峰（1979— ），男，湖北宜昌人，助理研究员，主要从事茶叶加工技术研究。*通讯作者

自动化炒青绿茶生产线的设计与应用

谭俊峰1，金华强2，黄跃进3，彭群华1，邵青1，沈希

3*

，林智

1*

（1. 中国农业科学院茶叶研究所，国家茶产业工程技术开发中心，浙江 杭州 310008；

2. 浙江科技学院，浙江 杭州 310023；

3. 浙江工业大学，浙江 杭州310014)

摘要：以国产茶叶机械为主体，采用面向对象多层体系结构技术的Delphi7.0研制开发出一套炒青绿茶自动化示范生产线及其控制系统。整套设备实现了茶叶加工参数精准控制、加工状态实时显示、加工数据自动存储、自动控制与手动控制自由切换四大目标。在炒青绿茶自动化生产线平台上，对杀青、揉捻、干燥等工艺进行了标准化研究，初步提出一套适合我国炒青绿茶的自动化加工标准工艺参数。 关键词：自动化；生产线；炒青绿茶

中图分类号：TS272；TH162 文献标识码：A 文章编号：1000-369X （2010）03-229-06

Design and Application of Automatic Production

Line on Roasted Green Tea

TAN Jun-feng 1, JIN Hua-qiang 2, HUANG Yue-jin 3, PENG Qun-hua 1,

SHAO Qing 1, SHEN Xi 3*, LIN Zhi 1*

（1. National Tea Industry Technology Developing Center, Tea Research Institute Chinese Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310008, China; 2. ZheJiang University of Science and Technology, Hangzhou 310023, China; 3. ZheJiang University of Technology, Hangzhou 310014, China ）

Abstract : Take the domestic tea processing machinery as the main body, a set of man-machine interface automatic processing line and the control system for the manufacture of roasted green tea was developed by the object-oriented multi-layer architecture technology “Delphi 7.0”. The objective of the automatic processing line characterized with accurate processing parameter control, the dynamic processing condition with real time display, the processing data with automatic saving and the automatic-control and hand-control can be free-cut. With the roasted green tea automatic processing platform, fixation, rolling and drying and so on were investigated, and a set of standard processing parameters were proposed initially.

Keywords: atomatic, production line, roasted green tea

我国是世界茶叶生产大国，近15年来，我国的茶叶生产显示了较快的发展势头，产量从1994年的58.8万t 增长到2008年的125.8万t ，增幅达114%；出口从1994年的17.96万t 增长到2008年的29.7万t ，增幅达65%，明显高于同期世界其他主要生产国的产量和

出口增幅，而国内需求也进一步扩大，呈现国际、国内对茶叶的兴旺需求，促进了生产的发展。茶叶生产良好的经济效益得到各地政府和农民的认可，成为从传统农业向优质高效产业转移的新一轮种植业结构调整中的亮点产业和新的增长点，使茶业对推动农村社会发展和

230 茶叶科学30卷

增加农民收入中的地位得到进一步的巩固和发展。炒青绿茶作为茶叶生产和消费的一个主要品种，在茶叶加工中占有重要地位。近年来，随着消费者消费水平的提高和消费观念的转变，市场不仅对香气、滋味、汤色俱佳的炒青绿茶提出了更高的品质要求，而且更加关注茶叶的卫生与质量安全问题。另一方面，随着茶叶主产区的人民生活水平的不断提高，传统生产方式的人工成本上升迅速，并且在产能扩大和产品质量稳定性方面面临着巨大挑战。因此，茶叶加工机械化、清洁化、自动化成为必然的发展趋势[1-3]。

20世纪50年代以来，尤其是进入80年代以来，我国机械制茶技术虽然取得了一定的发展，但茶叶加工设备与制茶技术依然停留在传统的手工和机械单机作业的水平，制茶机械连续化和自动化程度仍然较低，与食品工业机械化程度相比存在着较大的差距[4-6]。因此，开展茶叶自动化方面的研究工作，将有益于提高我国茶叶加工整体水平。

1 新型炒青绿茶自动化生产线的设计

1.1 生产线建设目标

根据炒青绿茶的原料、加工工艺特点，以国产茶叶机械为主体，吸收日本自动化控制装置的优点，研制开发出一套功能实用、使用简便、人机界面友好的新型炒青绿茶自动化示范生产线及其控制系统。整套设备以实现茶叶加工参数精准控制、加工状态动态实时显示、加工数据自动存储与更新、自动控制与手动控制自由切换为目标，并可根据不同鲜叶原料品种、老嫩度、采摘季节、含水量等具体条件，设置各种加工工艺方案，并在生产结束后形成文本报表、打印输出。

1.2 生产线组成和功能设计

炒青绿茶自动化示范生产线由14台设备组成（表1），设计鲜叶加工能力50~100 kg/h。整体控制架构由4个主要功能模块和控制中心构成，模块之间、模块与控制中心之间通过接口和控制总线进行功能交互，控制中心采用工业控制计算机进行集中控制，对各单台设备及整条生产线实现自动控制和工艺参数数据的实时采集和存储，使整条生产线具有较高的实用性、可靠性和便于维护性。

新型自动化炒青绿茶生产线的架构和控制主要包括4个主要功能模块，自动控制系统结构如图1所示。

1.2.1 鲜叶自动称量与自动杀青、冷却模块

该模块的技术难点主要是杀青机的自动控制改造，项目组对现有滚筒杀青机原理进行研究，并实地考察了国内主要茶叶机械制造厂，经过详细调研，发现现有滚筒杀青机存在一些不足：一是现有滚筒杀青机采用烟道气温度来控制加热，而实际筒壁温度与烟道气温度差异很大，因此造成杀青温度信息采集不准确，杀青温度控制不稳定，茶叶杀青程度不均匀；二是现有滚筒杀青机自动化控制程度低，操作差异性大，主要依赖工人生产经验，产品品质难以稳定。针对上述问题，本研究提出采用红外测温传感器测量筒壁温度，并根据工艺要求实现杀青温度自动控制，设计提供一种受热均匀、温度控制准确、杀青效果好的红外测温的自动杀青机。

1.2.2 杀青叶自动称重投叶、自动揉捻和自动

出叶传送模块

由于我国茶叶揉捻方式是揉捻机在停机状态下整桶投叶揉捻，揉捻结束后停机，再整桶出叶，同日本蒸青绿茶边投叶边揉捻的揉捻方式有很大差异，因此没有可以借鉴的模型。项目组通过对国产自动包装机的技术剖析，以及与自动揉捻机的停机定位技术有机配合，提出设计一套适应于我国传统揉捻工艺的杀青叶自动称重投叶装置，相关实用新型专利正在申请中。与此同时，项目组对现有揉捻机揉捻原理进行研究，发现现有揉捻机存在的一些不足：操作都为手动，特别是加压，完全靠经验人工升降压盖控制揉捻压力，操作随意性较大，影响揉捻效果，揉捻质量无法得到有效控制；进叶、出叶均为手动操作，不适应自动化