武夷巖茶鮮葉采摘標準主要為中開面采摘，毛茶的梗、片約占四至五成，因此，精制加工對于武夷巖茶尤顯重要，制成商品茶前均需經(jīng)過繁雜的精制揀剔加工流程。武夷巖茶自2007年復興以來，市場逐年火熱，武夷山茶產(chǎn)業(yè)得到長足發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模日益壯大。2022年武夷山市干毛茶產(chǎn)量達2.6萬噸、產(chǎn)值26.18億元，比2007年分別增長20.2%、161.8%。2020年福建武夷巖茶優(yōu)勢特色產(chǎn)業(yè)集群被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部列入了中國首批優(yōu)勢特色產(chǎn)業(yè)集群。
隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及企業(yè)規(guī)模擴張，單批次產(chǎn)品的數(shù)量也逐年攀升，對精制加工能力有了更高要求。為此，對武夷巖茶精制加工技術(shù)進行歸納總結(jié)，可以為武夷山茶產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供參考。
武夷巖茶精制加工流程
武夷巖茶精制加工主要有手工精制、單機精制和流水線精制三種形式。
手工精制以手工操作為主，適用于少量精品茶生產(chǎn);單機精制通過選用機械設(shè)備替代手工操作，可以大大減輕勞動強度，是目前多數(shù)廠家采用的形式;流水線精制就是把精制設(shè)備串聯(lián)起來，實現(xiàn)連續(xù)化、自動化控制，可以有效節(jié)省人工，適用于大型企業(yè)的規(guī)模化加工。武夷巖茶精制加工流程見表1。
隨著技術(shù)裝備的不斷進步，現(xiàn)在常用的精制加工流程較傳統(tǒng)流程簡化許多。傳統(tǒng)精制加工的揀剔除雜工藝流程相對繁雜，需要反復多次，加工過程中形成的半成品原料多達十幾種，制率較低，拼配難度較高。
武夷巖茶主要精制加工工序
1、歸堆
武夷巖茶歸堆就是通過感官審評，把風格或品質(zhì)相對接近的毛茶原料進行合并。從某種意義上來說，歸堆是一種特殊的拼配，不像成品茶拼配是在品質(zhì)、外形上進行取長補短、調(diào)整，而是把類似品質(zhì)或風格的原料合并到一起，避免單批次數(shù)量少、產(chǎn)品批次數(shù)過多的問題，可有效減少精制加工的繁雜程度。
2、走水復火
生產(chǎn)實踐中，毛茶含水率通常應控制在6.5%以內(nèi)，如果毛茶含水率超過7%則需要走水復火。
一般使用鏈板式烘干機，以100~120 ℃的溫度進行烘干作業(yè)。若毛茶水分超標不進行復火，在精制過程中會出現(xiàn)梗葉難以分離的問題，增加揀剔除雜的難度。
3、篩分
篩分是精制加工的第一道工序，一般通過平面圓篩機進行篩分作業(yè)，撈取較為粗松的茶條(撈頭)，去除細碎的末片(割腳)，起到梗葉分離的作用，可以有效提高后續(xù)揀剔除雜的效率。
武夷巖茶精制加工的篩分以梗葉分離為主要目的，若采用傳統(tǒng)網(wǎng)格篩，篩號以4目為主，再根據(jù)茶葉的外形進行選用;若采用新式圓孔篩，篩號以2.5目為主。
4、揀剔
實踐發(fā)現(xiàn)“先平圓后揀剔”比“先揀剔后平圓”的揀剔效率高30%以上，所以一般篩分后就進入揀剔環(huán)節(jié)。
目前，武夷巖茶揀剔梗片以色選機為主，部分精品高檔茶用手工揀剔，階梯式揀梗機已基本被淘汰。
▲ 捷迅色選機
色選揀剔是精制揀剔除雜的核心工序，通過色選機揀剔除雜，使正身茶與黃片、茶梗分離。傳統(tǒng)精制使用階梯式揀梗設(shè)備，需要反復揀剔，產(chǎn)生許多篩號半成品原料，導致后續(xù)精制、拼配頗為繁雜，且茶葉除雜率、制率較低，斷碎率較高。
色選工藝參數(shù)一般依據(jù)原料情況進行調(diào)節(jié)。色選機可設(shè)置不同的揀剔方案，主要設(shè)置供料量與揀剔靈敏度兩類型參數(shù)。以合肥中科光電五層色選機揀剔大紅袍產(chǎn)品為例，第一層揀剔黃片，黑片(紅-選暗)靈敏度設(shè)為10%;黃片(綠藍色差-選亮)靈敏度為40%;亮片靈敏度為60;第二層揀剔茶梗，靈敏度設(shè)為40%;第三層揀剔正身茶，黑片靈敏度設(shè)為10%，黃片靈敏度40%;第四層揀剔茶梗(吹芽/吹片=留梗)，靈敏度設(shè)為50;第五層揀剔黃片，設(shè)置與第一層相同，可根據(jù)揀剔效果對相關(guān)參數(shù)進行調(diào)整，直至適用。
揀剔梗片以色選為主，輔以部分手工。手工揀剔需要加強車間衛(wèi)生管理，其操作臺宜用食品級不銹鋼臺面，揀剔工人需更衣帶帽佩戴口罩，設(shè)置專門飲水區(qū)，嚴禁食品進入車間。需加強毛發(fā)、纖維絲等夾雜物管控，后續(xù)可增加高壓靜電揀剔工序。
5、風選
風選工序一般在揀剔工序之后，也可在揀剔工序前增加一道風選工序。風選也是主要的除雜工序，目的是為了除去細小的茶葉片末及砂石等夾雜物，提高正身茶的凈度。風選后的半成品原料，若即刻加工則進行焙火工序;若暫時不加工，則需復火，去除超標水分，水分控制在6%以下，轉(zhuǎn)入半成品庫暫存，待后續(xù)使用。
傳統(tǒng)的風選分為砂石口、正茶口、子口、付子口、茶片口和草毛口，由于武夷巖茶外形質(zhì)量較好，風選口數(shù)可縮減為砂石口、正茶口、草毛片口，或者在正茶口后面加一個副茶口即可。
6、靜電選別
靜電選別一般用于武夷巖茶連續(xù)化精制生產(chǎn)線中，是運用高壓靜電對毛發(fā)、纖維等的較強吸引力進行選別。外銷烏龍茶對產(chǎn)品毛發(fā)、纖維絲的凈度要求高，必須采用靜電選別，而內(nèi)銷烏龍茶中則較少采用。
7、焙火★★★★★
焙火也稱燉火，是武夷巖茶品質(zhì)形成的關(guān)鍵工序，在揀剔除雜后進行，焙火后的巖茶品質(zhì)基本定型。
焙火的火功程度是根據(jù)產(chǎn)品風格定位確定的，經(jīng)過1~3次的焙火，每次所需時長從幾小時至20多個小時不等，且每次焙火后均需經(jīng)過1~3個月的退火期。因此，武夷巖茶初制加工雖然在5月就已基本結(jié)束，但是除了輕焙火產(chǎn)品可以較快進入市場銷售外，其他程度的焙火產(chǎn)品需要到中秋或國慶前才能上市。為了趕上銷售旺季，經(jīng)過前期揀剔除雜工序的成品茶原料會立即轉(zhuǎn)入焙火作業(yè)，不能馬上焙火的則需補火保證茶葉干燥度后放入倉庫暫存。
武夷巖茶的火功程度可以分為輕火、中輕火、中火、中足火和足火等。焙火溫度的設(shè)置與品質(zhì)風格、品種、工藝、地域和檔次有關(guān)。
根據(jù)茶葉檔次，一般掌握高檔原料焙火溫度適當?shù)汀⒌蜋n原料溫度高、中檔原料溫度適中的原則;根據(jù)品種，水仙、梅占、烏龍等品種相對耐焙，其焙火溫度要更高一些，黃旦、黃觀音等不耐焙品種，焙火溫度相對低一些;根據(jù)山場，正巖產(chǎn)區(qū)的更耐焙，洲茶產(chǎn)區(qū)的不耐焙，半巖則居中，而外山產(chǎn)區(qū)范圍大，情況相對復雜。
焙火工藝主要通過溫度與時長來調(diào)節(jié)，現(xiàn)以凱捷與香江公司的大紅袍產(chǎn)品為例，炭焙和機焙的方案如表2所示。方案中的焙籠為標準焙籠，每焙裝3.5~4 kg毛茶;機焙時，選擇不同的溫度，對應焙火的時長有所不同。
8、拼配★★★★
武夷巖茶拼配需要較高的技術(shù)含量，通常有以下幾種拼配方法：
一是品質(zhì)相近、不同批次原料拼配在一起，減少加工的批次數(shù)，擴大茶葉單批次(堆頭)的數(shù)量，便于后續(xù)加工，與歸堆類似;
二是有共性但品質(zhì)有區(qū)別、又具互補性的原料進行拼配，達到取長補短的目的，可以提升茶葉品質(zhì)，保持品質(zhì)穩(wěn)定，獲得更大的經(jīng)濟效益;
三是武夷巖茶商品茶大紅袍的拼配，用不同性質(zhì)的原料，按所需產(chǎn)品品質(zhì)進行拼配，是最具有代表性的茶葉拼配方法。
拼配工藝一般在單批次需求數(shù)量較大、為穩(wěn)定產(chǎn)品品質(zhì)或拼配大紅袍時采用。用于拼配的原料，其火功程度必須相當或接近，從而保證成品滋味、香氣融合度較好，不會顯得混雜、有分離感。
由于不同批次原料的產(chǎn)地、季節(jié)、采摘成熟度、品種的不同，原料的耐焙程度不同，適宜的焙火溫度、時長也不同，所以一般是先焙火再拼配。只有在原料外形與耐焙程度較為接近或相似的情況下，可先拼配再焙火。
9、包裝入庫
一般拼配完成后則進行計重、打包裝箱，品質(zhì)和質(zhì)量安全檢驗合格的產(chǎn)品進入成品茶倉庫管理并投入市場流通。
03
武夷巖茶精制加工的機器設(shè)備
1、烘干設(shè)備、設(shè)施
烘干設(shè)備為復火、焙火工序所需，有炭焙設(shè)備設(shè)施、鏈板式烘干機(熱源為顆粒燃料、燃油或電能等)、箱式烘干機(熱源為電能)等。制備小樣時一般選用箱式烘干機，少量精品茶常使用炭焙設(shè)施或箱式烘干機，連續(xù)化生產(chǎn)線精制加工常使用鏈板式烘干機。
2、平面圓篩機
平面圓篩機已沿用幾十年，近年有新式篩網(wǎng)出現(xiàn)，更適合武夷巖茶的精制，其適用的篩號與常規(guī)不同，需略大一些，例如傳統(tǒng)網(wǎng)格篩4目篩網(wǎng)對應新式圓孔篩2.5目篩網(wǎng)，為此廠家在選用時需要注意把握。滾筒式圓篩機目前已極少使用。
3、色選機
色選機是利用茶葉與茶梗及非茶類夾雜物之間的光學信息不同，將與正茶異色的茶梗等夾雜物剔除的設(shè)備，具有操作簡單、效率高等特點，目前已基本取代傳統(tǒng)的階梯式揀梗機成為主流的揀剔除雜設(shè)備。隨著技術(shù)的發(fā)展，還出現(xiàn)了成臺套的色選機，可單口一次性進料，循環(huán)揀剔，出料分為正身茶、黃片、茶梗三口，揀剔凈度可達90%以上，大大節(jié)省人工，工效是手工揀剔的30倍以上，是單機色選(3層以下)的3倍以上。成臺套色選機有兩種類型：一種是3+2型，即兩臺色選機，一臺3層，另一臺2層，并串接在一起，其優(yōu)點是設(shè)備高度較低，適用于多數(shù)廠房，缺點是連接輸送帶較多，占地面積較廣;另一種是5層單機型，其優(yōu)點是占地面積小，連接簡單，缺點是設(shè)備高度超5 m，多數(shù)廠房高度不足(需7 m以上)，安裝受限。
4、風選機
風選機是利用不同質(zhì)量的顆粒具有不同空氣動力學特性，在風力的作用下顆粒漂移距離不同從而實現(xiàn)茶葉分類揀剔的設(shè)備?，F(xiàn)有的風選機絕大多數(shù)為吹風式，也是沿用多年的揀剔設(shè)備。
5、高壓靜電揀梗機
高壓靜電揀梗機是利用靜電場力對茶葉中梗、葉及毛發(fā)、纖維絲等雜質(zhì)進行分離的揀剔設(shè)備。高壓靜電揀梗機對巖茶的梗的揀剔效果較差，因此在武夷巖茶的精制加工中，主要用來揀剔毛發(fā)、纖維絲等。
6、拼配設(shè)備
拼配有人工打堆和機械拼配兩種方式。在武夷巖茶的精制過程中，中小批量(5噸以下)基本采用人工打堆拼配的方式，拼配場地一般采用瓷磚、木板或食品級不銹鋼板鋪設(shè);大批量(5噸以上)一般采用機械拼配，常用設(shè)備為滾筒式勻堆機和行車式勻堆機。兩種勻堆設(shè)備各有優(yōu)劣，滾筒式勻堆機加工效率高，但拼配均勻度相對差些、加工斷碎率較高;行車式勻堆機拼配均勻度較好，加工斷碎率相對較低，但加工效率相對較低。勻堆設(shè)備常見于自動化精制生產(chǎn)線中，極少單獨使用。
7、金探儀
金屬探測儀是一種金屬檢測裝置，由金屬探測器與自動剔除裝置組成的茶葉金屬揀剔設(shè)備，簡稱金探儀，是茶葉精制加工中的一種常用設(shè)備。武夷巖茶的內(nèi)銷、外銷產(chǎn)品中均有使用。
04
總結(jié)和展望
現(xiàn)在通常采用的武夷巖茶精制流程比以前簡便許多，雖然茶葉制率略有下降，但茶葉凈度和生產(chǎn)效率都有較大提升。目前，武夷巖茶精制加工中存在的問題主要是對非茶類夾雜物如毛發(fā)、纖維絲、金屬碎片、竹枝等揀剔除雜的重視程度不夠，可以通過使用高壓靜電揀剔、X射線揀剔、金探揀剔等設(shè)備解決。焙火是武夷巖茶精制加工的關(guān)鍵工序，烘焙設(shè)備的改進具有重要意義，目前已研發(fā)出遠紅外、模擬炭焙等設(shè)備用于機烘武夷巖茶風味的改善和品質(zhì)的提升。隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、信息化技術(shù)的不斷進步，數(shù)智化的精制工藝、技術(shù)也將逐漸發(fā)展成熟。
作者簡介：
邱瑞良
武夷山市星村鎮(zhèn)人，中級制茶工程師，二級評茶師，茶葉加工師，首屆大武夷新茶星，武夷山市茗川世府生態(tài)茶葉農(nóng)民專業(yè)合作社秘書長，武夷山市邱師傅巖茶廠廠長，武夷山瑞品生態(tài)茶業(yè)有限公司創(chuàng)始人。多次獲得武夷山茶葉局斗茶賽特等獎一等獎優(yōu)質(zhì)獎、海絲國際杯斗茶賽大紅袍、水仙、肉桂金獎、鼎承茶王賽大紅袍金獎等。
來源：中國茶葉加工
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白茶是我國六大茶類之一，雖然產(chǎn)量較少，但發(fā)展空間較大。中國茶葉流通協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2020年中國茶葉總產(chǎn)量為298.6萬噸，白茶產(chǎn)量占比2.47%，較2019年大幅增長56.3%。2020年全國白茶農(nóng)業(yè)產(chǎn)值約75.2億元，較2019年增加20.1億元，增幅達36.41%。白茶在產(chǎn)量和產(chǎn)值上均有大幅增長，可見白茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展之迅速。
傳統(tǒng)工藝的白茶采用萎凋和烘干的工藝，不炒不揉，因此具有外形松大、比重輕的特點，在精制加工過程中流動性較差，難以做到連續(xù)、自動化生產(chǎn)加工，因此目前市場上缺乏技術(shù)成熟的成套精制設(shè)備，主要采用人工揀剔雜物、打堆拼配或半機械、半自動化的生產(chǎn)方式，普遍存在斷碎率高、損耗率大，拼配不均勻，夾雜物含量超標等問題。
近年來，福建省相關(guān)部門積極倡導“以創(chuàng)新工藝，提高機械化、標準化水平來推動白茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展”的理念。作為具有71年生產(chǎn)歷史的白茶企業(yè)，福建茶葉進出口有限責任公司積極踐行白茶高質(zhì)量發(fā)展理念，于2017年依托專業(yè)技術(shù)，開展白茶精制加工技術(shù)研發(fā)及流水線成套設(shè)備集成應用工作。2018年集成一條自動化、清潔化白茶精制生產(chǎn)線，連續(xù)投入使用4年，不僅保障了產(chǎn)品質(zhì)量和衛(wèi)生質(zhì)量，更是極大減輕了員工的勞動強度，提高了產(chǎn)出效率和經(jīng)濟效益，有效推動白茶的高質(zhì)量發(fā)展。
01
生產(chǎn)線技術(shù)要點及難點
白茶原料或半成品一般需經(jīng)過雜物揀剔、勻堆拼配、包裝等流程后方能作為成品茶，因此白茶精制生產(chǎn)線設(shè)計配置了風力選別、靜電選別、目視揀剔、磁力選別、勻堆拼配、稱量包裝、裝箱打包等工序。
生產(chǎn)線的設(shè)計解決了白茶在精制過程中常見的五個技術(shù)難點。一是針對白茶外形松大、比重輕的特點，生產(chǎn)線解決了加工過程中容易架空堵塞的流動性問題。二是改進應用“柜式橫鋪豎切”的勻堆拼配技術(shù)，最大限度地減少白茶斷碎率和損耗率，解決白茶拼配過程中清潔化問題，提高茶葉拼配的均勻度。三是針對白茶原料中含有較多草毛等異物難以剔除的問題，研究改進措施以提高白茶產(chǎn)品衛(wèi)生質(zhì)量水平。四是采用計算機監(jiān)控系統(tǒng)、自動化控制技術(shù)，提高白茶精制效率及自動化水平。五是改進茶塵、噪聲控制技術(shù)，提高白茶精制的清潔化，達到節(jié)能環(huán)保的目的。白茶精制工藝流程及生產(chǎn)線的關(guān)鍵技術(shù)要點如圖1所示。
該條生產(chǎn)線設(shè)計如圖2所示，生產(chǎn)線配置了2臺雙排式風選機，頭茶和尾茶分別配置1臺多功能風選機和1臺靜電選別機，4臺目視揀剔機，4處3000高斯的磁力滾筒，1處9000高斯的強磁棒，1臺60m3的自動勻堆拼配機、1套振動裝箱機、1臺自動打包機，以及10臺過濾筒式除塵器。整條生產(chǎn)線時產(chǎn)能可達到400kg，年產(chǎn)能為700噸精制白茶。
1、解決白茶連續(xù)化精制加工的流動性問題
由于白茶外形松大、比重輕，葉片之間容易勾搭、粘連，產(chǎn)生架空、搭橋的現(xiàn)象，在設(shè)備輸送、下料、開堆過程中容易產(chǎn)生堵塞的情況，因此生產(chǎn)線特別設(shè)計以下改進點。
一是在所有下料和輸送環(huán)節(jié)均采用加寬加高的特制白茶投料輸送機和提升機；二是研發(fā)方便拆裝和自動刮出茶末的茶葉輸送機及茶葉裝箱振實機；三是創(chuàng)新應用加寬的雙排式風選機；四是采用勻堆機加高和抬升底盤，以加大白茶流動的落差。以上優(yōu)化措施集中運用于白茶去雜、拼配的加工裝置，為白茶精制全程無障礙流動提供保障。
2、升級“柜式橫鋪豎切”勻堆拼配技術(shù)
目前，國內(nèi)大部分白茶的拼配過程基本是在瓷磚槽或是金屬槽上由人工完成，這種作業(yè)模式不僅工作量大、而且拼配不均勻，勻堆、開堆過程中人工踩壓造成的斷碎與損耗率也較高，存在人工接觸污染、粉塵量大等產(chǎn)品衛(wèi)生隱患。
生產(chǎn)線在茶葉拼配環(huán)節(jié)充分利用茶葉勻堆拼配機的優(yōu)勢，改進“柜式勻堆”技術(shù)，采用“柜式橫鋪豎切”技術(shù)，設(shè)計輔助茶葉流動的耙子及推動器，搭載的機械耙手在開堆時可將白茶豎向撥動，由上至下地縱向混合各嘜號茶葉，從而提高茶葉拼配的均勻度，柜式茶葉勻堆拼配機結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。
此外還可通過電腦自動控制勻堆下料行車的行程、步進幅度，從而達到均勻鋪灑各嘜號茶葉的勻堆效果。該項技術(shù)可降低白茶精制過程的斷碎率和損耗率，提高產(chǎn)品的清潔度。
3、解決白茶原料中異物剔除難的問題
白茶原料中含有的草毛、沙石等異物，即使依靠人工目視揀剔，仍然難以剔除干凈。
生產(chǎn)線基于條形茶加工風選設(shè)備，設(shè)計并改進了用于白茶選別的雙排式風選機，結(jié)構(gòu)如圖4所示。風選機能有效剔除各種沙石和草毛類雜物，大幅提升了白茶產(chǎn)品的衛(wèi)生質(zhì)量水平。雙排式風選機是由單風道風選機加寬一倍并配備雙排鼓風機升級設(shè)備，設(shè)有砂石口、正茶口和草毛口三個出口。砂石口處為頭茶，即砂石和茶葉的混合物；正茶口處為選別后的干凈茶葉；草毛口處則為尾茶，即草毛等輕飄物質(zhì)與茶葉的混合物。經(jīng)過雙排式風選機處理后產(chǎn)生的含砂石、頭茶及輕飄物尾茶，分別依次經(jīng)過多功能風選機和靜電選別機進行二次處理，能有效回收頭茶和尾茶中的茶葉，從而減少茶葉的損耗。
4、集成茶葉生產(chǎn)線自動化控制技術(shù)
根據(jù)白茶精加工生產(chǎn)線設(shè)備的基本要求進行選型，配置篩分風選、靜電選別、目視除雜、電磁選別、勻堆裝箱等重要工序的精制設(shè)備，集成應用自動稱量、自動裝箱、自動打包、自動偵測、報警保護、視頻監(jiān)控等自動化控制技術(shù)，大大提高了茶葉生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)效率。生產(chǎn)線自動化控制界面如圖5所示，操作人員從原來的24人減少到12人，有效改善了白茶產(chǎn)業(yè)人工依賴程度較高的現(xiàn)狀，自動化水平明顯提升。
（1）自動化稱量控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)借鑒應用其他行業(yè)生產(chǎn)線常用的可編程控制器（PLC）作為下位機直接控制設(shè)備運行，可極大提高茶葉設(shè)備運行的靈活性，設(shè)置復雜的運行程序，滿足不同工藝的需求，輔以自動送箱、自動定位等功能，提高精制過程的自動化水平。采用工控機作為上位機，對下位機以及智能儀表等進行組態(tài)整合，實現(xiàn)流程監(jiān)視和控制。采用智能儀表實現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示和設(shè)定功能，數(shù)據(jù)采集后可轉(zhuǎn)化為數(shù)字和曲線，同時具備歷史記錄保存和報表打印等功能。
生產(chǎn)線裝箱系統(tǒng)配有自動計量秤，在PLC中設(shè)置所需的重量和誤差范圍后即可自動稱重和裝箱。按下啟動按鈕，物料通過給料皮帶流入稱重倉。此時，觸摸屏上會顯示實時重量，累計數(shù)量和累計重量，并且將數(shù)據(jù)傳到上位機保存。稱重控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)自動計量功能，多種設(shè)置參數(shù)可永久保存，使用時直接調(diào)用相應設(shè)置，無需重復設(shè)置，大大降低員工的操作難度。
（2）智能化偵測和安全保護技術(shù)
一般生產(chǎn)線僅有電路方面的安全保護，沒有安裝料位檢測和異常報警裝置，一旦發(fā)生堵料或是設(shè)備局部故障時，可能引發(fā)整條生產(chǎn)線的故障。通過設(shè)置料位堵塞報警裝置和電機變頻控制保護裝置，當發(fā)生茶葉堵塞或電機運轉(zhuǎn)異常時，中控電腦便會自動暫停機臺的運轉(zhuǎn)并發(fā)出報警聲音。此外，各個控制工序都設(shè)置了多道漏電、過載、高溫保護裝置，以保障安全生產(chǎn)。
（3）配套中央控制臺在線控制
上位機除對現(xiàn)場的運行狀態(tài)進行全面實時跟蹤顯示外，還可以對下位機及控制設(shè)備進行投運和停止控制，以實現(xiàn)系統(tǒng)的在線控制。工業(yè)控制計算機是控制系統(tǒng)的中心系統(tǒng)，生產(chǎn)線配有人機界面，工作人員可通過鼠標和鍵盤操作，控制和查詢各個設(shè)備的狀態(tài)。控制系統(tǒng)可執(zhí)行操作人員的指令，收集來自下位機的所有狀態(tài)，分析生成動態(tài)數(shù)據(jù)自動存入數(shù)據(jù)庫，進行各類情況的分析，使控制系統(tǒng)處于最佳的運行狀態(tài)。
（4）生產(chǎn)過程信息即時處理功能
運用現(xiàn)代化的人機界面，可自動采集、處理的數(shù)據(jù)，關(guān)鍵設(shè)備的運行狀況、重要參數(shù)及報警記錄等上傳至管理人員的桌面，利于對整線系統(tǒng)進行實時監(jiān)控，實現(xiàn)生產(chǎn)線的現(xiàn)代化管理。系統(tǒng)采用動畫、圖形動態(tài)形式呈現(xiàn)系統(tǒng)的運行，可對各種數(shù)據(jù)和參數(shù)進行分析。
（5）智能化故障跟蹤監(jiān)控
對從下位機送來的有關(guān)運行信息進行故障跟蹤監(jiān)控，一旦出現(xiàn)不正常的情況，立即顯示發(fā)生故障的畫面及故障的性質(zhì)、部位，能快速發(fā)現(xiàn)問題或故障，便于有針對性、快速地解決問題。
5、除塵、降噪控制技術(shù)
生產(chǎn)線研發(fā)設(shè)計了一種帶除塵功能的茶葉投料裝置如圖6所示，各個機臺基本采用封閉式安裝，使得機器運轉(zhuǎn)過程中茶粉塵不會散落飄逸。各個關(guān)鍵節(jié)點配置12臺新型的脈沖濾筒除塵器，精細到各個設(shè)備銜接環(huán)節(jié)的茶塵控制布置點，茶塵凈化效率達到99%以上。每班生產(chǎn)結(jié)束后收集到的茶粉塵統(tǒng)一處理，粉塵排放濃度控制在2mg/m3以內(nèi)，符合職業(yè)衛(wèi)生的粉塵標準。此外，可在車間內(nèi)直接排放尾氣，空氣循環(huán)使用，實現(xiàn)對外零排放、零污染的目標。
全程的封閉式機臺、分區(qū)隔斷降噪處理，使生產(chǎn)噪音從傳統(tǒng)設(shè)備83~88分貝降到80分貝左右，低于職業(yè)衛(wèi)生的噪聲標準（85分貝）的要求。廠界噪聲低于60分貝，滿足晝間廠界噪聲低于65分貝的國家標準，符合環(huán)保要求。
02
生產(chǎn)線技術(shù)應用推廣情況
在公司70多年的茶葉生產(chǎn)經(jīng)驗基礎(chǔ)上，由專業(yè)技術(shù)團隊經(jīng)多年研發(fā)、改進，建成了白茶精制生產(chǎn)線。通過改進投料輸送等措施解決了流動性差的問題；應用“柜式橫鋪豎切”的勻堆拼配技術(shù)有效提高了茶葉拼配的均勻度；設(shè)計雙排式風選機聯(lián)合多功能風選單機和靜電選別單機克服了異物剔除難的問題；運用自動化控制、智能化偵測、安全保護、除塵降噪控制等系列技術(shù)，有效提高生產(chǎn)效率，進一步減少差錯率，基本達到機械化換人、自動化減人、信息化管理、智能化管控的“四化”目的。該條自動化生產(chǎn)線具有操作簡單、效率高、產(chǎn)能大、結(jié)實耐用、維護成本低等優(yōu)點，生產(chǎn)工藝流程設(shè)計及設(shè)備選配對國內(nèi)組建白茶精制加工生產(chǎn)線具有重要的借鑒意義。
2018年，生產(chǎn)線投產(chǎn)運行后，白茶產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)出效率有所提升，單位成本也隨之降低，產(chǎn)能和產(chǎn)值進一步增長，應用效果較佳。雜物剔除效果顯著，白茶拼配工藝也得到簡化，從以前人工揀剔兩遍后再進行拼配變成現(xiàn)在全程機械化一道流水完成，拼配效率明顯提高。
此外，白茶損耗率得到有效控制，成品出成率達到98%以上。白茶精制加工的生產(chǎn)效率從1噸/班提高到3噸/班（按8小時/每班測算），茶葉產(chǎn)量顯著提升，如表1所示。
加工成本方面，每千克成品茶加工成本從2017年的18.67元降為15元左右，低于福建省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳統(tǒng)計的16元的行業(yè)平均值，加工成本節(jié)省幅度在16%~26%。
自2018年應用至今，累計加工成品白茶1427噸，創(chuàng)造產(chǎn)值4.74億元，節(jié)省加工成本約520萬元。
目前，自動化、清潔化白茶精制生產(chǎn)線已在中茶公司內(nèi)部和福建多家茶葉企業(yè)推廣應用，表現(xiàn)出良好的應用效果和反饋，下一步將在福建福鼎、政和、松溪等白茶產(chǎn)區(qū)進行復制推廣使用。
03
結(jié)語
文章論述了白茶精制過程的關(guān)鍵技術(shù)要點，集成一條連續(xù)化、自動化、清潔化的白茶精制加工生產(chǎn)線，改善白茶精制對人工依賴程度較高的現(xiàn)狀，提高白茶精制的自動化、清潔化水平。生產(chǎn)線投入使用后，產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率得到提升，生產(chǎn)安全更有保障，同時也取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。但其風選和靜電工序仍屬于傳統(tǒng)的茶葉去雜設(shè)備范疇，對毛發(fā)類雜物的去除仍有一定的局限性，未來可以研究采用紅外色選機、X光檢測機、新型靜電機等更先進的去雜設(shè)備進行替代、改進。
作者簡介：
危賽明
中國茶葉股份有限公司原副總經(jīng)理、福建茶葉進出口有限責任公司原總經(jīng)理，高級工程師，中國茶葉技術(shù)委員會主任委員、資深專家，全國茶葉標準化技術(shù)委員會委員，商務(wù)部對外援助物資項目評審專家，國家科技專家?guī)鞂＜?，享受國?wù)院政府特殊津貼。主要從事茉莉花茶、烏龍茶、白茶等福建特種茶的生產(chǎn)加工、審評鑒定、技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品研發(fā)、質(zhì)量與安全體系管理、企業(yè)體系管理認證、市場營銷、內(nèi)外交流、專業(yè)授課、學術(shù)論著、行業(yè)標準制定、人才培養(yǎng)與企業(yè)管理等工作。
具體內(nèi)容詳見《中國茶葉加工》雜志，2021年第4期文章《自動化、清潔化白茶精制加工生產(chǎn)線研究及應用》，頁碼：10-15，作者：危賽明，羅星火，陳炳生，陳添義。
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烏龍茶是福建省傳統(tǒng)優(yōu)勢茶產(chǎn)品，總產(chǎn)值占50%以上。烏龍茶香氣清高、花果香顯、滋味濃醇，其加工比其他茶類更加復雜，且受加工技術(shù)的影響較大，因此，關(guān)于烏龍茶加工技術(shù)相關(guān)的研究也較多。
安溪鐵觀音是閩南烏龍茶的代表，因其獨特的“蘭花香”“觀音韻”深受國內(nèi)外消費者青睞，目前鐵觀音精制茶包裝形態(tài)主要分為大包裝(散裝)茶和小包裝茶，出口茶和工業(yè)用茶以大包裝為主，內(nèi)銷零售以小包裝為主。由于鐵觀音外形卷曲緊結(jié)，形狀不規(guī)則，在包裝過程中易斷碎，同時由于包裝過程中主要依賴人工，難以實現(xiàn)自動化、標準化，勞動強度大、生產(chǎn)效率低，不能適應快速發(fā)展的企業(yè)需要，必須通過自主研發(fā)破解技術(shù)難題，利用科技力量實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)需要。
八馬茶業(yè)技術(shù)團隊在前幾代烏龍茶精制加工生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上，利用工藝優(yōu)化與裝備升級相結(jié)合，融合智能化、信息化、自動化技術(shù)，建立最新鐵觀音自動化精制生產(chǎn)流水線和包出貨生產(chǎn)線，運用設(shè)備單體接駁方式實現(xiàn)全過程連續(xù)化、自動化、清潔化。
01
鐵觀音自動化精制流水線裝備優(yōu)化及創(chuàng)新點
鐵觀音精制工藝流程為：毛茶→揀梗→篩分→風選→勻堆→靜電揀雜→拼配→烘焙→成品茶檢驗→成箱。
針對規(guī)模化鐵觀音精制加工，目前大部分企業(yè)采用的機器色選揀剔、平面圓篩機篩分、機器風選、烘干機烘焙，設(shè)備與工藝都相對成熟，但在茶葉勻堆工序、茶葉除雜去塵工序、自動化控制系統(tǒng)等方面存在一定缺陷。
改進升級的自動化鐵觀音精制生產(chǎn)線如圖1，茶葉通過機器色選揀剔，上料至勻堆裝置;采用滾筒搖擺與定點邏輯控制模式完成智能勻堆運動;利用輥筒摩擦靜電除雜，將茶葉中雜質(zhì)剔除;新增全自動紅外光電技術(shù)，精準識別次品，通過高速噴嘴剔除次品;采用新一代金屬探測除雜技術(shù)，進一步對茶葉雜質(zhì)進行自動檢測并剔除;最后進行烘焙、成品茶檢驗、稱量和裝箱，整線采用全覆蓋負壓式作業(yè)環(huán)境有效回收茶末防止異物落入，并配置智能集散操控系統(tǒng)通過工業(yè)無線路由器，實現(xiàn)“一機全控”的功能，達到流水線連續(xù)自動清潔化、信息化和智能化。
1、改變傳統(tǒng)勻堆運動方式
針對原有的滾筒勻堆機定向轉(zhuǎn)動，滾筒內(nèi)茶葉攪拌均勻程度受限的問題，通過新增滾筒搖擺與滾筒定點邏輯控制模式，使原料勻堆更均勻融合，并降低茶葉破碎率和設(shè)備能耗。
2、改變傳統(tǒng)輥筒靜電除雜方式
原有靜電除雜裝備采用高壓靜電，但由于高壓靜電容易產(chǎn)生電火花，不宜用于茶葉精制。以摩擦靜電替代高壓靜電，利用摩擦起電的原理，使茶葉沿著輥筒下方傾斜的振動篩面跳躍式向前運動，經(jīng)過6次的靜電吸附基本可將茶葉中的毛發(fā)、纖維、灰屑等雜質(zhì)剔除。
3、改變傳統(tǒng)茶葉色選方式
采用紅外光電技術(shù)，根據(jù)物料光學特性的差異，利用紅外光電技術(shù)將茶葉原料中的異色、異形等非茶類的異物進行自動分揀;定量通過皮帶供給原料，在傳輸過程中通過6組每組64個通道2個InGaAs(銦砷化鎵)紅外相機進行雙面識別，精準識別次品，然后用新式4 mm小口徑高速噴嘴(1500次/秒)射出壓縮空氣剔除次品。工藝創(chuàng)新應用了三段式的多次選別，得到高品質(zhì)成品。
4、改變傳統(tǒng)金屬探測除雜方式
采用最新一代的數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)和德國自動濾波技術(shù)(相位調(diào)節(jié)技術(shù))，茶葉原料通過電磁波感應自動檢測并剔除鐵(φ≥0.8 mm)、不銹鋼(φ≥1.5 mm)、銅(φ≥1.2 mm)等金屬物質(zhì);金屬探測機設(shè)于工序末端發(fā)揮最后一道食品安全檢測作用，防止摻雜金屬物質(zhì)的茶葉流出，以此滿足SC食品安全生產(chǎn)要求。
5、改變傳統(tǒng)茶末回收凈化方式
茶葉精制過程容易產(chǎn)生粉末，工藝創(chuàng)新設(shè)計71個凈化點，含有密封罩29.5 m2，12臺(10組1.5 kw風機、40組5 μm滌綸)除塵器，全線新增防塵密封裝置304不銹鋼封閉設(shè)計，實現(xiàn)精制工序全線覆蓋負壓式作業(yè)環(huán)境，有效回收茶末的同時防止異物落入。
6、配置智能集散操控系統(tǒng)
控制系統(tǒng)采用西門子PLC(可編程邏輯控制器)作為下位機，直接控制設(shè)備運行;采用現(xiàn)場觸摸屏實現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示和設(shè)定，監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)，檢修控制與報警，具有極強的可操作性;上位機采用工控機，對西門子下位機等進行組態(tài)整合，實現(xiàn)生產(chǎn)線的連續(xù)控制以及流程監(jiān)控;項目新配置了移動終端操控系統(tǒng)通過工業(yè)無線路由器，分配給所有連接到網(wǎng)絡(luò)的移動終端，實現(xiàn)“一機全控”的功能。
02
鐵觀音自動化小包裝生產(chǎn)流水線技術(shù)集成
鐵觀音小包裝工藝流程主要為：精制成品茶→小泡裝(抽真空)→裝盒(罐)→成箱→出貨，如圖2所示。
對傳統(tǒng)鐵觀音小包裝生產(chǎn)流水線改進升級，如圖3所示。
A-B區(qū)，結(jié)合應用茶葉包裝機組與防塵供料裝置，由原來的茶葉包裝單機加料生產(chǎn)方式改為10臺/組的自動加料收料方式，泡袋茶物料傳輸方式采用AGV(無人搬運車)和泡茶立庫緩存裝置，分裝工作站要料信號發(fā)出后，RCS(機器人調(diào)度系統(tǒng))接收并發(fā)出調(diào)度指令，立庫指派物料出貨，AGV取料送料，工作站收料下料，人工取料裝罐，AGV取空筐回送，完成指令一系列的連動邏輯來完成茶葉物料轉(zhuǎn)運。
C區(qū)人工將內(nèi)罐分裝至禮盒后輸送至稱重噴碼集成設(shè)備，合格品上傳系統(tǒng)重量后傳輸至三維覆膜機，不良品剔除，該區(qū)域集成機組、噴碼頭、同步帶傳輸調(diào)寬裝置、制袋組件等關(guān)鍵部件，全部配備三軸伺服/步進電機驅(qū)動方式，實現(xiàn)配方保存、一鍵快速轉(zhuǎn)型等功能來達到柔性生產(chǎn)的目的;線體還配備了實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)看板系統(tǒng)如圖4，實時更新工序關(guān)鍵參數(shù)(線體稼動率、生產(chǎn)合格率、故障明細、工作站點在席信息等)并上傳至數(shù)據(jù)庫，便于管理者全方位監(jiān)控線體運行狀況。
該流水線在茶葉分裝領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)AGV智能協(xié)作機器人的運用，全自動智能搬運模式替代了傳統(tǒng)流水線輸送方式，貨到人的設(shè)計理念，降低勞動強度的同時也解決了傳送帶、鏈式傳輸設(shè)計占地空間大的缺點。整線可兼容多種規(guī)格產(chǎn)品，包括禮盒、方盒、圓罐，以此實現(xiàn)柔性自動化生產(chǎn)模式，并引入實時看板系統(tǒng)以便于企業(yè)管理者全方位監(jiān)控各制程產(chǎn)品品質(zhì)以及設(shè)備運行狀況，更加全面地提升了企業(yè)制造需求。
03
結(jié)論與展望
通過對自動化鐵觀音散裝茶精制生產(chǎn)流水線、小包裝流水線關(guān)鍵技術(shù)進行創(chuàng)新升級，以及采用茶葉自動化綜合柔性包裝技術(shù)，實現(xiàn)從原料預處理到包裝出貨全過程自動化、清潔化、標準化，可提高生產(chǎn)效率150%以上，每條生產(chǎn)線小包裝產(chǎn)能可達900盒/小時，產(chǎn)品優(yōu)良率達99.5%以上，車間茶末凈化率可達99.5%以上，能耗節(jié)省30%以上，為提高我國茶葉精加工科技水平提供參考。
成果的產(chǎn)業(yè)化推廣應用凝聚了茶人的智慧和經(jīng)驗，是茶葉科學技術(shù)與實踐經(jīng)驗的豐碩成果。面對烏龍茶主產(chǎn)區(qū)的茶葉設(shè)備半自動化、效率和品質(zhì)跟不上等卡脖子問題，成果的實施推廣實現(xiàn)了烏龍茶現(xiàn)代化、規(guī)?；⒅悄芑庸さ募夹g(shù)革新，有效提高了產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)率。
保證產(chǎn)品不落地生產(chǎn)，創(chuàng)新性引入茶葉分裝領(lǐng)域機器人，是茶葉在品控方面做的一個新的嘗試，既節(jié)約了人力成本，也降低因人為因素造成的品控問題。大大提高茶產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益。與此同時，八馬茶業(yè)作為行業(yè)標桿企業(yè)，將持續(xù)提供技術(shù)咨詢及參觀學習，為烏龍茶現(xiàn)代化加工技術(shù)起到示范推廣的作用，對于推動茶行業(yè)技術(shù)改革創(chuàng)新具有里程碑的意義。
林榮溪
高級農(nóng)藝師，制茶高級工程師，杰出中華茶人，中國制茶大師，全國茶葉標準化技術(shù)委員會委員，國家茶葉產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系泉州站站長，安溪高層次人才促進會會長，八馬茶業(yè)股份有限公司總工程師。
具體內(nèi)容詳見《中國茶葉加工》雜志，2022年第3期文章《鐵觀音自動化精制包裝生產(chǎn)線的升級與創(chuàng)新》，頁碼：65-68 ,77，作者：林榮溪，吳忠霖，周灼能，林金俗，林榮川，佐明興。
來源： 中國茶葉加工
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