普洱茶清洁化分级自动化生产线研究

马佳乐，刘 烽，周亚辉，杨韩辉，霍星光，文 彬，肖正昆

（云南省农业机械研究所，云南昆明 650031）

普洱茶清洁化分级自动化生产线研究

马佳乐，刘 烽，周亚辉，杨韩辉，霍星光，文 彬，肖正昆

（云南省农业机械研究所，云南昆明 650031）

针对普洱茶分级加工过程中，现有的筛分单机设备不适应连续化生产需要的实际问题，根据连续化生产及清洁化生产的要求，通过集成创新，将原来人工单机操作的多台设备，如静电除杂机、圆筛机、抖筛机、风选分级机优化组合，匹配连接成一套连续化自动化生产线，实现除杂、筛选和分级功能为一体的茶叶清洁化生产线，以及普洱茶加工的连续化、清洁化和自动化。

普洱茶加工装备；除杂；分级

普洱茶香气陈香而独特，滋味醇和回甘，叶底红褐，具有降血压、降血脂和抗衰老等多种保健功效，深受消费者的喜爱和赞誉。据云南省农业厅茶叶处统计，2016年云南省全省茶叶种植面积达40.9×104hm2，采摘面积达38.5×104hm2，总产量37.5×104t，综合产值收入670余亿元[1-2]。2016年云南省毛茶中普洱茶产值达29.15亿元，相比同期，增幅9.15%。可见，消费者对普洱茶的需求量日趋增长。

但是，相比国外的茶叶加工设备，我国普遍存在加工条件差，清洁化、自动化程度较低等问题，远未达到现代化的要求。目前，云南省茶叶精制过程中主要以人工拣杂、单机筛选、风选为主，各个环节主要依靠人工辅助完成，则茶叶二次污染途径很多[3]，如很容易掉落到地上被细菌、粉尘等污染；同时许多茶厂为了省事，大量待制茶叶就会预先堆放在加工机械旁边的地上，很难保证车间清洁和茶叶不被细菌、粉尘污染；由于在茶叶生产过程中人手接触过于频繁，加工设备没有得到及时清洗，致使茶叶被污染[4]；且生产技术工人基本承袭经验式加工，使得普洱茶食品安全难以保证，品质稳定性较差、生产效率低，难以满足市场对高品质普洱茶产品的要求。因此，做好安全茶叶生产，不仅符合整个食品发展方向和有利于人民健康，也是促进我国茶叶出口、稳定市场和实现茶业可持续发展的迫切要求[5]。

1 普洱茶清洁化生产的研究现状

上世纪70年代，国内就研制过茶叶流水加工线。但是煤烟污染严重及自动化水平低，不属于清洁化、自动化茶叶流水生产线。之后，国内对于茶叶清洁化生产线研究进行了大量工作。2005年出现的安徽休宁荣山茶厂炒青绿茶生产线，2007年叶阳提出名优绿茶清洁化生产线关键设备，2010年程玉明等提出名优绿茶清洁化流水生产线，2015年郑红发提出红绿茶兼制型全自动生产线[6]，直至2016年祁门红茶自动化生产线[7]和茶叶精制筛分线[8]出现，主要是以机械化联装为主、人工为辅的半自动筛分工艺。但是，针对云南普洱茶清洁化生产加工这一问题研究甚少。以制取普洱熟茶过程中长时发酵干燥后的毛茶为对象，提出适应除杂、筛选和分级工艺的茶叶清洁化生产线。

2 生产线的单机组成和采用的技术路线

2.1 普洱茶加工工艺

普洱茶是以符合普洱茶产地环境条件的云南大叶种晒青茶为原料，采用特定工艺，经后发酵（快速后发酵或缓慢后发酵）加工形成的散茶和紧压茶[10]。普洱茶分为缓慢后发酵的普洱茶（生茶） 和快速后发酵的普洱茶（熟茶）两大类型[11]。此生产线针对普洱熟茶进行研究，其工艺流程为鲜叶→杀青→揉捻→晒干→渥堆→阴干（毛茶）→筛选分类→蒸压→蒸压成型→干燥及仓储陈化。

茶叶清洁化分级自动化生产线见图1。

图1 茶叶清洁化分级自动化生产线

普洱茶的晒青毛茶，经过人工渥堆发酵工艺处理，再经过筛选、分级后制成的各类散茶和紧压茶。分级是茶叶精制非常关键的一步，通过分级将茶叶分为宫廷、特级、一级、三级、五级、七级、九级。分级的目的是级别划分和拼配生产。

2.2 各个单机的原理和构造

2.2.1 圆筛机

在圆筛机上，茶叶在筛面上运动，受到重力、摩擦力和筛面作用反力的作用，在筛面上做倾斜向下的螺旋运动，受到回转半径、回转速度和筛面倾角的影响[12]；而茶叶平面圆筛机的作用就是将毛茶分出长短或大小，使茶叶品质规格化[13]。

2.2.2 抖筛机

由于抖筛机作上、下往复运动，使筛床中的茶叶向上抛起，与筛面发生相对运动。由于抖动的作用，使茶叶在筛网上呈斜立或竖立状态，细者穿过筛孔落于筛下，粗者则随筛面斜度移动至出茶口流出[14]。通过工艺试验，在该生产线中，摒弃了传统弹簧片振动结构，采用进口的ROSTA弹性振动支撑原件，设置了平衡筛，大幅减少机架振动，达到充分均料、打散作用，并分离出大块茶、大条茶。

2.2.3 茶叶静电除杂机

目前，茶叶除杂方式还主要以传统方式为主。茶叶静电除杂机是云南省农业机械研究所经多年研发而成的精制茶叶生产专用设备，是普洱茶清洁化分级自动化生产线中的核心设备。目前，该机用户多达150多家，技术成熟、效果显著，得到用户的信赖。该生产线就是在茶叶静电除杂机组后端进行拓展，加入分级和除尘设备，形成整条的茶叶清洁化分级自动化生产线。

人工除杂见图2，串联使用的茶叶静电除杂机组见图3。

图2 人工除杂

图3 串联使用的茶叶静电除杂机组

茶叶静电除杂机的原理主要是利用静电除去茶叶杂物；设置有机架、送料板、电机、进料口和出料口，送料板上方设置毛毡条和水平的塑料辊筒，毛毡条与塑料辊筒摩擦接触产生静电，将非茶类杂质吸附到辊筒上；杂质经过刮板收集、从侧边出杂槽口流出，能有效清除茶叶中混杂的灰尘、头发、动物毛发、茅草、编织袋丝、塑料碎片等杂质，除杂效果好；除杂过程一次完成，无需重复操作，有效提高了工作效率，节约了生产成本[15]。

2.2.4 风力分选机

在风选过程中，茶叶主要受到外来风力和自身重力2个作用力。而风选机的基本原理是利用茶叶的质量、体积、形状差异和迎风面积大小的不同，以及在均匀空气流中的行程不同而进行的分离[16]。在该生产线中，通过采用负压原理和密闭结构，研发新型的风选机，最大限度地降低了风的泄露，避免了传统风选机产生大量粉尘的弊端。每个风选机设置4个出口，实现茶叶的充分分级。

2.2.5 除尘装置

茶叶在加工过程中需要与不同的加工设备发生摩擦等力的相互作用，包括精加工过程的筛盘、筛筒、风选机、拣梗机、辊切机、匀堆等木制或金属材料设备等，容易产生包括金属类、植物类和人工类的粉尘，不仅对工人身体伤害很大，也会对周边的生态环境产生二次污染。在该生产线中，通过设置单机除尘和集中集尘的方式，实现除尘效果。

3 普洱茶清洁化分级自动化生产线工艺流程和创新点

3.1 普洱茶清洁化分级自动化生产线工艺流程

借鉴工业流水化生产设备，通过集成创新，结合茶叶精制要求，将原有人工单机操作的多台设备进行优化组合。对接口进行重新设计，匹配成一套连续自动化生产线。涉及的设备包括储料匀料机1台，静电除杂机1台，圆筛机2台，抖筛机1台，风选分级机6台。

普洱茶清洁化分级自动化生产线主要技术参数和性能指标见表1，普洱茶清洁化分级自动化生产线工艺流程图见图4。

表1 普洱茶清洁化分级自动化生产线主要技术参数和性能指标

图4 普洱茶清洁化分级自动化生产线工艺流程

3.2 普洱茶清洁化分级自动化生产线创新点

（1）采用工艺试验，设计新型抖筛机，摒弃了传统的弹簧片振动结构，采用了进口的ROSTA弹性振动支撑元件，设置了平衡筛，大幅减少了机架的振动，可靠性和使用寿命大幅提高。

（2）由于筛分、分级环节是茶叶精制生产过程中产生粉尘的主要源头，通过对其运动参数，进、出料口的重新改进设计，满足连续化生产要求。主要问题及措施如下：①原有筛分、风机设备都是单机使用，生产效率各不相同，直接联装使用，由于产能不匹配，会造成整条线发生堵塞不能正常使用或者产能降低。为此，对现有的圆筛、抖筛、风选机通过工艺试验，对运动参数进行重新设计，使各单机产能相互匹配，保证生产线的高效、顺畅。②各单机进料、出料高度、结构类型不便于相互联接。根据工艺要求，对各接口进行了重新设计，解决了各单机接口顺利联接的问题。③各进、落料口是产生粉尘的主要源头，原有料口都是开放式的未考虑茶尘飞散问题。通过降低落料高度，对进、出料口进行封闭等措施，有效降低了茶尘的产生、飞散。在扬尘处设计集尘罩，采用集中收尘系统将茶尘收集处理，大幅降低了扬尘。

（3）通过对普洱茶精制工艺的研究，形成适应大多数用户需要的精制工艺路线，首次将茶叶静电除杂机组、圆筛机、抖筛机、风选机等单机，通过集成创新，把原来人工单机操作的多台设备优化组合，匹配连接成一套连续自动化生产线，达到茶叶加工的连续化、清洁化、自动化的生产要求。

4 该生产线的应用效果和讨论

该生产线在安宁海湾茶业有限责任公司进行安装并使用，成效显著，能够一次投料完成茶叶的除杂、筛分、风选工序，达到了500 kg/h的生产能力，茶叶除杂率大于95%，筛净率大于85%，人工使用量降低了60%，可将茶叶分为7个等级；实现了拣剔、分离出茶叶中的灰尘、头发、动物毛发、茅草、编制袋丝、塑料碎屑、铁屑等杂质；满足茶厂对头茶、条茶、粉末茶的筛分要求；大幅降低扬尘，大大提高了分选效率，降低生产成本和损耗，有效保证茶叶的品质和卫生安全。

该生产线不仅适用于普洱茶长时发酵的熟茶，根据茶厂对分级的要求，生产线经过改型和重组便可适用其他茶叶的筛选和分级并达到相应效果。

目前，国内外还没有能适应云南大叶种茶的普洱茶除杂、筛分、风选分级的连续化自动化生产线。该生产线的提出，解决了云南省普洱茶加工过程中紧迫的问题，有助于提升茶产业的技术装备水平，促进茶产业健康发展，提升企业经济效益。

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Study of Clean Classification and Automatic Production Line for Puer Tea

MA Jiale，LIU Feng，ZHOU Yahui，YANG Hanhui，HUO Xingguang，WEN Bin，XIAO Zhengkun
（Yunnan Agricultural Machinery Research Institute，Kunming，Yunnan 650031，China）

This paper aimed at the practical problems of existing separating single unit equipments do not fit for continuous producing process on puer tea classifying producing process.In order to meet the qualification of continuous and clean production，tea electrostatic impurity removal machine，circular screeners，sieve shakers and winnowing machines were matched and assembled to be an automatic production line.It was multifunctional with impurity removal，screening and classification and achieving the continuous，clean and automatic processing of puer tea.

puer tea producing equipments；impurity removal；classification

S226

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.12.038

1671-9646（2017） 12b-0039-03

2017-10-10

云南省科技厅科技创新平台建设计划专项“科研院所技术开发研究专项”（2016DC023）。

马佳乐（1991— ），女，硕士，助理工程师，研究方向为农产品加工机械。