名优绿茶加工设备的技术特性与应用

丁勇，黄建琴，徐奕鼎，雷攀登

（安徽省农业科学院茶叶研究所，安徽祁门 245600）

名优绿茶加工设备的技术特性与应用

丁勇，黄建琴，徐奕鼎，雷攀登

（安徽省农业科学院茶叶研究所，安徽祁门 245600）

简介了名优绿茶加工设备的技术特性与工作原理，重点阐述了杀青设备、做形设备、干燥设备及茶叶色选机的研究与应用进展。以名优绿茶加工中机械原理与制茶原理相协调为宗旨，阐述了名优绿茶机械化加工关键技术的集成应用。

名优绿茶，机械化加工，加工设备

名优茶机械化加工可以有效减少人为因素造成的品质不稳定，并且工效高、成本低，已成为名茶产业高效发展的基础支撑力。当前，名优绿茶加工设备正处于发展关键时期，针对名茶加工装备的集约化、专用化需求，亟需不断创新各类名茶机械的仿生性能，将机械原理与制茶原理有机结合，实现制茶工艺与设备的紧密协同，达到高效节能、减振降噪的环保诉求，促进名优绿茶的品质差异化开发。随着农村劳动力不断转移及生产成本控制需求增大，推动茶叶加工机械化进程尤为重要。茶叶机械是茶叶科技物化、新技术应用的主要载体，先进机械制茶技术的普及，有利于促进茶叶科技成果转化和茶叶生产全程机械化。

1 鲜叶贮青设备

茶鲜叶采摘后仍具有一系列的呼吸作用、内含物质分解、释放热量、蒸发水分等异化代谢生理活动，维持离体鲜叶正常生理活动，及时散发鲜叶释放的热量，对保持鲜叶的新鲜度有重要作用[1]。因此，使用鲜叶贮青设备能起到保鲜贮青、促进品质及避免鲜叶受污染或变质等多重效能。

1.1 鲜叶贮青机

使用贮青机摊放茶鲜叶，有利于保证鲜叶的失水保鲜、理化品质等方面达到名优茶加工的技术要求，可以明显改善鲜叶摊放工序的卫生状况，并能根据加工时生产的实际需要，延长鲜叶的摊放时间，对茶鲜叶进行适当的摊放，可促进香气、滋味的形成与转化[2]。鲜叶贮青机主要由上叶斜输机、摊叶主机（单层或多层）及供风加湿系统等部件构成，也有上叶斜输与往复行车布料相连接的结构，加湿系统多采用喷雾颗粒气化、等温加湿的电极式加湿器，以保障鲜叶贮青保鲜中的湿度和温度需求。目前，已研制投产的鲜叶摊放贮青机，有网带式、翻板式，分单层和多层等多种机型，不仅具有控温、控湿、控时的功能，而且实现了自动上、下鲜叶原料的目的，并通过电气控制与自动化生产线动态链接，有效地降低了操作人员的劳动强度，大大减少了鲜叶摊放的占地面积。

1.2 鲜叶保鲜库（柜）

鲜叶采收后，如果鲜叶持续高温或堆放时间过长，易导致茶鲜叶的失水变质、氧化红变，鲜叶中部分有利于茶叶色、香、味品质形成的内含物在贮青过程中激烈氧化消耗，使鲜叶干物质损耗量增大，导致鲜叶制率降低且品质下降。因此采收后需迅速降低叶温，可将鲜叶移至冷藏库（柜）保鲜，装入可适当通气散热的纸箱或塑料箱中，不宜用裸露的包装，以避免鲜叶在高风速、高风压的情况下失水过快。鲜叶冷藏保鲜库（柜）规模依生产需求而定，冷藏温度在5～8℃，湿度80%～90%，鲜叶能保鲜10～15天，鲜叶冷藏贮青有利于提高制茶品质、缓解茶叶加工高峰期的原料拥堵及时间差，减少了制茶厂车间设施和制茶设备的投资与占用。

2 名优绿茶加工关键设备

2.1 鲜叶处理设备

鲜叶处理设备主要包括鲜叶筛分机（分级机）、风选机、脱水机等。受采摘方式、工效的限制，茶鲜叶原料难免存在大小嫩度不匀的现象，可选用鲜叶筛分机、风选机等设备适当筛选统货茶原料，分级叶归类付制，以减轻加工难度，实现经济价值最大化。鲜叶筛分机又分为滚筒式、抖筛式两种，“滚筒式”筛分机工效高、分级效果略差，“抖筛式”则分级效果较好、工效略低且鲜叶易损伤。春茶季节雨水较多，雨水叶加工难度大，并会降低制茶工效及成品茶质量。因此，雨水叶可使用离心式鲜叶脱水机，将雨水叶装入纱布网袋放入转筒，经高速旋转脱离鲜叶表面水后，置于干净的竹帘上，通风薄摊，注意平衡鲜叶水分，勤翻、轻翻，及时付制。

2.2 杀青设备

杀青设备主要包括滚筒杀青机、热风杀青机、汽热杀青机、锅式杀青机、槽式杀青机及复合杀青机等，不同杀青机械对绿茶加工质量、工效的影响各有优劣。杀青机具的供热、控温应与作业中鲜叶运动、受热相协调，温度先高后低，避免温低红变或后期温高而黄变、焦边。杀青伊始，须快速、均匀升高叶温，要求翻叶快、匀，减轻湿热汽积聚，撒落均匀不堆积，增大杀青叶与机具的接触面，力求避免在杀青后期原料叶粘附机具而造成焦叶（片）。

2.2.1 滚筒杀青机

滚筒杀青机分长滚筒连续杀青机和瓶式杀青机等，转速约为32rad/min，热源为柴、煤、电、气等。瓶式杀青机因出叶不净，近乎淘汰。电热滚筒杀青机依电热管排布形式可分为盆托固定式（分离式）或滚筒缠绕式（一体式）两种，其中结构简化、安装简便的滚筒体与电热管分离的“盆托式”使用最为普遍，而采用导电碳刷的“缠绕式”则能节电10%～20%，尤其适宜于烘青型绿茶的杀青作业。长滚筒连续杀青机具有叶温升高快、杀青均匀、能连续作业及工效高的优点，现已普遍使用。滚筒杀青机筒体有直筒、锥筒之分，锥形筒体有利于排湿脱汽，由于设备制造难度和运行平稳等因素，60型以上主要是直圆筒。滚筒杀青机所制的名茶香高味爽，有利于绿茶品质形成与转化，缺点是杀青叶粘附筒壁易产生焦边焦叶，以及杀青时若筒内大量热气排湿不畅出而造成杀青叶“闷黄”。名茶杀青机具的选择取决于名优茶厂的产能设置，实践证明，操作得当的大口径杀青机工艺性能优于小口径杀青机。

2.2.2 热风杀青机

茶叶热风杀青机采用高温热风杀青，杀青匀、透，杀青叶色泽翠绿。热风杀青通过高温热风和鲜叶接触，直接加热鲜叶，瞬间提高鲜叶温度而达到钝化酶的目的，避免了鲜叶接触金属滚筒而被烫焦，也避免了鲜叶直接接触蒸汽吸附过多的水分，使得茶叶香气高长，滋味浓爽，外形色泽翠绿、汤色碧绿、叶底嫩绿较润。热风杀青机近似于滚筒杀青机，但其滚筒一般不加热，热风在滚筒中间通过，鲜叶在筒中任何位置都能和热风接触进行热交换[3]。高温热风杀青机组的各项设计指标符合绿茶加工品质形成的基本原理，尤其适合烘炒型名优绿茶的机械化加工。热风杀青机缺点是杀青叶失水过快、脱水过多，有“烘叶”现象，实践中应控制热进风的风速风量及投叶流量，并在杀青之后配设摊叶设备长时摊凉回潮。近年来，又研制出电辅热式热风杀青机和热进风电热杀青机等。

2.2.3 汽热杀青机

汽热杀青机与热风杀青机相似，均能瞬间杀匀杀透、快速彻底钝化多酚氧化酶活性。汽热杀青因蒸汽穿透力强，杀青时间短，茶多酚和酯型儿茶素的减量较少、氨基酸和糖类等水解产物增量较低，能快速抑制氧化酶的活性，减少叶绿素的破坏，使成品茶的汤色、叶底较绿亮[3]。汽热杀青有效地克服了滚筒杀青容易产生焦叶起爆、黄变的缺陷，但香型、滋味与传统手工绿茶相比有一定的差异，需比较试用后，再确定选型配套。在名优绿茶加工中，汽热杀青机宜选用蒸青、脱水、冷却联合机组，由上、中、下三层传动网带与传动系统组成，上层网带前段为上叶段和杀青段，上层后段和中层为热风脱水段，下层为冷却段，能使茶鲜叶杀匀杀透、茶料表面水分得到快速散发。

2.2.4 锅式杀青机

锅式杀青机可达到高温抛杀、透杀的工艺效果，能形成名茶独特的品质特征，锅式杀青机原为机械杀青的主体设备，原型是传统的手工锅式杀青机，后因出叶不净、工效不高而逐渐被淘汰。名优绿茶加工中采用锅式杀青机，大都是具有传统生锅、熟锅工艺的名茶，如六安瓜片、霍山黄芽、信阳毛尖等。近年来，随着太平猴魁、六安瓜片等特种名茶机械化加工技术与设备研发的推动，炒手、锅体的改型已使锅式杀青机研制取得了较大突破。锅式杀青机的制茶工艺效果和制得茶叶的品质特点是其它机械无法比拟的，具有较为广阔的发展空间。

2.2.5 槽式杀青机

槽式杀青机因槽形锅体而得名，现主要指兼有杀青、做形功能的往复型多功能机和扁形茶炒制机等。往复型多功能机与往复理条机的结构原理基本相似，只是槽形锅略宽、热源更大。扁形茶炒制机有单槽和多槽之分，由槽形锅、摆动轴、炒手、翻板、热源及动力系统等组成，炒锅为底面呈圆弧状的长槽形，弹性耐热布制成的炒手捞叶、翻板，抖散茶料，炒手与槽锅间隙可调节运行，杀青时炒手不对茶叶施压，以翻炒为主，当鲜叶失水变软时慢慢施压，进入青锅做形步骤。单槽或多槽的第一槽均有杀青功能。实践中，往复型多功能机和扁形茶炒制机的杀青效果不佳，原因是杀青未透即开始理条卷叶，容易造成茶料外熟内生，难以内外通透，品质香青味涩，影响名茶品质的纯正。

2.3 做形设备

做形是名茶成形、成味、成香、成色的协同作业。做形中，需掌握好原料叶的含水率、失水速度、机具供热以及做形之间的相互关系，既要避免机具温度高、失水过快而导致名优茶来不及成形，又要防止温度低、失水过慢，造成不能及时固定形状，而影响名优茶的外形、色泽及香气等品质因子。

2.3.1 揉捻机

揉捻机通常没有外热作用属于冷做形，茶叶揉捻时适度破坏叶细胞、茶汁外溢而使茶叶卷曲成条、塑造形状。揉桶内装满茶叶，揉桶在揉盘内作水平回转，桶内茶叶受到揉捅盖的压力、揉盘的反作用力、棱骨的揉搓力以及揉桶的侧压力等，使茶叶揉捻成条，并使部分叶细胞破碎，茶汁外溢，达到揉捻目的。名茶揉捻机宜选用35型、40型、45型等机型，转速50～55rad/min，底盘棱骨比大宗茶揉捻机略稀、低，避免揉力过大而导致断碎多。在名茶连续化生产线中，现已应用具有自动称量、进叶、加（松）压及出叶等智能控制的揉捻机组[4]。

2.3.2 理条机

理条机分为振动式往复理条机、阶梯式连续理条机等类型，成品茶能达到条索紧直、芽叶完整、锋苗显露、色泽绿润。常规的往复理条机适用于扁形茶、针形茶的理条、整形作业，需人工洒料到槽锅内，出料时提锅下茶料，已有6槽、8槽、11槽、16槽、24槽等多种型号。阶梯式连续理条机采用长槽形锅倾斜配置，边振动边前行，自动上料、分料、出料，一般为2～3台联装配套。近年来，众多厂家生产的理条机在每个凹槽上侧增设热进风管道，用于名茶理条做形时增温排湿、定型及提高工效。理条机大都采用槽锅下加热，能源以电、柴、天然气或石油液化气为主，现已推出远红外上加热型理条机及上加热与下加热兼用型等茶机新品。

2.3.3 双锅曲毫机

卷曲形茶做形多选用50型双锅曲毫机，实现冷做形的揉捻成条与热做形的卷曲成螺紧密融合，做形时曲轴炒叶板沿锅面往复摆动，使茶物料在往复摆动的翻炒过程中不断卷曲、成形、显毫。实践中，揉捻叶经初烘失水至35%～40%时再进行曲毫做为宜，须掌握好双锅曲毫机的锅温、投叶量及炒幅控制的协同性，可采用“初炒+回潮+复炒”的工艺组合，关键控制点是避免翻炒时排湿不畅导致的“水闷气”和高温粘锅导致的“起泡”或“焦糊”。

2.3.4 扁茶炒制机

扁茶炒制机适用于扁形名茶（龙井茶）杀青、理条、压扁、辉锅等作业，制成的茶叶达到条索紧结、扁平挺直、色泽绿润的特点。扁茶炒制机的炒手和压茶板能升降运动，茶物料在炒手的推动下，使茶物料加热、受压而渐成扁形，压茶板的升降运动产生如手工制茶一样的推、捺、揿、压等作用[5]。扁茶炒制机主要机型有单槽和三、四槽等，多槽式炒制机易造成出叶不净，从而限制了其在连续化加工中的应用。

2.3.5 滚筒炒坯机

滚筒炒坯机分长滚筒连续式和短滚筒瓶式等机型，主要用于滚炒做形、滚三青等作业。长滚筒连续炒干具有受热均匀、茶料翻滚前进、能连续作业及工效高的优点，特别适用于分段式连续成型，可采用滚筒外加热或导入热风等供热方式。长、短滚筒炒坯机作业的热力学作用有差异，长滚筒连续炒干的成品茶条索紧结细“长”，短滚筒炒干的成品茶条索紧结细“圆”。

2.3.6 茶叶精揉机

精揉机原为蒸青茶加工专用设备之一，现已被部分企业用于针形名茶的做形作业。精揉机包括机架、揉锅、揉手和炒手、振摇装置、驱动部及传动系统等部件[5]。精揉机通过弧形炒锅与揉手呈加压状态往复摆动揉搓，起到茶叶整形、定型，并进一步散失水分、固定形成圆针形茶。目前，主推机型是双锅式6CJR-120K型茶叶精揉机，揉锅规格395mm×185mm，摆动频率50～55次/min。

2.3.7 茶叶揉切机

传统揉切机主要有L.T.P揉切机（劳瑞制茶机）、C.T.C揉切机（齿辊切茶机）和洛托凡转子揉切机（Rotovane）等，主要用于加工红碎茶。近年来，部分茶区出现以优质鲜叶为原料，选用改型的C.T.C揉切机组，付制颗粒型名优绿茶。杀青后的在制品通过齿辊切茶机两个不锈钢滚筒间隙时间不到一秒钟，就使物料叶全部轧碎成颗粒状，并及时干燥，制成的颗粒绿茶可达到冲泡速度快、滋味浓强的品质特征。

2.4 干燥设备

名优绿茶干燥重在保持色泽、焙香促香。干燥作业中，对温度（供热）、湿度（排湿）、速度（耗时）、厚度（摊叶）等因子要求较高，二青、三青时若排湿不畅、摊叶过厚易造成“湿黄”；足干时若温度过高易导致“干黄”或“高火”；干燥速度过快也易形成“急火”或“黄变”[6]。

2.4.1 烘干机

名优茶烘干机主要有抽屉式、手拉百页式、网带连续式、自动链板式等烘干机、斗式烘焙机和箱式烘焙机等机型。初烘时，宜选用风量大、单层或网带式的干燥设备，以达到温度高、排湿畅、摊叶薄、速度快的初烘效果。足烘时，则选用温度低、摊叶厚、风量低的干燥设备，适当慢烘以促进香气形成。其中，箱式烘焙机主要用于茶料含水率达15%之后茶料的干燥焙香。热源可以是柴、煤、电等，导热方式以热风传导为主，灯式和板式的红外线和远红外辐射热为辅。

2.4.2 动态干燥机

动态干燥机改变以往间接静态受热的热源形式，中筒进风，外筒排风，逆向回风，气流通畅，导入热风与茶料直接热交换，兼有烘干、炒制、解块、脱水及排湿等功能，实现炒烘一体化的作业，是名优绿茶二青叶的理想作业方式。

2.4.3 滚筒辉干机

滚筒辉干机与滚筒炒坯机类似，转速略慢（28rad/min），以瓶式炒干机为主，筒体有圆筒和六角或八角之分。主要用于炒青类名茶（如龙井、大方、松萝等）的干燥作业，炒干的同时，兼有整形、提香、润色等功能，需灵活掌握干燥中的投量、温度、耗时、力度及机具调控，以达到良好的干燥效果。

2.4.4 流化床干燥机

流化床茶叶干燥机是指利用具有一定流速的热空气，使茶料呈流化状态散发水分的干燥设备，按结构分为振动流化床和固定流化床等类型。流化床干燥机有热进风口（侧进或下进）、排废气口和除尘装置（上排）、单层振动筛床等部件，茶物料在大风力作用下，通过烘干区域时物料受热表面积增大，能进行快速热交换、继而失水干燥，较适宜颗粒型名茶的加工。并且，流化床干燥机上下通透、快速脱水及排风除尘的设计理念，现已部分借鉴于茶叶干燥设备的设计与制造。

名茶干燥中须实行分段干燥，各流程之间要有必要的摊凉、冷却及回潮的过程，有利于水分的平衡及内含物转化、芳香物形成及叶色的固青保绿等，根据生产线的配置状况，选用自然摊放、风力散热及微波回潮等方式。成品茶含水率控制在6%以内，以达到名优绿茶保鲜、保质的质量要求。

2.5 光电色选机

光电色选机主要部件有：供料系统（进料斗、振动喂料器、溜槽）、光电系统（光源、背景板、光电检测器、数码相机）、分选系统（正品槽、副品槽、喷气阀、空气压缩机、空气净化器和过滤器）、电控系统（信号调理部件、时序部件及微机控制系统）、操作系统（色选工作站及其运控操作系统）等[7]。色选机的选别率、带出比、灵敏度及稳定性是评价光电色选机性能的主要指标，而原料条件、人员操作及辅助设施与设备则是影响茶叶色选技术效果的主要因素。色选机能够广泛应用于名优绿茶除去黄片、筋梗等异色物，显著提升商品茶的品相质量。

3 名优绿茶保鲜设备

机械冷藏是名优茶保质保鲜的重要方式，成品茶包装后放入纸箱内，移入冷藏保鲜库（柜）内储存。茶叶冷藏保鲜库有组合式冷库和固定式冷库，具有自动调温、除湿的功能。组合式冷库容积相对较小，可拆卸可组装，安装灵活机动，保温性好，安全方便，但库容小。自建式冷库容积相对较大，只能固定使用，制冷设备选择余地大，适合大批量贮藏名优绿茶使用。冷库制冷量应根据库容和贮藏量而定，相对湿度控制在65%左右，贮茶温度控制在5～8℃为宜[8]。茶叶冷藏库内外温湿度相差大，从库内取出茶叶后升至室温时方可拆袋，以避免空气中的水汽凝结而使茶叶受潮。

4 连续化生产线智能控制

名茶连续化生产线对制茶机组的技术要求很高，既要机械部分的单机性能优良、缓冲输送平台衔接，又要电气部分的可编程自动控制（PLC）或集散控制系统（DCS）。首先，先采用鲜叶摊青机连续平稳地输送鲜叶原料，杀青工序采用长滚筒杀青机等机组连续均匀作业，并经过输送平台的摊凉、收集、计量、分配及衔接；揉捻机组实现自动称量、分送、进叶，加、松压及出叶的闭环自动程控；名茶做形干燥阶段选用自动链板烘干机、动态烘干机、滚筒炒干机等机组，并通过风冷回潮机、微波回潮机等设备达到茶料水分平衡[8]。整条生产线采用平输、立输、斜输、鹅颈输、振动输送及气力输送等机具连接、贯通，通过温度、湿度、重量、水分等多种传感器达到自动化控制。名茶加工流水线应达到工艺合理、全程流畅、高效运行、操作简便及环保节能。名茶连续化加工的同时也是名茶色香味形的在线形成过程，更需要“机理”服从“茶理”，生产线的自动化联装应与名茶的制茶工艺、品质特点相适应。此外，近期部分自动化生产线采用摆杆式振动槽，振动频率低、振幅大、运行部件磨损量小，输送量大、不挂漏叶且传动平稳，降低了机械噪音和振动，改善了制茶车间的工作环境。

5 结语

当前，名优绿茶机械化加工中，尤其是品质形成的关键工序，制茶品质与设备选型之间矛盾较为突出，需要重点解决机制名茶做形、干燥等各工序衔接的摊凉和水分平衡难题，以及机制名茶成型与焙香工艺相结合的难题。名优茶色香味形的形成过程与制茶工艺之间具有很强的对应性，应该按条形、扁形、卷曲形、针形、半烘炒等分类开展关键技术与设备的研究及应用，针对各类名茶的加工与品质特点，从设备选型、工艺创新及品质提升等方面，实现机理与茶理、工艺与设备的紧密融合，促进名优绿茶特征成分和芳香物质的形成、转化及稳定。

[1] 陈椽编著.制茶技术理论[M].上海:上海科学技术出版社,1984: 56-57.

[2] 丁勇,廖万有.名优茶开发的技术需求与经营策略[J].茶业通报,2003,25(4):184-186.

[3] 胡云铃,黄建安,施兆鹏.不同杀青方式对绿茶品质的影响[J].茶叶,2008,34(1):24-28.

[4] 王国海.绿茶加工连续化生产线实践[J].中国茶叶加工,2003, (2):16-17.

[5] 权启爱.新技术在茶叶加工中的应用[J].中国茶叶,2002,24(2): 16-18.

[6] 袁海波,李莉,张委.名优绿茶加工过程中色泽的研究[J].茶叶, 2003,29(1):25-27.

[7] 丁勇,廖万有.茶叶色选机的技术特性与应用[J].茶叶,2009,(1): 33-36.

[8] 丁勇.试析茶叶加工工程的技术应用[J].中国茶叶加工,2002, (4):21-27.

TechnicalCharacteristic and Application of H igh Quality Green Tea Processing M achinery

DING Yong,HUANG Jian-qin,XU Yi-ding,LEI Pan-deng
(Tea Research Institute,Academy of Agricultural Sciences of Anhui Province,Qimen 245600,China)

This article introduces technical characteristic and work principle of high quality green tea processing machinery.It emphasizes on progress in research and application of fixation machinery,shaping equipment,drying machinery and tea color sorter etc.And take the coordination ofmechanical principle and tea processing princip le in mechanized processing of high quality green tea as gist,integrated application of high quality green tea processing technology is discussed.

High quality green tea,Mechanized processing,Processing machinery

TS207.3

A

2095-0306（2013）04-0046-05

2013-03-07

国家星火计划重大项目子课题（2012GA710001），现代农业产业技术体系建设专项资金资助（CARS-23）

丁勇（1970-），男，安徽宣城人，研究员，研究方向为制茶工程。