權(quán)啟愛（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，浙江杭州　310008）

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我國茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展新常態(tài)下的茶葉機(jī)械

權(quán)啟愛
（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，浙江杭州310008）

摘要：我國茶產(chǎn)業(yè)面臨產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和推行“機(jī)器換人”的新常態(tài)，對茶葉機(jī)械研發(fā)提出新要求。近來茶機(jī)和茶葉行業(yè)協(xié)同，機(jī)械、農(nóng)藝、制茶工藝融合，新技術(shù)、新能源應(yīng)用，開發(fā)出多種適于茶葉規(guī)?；a(chǎn)的新型單機(jī)和連續(xù)化、自動化生產(chǎn)線，以及茶園作業(yè)設(shè)備，特別是采茶機(jī)械化，取得相當(dāng)進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：新常態(tài)；茶葉；機(jī)械

中國茶葉加工2016（1）：5-8

專家簡介：權(quán)啟愛（1940-），男，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所研究員，享受國務(wù)院特殊津貼，從事茶葉機(jī)械和茶葉加工技術(shù)研究50余年。

伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國茶產(chǎn)業(yè)顯現(xiàn)出產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和“機(jī)器換人”的新常態(tài)，推動了茶葉加工和茶園作業(yè)機(jī)械化的發(fā)展。

1　茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新常態(tài)，對茶機(jī)研發(fā)提出了新要求

30年來，我國茶葉生產(chǎn)以名優(yōu)茶為主，茶機(jī)界也集中精力進(jìn)行名優(yōu)茶加工機(jī)械開發(fā)。當(dāng)前，在茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新常態(tài)下，對茶葉機(jī)械研發(fā)提出了新要求。

1.1茶葉機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與茶類結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變相適應(yīng)

前30年，我國的茶葉經(jīng)濟(jì)可以說是名優(yōu)茶經(jīng)濟(jì)為主，以小規(guī)模生產(chǎn)、各生產(chǎn)企業(yè)以追求產(chǎn)品個性特征為特點(diǎn)，茶葉愈做愈嫩，包裝愈來愈豪華，高檔產(chǎn)品銷售愈來愈天價。而針對名優(yōu)茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，茶葉機(jī)械開發(fā)則集中在小型、單臺、斷續(xù)作業(yè)、一家一戶使用為主［1-3］。

中央反腐倡廉政策推行，高檔名優(yōu)茶銷售受阻，賣價下跌，并出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性積壓，而大眾消費(fèi)的名優(yōu)茶或稱優(yōu)質(zhì)茶量增價升，生產(chǎn)企業(yè)開始注重產(chǎn)品共性，加強(qiáng)規(guī)?；庸?，茶葉機(jī)械的研發(fā)從小型名優(yōu)茶機(jī)械向規(guī)?；a(chǎn)大眾消費(fèi)優(yōu)質(zhì)茶生產(chǎn)相適應(yīng)的機(jī)械類型發(fā)展。

1.2消費(fèi)理念的成熟，要求茶機(jī)能夠生產(chǎn)出質(zhì)量更好、性價比更高的茶葉產(chǎn)品

隨著市場經(jīng)濟(jì)形勢發(fā)展，人們消費(fèi)理念逐步成熟，規(guī)?；a(chǎn)、產(chǎn)品批量大，質(zhì)量穩(wěn)定、有茶味、香氣好、性價比高，特別是綠茶不苦澀、老百姓愛喝愛買的茶就是好茶的共識已基本形成。這就要求茶葉機(jī)械開發(fā)應(yīng)以各類型茶葉產(chǎn)品的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)為前提，按照食品加工規(guī)范進(jìn)行設(shè)計，逐步統(tǒng)一和完善機(jī)器、生產(chǎn)線的形式與結(jié)構(gòu)，分類定型并形成系列，為新形勢下的茶產(chǎn)業(yè)提供機(jī)械化、自動化程度高，茶葉加工性能良好、茶葉品質(zhì)穩(wěn)定的茶葉機(jī)械。

1.3勞力缺乏，迫切要求“以機(jī)器換人”

據(jù)統(tǒng)計，中國城市人口現(xiàn)已超過農(nóng)村。2012年大陸15～59歲勞動人口，比上年減350萬人，2013年全國60歲老人比上年增加850多萬，已占總?cè)丝?5%，逾2億。勞動力缺乏和成本高，已是茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展最大瓶頸。為此，目前擺在茶機(jī)界的重要任務(wù)是實現(xiàn)“機(jī)器換人”，故要求茶葉加工機(jī)械研發(fā)的重點(diǎn)應(yīng)轉(zhuǎn)向連續(xù)化、自動化生產(chǎn)線。而且當(dāng)前茶園耕作機(jī)械缺乏，不少茶園失耕，采茶機(jī)械化推行緩慢，鮮葉老在樹上十分常見，因此要加快開展茶園作業(yè)機(jī)械設(shè)備的研制。

2　新常態(tài)下茶葉機(jī)械的發(fā)展

為適應(yīng)茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新常態(tài)，近幾年，茶葉加工和茶園作業(yè)機(jī)械化的研制開發(fā)，已取得顯著進(jìn)展。

2.1茶機(jī)制茶效率顯著提高，連續(xù)作業(yè)性能增強(qiáng)

為擺脫一家一戶零星生產(chǎn)模式，適應(yīng)規(guī)模化生產(chǎn)需求，近兩年，茶機(jī)行業(yè)把提高單機(jī)生產(chǎn)率作為技術(shù)研發(fā)的重點(diǎn)之一。如對性能和結(jié)構(gòu)均已基本完善和成熟的長板式扁形茶炒制機(jī)增加炒茶鍋長度，并在單鍋機(jī)基礎(chǔ)上開發(fā)出兩鍋、三鍋、四鍋機(jī)機(jī)型，并裝置自控系統(tǒng)，對炒茶過程實現(xiàn)自控，使一臺機(jī)器完成單鍋機(jī)的3～6倍產(chǎn)量。通過試驗研究，名優(yōu)茶殺青用70、80甚至100型等滾筒殺青機(jī)替代30、40型等小型機(jī)器，單機(jī)生產(chǎn)率提高數(shù)倍甚至數(shù)十倍，制茶質(zhì)量顯著提高。一些企業(yè)在50型曲毫形茶炒制機(jī)基礎(chǔ)上，開發(fā)出鍋徑60 cm機(jī)型，生產(chǎn)率提高3～4倍，成圓性能顯著提高。同時，還開發(fā)長度超過3 m和5 m的大型連續(xù)理條機(jī)，并使用電、微波和遠(yuǎn)紅外綜合能源，長度超過5 m機(jī)型，殺青、理條臺時產(chǎn)量達(dá)200 kg/h以上，實現(xiàn)了作業(yè)連續(xù)，理條效果良好，受到一些生產(chǎn)企業(yè)的歡迎。

此外，茶機(jī)企業(yè)為保證各類茶葉加工連續(xù)化生產(chǎn)線的科學(xué)配備，先后研制成功大型鮮葉攤放、萎凋、發(fā)酵、炒干等設(shè)備，作為連續(xù)化生產(chǎn)線的主機(jī)應(yīng)用，具有自控連續(xù)作業(yè)功能，均為可實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)的高生產(chǎn)效率機(jī)型。

計算機(jī)技術(shù)在茶葉加工中得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前，單片機(jī)、可編程邏輯控制器（PLC）和各種測溫、濕、壓、水分等元件的應(yīng)用，使單機(jī)和生產(chǎn)線的時間、溫度、濕度、流量、壓力、轉(zhuǎn)速、頻率及含水率等參數(shù)控制和故障報警等得以實現(xiàn)［3］，加速了茶葉加工的連續(xù)化、自動化進(jìn)程。

近幾年茶機(jī)企業(yè)在原間斷作業(yè)的茶葉理條機(jī)和扁形茶炒制機(jī)上，研發(fā)配備了自動定時、定量投葉、出葉和溫控等裝置，進(jìn)而創(chuàng)造出具有自動控制功能的茶葉理條機(jī)和扁形茶炒制機(jī)，投葉，殺青、理條、壓扁、出葉等連續(xù)完成，減少了勞動力，減輕了勞動強(qiáng)度，不僅可單機(jī)使用，并且可作為連續(xù)化生產(chǎn)線的主機(jī)應(yīng)用。

2.2茶機(jī)新機(jī)種、新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)

近幾年出現(xiàn)了大量的新機(jī)種和新機(jī)型，除前所述的連續(xù)理條機(jī)、連續(xù)炒干機(jī)、連續(xù)攤放與萎凋機(jī)、連續(xù)發(fā)酵機(jī)等，尚有加工新型茶和特種茶的γ-氨基丁酸茶厭氧處理設(shè)備、茶葉咖啡堿脫除設(shè)備、茶葉冷凍干燥設(shè)備和大批烏龍茶加工設(shè)備。茶葉精制加工普遍推廣使用的色差揀梗機(jī)，應(yīng)用高科技高速拍攝技術(shù)，對60、90、120條等通道上順序通過的茶條實施拍照，依據(jù)葉和梗的色澤差異特點(diǎn)，計算機(jī)對攝取圖像進(jìn)行處理，指令氣流，將茶梗吹出，達(dá)到揀梗目的。同時，茶機(jī)新產(chǎn)品使茶葉加工更清潔、更衛(wèi)生，目前在茶機(jī)制造中，不用有礙人體健康原材料，接觸茶葉的零部件不涂漆，機(jī)器運(yùn)行中潤滑油不得滴漏污染茶葉等，重視車間通風(fēng)、茶葉加工除塵，生產(chǎn)線實現(xiàn)茶葉加工不落地，安裝車間裝置除塵系統(tǒng)已形成慣例，為茶葉加工清潔化提供了保證。

2.3新能源不斷應(yīng)用于茶機(jī)

我國傳統(tǒng)茶葉加工機(jī)械，特別是殺青機(jī)、烘干機(jī)等大型設(shè)備，多以燃煤為熱源［3］，多年來盡管對燃煤除塵做了大量的研究，但煙塵污染仍難避免。為此，通過研究，電、液化石油氣、天然氣、微波、遠(yuǎn)紅外、生物質(zhì)燃料等清潔性燃料相繼應(yīng)用到茶葉加工中，使用方便。特別是近兩年生物質(zhì)燃料在茶葉加工中的應(yīng)用，被業(yè)界所重視。用鋸末、森林枝條甚至稻草、麥稈、稻殼、花生殼、玉米芯等加工而成的生物質(zhì)顆粒燃料，低位發(fā)熱值達(dá)（15.0～19.2 kJ）/kg（折合3.6～4.6大卡），近似于標(biāo)準(zhǔn)煤，有效揮發(fā)80%以上，灰分一般在1%以下，最高的秸稈生物質(zhì)燃料僅為5%左右，與燃媒灰分20%～30%相比，污染顯著減少。并且生物質(zhì)燃料燃燒器的火力集中，似柴油燃燒器，使用方便，已普遍替代殺青機(jī)、烘干機(jī)等機(jī)械的燃煤。使用表明，一臺60型滾筒殺青機(jī)若用電，裝機(jī)容量60 kW左右，10 m2烘干機(jī)用電裝機(jī)容量需70 kW以上，機(jī)型再大，應(yīng)需裝機(jī)容量過大，已很難用電。而采用生物質(zhì)燃燒爐，60型滾筒殺青機(jī)或10 m2烘干機(jī)選用一臺41.8 kJ/kg（折合10大卡）生物質(zhì)燃燒爐，小時耗燃料20 kg，成本與燃煤接近，為燃煤氣或電的50%左右，而且清潔衛(wèi)生。

2.4茶葉機(jī)械研發(fā)生產(chǎn)的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向連續(xù)化、自動化生產(chǎn)線

茶葉集約加工的普及、加工企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大和連續(xù)化、自動化功能單機(jī)的研制，為茶葉連續(xù)化、自動化加工生產(chǎn)線研制創(chuàng)造了條件。當(dāng)前，各茶機(jī)生產(chǎn)企業(yè)把茶葉機(jī)械研發(fā)和生產(chǎn)的重點(diǎn)均轉(zhuǎn)向連續(xù)化、自動化生產(chǎn)線開發(fā)。所研發(fā)的綠茶、紅茶、烏龍茶加工等連續(xù)化生產(chǎn)線估算有3000條以上，運(yùn)行在各茶區(qū)茶葉加工企業(yè)中，承擔(dān)著茶葉總產(chǎn)量約1/3的加工任務(wù)。今后，茶機(jī)企業(yè)將依照各類茶葉標(biāo)準(zhǔn)逐步統(tǒng)一和擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，強(qiáng)化生產(chǎn)線的標(biāo)準(zhǔn)化水平，逐步改善和提高作業(yè)性能，降低成本和銷售價格，開發(fā)出更多更好的連續(xù)化、自動化生產(chǎn)線，服務(wù)于茶產(chǎn)業(yè)。

2.5茶機(jī)行業(yè)范圍拓展，大型工業(yè)企業(yè)進(jìn)入

近年來，茶機(jī)生產(chǎn)領(lǐng)域逐步拓展，四川、安徽、陜西、江蘇等產(chǎn)茶省對茶機(jī)生產(chǎn)極為重視。四川省生產(chǎn)的茶葉理條機(jī)、安徽生產(chǎn)的色差揀梗機(jī)和茶葉包裝機(jī)械、陜西生產(chǎn)的袋泡茶包裝機(jī)、江蘇研發(fā)的茶園作業(yè)機(jī)械等，在生產(chǎn)中均發(fā)揮了重要作用。

一些大型機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)，如浙江衢州紅五環(huán)集團(tuán)、湖南湘豐茶葉機(jī)械有限公司、貴州賜力茶葉機(jī)械公司等企業(yè)為茶機(jī)研發(fā)和生產(chǎn)增添了活力。浙江衢州紅五環(huán)集團(tuán)為產(chǎn)值超20億的礦山機(jī)械集團(tuán)，組建了浙江紅五環(huán)制茶裝備股份有限公司，集團(tuán)擁有500人以上機(jī)械研制和設(shè)計隊伍，在較短的時間內(nèi)對傳統(tǒng)茶機(jī)進(jìn)行了規(guī)范性優(yōu)化設(shè)計和改造，并且展開新設(shè)備研制，獲20余項發(fā)明和實用專利。湖南湘豐茶葉機(jī)械有限公司開發(fā)的紅綠茶和香茶等自動化生產(chǎn)線，已在茶區(qū)獲得較普遍應(yīng)用。貴州賜力茶葉機(jī)械公司的建立實現(xiàn)了茶葉加工機(jī)械的本地化生產(chǎn)，填補(bǔ)了貴州省茶葉生產(chǎn)機(jī)械制造的空白，該公司研發(fā)生產(chǎn)的綠（紅）茶全自動生產(chǎn)線成套裝備，其主要性能指標(biāo)和茶葉加工品質(zhì)獲得用戶高度評價和肯定。據(jù)統(tǒng)計，2013年我國茶葉加工機(jī)械保有量為127.23萬臺（套）［4］，其中浙江32.62萬臺（套）［5］?？梢赃@樣認(rèn)為，我國的茶葉加工機(jī)械化已基本實現(xiàn)，如前所述，正在向著更為先進(jìn)的連續(xù)化、自動化方向邁進(jìn)。

2.6茶園機(jī)械化發(fā)展成果顯著

我國從20世紀(jì)50年代開始研制采茶機(jī)，80年代曾研制出多種單人、雙人等采茶機(jī)和茶樹修剪機(jī)等機(jī)型，但因刀片、汽油機(jī)、軟軸不過關(guān)等原因，至今采茶機(jī)和修剪機(jī)市場幾乎全被川崎、落合兩家日本產(chǎn)品企業(yè)所占據(jù)。隨著機(jī)械行業(yè)綜合實力發(fā)展，我國目前已有30余家企業(yè)生產(chǎn)采茶機(jī)和修剪機(jī)，但多為單人手提機(jī)型，僅有少數(shù)企業(yè)開始雙人采茶機(jī)型的試生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計，2013年全國采茶機(jī)保有量8.00萬臺、茶樹修剪機(jī)30.86萬臺［6］，茶樹修剪已普遍使用機(jī)器。使用機(jī)器采摘鮮葉用于加工黑茶、烏龍茶、大宗綠茶（如珠茶）等也已相當(dāng)普遍。

在國家茶產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系組織下，農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化所在茶園作業(yè)機(jī)械研發(fā)領(lǐng)域成果顯著［4-9］。研發(fā)工作是從提供可進(jìn)入茶園進(jìn)行作業(yè)的動力機(jī)（拖拉機(jī)）開始，到跨行和鉆入茶行實施作業(yè)的動力機(jī)型，并配套研發(fā)出相關(guān)農(nóng)機(jī)具，用于茶園耕作管理作業(yè)，類型包括高地隙跨行自走式茶園多功能管理機(jī)、3WG系列手扶多功能茶園管理機(jī)、乘坐式金馬3SL-15（18）型茶園拖拉機(jī)等，其近年開發(fā)的跨行手扶自走式智能采茶機(jī)、4CZ-12型智能采茶機(jī)器人等采茶機(jī)械也取得突破性進(jìn)展。新昌縣捷馬機(jī)械有限公司研發(fā)出一種ZGJ－120型手扶自走式小型茶園中耕機(jī)，動力、結(jié)構(gòu)和耕作部件與凱馬機(jī)型相似，并投入應(yīng)用。同時，我國小型手扶拖拉機(jī)（微耕機(jī)）快速發(fā)展，并普遍用于茶園中耕除草等作業(yè)［7］。

目前機(jī)械化采茶和耕作存在的困難在于，采茶機(jī)對茶芽缺乏選擇性，采摘鮮葉易老嫩混雜；耕作機(jī)械需要茶樹種植規(guī)范，園中無溝梗障礙，留足機(jī)器回轉(zhuǎn)地帶，為此，需要成套機(jī)械化栽培技術(shù)相配合。近來浙江省設(shè)立專項《浙江省十縣50萬畝茶產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)化工程》將機(jī)械、農(nóng)藝和制茶工藝相融合的采茶機(jī)械化技術(shù)推廣作為重點(diǎn)，推動了全省采茶機(jī)械化技術(shù)的進(jìn)展。項目成功研制的茶鮮葉分級機(jī)和特殊的雙層篩，提高了機(jī)采葉分級效果。項目實施試驗單位用分級獲得的高檔鮮葉加工名茶，稍大形狀鮮葉加工香茶，其余加工香片，經(jīng)濟(jì)效益良好。江蘇省也設(shè)立專題進(jìn)行茶園作業(yè)機(jī)械化技術(shù)的全面推廣，項目要求所有試驗緩坡茶園，除進(jìn)行規(guī)范性修剪和肥培管理外，對茶園中溝渠進(jìn)行全面改造，并挖去茶行地頭部分茶樹，形成1.5～3.0 m機(jī)器回轉(zhuǎn)地帶。江蘇無錫金鑫茶業(yè)有限公司，采取上述技術(shù)措施，推行了茶鮮葉兩段機(jī)采，在規(guī)范、無性良種機(jī)采茶園內(nèi)，使茶芽適當(dāng)養(yǎng)大至6 cm左右開采，先用采茶機(jī)第一刀采下上部細(xì)嫩芽葉，稍作分篩后加工名茶，然后再機(jī)采第二刀，加工出口片茶，畝年總產(chǎn)值達(dá)萬元，獲得業(yè)界稱贊。

3　茶產(chǎn)業(yè)和茶葉機(jī)械發(fā)展趨勢

3.1加快開發(fā)融合新技術(shù)的優(yōu)質(zhì)單機(jī)

新常態(tài)下，茶葉產(chǎn)品結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變不可逆轉(zhuǎn)，雖然高檔極品名優(yōu)茶會作為國粹，仍會占據(jù)一定的消費(fèi)市場，但市場消費(fèi)的主體將從追求高檔禮品茶向著以大眾消費(fèi)優(yōu)質(zhì)茶（中檔名優(yōu)茶）方向轉(zhuǎn)變。茶葉機(jī)械發(fā)展將更為重視應(yīng)適應(yīng)茶業(yè)新常態(tài)的發(fā)展，將更多的諸如冷凍、膨化、熱管、自動化控制和新型制茶原理等新技術(shù)應(yīng)用于茶機(jī)領(lǐng)域，開發(fā)出更多茶葉加工單機(jī)，提升茶葉加工生產(chǎn)率，提高茶葉加工品質(zhì)，使單機(jī)進(jìn)一步符合自動控制、連續(xù)化作業(yè)和茶葉加工高品質(zhì)要求，以方便茶農(nóng)使用、節(jié)約人工，實現(xiàn)“機(jī)器換人”，并為連續(xù)化自動化生產(chǎn)線的研制和生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

3.2重點(diǎn)研制各茶類的連續(xù)化自動生產(chǎn)線

連續(xù)化、自動化茶葉加工生產(chǎn)線是當(dāng)前茶葉機(jī)械研制和發(fā)展的重點(diǎn)，今后所有連續(xù)化、自動化生產(chǎn)線，同樣將會更加重視和追求茶葉品質(zhì)，加工的茶葉產(chǎn)品應(yīng)符合各類茶葉產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)要求。降低造價，滿足茶葉生產(chǎn)需求。

3.3加強(qiáng)研究新型適用的采茶機(jī)械

茶界和茶機(jī)界將大力協(xié)同，開展對茶芽具有選擇性能采茶機(jī)的研究，但就難度而言，選擇性采茶機(jī)在生產(chǎn)中應(yīng)用近期將很難實現(xiàn)。為此，業(yè)界還將在目前推廣的切割式原理采茶機(jī)基礎(chǔ)上，重視茶葉產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改革，支持和加強(qiáng)國產(chǎn)機(jī)型的研發(fā)和推廣，實現(xiàn)機(jī)械、農(nóng)藝和茶葉加工技術(shù)融合，領(lǐng)導(dǎo)重視，部門協(xié)同，上下一致努力，爭取盡快取得成效。

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Development of Tea Machinery under New Normal of Chinese Tea Industry

QUAN Qi-ai
（Tea Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences，Hangzhou 310008，China）

Abstract:China's tea industry is facing the new normal of product structure adjustment and implementation of the machine substitutions. New requirements were put forward to the research and development of tea machinery. Recently，under the collaboration of tea machine and tea industry，technology integration of machinery，agriculture and tea making，and applications of new technologies and new energy，tea and continuous，automated production line suitable for the large -scale production were developed，and tea plantation especially on tea mechanization，obtaining considerable progress.

Key words:New normal；Tea；Machinery

中圖分類號：S233.75；S571.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-0306（2016）01-0005-04

收稿日期：2015-12-23