香茶全自動生產線單機試驗參數研究

摘 要：通過對香茶全自動生產線各主要單機進行試驗研究，初步制定出單機的工藝參數：殺青溫度340℃/320℃（前端/后端）；鮮葉流量120 kg/h；揉捻投葉量35 kg/桶，揉捻時間90 min；熱風解塊溫度90℃；初干循環滾炒投葉量為45 kg，溫度170℃，時間30 min；足干循環滾炒投葉量為40 kg，溫度140℃，時間35 min。

關鍵詞：香茶；全自動生產線；單機試驗；工藝參數

中圖分類號：S571.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2014）04-0063-03

Abstract： Through conducting experiment to each main single machine of automatic production line of fragrant tea， the process parameters for single machine were determined preliminarily， which were as follows： the temperature of fixation was 340℃/320℃； the traffic amount of fresh leaves was 120 kg/h； the amount of rolling was 35 kg/barrel， and the rolling time was 90 min； the temperature of hot air dissolution was 90℃； the weight， temperature and time of the first drying leaf were 45 kg， 170℃ and 30 min， respectively； the weight， temperature and time of the second drying leaf were 40 kg， 140℃ and 35 min， respectively.

Key words： fragrant tea； automatic production line； single machine experiment； processing parameters

香茶是松陽特色地方產品，目前的加工工藝是在炒青綠茶工藝的基礎上經多年改進而成，但是產品加工以單機操作為主，基本沒有實現連續化生產[1-3]。2012年長沙湘豐茶葉機械有限公司在中國茶葉研究所相關專家的指導下，設計開發出一條全自動的香茶生產線[4]，全面提升了香茶的加工裝備和技術水平。該生產線采用的工藝為：鮮葉攤放→殺青→攤涼→回潮→揉捻→解塊→循環滾炒→攤涼→循環炒干→攤涼→裝袋；對應的關鍵設備為：鮮葉攤青機→殺青機（80型）→攤涼機→回潮機→自動揉捻機組（55型，4臺）→熱風解塊機→循環炒干滾筒（80型）→攤涼斜輸→循環炒干滾筒（80滾筒）→攤涼機→自動裝袋機。試驗通過對香茶全自動生產線關鍵的殺青、揉捻、熱風解塊、初干滾炒及足干滾炒等工序進行多次試機，探索出各工序合理的工藝參數，以期制定出香茶全自動生產的配套工藝參數。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及設備

供試材料為茶樹1芽2葉秋梢（長度≤4.0 cm），鮮葉采自同一茶園的相同茶樹品種。加工設備：80型全自動殺青機、55型全自動揉捻機組、80型茶葉熱風解塊機、80型茶葉全自動循環炒干機。

1.2 試驗項目及方法

1.2.1 殺青試驗 （1）殺青溫度。按照殺青溫度前高后低的原則，在滾筒前端、后端溫度設計上采用依次遞減20℃的方法，設計前/后為340℃/320℃；320℃/300℃；300℃/280℃等3種處理，在其他條件一致的情況下，比較殺青葉的質量。（2）鮮葉流量。設計流量為100、110、120、130、140、150 kg/h等6種流量處理，殺青溫度均設定為320℃/300℃，評比不同流量鮮葉的殺青質量。

1.2.2 揉捻試驗 （1）揉捻投葉量。稱量茶葉5 kg/次，設30 kg/桶（稱量6次）、35 kg/桶（稱量7次）、40 kg/桶（稱量8次）等3種處理，其他揉捻參數一致，測量成條率。（2）揉捻加壓。經過測量，揉捻機加壓性能為揉蓋轉30圈蓋平，轉70圈達到加壓的下限，因此試驗在揉捻加壓數據設定時根據逐步加壓的原則進行，只設計中間進行一次松壓和不松壓的兩種處理，中間松壓處理（5段壓力分配為：30r/55r/35r/60r/70r）和不松壓處理（5段壓力分配為：30r/40r/50r/60r/70r），由于香茶需要長時揉捻，揉捻時間設計為90 min（5段時間分配為：15min/20min /10min/20min/25min），投葉量35 kg/桶，其他揉捻參數一致，比較揉捻質量。

1.2.3 熱風解塊試驗 設計熱風溫度為70、80、90、100℃等4種處理，在其他條件一致的情況下，比較解塊茶葉質量。

1.2.4 初干循環滾炒試驗 （1）投葉量。由于生產線是個連續加工過程，茶葉在熱風解塊后不斷進入儲料裝置等待滾炒，因此滾炒時間和每次投料量必須保持匹配。試驗單次投葉量設30 kg（1個揉桶量的茶葉）、45 kg（1.5個揉桶量的茶葉）、60 kg（2個揉桶量的茶葉）等3個處理，滾炒溫度設為160℃。每次滾炒快結束時手測茶葉干濕程度，基本達到同一標準時下葉，記錄每次用時。（2）滾炒溫度：投葉量為45 kg，滾炒時間30 min，設計150、160、170、180℃等4種處理，在其他條件一致的情況下，比較茶葉質量。

1.2.5 足干循環滾炒試驗 足干循環滾炒采用與初干循環滾炒完全一致的設備。（1）投葉量。試驗單次投葉量設30、40、50 kg等3個處理，加熱溫度設為140℃。每次滾炒快結束時手測茶葉干濕程度，達到足干標準時下葉，記錄每次用時。（2）滾炒溫度。投葉量為40 kg，滾炒時間30 min，溫度設計130、140、150、160℃等4種處理，在其他條件一致的情況下，比較茶葉質量。

2 結果與分析

2.1 殺青試驗

全自動生產線設計了1臺80型滾筒殺青機，單機臺時產量可以通過鮮葉動態流量計量稱進行調整，用液化氣作熱源。殺青溫度可自動調控（采用紅外線探測儀分別測量滾筒外壁前后兩段），滾筒轉速固定為24 r/min，滾筒與地面平行的角度可調控（0～3.5°）。在殺青機滾筒前端內設有抽濕氣裝置，可以抽出滾筒內產生的水氣。

2.1.1 殺青溫度 從表1中可以看出，殺青溫度為300℃/280℃時，鮮葉剛好殺透，香氣正常；殺青溫度為320℃/300℃時，鮮葉殺青偏老，香氣高長持久；殺青溫度為340℃/320℃時，鮮葉殺青有焦邊現象，香氣帶焦香。由于香茶殺青要求偏老，要突出茶葉香氣，因此殺青溫度以320℃/300℃為宜， 殺青葉含水量以控制在55%左右為宜。

2.1.2 鮮葉流量 由表2可知，當鮮葉流量太低時，殺青葉有焦邊現象，葉邊失水過多、易碎；當鮮葉流量過多時，殺青葉不均勻，沒有完全殺透，帶青氣；當鮮葉流量適中時，殺青均勻，香氣高，殺青質量好。因此殺青時鮮葉流量控制在120 kg/h時，能獲得理想的殺青效果。

2.2 揉捻試驗

揉捻機采用4臺55型自動揉捻機，考慮到自動下葉會出現堆積現象，揉桶的高度在傳統機械的基礎上增加了10 cm。投葉量可以根據計量稱的單次稱重和稱量次數來進行調節，揉捻的壓力和轉速可以進行無極調節，揉捻的時間必須結合生產線的連續性，根據生產線的整體產能設計計算得到每桶有效揉捻時間為90 min。

2.2.1 揉捻投葉量 從表3中可以看出，當揉捻量為30 kg/桶時，揉捻投葉順暢，加壓正常，但葉量較少，壓力不夠，使整個揉捻成條效果下降；當揉捻量為35 kg/桶時，揉捻投葉基本順暢，偶爾出現最后一次投葉有微量堆積而撒落到揉桶外，加壓正常，成條效果較好；當揉捻量為40 kg/桶時，成條效果也比較好，主要存在投葉困難的現象，最后一次投葉有許多葉撒落到揉桶外，影響到生產線的正常運轉。從揉捻投葉狀況和成條率綜合來看，揉捻投葉量以控制在35 kg/桶為宜。

2.2.2 揉捻加壓 在中間松壓處理的情況下，條形緊細、欠勻、團塊數量多；在一直逐步加壓處理的情況下，條形緊細、欠勻、基本上成團塊。綜合比較2個處理的結果，認為揉捻時以中間松壓一次為好。

2.3 熱風解塊試驗

熱風解塊機主要由一個解塊滾筒和一個熱風發生爐構成，解塊滾筒類似殺青滾筒，只是桶壁不直接加熱。熱風發生爐產生溫度可調節的熱風，通過管道引入解塊滾筒。揉捻葉在滾筒內一邊通過熱風散發水汽，一邊滾動解塊。熱風解塊機的滾筒轉速和滾筒仰角可以根據人工經驗進行手動調節，能夠自動調節的只有熱風解塊的溫度。

從表4中可以看出，隨著解塊熱風溫度的增加，茶葉含水量在不斷降低。如果溫度過低，茶葉濕度大，軟柔粘手，不利于下一步滾炒的保色；如果溫度過高，則茶葉失水過多，葉邊和芽尖有刺手感時，不利于滾炒造型。綜合考慮茶葉下一步需要進入滾筒進行滾炒，解塊溫度以控制在90℃左右為宜。

2.4 初干循環滾炒試驗

初干循環滾炒機主機與殺青機類似，熱源直接加熱滾筒，滾炒過程時間、溫度均可以自動調節，滾筒轉速固定為24 r/min，滾筒與地面平行的角度可調控（0～ 3.5°）。在殺青機滾筒前端內設有抽濕氣裝置，可以抽走滾筒內產生的水氣。茶葉從滾筒的一端自動進入，到滾筒的另一端出葉后通過平輸和斜輸等設備再次將茶葉投入滾筒，進行不斷的循環滾炒。

2.4.1 投葉量 從表5中可以看出，隨著投葉量的增加，茶葉滾炒用時增加，條形的緊結程度變好；但是投葉量過多后，滾炒過程中的水氣無法有效快速散失。尤其是傳送帶上，投葉量越多，堆積越厚，產生的濕氣積壓在一起，影響到茶葉色澤。綜合比較3種投葉量在炒干過程中的狀況，以45 kg的處理較好。

2.4.2 滾炒溫度 從表6中可以看出，隨著炒干溫度的增加，茶葉香氣表現越好。但溫度過高，茶葉失水加快，色澤偏枯欠潤，同時水分含量也降到比較低的水平，茶條形狀基本固定了，不利于下一步的再次滾炒整型。綜合比較來看，炒干溫度控制在170℃比較恰當。

2.5 足干循環滾炒試驗

2.5.1 投葉量 在投葉量較少時，炒干用時短，但因茶葉太少，碎末比例會增加；而投葉量過多時，由于炒干的時間過長，碎末也增加。綜合比較后認為，投葉量以40 kg處理的碎末比例最少，是比較恰當的（表7）。

2.5.2 滾炒溫度 隨著炒干溫度的增加，茶葉香氣由清香轉變為栗香，甚至產生高火香。香茶應該以高長的栗香為好，因此綜合比較來看，足干滾炒溫度以控制在140℃比較恰當（表8）。

3 討 論

通過多次的試驗，基本掌握了香茶全自動生產線各主要單機的基本性能，根據試驗結果，可以得出個單機相對合理的工藝參數：殺青溫度340℃/320℃（前/后），鮮葉流量120 kg/h；揉捻投葉量35 kg/桶，5段壓力分配為30r/55r/35/r60r/70r，5段時間分配為15min/20min/10min/20min/25min；熱風解塊溫度90℃；初干循環滾炒：投葉量為45 kg，溫度170 ℃，時間30 min；足干循環滾炒：投葉量為40 kg，溫度140 ℃，時間35 min。由于原料的限制，只進行了單機單因子試驗，沒有進行正交試驗，如果單機的調節涉及到幾個因素時，試驗參數還應該進一步優化。同時作為整套生產線參數制定時，不能只考慮單機的最佳參數，還必須從物料平衡和整體節能的角度細致研究。因此，試驗可為整套生產線參數的制定提供一些參考。

參考文獻：

[1] 何迅民，葉火香，何科偉. 不同殺青工藝對松陽香茶品質的影響[J]. 茶葉，2011，37（3）： 147-149.

[2] 何迅民，葉火香，何科偉. 松陽香茶的品種適制性研究[J]. 中國茶葉，2011，（7）：16-17.

[3] 何迅民. 提高松陽香茶品質的加工技術研究[D]. 北京：中國農業科學院.，2009.

[4] 權啟愛. 香茶自動化生產線的設備構成及技術特點[J]. 中國茶葉，2013，（4）：8-10.

（責任編輯：高國賦）