普洱茶清潔化分級自動化生產線研究

馬佳樂，劉 烽，周亞輝，楊韓輝，霍星光，文 彬，肖正昆

（云南省農業機械研究所，云南昆明 650031）

普洱茶清潔化分級自動化生產線研究

馬佳樂，劉 烽，周亞輝，楊韓輝，霍星光，文 彬，肖正昆

（云南省農業機械研究所，云南昆明 650031）

針對普洱茶分級加工過程中，現有的篩分單機設備不適應連續化生產需要的實際問題，根據連續化生產及清潔化生產的要求，通過集成創新，將原來人工單機操作的多臺設備，如靜電除雜機、圓篩機、抖篩機、風選分級機優化組合，匹配連接成一套連續化自動化生產線，實現除雜、篩選和分級功能為一體的茶葉清潔化生產線，以及普洱茶加工的連續化、清潔化和自動化。

普洱茶加工裝備；除雜；分級

普洱茶香氣陳香而獨特，滋味醇和回甘，葉底紅褐，具有降血壓、降血脂和抗衰老等多種保健功效，深受消費者的喜愛和贊譽。據云南省農業廳茶葉處統計，2016年云南省全省茶葉種植面積達40.9×104hm2，采摘面積達38.5×104hm2，總產量37.5×104t，綜合產值收入670余億元[1-2]。2016年云南省毛茶中普洱茶產值達29.15億元，相比同期，增幅9.15%。可見，消費者對普洱茶的需求量日趨增長。

但是，相比國外的茶葉加工設備，我國普遍存在加工條件差，清潔化、自動化程度較低等問題，遠未達到現代化的要求。目前，云南省茶葉精制過程中主要以人工揀雜、單機篩選、風選為主，各個環節主要依靠人工輔助完成，則茶葉二次污染途徑很多[3]，如很容易掉落到地上被細菌、粉塵等污染；同時許多茶廠為了省事，大量待制茶葉就會預先堆放在加工機械旁邊的地上，很難保證車間清潔和茶葉不被細菌、粉塵污染；由于在茶葉生產過程中人手接觸過于頻繁，加工設備沒有得到及時清洗，致使茶葉被污染[4]；且生產技術工人基本承襲經驗式加工，使得普洱茶食品安全難以保證，品質穩定性較差、生產效率低，難以滿足市場對高品質普洱茶產品的要求。因此，做好安全茶葉生產，不僅符合整個食品發展方向和有利于人民健康，也是促進我國茶葉出口、穩定市場和實現茶業可持續發展的迫切要求[5]。

1 普洱茶清潔化生產的研究現狀

上世紀70年代，國內就研制過茶葉流水加工線。但是煤煙污染嚴重及自動化水平低，不屬于清潔化、自動化茶葉流水生產線。之后，國內對于茶葉清潔化生產線研究進行了大量工作。2005年出現的安徽休寧榮山茶廠炒青綠茶生產線，2007年葉陽提出名優綠茶清潔化生產線關鍵設備，2010年程玉明等提出名優綠茶清潔化流水生產線，2015年鄭紅發提出紅綠茶兼制型全自動生產線[6]，直至2016年祁門紅茶自動化生產線[7]和茶葉精制篩分線[8]出現，主要是以機械化聯裝為主、人工為輔的半自動篩分工藝。但是，針對云南普洱茶清潔化生產加工這一問題研究甚少。以制取普洱熟茶過程中長時發酵干燥后的毛茶為對象，提出適應除雜、篩選和分級工藝的茶葉清潔化生產線。

2 生產線的單機組成和采用的技術路線

2.1 普洱茶加工工藝

普洱茶是以符合普洱茶產地環境條件的云南大葉種曬青茶為原料，采用特定工藝，經后發酵（快速后發酵或緩慢后發酵）加工形成的散茶和緊壓茶[10]。普洱茶分為緩慢后發酵的普洱茶（生茶） 和快速后發酵的普洱茶（熟茶）兩大類型[11]。此生產線針對普洱熟茶進行研究，其工藝流程為鮮葉→殺青→揉捻→曬干→渥堆→陰干（毛茶）→篩選分類→蒸壓→蒸壓成型→干燥及倉儲陳化。

茶葉清潔化分級自動化生產線見圖1。

圖1 茶葉清潔化分級自動化生產線

普洱茶的曬青毛茶，經過人工渥堆發酵工藝處理，再經過篩選、分級后制成的各類散茶和緊壓茶。分級是茶葉精制非常關鍵的一步，通過分級將茶葉分為宮廷、特級、一級、三級、五級、七級、九級。分級的目的是級別劃分和拼配生產。

2.2 各個單機的原理和構造

2.2.1 圓篩機

在圓篩機上，茶葉在篩面上運動，受到重力、摩擦力和篩面作用反力的作用，在篩面上做傾斜向下的螺旋運動，受到回轉半徑、回轉速度和篩面傾角的影響[12]；而茶葉平面圓篩機的作用就是將毛茶分出長短或大小，使茶葉品質規格化[13]。

2.2.2 抖篩機

由于抖篩機作上、下往復運動，使篩床中的茶葉向上拋起，與篩面發生相對運動。由于抖動的作用，使茶葉在篩網上呈斜立或豎立狀態，細者穿過篩孔落于篩下，粗者則隨篩面斜度移動至出茶口流出[14]。通過工藝試驗，在該生產線中，摒棄了傳統彈簧片振動結構，采用進口的ROSTA彈性振動支撐原件，設置了平衡篩，大幅減少機架振動，達到充分均料、打散作用，并分離出大塊茶、大條茶。

2.2.3 茶葉靜電除雜機

目前，茶葉除雜方式還主要以傳統方式為主。茶葉靜電除雜機是云南省農業機械研究所經多年研發而成的精制茶葉生產專用設備，是普洱茶清潔化分級自動化生產線中的核心設備。目前，該機用戶多達150多家，技術成熟、效果顯著，得到用戶的信賴。該生產線就是在茶葉靜電除雜機組后端進行拓展，加入分級和除塵設備，形成整條的茶葉清潔化分級自動化生產線。

人工除雜見圖2，串聯使用的茶葉靜電除雜機組見圖3。

圖2 人工除雜

圖3 串聯使用的茶葉靜電除雜機組

茶葉靜電除雜機的原理主要是利用靜電除去茶葉雜物；設置有機架、送料板、電機、進料口和出料口，送料板上方設置毛氈條和水平的塑料輥筒，毛氈條與塑料輥筒摩擦接觸產生靜電，將非茶類雜質吸附到輥筒上；雜質經過刮板收集、從側邊出雜槽口流出，能有效清除茶葉中混雜的灰塵、頭發、動物毛發、茅草、編織袋絲、塑料碎片等雜質，除雜效果好；除雜過程一次完成，無需重復操作，有效提高了工作效率，節約了生產成本[15]。

2.2.4 風力分選機

在風選過程中，茶葉主要受到外來風力和自身重力2個作用力。而風選機的基本原理是利用茶葉的質量、體積、形狀差異和迎風面積大小的不同，以及在均勻空氣流中的行程不同而進行的分離[16]。在該生產線中，通過采用負壓原理和密閉結構，研發新型的風選機，最大限度地降低了風的泄露，避免了傳統風選機產生大量粉塵的弊端。每個風選機設置4個出口，實現茶葉的充分分級。

2.2.5 除塵裝置

茶葉在加工過程中需要與不同的加工設備發生摩擦等力的相互作用，包括精加工過程的篩盤、篩筒、風選機、揀梗機、輥切機、勻堆等木制或金屬材料設備等，容易產生包括金屬類、植物類和人工類的粉塵，不僅對工人身體傷害很大，也會對周邊的生態環境產生二次污染。在該生產線中，通過設置單機除塵和集中集塵的方式，實現除塵效果。

3 普洱茶清潔化分級自動化生產線工藝流程和創新點

3.1 普洱茶清潔化分級自動化生產線工藝流程

借鑒工業流水化生產設備，通過集成創新，結合茶葉精制要求，將原有人工單機操作的多臺設備進行優化組合。對接口進行重新設計，匹配成一套連續自動化生產線。涉及的設備包括儲料勻料機1臺，靜電除雜機1臺，圓篩機2臺，抖篩機1臺，風選分級機6臺。

普洱茶清潔化分級自動化生產線主要技術參數和性能指標見表1，普洱茶清潔化分級自動化生產線工藝流程圖見圖4。

表1 普洱茶清潔化分級自動化生產線主要技術參數和性能指標

圖4 普洱茶清潔化分級自動化生產線工藝流程

3.2 普洱茶清潔化分級自動化生產線創新點

（1）采用工藝試驗，設計新型抖篩機，摒棄了傳統的彈簧片振動結構，采用了進口的ROSTA彈性振動支撐元件，設置了平衡篩，大幅減少了機架的振動，可靠性和使用壽命大幅提高。

（2）由于篩分、分級環節是茶葉精制生產過程中產生粉塵的主要源頭，通過對其運動參數，進、出料口的重新改進設計，滿足連續化生產要求。主要問題及措施如下：①原有篩分、風機設備都是單機使用，生產效率各不相同，直接聯裝使用，由于產能不匹配，會造成整條線發生堵塞不能正常使用或者產能降低。為此，對現有的圓篩、抖篩、風選機通過工藝試驗，對運動參數進行重新設計，使各單機產能相互匹配，保證生產線的高效、順暢。②各單機進料、出料高度、結構類型不便于相互聯接。根據工藝要求，對各接口進行了重新設計，解決了各單機接口順利聯接的問題。③各進、落料口是產生粉塵的主要源頭，原有料口都是開放式的未考慮茶塵飛散問題。通過降低落料高度，對進、出料口進行封閉等措施，有效降低了茶塵的產生、飛散。在揚塵處設計集塵罩，采用集中收塵系統將茶塵收集處理，大幅降低了揚塵。

（3）通過對普洱茶精制工藝的研究，形成適應大多數用戶需要的精制工藝路線，首次將茶葉靜電除雜機組、圓篩機、抖篩機、風選機等單機，通過集成創新，把原來人工單機操作的多臺設備優化組合，匹配連接成一套連續自動化生產線，達到茶葉加工的連續化、清潔化、自動化的生產要求。

4 該生產線的應用效果和討論

該生產線在安寧海灣茶業有限責任公司進行安裝并使用，成效顯著，能夠一次投料完成茶葉的除雜、篩分、風選工序，達到了500 kg/h的生產能力，茶葉除雜率大于95%，篩凈率大于85%，人工使用量降低了60%，可將茶葉分為7個等級；實現了揀剔、分離出茶葉中的灰塵、頭發、動物毛發、茅草、編制袋絲、塑料碎屑、鐵屑等雜質；滿足茶廠對頭茶、條茶、粉末茶的篩分要求；大幅降低揚塵，大大提高了分選效率，降低生產成本和損耗，有效保證茶葉的品質和衛生安全。

該生產線不僅適用于普洱茶長時發酵的熟茶，根據茶廠對分級的要求，生產線經過改型和重組便可適用其他茶葉的篩選和分級并達到相應效果。

目前，國內外還沒有能適應云南大葉種茶的普洱茶除雜、篩分、風選分級的連續化自動化生產線。該生產線的提出，解決了云南省普洱茶加工過程中緊迫的問題，有助于提升茶產業的技術裝備水平，促進茶產業健康發展，提升企業經濟效益。

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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

云南省科技廳科技創新平臺建設計劃專項“科研院所技術開發研究專項”（2016DC023）。

馬佳樂（1991— ），女，碩士，助理工程師，研究方向為農產品加工機械。