黑茶加工機械的自動化控制研究

于文濤

（鄭州鐵路職業技術學院，河南鄭州 450000）

黑茶湯色紅琥珀色，明亮通透，其口感厚重馥郁，入口甜、潤、順、滑，自古以來就是我國邊疆地區游牧民族的鐘愛?？上У氖?，長期以來，我國的內地茶葉市場一直綠茶、紅茶、烏龍茶等其他幾大茶葉品類所占據，直到近幾年來，黑茶降血壓、降血脂的保健功能被發現和普及之后，黑茶才在我國內地的茶葉市場中嶄露頭角，并為越來越多的都市白領和精英人群所接受。在六大類茶葉當中，黑茶的加工工藝作為復雜，工藝也最為繁瑣，細微的差異可導致茶葉的口感和外觀上千差萬別。與其他茶葉品類相比，黑茶生產當中的機械化和自動化程度最低。提升黑茶加工的機械化程度和自動化程度，不僅對保證黑茶的外觀、品質、色澤、口感的穩定性有所幫助，還能大幅提升黑茶的生產效率。本文將從黑茶的起源加工機理談起，對黑茶加工機械的自動化控制進行淺析和探討。

1 黑茶的起源

黑茶是我國歷史較為悠久的一種茶葉，因其所用的原料粗老，加工過程中發酵的時間比較長，茶葉外觀呈油黑或黑褐色，所以被稱為黑茶。在歷史上，黑茶的主要銷往地是西藏、內蒙、新疆、甘肅、寧夏等地少數民族地區，所以習慣上還被稱為邊銷茶。2010年左右，隨著保健功效被廣泛認可，黑茶在內地的茶葉市場開始大賣，與此同時，陳年黑茶的收藏價值凸顯，有很多人為了找到陳年的黑茶，專門去西藏的寺廟當中、邊疆的牧民家中去淘陳年老茶。有人收獲頗豐，一款有了年份的陳年黑茶，甚至一度價比黃金。

黑茶最早出現在唐宋時期，當時我國西南茶區的人們，為了方便運輸，將制作好的綠茶打包成磚形、餅形、方形等形狀。然而受當時的交通環境條件所限，茶在銷往邊疆的路途坎坷崎嶇，從內地到邊銷區，甚至要經過長達一年多的運輸時間。就這樣經過長時間的日曬雨淋，茶葉內含的物質，發生非酶性自動氧化，其顏色也在霉變中成了黑褐色，原來芳香四溢的茶香也變得內斂。人們嘗試著飲用這種“變質”的綠茶，卻發現茶葉的口感已經和綠茶有著天壤之別，呈現出厚重綿長的甘甜口味，相對于綠茶，這種茶葉更受到游牧民族人們的喜歡，而且發現了黑茶越陳越香的自然規律。

自從發現黑茶的秘密之后，人們便開始嘗試著將綠茶的加工工藝進行變革，在初制或精制過程中，加上了渥堆的過程，主動去營造黑茶的形成環境。經過漫長的實踐和不斷的調整，真正意義上的黑茶誕生了。

黑茶又分為四川黑茶、湖北黑茶、湖南黑茶、廣西黑茶和云南黑茶等幾大代表性黑茶。雖然都屬于黑茶系列，但各自又有著獨特的加工工藝，黑茶的品質特征也有差異。如我們常見的千兩茶、茯磚茶、花磚茶、花卷茶等等，都屬于湖南安化黑茶；青磚茶則是湖北黑茶的代表。再如大家熟知的普洱茶則屬于云南黑茶。還有廣為人知的歷史名茶，產地廣西蒼梧縣六堡鄉的六堡茶是廣西黑茶的杰出代表。

2 我國黑茶加工技術的發展

2.1 加工技術的初建

前面提到，最早的黑茶是在運輸過程中偶然實現的一種茶葉。直到1373年以后，人們才有意的模仿茶葉運輸的外部環境，通過蒸貯加工，濕坯堆積，最后形成色澤黑褐，口感醇厚，不同于綠茶的“蒸制黑茶”。不同于綠茶的加工工序，“蒸”和“貯”兩大加工核心工序，是成就黑茶特殊口感的主要原因。

可以說，黑茶的加工技術，是在經歷了漫長發展歷程，在缺乏經驗指導和理論指導下，一步步摸索和試探中完成的。在原料方面，黑茶所用的茶葉原料多為粗大的葉片，而且多含茶梗。這是因為古代人們勞動力有限，上好的茶芽都被用于加工內銷的高品質茶。等到忙完內銷茶的制作之后，茶樹葉子已經生長的比較粗大，只能用來制作黑茶了。

在制作加工方面，四川黑茶是用蒸的濕熱原理，將綠茶中的粗澀之味去掉，而湖南則是在初制工藝上進行了改革，通過殺青、熱揉、渥堆、明火干燥等一系列加工工藝，即巧妙的運用了濕熱原理，又將微生物細胞外酶的化學作用運用到其中，真正實現了黑茶的制作。因此，談到我國的黑茶時，多指的是以安化黑茶為代表的湖南黑茶。

2.2 加工原理和物理特性的研究

由于種種歷史原因，在上個世紀很長的一段時間，我國的茶葉發展速度緩慢，直到改革開放以后，在市場的推動下，茶葉市場才得以恢復元氣，在普洱茶的帶動下，黑茶也逐漸理性的回歸。借助現代化的科技手段，人們終于摸清了完整的黑茶加工工藝規律，并對黑茶的加工原理和物理特征進行了明確，而且從微生物的角度，解釋了黑茶獨有的保健功效和特殊的香氣。這對實現黑茶加工的機械化和自動化有著重大的意義。

2.2.1 黑茶的加工原理的研究

從上世紀80年代以來，我國的科技發展日新月異，各個學科之間的交流和滲透也成為了必然。對于黑茶來說，千百年來的加工原理，在這一時期得到了明確，并形成了相對科學的理論和加工技術。

相對于其他種類的茶葉，黑茶的原料鮮葉粗老，含纖維和茶梗相對較多，含水量較少。因此在進行殺青時，為了起到保溫作用，要比其他種類的茶葉投葉量大。此外還要對鮮葉進行灌水處理，目的是利用水蒸氣的穿透力，對茶葉進行充分的殺青。經過殺青后，茶葉的纖維素分解，更利于茶葉的揉捻成型。經過揉捻后的茶葉，不需要經過散熱，要立即進入黑茶特有的而且是關鍵性的加工步驟——渥堆。渥堆的過程，其實也是讓茶葉發酵的過程，近些年，人們在反復實踐過程中，又在渥堆的中加入了翻堆過程，目的就是為了散發茶堆中間的溫度，避免茶堆中間溫度過高而影響到茶的品質，從而使茶葉在渥堆過程中質變均勻，通過生化動力和一系列微生物的綜合作用，塑造黑茶獨有的品質和綿柔醇厚的特殊口感。在渥堆這一過程中，茶坯的濕度和茶堆的溫度，將直接影響到黑茶成品的品質和口感。此外，金花的多少是評價黑茶的一個重要標準，而金花的形成，同樣和黑茶渥堆及壓制過程中的濕度及微生物的含量有關。

2.2.2 黑茶的物理特征的研究

從上個世紀八十年代開始，人們開始引入現代化學理論，對黑茶的一系列特征進行科學的解釋和標準化的衡量。有研究者發現，黑茶在制作過程中，茶葉產生了一系列使脂類物質自動降解的濕熱作用，同時還產生了萜烯醇類化合物及酚類化合物的微生物作用。在渥堆過程中，雜氧化合物和酮類成分有增加的趨勢，醛類成分變化并不明顯。正是在這樣復雜的化學作用和微生物作用之下，黑茶才形成了復雜的香氣構成，其香氣成分要比綠茶多出10幾種來。

上世紀九十年代，研究人員更是依照黑茶的各種物理特性以及茶葉原材料的含水量、密度、葉片厚度、容重等各種物理因素，對黑茶加工技術做了深入的研究，并依照研究結果建立了黑茶加工數據模型，為制茶機器和制茶技術的發展，提供了理論和數據基礎。在此基礎之上，我國陸續研制出黑茶的壓制機、切段機等一系列制茶機器，加速了黑茶機械化和自動化的生產進程。

3 黑茶加工機械自動化控制的運用

3.1 我國茶葉生產機械的運用現狀

長期以來，我國的茶葉加工一直是以手工業為主。直到上個世紀五六十年代，機械開始逐漸運用到茶葉加工過程中。很多勞動強度大，工藝技術復雜的生產環節逐步實現了機械化。從最簡單的單動力和開放式齒輪傳動機構，再到后期的半自動、自動機械的出現，茶葉的生產效率和標準化程度得以大幅提升。迄今為止，我國已經開發了滾筒殺青機、理條機、揉捻機、烘干機、堆放機等等，即消除了茶葉生產過程中人的主觀性因素，又解決了勞動力日益緊張的問題，大幅提高了工作效率，提高了茶葉的食品安全程度。

截至目前，我國已經初步實現了紅茶、綠茶、青茶加工過程的機械化和自動化控制，而對于黑茶來說，其主要工序——渥堆上，尚未實現機械化和自動化控制，因此，黑茶生產的全程機械化發展依然任重道遠。

3.2 黑茶加工機械和自動化運用的意義

安化黑茶的殺青、揉捻、渥堆、復揉、干燥、包裝等工序中，除了最核心的生產工序渥堆外，其他工序都已經實現了機械化生產，而渥堆工序卻沒有合適的機械進行推廣。

渥堆是黑茶制作過程中的關鍵環節，是形成黑茶色香味的關鍵工序，在湖南安化地區，這一工序依然完全依靠著人工來完成，普遍是將揉捻后的茶葉，直接堆放在地面或潔凈的渥堆槽中。有經驗的生產師傅根據茶葉的顏色，茶堆的溫度和濕度，渥堆產生的氣味來分辨和掌握渥堆的效果。這樣的過程，難免會受到主觀因素的影響，容易出現渥堆不均勻、渥堆不充分或者渥堆過度的現象發生。此外，渥堆過程是一個化學性轉變的過程，茶堆內部很多關鍵性因素、如水分、溫度、時間等因素，憑人工經驗很難做到精準的控制。所以也很難保證茶葉品質的連貫性和穩定性。極容易造成不同批次生產的茶葉，在口感上相差懸殊的現象發生。

因此，黑茶渥堆機械自動化控制的開發運用，可以有效解決上述問題的出現。而且在生產中的諸多不可控因素，也會因為機械加工和自動化控制有了量的標準，對最終的渥堆效果控制起來也更為精準。

3.3 黑茶加工機械和自動化控制的發展方向

綜上所述，因為黑茶加工工序中，渥堆的過程暫無可推廣的機械可以利用，使得整個黑茶加工過程中，無法形成完整的機械化和自動化控制的生產鏈條。在在很大程度上制約著我國黑茶的進一步發展，同時也為黑茶的品質提升帶來了限制，為黑茶品牌的標準化建設設置了障礙。因此，黑茶加工機械的未來方向和發展趨勢，一定是圍繞著渥堆這一生產工序來進行。

顧名思義，黑茶的渥堆，是茶坯在一定水分和溫度條件下，經過一段時間的堆積，促使茶葉所含物質系列復雜化學變化的過程。在這個過程中，渥堆的時間、茶堆經過發酵后的溫度變化，茶葉原材料的含水率，都是對黑茶品質造成直接影響的影響。因此，對渥堆的機械自動化設計的關鍵，是在掌握影響渥堆進程和機理。要多咨詢長期在一線的黑茶制作師傅，掌握渥堆工藝過程中，化學物質的變化與黑茶口感的形成關系，通過加熱、加濕等輔助機械，去營造渥堆過程中最合適的環境要求，通過現代科技手段，確保渥堆過程中各影響因素的可控性。并要通過一系列感應設備的應用，精準監控黑茶渥堆進程的溫度和濕度變化，使黑茶的機械化加工在衛生安全標準的情況下，在品質上得以提升且具備長久的穩定性。

4 結語

隨著我國消費者對健康重視程度的增加，以及對黑茶保健功效的廣泛認可，長久以來以邊銷茶身份出現的黑茶，在我國茶葉市場中占據的份額將會越來越大。與此同時，人們對黑茶品質的要求，也會逐漸提升。黑茶加工機械化和自動化控制的運用，將有效消除茶葉生產過程中人為主觀因素的影響，從而使得黑茶的品質得以穩定的提升。此外，還會有效的提高茶葉產能，有效提高黑茶產區的經濟效益。