滇紅茶是云南紅茶的統(tǒng)稱，1938年在鳳慶創(chuàng)制成功，是我國第一個以大葉種為原料制成的紅茶。鳳慶縣和勐?？h是云南最早生產滇紅茶的產區(qū)，1952年滇紅茶生產技術向云南省其他產茶縣推廣，臨滄、保山、德宏、普洱、版納等州、市成為滇紅主產區(qū)。當前滇紅茶可以分為傳統(tǒng)工夫紅茶、紅碎茶、創(chuàng)新品類紅茶三大類。市場上的滇紅茶品質差異較大。傳統(tǒng)單機生產作業(yè)，生產過程需要大量的人力且要求生產人員具有一定的制茶經驗，加工環(huán)境和器具的不規(guī)范容易增加雜質混入的風險，茶葉質量得不到保證。
利用自動化生產線進行茶葉加工，通過統(tǒng)一設定加工參數，不但可以保持產品品質穩(wěn)定，對于產品質量的提升尤其是茶葉潔凈度方面有很大幫助。文章從鳳慶小罐茶業(yè)有限公司滇紅自動化生產線設計和高潔凈度表現等方面進行介紹和總結，以期為我國茶業(yè)智能化生產和高質量發(fā)展提供參考和借鑒。
01
滇紅自動化生產線
1、自動化初制生產線
· 初制工藝流程
滇紅茶自動化初制生產線如圖1所示，初制工藝流程主要為：萎凋→除雜→揉捻→解塊篩分→發(fā)酵→初烘→攤晾→復烘→足烘→毛茶。初制生產線主要生產設備包括：茶葉儲青機、萎凋機、風選機、滾筒除雜機、揉捻機、解塊篩分機、發(fā)酵機、烘干機等。
(1)適制鮮葉要求
自動化初制生產線適應單芽、一芽一葉、一芽二三葉等鮮葉的滇紅工夫茶生產。鮮葉要求新鮮、無紅變、無異味，無其它非茶類夾雜物，農殘安全。其中單芽要求葉質柔軟，芽頭飽滿、重實、無較長節(jié)梗、勻齊;一芽一葉要求初展、半開展，芽尖長度超過或等于葉片長度。
(2)鮮葉存儲及運輸要求
鮮葉臨時存儲場地和工具要求清潔干凈，不能有砂石、泥土以及其它雜質混入的風險;統(tǒng)一使用鮮葉收集筐收集鮮葉，避免使用編織袋等容易帶來雜質的工具;鮮葉收集過程中工作人員應戴好防護帽，檢查衣物是否粘有毛發(fā);運輸過程做好車輛清潔和防蚊蟲混入風險措施。
(3)建立生產數據模型
根據制茶師的經驗，通過用不同等級的鮮葉反復生產測試，記錄從鮮葉變成毛茶的各環(huán)節(jié)的關鍵技術工藝參數，將最佳數據模型錄入自動化生產線，建立不同鮮葉級別智能化生產數據模型，實際生產中再根據在線檢測數據指導生產，從而保證自動化生產出的茶葉與制茶師經驗制茶的品質一致。
· 初制設備配置及參數介紹(以單芽為例)
(1)萎凋
萎凋模塊置于溫度、濕度、空氣交換可控的環(huán)境，采用PLC系統(tǒng)控制，對風機、加熱元件、電機傳動、檢測元件等進行實時監(jiān)控、反饋及調節(jié)，采用通風加溫除濕的方式來加速水分的蒸發(fā)和增強酶的活性。采用物理檢測傳感器，實時檢測茶葉在萎凋模塊中布料狀態(tài)，然后調整設備啟停，在無人參與情況下做到布料和萎凋，根據近紅外水分檢測數據調整萎凋房內溫濕度與通風設備，保證提供適合茶葉萎凋的理想環(huán)境，達到設定含水要求，啟動出料與除雜進料。實現萎凋過程的自動化進行、工藝參數精準化控制、生產進程智能化調度，提高生產效率和產品質量。
滇紅自動化生產線萎凋鋪料參數：厚度4~5 cm、布料5~6 kg/m2，時間6~8 h。
(2)除雜
萎凋葉經出料輸送機輸送至除雜設備，除雜設備由風選除雜機、滾筒除雜機聯(lián)裝組合，可有效去除鮮葉中的毛發(fā)、碎石等，從初制過程開始就控制雜質，是保證茶葉高潔凈度的關鍵控制點之一。
風選參數40~50 r/min，滾筒除雜機轉速16~18 r/min，除雜用時5~8 min。
(3)揉捻
除雜葉經除雜進料輸送機輸送至揉桶進行揉捻作業(yè)。模塊具備狀態(tài)顯示、進出料提示、故障報警等功能。設有4個揉捻機組共12臺65型茶葉揉捻機，每桶裝40~50 kg;1臺茶頭揉捻機(45型)，具備自動上料、稱重、加壓、分步揉捻、出料功能。揉捻時間自由設置，壓力、揉捻轉數等可分步調節(jié)并可統(tǒng)計揉捻處理量。
揉捻遵循“輕、重、輕”原則，輕揉10~15 min、重揉5~8 min，最后輕揉15 min左右至茶條卷緊舒暢，無松散折疊現象，嫩莖有泛紅，具明顯的青氣味即可。
(4)解塊篩分
解塊分篩面茶、篩中茶和篩底茶，篩底茶通過輸送進入發(fā)酵室發(fā)酵，篩底茶為揉捻細碎部分，收集后做副茶或廢料處理，篩面茶進行累計計量后由對應一臺專用揉捻機復揉，揉捻系統(tǒng)進行自動進料、計量統(tǒng)計，可根據統(tǒng)計數量分析復揉比例，分析自動揉捻，自動出料。
(5)發(fā)酵
發(fā)酵模塊包括發(fā)酵室、發(fā)酵機、電加熱蒸汽發(fā)生裝置、超聲波霧化裝置、茶葉提升機(用于在發(fā)酵室內傳輸裝置以及控制裝置)等。發(fā)酵機根據預先設置的發(fā)酵時間、發(fā)酵厚度、溫濕度、氧氣濃度等參數自動調至工作狀態(tài)，以此營造良好的發(fā)酵環(huán)境，達到快速發(fā)酵目的，提高工作效率的同時保證茶葉發(fā)酵均勻、把控毛茶品質。發(fā)酵機出口設置近紅外光譜在線檢測儀，構建發(fā)酵葉檢測模型對發(fā)酵質量進行實時快速檢驗。
發(fā)酵室溫度設置25~28 ℃，濕度90%~95%，3~5 h即可完成發(fā)酵工序，較傳統(tǒng)自然發(fā)酵而言，減少了發(fā)酵時間。
(6)干燥
一體式茶葉智能烘干機包括箱體、智能恒溫控制系統(tǒng)以及自動分料裝置。箱體內部由絕熱隔板和多層鏈板構成，翻板采用不銹鋼沖孔板，每層對應具有高溫型溫濕度檢測探頭，實現以風溫及濕度反饋為基礎的品質閉環(huán)控制。烘干機出口增加在線水分檢測儀，實時反饋茶葉含水量，根據進出含水量變化以及水分設定要求，自動調整烘干時間、溫度與風速、排濕等參數。
初烘110~120 ℃、10~12 min。初烘后的茶葉含水量為20%~25%，經初烘出料冷卻輸送機攤涼至室溫后再進行復烘。復烘葉厚度、時間可調，通過天然氣清潔能源供熱(控制部分同初烘控制原理一致)。
兩臺40平方一體式烘干機，翻板采用不銹鋼平板，可調控烘干葉厚度及烘干時間，通過天然氣清潔能源供熱(控制部分同控制原理一致)。在毛茶出料端口設置磁力棒，用于吸附可能裹挾在茶葉中的鐵屑等物質。足火100~110 ℃、14 min左右。
“工藝參數數字化、生產控制智能化、數據管理網格化”是小罐茶滇紅自動化初制生產線的三個最大特點。以數字化為基礎，由智能系統(tǒng)代替人力完成90%的日常生產任務;采用智能控制技術將人工生產經驗融入控制系統(tǒng)，取代人工經驗判斷生產，降低對生產人員的專業(yè)素質要求;采用信息物理融合系統(tǒng)(CPS、CYBER-PHYSICAL SYSTEMS)實現現場設備互聯(lián)，采用工業(yè)以太網技術實現設備、數據的現場管理，采用INTERNET VPN技術實現設備、數據的遠程化管理。
2、自動化精制生產線
· 精制工藝流程
精制工藝流程可分為：勻堆→篩分→色選→風選→色選→靜電除雜→X光機除雜→補火提香→風選→裝箱。滇紅自動化精制生產線主要生產設備包括：靜岡式勻堆機、篩分機(圓篩機)、茶葉抖篩機、風選機、色選機、靜電除雜機、X光機、烘干機等。
▲ 精制機組
· 精制設備配置
(1)勻堆(靜岡式勻堆機)
勻堆是茶葉精制的第一道工序。勻堆可以將同批次或不同批次的茶葉混合均勻，使毛茶品質初步均勻一致。滇紅自動化精制生產線采用“機器+人工”的勻堆模式。設有靜岡式勻堆機、振動式喂料器兩種機勻方式，設一間勻堆室進行人工輔助勻堆。
(2)篩分
篩分設備分圓篩和抖篩。根據需要安裝合適篩孔大小的篩子，將茶葉中的團塊和形狀較突出的大條、長條篩選分離，進而提升整體勻整度。
(3)色選
物料進入色選機，通過振動器裝置的振動沿通道傳送，進入分選室，并從傳感器和背景板之間穿過，利用光電技術讓茶葉在光源的作用下，根據茶葉光學特性的差異，出現光的強弱及顏色變化的工作原理，機器會吹出異色茶葉，從而將茶葉中的茶梗、黃片等雜物剔除，達到選別的目的。根據加工產品要求不同可通過調節(jié)色選機靈敏度來設置專有色選方案。
(4)風選
精制環(huán)節(jié)的風選設備一是為保證初制環(huán)節(jié)不能完全去除的輕飄型雜質在精制環(huán)節(jié)能夠再次去除，二是可以通過調節(jié)風速來保證成品茶碎末率達到相關標準要求。
(5)靜電除雜
靜電除雜工序可將茶葉中可能存在的毛發(fā)類進行吸附剔除。
(6)X光機除雜
X光機是識別雜質并剔除的智能型除雜裝備，可去除的雜質種類多，如金屬、塑料、玻璃、木制類、砂石等，不同比重、不同規(guī)格的雜質都能有效去除。
(7)補火提香
補火提香是滇紅自動化精制生產線最后一道工序。物料經過烘干進料輸送機到達烘干機，通過控制溫度和時間提升茶葉內質表現。提香攤涼后即可裝箱入庫。
精制環(huán)節(jié)分別在色選和提香端口設置磁力棒以最大程度確保鐵屑類惡性雜質的去除。
3、自動化初制生產線與傳統(tǒng)作業(yè)的對比
傳統(tǒng)制茶模式，生產環(huán)境條件不可控，晴天、雨天，氣溫高低變化影響茶葉生產全程，同時依靠單機作業(yè)，加工過程依賴人工制茶經驗，會在萎凋程度、加壓時間或發(fā)酵程度的判斷上不統(tǒng)一，是導致市場上同等鮮葉標準的茶葉品質參差不一的原因之一。此外，單機作業(yè)生產量大時還耗費大量的人力物力，同樣處理3~4噸的鮮葉原料，單機作業(yè)需要人工10人以上，自動化生產線僅需3~4人，且對體力要求更低。表1對滇紅自動化生產線與傳統(tǒng)單機作業(yè)各生產工序進行了對比，在同樣的初制工藝環(huán)節(jié)上，自動化更保證了品質的穩(wěn)定。自動化生產線的應用有利于減少茶葉加工的二次污染，穩(wěn)定成品茶品質，提高生產效率，使得茶葉加工過程標準化和統(tǒng)一化。
02
滇紅茶清潔化生產關鍵控制點
高潔凈度滇紅茶的生產，過程管控是核心，技術裝備是關鍵。在傳統(tǒng)滇紅工夫茶初制環(huán)節(jié)增加水洗工藝和除雜工藝，利用技術裝備在萎凋以后進行除雜處理，應用于滇紅茶品類加工工藝流程，使茶葉潔凈度有了更好的保證。
滇紅清潔化自動化生產線實現茶葉高潔凈度主要體現在兩個方面，一是生產過程中做到茶葉“全程茶葉不落地”，從一定程度規(guī)避了雜質二次混入的風險;二是實踐發(fā)現源頭帶來的輸入性雜質在鮮葉萎凋過程中最容易暴露，生產線在萎凋模塊以后增加了除雜模塊，把雜質在茶葉揉捻前最大限度的排除，避免雜質卷入茶葉。
1、鮮葉水洗工藝與設備
鮮葉水洗工藝在儲青后，萎凋前完成。鮮葉水洗設備，主要由鮮葉上料機、鮮葉水洗機、振動瀝水機、帶式上料機、帶式除水機及出料設備組成。
· 鮮葉水洗機★
鮮葉水洗機由機架、鼓泡池、鼓泡器、超聲發(fā)生器、臭氧發(fā)生器及曝氣盤、水霧防護罩、污水沉淀池、不銹鋼網布輸送帶、傳動系統(tǒng)、風刀裝置、控制系統(tǒng)等組成。
將茶葉送至超聲臭氧清洗機進料口，勻攤的茶葉進入清洗機后在鼓泡池內進行翻滾清洗，池內設有超聲波清洗及臭氧曝氣盤進行臭氧清洗，通過底部不銹鋼輸送網帶行進，輸送至風刀段。供水采用高壓水泵直接抽取沉淀過濾水箱中的循環(huán)過濾水;鼓泡清洗結束后，輸送到出料端風刀系統(tǒng)，通過風刀系統(tǒng)將表面水吹落，減少后段輸送落水現象。
· 振動瀝水機★
振動瀝水機由支架、篩床、篩床除塵罩、篩網、柔性彈簧支撐裝置、振動電機等組成。通過電機使床身上下振動，物料沿傾斜的篩網向低處移動，將鮮葉明水、泥沙等雜質與物料通過篩網分離。鮮葉進入振動篩后，特殊角度安裝的振動電機帶動篩床產生高頻振動，物料在篩網上做拋起、下落動作，并被快速鋪平向下移動;水珠、雜質和灰塵通過篩網過濾到下層，過濾完的鮮葉則順著篩網前移進入下一道工序。
· 帶式干燥機
帶式干燥機是用常溫或低溫空氣作為干燥介質與濕物料連續(xù)相互接觸運行，以便濕物料中飽含的水分擴散、汽化和蒸發(fā)排除而達到干燥表面水分的目的。帶式干燥機由若干個獨立單元段組成，每個單元包括循環(huán)風機、加熱裝置、單獨或公用的新鮮空氣抽入系統(tǒng)和尾氣排出系統(tǒng)。帶式干燥機操作靈活，濕物進料，干燥過程在完全密封的箱體內進行，勞動條件較好，避免粉塵外泄。
物料由上料機上料，由鋪料機均勻將物料鋪設在網帶上，網帶采用不銹鋼絲網，由傳動裝置拖動在干燥機內移動。干燥機由若干單元組成，每一個單元熱風獨立循環(huán)，部分尾氣由排濕風機排出，熱風循環(huán)穿過鋪設在網帶上的物料，加熱干燥并帶走濕氣，網帶緩慢移動，運行速度可以根據物料溫度或濕度大小來控制調節(jié)。干燥后的成品連續(xù)落入輸送帶進入萎凋工序。
2、初制除雜關鍵控制點
茶葉雜質的控制除了應該加強鮮葉采摘與儲存、收集與運輸、初制加工現場諸多環(huán)節(jié)場景管控以外，關鍵是需要導入技術設備，借助工藝標準化來實現雜質管控。2020年小罐茶鳳慶工廠建成滇紅工夫茶自動化、標準化、智能化初精制生產線并投入使用，2021年在生產線增加除雜模塊，增設風選除雜機、滾筒除雜機進行茶葉高潔凈度的生產。除雜模塊采用先風選后滾筒的流水作業(yè)順序，如圖2所示。
· 風選除雜機
風選機的基本原理是利用物料的質量、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。在萎凋結束、揉捻之前，利用石子、萎凋葉、毛發(fā)比重不一樣的特性，在加工過程中引入風選機進行除雜，通過變頻調節(jié)不同風速，將上述三種不同比重的物料進行風選分離，從而達到將萎凋葉中石子、金屬等重雜質和毛發(fā)、絨毛、枯葉等輕雜質分離的目的。風選過程暴露的雜質主要有重實類雜質，如茶果、砂石、金屬等;輕飄類雜質，如毛發(fā)、毛球、枯葉、口袋線、雜草等。
· 滾筒除雜機
風選結束后增加一道滾筒除雜機的原因是在采摘鮮葉過程中可能會不慎帶入細小砂粒，在風選環(huán)節(jié)不能充分去除，為了避免這些細小的砂粒在揉捻環(huán)節(jié)裹入茶葉而增設這一道滾筒除雜。物料在帶有導條的滾筒中滾動前進時，通過筒壁上的一定孔徑的細小口，使物料中細小砂石在滾動過程中掉出而物料順利通過;同時，在滾筒的前后兩端增加控制滾筒傾斜角度的導條，從而控制物料在滾筒中通過的時間，進而達到充分去除細小砂石的目的。在滾筒過程暴露的雜質主要有灰塵、砂石、飯粒、碎末等。
03
結 語
每一門優(yōu)秀的技藝都應該被傳承，而傳承不只是將經驗簡單復制、粘貼，更多的是要理解、把握和學習技藝的精髓，將學習這門技藝的初心和使命進行傳遞。時代的進步帶來的是工具的創(chuàng)新，而創(chuàng)新又是對技藝最好的傳承。隨著現代化茶葉加工技術的發(fā)展，茶葉加工過程實現了標準化、清潔化、自動化和智能化，大大提升了食品安全衛(wèi)生水平，因此，茶葉自動化生產線的應用是必然趨勢。希望滇紅茶智能化生產的探索成果能為茶產業(yè)技術創(chuàng)新、工業(yè)化、現代化生產方面提供思路，為茶企的產品升級，質量安全管控提升起到一定的促進作用。
▲ 拼配機組
作者簡介：
張成仁
高級工程師，國家級非物質文化遺產滇紅茶制作技藝傳承人，云南省“萬人計劃”首席技師，長期從事滇紅茶葉的生產和加工工作，現任鳳慶小罐茶業(yè)有限公司總工程師。先后榮獲鳳慶縣勞動模范、臨滄市勞動模范、臨滄地區(qū)優(yōu)秀專業(yè)人才、臨滄市優(yōu)秀共產黨員、感動臨滄2016年度人物、2017年云南省勞動模范、2019年全國“五一”勞動獎章，2020年榮獲國家級制茶大師稱號。
來源：中國茶葉加工
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