茶葉色選機的技術創(chuàng)新和發(fā)展趨勢
——以梅州市為例

謝鵬安

（梅州市農(nóng)業(yè)機械推廣站，廣東 梅州 514071）

茶葉是我國最普遍、最基本的飲料，深受廣大人們的喜愛，市場需求量極大。部分茶葉可能由于管理不善、篩選不干凈，影響茶葉的質量，并進而影響茶葉的價格。茶葉色選機將CCD光學傳感器、機械、計算機輔助控制技術等融合在一起，對茶葉品質好壞進行評估和分級，是保證茶葉品質合格的重要設備，屬于茶葉加工領域的高端設備。然而，當前茶葉色選機的制造水平仍然較低，生產(chǎn)企業(yè)缺少良好持續(xù)的研發(fā)能力，導致茶葉色選機的應用難以滿足茶葉品質篩選需求多樣化，需要進一步研發(fā)創(chuàng)新技術，才能夠充分發(fā)揮茶葉色選機的作用。

1 梅州地區(qū)茶葉行業(yè)發(fā)展情況

梅州地區(qū)是我國茶葉生產(chǎn)和種植的重要區(qū)域。夏日長、冬日短、氣溫高、光照充足、雨水豐盈且集中的氣候特征，符合茶葉的生長需求。據(jù)統(tǒng)計，截至2020年，梅州地區(qū)茶葉種植面積約30萬畝，超過廣東省茶葉種植面積的四分之一，年產(chǎn)量約2.09萬噸，有豐順縣、五華縣、梅江區(qū)、大埔縣4個茶葉省級現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園。與廣東省內(nèi)其他主產(chǎn)區(qū)相比，梅州綠茶、紅茶、烏龍茶、白茶、黑茶、黃茶六大茶類齊全，呈現(xiàn)以客家綠茶和烏龍茶為主、其他茶類共同發(fā)展的格局，產(chǎn)品多元；產(chǎn)量、面積、品種和茶葉產(chǎn)業(yè)園均居廣東省首位。梅州地區(qū)目前已經(jīng)形成獨具特色的茶文化以及茶品牌，有效推動了嘉應茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的蓬勃態(tài)勢，成為鄉(xiāng)村振興產(chǎn)業(yè)抓手之一。梅州地區(qū)越來越多的茶企通過了有機產(chǎn)品認證、無公害產(chǎn)品認證以及綠色食品認證，生產(chǎn)加工的茶葉品質也在不斷提高，適應了市場對高品質茶葉日益提高的需要。

2 茶葉色選機在茶葉加工過程中的優(yōu)勢

2.1 提高茶葉分選效率和品質

茶葉分選工作是茶葉加工中的重要環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)模式是靠人工精選，不僅效率低，同時還會造成一定的茶葉浪費，影響效益，不利于行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。高科技的發(fā)展，機械設備代替人工操作，代替人工對茶葉完成分選，減少了茶葉分選過程中的成本投入，同時還可以保障分選工作的效率以及質量，對茶葉產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著積極的影響[1]。茶葉色選機是利用茶葉中茶梗、黃片以及正品之間存在的顏色差異進行工作的設備，保證茶葉的完整性與選凈率，將茶葉中的黃葉、茶梗等雜質篩選出去，達到提升茶葉品質的效果。

2.2 操作簡單方便，提高工作效率

茶葉色選機的電腦控制系統(tǒng)、參數(shù)寫入觸摸屏等比較先進，操作也非常簡單，一般工人經(jīng)短時培訓即可熟練掌握。茶葉色選機采用了計算機輔助控制技術和現(xiàn)代CCD技術，通過計算機進行的個體色澤甄別和高速攝像，對微小的顏色差異，色選機都具有十分敏感的分辨能力，單臺設備的茶葉處理能力可以超過數(shù)百名手工揀梗工人，能大大加快生產(chǎn)進度，增加產(chǎn)能，減輕工人的勞動強度。

2.3 增加茶企的效益

茶葉色選機使茶葉的分選效率上大大上升，同時還可以確保經(jīng)過分選的茶葉在質量上的穩(wěn)定性和在口感上的一致性，達到預期的分選要求。色選機的剔除能力隨意可調(diào)，可通過計算機軟件調(diào)整控制，全新智能彩色色選技術與形選技術相結合，精確剔除與正茶異色的茶梗等雜物，茶葉不經(jīng)人手接觸，獲得理想的茶梗分離效果，確保質量，實現(xiàn)清潔化、規(guī)范化加工，既保證產(chǎn)品的凈度，又確保企業(yè)的效益。替代手工可減少人工費用支出，緩解招工難，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。

為了能夠更好地發(fā)揮茶葉色選機的優(yōu)勢，提高茶葉企業(yè)的經(jīng)濟效益，需要不斷對茶葉色選機進行技術創(chuàng)新和改進，保證茶葉的完整性與選凈率，使茶葉色選機的工藝性能更好。

3 茶葉色選機技術創(chuàng)新手段

6CSX-1440茶葉色選機是一種較為常見的多層色選機類型，目前已經(jīng)使用了較多的創(chuàng)新技術，使用效果明顯提升，有效解決了機構變形問題。下文將以這種茶葉色選機為例，分析其技術創(chuàng)新手段的具體應用。

3.1 轉變設計初衷

6CSX-1440茶葉色選機設計初衷有所改變，主要是避免在茶葉在分選時由于多次提料而出現(xiàn)破碎的問題，保證茶葉的完整性。茶葉分選時如果中間料回收的次數(shù)過多，會對中間層帶出實施反選回原料操作，在中間反選環(huán)節(jié)主要是選擇異色，此時帶出比會有所上升，上升幅度為40%，同時還能明顯檢查中間料需要受到次數(shù)。實驗證明，6CSX-1440茶葉色選機能夠縮短設備的操作周期，避免茶葉破碎，并且還可以適用于多種不同的茶葉類型。

3.2 使用縱向交互式結果和雙面疊層設計

6CSX-1440茶葉色選機所使用的結構方式為縱向交互式，每一層都能夠設置不同的標準，提高了工藝流程組合的靈活性。當原料茶通過提升機進入到6CSX-1440茶葉色選機上方的抖動分料斗之后會被分成若干份并將其推送到溜槽滑道。在第一層的分選過程中會剔除原料茶中存在的桿類物質，剩下的其他物料會在前側中層和前側下層接受再次的分選，前側中層可以分離原料茶葉片，前側下層可以分離芽。桿類物料會在后側中層和后側下層接受分選，能夠將桿類物料中能夠使用的物料以及桿進行有效分離，從而提高茶葉色選機的帶出比。通過雙面疊層設計可以在保證茶葉色選機基本功能的基礎上滿足對形狀、等級存在差異的茶葉實施有效分選的需求[2]。

3.3 使用3+2雙V結構設計

6CSX-1440茶葉色選機的結構設計屬于3+2雙V式，可以突破兩層色選機應用過程中存在的問題，可以避免重復篩選物料的問題，提高篩選效率以及多級篩選精準性，保證茶葉篩選的精細水平。6CSX-1440茶葉色選機屬于多層色選機，構成部件包括篩選部件、進料部件、存儲部件以及主機架等，將進料部件和篩選部件以焊接的方式固定到6CSX-1440茶葉色選機的主機架上方，可以方便進料提料的進行，使得進入的物料呈現(xiàn)為平鋪的散開狀態(tài)。存儲部件由第一和第二兩個部件構成，篩選部件和存儲部件之間使用活動管道進行連接，管道的數(shù)量為3個。6CSX-1440茶葉色選機中的篩選部件一共為6個，能夠對原料茶實施更加精準細致的篩選，在其頂部增加支腳可以提高設備應用的穩(wěn)定性和靈活性，存儲部件和活動管的連接可以提高篩選物料運輸?shù)谋憷浴?/p>

3.4 使用中部分選箱和分選箱安裝機構

6CSX-1440茶葉色選機對分選箱的安裝進行了再一次設計，對中部分選箱和分選箱的安裝模式實施了合理的創(chuàng)新調(diào)整，解決了三層茶葉色選機在分揀機構和安裝方面的問題。在設計調(diào)整后在設備內(nèi)部的色選攝像頭不會被光學所干擾，保證了最終成像的穩(wěn)定性。主機架結合的調(diào)整可以保證分揀機箱具備穩(wěn)定性和準確性，防止了機架出現(xiàn)變形的問題，從而規(guī)避了因為機架變形降低色選精準度的現(xiàn)象出現(xiàn)。

3.5 調(diào)整茶葉色選機分料系統(tǒng)

6CSX-1440茶葉色選機相比傳統(tǒng)的茶葉色選機分料系統(tǒng)設計較為合理，有效提升了分料的效率和質量。6CSX-1440茶葉色選機中的分料系統(tǒng)包括多個組成部分，主要包括分選箱、各個出口、吹嘴以及滑道等，其中出口包括成品、次品以及漏料的出口。色選機分選箱和水平面之間有一定的傾斜度，為30°，與滑道水平面之間擁有60°夾角，同時滑道中的一部分處于分選箱的內(nèi)部。在6CSX-1440茶葉色選機滑道的下方擁有噴嘴裝置，這一裝置和分選箱之間呈現(xiàn)為平行狀態(tài)，和次品出口處于相對狀態(tài)。在分選箱的下部設置次品、成品以及漏料出口，設計原則為由高到低。

4 茶葉色選機未來發(fā)展方向

當前市場上茶葉需求結構出現(xiàn)了較大的變化，我國實施鄉(xiāng)村振興后茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度極快，各地的名優(yōu)茶開始出現(xiàn)，產(chǎn)品結構出現(xiàn)了本質上的改變。大宗茶原本在茶葉市場中擁有95%的占有率，在市場中占有絕對的主導地位，自從茶葉需求結構變化后名優(yōu)茶的市場占比開始增加，大宗茶占比已經(jīng)下降到60%左右，這也使得市場上的茶葉供求關系出現(xiàn)了變化[3]。為了適應茶葉市場的變化，在發(fā)展茶葉色選機時也需要結合名優(yōu)茶的要求進行技術創(chuàng)新。茶葉色選機會受到多種不同因素的影響，雖然在行業(yè)內(nèi)部提出8成以上的茶葉都可以利用茶葉色選機進行分選，但是一款機器不能兼顧到所有的茶葉品種。因此，為了保證茶葉色選機的檢測效率，需要使用高密度現(xiàn)場可編程芯片實施信號處理，具有良好的實時性，可以對微弱的色差實施精準分辨，并且可以按照不同茶葉的品種以及選凈精度要求對查驗區(qū)域的大小情況進行調(diào)整。因此，多層設計將成為茶葉色選機未來的主要發(fā)展趨勢，是當前國際主流設備結構形式，可以完成任意組合，如色選、形選、色選+形選，提高檢測的靈活度。噴閥設計也是茶葉色選機的常用設計模式，能夠有效提升噴閥的使用效率，延長使用時間，保證該裝置的穩(wěn)定性。為了能夠使得茶葉色選機的操作更加簡單，應當加入觸摸式的顯示屏，通過觸摸屏幕即可對茶葉色選機進行操控，提升設備使用的人性化水平，滿足不同使用環(huán)境、不同人群、不同茶區(qū)以及不同茶葉的多樣化需求[4]。

5 結束語

隨著科學技術的不斷提高，茶葉色選機的作用和使用價值還會提高，為茶葉相關行業(yè)的發(fā)展提供了重要的動力。為了能夠滿足行業(yè)的快速發(fā)展需求以及市場上茶葉產(chǎn)量需求，應當對茶葉色選機實施技術創(chuàng)新，轉變設計初衷、設備結構、系統(tǒng)組成等，以此來提高茶葉色選機的應用效率。我國茶葉市場已經(jīng)隨著經(jīng)濟發(fā)展情況的改變出現(xiàn)了較大的變化，茶葉需求結構和以往存在較大差異，因此相關科研人員需要結合具體的名優(yōu)茶對茶葉色選機實施技術創(chuàng)新。