近年來，隨著現代機械化、自動化、信息化技術和無損檢測技術高速發(fā)展，計算機視覺技術、光譜技術、電特性等多項先進技術已應用到茶葉加工過程，推動傳統(tǒng)茶葉加工生產方式朝著機械化、數字化、智能化方向轉型與升級。

茶葉加工機械化研究進展

1、殺青機

殺青是制茶過程中至關重要的一項步驟，主要是通過較高的溫度使茶葉內部的氧化酶活性得到鈍化，茶葉中的茶多酚分泌變少，緩解茶葉的氧化，從而有效地使茶葉的形狀、香氣可以得到保留。隨著科學技術的逐步發(fā)展，殺青機逐漸代替人工作業(yè)，大大提升了工作效率。

目前，廣泛使用的殺青機是一種滾動式的殺青機，可以實現大批量的茶葉殺青，使用成本較低。但是，該機械對溫度的控制不精準，質量難以把控。此外，這種殺青機在實際運行過程中能耗也較高。

隨著科學技術水平的不斷提升，機械化生產不斷發(fā)展進步，現在逐步推出了蒸汽殺青機、熱風殺青機、微波殺青機。蒸汽殺青機利用高溫產生蒸汽，再將蒸汽和茶葉結合，蒸汽溫度可控，可以很好地對茶葉殺青過程中的溫度進行控制。熱風殺青機是利用熱風爐中產生的熱風，對茶葉進行殺青，使得茶葉之中的酶活性鈍化，進而達到殺青的目的。微波殺青機主要是利用微波對水分子進行震蕩，震蕩過程中產生熱量，從而將這一熱量與茶葉結合，達到殺青的目的。

2、揉茶機

揉茶是茶葉生產過程中的第二個重要步驟，直接關系到喝茶時茶葉能否發(fā)揮出其應有的味道，揉捻是最常見的方式。在揉茶過程中，會破壞茶葉的細胞，也會有一定的茶葉汁滲出茶葉表面，從而使茶葉的香味在泡茶時能更好地釋放出來。

目前，隨著自動化加料揉茶機械的出現，揉茶工藝基本實現了流水作業(yè)，解決了加料的難題，不僅使揉茶的效率得到了提升，還使揉茶的質量得到了提高。

3、理條機

茶葉理條主要是通過對于茶葉的狀態(tài)進行塑形理條，這一過程也是眾多茶葉生產過程中的最為關鍵的步驟。茶葉理條機的發(fā)明和使用，減少了茶葉被污染的狀況，實現了機械化生產，使得理條加工步驟更加高效。

不過，我國大多數茶葉生產企業(yè)所使用的理條機都是往復震動式的。機器的耗能較高并且效率低，因此，現階段應該針對理條機的實際情況進行全方位的研究判斷，使理條機的效率進一步的提升，降低能源消耗，從而逐步推動茶葉生產向高效化、自動化方向發(fā)展。

4、烘干機

茶葉中的水分控制對茶葉品質至關重要，茶葉中的水分含量超標，在運輸包裝過程中容易滋生大量的微生物和細菌，不僅會對茶葉本身的口味和風味有一定的影響，也會帶來食品安全問題。傳統(tǒng)茶葉烘干機有三種，分別是手拉百葉式、半自動手拉百葉式、自動鏈板式。前兩種烘干機由于時代的發(fā)展進步和人們生活水平的不斷提升，無法滿足目前的大規(guī)模茶葉生產而逐步被淘汰。

目前，較大型的茶葉生產廠商多使用自動鏈板式烘干機。它的自動化程度較高，不過在加工綠茶的過程中，也很容易形成烘干不均勻的情況，嚴重影響綠茶質量。隨著科技的發(fā)展和進步，出現了動態(tài)式的循環(huán)烘干機，解決了原本烘干機中的烘干不均勻情況，大大提升了茶葉的烘干效率，而且這一烘干機利用電能取代了原本的炭火，避免了空氣污染。

茶葉加工智能化研究進展

近年來，茶葉加工基礎理論研究日漸深入，關鍵工序的工藝特性和茶葉制品的理化特征也日益明晰，利用光譜技術、電化學技術、機器視覺技術、電子鼻、電子舌等高新技術手段反映茶葉品質質量的技術方法不斷進步，促使茶葉加工技術水平朝著數字化和智能化的方向大步邁進。

通過對茶葉中多酚類物質、全氮量、粗纖維、含水量等成分的快速檢測，以及形狀、顏色和嫩度等指標的判斷，實現茶鮮葉品質質量的智能感知，對光譜信息、圖像信息、電參數的采集處理，實現萎凋、揉捻、發(fā)酵、干燥等多個關鍵加工工序的智能判定。

在茶葉加工過程中，對鮮葉質量等級的判定是確定加工過程技術參數的前提，即茶葉加工過程中的“分級付制”。不同質量、不同等級的原料只有采用相應的加工技術參數，才能實現產品加工質量的最優(yōu)化。同時，對鮮葉等級和質量的在線科學快速評判，也是實現茶葉數字化和智能化加工的技術基礎。

利用近紅外光譜技術，以含水率、粗纖維總量和全氮量作為鮮葉質量的判斷依據，建立茶鮮葉原料質量的在線評價模型，可為評價茶鮮葉原料的質量提供準確、快捷的新方法。利用茶鮮葉圖像的面積、周長、長軸長度、短軸長度等幾何特征，以及圖像的對比度、平滑度等紋理特征進行神經網絡模型的構建，可將茶鮮葉按嫩度等級進行準確分類。

茶葉加工與茶葉視覺變化密切相關，在制品在水分散失、高溫加熱、外力作用、酶促反應等一系列反應下，會產生劇烈的化學、物理、生理變化，其顏色、形狀、紋理等圖像特征亦隨之改變。加工過程中，茶葉視覺特征的變化是內含成分轉化在外觀上形成的反映，因此可作為判斷加工適度與否的直接感官指標。如將圖像和光譜信息融合后分別與線性判別分析法（LDA）和 PLS 結合的技術，以光譜和紋理特征值融合數據建立紅茶萎凋程度的線性判別模型和兒茶素與氨基酸比值的 PLS 預測模型，可實現對紅茶萎凋程度數字化判別。通過對殺青葉含水率的準確判斷，可有效檢測生產中綠茶的殺青程度。利用機器視覺對微波殺青過程中在制品的色澤和紋理特征實時監(jiān)測，通過建立ELM、遺傳神經網絡（GABP）、CNN 模型可對殺青葉含水率、茶多酚和氨基酸含量進行在線檢測，該方法在快速檢測茶葉殺青品質和茶葉數字化殺青作業(yè)中具有很好的應用。近年來，科研工作者通過圖像、光學、電化學以及融合技術研究茶葉發(fā)酵過程，為發(fā)酵工序數字化提供了新的方法和思路。

茶葉產業(yè)數字化加工是新時代的呼喚，加速實現茶機裝備數字化首先需要加強關鍵生產技術研究，夯實數字化基礎?？蒲性核c規(guī)模較大有實力的企業(yè)深度聯(lián)合，加強學科應用基礎研究，提升原始創(chuàng)新能力，加強協(xié)同創(chuàng)新，實現基礎理論和關鍵技術突破。

其次需要加快建立和完善我國茶機標準體系。標準化是數字化的重要基礎條件之一，要對我國現有茶機標準進行全面梳理，有計劃有步驟建立和完善茶機標準體系，對一些成熟、通用性強的茶機要加快制定國家標準或行業(yè)標準，積極嘗試制定針對不同茶類加工的生產線標準，為茶機數字化創(chuàng)造條件。

此外，也要系統(tǒng)開展茶葉生產、加工全程數字化、智能化關鍵技術裝備研究，構建茶園、茶葉、加工品質和機械裝備的協(xié)同智能制造體系，減少對勞動力的過度依賴，提高我國茶葉生產效能和數字化、智能化水平。

參考資料：

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[3]常睿,張瑩,楊娟,王杰,陳善敏,鐘應富.計算機視覺技術在茶葉加工領域應用研究進展[J].南方農業(yè),2021,15(28):137-140.DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.28.034.

作者簡介：

小泥沙，食品科技工作者，食品科學碩士，現就職于國內某大型藥物研發(fā)公司，從事營養(yǎng)食品的開發(fā)與研究