机采茶鲜叶分级技术初步研究

杨娟，李中林，袁林颖，刘素强，邬秀宏，盛忠雷

（重庆市农业科学院茶叶研究所，重庆市茶叶工程技术研究中心，重庆永川402160）

近年来，机械化采摘茶鲜叶因其能显著降低采摘成本和劳动强度，有效解决采工不足等问题，成为茶叶研究热点，也是茶产业可持续发展的必然趋势[1-5]。目前，一般采茶机对芽叶的选择性还不理想[6]，且采摘时期的选择、茶树展叶状况等对机采鲜叶质量也有很大影响[7-10]，在同一时间与手采相比，机采鲜叶的质量一般低于手采，主要存在着芽叶破碎、混杂和老梗老叶偏多三大缺点[11]，研究如何采用鲜叶分级机制保证加工名优茶鲜叶的质量，将对茶叶生产有重要的意义。但目前国内机采茶鲜叶分级技术的研究尚不多见，而日本学者在70年代末就开始着手研究茶鲜叶分级技术。根据茶鲜叶的物理特性，鲜叶分级的原理主要有两个方面：一是利用各级别鲜叶叶稍长短、叶面积大小来分级；二是利用各级别鲜叶的叶形、乘风面及重量的不同来分级。因此，本文采用分级机及风选机对茶鲜叶进行分级，并研究摊放、风速、二次分级等因素对其分级效果的影响，以期提高机采茶鲜叶的有效利用率，从而使茶叶机采得以推广。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验点位于重庆市农业科学院茶叶研究所科技示范园，试验材料蜀永系茶树鲜叶。

1.2 仪器与设备

PHV100 双人采茶机 （浙江川崎茶业机械有限公司），6CXF-70型分级机（浙江上洋机械有限公司），6CFX-40型风选机（浙江上洋机械有限公司），HT-628型风速仪（广州市宏诚电子科技有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 分级机孔号及风选机口号的设置

根据分级机及风选机对鲜叶分级效果以及鲜叶出孔/口特点设定，分级机尾部设为1号孔，网孔1.8 cm ×1.8 cm 下出孔鲜叶为2号孔，网孔1.4 cm ×1.4 cm 下出孔鲜叶为3号孔，网孔1.0 cm ×1.0 cm下出孔鲜叶为4号孔；风选机靠近投叶口一端开始，依次按口排列为1～6号口。

1.3.2 分级机分级试验

机采鲜叶经摊放 0 h、2 h、4 h、6 h 后，分别于6CXF-70型茶叶分级机上分级，网孔配置为1.0 cm ×1.0 cm/1.4 cm ×1.4 cm/1.8 cm ×1.8 cm， 转速22 r/min。每个处理机采鲜叶至少10 kg。测定分级后每号孔鲜叶机械组成及分级效果。

1.3.3 风选机分级试验

未经摊放的机采鲜叶的分级选择风选机不同风速（风速条件为 2.5 m/s、5.0 m/s、7.2 m/s）进行，分级效果用分级率表示。选择分级率相对较高的风速研究经摊放处理（摊放时间为0 h、2 h、4 h、6 h）的机采茶鲜叶的分级效果，每个处理机采鲜叶至少10 kg。测定风选后每口茶鲜叶机械组成及分级效果。

1.3.4 二次分级试验

根据1.3.2，1.3.3 的实验结果，鲜叶在单一分级条件中风选机2号口与分级机1号孔分级效果较好。经该条件分选后，分别选择不同类别的分级机或风选机进行二次茶鲜叶分级，测定分级后每孔/口茶鲜叶机械组成及分级效果。

1.3.5 茶鲜叶机械组成调查

在各处理中，随机抓取100 g 茶鲜叶，按单芽及1 芽1叶、1 芽2叶及对夹2叶、1 芽3叶及对夹3叶、1 芽4叶及以上、破碎芽叶、老梗杂物分类，统计各类芽叶重量，重复3次，计算各类芽叶所占比例。

2 结果与分析

2.1 分级机分级效果比较

2.1.1 摊放时间对机采茶鲜叶分级效果的影响

机采茶鲜叶经摊放处理后采用分级机分级，从表1可以看出，随着摊放时间的延长在分级机1号、2号孔中1 芽2叶及对夹2叶比例先升高后降低，在分级机3号、4号孔中1 芽2叶及对夹2叶所占比例除摊放2 h 较高外，普遍较低。总体来看，茶鲜叶中1 芽2叶及对夹2叶所占比例在分级机1号、2号孔中较高，其中摊放0～4 h 在分级机1号孔中含量最高，摊放6 h后却在分级机2号孔中含量最高。分级机对不同摊放时间的机采鲜叶分级效果最好的是在茶鲜叶摊放4 h后分级，其在分级机1号孔中1 芽2叶及对夹2叶所占比例最高，为67.5%，比原料提高了20%。

表1 不同摊放时间对机采茶鲜叶分级效果的影响（单位：%）Table 1 The classification effect on machine-plucking fresh tea leaves through different spreading time(Unit:%)

2.1.2 机采茶鲜叶摊放4 h后经分级机分级各孔鲜叶的机械组成分析

从表2可以看出，茶鲜叶经分级机分级后单芽及1 芽1叶主要分布在4号孔中，1 芽2叶、1芽3叶、1 芽4叶及其对夹叶主要集中在1号孔中，破碎芽叶主要集中在4号孔中，老梗杂物在每孔中都相差不大。其中1 芽2叶及对夹2叶经分级机分级后在1号孔中有所提高。

表2 机采茶鲜叶摊放4 h 分级机分级后各孔机械组成（单位：%）Table 2 Mechanical composition of each hole machine-plucking tea leaves which spreading for 4 h after classifier classification(Unit:%)

2.2 风选机分级效果比较

2.2.1 不同风速对机采茶鲜叶分级效果的影响

从表3可以看出，风速越大，机采茶鲜叶经风选机分级后，芽叶被吹落后落点离投叶口越远。风速为2.5 m/s 时，茶鲜叶分别落入1～4号口中，其中2号口的1 芽2叶及对夹2叶含量最高，显著高于其它三口；风速为5.0 m/s 时，茶鲜叶分别落入1～5号口中，其中1号口的1 芽2叶及对夹2叶含量最高，2、3号口次之，但三口效果相差不明显；风速为7.2 m/s 时，茶鲜叶分别落入1～6号口中，其中2号、3号、4号口的1 芽2叶及对夹2叶的所占比例都高，效果相差不大。因此，从分离效果及分离的口号综合比较，选择风速在2.5 m/s时较适合机采茶鲜叶的分级。

表3 不同风速对机采茶鲜叶分级效果的影响（单位：%）Table 3 The classification effects on machine-plucking fresh tea leaves through different wind speed(Unit:%)

2.2.2 摊放时间对机采茶鲜叶1 芽2叶及对夹2叶百分率的影响

从表4可以看出，经风选后，不同摊放时间的机采茶鲜叶1 芽2叶及对夹2叶所占比例在风选机2号口中均有所提高。随着摊放时间的延长，风选机各口中1 芽2叶及对夹2叶所占比例无明显变化趋势。但在机采摊放2 h 时经风选后在风选机2号口中其1 芽2叶及对夹2叶所占比例最高，达68.0%，比原料提高了23.1%。这种效果主要是由于茶鲜叶经摊放失水，芽叶萎焉体积缩小所致。

表4 不同摊放时间对机采茶鲜叶分级效果的影响（单位：%）Table 4 The classification effect on machine-plucking fresh tea leaves through different spreading time(Unit:%)

2.2.3 机采茶鲜叶摊放2 h 分级后风选机各口机械组成分析

从表5可以看出，单芽及1 芽1叶在风选机2号口中含量最高，但各号口中相差不大；1 芽2叶及对夹2叶在风选机2号口中所占比例最高，达68.0%，风选机3号口次之；1 芽3叶及对夹3叶在风选机1号口中所占比例最高；1 芽4叶及以上在风选机2号口中所占比例最高，各口相差不大；破碎芽叶在风选机4号口中含量最高，风选机3号口次之，1号口中含量也较高，可能是因为碎叶或短芽乘风面较少，无法借助风力抛散而直接受重力作用落入1号口中；同理，老梗杂物就在风选机1号口中含量最高。

表5 摊放2 h 分级后风选机各口机采茶鲜叶机械组成（单位：%）Table 5 Mechanical composition of each hole machine-plucking tea leaves which spreading for 2 h after winnowing(Unit:%)

2.3 二次分级效果

先经风选机对茶鲜叶进行分级后，选择1 芽2叶及对夹2叶比例较高出口的茶鲜叶，进入分级机分级，测定分级后每号的茶鲜叶机械组成及分级效果；同理，经分级机分级茶鲜叶，选择1 芽2叶及对夹2叶比例较高孔的茶鲜叶，进入风选机风选，测定风选后每口茶鲜叶的机械组成及分级效果。二次分级对茶鲜叶分级效果比较得出，风选机2号口原料经分级机再次分级后，1 芽2叶及对夹2叶所占比例在分级机1号孔中百分比有所提高，但只提高了6.2%（见表6）；分级机1号孔原料经风选机再次分级后，1 芽2叶及对夹2叶比例在风选机2号口中有明显提高，提高了27.2%（见表7）。从两种二次分级的效果来看，分级机分级1号孔原料再经风选机风选，其分级效果优于风选机2号口原料再经分级机分级的效果。

表6“风选机-分级机”二次分级效果比较（单位：%）Table 6 Comparison of twice classification effects from processes of winnowing to classification(Unit:%)

表7“分级机-风选机”二次分级效果比较（单位：%）Table 7 Comparison of twice classification effect from processes of classification to winnowing(Unit:%)

3 结论与讨论

3.1 分级机分级茶鲜叶效果比较

采用分级机对机采茶鲜叶进行分级，其原理是通过采用不同的筛孔大小，筛分不同大小或长短的机采鲜叶。当茶鲜叶经过较小的筛孔时，破碎芽叶及芽头等较小的鲜叶首先筛出，依次类推。根据试验得出，机采茶鲜叶在摊放4 h后经分级机分级效果最好，1 芽2叶及对夹2叶在分级机1号孔中所占比例最高，达67.5%，比原料提高了20%。可能是因为摊放4 h后芽叶柔软度增加，非1 芽2叶及对夹2叶在较小的孔筛出量增多，到1号孔时1 芽2叶及对夹2叶比例提高；而当摊放超过4 h后，由于芽叶进一步失水，叶质更柔，到2号孔时已大部分筛出，因此到6 h 时，在分级机2号孔中1 芽2叶及对夹2叶比例已达到53.2%，到1号孔时只有29.4%。

3.2 风选机分级茶鲜叶效果比较

采用风选机对机采茶鲜叶进行分级，其原理在于风选机通过风速的大小将不同轻重的鲜叶区分开来，较轻的芽叶抛落距离较远，较重的芽叶抛落距离较近；此分级方法对轻飘的单片具有较好的剔除作用，而对相同质量的不同级别的鲜叶分级效果还不够理想。在比较不同风速大小对分级效果的影响时得出，风速在2.5 m/s 时最适合机采鲜叶的风选分级。机采鲜叶摊放2 h后经风选机分级效果最好，风选机2号口中1 芽2叶及对夹2叶所占比例最高，达68.0%，比原料提高了23.1%。而继续摊放，机采茶鲜叶叶质变软，乘风面变少或变窄，就会影响鲜叶抛落距离，使其抛落距离变近，因而在4～6 h后，在1＃口中1 芽2叶及对夹2叶的比例提高。

3.3 二次分级效果比较

经二次分级后比较得出，通过风选机2号口原料经分级机再次分级后，1 芽2叶及对夹2叶在分级机1号孔中的比例有所提高，提高了6.2%；分级机1号孔原料经风选机再次分级后，1芽2叶及对夹2叶在风选机2号口中的比例有明显提高，提高了27.2%。因此，从单次及二次分级效果结合来看，采用分级机分级取1号孔原料再经风选对机采茶鲜叶分级效果最好。

本试验主要目的是为了提高加工前机采鲜叶质量及匀度，并以绿茶加工之前的鲜叶状态来开展分级研究。从试验结果来看有一定的效果，能有效的将正常芽叶与断碎芽叶或粗大茎梗、杂物等的分离，但还不够理想，分级效果与名优茶鲜叶要求还有一定的差距，如何提高分级效果还有待进一步研究。茶叶加工是一个较长的过程，在加工过程中继续使用分级技术或研究加工后进行分级，也是最终提高茶叶产品质量的途径之一。

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