茶产业发展新常态与新常态下的茶叶机械

2016-03-16权启爱

茶博览 2016年9期

权启爱

茶产业发展新常态与新常态下的茶叶机械

权启爱

我国茶产业面临着产品结构调整和推行“机器换人”的新常态，对茶叶机械研发提出了新要求。近年来茶机和茶叶行业协同，机械、农艺、制茶工艺融合，新技术、新能源应用，开发出多种适于茶叶规模化生产的新型单机和连续化、自动化生产线，并重点攻克茶园作业特别是采茶机械化，取得了相当大的进展。

新常态对茶机研发提出了新要求

三十年来，我国茶叶生产以名优茶为主，茶机界也集中精力进行名优茶加工机械开发。当前，茶产业发展的新常态，对茶叶机械研发提出了新要求。

1.茶叶机械产品结构必须适应于茶类结构的转变

前三十年，我国的茶叶经济就是名优茶经济的发展史：茶叶愈做愈嫩，包装愈来愈豪华，高档产品销售愈来愈天价。面对名优茶的发展，茶叶机械开发集中在小型、单台、断续作业、一家一户使用为主。

中央反腐倡廉政策推行，高档名优茶卖价下跌，并出现结构性积压，大众消费的名优茶或称优质茶量增、卖价提高，规模化加工需求迫切，这就要求茶叶机械研发，从小型名优茶机械向规模化生产的大众消费名优茶机械发展。

2.消费理念的成熟，要求茶机能够生产出质量更好、性价比更高的茶叶产品

市场形势发展，人们消费理念逐步成熟，规模化生产、批量大、质量稳定、香气良好、有茶味、特别是绿茶不苦涩、性价比高、老百姓爱喝爱买就是好茶的共识已基本形成。这就要求茶叶机械开发，应以在各类型茶叶产品统一标准前提下，逐步完善和统一机器和生产线形势与结构，研制出重视加工品质，特别是茶叶质量稳定的茶叶机械。

3.劳力缺乏，要求“以机器换人”

据统计，中国城市人口现已超过农村。2012年大陆15~59岁劳动人口，比上年减少350万人，2013年全国60岁老人比上年增加850多万，已占总人口15%，越2亿。劳动力缺乏和成本高，已是茶产业发展最大的瓶颈。为此，摆在茶机界目前的重要任务是实现“机器换人”。故要求茶叶加工机械研发的重点应转向连续化、自动化生产线。

4.众多企业进入茶叶行业，对茶机开发应用提出了新要求

茶产业的快速发展，吸引众多行业企业投入茶叶行列，比例逐年增加。这些企业一般规模大，资金雄厚，要求提供从田间到茶叶加工全程机械化服务，设备先进，自动化程度高，茶叶加工厂按食品加工规范设计，先进新颖。茶机行业应积极全力应对。

5.茶园作业特别是采茶已是茶产业发展最大瓶颈，亟待攻克

茶园耕作机械缺乏，不少茶园失耕，采茶机械化推行缓慢，鲜叶老在树上十分常见。故茶园作业机械化乃当前茶叶机械化环节中的重中之重，这就要求各行各业协同努力，力争尽速攻克。

新常态下的茶叶机械发展

为适应茶产业发展的新常态，近几年，茶叶加工机械和茶园作业机械的研制，取得显著进展，举例如下。

1.茶机新产品制茶效率显著提高

为摆脱一家一户零星生产模式，适应规模化生产需求，近两年，茶机企业把提高单机生产率作为技术研发的重点。如增加扁形茶炒制机炒茶锅长度，并在单锅机基础上开发出两锅、三锅、四锅机机型，并实现自控，使一台机器完成单锅机的3~6倍产量。通过试验研究，名优茶杀青用70、80甚至100型等滚筒杀青机替代30、40型等小型机器，单机生产率提高数倍甚至数十倍，制茶质量显著提高。

浙江红五环制茶装备股份有限公司在50型曲毫形茶炒制机基础上，开发出锅径60cm机型，生产率提高4~5倍，成园性能显著提高。该公司开发的长5.05m、宽1m的大型连续理条机，并使用电、微波和远红外综合能源，杀青、理条台时产量达200kg/h以上，理条效果良好。此外，连续化生产线用大型鲜叶摊放、萎凋、发酵、炒干等，均为规模化高生产率机型。

2.茶机新产品自动连续作业性能增强

作为茶叶加工机械主机，实现连续化作业，对于减少操作用工、提高生产率和用于连续化生产线，至关重要。近几年茶机企业所研发的大量制茶单机，如大型鲜叶摊放、萎凋、发酵和炒干机等机械均具有连续作业功能。在原单机间断作业茶叶理条机上，研发配备了自动定时、定量投叶出叶和温控等装置，使其实现脉动式连续。进而创造出连续式理条机，投叶，杀青、理条、出叶连续完成。揉捻机是应用广泛、未被攻克的间断作业机型，为此业界将多台揉捻机连装，用单片机控制，实施程序送叶、揉捻、出叶等脉动式连续，满足连续化生产需求。

3.新能源、新技术不断应用于茶机

我国传统茶叶加工机械，特别是杀青机、烘干机等大型设备，多以燃煤为热源，多年来尽管对燃煤除尘做了不少研讨，但烟尘污染仍难避免。近年来，电、液化石油气、天然气、微波、远红外、生物能燃料等清洁性燃料相继应用到茶叶加工中，使用方便，失水均匀，茶叶产品香高味醇。特别是近两年生物质燃料在茶叶加工中的应用，被业界所重视。用锯末、抚育森林枝条甚至部分稻草、麦秆等加工而成的生物质颗粒燃料，低位发热值达3.6～4.6大卡（15.0～19.2kJ）/kg，相近于标准煤，有效挥发分80%以上，灰分一般在1%以下，最高的秸秆生物质燃料仅为5%左右，与燃煤灰分20～30%相比，污染显著减少。生物质燃料燃烧器，火力集中，似柴油燃烧器，使用方便，已普遍替代杀青机、烘干机等机械的燃煤。使用表明，一台60型滚筒杀青机若用电，装机容量60kW左右，10平方米烘干机用电装机容量需70kW以上，机型再大，已很难用电。采用生物质燃烧炉，60型滚筒杀青机或10平方米烘干机选用一台10万卡（41.8kJ）/kg生物质燃烧炉，小时耗燃料20kg，成本与燃煤接近，为燃煤气或电的50%左右，清洁卫生。

计算机应用，系新技术在茶叶加工中应用的标志性进展。当前，单片机、配套PLC控制系统和各种测温、湿、压、含水率等元件的应用，使单机和生产线时间、温度、茶叶流量、湿度压力、转速、频率及含水率等参数控制和故障报警等得以实现，加速了茶叶加工的连续化、自动化进程。

4.茶机新产品使茶叶加工更清洁、更卫生

食品加工清洁卫生，系消费者健康之本。茶机制造不用有碍人体健康原材料，接触茶叶零部件不涂漆，机器运行中润滑油不得滴漏污染茶叶等，获得严格遵守。新能源应用和茶叶加工除尘受到重视，车间通风、单机设计除尘装置、生产线实现茶叶加工不落地、车间装置除尘系统，已形成惯例，为茶叶加工清洁化提供了保证。

5.茶机新机种、新产品不断涌现

近几年出现了大量的新机种和新机型，如前所述的连续理条机、连续炒干机、连续摊放与萎凋机、连续发酵机等。此外，尚有加工新型茶和特种茶的γ-氨基丁酸茶厌氧处理设备、茶叶咖啡碱脱除设备、茶叶冷冻干燥设备和大批乌龙茶加工设备。茶叶精制加工普遍推广使用的色差拣梗机，应用高科技多点摄影技术，对60、90、120条等通道上顺序通过的茶条实施拍照，依据叶和梗色泽差异特点，计算机对摄取图像进行处理，指令气流，将茶梗吹出，达到拣梗目的。

6.茶叶机械研发和生产的重点转向连续化、自动化生产线

茶叶集约加工的普及、加工企业规模的扩大和连续化、自动化功能单机的研制，为茶叶连续化、自动化加工生产线研制创造了条件。当前，各茶机生产企业把茶叶机械研发和生产的重点均转向连续化、自动化生产线开发。所研发的绿茶、红茶、乌龙茶加工等连续化生产线估算有2000条以上，运行在各茶区茶叶加工企业中，承担着大中型茶叶加工企业的茶叶加工任务。今后，茶机企业将依照各类茶叶标准逐步统一和生产规模扩大要求，强化生产线的标准化水平，逐步改善和提高作业功能，降低成本和卖价，开发出更多更好的连续化、自动化生产线，服务于茶产业发展。

7.茶机行业范围拓展，大型工业企业进入

近年来，茶机生产领域逐步拓展，四川、安徽、陕西、江苏等产茶省对茶机生产极为重视。四川省生产的茶叶理条机、安徽所生产的色差拣梗机和茶叶包装机械、陕西所生产的袋泡茶包装机、江苏所研发的茶园作业机械等，在生产中均发挥了重要作用。一些大型机械生产企业，如浙江红五环制茶装备股份有限公司加入茶机行业，为茶机研发和生产增添了活力。下属公司涉足茶机生产，机械研发、设计和制造，依托母公司，能力和水平为目前茶机企业界所未有。集团现拥有500人以上机械研制和设计队伍，已在极短时间内，对传统茶机进行了规范性优化设计和改造，并且展开新设备研制，获20余项发明和实用专利。在茶机制造生产线上，零部件图样下达，在计算机控制下，沿机械制造加工流程，采用各种进口、先进、坐标式机床等，顺序加工，直至送至总装车间进行总装。零部件制造精度和形状尺寸精准划一，实现绝对标准化和通用化。一些如机器罩壳护板的钣金零部件，如服装裁剪一样精细，通过电脑自控冲压设备下料、剪板、卷板、折边和冲压制成。对一些罩壳护板的通气孔和装配螺钉孔等加工，系在自控大型平面冲床上，如打印机打印一样，顺序打印冲出，绝无尺寸偏差。

为此，在机器总装现场，装配工仅有起子和扳手等工具，避免了传统茶机安装现场电钻打孔，零件无法互换的弊病，制造水平和生产效率显著提高。据统计，2013年我国茶叶加工机械保有量为127.23万台（套），其中浙江32.62万台（套）。可以这样认为，我国的茶叶加工机械化已经实现，正在向着更为先进的连续化、自动化方向迈进。

8.茶园机械化发展成果显著

我国从20世纪50年代开始采茶机研制，80年代也曾研制出多种单人、双人等采茶机和茶树修剪机等机型，但因刀片、汽油机、软轴不过关等原因，至今采茶机和修剪机市场几乎全被川崎、落合两家日本产品企业所占有。随着机械行业综合实力发展，我国目前已有30余家企业生产采茶机和修剪机。但多为单人手提机型，其中浙江有近10家，有一家企业恢复了双人采茶机型的生产。据《中国农业机械工业年鉴》等提供，2013年全国采茶机保有量8.00万台、茶树修剪机30.86万台，茶树修剪已普遍使用机器，黑茶、乌龙茶、大宗绿茶如珠茶等，使用机器采摘也已普遍。

近年来，我国小型手扶拖拉机（微耕机）快速发展，被各茶区普遍用于茶园中耕除草等。浙江采云间茶业有限公司，茶园管理水平较高，土壤较疏松，3000多亩茶园均采用微耕机进行中耕除草，并普遍推广了机械采茶，节约了大量人工。

在国家茶叶产业技术体系组织下，岗位专家单位农业部南京农业机械化所，茶园作业机械研发已取得可喜进展。研发工作是从提供可进入茶园进行作业的动力机（拖拉机）开始，研发成功跨行和钻入茶行实施作业的动力机型，并配套研发出相关农机具，用于茶园耕作管理作业。跨行作业的高地隙跨行自走式茶园多功能管理机以30~50马力柴油机为动力，采用履带式行走机构，为一种高架自走式茶园专用底盘，在坡度10°以下茶园中能顺利作业。配套卧式和立式旋耕机进行茶园中耕除草，配套深松犁进行深耕和施肥，每次耕两行。配套喷杆式喷雾系统和吸虫机，实施茶树病虫害防治和吸杀小绿叶蝉等，还配套茶树修剪机和采茶机，进行茶树修剪和采茶。

以80年代浙江开发的C—12型茶园耕作机为参考，全新设计的乘坐式金马3SL—15（18）型茶园拖拉机，已通过新产品鉴定，在江苏省盐城市盐海拖拉机厂正式批量投产。该机采用15或18马力柴油机为动力，茶园耕作动力充足，橡胶履带式行走机构，山地茶园行走稳定，机器横断面“凸”字形设计，上宽500mm，下部最大宽度810mm，并有良好的罩壳设计，可顺利钻入行距150cm茶园的行间作业，并配套挖掘式深耕机、旋耕式中耕除草施肥机和喷雾机等。使用表明，该机在坡度为15°茶园中作业稳定，短距离可通过20°横向梗坡和30°纵坡。中耕除草效率3亩/h以上，深耕耕深15cm时为2 亩/h。

最近该所还与江苏无锡华源凯马动力机有限公司联合研制出一种钻入茶行作业的KM3CG-50型手扶式小型茶园管理机，动力使用4马力风冷式柴油机为动力，轮式行走机构，挖掘式耕作部件，耕深8～10cm，最大耕宽50cm，作业效率2亩/h左右。整机重量75kg，操作和运输方便，很适宜于坡地和小块茶园中应用。与此同时，新昌县捷马机械有限公司也研发出一种“ZGJ－120型手扶自走式小型茶园中耕机，动力、结构和耕作部件与凯马机型相似，正在抓紧推广应用。

目前机械化采茶和耕作存在的困难在于，采茶机对茶芽缺乏选择性，采摘鲜叶易老嫩混杂；耕作机械需要茶树种植规范，园中无沟梗障碍，留足机器回转地带，为此，需要成套机械化栽培技术相配合。

近来浙江省设立专项《浙江省十县50万亩茶产业升级转化工程》，把机械、农艺和制茶工艺相融合的采茶机械化技术推广作为重点，推动了全省采茶机械化技术的进展。项目成功研制的茶鲜叶分级机，特殊的双层筛设计，提高机采叶分级效果。项目实施试验单位用分级获得的高档鲜叶加工名茶，稍大形状鲜叶加工香茶，其余加工香片，经济效益良好。

江苏省也设立专题进行茶园作业机械化技术的全面推广，项目要求所有试验缓坡茶园，除进行规范性修剪和肥培管理外，对茶园中沟渠进行全面改造，并挖去茶行地头部分茶树，形成1.5～3.0m机器回转地带。江苏无锡金鑫茶业有限公司，采取上述技术措施，推行了茶鲜叶两段机采，在规范的机采无性良种茶园内，在茶芽适当养大至6cm左右开采。先用采茶机第一刀采下上部细嫩芽叶，稍作分筛后加工名茶，然后再机采第二刀，加工出口片茶，亩年总产值达万元，获得业界称赞。