我国龙井（扁形）茶炒制机的研制与发展（续）

2018-05-03权启爱

中国茶叶 2018年4期

关键词：槽式新昌县龙井

权启爱

中国农业科学院茶叶研究所，310008

四、龙井（扁形）茶炒制机的成功研制与快速推广应用

20世纪80年代，名优茶生产发展迅猛，茶区对龙井（扁形）茶炒制机的需求更为迫切，研制进程加速。

1.多槽式龙井（扁形）茶炒制机的研制

20世纪80年代后期，安徽宣州的知识青年何世华，在解决炒青绿茶条形勾曲欠直问题时，发现将茶叶置于加热的往复长形槽锅内，随着槽锅不断往复运转，茶条能被有效理直，并应用这一原理将槽锅设计成多槽连体式，研发出1台用于炒青绿茶理条的整形机样机，申报了专利。机器构件虽较为简陋，但炒制原理和主要结构已类似于现在应用的茶叶理条机。当时，原籍浙江省新昌县的巴西籍华人胡亚春先生，在巴西销售中国产运动鞋，人在国外，心却关注着家乡的经济发展，特别是看到家乡茶农手工炒制龙井茶异常艰辛，决心为改变这一落后面貌尽一份力。当他看到何世华机械专利报道后，立即利用回国机会赶往安徽考察。考察后他在思考：“既然有人提出龙井茶的机械整形应坚持‘理直、压扁、磨光’三大关键工序，首要工序是要将茶条理直，何世华发明的机械既然能把茶条理直，就一定能用于龙井茶炒制中的部分整形，减轻茶农龙井茶加工的部分繁重劳动。”于是斥资3万余元人民币将专利买下。胡亚春先生就这样携带专利回到了家乡新昌，经多方努力获得了当地政府和茶农的支持，1993年在新昌县筹建了新昌县镜岭福利厂并自任厂长，按专利技术进行龙井茶炒制机的设计和试制，不久即完成样机制造，送往新昌县茶树良种场进行炒制试验。时任新昌县茶树良种场场长、新昌县制茶能手、全国劳动模范石梦千和新昌县农业局茶叶专业高级农艺师凌光汉组织有关人员对机器进行了认真试验和试用。试用结果发现，该机不仅可顺利完成龙井茶加工的鲜叶杀青，并且能将茶条理直且宽窄有度。这时石梦千提出，既然茶条已理直，那么可否设法将茶条压扁呢。联想到用擀面杖擀面条的原理，于是就在茶园边竹林内砍来细竹杆，截成略短于锅槽轴线长度，削平竹结，为增强加压效果在竹管内灌入适量洗净粗砂，端部密封，外包白布，做成压棒。当茶叶被理成直条后，在每槽锅内投入1只压棒，适当降低槽锅往复频率，使压棒在槽锅内只滚不撞，防止芽叶断碎。在不断滚动的压棒滚压下，业已理直的茶条，就这样被均匀压制成扁平茶条，并且宽窄有度，扁平整齐划一，成茶的茶条理直和扁平均匀程度甚至好于人工炒制，令试验人员喜出望外，很快引起茶叶界和茶机界的高度重视，一致认为该机完全可用于以龙井茶为代表的扁形茶炒制。此后，浙江省的各家茶机生产企业纷纷投入该机的制造与生产，使机械结构不断完善并实施正规设计。20世纪90年代后期完成了多槽式龙井（扁形）茶炒制机（图5）和茶叶理条机两种机械的研制，鉴于作业目的不同，机器结构稍有差异，前者槽锅截面形状为圆形，加棒进行龙井（扁形）茶炒制；后者槽锅截面形状为阿基米德螺旋线，更利于直条形名优茶的理条作业。世纪之交前后，浙江几乎所有茶机生产企业都投入了这两种机器的生产，并且在茶区不推而广。特别是多槽式龙井（扁形）茶炒制机，因为能够完成龙井（扁形）茶所有工序的炒制，也能用于其他名优茶的部分工序炒制，故也被称作名茶多用机，很快在全国龙井（扁形）茶区推广应用，热销时年生产量达5 000台以上，促进了龙井（扁形）茶生产的发展。直至目前在龙井（扁形）茶加工连续化生产线中还在与长板式机型配套使用。

然而广泛的推广应用也发现，多槽式龙井（扁形）茶炒制机虽理条性能良好，但透气和磨光功能较弱，故成茶茶条光滑程度较差，且色泽偏青绿，滋味风格也偏向于炒青绿茶。

图5 多槽式龙井（扁形）茶炒制机

2.长板式龙井（扁形）茶炒制机的研制

针对多槽式龙井（扁形）茶炒制机存在的不足，1996年浙江省新昌县回山镇柘前村木工出身、又精于龙井茶炒制技术的村民丁水芳，开始了新型龙井（扁形）茶炒制机的研制。经过反复钻研、试验和改进，于1999年初步完成一种长板式龙井（扁形）茶炒制机的研制，2000年交给原新天机械厂老板梁新天组织生产。梁新天为此在新昌县城筹建了浙江天峰机械有限公司，首先对样机进行改进和完善，而后正式投产。该机由炒叶锅、炒板装置、传动结构、炉灶和机架组成。炒叶锅系使用薄钢板卷制而成的半圆锅，直径60 cm、长78 cm，炒叶锅后部铰链安装在机架上，整锅可绕铰链在一定角度范围内转动，操纵加压手柄，使锅壁抬高或下降，减小或增大锅壁与炒板间的距离，从而实现炒板对加工叶的加压和减压。炒叶锅内装有与长锅轴线平行的主轴，主轴上装有一块不锈钢薄板炒手和一块敷有弹性材料表层并衬盖白布的长形炒板，组成炒叶装置。炉灶设置在炒叶锅下部，现在大多采用以电为热源，少数有以燃液化石油气为热源的，在机器研制投入使用初期，也曾经有燃木炭作为热源的。长板式龙井（扁形）茶炒制机（图6）作业时，因锅口直径较大，炒制时不锈钢炒板先对鲜叶进行炒制，利于杀青和蒸汽透散，然后用敷有弹性表层的长形炒板对加工叶进行加压炒制，压力先轻后重，并且炒板运行至锅底可适时对茶条进行往复压磨，整个过程构成对加工叶的抖、压、捺、磨等功能，至一定时间完成青锅炒制，出锅摊凉，然后进行辉锅炒制。所炒制的龙井（扁形）茶，色泽绿翠，扁平和均匀程度好于人工炒制，香气、滋味也与人工炒制较接近。故本世纪初浙江和不少产茶省的茶机生产企业，很快先后投入该机的完善和生产，在全省和全国最多时出现了数百家龙井（扁形）茶机生产企业，后经优胜劣汰至目前还有30余家，粗略统计目前全国这种机器的保有量超过30万台，全国95%以上的龙井（扁形）茶均由这种机器加工。生产使用表明，由于炒板在锅底可对茶条进行适当往复压磨，炒制的茶叶光滑程度较好，但因机器结构较复杂，故各茶机生产企业后来废除了炒板在锅底的往复传动机构，将炒板改成匀速全旋转形式。此外，长板式机型推广应用初期，因部分机器的炒板转动，从机器右侧看为逆时针方向，故当操作者因察看炒制成色而用手抓取炒制叶时，常造成手指被夹入炒板和锅壁之间，酿成人身事故，故浙江省劳动保护部门发出通知，要求从机器右侧看，炒板一律应为顺时针转动，这样可从炒叶锅前沿抓取茶叶，避免了人身事故的发生。后来这一规定为国内所有长板式机型所采用，在该机的国家专业标准中，炒板顺时针旋转被规定为必须强制执行的安全条文。

图6 长板式龙井（扁形）茶炒制机

为提高龙井（扁形）茶炒制生产率，减少操作人员数量，近几年杭州千岛湖丰凯实业有限公司研制成功四锅连续长板式龙井（扁形）茶炒制机。它用4台长板式龙井（扁形）茶炒制机单机前后串联安装，前后两台机器的炒茶锅之间设出茶门，用单片机实施对四锅炒制机各种参数的控制。作业时，四锅机的第一锅主要承担鲜叶杀青作业，第二锅承担补杀青和初步压扁作业，第三锅主要承担压扁作业，第四锅主要承担磨光作业，从而完成龙井（扁形）茶炒制的全过程。在龙井（扁形）茶连续化生产线上，则一、二锅主要承担压扁作业，三、四锅主要承担磨光作业。为方便机器调整，后来茶机企业开发出二锅、三锅连续化机型。同时，浙江上河茶叶机械公司等又成功研制出更为简单实用的龙井（扁形）茶加工叶自动投叶装置和单片机自动控制系统，使单锅、双锅、三锅、四锅龙井（扁形）茶炒制机等全部实现了锅温、炒制时间、炒板压力的自动控制。经过不断探索，可方便地将数条龙井（扁形）茶炒制的工艺数学曲线模型输入控制系统，炒制时根据加工叶状况，在控制面板上选取相应曲线模型完成茶叶炒制过程。同时，目前使用的龙井（扁形）茶炒制机，更在操作系统中设置了“学习”“自动”和“人工”等操作模式。在机器进行一种鲜叶初次炒制时，按下“学习”键，设定投叶数量、炒制温度、加压次数（加压强度）、炒制时间，开机进行炒制。炒制过程中可对各种参数进行调整，直至取得满意的成茶炒制效果为止，这样理想的炒制参数会被控制系统“学习”和“记忆”。此后再次投叶按下“自动”键，机器则会按照学习和存储的操作工艺，自动进行炒制，周而复始，一锅接一锅进行不间断炒制，并且在每次茶叶完成炒制出叶后，制茶专用油自动添加装置会自动向锅内均匀撒入少量制茶油，待油烟散尽接着投放下一锅炒制的鲜叶。“人工”操作等模式，则是在自动操作系统产生故障时，可临时采用手工操作完成茶叶炒制，避免损失。现在这种自动投叶、炒制过程自动控制的单锅或多锅扁形茶炒制机（图7），已替代原炒制参数依赖人工操作控制的单人炒制机，原来非自动控制的单机1台需1人操作，现在1人可以操作4～5台，多锅机节约操作人员就更多，显著提高了劳动生产率，有效促进了“机器换人”。

图7 扁形（龙井）茶单锅和多锅自动连续炒制机

3.龙井（扁形）茶辉干机的研制

为了确保龙井（扁形）茶成品茶的外形光扁平直和无毫，浙江省茶机生产企业还研发出滚筒式和往复槽式两种类型的龙井（扁形）茶辉干机，亦被称作脱毫磨光机，与长板式龙井（扁形）茶炒制机配套使用。滚筒式机型结构似圆筒式茶叶炒干机，磨光脱毫性能较强，操作方便、功效高，生产中常用；往复槽式机型结构似多槽式龙井（扁形）茶炒制机，但一般仅有两槽，且槽形较深，紧条和脱毫性能较好，但因操作不便，故少用。

滚筒式龙井（扁形）茶辉干机作业时，投叶量要求较多，以不从筒口流出为宜，炉灶对筒体加热，加工叶投入滚筒，因为筒体前段内壁装有数片螺旋板，加工叶被推入筒体热区进行炒制，随着筒体转动，由于茶条自身相互间和茶条与筒壁之间的摩擦作用，表面茸毛和爆点被逐步脱除，使茶条紧结光滑、色泽绿翠、锋苗显露、光扁平直，同时蒸发水分，达到干燥要求。炒制完成，筒体固定安装机型靠筒体反转出叶，筒体铰接安装机型，则靠操作者在筒体前端稍用力下压，使筒体竖直而实现出叶（图8）。

长板式龙井（扁形）茶炒制机，结构简单，操作方便，炒制的扁形（龙井）茶外形扁平均匀，色泽绿翠，超过手工炒制水平，香气滋味也与手工炒制产品接近，并且工效高，使茶农从繁重的手工劳动中解放出来，以极快的速度在全国龙井（扁形）茶产区推广，应用于全国95%以上的龙井（扁形）茶的炒制。应该说该机的出现，是我国茶叶机械领域的另一项重大发明，其推广速度、使用范围和茶农的欢迎程度，为其他茶机所无可比拟，并且其加工对象为我国名优茶中声誉最高、名气最大，在国内外广受欢迎的龙井（扁形）茶，为茶机界引为骄傲。

此外，在总结龙井（扁形）茶炒制机的研制与发展过程时发现，在清末民国初年，龙井茶是选用锅口直径60 cm的烧饭锅进行炒制；而民国初年出现的龙井茶炒制抬灶，所使用的炒茶锅锅口直径也为60 cm；新中国成立后进行电炒锅、远红外炒茶锅、电磁内热炒茶锅开发，也是选用了锅口直径60 cm的炒茶锅；直至目前开发成功并普遍使用的龙井（扁形）茶炒制机，所使用的半圆锅的锅口直径还是60 cm；现长板式龙井（扁形）茶炒制机的型号较多，型号大小均由半圆锅的长度确定，而锅口直径一律为60 cm，包括连续化生产线上使用者也不例外。其原因除方便使用外，是否还和成茶品质有一定联系，尚不可知。

当然，世界上任何事物没有最好，只有更好。长板式龙井（扁形）茶炒制机也尚存部分不足，突出的表现为理条性能较弱，作业中稍有疏忽会造成部分茶条条形过宽，甚至稍有分叉，同时成品茶轻飘，冲泡时易漂浮在水面，需要进一步完善改进。

筒体固定安装式滚筒式辉干机筒体铰接安装式滚筒式辉干机

图8 龙井（扁形）茶辉干机

五、龙井（扁形）茶加工连续化生产线研制和应用

近几年，随着市场大众饮用的中档名优茶销量显著增加和国内各类资金向茶叶行业投入增长迅速，龙井（扁形）茶规模化加工需求迫切，茶机行业龙井（扁形）茶加工连续化生产线的研制提上日程。经过几年的研制开发，已在生产中投入使用。此类连续化生产线，均以已研制成功的长板式和多槽式龙井（扁形）茶炒制机为主机，配套加工叶输送、贮存、摊凉、称量、分配等辅助设备和单片机控制系统组成。作业过程中的投叶量、锅温、炒制时间、进叶与出叶等参数使用单片机进行编程控制，实现了从鲜叶投入到成茶加工完成的连续化作业，显著提高了生产率和节约了操作人工，产品质量稳定，清洁卫生。

现生产中使用的龙井（扁形）茶连续化生产线，机型较成熟、使用较多的有浙江杭州千岛湖丰凯实业有限公司和浙江新昌县恒峰科技开发有限公司研制开发的产品。浙江杭州千岛湖丰凯实业有限公司生产的龙井（扁形）茶连续化生产线有多种型号，其中干茶生产量为22 kg/h的6CCB-22型生产线（图9），系使用滚筒杀青机杀青，然后使用输送带式茶叶冷却机吹风冷却，再经过箱型链板式茶叶摊凉回潮机摊凉回潮，接着送上连续式茶叶理条机进行初步理条，理条叶同样通过箱型链板式茶叶摊凉回潮机摊凉回潮，然后送入连续式茶叶理条机进行再次理条，下机后的理条叶通过输送和分配装置被分别送上4台并联的四锅连续化龙井（扁形）茶炒制机，进行压扁磨光，完成龙井（扁形）茶毛茶的炒制。

浙江新昌县恒峰科技开发有限公司研制开发的干茶加工量为15 kg/h的6CCB-15型生产线，主机配备了自行开发的专用吊篮式鲜叶摊放机进行鲜叶摊放，然后使用长度为3 m的大型连续式茶叶杀青理条机进行鲜叶杀青理条，再送上5台6CCB-100型二锅连续式龙井（扁形）茶炒制机炒青锅，接着用4台6CCB-100型单锅自动式龙井（扁形）茶炒制机炒辉锅，最后采用6CH-20型自动进、出茶式辉锅机进行脱毫磨光。整条生产线沿着摊青、杀青理条、炒青锅、辉锅、脱毫磨光的工艺路线进行炒制。

丰凯公司和恒峰公司两家企业研制开发的龙井（扁形）茶连续化生产线，均以连续化扁形（龙井）茶炒制机为主机，采用杀青、理条、压扁、磨光工艺进行炒制，加工出的龙井（扁形）茶茶条光扁平直，锋苗显露，色泽黄嫩绿，产品风格近似于单机炒制，获得茶农和市场认可，已在生产中较快推广使用。

图9 千岛湖丰凯公司6CCB-22型龙井（扁形）茶生产线

六、龙井（扁形）茶炒制机械发展趋势

为更进一步促进“机器换人”，缓解茶叶生产用工紧缺，确保茶叶加工品质，龙井（扁形）茶炒制机械今后有以下发展趋势。

1.单机制茶原理攻关

由于多槽式和长板式龙井（扁形）茶炒制机及以其为主机的连续化生产线的应用，龙井（扁形）茶的炒制现已实现机械化，但炒制的茶叶产品与精细手工炒制产品相比，主要还存在茶叶身骨轻飘等不足。为此，应在主机性能上进行原理攻关，从而提高茶叶品质。

2.生产线的设备简化

目前龙井（扁形）茶加工连续化生产线使用的炒制机主机尚为断续作业，今后除要加强主机连续化机型研制外，应先设法减少生产线中现行的茶叶分配和投送设备，建议探讨引进目前快递包裹分拣投送的机器人设备。即在单片机控制下由小型机器人将定量加工叶定时送向需要投叶的炒制机。杭州千岛湖丰凯实业有限公司曾在6CCB-22型龙井（扁形）茶生产线上尝试应用，建议今后作出更深入的探讨和应用。

3.生产线的生产平衡和标准化

可以预见，今后龙井（扁形）茶加工机械发展的重点系连续化加工生产线的开发、完善和生产。为此业界将逐步强化龙井（扁形）茶产品的标准化意识，生产线的设计在保证茶叶产品的前提下，力保生产线的生产平衡，除主机按吞吐量合理配备外，应特别重视在生产线中充分设置贮茶斗等缓冲设备，使茶叶加工工艺流畅，做到茶叶不空档、不积压，并在此基础上实现生产线的逐步定型和实现标准化。