一种新型万吨黑茶压制生产线的研发

六大茶系之一的黑茶是中国特有的茶类，历史悠久。近年来，黑茶的保健功效不断被发掘，其独特的助消化、降脂、减肥、预防心血管疾病等功效逐渐进入人们的视线，从传统的边销转向内陆市场，逐渐受到重视和追捧。

目前，我国的茶业加工水平主要集中在手工制作和半机械化单机操作这两个层次。传统手工制作主要针对手筑茯砖茶，利用一套手筑茯砖模具来纯手工压制茶砖，产量低，成本高，难以形成规模化和标准化生产。半机械单机操作是我国目前主要的制茶方式，利用特定设备，完成独立工艺功能。相较手工制作，半机械单机操作的效率明显提高，人力成本较低，但由于工序间缺乏有效衔接，成品茶品质一般，经济效益低，尚未实现产品的多样化加工和集成化生产。

近几年我国茶机行业发展乐观，在优质名茶领域开发出了定制的流水线，但总体上距自动化、智能化、标准化、大规模的生产要求还存在一定的差距。随着生活水平的提高，人们对茶叶品质的要求不断提升，因此当前科技兴茶的呼声越来越高，茶叶机械的科研步伐也不断加快，出现了越来越多填补空白的产品，如汽蒸杀青机、高温热风杀青机等。从宏观来看，茶叶机械的单机技术不断发展，逐渐呈现出功能模块化、型号标准化的发展趋势，但由于当前条件的限制，茶叶加工还不能完全实行清洁化、连续化流水线生产。因此，茶叶机械必须从单机离散功能设计向整线集成设计理念发展，以清洁化、标准化、流水线式的发展模式来支撑不同产能需求的生产线优化配置。

本文研发的一种茶砖智能压制生产线（如图1、图2所示），包括推进系统、解锁系统、退砖系统、模具、主压机、锁紧系统、减速装置和推砖系统等，主要工艺流程为：固定模具→推动模具→解锁→上砖→推砖→锁紧→压制→输送。该生产线通过自动直线凉置弯机带动模具做循环运动，冷却模具内的茶砖，从而实现一条在生产线上同时生产两种规格的茶砖。相比采用手工或半机械化单机生产的方式，本项目采用的全自动化生产线操作方便，生产效率高，能够有效节省人工成本。

1-机架;2-推进装置;3-模具;4-解锁装置;5-保险装置;6-上砖装置;7-推砖装置;8-锁紧装置;9-下压装置;10-输送机。

一、智能压制生产线技术关键

1.一模两用专用模具设计。模具为全不锈钢制作，精度误差为±0.2mm。新开发的模具为一模两用800g与400g，800g为单片（一模一片），模具中间加可拆卸隔板，可生产两片400g茶砖（一模两片）。

主要技术参数：（1）800g一模一片，400g一模两片;（2）材料符合食品级要求;（3）模具精度±0.2mm;（4）散热效果比之前提升40%。

2.清洁型自适应式凉置方式设计。新设备的凉置方式是利用皮带输送机将模具输送做循环运动，实现自动化，输送速度可以根据产能大小来自动调节。

主要技术参数：（1）输送调节速度为2-10m/min;（2）输送机的皮带为PU食用级。

3.高速自动称量技术。新设备为自动式称机，利用电机控制螺杆螺旋输送茶叶，通过重量传感器控制电机运作，达到设定的重量后停止输送，实现称量的全自动控制，计量准确，速度快。

主要技术参数：（1）速度≥9片/分钟;（2）误差±4g。

4.高频、精准压制技术。压茶砖设备动力由液压站提供，液压站驱动油缸，实现挤压动作。油缸空行程动作时由充液阀快速供油，提高压制速度。油缸的挤压压力可以通过调节液压站上的减压阀实现，以满足不同规格产品的需求，压机的精准定位通过两个光电感应开关检测实现。

主要技術参数：（1）速度≥21次/分钟;（2）压力可调节18-25MPa（50t-70t）;（3）定位精确±1mm。

5.自动蒸茶技术。生产线配置的自动转盘蒸茶机，通过电机带动4个蒸桶做循环运动，一次只动作一个蒸桶的位置。蒸茶位为两个，一个是出料口，一个是进料口。蒸茶桶为食品级材质，蒸汽压力和温度通过气动薄膜阀控制，通蒸汽时间通过电脑预先设定，保证产品的稳定性和品质。

主要技术参数：（1）蒸茶桶为食品级材质;（2）蒸茶时间≥10次/分钟。

6.电脑智能控制技术。生产线通过微电脑对所有设备进行集成控制，根据客户的工艺要求进行编程，所有工艺参数可在触摸屏上进行修改和显示。整个工艺流程通过传感器进行监控，出现故障时可以在触摸屏上显示并进行声光报警。整条生产线只需要4-5个人在关键工序上进行监控，劳动强度低，设备安全性高，事故率低，实现自动化、智能化生产。

主要技术参数：（1）整条设备的班产量≥7000片;（2）整条设备需要人工4-5人。

二、智能压制生产线系统优势

1.传统工艺与现代化生产技术接轨。本文研发出能与传统工艺相结合的现代化茶叶生产线，其生产工艺通过微电脑控制程序实现，只需修改工艺参数即可满足不同茶厂的生产工艺要求，硬件设备的通用性比较强。

2.茶砖模具结构创新。茶砖模具全部采用食品级材质，保证产品的清洁化和卫生要求。同时采用一模两用的模具结构，同一种模具可以满足不同产品的要求，实现一模多用，节约了模具成本。

3.产品设计观念创新。产品设计改变传动茶叶机械设计观念，按照现代化工业生产要求，与原材料接触的材料全部采用食品级材质，关键零部件加工采用高精度数控机床，保证产品的精度和稳定性。

本文在深入研究黑茶的特点和各个厂家的制作工艺后，研发出能与传统工艺相结合的现代化茶叶生产线，该生产线的生产工艺通过微电脑控制程序实现，只需修改工艺参数即可满足不同茶厂的生产工艺要求，硬件设备的通用性比较强。不仅解决了黑茶生产的现代化问题，实现了黑茶的清洁化、智能化生产，节省了大量的劳动力，降低了生产成本，提高了生产效率，同时也解决了不同茶叶厂家的个性问题，保持了各个茶厂的生产工艺和各自的特色。

基金项目：湖南省科技计划项目（省科技厅企业科技特派专家项目S2017GXTPQY0014）。

作者简介：詹慧文，男，高级工程师，研究方向为食品科学与工程。