茶叶色选机的技术创新和发展趋势——以梅州市为例

谢鹏安

（梅州市农业机械推广站，广东 梅州 514071）

茶叶是我国最普遍、最基本的饮料，深受广大人们的喜爱，市场需求量极大。部分茶叶可能由于管理不善、筛选不干净，影响茶叶的质量，并进而影响茶叶的价格。茶叶色选机将CCD光学传感器、机械、计算机辅助控制技术等融合在一起，对茶叶品质好坏进行评估和分级，是保证茶叶品质合格的重要设备，属于茶叶加工领域的高端设备。然而，当前茶叶色选机的制造水平仍然较低，生产企业缺少良好持续的研发能力，导致茶叶色选机的应用难以满足茶叶品质筛选需求多样化，需要进一步研发创新技术，才能够充分发挥茶叶色选机的作用。

1 梅州地区茶叶行业发展情况

梅州地区是我国茶叶生产和种植的重要区域。夏日长、冬日短、气温高、光照充足、雨水丰盈且集中的气候特征，符合茶叶的生长需求。据统计，截至2020年，梅州地区茶叶种植面积约30万亩，超过广东省茶叶种植面积的四分之一，年产量约2.09万吨，有丰顺县、五华县、梅江区、大埔县4个茶叶省级现代农业产业园。与广东省内其他主产区相比，梅州绿茶、红茶、乌龙茶、白茶、黑茶、黄茶六大茶类齐全，呈现以客家绿茶和乌龙茶为主、其他茶类共同发展的格局，产品多元；产量、面积、品种和茶叶产业园均居广东省首位。梅州地区目前已经形成独具特色的茶文化以及茶品牌，有效推动了嘉应茶产业发展的蓬勃态势，成为乡村振兴产业抓手之一。梅州地区越来越多的茶企通过了有机产品认证、无公害产品认证以及绿色食品认证，生产加工的茶叶品质也在不断提高，适应了市场对高品质茶叶日益提高的需要。

2 茶叶色选机在茶叶加工过程中的优势

2.1 提高茶叶分选效率和品质

茶叶分选工作是茶叶加工中的重要环节，传统模式是靠人工精选，不仅效率低，同时还会造成一定的茶叶浪费，影响效益，不利于行业的可持续发展。高科技的发展，机械设备代替人工操作，代替人工对茶叶完成分选，减少了茶叶分选过程中的成本投入，同时还可以保障分选工作的效率以及质量，对茶叶产业发展有着积极的影响[1]。茶叶色选机是利用茶叶中茶梗、黄片以及正品之间存在的颜色差异进行工作的设备，保证茶叶的完整性与选净率，将茶叶中的黄叶、茶梗等杂质筛选出去，达到提升茶叶品质的效果。

2.2 操作简单方便，提高工作效率

茶叶色选机的电脑控制系统、参数写入触摸屏等比较先进，操作也非常简单，一般工人经短时培训即可熟练掌握。茶叶色选机采用了计算机辅助控制技术和现代CCD技术，通过计算机进行的个体色泽甄别和高速摄像，对微小的颜色差异，色选机都具有十分敏感的分辨能力，单台设备的茶叶处理能力可以超过数百名手工拣梗工人，能大大加快生产进度，增加产能，减轻工人的劳动强度。

2.3 增加茶企的效益

茶叶色选机使茶叶的分选效率上大大上升，同时还可以确保经过分选的茶叶在质量上的稳定性和在口感上的一致性，达到预期的分选要求。色选机的剔除能力随意可调，可通过计算机软件调整控制，全新智能彩色色选技术与形选技术相结合，精确剔除与正茶异色的茶梗等杂物，茶叶不经人手接触，获得理想的茶梗分离效果，确保质量，实现清洁化、规范化加工，既保证产品的净度，又确保企业的效益。替代手工可减少人工费用支出，缓解招工难，降低企业生产成本。

为了能够更好地发挥茶叶色选机的优势，提高茶叶企业的经济效益，需要不断对茶叶色选机进行技术创新和改进，保证茶叶的完整性与选净率，使茶叶色选机的工艺性能更好。

3 茶叶色选机技术创新手段

6CSX-1440茶叶色选机是一种较为常见的多层色选机类型，目前已经使用了较多的创新技术，使用效果明显提升，有效解决了机构变形问题。下文将以这种茶叶色选机为例，分析其技术创新手段的具体应用。

3.1 转变设计初衷

6CSX-1440茶叶色选机设计初衷有所改变，主要是避免在茶叶在分选时由于多次提料而出现破碎的问题，保证茶叶的完整性。茶叶分选时如果中间料回收的次数过多，会对中间层带出实施反选回原料操作，在中间反选环节主要是选择异色，此时带出比会有所上升，上升幅度为40%，同时还能明显检查中间料需要受到次数。实验证明，6CSX-1440茶叶色选机能够缩短设备的操作周期，避免茶叶破碎，并且还可以适用于多种不同的茶叶类型。

3.2 使用纵向交互式结果和双面叠层设计

6CSX-1440茶叶色选机所使用的结构方式为纵向交互式，每一层都能够设置不同的标准，提高了工艺流程组合的灵活性。当原料茶通过提升机进入到6CSX-1440茶叶色选机上方的抖动分料斗之后会被分成若干份并将其推送到溜槽滑道。在第一层的分选过程中会剔除原料茶中存在的杆类物质，剩下的其他物料会在前侧中层和前侧下层接受再次的分选，前侧中层可以分离原料茶叶片，前侧下层可以分离芽。杆类物料会在后侧中层和后侧下层接受分选，能够将杆类物料中能够使用的物料以及杆进行有效分离，从而提高茶叶色选机的带出比。通过双面叠层设计可以在保证茶叶色选机基本功能的基础上满足对形状、等级存在差异的茶叶实施有效分选的需求[2]。

3.3 使用3+2双V结构设计

6CSX-1440茶叶色选机的结构设计属于3+2双V式，可以突破两层色选机应用过程中存在的问题，可以避免重复筛选物料的问题，提高筛选效率以及多级筛选精准性，保证茶叶筛选的精细水平。6CSX-1440茶叶色选机属于多层色选机，构成部件包括筛选部件、进料部件、存储部件以及主机架等，将进料部件和筛选部件以焊接的方式固定到6CSX-1440茶叶色选机的主机架上方，可以方便进料提料的进行，使得进入的物料呈现为平铺的散开状态。存储部件由第一和第二两个部件构成，筛选部件和存储部件之间使用活动管道进行连接，管道的数量为3个。6CSX-1440茶叶色选机中的筛选部件一共为6个，能够对原料茶实施更加精准细致的筛选，在其顶部增加支脚可以提高设备应用的稳定性和灵活性，存储部件和活动管的连接可以提高筛选物料运输的便利性。

3.4 使用中部分选箱和分选箱安装机构

6CSX-1440茶叶色选机对分选箱的安装进行了再一次设计，对中部分选箱和分选箱的安装模式实施了合理的创新调整，解决了三层茶叶色选机在分拣机构和安装方面的问题。在设计调整后在设备内部的色选摄像头不会被光学所干扰，保证了最终成像的稳定性。主机架结合的调整可以保证分拣机箱具备稳定性和准确性，防止了机架出现变形的问题，从而规避了因为机架变形降低色选精准度的现象出现。

3.5 调整茶叶色选机分料系统

6CSX-1440茶叶色选机相比传统的茶叶色选机分料系统设计较为合理，有效提升了分料的效率和质量。6CSX-1440茶叶色选机中的分料系统包括多个组成部分，主要包括分选箱、各个出口、吹嘴以及滑道等，其中出口包括成品、次品以及漏料的出口。色选机分选箱和水平面之间有一定的倾斜度，为30°，与滑道水平面之间拥有60°夹角，同时滑道中的一部分处于分选箱的内部。在6CSX-1440茶叶色选机滑道的下方拥有喷嘴装置，这一装置和分选箱之间呈现为平行状态，和次品出口处于相对状态。在分选箱的下部设置次品、成品以及漏料出口，设计原则为由高到低。

4 茶叶色选机未来发展方向

当前市场上茶叶需求结构出现了较大的变化，我国实施乡村振兴后茶产业发展速度极快，各地的名优茶开始出现，产品结构出现了本质上的改变。大宗茶原本在茶叶市场中拥有95%的占有率，在市场中占有绝对的主导地位，自从茶叶需求结构变化后名优茶的市场占比开始增加，大宗茶占比已经下降到60%左右，这也使得市场上的茶叶供求关系出现了变化[3]。为了适应茶叶市场的变化，在发展茶叶色选机时也需要结合名优茶的要求进行技术创新。茶叶色选机会受到多种不同因素的影响，虽然在行业内部提出8成以上的茶叶都可以利用茶叶色选机进行分选，但是一款机器不能兼顾到所有的茶叶品种。因此，为了保证茶叶色选机的检测效率，需要使用高密度现场可编程芯片实施信号处理，具有良好的实时性，可以对微弱的色差实施精准分辨，并且可以按照不同茶叶的品种以及选净精度要求对查验区域的大小情况进行调整。因此，多层设计将成为茶叶色选机未来的主要发展趋势，是当前国际主流设备结构形式，可以完成任意组合，如色选、形选、色选+形选，提高检测的灵活度。喷阀设计也是茶叶色选机的常用设计模式，能够有效提升喷阀的使用效率，延长使用时间，保证该装置的稳定性。为了能够使得茶叶色选机的操作更加简单，应当加入触摸式的显示屏，通过触摸屏幕即可对茶叶色选机进行操控，提升设备使用的人性化水平，满足不同使用环境、不同人群、不同茶区以及不同茶叶的多样化需求[4]。

5 结束语

随着科学技术的不断提高，茶叶色选机的作用和使用价值还会提高，为茶叶相关行业的发展提供了重要的动力。为了能够满足行业的快速发展需求以及市场上茶叶产量需求，应当对茶叶色选机实施技术创新，转变设计初衷、设备结构、系统组成等，以此来提高茶叶色选机的应用效率。我国茶叶市场已经随着经济发展情况的改变出现了较大的变化，茶叶需求结构和以往存在较大差异，因此相关科研人员需要结合具体的名优茶对茶叶色选机实施技术创新。