我国茶产业发展新常态下的茶叶机械

权启爱（中国农业科学院茶叶研究所，浙江杭州　310008）



我国茶产业发展新常态下的茶叶机械

权启爱
（中国农业科学院茶叶研究所，浙江杭州310008）

摘要：我国茶产业面临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新要求。近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，以及茶园作业设备，特别是采茶机械化，取得相当进展。

关键词：新常态；茶叶；机械

中国茶叶加工2016（1）：5-8

专家简介：权启爱（1940-），男，中国农业科学院茶叶研究所研究员，享受国务院特殊津贴，从事茶叶机械和茶叶加工技术研究50余年。

伴随着社会经济的快速发展，我国茶产业显现出产品结构调整和“机器换人”的新常态，推动了茶叶加工和茶园作业机械化的发展。

1　茶产业发展的新常态，对茶机研发提出了新要求

30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，在茶产业发展的新常态下，对茶叶机械研发提出了新要求。

1.1茶叶机械产品结构与茶类结构转变相适应

前30年，我国的茶叶经济可以说是名优茶经济为主，以小规模生产、各生产企业以追求产品个性特征为特点，茶叶愈做愈嫩，包装愈来愈豪华，高档产品销售愈来愈天价。而针对名优茶产业的发展，茶叶机械开发则集中在小型、单台、断续作业、一家一户使用为主［1-3］。

中央反腐倡廉政策推行，高档名优茶销售受阻，卖价下跌，并出现结构性积压，而大众消费的名优茶或称优质茶量增价升，生产企业开始注重产品共性，加强规模化加工，茶叶机械的研发从小型名优茶机械向规模化生产大众消费优质茶生产相适应的机械类型发展。

1.2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

随着市场经济形势发展，人们消费理念逐步成熟，规模化生产、产品批量大，质量稳定、有茶味、香气好、性价比高，特别是绿茶不苦涩、老百姓爱喝爱买的茶就是好茶的共识已基本形成。这就要求茶叶机械开发应以各类型茶叶产品的统一标准为前提，按照食品加工规范进行设计，逐步统一和完善机器、生产线的形式与结构，分类定型并形成系列，为新形势下的茶产业提供机械化、自动化程度高，茶叶加工性能良好、茶叶品质稳定的茶叶机械。

1.3劳力缺乏，迫切要求“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%，逾2亿。劳动力缺乏和成本高，已是茶产业发展最大瓶颈。为此，目前摆在茶机界的重要任务是实现“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。而且当前茶园耕作机械缺乏，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，因此要加快开展茶园作业机械设备的研制。

2　新常态下茶叶机械的发展

为适应茶产业发展的新常态，近几年，茶叶加工和茶园作业机械化的研制开发，已取得显著进展。

2.1茶机制茶效率显著提高，连续作业性能增强

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，茶机行业把提高单机生产率作为技术研发的重点之一。如对性能和结构均已基本完善和成熟的长板式扁形茶炒制机增加炒茶锅长度，并在单锅机基础上开发出两锅、三锅、四锅机机型，并装置自控系统，对炒茶过程实现自控，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。一些企业在50型曲毫形茶炒制机基础上，开发出锅径60 cm机型，生产率提高3～4倍，成圆性能显著提高。同时，还开发长度超过3 m和5 m的大型连续理条机，并使用电、微波和远红外综合能源，长度超过5 m机型，杀青、理条台时产量达200 kg/h以上，实现了作业连续，理条效果良好，受到一些生产企业的欢迎。

此外，茶机企业为保证各类茶叶加工连续化生产线的科学配备，先后研制成功大型鲜叶摊放、萎凋、发酵、炒干等设备，作为连续化生产线的主机应用，具有自控连续作业功能，均为可实现规模化生产的高生产效率机型。

计算机技术在茶叶加工中得到了广泛的应用。当前，单片机、可编程逻辑控制器（PLC）和各种测温、湿、压、水分等元件的应用，使单机和生产线的时间、温度、湿度、流量、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［3］，加速了茶叶加工的连续化、自动化进程。

近几年茶机企业在原间断作业的茶叶理条机和扁形茶炒制机上，研发配备了自动定时、定量投叶、出叶和温控等装置，进而创造出具有自动控制功能的茶叶理条机和扁形茶炒制机，投叶，杀青、理条、压扁、出叶等连续完成，减少了劳动力，减轻了劳动强度，不仅可单机使用，并且可作为连续化生产线的主机应用。

2.2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，除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，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，应用高科技高速拍摄技术，对60、90、120条等通道上顺序通过的茶条实施拍照，依据叶和梗的色泽差异特点，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。同时，茶机新产品使茶叶加工更清洁、更卫生，目前在茶机制造中，不用有碍人体健康原材料，接触茶叶的零部件不涂漆，机器运行中润滑油不得滴漏污染茶叶等，重视车间通风、茶叶加工除尘，生产线实现茶叶加工不落地，安装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。

2.3新能源不断应用于茶机

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［3］，多年来尽管对燃煤除尘做了大量的研究，但烟尘污染仍难避免。为此，通过研究，电、液化石油气、天然气、微波、远红外、生物质燃料等清洁性燃料相继应用到茶叶加工中，使用方便。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、森林枝条甚至稻草、麦秆、稻壳、花生壳、玉米芯等加工而成的生物质颗粒燃料，低位发热值达（15.0～19.2 kJ）/kg（折合3.6～4.6大卡），近似于标准煤，有效挥发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，与燃媒灰分20%～30%相比，污染显著减少。并且生物质燃料燃烧器的火力集中，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60 kW左右，10 m2烘干机用电装机容量需70 kW以上，机型再大，应需装机容量过大，已很难用电。而采用生物质燃烧炉，60型滚筒杀青机或10 m2烘干机选用一台41.8 kJ/kg（折合10大卡）生物质燃烧炉，小时耗燃料20 kg，成本与燃煤接近，为燃煤气或电的50%左右，而且清洁卫生。

2.4茶叶机械研发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3000条以上，运行在各茶区茶叶加工企业中，承担着茶叶总产量约1/3的加工任务。今后，茶机企业将依照各类茶叶标准逐步统一和扩大生产规模，强化生产线的标准化水平，逐步改善和提高作业性能，降低成本和销售价格，开发出更多更好的连续化、自动化生产线，服务于茶产业。

2.5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、安徽生产的色差拣梗机和茶叶包装机械、陕西生产的袋泡茶包装机、江苏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，如浙江衢州红五环集团、湖南湘丰茶叶机械有限公司、贵州赐力茶叶机械公司等企业为茶机研发和生产增添了活力。浙江衢州红五环集团为产值超20亿的矿山机械集团，组建了浙江红五环制茶装备股份有限公司，集团拥有500人以上机械研制和设计队伍，在较短的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。湖南湘丰茶叶机械有限公司开发的红绿茶和香茶等自动化生产线，已在茶区获得较普遍应用。贵州赐力茶叶机械公司的建立实现了茶叶加工机械的本地化生产，填补了贵州省茶叶生产机械制造的空白，该公司研发生产的绿（红）茶全自动生产线成套装备，其主要性能指标和茶叶加工品质获得用户高度评价和肯定。据统计，2013年我国茶叶加工机械保有量为127.23万台（套）［4］，其中浙江32.62万台（套）［5］。可以这样认为，我国的茶叶加工机械化已基本实现，如前所述，正在向着更为先进的连续化、自动化方向迈进。

2.6茶园机械化发展成果显著

我国从20世纪50年代开始研制采茶机，80年代曾研制出多种单人、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据。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，仅有少数企业开始双人采茶机型的试生产。据统计，2013年全国采茶机保有量8.00万台、茶树修剪机30.86万台［6］，茶树修剪已普遍使用机器。使用机器采摘鲜叶用于加工黑茶、乌龙茶、大宗绿茶（如珠茶）等也已相当普遍。

在国家茶产业技术体系组织下，农业部南京农业机械化所在茶园作业机械研发领域成果显著［4-9］。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，到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，类型包括高地隙跨行自走式茶园多功能管理机、3WG系列手扶多功能茶园管理机、乘坐式金马3SL-15（18）型茶园拖拉机等，其近年开发的跨行手扶自走式智能采茶机、4CZ-12型智能采茶机器人等采茶机械也取得突破性进展。新昌县捷马机械有限公司研发出一种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，并投入应用。同时，我国小型手扶拖拉机（微耕机）快速发展，并普遍用于茶园中耕除草等作业［7］。

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》将机械、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和特殊的双层筛，提高了机采叶分级效果。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1.5～3.0 m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、无性良种机采茶园内，使茶芽适当养大至6 cm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。

3　茶产业和茶叶机械发展趋势

3.1加快开发融合新技术的优质单机

新常态下，茶叶产品结构转变不可逆转，虽然高档极品名优茶会作为国粹，仍会占据一定的消费市场，但市场消费的主体将从追求高档礼品茶向着以大众消费优质茶（中档名优茶）方向转变。茶叶机械发展将更为重视应适应茶业新常态的发展，将更多的诸如冷冻、膨化、热管、自动化控制和新型制茶原理等新技术应用于茶机领域，开发出更多茶叶加工单机，提升茶叶加工生产率，提高茶叶加工品质，使单机进一步符合自动控制、连续化作业和茶叶加工高品质要求，以方便茶农使用、节约人工，实现“机器换人”，并为连续化自动化生产线的研制和生产奠定基础。

3.2重点研制各茶类的连续化自动生产线

连续化、自动化茶叶加工生产线是当前茶叶机械研制和发展的重点，今后所有连续化、自动化生产线，同样将会更加重视和追求茶叶品质，加工的茶叶产品应符合各类茶叶产品的标准要求。降低造价，满足茶叶生产需求。

3.3加强研究新型适用的采茶机械

茶界和茶机界将大力协同，开展对茶芽具有选择性能采茶机的研究，但就难度而言，选择性采茶机在生产中应用近期将很难实现。为此，业界还将在目前推广的切割式原理采茶机基础上，重视茶叶产品结构改革，支持和加强国产机型的研发和推广，实现机械、农艺和茶叶加工技术融合，领导重视，部门协同，上下一致努力，争取尽快取得成效。

参考文献：

［1］权启爱.茶叶加工技术与设备［M］.杭州：浙江摄影出版社，2005.

［2］陈宗懋，杨亚军.中国茶经［M］.上海：上海文化出版社，2011.

［3］江用文.中国茶产品加工［M］.上海：上海科学技术出版社，2011.

［4］中国中国农产品加工工业年鉴［M］.北京：中国农业出版社，2014.

［5］浙江省茶叶产业协会. 2014年度浙江茶产业发展报告［J］.中国茶叶，2015，37（5）：6-7.

［6］肖宏儒，权启爱.茶园作业机械化技术及装备研究［M］.北京：中国农业科学技术出版社，2012.

［7］韩余，肖宏儒，秦广明，等.我国茶园机械研究新动态［J］.中国农机化学报，2013，34（3）：13-16.

［8］中国农业机械工业年鉴［M］.北京：机械工业出版社，2014.

［9］肖宏儒，韩余，宋志禹，等. 2014年茶园作业机械化技术发展研究进展［J］.食品安全检测学报，2015，6（4）：1182-1186.

Development of Tea Machinery under New Normal of Chinese Tea Industry

QUAN Qi-ai
（Tea Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences，Hangzhou 310008，China）

Abstract:China's tea industry is facing the new normal of product structure adjustment and implementation of the machine substitutions. New requirements were put forward to the research and development of tea machinery. Recently，under the collaboration of tea machine and tea industry，technology integration of machinery，agriculture and tea making，and applications of new technologies and new energy，tea and continuous，automated production line suitable for the large -scale production were developed，and tea plantation especially on tea mechanization，obtaining considerable progress.

Key words:New normal；Tea；Machinery

中图分类号：S233.75；S571.1

文献标识码：A

文章编号：2095-0306（2016）01-0005-04

收稿日期：2015-12-23