黃山毛峰茶的制作工藝參數研究論文
為評估黃山毛峰茶鮮葉原料質量，采用五分法取樣，以安徽省地方標準DB34/T871-2008《黃山毛峰茶清潔化加工技術規(guī)程》為依據。通過茶葉品質分級儀對同一批茶鮮葉原料進行分級，得到特級、一級、二級、三級等4個等級的茶鮮葉原料，分級結果見表1。從表1茶鮮葉組成看，不同等級鮮葉原料的組成差異明顯，得到的分級結果能夠反映茶鮮葉原料嫩度的差異性�！胺旨壐吨啤笔遣枞~加工的基本原則，加工工藝的選擇和參數的設置基于對原料等級的科學評價。黃山毛峰茶地方標準顯示，等級高的茶鮮葉原料，殺青時，投葉量較少；滾筒轉數較��；殺青時間較短；揉捻程度較輕或不揉捻；揉捻時間較短；烘干時，烘干機溫度控制也較低。綜上表明，生產實踐中，原料嫩度與加工中各工藝技術參數的控制存在顯著的相關性，根據加工經驗調整加工中各工藝技術參數與原料嫩度變化緊密相關。通過茶葉品質分級儀評價原料質量，劃分等級，在此基礎上確定相應加工工藝參數是完全可行的，這也是建立自動化加工控制系統(tǒng)的基礎工作。
不同等級黃山毛峰茶加工過程中在制品含水率測定結果如表2所示。黃山毛峰茶加工過程中含水率變化主要集中在貯青、殺青、揉捻（不加溫）、熱風解塊和干燥工序。表2結果顯示，鮮葉平均含水率在77%左右，隨采摘時間和天氣變化略有消長。開采初期，鮮葉嫩度好，等級高，莖梗比例小，含水率平均為76%左右；采摘后期，鮮葉嫩梢萌發(fā)快，莖梗比例大，含水率平均在77%以上。由于黃山毛峰茶對攤放過程要求不高，貯青過程時間短，鮮葉水分散失少，平均控制在0.5%以下。殺青葉含水率大致在63%~66%之間，隨采摘嫩度下降逐漸增高，遵循了“嫩葉老殺、老葉嫩殺”的原則。殺青作業(yè)是綠茶加工的關鍵工序[5-9]，殺青不足則葉子有青草氣、水悶氣、易紅變。殺青過度則葉子變黃、焦邊甚至產生煙味，控制好殺青葉含水率對茶葉品質影響巨大。隨采摘嫩度的降低，鮮葉莖葉相對粗大，經揉捻、熱風解塊后失水量增加。解塊葉含水率呈降低趨勢，含水率變幅為47.60%~53.34%。初烘葉含水率大致在30.71%~37.36%之間，含水率變化與初烘時間、烘干機溫度密切相關。茶葉機械化生產各工藝流程在制茶葉因存在受熱不均和加工時間不一致等問題，很難保證連續(xù)加工過程中各工序含水率的均勻一致。在制茶葉經二烘得到干茶，其含水率控制在5%左右，以利于貯存。
殺青時間隨加工時日的延續(xù)，原料等級的降低，由2min延長至3min；理條時間在3.5min左右；揉捻時間隨采摘嫩度下降由14min增至22min；熱風解塊時間在3~4min左右，隨在制原料嫩度降低、揉捻時間延長、加壓程度的增大而增加；初烘時間大致為17min，二烘時間在20min左右。烘干工序耗時的變化由在制原料含水率決定，通過調控烘干機組的溫度來控制干茶含水率。完成整個工藝流程總耗時為1.5~2h，幼嫩原料用于加工直條形特級黃山毛峰，鮮葉經殺青—理條—初烘—二烘等工藝加工成干茶，總耗時為1.5h；后期成熟度稍高的原料經殺青—揉捻—解塊—初烘—二烘等工藝加工成一至三級黃山毛峰，耗時平均在2h左右。為實現黃山毛峰茶連續(xù)化生產線關鍵工序在制品葉溫的實時監(jiān)測，本文采用高溫數據采集儀在線檢測在制品經殺青、烘干過程中葉溫變化情況，不同等級的黃山毛峰茶經殺青、烘干過程葉溫變化與最高值測定結果見圖3和表4。圖3和表4結果顯示，殺青時葉溫最高值隨鮮葉等級的降低，殺青時間的延長呈升高趨勢。殺青過程中，不同等級在制品葉溫最高值為62~73℃。初期原料嫩度高，投葉量小，殺青時間短，葉溫上升較慢；隨著原料日趨成熟，等級下降，將殺青機筒口封閉以增加筒內熱量，使莖梗較大的原料殺勻殺透，利于葉溫較快地升高；初烘工藝中，不同等級的葉溫最高值變化不大，大致在83~86℃之間。隨著鮮葉等級下降，莖梗比例增大，含水率增加，在制品失水較慢，葉溫有波動性降低的趨勢。二烘過程中，葉溫變化幅度較小，最高溫度隨鮮葉等級降低而略有下降。將2次烘干相比較，二烘葉溫最高值總體上低于初烘葉溫10℃左右，這是因為二烘工序除降低在制品水分外，還具有提香的作用。通常，提香過程選用文火緩慢烘干，以使茶香逐漸顯露。
為了獲得不同等級黃山毛峰茶加工合理的工藝參數，根據安徽省地方標準DB34/T871-2008《黃山毛峰茶清潔化加工技術規(guī)程》和加工過程各工藝在制品含水率、葉溫、加工耗時的實際檢測結果，對黃山毛峰茶連續(xù)化生產線各工序加工工藝參數進行合理的調整與優(yōu)化。在殺青機滾筒溫度（260℃）、總電流（180A）恒定的情況下，通過調整殺青機喂料機皮帶秤流量、殺青機滾筒電流輸出值和滾筒轉速等參數來控制殺青時間、在制品含水率和葉溫變化，不同等級茶鮮葉原料殺青過程技術參數調控結果見表5。表5結果表明，根據實際加工中在制品含水率、葉溫及加工耗時可以用于反饋加工技術參數的設置。殺青過程中，應用高溫數據采集儀檢測的殺青葉溫與實際葉溫（70~80℃）雖然存在一定差異，但相差不大。這與殺青時間、原料嫩度緊密相關。烘干過程中，初烘、二烘溫控設定分別為85℃、75℃，與高溫數據采集儀得到的葉溫檢測結果大致相同。這表明高溫數據采集儀能夠有效地應用于黃山毛峰茶連續(xù)化生產線葉溫的在線監(jiān)測。
對原料等級的快速準確評價是選擇加工工藝、設置加工參數和實現“分級付制”的前提。當前，國內外對茶鮮葉質量的評價仍依賴專業(yè)人員的感官審評，即通過專業(yè)人員的視覺、嗅覺、觸覺，結合專業(yè)知識和經驗對茶鮮葉質量進行評定。近紅外茶鮮葉質量評價設備[10]的研制為快速準確確定原料等級及實現標準化加工提供了可能。目前，茶葉加工過程中加熱及測溫的方法[11-12]主要是通過紅外測溫單元來實現對滾筒筒壁溫度的適時測量，繼而通過控制滾筒內的發(fā)熱量來調節(jié)茶葉的殺青程度。由于溫度的改變是逐次增加或遞減的，存在明顯的時滯特性，當滾筒筒壁溫度達到要求且傳感器再次發(fā)出指令時，其滾筒內溫度實際上仍然在遞增或遞減，從而導致實際工作溫度與理論工作溫度間存在很大誤差，致使?jié)L筒溫度無法精確控制，難以保證殺青質量。如何實時測定加工過程中在制品的真實溫度一直是困擾茶葉加工技術研究的難題。高溫數據采集儀的應用為實時在線檢測加工過程中在制品溫度的變化提供了新方法。
同樣，茶葉加工過程中由于缺乏有效的在制品水分快速檢測技術，茶葉自動化加工控制系統(tǒng)無法完成，制約了我國茶葉加工技術和裝備水平的'快速提升。茶葉加工是一個熱物理化學過程，伴隨著加熱溫度的變化，在制茶葉的水分含量不斷減少，從含水率77%的鮮葉原料變成含水率5%的干茶，從最初的原料貯存、殺青、揉捻、做形，到最終的干燥提香和包裝貯藏，水分的實時在線檢測都是控制茶葉加工工藝參數的基礎，也是構建茶葉自動化加工控制系統(tǒng)的核心技術。由于影響因素復雜，常規(guī)水分檢測方法難以實現在線快速測量和數據傳輸。目前對茶葉水分測試的方法除直接稱重法外，多依賴于進口設備，測量原理包括電阻式、電容式、微波式、中子源法等。其中實驗室測試儀器及便攜式測試儀器占較大比例，包括袖珍式水分快速測定儀、微波式水分測定儀等，在線測試儀器極少且價格昂貴，國內至今還沒有一種應用在茶葉加工過程自動控制的水分檢測設備和系統(tǒng)。
原料等級、在制品含水率、葉溫及加工時間的檢測是選擇加工工藝和設置加工參數的基礎。在此基礎上研制茶葉加工機械對在制品等級、含水率、葉溫、重量和傳送速度的在線監(jiān)測控制系統(tǒng)，預設了專家數據庫，才能建立以PLC快速反饋調控替代傳統(tǒng)經驗判斷的茶葉自動化加工控制系統(tǒng)。（本文作者：任廣鑫、寧井銘、吳衛(wèi)國、王勝鵬、王曼、張正竹 單位：國家茶葉加工技術研發(fā)分中心）
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