试论机电自动化技术在茶叶生产中的应用

　　“饮茶文化”是中国传统文化的重要象征。近些年，茶叶产品不断开拓市场。机电自动化技术应用在茶叶生产领域，可以大大提高茶叶的产量。因此，下面文章就主要讨论了机电自动化的技术原理，以茶叶生产过程分析为例，探讨了茶叶生产的流程，并建立茶叶生产环节的机电自动化系统，希望能够提高茶叶生产的智能化水平。

　　关键词：机电自动化,茶叶生产,生产环节,智能化

　　茶叶是中国特色饮品之一。古往今来，中国人爱喝茶、更爱品茶，对茶叶的质量也有着极高的要求。随着对外贸易的发展，茶的出口额也逐年上涨，茶叶生产的数量、规模也在不断扩大。另外，机电自动化技术逐步引入农业生产，在节省人力资源、提高生产效率等方面具有一定优势。因此，科学家们提出了“以机械化代替人力劳动”。除此之外，把机电自动化技术应用于茶叶生产是大势所趋。

　　研究发现，上世纪 60 年代开始，我国茶叶就开始尝试机械化生产。经过 50 余年的发展历程，机械化在改善茶叶生产方面具有一定经验，但是仍存在一些问题。另外，如何在茶叶生产领域结合机电自动化技术，成为当下重要的研究内容，目的是促进茶叶产业化长足发展。

　　1 机电自动化技术概括

　　1.1机电自动化技术

　　目前，机电自动化技术应用广泛。比如，机械制造行业、煤炭开采行业、水力发电行业等等，尤其是重工业、电力行业，在茶叶行业应用较少。机电自动化技术主要依赖于计算机、电子信息、光学、微电子、感应技术等。科技辅助从而实现生产自动化、智能化的技术发展产物。

　　机电自动化程序设计，主要是撰写流程代码和逻辑语言，并根据实践的生产流程作出适当调整。另外，机电自动化的难点是对数字信息的处理。

　　1.2机电自动化技术优势

　　第一，机电自动化技术的自动、智能化。机电自动化的产生是为了取代人力劳动，因此融入了电子科技，使机械设备能够按照实现设定的编程代码，完成机械操作;第二，机电自动化技术的精确性优势。预先设定的编程代码能够使得机器设备，按照代码要求分毫不差的完成固定操作，高效率完成工作，而且产品质量有保证，减少产品在操作过程中失误率。

　　第三，机电自动化技术的绿色环保的优势。机械自动化技术的应用能够在产品生产系统中，将生产环节中产生的废品、废气科学回收，从而减少排放，对生态环境的改善具有重要作用;第四，机电自动化技术的安全性优势。大规模的生产中可能对工作人员造成一定人身伤害，以机械取代人力，能够有效避免这些伤害，保障工作人员的安全。

　　2茶叶生产的传统方法

　　2.1茶叶生产具体环节

　　2.1.1新鲜茶叶验收环节

　　茶叶验收环节是决定茶叶品质好坏初始环节，也是茶叶生产的第一步。新鲜茶叶又称茶青。对于新鲜茶叶来说，嫩度、匀度、净度以及新鲜度是茶青的四大选取标准。第一，嫩度是指根据茶叶采摘的时辰，对茶叶新鲜程度的做出的评价;第二，匀度是指同一批采摘的茶叶必须均匀，这是影响茶叶口感的重要因素;第三，净度是指茶青不含杂质的清洁程度;第四，新鲜度是指茶叶被采摘后没有发生颜色等的变化。

　　2.1.2茶叶杀青环节

　　锅温、投叶量、杀青时间以及工艺是茶叶杀青的环节的四大评价指标。锅温控制一般为 270益-330益，在此温度范围之内，茶叶不会发生焦黄，也不至红梗。另外，投叶量要受到锅温、茶叶鲜嫩程度以及杀青设备影响。杀青时间要根据锅温和投叶量而定。一般来说，杀青方法现今应用最广的滚筒式杀青机，与传统人工杀青相比，滚筒式杀青机效率高、节约成本。

　　2.1.3茶叶烘干环节

　　烘干环节分为了三个主要过程，包含了二青、三青和熏干。烘干技术主要有全炒法、全滚法、滚炒法、炒滚法、烘炒以及滚法等，其中滚法应用较广泛。通过烘干来使茶叶中的水分蒸发、便于保存，还能够起到增加茶香的效果。

　　2.1.4茶叶拣剔环节

　　茶叶拣剔是指完成茶叶初级加工之后的深加工环节，目的是为挑选出粗加工茶叶中，老梗、焦黄等质量不过关的茶叶。以确保茶叶的质量，并对茶叶进行等级划分，根据不同等级确定售价。

　　2.2茶叶机械化生产技术缺陷

　　2.2.1茶叶浪费严重，质量不高

　　茶叶机械化生产中，由于机械误差使机械生产出的茶叶报废率高，营养成分流失严重，造成资源的浪费。这一点在杀青环节中体现最明显。例如，传统茶叶小作坊生产过程中茶叶，常出现焦糊、红梗等问题，这对茶叶质量也造成严重影响。

　　2.2.2茶叶生产机械老化，自动化水平较低

　　传统茶叶生产并没有形成一定的规模体系，小作坊生产较为常见。这样的弊端就是小作坊中茶叶生产设备较简单，技术含量不高，设备老化使得耗能较高。调查表明，当前市场上茶叶生产热能利用效率在 45%-55%。

　　2.2.3 茶叶生产设备没有统一标准要求

　　茶叶的等级标准极为严格，但是茶叶生产设备却没有统一标准，有一些对人身体危害较大的重金属，也能够在机械生产的过程中进入人体，对人体健康造成不良影响。此外，茶叶生产设备的型号分类也没有明确标准。

　　3 机电自动化技术在茶叶生产中的应用策略

　　3.1 在茶叶生产系统的应用

　　茶叶生产系统包括以下三个方面：首先，生产系统平台的选取，其中又包括两个部分，一部分是软件编程的编写以及调用，另一部分是硬件资源如微处理器、内存等的高效运行;其次，机电自动化技术的集成开发，主要是指 DSP 处理器、存储设备、以及 ARM 核的组合，并以此建立标准化函数库;最后，机电自动化技术的设备构成，包括自动化生产的开发工具套件、自动化生产软件、自动化处理器系统以及生产技术支持。

　　机械标准不统一，不利于机电自动化技术的应用，此类问题须得到解决，以便利用机电自动化对信息数据收集、处理功能，对茶叶生产设备进行联网监测，确保数据在合理范围之内。另外，机电自动化技术要与茶叶厂的实际情况相结合，根据茶叶生产的数量、规模进行网络信息系统设计，要根据茶厂的年生产量以及生产种类进行科学计算，以确定在各个环节的生产设备的类型，只有这样才能实现效益最大化。

　　3.2 机电自动化技术在茶叶生产环节中的应用

　　3.2.1 新鲜茶叶验收环节应用

　　机电自动化技术通过遥感技术，对茶叶生长过程进行动态监测，通过电脑图像处理可以对茶叶进行等级分类。茶青的验收主要是通过自动流水线采集茶叶图像，根据量化标准进行科学评估，从而进行等级划分。量化参数值主要是 R\G\B\L 差异。这在很大程度上，可以避免了由人工筛选造成的主观失误，使得茶青在验收环节就能保证品质。

　　3.2.2 茶叶杀青环节应用

　　机电自动化技术还可以在杀青过程中，对茶叶烘烤温度进行智能化处理，从而使茶叶质量都得不到保证。主要是对投叶量、茶青以及初试温度的数据收集后，在系统中自动计算出杀青时间并且严格控制锅温。对温度变化情况实现动态监测，并可以形成曲线变化图。每一次的生产数据都可以存储于数据库中，供技术人员随时调取以参考。

　　3.2.3 茶叶烘干环节应用

　　在烘干环节中，耗能情况最为严重。机电自动化技术在此环节中的应用，主要是通过依赖于 BASIK 编程的数学模型，对环节中的热系数预先设定。对叶片温度以及烘干温度采取模糊控制功能，处理数据并反馈到系统中，随后进行温度调节，实现茶叶烘干温度、湿度的稳定性，减少能源消耗。

　　3.2.4 茶叶拣剔环节应用

　　茶叶生产在经过茶青验收、杀青、烘干的粗级加工后，还要进行拣剔环节的深加工，目的是为了将茶叶挑拣进行挑拣，实现茶叶产品的等级分类。机电自动化技术应用在拣剔环节，就是通过电脑图像采集功能，对茶叶颜色、形态以及重量的量化分析，降低人工拣剔中工作效率低、失误等问题发生的概率。拣剔环节中，要预先设定拣剔标准以及检测变量，可

　　以忽视温度、湿度等因素。此外，该环节还要重点关注的问题就是除尘。

　　4 结论

　　综上所述，茶叶生产的数量和规模在不断的扩大，现有的生产模式不能实现最大化效益，而机电自动化技术在茶叶生产领域的应用，能够有效解决这一问题。基于此，利用机电自动化技术、微电子技术等，建立机电自动化系统的数学模型，对茶叶生产的环节进行量化设定。不仅能够提高茶叶生产效率，而且还能减少资源、能源的浪费和消耗。除此之外，在实际应用中，还需解决如何提高茶叶生产质量，如何使自动化生产应用于小型茶厂等。这些问题仍需要不断探索，并找到解决方案。

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　　推荐期刊：农业装备技术创刊于1975年，由江苏大学农业装备工程研究院主办，是经国家科技部、国家新闻出版总署批准公开发行的科技期刊，列入 CNKI 中国知识基础设施工程，为中国学术期刊综合评价数据库统计源期刊、中国核心期刊(遴选)数据库全文收录期刊、中国期刊全文数据库全文收录期刊、中国学术期刊综合评价数据库全文收录期刊。