茶叶精制及包装自动化
一、研究目的及经过
茶叶之外观及包装，影响消费者购买意愿及价格至钜，初制成之毛茶含有枝梗、黄片、碎叶及粉末，必须予以挑捡筛选。过去因产量尚少、人力较为充沛，大都以人工挑选为主。近年来因茶叶产制及消费型态的改变，内销半球形部份发酵茶消费量急速扩增，目前茶区劳力短缺，劳动力老化，再以每人每天挑选能量仅9～11公斤，每公斤费用24～30元的高成本，已难适应所需。而且茶叶的价格往往受时效的影响，春茶即是明显例子，茶农能充分把握精制及出售时效，就能获得较好的价格与利润。同时以人工挑选枝梗黄片，常使茶叶长时间暴露于空气中，极易吸收潮气及受周遭环境之异味等因素，而使茶叶品质劣变。目前虽有机械式的圆盘切梗筛选、振动筛分等机械可替代，但处理后茶叶容易碎裂，造成粉末增多且精制率仅约75％左右，除用桶球机成形，条索不甚紧结、价位较低之茶叶外，一般茶农使用意愿较低。国外已发展茶叶回筛切断及色彩选别机械，利用回筛切断机先使茶梗搓离及筛除粉末，再以色差原理之选别机，将茶梗、黄片等次级品分离，精制效率高、效果好，值得半球形茶精制之参考采行。
二、构造与性能
本计画引进之茶叶色彩选别机主要系统包括三部份组成，一、色彩选别机二套，其中之一每小时可精制100～120公斤，另一套为再分级用，每小时20～30公斤，二、枝梗切断回筛机，能量每小时150公斤，用于分离茶叶及技梗，以便选别机分离选别，三、输送机组，功能为茶叶之投入及精制过程之输送。茶叶包装机已完成每分钟40罐茶叶之自动计量、装罐，真空抽气、充氮、自动封罐及罐底喷字之功能，能改善以往茶季需耗大量人工包装之作业缺点。三、推广成果与经济效益
茶叶色彩选别机之引进，其高效率及精制效果，已明显解决以往茶叶选别之人力缺乏，费时而影响品质及售价之最大问题，对于国内产制机采茶叶之中次级茶区的茶叶精制，已提供有效的自动化、省人工、低成本之精制作业示范，目前名间茶区已陆续有茶农及精制工厂购置20台色彩选别机实施精制代工，而宜兰茶区亦有装设二台使用中。
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茶叶变质的原因：茶叶品质劣变的主因在于受潮与感染异味。成品茶的吸湿性很强，很容易吸收空气中的水分。根据试验，把相当干燥的茶叶露置于室内，经过一天，茶叶的含水量可达7﹪左右；露置五、六天后，则上升到15﹪以上。在阴雨的天气里，每露置一小时，含水量就增加1﹪。在气温较高适合微生物活动的季节里，茶叶含水量超过10﹪时，茶叶就会发霉而失去饮用价值福建fjteaw。CN。
在感染异味方面，因茶叶中含有帖烯化合物和高分子棕榈酸，这些能很快就吸收其它物质的气味而改变或掩盖茶叶本来的气味。如把茶叶和樟脑丸、香料、药物等放在一起，或把茶叶放在气味较浓的新木器、新漆器里，在几个小时后就会感染到这些东西的气味，轻则喝了使人不快，重则不能饮用。
另外，光线对茶叶品质也有影响。特别是率茶放置于强光下太久，很容易破坏叶绿素，使得茶叶颜色枯黄发暗，品质变坏；同时，如在日光下曝晒，还会产生日晒味，难以饮用福建fjteaw。CN。
保藏的方法：为防止茶叶吸收潮气和异味，减少光线和温度的影响，避免挤压破碎，损坏茶叶美观的外形，就必须采取妥善的保藏方法。
贮藏大批茶叶的仓库，应根据茶叶劣变的原因要求进行设计和修建；而小批茶叶可采用生石灰或木炭的保藏法。这种生石灰或木炭的保藏法是准备一个陶瓷罐(或用马口铁桶)，大小视保藏的茶叶多少而定，要求干燥、清洁、无味、无锈；把未风化的生石灰块装入细布口袋内，每袋重约半公斤；茶叶用干净的薄纸包好，每包重半公斤，用细绳扎紧，一层一层地放进坛的四周，中央留下空位，放置一袋生石灰，上面再放一包茶叶，如未装满，还可依次再装一、二层，然后用牛皮只堵塞坛口，用草垫或棕垫盖好，这样可藉生石灰吸收茶叶和空气中的水分，使茶叶保持充分干燥。生石灰吸潮风化后要及时更换，一般装坛后过一个月就要更换，以后每隔一、两个月更换一次。如果木炭吸潮，要先将木炭烧红，冷却后装入布袋，每袋重约一公斤；每一、二个月要把木炭取出烧干再用福建fjteaw。CN。
一般嗜好饮茶者或家庭购买的茶叶数量很少，没有必要用坛子保藏，可装入有双层盖的马口铁茶叶罐里，最好装满而不留空隙，这样罐里空气较少，有利于保藏。双层盖都要盖紧，用胶布黏好盖子缝隙，并把茶罐装入两层尼龙袋内，风好袋口，另一个办法是把茶叶装入干燥的保温瓶中，盖紧盖子，用白蜡密封瓶口。采取这两种方法，可以较长时间使茶叶品质保持不变福建fjteaw。CN。
也可采用真空充气的保藏方法。真空保藏法是把茶叶装入马口铁罐，焊好接口，用空气唧筒抽出罐内空气，使成真空。充气保藏法是在装茶叶的铝箔袋中填充高度纯化的惰气。使用这两种保藏法，在常温下保藏一年以上，仍可保持茶叶原来的色、香、味；在低温下保藏，效果更好。;保藏时注意事项;须注意的是，茶叶在保藏中的含水量不能超过5﹪(绿茶)～7﹪(红茶)，如在收藏前茶叶的含水量超过这个标准，就要先炒干或烘干，然后在收藏。而炒茶、烘茶的工具要十分洁净，不能有一点油垢或异味；并且要用文火慢烘，要十分注意防止茶叶焦糊和破碎，以防止柴炭的烟味或其它异味污染茶叶。
（一）筛分作业
通过不同类型筛分机筛分之后，将毛茶中长短、粗细等不同类型的茶条分开，再分别整理成大小及粗细近于一致、符合一定规格要求的各种筛号茶。主要机械有平面圆筛机和抖筛机2种。
1.平面圆筛机 这是分离条形茶长短和圆形茶大小的筛分机械，用于区分茶叶的长短和大小。平面圆筛机借助偏心机构带动筛床平面回转运动，使得筛分的茶叶在筛床倾斜6°30′的筛网上滑动，长短、大小尺寸小于筛孔尺寸的茶叶穿过筛孔下落，大于筛孑L尺寸的茶叶沿筛网面从高处滑到低处，集中到出茶口处出茶。筛网大小规格可根据不同作业要求进行更换不同尺寸的筛网。平面圆筛机按筛网布置方式可分为多层筛和单层筛，目前茶叶加工多采用多层筛。平面圆筛机通过分筛、撩筛、割脚工序，分离成一定规格筛号茶。
2.抖筛机 往复抖筛机用于区分条形茶的粗细和圆形茶的长圆，并能套去圆身茶头，抖去筋梗。往复抖筛机筛面与水平面之间有一定的倾斜角度；筛床由曲轴和连杆带动，在弹簧钢板的弹力下，作前后往复抖动。茶叶因筛床的交变加速度在筛床上有轻微的上下跳动，因而使筛网上的茶叶能直立起来，细小茶垂直穿过筛孔落到筛下，粗大的在筛面上向出口移动，从而分出茶叶的粗细和抖头抽筋。抖筛机应用在不同的工序上，其作用不同，生产上通常称为抖筛、紧门、抖筋和打脚。
（二）切断与轧碎作业
切断与轧碎作业主要是将筛分出的毛头茶和抖筛出的头子茶进行解体，切粗为细、切长为短，加工成规格的茶条。
1.齿切机 齿切机由辊齿轴、齿板、进茶斗等部分组成。齿切机工作时，进茶斗中的茶叶由进茶门落人齿轴处，由于旋转的齿轴与固定的齿形齿刀的相对运动，将大块或长条茶切断完成切茶过程。
2.辊筒式切茶机 有单辊式和双辊式2种，均由辊筒、切刀、进茶斗、进茶挡板、出茶滑板、切刀安全装置和机架组成。切茶机辊筒表面布满大小相同的矩形凹坑，作业时，经进茶漏斗落下的茶叶，由进茶挡板导入2个转速相同、方向相背的辊筒凹坑中，随辊筒旋转并被带向与辊筒相距0.5～1.5毫米的切刀而被横向切断，再由出茶滑板导出茶叶。
（三）风选作业
风选作业是利用茶叶因不同重量、不同体积、不同形状等在风力场中的落点不同而分离不同质量的茶叶，达到各级茶叶品级分明、软硬均匀、又不走料、符合一定规格要求的目的。风选具有定级和清洁2个作用。定级风选分粗选和精选2个步骤，按照各级茶叶的轻重、好坏把不同品质的茶叶分离定级。清洁是成品茶匀堆前，利用风力除掉茶叶中的茶末、黄片、杂质以及砂、石、金属和轻飘的灰末。
茶叶风选机按风力进入形式可分为送风式和吸风式2种。送风式风选机，风机位于设备的前端向分茶箱内正压吹入风力，茶叶在正压状态下运动，风速较匀、呈层流状态；缺点是作业时茶尘土等向机外飞扬。吸风式风选机，风机位于设备的尾端向分茶箱内吸风，茶叶在负压状态下运动。分茶箱的密封性要求高，以保证风力的均匀。优点是作业时茶尘土不向外飞扬，能保持加工环境相对清洁卫生。
风选机主要由风机、风管、喂料装置、风箱组成。工作时，待选的茶叶由喂料装置均匀地送人风箱入口处，在风力作用下，茶叶和其中的杂物轻重不一、落点不一，从而在不同的距离段内得到不同轻重的茶叶和杂物，达到茶叶定级取料的目的。
（四）拣剔作业
拣剔的目的是淘汰夹杂物、纯净品质，将正茶中的杂物茶梗、茶筋、茶籽等非茶类夹杂物拣剔去除，增进茶叶外形美观。拣剔以机器拣剔为主，手工为辅。茶叶拣梗机按工作原理可分为阶梯式、静电式和光电式3种。
1.阶梯式茶叶拣梗机 它利用茶叶与茶梗的长度不同这一物理性状来拣剔茶梗。该机由机架、传动机构、拣床3大部分组成。拣梗机工作时，传动机构带动连杆，使弹簧扁钢定向振动，从而使整个拣床产生振动。拣床上的多槽板前低后高，呈阶梯状排列。由于拣床不断前后振动，使茶叶在拣床上纵向排列成行，沿着倾斜的多槽板向前移动，经过前后两块多槽板的间隙时，较短而又弯曲的茶叶在未碰到拣梗轴以前，刚一接近间隙，重心已超过多槽板边缘而翻落在沟槽内，进入下一层多槽板，继续进行拣剔；较长而平直的茶梗，则因重心比较偏后，故能保持碰到拣梗轴以前不前倾，由拣梗轴送越过槽沟，使茶叶和茶梗分离。
2.静电式茶叶拣梗机 静电拣梗机有高压静电拣梗机和摩擦静电拣梗机之分，主要用于拣去茶叶的细筋梗及杂色的细筋梗。
高压静电式茶叶拣梗机利用茶叶和茶梗含水率的差异，在静电场作用下感应电量和受电极吸引力不一致，含水率高的茶梗被吸附，从而与含水率低的茶叶分离。主要适应茶叶与茶梗长度无明显差别的茶类。
摩擦静电式拣梗机由塑料辊、羊毛辊、喂料装置、传动装置、拣板等组成。作业时塑料辊和羊毛辊（片）平行紧靠，塑料辊旋转摩擦产生静电，在塑料辊周边产生静电场，当茶叶被移动到电场中时，含水率高的茶梗感应电量大，易被塑料辊吸附出，达到茶叶与茶梗分离的目的。塑料辊、羊毛辊（片）之间摩擦力大小是获得不同强度电场的调节器，以适应不同的待拣茶叶。
3.光电式茶叶拣梗机 光电式茶叶拣梗机由茶叶排队装置、光箱、控制电路和机架组成。光电式茶叶拣梗机工作时，茶叶由排队装置均匀稳定流入光箱，因光箱内茶叶和茶梗的色泽不同，在光箱内的光线照射下产生不同的光脉冲信号，光脉冲经过转换成电脉冲信号，不同电脉冲信号经过放大鉴别后，控制电磁阀的动作，当茶梗输送到电磁阀处时，电磁阀打开压缩空气喷嘴，将茶梗吹出，达到茶叶与茶梗分离的目的。光电式茶叶拣梗机首先在日本应用，我国20世纪80年代开发成功。
（五）干燥作业
在茶叶精制加工中，按不同的干燥目的，分为复火干燥和补火干燥工序。
1.复火 茶叶因干度不够，为了使茶身紧缩干脆，便于筛分切碎、风选及拣剔付制，一般须经烘干机复火干燥。在精制过程中，根据茶叶的含水率不同而采取生做生取、生做熟取的做法。对于含水量超过10%以上的毛茶，须先经复火，采取熟做熟取的做法。绿毛茶经毛分粗选后，都要进行锅炒干燥，车色磨光上色。其目的是便于成品工段精选，筛分取料，风选定级。
2.补火 茶叶在匀堆装箱前，对各筛号茶半成品定级茶，还要进行锅炒干和车色，称为补火。目前，毛茶加工干燥机械有炒锅机、滚炒机和烘干机。
（六）拼配、匀堆装箱作业
匀堆装箱是精制加工的最后一道工序。将各筛号茶根据品质要求进行拼配匀堆，使各筛号茶拼配在一起，符合产品规格要求。
成品拼配是根据产品品质和规格的要求、选配一定比例数量的筛号茶进行拼配，使各种不同品质筛号茶能取长补短，相互调剂，使整批产品均匀一致，保证各级成品都能符合出厂要求。
拼配按标准样茶的品质要求来决定各花色、各级成品、各筛号的比例，这是一项技术性很强的工作。
1.检样审评 匀堆之前，还要进行小样拼配，对照标准样或客户样，按外形和内质的各项因子逐项审评比较。发现某项因子高于或低于标准样，还必须适当调整。
2.匀堆装箱 根据各批花色级别的各不同筛号茶，按一定比例数量，通过匀堆机或人工均匀地匀堆并和一起，成为一种花色级别成品茶。然后过磅，装箱、密封。
作为世界性3大无醇饮料之一的茶叶，被誉为是21世纪的饮料，并以其天然、营养、保健的品质特点而备受世人青睐。茶叶作为一类特殊商品，不完善的包装往往会使茶叶的形、色、香、味受到损坏，为了实现长时间的贮存和运输，茶叶需要进行有效的包装。
1、茶叶包装的技术要求
茶叶中含有抗坏血酸、茶单宁、茶素、芳香油、蛋白质、儿茶酸、脂质、维生素、色素、果胶、酶和矿物质等多种成分。这些成分都极易受到潮湿、氧气、温度、光线和环境异味的影响而发生变质。因此，包装茶叶时，应该减弱或防止上述因素的影响，具体要求如下。
1.1 防潮
茶叶中的水分是茶叶生化变化的介质，低水分含量有利于茶叶品质的保存。茶叶中的含水量不宜超过5%，长期保存时以3%为最佳，否则茶叶中的抗坏血酸容易分解，茶叶的色、香、味等都会发生变化，尤其在较高的温度下，变质的速度会加快。因此，在包装时可选用防潮性能好的，如铝箔或铝箔蒸镀薄膜为基础材料的复合薄膜为包装材料进行防潮包装。
1.2 防氧化
包装中氧气含量过多会导致茶叶中某些成分的氧化变质，如抗坏血酸容易氧化变成为脱氧抗坏血酸，并进一步与氨基酸结合发生色素反应，使茶叶味道恶化。因此，茶叶包装中氧的含量必须有效控制在1%以下。在包装技术上，可采用充气包装法或真空包装法来减少氧气的存在。真空包装技术是把茶中装入气密性好的软薄膜包装袋内，包装时排除袋内的空气，造成一定的真空度，再进行密封封口的包装方法；充气包装技术则是在排出空气的同时充入氮气等惰性气体，目的在于保护茶叶的色、香、味稳定不变，保持其原有的质量。
1.3 防高温
温度是影响茶叶品质变化的重要因素，温度相差10℃，化学反应的速率相差3～5倍。茶叶在高温下会加剧内含物质的氧化，导致多酚类等有效物质迅速减少，品质劣变加快。根据实施，茶叶的贮存温度在5℃以下效果最好。10～15℃时，茶叶色泽减退较慢，色泽效果也能保持尚好，当温度超过25℃时，茶叶的色泽会变化较快。因此，茶叶适合于在低温下保存。
1.4 遮光
光线能促进茶叶中叶绿素和脂质等物质的氧化，使茶叶中的戊醛、丙醛等异味物质增加，加速茶叶的陈化，因此，在包装茶叶时，必须遮光以防止叶绿素、脂质等其它成分发生光催化反应。另外，紫外线也是引起茶叶变质的重要因素。解决这类问题可以采用遮光包装技术。
1.5 阻气
茶叶的香味极易散失，而且容易受到外界异味的影响，特别是复合膜残留溶剂以及电熨处理、热封处理分解出来的异味都会影响茶叶的风味，使茶叶的香味受到影响。因此，包装茶叶时必须避免从包装中逸散出香味以及从外界吸收异味。茶叶的包装材料必须具备一定的阻隔气体性能。
2、茶叶的包装方法
作为一类特殊的商品，由于受到自身和客观条件的限制，茶叶的包装有别于其它一般性商品的包装。目前，常用的茶叶包装方法主要有以下几种。
2.1 金属罐包装
金属罐包装的防破损、防潮、密封性能十分优异，是茶叶比较理想的包装。金属罐一般用镀锡薄钢板制成，罐形在方形和圆筒形等，其盖有单层盖和双层盖两种。从密封上来分，有一般罐和密封罐两种。在包装技术处理上，一般罐可采用封入脱氧剂包装法，以除去包装内的氧气。密封罐多采用充气、真空包装。金属罐对茶叶的防护性优于复合薄膜，且外表美观、高贵，其缺点是包装成本高，包装与商品的重量比高，增加运输费用。设计精致的金属罐适合于高档茶叶的包装。
2.2 纸盒包装
纸盒是用白板纸、灰板纸等经印刷后成型，纸盒包装防止了易破损，遮光性能也极好。为解决纸盒包装茶叶香气的挥发和免受外界异味的影响，一般都用聚乙烯塑料袋包装茶叶再装入纸盒。纸盒包装的缺点是易受潮，最近几年来出现了纸塑复合包装盒，克服了纸盒易受潮的问题，这种采用内层为塑料薄膜层或涂有防潮涂料的纸板为包装材料制作的包装盒，既具有复合薄膜袋包装的功能，又具有纸盒包装所具有的保护性、刚性等性能。若在里面用塑料袋作成小包装袋，防护效果更好。
2.3 塑料成型容器包装
聚乙烯、聚丙稀、聚氯乙烯等塑料成型容器有着大方、美观，包装陈列效果好的特点，但是其密封性能较差，在茶叶包装中多作为外包装使用，其包装内多用复合薄膜塑料袋封装。
2.4 复合薄膜袋包装
塑料复合薄膜具有质轻、不易破损、热封性好、价格适宜等许多优点，在包装上被广泛应用。用于茶叶包装的复合薄膜有很多种，如防潮玻璃纸/聚乙烯/纸/铝箔/聚乙烯、双轴拉伸聚丙烯/铝箔/聚乙烯、聚乙烯/聚偏二氯乙烯/聚乙烯等，复合薄膜具有优良的阻气性、防潮性、保香性、防异味等。由于多数塑料薄膜均具有80%～90%的光线透射率，为减少透射率，可在包装材料中加入紫外线抑制或者通过印刷、着色来减少光线透射率。另外，可采用以铝箔或真空镀铝膜为基础材料的复合材料进行遮光包装。复合薄膜袋包装形式多种多样，有三面封口形、自立袋形、折叠形等。由于复合薄膜袋具有良好的印刷性，用其做销售包装设计，对吸引顾客、促进茶叶销售更具有独特的效果。
2.5 纸袋包装
又称为袋泡茶，这是一种用薄滤纸为村料的袋包装，用时连纸袋一起放入茶具内。用滤纸袋包装的目的主要是为了提高浸出率，另外也使茶厂的茶末得到充分的利用。由于袋泡茶有冲泡快速，清洁卫生、用量标准，可以混饮，排渣方便，携带容易等优点，适应现代人快节奏的生活需要，在国际市场上很受青睐。早期的袋泡茶一般都有袋线，以满足多次浸泡的方便，由于考虑到环保的要求，现在逐渐流行不用袋线的袋泡茶。
茶叶精制，顾名思义是在初制毛茶的基础上再进行精细加工。鲜叶经初制后制成毛茶即可饮用。精制的目的是根据市场要求，把各地毛茶归堆拼配，进行后态整理，使 之达到样品等级要求及产品品质规格化。
具体讲，精制的要求是分别等级、整饰形状、剔除次杂、适度干燥、提高香味、调剂品质。
我市茶叶精制加工始于清代，当时所产茶叶多为珠茶，精制亦仅有珠茶一种茶类。中华人民共和国成立后，随着其余茶类产量的增长，又先后现现越红工夫茶、红碎茶、烘青、眉茶等茶类的精制加工厂。
尽管各种茶类的品质特征差异很大，但其精制加工机械与加工工艺有许多 相同或相似之处。
茶叶精制加工机械主要有：烘干机、炒车机、圆筛机（包括平面圆筛机和滚筒圆筛机）、抖筛机、切茶机、风选 机（有送风式和吸风式两种）、拣梗机、飘筛机、匀堆装箱机等。
各类茶叶的精制加工由以下工序中的几种组成。
复火：即将茶叶在烘干机上烘焙，以降低含水量，提高干燥度。
滚条：用于眉茶加工，作用是滚紧条索。
分筛：用圆筛机初步分清茶叶长短或珠茶的颗粒粗细，分出头子茶，割出茶末、茶灰。
撩筛：在分筛的基础上，用圆筛机使茶叶长短、颗粒粗细达到匀齐。有时需反复几次，分别称毛撩、净撩等。
抖筛：用抖筛机分别茶叶粗细、套出粗头，抽去较细的筋梗。有时茶叶加工要抖筛几次，分别称毛抖、净抖等。
切茶：用切茶机将粗大的茶叶切碎，使之符合成品茶的规格要求。
补火：作用是使茶叶含水量适度，透发香气、增浓滋味；或者有利于提高拣梗效率。
拣剔：用机械或手工拣 除茶梗、筋、朴及非茶类夹杂物。
风扇：作用是划分茶叶级别，并扇去黄片毛衣等轻飘茶叶和夹杂物。加工时需风扇2-3次，分别称毛扇、净扇、清风等。
车色：用于珠茶和眉茶，作用是使茶叶条索紧结或颗粒圆结，并使茶叶色泽绿润“起霜”。
飘筛：用机械或手工分别茶叶轻重，剔除茶叶中的毛衣、梗皮等。
匀堆装箱：将各种筛号茶按成品茶的质量要求，按比例混合后搅拌均匀，再定量装入茶箱或茶袋。
与其余一些产品不同，同一批茶叶经精制后并不是成为同一批成品茶，而是在精制过程上，进一步分成各个等级的筛号茶。分期分批拼配出厂。
各种茶叶在精制时采用分路加工的办法，这与初制不同。加工同一种毛茶，其工艺是一样的，如加工珠茶其工艺均为杀青、揉捻、二青、炒小锅、对锅、大锅这几道工序。而珠茶精制时则分成“原身路”、“轧货路”、“雨茶路”进行加工，所谓“分路”即是将同一批茶叶按照茶叶形状的差异与质地的轻重，有区别地采用相应的工艺，分别加工精制。同时，即使是精制加工同一种茶类，在不同厂家之间，其分路加工工艺亦常有一些差异。
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