探尋我國炒茶機的發展
——以浙江省為切入點從人機工程學角度分析
葉微,戴夢晴,劉婷婷,陳文穎,丁勝年
寧波大紅鷹學院
通過研究我國茶葉產業和炒茶機的發展與目前現狀,以浙江省為主要切入點,從人機工程學角度分析,對其進行人機優化改良,最終達到安全、高效和舒適的目的。
炒茶機;發展;人機工程學
茶葉機械是加工茶葉所用的機械設備,炒茶機屬于其中之一。揉捻機,茶葉初制機械之一,指用來完成茶葉初制中揉捻作業的機械。由揉盤、揉桶、加壓裝置、機架、減速傳動裝置和電動機等組成,揉桶與揉盤是揉捻機最基本的部件。
(一)國內發展現狀
傳統的茶產業一直是我國種植業中主導的產業之一。目前,茶產業已經進入白熱化的競爭時代,產茶地已經涵蓋19個省份之多。我國茶葉加工機械于五、六十年代起步,工農84型園茶炒干機械的研制成功,使勞動力減弱,機械化程度增加,實現了茶葉加工的機械化。在七十年代,由于茶葉加工機械品種的增多,促進了我國茶葉加工機械標準化工作起步,現在已有100多項相關標準。于60年代到80年代中期,我國茶葉加工機械從單動機、開式齒輪傳動的型式發展,到自控技術、光學技術、靜電技術等新型技術的應用,使間歇作業到連續作業轉變。90年代初,茶葉加工機械產品已經向成套設備、名優特茶加工機械和系列產品發展,逐漸脫離單機、大宗茶葉加工機械和單一產品。現在,我國炒茶機不斷向自動化、機電一體化方向發展,且更多的新型技術在不斷應用。
(二)國際茶葉產業現狀
中國茶葉總產量占比居全球產量中第一,達到42.29%,出口量達32.18萬噸,居全球第二,占18.48%,僅次于肯尼亞。雖然我國已取得不錯的成績,但是我國仍未成為茶葉強國。其中,國與國間的技術壁壘是影響我國茶葉產業諸多重要影響因素之一。因此我國需加快制定茶葉檢測等的標準,增加無公害茶葉產量,解決受技術壁壘限制問題。茶葉機械的發展與創新有利于茶葉貿易和與他國競爭。可以說炒茶機的市場前景還是客觀的。
龍井茶,著名綠茶之一,盛產于浙江省龍井村一帶,是浙江省十大名茶之一,色澤翠綠,形如雀舌。綠茶的制作工藝可簡單總結為殺青、揉捻和干燥三步驟。
殺青是初制的第一道工序,至關重要,決定了綠茶品質。殺青通過高溫加熱,破壞酶的特性,防止葉子變紅,同時蒸發部分水分,為下一道工序做準備。整個殺青過程的溫度掌控需要精細,使鮮葉達到預期標準。
揉捻是塑造外形的一道工序,借助外力作用,在“輕-重-輕”的壓力下,將葉片揉破卷轉成條。揉捻的時間和壓力分別由葉量、葉質決定,需靈活調節。以由于現有的茶葉揉捻機只在揉盤上設置棱骨,故而茶葉只在揉桶的下方得到揉捻。這不僅影響茶葉的揉捻質量,更影響揉捻效率,因此,完全有必要對現有技術加以改進。
干燥有多種方式,可曬、炒、烘,為了蒸發水分,并整理外形,充分發揮茶香的目的。干燥,炒茶的三把火之一,必不可少的,需要控制把握好。
(一)什么是人機工程學
人機工程學,是以人-機-環境系統作為研究的基本對象,運用多種學科,例如心理學、生理學等,將人與機械相互關系,調配到最適宜最優的狀態的學科。人機工程學中人機工程因素使產品設計更加人性化,也稱為產品競爭手法之一。
(二)從人機工程學角度分析
1、安全方面
茶葉機械的應用,加快產業發展的同時,也增加了安全隱患。第一機械本身存在安全隱患。機械在工作時,往往存在,例如誤操作、安全意識低和機械維修不及時等。第二由于操作人員將手伸進炒茶機工作區域觀察茶葉色澤和干濕度的活動增加的隱患。第三疲勞作業。由于加班加點的趕工和頻繁的勞作,生理、心理的疲憊,使傷亡率急速增加。
2、高效方面
炒茶工序總的來說,首先是采摘下來的茶葉經過茶青與攤涼,接著是揉捻與烘干,最后手工的揉捻與做型。雖然看似簡單,但是炒茶工序具有復雜性,一環扣一環,步步緊扣,每一環都至關重要,影響茶質。炒茶工序中的揉捻與做型是在高溫下手工操作,并且沒有借助工具,這對人體有著一定的損傷,手部組織容易損傷,細胞再生加快,不僅容易脫皮換新生繭,也容易燙傷。其實在整個流程中,手工操作隱隱約約都存在。
3、舒適方面
由于機械高度限制,作業人員會出現頻繁彎腰的動作,從而造成腰肌勞損,加劇疲勞,增加安全隱患的發生率,而且長期作業,可能會導致職業病。這增加了步入中老階段,可能導致后期脊椎病的發生率。
現如今的炒茶機雖然在炒茶功能上已經有很大的提高,但是在安全、高效和舒適方面還有所缺陷,故而茶農在炒茶時難免會遇到各種麻煩。
對于炒茶工序方面,需改善炒茶流程,簡化達到最優,增加效率。而整合炒茶機功能,進行功能整合化設計,縮短勞作時間,可增加效率。炒茶機上可增加紅外感應技術,進行反饋調節,使操作人員在手不定時的伸入炒茶機工作區域造成的傷害減少,增加其安全性。炒茶機尺寸的不靈活性,需改善尺寸,擬定可升降式調節,避免作業人員的彎腰動作,減少其疲勞度,增加機械使用的舒適程度,體現機械的人性化。茶葉機械的不斷創新改革,將是推動茶葉產業發展的一大助力,也將促進企業在競爭中脫穎而出,不斷完善產業結構。
人工炒茶效率較低,高檔名優茶由于對芽頭要求較高,因而效率更低。鮮葉經脫水干燥后,一般2 kg鮮葉僅可作0.5 kg干茶。隨著勞動力價格的不斷提升,炒茶成本在整個茶葉成本中所占比例越來越高。研究機械炒制技術已迫在眉睫,與炒茶技術和設備有關的科研立項、專利、論文也逐漸增多。
炒茶機械的廣泛應用,有效地降低勞動者的勞動強度,提高了生產效率和經濟效益。新型茶葉機械的出現與不斷更新換代,對茶葉生產起到了有力的促進作用。2009年,隨著國內、國際經濟形勢的變化,金融危機對經濟的影響從深化到探底回升。茶業機械行業也隨著國內外經濟形勢對茶業市場的沖擊發生深刻的變化。
[1]劉廣.介紹一款多功能升降式炒茶機[J].農村百事通,2011(14).
[2]江用文,陳霄雄,朱建淼,楊雙旭.中國茶產業2020年發展規模分析[J].農村百事通,2011(14).