計算機對茶葉生產自動化的影響

王曉佳（長春信息技術職業學院，吉林長春 130103）

計算機對茶葉生產自動化的影響

王曉佳
（長春信息技術職業學院，吉林長春 130103）

現階段，我國總體茶葉加工水平還處于傳統的半手工、半機械化水平階段，茶葉加工設備陳舊、生產自動化水平不高，沒有實現標準化生產，制約了茶葉生產加工效率和管理水平的提高。計算機技術的應用帶動茶葉生產自動化的發展，產業自動化生產系統是實現產業自動化生產、控制茶葉加工工藝、保證產業加工管理的重要平臺，以下探討計算機對茶葉生產自動化的影響。

茶葉；生產加工；計算機；自動化

我國是世界上最大的茶葉生產國、消費國和貿易國。茶產業的發展創造出良好的經濟效益，但茶產業的發展也存在一些問題。由于受到傳統茶葉生產加工模式的影響，茶葉生產加工規模化、自動化程度較低，制約了茶葉種植加工的整體效益，傳統的茶葉生產加工模式亟需轉型。隨著計算機技術的不斷發展，計算機智能化在我國農業領域得到廣泛應用，計算機智能化技術的應用有利于實現茶葉生產的自動化，促進茶葉加工產業向規模化、自動化方向發展。

1 茶葉生產現狀及問題

1.1 加工工藝繁多

不同茶類、產地、等級、品種的茶葉其加工工藝有所不同，按照茶葉種類可以分為紅茶、綠茶、烏龍茶、白茶、黃茶和黑茶[1]，在茶葉工藝個性化的要求下，這幾大類茶葉加工工藝各不相同。由于每種茶葉的采摘時間有限，不同種類茶葉的加工工藝只適用加工相應的茶葉原料，要求在較短的時間內完成，給加工生產線帶來挑戰。目前傳統茶葉加工工藝仍將體感經驗作為標準，茶葉加工工藝的生產新配置未標準化，很難實現自動化、智能化，也造成茶葉的加工成品質量存在差異。

1.2 缺乏規范的加工機械

我國茶葉采摘、加工的機械設備種類多樣，目前茶葉生產加工的各個工藝環節都具有相應的機械設備，機械生產是對傳統手工生產的變革，有利于緩解勞動力。但茶葉加工機械的設計還存在問題，機械設備的運用有效降低人工勞動量，但對于茶葉生產加工自動化的整體配合和自動化水平的設計還不完善。市場上茶葉生產機械設備的種類繁多，由于缺乏規范標準的機械設備，影響茶葉生產加工自動化平臺的構建，在自動化過程中的機械設備選用上存在問題，不利于自動化配置任務的實施和完成。

1.3 自動化技術水平低

目前茶葉生產企業并沒有完全實現生產加工的自動化，尤其是生產線配置上缺乏先進的自動化技術。茶葉生產的自動化需要根據茶葉種類、產量需求制定核心工藝，并合理配置自動化生產線，依據生產需要布置出生產線的二維、三維工程圖等，在技術水平的應用中要設計經驗型的配置思路，形成標準化的方法。但目前茶葉生產企業并沒有完善的自動化生產配置方案，過度依賴工程技術人員，不利于茶葉自動化生產線的配置。

2 計算機對茶葉生產自動化的影響

2.1 茶園管理和機械配制

計算機技術在茶園管理中的應用，有利于實現茶園管理的自動化和精細化，轉變傳統的粗放型管理方式，減少茶園管理及茶葉生產的資源消耗，增加茶產業的經濟效益。20世紀末，茶園計算機綜合診斷施肥咨詢系統研發成功并得到應用，該系統結合數據統計、葉片養分指數平衡法等先進技術，針對不同品種、海拔高度、茶葉生長密度、產量及不同地理環境、土壤養分等資料構建起自動化分析模型，系統中不同模塊對茶園實施詳細的分析，自動形成合理的施肥方法、茶園生態分類、綜合營養診斷、施肥量、經濟效益預估等方面的信息，實現茶葉生產的低耗高效，為茶葉種植、生產加工企業提供更好的服務，創造出更大的經濟價值[2]。目前先進數字化技術也逐漸應用于茶葉的生產加工中，例如GPS系統、遙感系統、GIS系統等，以上先進技術的優化組合構建出自動化的茶園管理系統，其主要功能包括檢測土壤成分、茶園產量分布、氣象監測、農機管理等，提高茶葉的產量和質量。

茶葉的種植及采摘具有鮮明的季節性，新鮮采摘的茶葉需要及時進行制作，為保證茶葉的質量，實現制作配備的自動化具有現實意義。茶葉生產企業的規模直接影響新鮮茶葉的采摘，企業一般采用先進的采摘技術和自動化的生產加工技術，這樣才能保證茶葉的經濟效益。茶廠和茶機配制的優化應用是保障茶葉生產自動化的前提條件，在茶葉初制廠機械配制中運用先進的計算機技術，構建機械配制計算機系統，在茶葉生產加工領域取得顯著的應用效果，該系統包括系統說明、設計、茶機介紹三個功能，可以自動形成茶葉年產量、茶葉種類、生產加工工藝等資料，設計出茶葉生產所需的合理面積，茶葉存儲、殺青、烘干、炒制等不同工藝環節所需的機械設備及具體型號，自動化形成產茶的最優設備組合方案。

2.2 茶葉等級及萎凋控制

計算機圖像技術主要應用于茶葉鮮葉的等級判斷環節，并實現動態化監測茶葉生長的全過程，有利于提高茶葉生產控制的科學性。首先，運用計算機智能化技術量化分析系統評價鮮葉的顏色參數，顏色參數值主要包括R、G、B、L等，系統會自動評估鮮葉的等級和質量；其次，運用計算機量化分析系統判斷鮮葉的嫩度和色澤，將茶葉按照不同的等級進行分類[3]。計算機技術在茶葉等級判斷中的應用，轉變了傳統人工按照經驗進行區分的現狀，實現自動化處理。計算機技術的運用還有利于實現茶葉萎凋控制的自動化，自動檢測、控制茶葉的萎凋狀況，保證茶葉制作的穩定性，為制作茶葉方案的確定提供依據。例如計算機PS濾鏡可以用作茶鮮葉色澤的判斷，自動監測20小時內茶葉色澤度的變化，其中R、G表示鮮葉的萎凋情況，接下來根據具體參數選擇適當的量化指標進行分析，這些數據是計算機處理的重要依據，有效地分析茶鮮葉的萎凋程度。

2.3 殺青工藝

茶葉殺青是茶葉生產的一項重要環節，傳統的茶葉殺青機將溫度作為控制指標，運用恒溫控制保證茶葉殺青的質量，但由于茶葉鮮葉的初始含水率處于變化的狀態，恒溫控制存在殺青不完全的問題，茶葉的香草氣較重，果皮香味較輕，影響殺青效果。計算機技術在茶葉殺青中的應用將有效提高殺青質量，實現殺青的自動化。首先，應準確判斷殺青系統的傳熱過程、茶葉殺青原理，運用傳熱傳質原理深入分析殺青葉含水率與茶葉溫度的之間關系。其次，運用三段式的殺青控制方法，采用進茶口段滾筒、出茶口段滾筒自動控制溫度，運用模糊PID控制計算方法實現動態監測，中間段將殺青葉的含水率作為控制目標，運用中間段滾筒溫度的變化自動控制殺青葉的含水率。運用計算機模糊PID控制器，將MATLAB/SIMULINK仿真平臺運用至茶葉殺青控制系統中[4]，有效改善茶葉殺青控制的動態性和自動化。最后，在計算機PLC、模糊PID控制技術的基礎上，應用計算機組態軟件構建殺青系統的集散控制，有效控制殺青中鮮葉的含水率。計算機自動化控制系統的應用，實現了殺青中加熱介質溫度變化的自動控制。

2.4 茶葉烘干和炒制

計算機控制系統在茶葉烘干中的應用，具有模型控制、風溫反饋及葉溫反饋三個主要功能，其中模型控制下能夠根據輸入的上烘葉含水率自動調節烘干時間，在風溫反饋功能的支持下具有自動適應風溫變化的功能；風溫反饋下能夠參照出口葉溫自動判斷烘干的程度，并自動調節茶葉烘干時間，保證與茶葉含水率的一致性和茶葉品質的穩定性。相比如傳統人工操作的非自動化烘干方法，計算機控制烘干機生產出的茶葉品質優良、均勻、穩定，保證茶葉的經濟效益。例如浙江天一茶業有限公司引進的名優茶連續化自動化茶葉加工生產線，該自動化茶葉加工生產運用先進的計算機技術，構建自動化茶葉加工生產線，安裝調試成功后進入應用階段，并取得顯著應用效果。該條生產線按照天臺山云霧茶傳統加工工藝要求，采用目前國內最先進的電磁內熱殺青機、推涼平臺、連續揉捻機、連續理條機、燃油烘干機和溫濕控推青設備等自動化機械設備和技術，有效解決名優茶加工過程中鮮葉難以長時間推放保存、殺青時溫度難以保持恒定和迅速改變、機器回轉速度不可調等三個缺陷及茶葉在制品攤涼回潮時不落地的技術難題[5]。

運用計算機技術構建茶葉炒制智能化平臺，將茶葉炒制的核心技術和步驟進行量化，分析出相應的技術參數，通過計算機構建數字模型和自動化炒制程序，形成智能化的人機溝通平臺。茶葉生產企業引進先進的自動化茶葉炒制技術，根據自身發展情況制定具體炒制需求，例如不同茶葉的生長地區、品種等自動采取不同的炒制方法，在智能化平臺中自動發出炒制命令，不僅實現機械設備的自動化運行，保證茶葉炒制的質量和生產效率，還有利于節約產業生產成本。

3 結束語

近年來，茶葉自動化生產勢在必行，各企業紛紛引進自動化生產線，利用先進的計算機技術實現茶葉生產的自動化，茶葉清潔化、自動化生產取得顯著成效。我國茶葉生產加工技術和機械設備進入全新時期，計算機在茶葉生產加工中的應用，提高了茶葉生產效率，確保了茶葉品質，為我國邁向茶葉強國做出了突出貢獻。

[1]王鵬.計算機輔助預測茶葉包裝儲存期系統的研究 [D].西安理工大學,2009.

[2]薛徐燕,陸裕華,沈久聰,等.茶葉生產無公害防治診斷智能化系統技術構建[J].茶葉科學技術,2014(4):53-56.

[3]劉文烽,覃泉霖.有機茶葉生產執行與信息化管理系統的實現[J].2009年廣西計算機學會學術年會,2010.

[4]文小森.茶葉生產和營銷中的計算機技術應用 [J].福建茶葉, 2016(1):123-125.

[5]鄧小盾.利用計算機技術控制茶葉烘干實踐的策略分析[J].福建茶葉,2016(1):257-259.

王曉佳（1982-），女，吉林通化人，本科，講師，研究方向：計算機軟件應用開發。