我國龍井（扁形）茶炒制機的研制與發展（續）

權啟愛

中國農業科學院茶葉研究所，310008

四、龍井（扁形）茶炒制機的成功研制與快速推廣應用

20世紀80年代，名優茶生產發展迅猛，茶區對龍井（扁形）茶炒制機的需求更為迫切，研制進程加速。

1.多槽式龍井（扁形）茶炒制機的研制

20世紀80年代后期，安徽宣州的知識青年何世華，在解決炒青綠茶條形勾曲欠直問題時，發現將茶葉置于加熱的往復長形槽鍋內，隨著槽鍋不斷往復運轉，茶條能被有效理直，并應用這一原理將槽鍋設計成多槽連體式，研發出1臺用于炒青綠茶理條的整形機樣機，申報了專利。機器構件雖較為簡陋，但炒制原理和主要結構已類似于現在應用的茶葉理條機。當時，原籍浙江省新昌縣的巴西籍華人胡亞春先生，在巴西銷售中國產運動鞋，人在國外，心卻關注著家鄉的經濟發展，特別是看到家鄉茶農手工炒制龍井茶異常艱辛，決心為改變這一落后面貌盡一份力。當他看到何世華機械專利報道后，立即利用回國機會趕往安徽考察。考察后他在思考：“既然有人提出龍井茶的機械整形應堅持‘理直、壓扁、磨光’三大關鍵工序，首要工序是要將茶條理直，何世華發明的機械既然能把茶條理直，就一定能用于龍井茶炒制中的部分整形，減輕茶農龍井茶加工的部分繁重勞動。”于是斥資3萬余元人民幣將專利買下。胡亞春先生就這樣攜帶專利回到了家鄉新昌，經多方努力獲得了當地政府和茶農的支持，1993年在新昌縣籌建了新昌縣鏡嶺福利廠并自任廠長，按專利技術進行龍井茶炒制機的設計和試制，不久即完成樣機制造，送往新昌縣茶樹良種場進行炒制試驗。時任新昌縣茶樹良種場場長、新昌縣制茶能手、全國勞動模范石夢千和新昌縣農業局茶葉專業高級農藝師凌光漢組織有關人員對機器進行了認真試驗和試用。試用結果發現，該機不僅可順利完成龍井茶加工的鮮葉殺青，并且能將茶條理直且寬窄有度。這時石夢千提出，既然茶條已理直，那么可否設法將茶條壓扁呢。聯想到用搟面杖搟面條的原理，于是就在茶園邊竹林內砍來細竹桿，截成略短于鍋槽軸線長度，削平竹結，為增強加壓效果在竹管內灌入適量洗凈粗砂，端部密封，外包白布，做成壓棒。當茶葉被理成直條后，在每槽鍋內投入1只壓棒，適當降低槽鍋往復頻率，使壓棒在槽鍋內只滾不撞，防止芽葉斷碎。在不斷滾動的壓棒滾壓下，業已理直的茶條，就這樣被均勻壓制成扁平茶條，并且寬窄有度，扁平整齊劃一，成茶的茶條理直和扁平均勻程度甚至好于人工炒制，令試驗人員喜出望外，很快引起茶葉界和茶機界的高度重視，一致認為該機完全可用于以龍井茶為代表的扁形茶炒制。此后，浙江省的各家茶機生產企業紛紛投入該機的制造與生產，使機械結構不斷完善并實施正規設計。20世紀90年代后期完成了多槽式龍井（扁形）茶炒制機（圖5）和茶葉理條機兩種機械的研制，鑒于作業目的不同，機器結構稍有差異，前者槽鍋截面形狀為圓形，加棒進行龍井（扁形）茶炒制；后者槽鍋截面形狀為阿基米德螺旋線，更利于直條形名優茶的理條作業。世紀之交前后，浙江幾乎所有茶機生產企業都投入了這兩種機器的生產，并且在茶區不推而廣。特別是多槽式龍井（扁形）茶炒制機，因為能夠完成龍井（扁形）茶所有工序的炒制，也能用于其他名優茶的部分工序炒制，故也被稱作名茶多用機，很快在全國龍井（扁形）茶區推廣應用，熱銷時年生產量達5 000臺以上，促進了龍井（扁形）茶生產的發展。直至目前在龍井（扁形）茶加工連續化生產線中還在與長板式機型配套使用。

然而廣泛的推廣應用也發現，多槽式龍井（扁形）茶炒制機雖理條性能良好，但透氣和磨光功能較弱，故成茶茶條光滑程度較差，且色澤偏青綠，滋味風格也偏向于炒青綠茶。

圖5 多槽式龍井（扁形）茶炒制機

2.長板式龍井（扁形）茶炒制機的研制

針對多槽式龍井（扁形）茶炒制機存在的不足，1996年浙江省新昌縣回山鎮柘前村木工出身、又精于龍井茶炒制技術的村民丁水芳，開始了新型龍井（扁形）茶炒制機的研制。經過反復鉆研、試驗和改進，于1999年初步完成一種長板式龍井（扁形）茶炒制機的研制，2000年交給原新天機械廠老板梁新天組織生產。梁新天為此在新昌縣城籌建了浙江天峰機械有限公司，首先對樣機進行改進和完善，而后正式投產。該機由炒葉鍋、炒板裝置、傳動結構、爐灶和機架組成。炒葉鍋系使用薄鋼板卷制而成的半圓鍋，直徑60 cm、長78 cm，炒葉鍋后部鉸鏈安裝在機架上，整鍋可繞鉸鏈在一定角度范圍內轉動，操縱加壓手柄，使鍋壁抬高或下降，減小或增大鍋壁與炒板間的距離，從而實現炒板對加工葉的加壓和減壓。炒葉鍋內裝有與長鍋軸線平行的主軸，主軸上裝有一塊不銹鋼薄板炒手和一塊敷有彈性材料表層并襯蓋白布的長形炒板，組成炒葉裝置。爐灶設置在炒葉鍋下部，現在大多采用以電為熱源，少數有以燃液化石油氣為熱源的，在機器研制投入使用初期，也曾經有燃木炭作為熱源的。長板式龍井（扁形）茶炒制機（圖6）作業時，因鍋口直徑較大，炒制時不銹鋼炒板先對鮮葉進行炒制，利于殺青和蒸汽透散，然后用敷有彈性表層的長形炒板對加工葉進行加壓炒制，壓力先輕后重，并且炒板運行至鍋底可適時對茶條進行往復壓磨，整個過程構成對加工葉的抖、壓、捺、磨等功能，至一定時間完成青鍋炒制，出鍋攤涼，然后進行輝鍋炒制。所炒制的龍井（扁形）茶，色澤綠翠，扁平和均勻程度好于人工炒制，香氣、滋味也與人工炒制較接近。故本世紀初浙江和不少產茶省的茶機生產企業，很快先后投入該機的完善和生產，在全省和全國最多時出現了數百家龍井（扁形）茶機生產企業，后經優勝劣汰至目前還有30余家，粗略統計目前全國這種機器的保有量超過30萬臺，全國95%以上的龍井（扁形）茶均由這種機器加工。生產使用表明，由于炒板在鍋底可對茶條進行適當往復壓磨，炒制的茶葉光滑程度較好，但因機器結構較復雜，故各茶機生產企業后來廢除了炒板在鍋底的往復傳動機構，將炒板改成勻速全旋轉形式。此外，長板式機型推廣應用初期，因部分機器的炒板轉動，從機器右側看為逆時針方向，故當操作者因察看炒制成色而用手抓取炒制葉時，常造成手指被夾入炒板和鍋壁之間，釀成人身事故，故浙江省勞動保護部門發出通知，要求從機器右側看，炒板一律應為順時針轉動，這樣可從炒葉鍋前沿抓取茶葉，避免了人身事故的發生。后來這一規定為國內所有長板式機型所采用，在該機的國家專業標準中，炒板順時針旋轉被規定為必須強制執行的安全條文。

圖6 長板式龍井（扁形）茶炒制機

為提高龍井（扁形）茶炒制生產率，減少操作人員數量，近幾年杭州千島湖豐凱實業有限公司研制成功四鍋連續長板式龍井（扁形）茶炒制機。它用4臺長板式龍井（扁形）茶炒制機單機前后串聯安裝，前后兩臺機器的炒茶鍋之間設出茶門，用單片機實施對四鍋炒制機各種參數的控制。作業時，四鍋機的第一鍋主要承擔鮮葉殺青作業，第二鍋承擔補殺青和初步壓扁作業，第三鍋主要承擔壓扁作業，第四鍋主要承擔磨光作業，從而完成龍井（扁形）茶炒制的全過程。在龍井（扁形）茶連續化生產線上，則一、二鍋主要承擔壓扁作業，三、四鍋主要承擔磨光作業。為方便機器調整，后來茶機企業開發出二鍋、三鍋連續化機型。同時，浙江上河茶葉機械公司等又成功研制出更為簡單實用的龍井（扁形）茶加工葉自動投葉裝置和單片機自動控制系統，使單鍋、雙鍋、三鍋、四鍋龍井（扁形）茶炒制機等全部實現了鍋溫、炒制時間、炒板壓力的自動控制。經過不斷探索，可方便地將數條龍井（扁形）茶炒制的工藝數學曲線模型輸入控制系統，炒制時根據加工葉狀況，在控制面板上選取相應曲線模型完成茶葉炒制過程。同時，目前使用的龍井（扁形）茶炒制機，更在操作系統中設置了“學習”“自動”和“人工”等操作模式。在機器進行一種鮮葉初次炒制時，按下“學習”鍵，設定投葉數量、炒制溫度、加壓次數（加壓強度）、炒制時間，開機進行炒制。炒制過程中可對各種參數進行調整，直至取得滿意的成茶炒制效果為止，這樣理想的炒制參數會被控制系統“學習”和“記憶”。此后再次投葉按下“自動”鍵，機器則會按照學習和存儲的操作工藝，自動進行炒制，周而復始，一鍋接一鍋進行不間斷炒制，并且在每次茶葉完成炒制出葉后，制茶專用油自動添加裝置會自動向鍋內均勻撒入少量制茶油，待油煙散盡接著投放下一鍋炒制的鮮葉。“人工”操作等模式，則是在自動操作系統產生故障時，可臨時采用手工操作完成茶葉炒制，避免損失。現在這種自動投葉、炒制過程自動控制的單鍋或多鍋扁形茶炒制機（圖7），已替代原炒制參數依賴人工操作控制的單人炒制機，原來非自動控制的單機1臺需1人操作，現在1人可以操作4～5臺，多鍋機節約操作人員就更多，顯著提高了勞動生產率，有效促進了“機器換人”。

圖7 扁形（龍井）茶單鍋和多鍋自動連續炒制機

3.龍井（扁形）茶輝干機的研制

為了確保龍井（扁形）茶成品茶的外形光扁平直和無毫，浙江省茶機生產企業還研發出滾筒式和往復槽式兩種類型的龍井（扁形）茶輝干機，亦被稱作脫毫磨光機，與長板式龍井（扁形）茶炒制機配套使用。滾筒式機型結構似圓筒式茶葉炒干機，磨光脫毫性能較強，操作方便、功效高，生產中常用；往復槽式機型結構似多槽式龍井（扁形）茶炒制機，但一般僅有兩槽，且槽形較深，緊條和脫毫性能較好，但因操作不便，故少用。

滾筒式龍井（扁形）茶輝干機作業時，投葉量要求較多，以不從筒口流出為宜，爐灶對筒體加熱，加工葉投入滾筒，因為筒體前段內壁裝有數片螺旋板，加工葉被推入筒體熱區進行炒制，隨著筒體轉動，由于茶條自身相互間和茶條與筒壁之間的摩擦作用，表面茸毛和爆點被逐步脫除，使茶條緊結光滑、色澤綠翠、鋒苗顯露、光扁平直，同時蒸發水分，達到干燥要求。炒制完成，筒體固定安裝機型靠筒體反轉出葉，筒體鉸接安裝機型，則靠操作者在筒體前端稍用力下壓，使筒體豎直而實現出葉（圖8）。

長板式龍井（扁形）茶炒制機，結構簡單，操作方便，炒制的扁形（龍井）茶外形扁平均勻，色澤綠翠，超過手工炒制水平，香氣滋味也與手工炒制產品接近，并且工效高，使茶農從繁重的手工勞動中解放出來，以極快的速度在全國龍井（扁形）茶產區推廣，應用于全國95%以上的龍井（扁形）茶的炒制。應該說該機的出現，是我國茶葉機械領域的另一項重大發明，其推廣速度、使用范圍和茶農的歡迎程度，為其他茶機所無可比擬，并且其加工對象為我國名優茶中聲譽最高、名氣最大，在國內外廣受歡迎的龍井（扁形）茶，為茶機界引為驕傲。

此外，在總結龍井（扁形）茶炒制機的研制與發展過程時發現，在清末民國初年，龍井茶是選用鍋口直徑60 cm的燒飯鍋進行炒制；而民國初年出現的龍井茶炒制抬灶，所使用的炒茶鍋鍋口直徑也為60 cm；新中國成立后進行電炒鍋、遠紅外炒茶鍋、電磁內熱炒茶鍋開發，也是選用了鍋口直徑60 cm的炒茶鍋；直至目前開發成功并普遍使用的龍井（扁形）茶炒制機，所使用的半圓鍋的鍋口直徑還是60 cm；現長板式龍井（扁形）茶炒制機的型號較多，型號大小均由半圓鍋的長度確定，而鍋口直徑一律為60 cm，包括連續化生產線上使用者也不例外。其原因除方便使用外，是否還和成茶品質有一定聯系，尚不可知。

當然，世界上任何事物沒有最好，只有更好。長板式龍井（扁形）茶炒制機也尚存部分不足，突出的表現為理條性能較弱，作業中稍有疏忽會造成部分茶條條形過寬，甚至稍有分叉，同時成品茶輕飄，沖泡時易漂浮在水面，需要進一步完善改進。

筒體固定安裝式滾筒式輝干機 筒體鉸接安裝式滾筒式輝干機

圖8 龍井（扁形）茶輝干機

五、龍井（扁形）茶加工連續化生產線研制和應用

近幾年，隨著市場大眾飲用的中檔名優茶銷量顯著增加和國內各類資金向茶葉行業投入增長迅速，龍井（扁形）茶規模化加工需求迫切，茶機行業龍井（扁形）茶加工連續化生產線的研制提上日程。經過幾年的研制開發，已在生產中投入使用。此類連續化生產線，均以已研制成功的長板式和多槽式龍井（扁形）茶炒制機為主機，配套加工葉輸送、貯存、攤涼、稱量、分配等輔助設備和單片機控制系統組成。作業過程中的投葉量、鍋溫、炒制時間、進葉與出葉等參數使用單片機進行編程控制，實現了從鮮葉投入到成茶加工完成的連續化作業，顯著提高了生產率和節約了操作人工，產品質量穩定，清潔衛生。

現生產中使用的龍井（扁形）茶連續化生產線，機型較成熟、使用較多的有浙江杭州千島湖豐凱實業有限公司和浙江新昌縣恒峰科技開發有限公司研制開發的產品。浙江杭州千島湖豐凱實業有限公司生產的龍井（扁形）茶連續化生產線有多種型號，其中干茶生產量為22 kg/h的6CCB-22型生產線（圖9），系使用滾筒殺青機殺青，然后使用輸送帶式茶葉冷卻機吹風冷卻，再經過箱型鏈板式茶葉攤涼回潮機攤涼回潮，接著送上連續式茶葉理條機進行初步理條，理條葉同樣通過箱型鏈板式茶葉攤涼回潮機攤涼回潮，然后送入連續式茶葉理條機進行再次理條，下機后的理條葉通過輸送和分配裝置被分別送上4臺并聯的四鍋連續化龍井（扁形）茶炒制機，進行壓扁磨光，完成龍井（扁形）茶毛茶的炒制。

浙江新昌縣恒峰科技開發有限公司研制開發的干茶加工量為15 kg/h的6CCB-15型生產線，主機配備了自行開發的專用吊籃式鮮葉攤放機進行鮮葉攤放，然后使用長度為3 m的大型連續式茶葉殺青理條機進行鮮葉殺青理條，再送上5臺6CCB-100型二鍋連續式龍井（扁形）茶炒制機炒青鍋，接著用4臺6CCB-100型單鍋自動式龍井（扁形）茶炒制機炒輝鍋，最后采用6CH-20型自動進、出茶式輝鍋機進行脫毫磨光。整條生產線沿著攤青、殺青理條、炒青鍋、輝鍋、脫毫磨光的工藝路線進行炒制。

豐凱公司和恒峰公司兩家企業研制開發的龍井（扁形）茶連續化生產線，均以連續化扁形（龍井）茶炒制機為主機，采用殺青、理條、壓扁、磨光工藝進行炒制，加工出的龍井（扁形）茶茶條光扁平直，鋒苗顯露，色澤黃嫩綠，產品風格近似于單機炒制，獲得茶農和市場認可，已在生產中較快推廣使用。

圖9 千島湖豐凱公司6CCB-22型龍井（扁形）茶生產線

六、龍井（扁形）茶炒制機械發展趨勢

為更進一步促進“機器換人”，緩解茶葉生產用工緊缺，確保茶葉加工品質，龍井（扁形）茶炒制機械今后有以下發展趨勢。

1.單機制茶原理攻關

由于多槽式和長板式龍井（扁形）茶炒制機及以其為主機的連續化生產線的應用，龍井（扁形）茶的炒制現已實現機械化，但炒制的茶葉產品與精細手工炒制產品相比，主要還存在茶葉身骨輕飄等不足。為此，應在主機性能上進行原理攻關，從而提高茶葉品質。

2.生產線的設備簡化

目前龍井（扁形）茶加工連續化生產線使用的炒制機主機尚為斷續作業，今后除要加強主機連續化機型研制外，應先設法減少生產線中現行的茶葉分配和投送設備，建議探討引進目前快遞包裹分揀投送的機器人設備。即在單片機控制下由小型機器人將定量加工葉定時送向需要投葉的炒制機。杭州千島湖豐凱實業有限公司曾在6CCB-22型龍井（扁形）茶生產線上嘗試應用，建議今后作出更深入的探討和應用。

3.生產線的生產平衡和標準化

可以預見，今后龍井（扁形）茶加工機械發展的重點系連續化加工生產線的開發、完善和生產。為此業界將逐步強化龍井（扁形）茶產品的標準化意識，生產線的設計在保證茶葉產品的前提下，力保生產線的生產平衡，除主機按吞吐量合理配備外，應特別重視在生產線中充分設置貯茶斗等緩沖設備，使茶葉加工工藝流暢，做到茶葉不空檔、不積壓，并在此基礎上實現生產線的逐步定型和實現標準化。

4.提高機械產品質量，強化售后服務

應該看到，現行的龍井（扁形）茶加工連續化生產線因開發和應用時間均較短，在設備配備、機械加工質量和制茶品質等方面還存在不足，往往細節注重不夠，故障較多。故生產企業需進一步強化用戶服務意識，提高生產線產品質量，做好售后服務，確保生產線的正常運行和應用。