閩茶機械裝備創新探索

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1閩茶工裝史略

1.1加工工裝的發展歷程

福建的寧德天山和武夷山自商周時期開始利用茶為藥用、飲用，隨茶葉生產的不斷發展，也逐步采用簡單的工具、用具產制和貯存茶葉。唐末五代時，周導（宋初中書右相）入寧德洋中，從中原為天山茶區帶來先進的以水資源應用到茶葉產制機具中。唐宋時期有產制蠟面貢茶和北苑龍鳳貢茶等團餅茶的蒸煮、碾、壓工具；宋后又有炒制綠茶的設備；明后更有用水激輪帶動碾磨工具；清末民國間，出現蒸汽動力機器和金屬制茶機械。福建近代第一家機器制茶的茶廠是——創辦于1874年的福州“悅興隆茶公司”。其后有福州商人先后于1896年，在福州北嶺建立“福州新法制茶公司”，從英國購進烘焙茶、卷葉等茶機；1891年在建寧府城建甌籌辦機器焙茶廠。1935年張天福先生在福安建立茶葉試驗場后，于1936年從日本引進了萎凋機、大型揉茶機、茶葉烘干機及解塊機等，用于制造紅茶的全套設備。1941年張天福先生又創造了適合農村茶區應用的“九•一八”手動木質揉茶機，提高了茶葉揉捻的工作效率和茶葉的品質，這是福建手動茶機的開始，也是福建茶機自主創新的萌芽。

1.2設施茶業的沿革

福建茶區設施栽培發展歷史悠久，古代采用人力、水力或畜力進行灌溉提水。宋、元朝，就有從溪澗低處向園地高處提水的人工腳踏“翻車”、“牛轉翻車”、“水轉翻車”、木架水槽的“架槽”、以竹通水的“連筒”等設施。共和國后的二十世紀五十年代，又發明了人工降雨機、灌溉機械（離心式水泵等）、機動噴霧器。七十年代后，茶園機械噴灌（有固定式、半固定式、移動式）裝備茶區。其后又創新滴灌技術。八十年代中、后期引進先進的設施農業技術，促進生產的發展，尤其是推動早春茶和名優茶的迅速發展。在高海拔氣溫低的茶區，示范試驗塑料薄膜小拱棚或大棚復蓋、遮陽網、地膜等培育良種茶苗、栽培茶樹。還實驗應用培養皿、特殊設施保存茶樹種質材料。設施茶樹栽培新技術的應用，促進了茶樹早生、高產、高效、優質的良好效果。近些年來，在茶樹栽培生產中，又在機耕、機管、機灌、茶園機剪、機采、物理防治病蟲等方面應用設施茶業新技術，促進茶葉生產的持續發展。

2當代加工制茶工裝的變革

福建制茶機械裝備的突破性發展，是始于共和國成立初期，其后它又經歷了三個發展階段。

2.1從手工操作走向半機械

第一階段（1953—1969年），從手工操作走向半機械。首先在茶區分別推廣應用張老創制的“53式”和“54式”木質手推揉茶機。其后省茶科所初工室又在綠茶區創制手搖殺青機，在原寧德縣（今蕉城區）、羅源縣等茶區建立試驗示范運用燃炭動力機或水激輪或水輪泵帶動木質殺青機、揉茶機的半機械化綠茶初制廠。

2.2從半機械化走向機械化

第二階段（1970—1999年），從半機械化走向機械化，隨著當年閩東北紅茶區改制綠茶后，福建大部分茶區均生產烘青綠茶，為減輕制茶勞動強度，提高功效，節約能源，降低成本，茶區開展機具改革，茶葉機械化被提上議事日程。部分縣、鄉農業機械廠在茶業部門配合下開始創制茶機。茶機制造材料從木質結構，創用金屬結構。新茶機的原動力從人力，創新用水力、柴油機動力，電力。機械性能從單機，創新為多機、全機械化。制茶燃料能源從單純木柴、木炭，創新為柴、煤、電多種節能灶。這個時期不斷研究實驗創造了適應各茶類初、精制的大量制茶機械和多種制茶節能爐灶等裝備。同時，在閩南烏龍茶區開始推廣應用張天福先生等研究的“人工控制烏龍茶做青及設備”，改革創新了烏龍茶初制裝備。茶葉精制機械也從單機作業走向聯裝。

2.3從機械化走向連續化

第三階段（2000年至今），從機械化走向連續化。為提高機械化程度，自十九世紀七十年代始部分茶區或企業就開始探討連續化、半自動化初、精制廠。而后有的采取單機聯裝，有的發展形成連續化機初、精制機械連裝線、還出現用電子、微波、色選等高新技術的茶機裝備；制茶能源推廣應用液化氣等，走上了制茶自動化的征程。

3閩茶工裝的創新

六十多年來，在各級黨政部門及茶葉業務部門的重視和指導下，茶葉生產茶園、加工的機械設備和制茶能源、不斷改革創新，為茶葉高產、優質、高效、低耗、低成本和安全生產打下基礎。

3.1茶園機械裝備創新成果

當代，已發明創造用于茶園開墾、茶樹栽培的機械裝備，最早是從1958年開始，在開展“技術革新”和“技術革命”中，出現牛拉的中耕器，施肥器、播種機、開溝黎等簡單的生產器械，發展到今天，在茶區推廣應用的機械裝備，主要有茶園開墾的挖土機、推土機、運輸的拖拉機或農用汽車、機動車。茶園耕作機械——深耕機、中耕機、溝耕機、開溝機；茶園灌溉的固定噴灌設施、移動噴灌機、滴灌系統裝置、自流噴灌設施等；茶園植保的農藥噴霧、噴液、噴灑器械、機械設備、病蟲誘殺設施等；茶樹樹冠定型的修剪機、茶葉采收的采茶機等。目前茶園耕作機械的創造、應用、推廣還在進行中。

3.2制茶機械裝備的創新成果

1950年以來，隨著茶葉產銷的恢復和發展，福建省制茶機具改革、機械裝備和制茶工藝的研究、創新也不斷加強，并取得許多成果。本省自主創新的主要茶機有如下。3.2.1茶葉萎凋裝備的創新。創新了紅茶、白茶加溫萎凋設施，使茶葉從自然萎凋改變為室內加溫、機械傳動和機械調節溫濕條件的人工調節萎凋設施裝備，為紅、白茶、綠茶、烏龍茶的生產連續化、自動化打下基礎。特別是張老等試驗研究成功烏龍茶人工控制做青機溫、濕度及裝備，為烏龍茶制茶機械化、自動化奠定基礎。3.2.2茶葉殺青裝備的創新。綠茶、烏龍茶的殺青，從手工鍋炒，發展到機動鍋式（單鍋、雙鍋、三鍋、四鍋）連續殺青機。二十世紀七十年代又創造滾筒殺青機（瓶式滾筒殺青機、滾筒連續殺青機、汽熱殺青機、微波殺青機）等。二十世紀九十年代，又從省外引進或創新了制造各種外形的炒綠茶做形機械、炒干機等。尤其是現代化的微波殺青機的不斷改進創新，使茶葉的品質更加穩定和提高。3.2.3茶葉揉捻裝備的創新。茶葉揉捻過去靠手工揉茶，自張老發明“9•18”揉茶機，后改制“五三”、“五四”式揉茶機在福建茶區大量推廣。二十世紀六十年代至七十年代福鼎農械廠創制電力傳動的40型、55型鋁合金的小、中型揉茶機，閩南、閩北茶區亦有適制烏龍茶的金屬結構揉茶機。創制多種中、小型茶葉解塊機、或解塊篩分機。現有殺青、揉捻和干燥聯裝自動線。3.2.4茶葉干燥裝備的創新。二十世紀七十年代前茶葉烘焙（即干燥），除部分國營初、精茶廠或茶場，有引進大型茶葉自動烘干機外，廣大農村茶區均使用竹焙籠焙茶。二十世紀七十年代閩東綠茶區開始創新試驗應用木質焙梯式熱風焙柜，而后發展到手拉階梯式金屬結構烘干機、進而出現在天山茶區的洋中鎮試驗應用中、小型鏈板式506型、509型、510型動烘干機。大型茶葉初制廠和精制廠應用洋中農城廠周玉琰設計的120型自動烘干機減輕勞動強度，提高工效。3.2.5烏龍茶做青裝備的創新。1975年由南平市茶葉公司組織科技人員開展“烏龍茶工藝與機械改革”攻關，創制了烏龍茶做青用的搖青機等，氣候研制成功“烏龍茶做青機微機自控儀”等，讓閩烏龍茶加工逐步走上機械化之路。1984年由張天福主持，承擔省科委下達的“烏龍茶做青工藝與設備研究”。并在安溪鐵觀音茶區中試，取得成功，在烏龍茶區廣為推廣應用，取得良好的社會和經濟效益，本世紀以來，又引入臺灣制造烏龍茶的先進工裝，為制造清香形烏龍茶闖出一條新路。3.2.6連續化現代化裝備的創新。1976年寧德縣（今蕉城區）天山山麓的洋中村茶葉初制廠建成當時全省首所半自動化綠茶初制廠，創新安裝殺青和揉捻聯裝連續化，解塊和烘干聯裝的自動化線，并采用電力、動力兩用傳動裝置，這是全程連續化和自動化的最早嘗試。于此同時寧德、福州等國營茶葉精制廠，也開展加工聯裝生產線創新。近些年來，茶廠茶機清潔化，已列入議程，在加工清潔衛生、防塵、防噪音、連續化、自動化等方面均有創新成果。茶葉光電色選機、茶葉自動包裝機、計算機、變頻及程控等現代新技術，逐步被應用茶機裝備。2011年政和佛子獅峰茶廠，率先建立政和功夫紅茶自動化清潔化流水生產線；在精制方面，有福州等地花茶廠也創造了花茶生產自動流水線；應用自動化包裝機等，提高現代化科學制茶水平。

3.3爐灶能源創新成果

二十世紀七十年代，在閩東綠茶區為解決制茶薪柴、薪炭日趨緊張，率先開展制茶爐灶改革，在寧德、羅源、連江等縣先后試驗應用燃柴或燃煤殺青、烘干“一火兩用灶”。1974年寧德縣周玉斑等在天山茶區試驗成功燃柴的“木柴氣化”、“殺青烘干聯用灶”等，取得良好地效果，加工每100kg干茶節省柴片200-240kg，節約木炭120kg，分別節柴和省炭50～60%；提高工效4-5倍。這些新爐灶裝備在閩東北等茶區和多個茶區廣為推廣，經濟和社會效益顯著，大大緩和了制茶能源的緊張。八十年代后，又創新了應用電力殺青和烘干爐灶。進入二十一世紀以來，許多茶區又用上了液化氣或天然氣等燃料，既有利森林保護，又衛生清潔。

4福建茶機裝備的發展前景

從福建省這個多茶類茶區的茶葉機械裝備創新發展來看，我國當代的茶葉裝備已獲得不斷創新改革和發展的成果，但在茶園耕作和茶樹栽培管理生產機械設施上、在茶葉加工機械裝備的全程連續化、自動化、智能化等方面，與國外先進茶區相比仍有不少差距。隨著茶區對生產的省工、高效、清潔、優質、自動化等有迫切要求，隨著時代的發展，我們茶葉科研、管理、農機等部門應當進一步加強茶機裝備的科學研究，提高茶機制造企業的創新能力，尤其是要加強茶園機械的創新，加強茶葉加工機械裝備向數控、程控、智能化、設備的清潔化、燃料的節能清潔化方向發展，使各茶類加工走向連續化、自動化，使加工工藝裝備走上現代化。

4.1設施茶葉的展望

現有茶樹栽培的農藝耕作設施和茶園管理機械比較簡單，機械化水平，適應不了茶葉生產發展的需求，隨著茶葉生產用工的緊張，加快茶園機械的發明創造和推廣普及，成為當務之急。有關部門和茶機制造企業，應著力于茶園耕作機械、茶園管理機械、茶園節水灌溉設施、無公害、生物、現代化防治設施、采茶機械等進一步研制，逐步提高耕作機械化、現代化水平。

4.2制茶裝備的展望

中國是一個多茶類的茶區，每個茶類和每一種名茶，都有其不同的制造工藝和品質特征，茶機裝備的研制課題也繁多，我們應加快改變茶機裝備制造粗糙，標準化程度不高，型號混亂，機制茶質量欠穩定，高溫作業或人工操作勞動強度較大等問題，其發展方向主要有下幾方面。4.2.1加工流水線的研發。在現有半連續化的單機機械化的基礎上，研制聯裝成連續化或自動化的初、精制加工流水線。如利用屬于連續化生產裝備——滾筒連續殺青機、槽式殺青機、鏈板式烘干機、名茶炒干機、紅茶自動萎凋機、烏龍茶聯合做青機等設備。研究解決非連續化的揉捻機、炒制機、做形機、包揉機、以及緩沖裝置、機組模塊、運輸裝置、茶葉精制全套流水作業線等聯裝裝備。從而研發出適合多茶類的不同的加工流水線，逐步實現連續化、自動化、現代化。4.2.2制茶清潔化的研發。要逐步實現清潔化初制、精制加工線，首先要選用食品級不銹鋼或新材料來制造與茶直接接觸的茶機，用食品專用輸送帶。與茶接觸部分不用油漆等涂料，不加機械潤滑油、廢氣不直排烘干機。控制噪音、茶葉不落地，人工干預少。對茶塵多的茶機要全封閉除塵，減少車間污染，確保初制產品清潔衛生。要選擇生態環保的場所建設廠房，美化、綠化廠區，避免環境污染。4.2.3無人干預自動生產線的研發。在茶葉加工實現連續化的基礎上，進一步改造研制在無人工操作的、按既定的程序進行制茶生產的自動化生產線。采取近年有人提出的用若干個自動化模塊組合。其模塊的自動系統，可引進國外研究成果，應用傳感器、工業計算機、變頻器、電控柜、終端電機、氣閥和數字化等組成自動化系統。從而促進自動化程度的進一步提高，即進一步達到茶葉生產和制造的智能化、節能化、現代化。

參考文獻：

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作者:周玉璠 單位:福建省茶葉學會