鄒新武 ， 楊秀芳 ， 孔俊豪 ， 王靜

（1.中華全國供銷合作總社杭州茶葉研究院，浙江杭州 310016；2.浙江省茶資源跨界應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州 310016；3.國家茶葉質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，浙江杭州 310016）

TD-01型茶與茶制品緊密堆積密度測(cè)定儀是中華全國供銷合作總社杭州茶葉研究院 （以下簡稱“中茶院”）研制的一種專門用于碎茶和粉狀茶制品（如固態(tài)速溶茶、茶多酚、茶黃素、茶氨酸等）緊密堆積密度測(cè)定的儀器。

1 研發(fā)背景

緊密堆積密度是碎茶出口中的重要指標(biāo)，以往碎茶產(chǎn)品緊密堆積密度的測(cè)定主要由手工振實(shí)的方法來測(cè)定，其結(jié)果穩(wěn)定性、重現(xiàn)性很差，因此我國出口碎茶產(chǎn)品經(jīng)常因緊密堆積密度測(cè)定結(jié)果與外商發(fā)生分歧而影響正常的原料收購、國際貿(mào)易。隨著茶葉深加工行業(yè)的蓬勃發(fā)展，超微茶粉、固態(tài)速溶茶、茶多酚、茶黃素等茶葉深加工產(chǎn)品在國內(nèi)外貿(mào)易過程中也需要緊密堆積密度這個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量。

針對(duì)以上問題，中茶院于2009年7月成立了“碎茶緊密堆積密度測(cè)定儀開發(fā)小組”，開展相關(guān)研究開發(fā)工作。在“十二五”國家科技支撐計(jì)劃子課題和國家質(zhì)檢公益項(xiàng)目“茶制品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究”的支持下，課題組開展了碎茶和粉狀茶制品緊密堆積密度測(cè)定儀的研發(fā)。2011年5月18日，“一種茶和茶制品堆積密度測(cè)定儀”獲得國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局頒發(fā)的實(shí)用新型專利證書（實(shí)用新型專利號(hào)：ZL 201020290506.8）[1]。 2013 年 11月，“茶與茶制品緊密堆積密度儀研究開發(fā)”項(xiàng)目通過部級(jí)科研成果鑒定。經(jīng)過三代升級(jí)，課題組試制了“茶與茶制品緊密堆積密度測(cè)定儀”（代號(hào)：TD-01型）[1]，用于測(cè)定碎茶和粉狀茶制品的緊密堆積密度，為碎茶出口貿(mào)易中堆積密度的測(cè)定和茶制品質(zhì)量指標(biāo)控制提供了參考和依據(jù)。

2 設(shè)計(jì)原理

圖1 緊密堆積密度測(cè)定儀結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Structure of close packing density meter

圖2 茶與茶制品緊密堆積密度測(cè)定儀Fig.2 Actual picture of close packing density meter

將裝有碎茶或粉狀茶制品的量筒固定在機(jī)械振動(dòng)裝置上，電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械振動(dòng)裝置上下振動(dòng)，量筒隨機(jī)械振動(dòng)裝置而發(fā)生有節(jié)拍的振動(dòng)，隨著振動(dòng)次數(shù)的增加，量筒里的碎茶或粉狀茶制品逐漸振實(shí)，振動(dòng)次數(shù)達(dá)到設(shè)定的次數(shù)后，機(jī)械振動(dòng)裝置停止振動(dòng)，讀出量筒內(nèi)碎茶或粉狀茶制品的體積，根據(jù)密度的定義：質(zhì)量除以體積，從而求出振實(shí)后碎茶或粉狀茶制品密度。示意圖和實(shí)物圖見圖1、圖2。

3 裝置結(jié)構(gòu)和適用范圍

TD-01型茶與茶制品緊密堆積密度測(cè)定儀由定時(shí)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及附屬備件等組成，具有振動(dòng)頻率和振動(dòng)次數(shù)可調(diào)并可讀（以適用不同的碎茶和茶制品）、操作簡便、經(jīng)久耐用等特點(diǎn)，適用于各種碎茶、片末茶及固態(tài)速溶茶、茶多酚、茶黃素等粉狀茶制品的緊密堆積密度的測(cè)定。

4 基本指標(biāo)

（1）重復(fù)性誤差：≤1%；

（2）準(zhǔn)確性誤差：≤1%；

（3）被測(cè)試樣重量：≤500.0 g；

（4）停機(jī)后慣性轉(zhuǎn)動(dòng)：≤1次；

（5）振動(dòng)次數(shù)：可顯示（0～999次連續(xù)可調(diào)）；

（6）振實(shí)試樣體積：≤500.0 mL；

（7）振動(dòng)幅度：3±0.1 mm；

（8）振動(dòng)頻率：最大 250次/min（0～250rad/min連續(xù)可調(diào)）。

5 操作步驟

5.1 碎茶緊密堆積密度的測(cè)定步驟

通過粉末漏斗，轉(zhuǎn)移約200 mL 的樣品到250 mL 的量筒中。稱量量筒及樣品的質(zhì)量m1，減去量筒的質(zhì)量m2，得到量筒內(nèi)樣品的質(zhì)量m，精確到0.1 g。把量筒固定到茶與茶制品緊密堆積密度測(cè)定儀上。設(shè)定振動(dòng)頻率為200次/min，振動(dòng)次數(shù)為150次[2]，停機(jī)后讀取量筒內(nèi)樣品的體積V，精確到1 mL。樣品做兩次平行測(cè)定。

5.2 茶制品緊密堆積密度的測(cè)定步驟

通過粉末漏斗，轉(zhuǎn)移約100 mL 的樣品到100 mL 的量筒中。稱量量筒及樣品的質(zhì)量m1，減去量筒的質(zhì)量m2，得到量筒內(nèi)樣品的質(zhì)量m，精確到0.1g。把量筒固定到茶與茶制品緊密堆積密度測(cè)定儀上。設(shè)定振動(dòng)頻率為200次/分，振動(dòng)次數(shù)為100次[2-3]，停機(jī)后讀取量筒內(nèi)樣品的體積V，精確到1 mL。樣品做兩次平行測(cè)定。

5.3 計(jì)算方法

茶與茶制品緊密堆積密度按下式計(jì)算：

式中：ρ為緊密堆積密度（g/mL）；m 為量筒內(nèi)樣品的質(zhì)量（g）；V 為樣品振實(shí)后的體積（mL）。

如果符合重復(fù)性的要求，則取同一樣品的兩個(gè)平行測(cè)定所得的算術(shù)平均值作為測(cè)定結(jié)果 （結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后三位）。

5.4 重復(fù)性

同一樣品的兩次測(cè)定值之差，每100 mL 不得超過2 g。

6 測(cè)定重復(fù)性[2]

選取2種不同的碎茶樣品和2種不同的茶制品，使用TD-01型茶和茶制品緊密堆積密度儀，按照“5 操作步驟”開展了緊密堆積密度的重復(fù)性測(cè)定和分析，結(jié)果分析見表1。

表1 碎茶與茶制品緊密堆積密度測(cè)定結(jié)果分析表（n=10）Table 1 The analysis results of broken tea and tea products(n=10)

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，對(duì)不同碎茶（顆粒型和片末型）和不同茶制品（固態(tài)速溶綠茶和茶多酚）樣品分別開展緊密堆積密度的測(cè)定試驗(yàn)，10次試驗(yàn)結(jié)果的變異系數(shù)均小于1%，表明利用該儀器開展茶與茶制品緊密堆積密度測(cè)定所用方法的重復(fù)性良好。

7 應(yīng)用前景

TD-01型茶與茶制品緊密堆積密度測(cè)定儀已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，相應(yīng)的操作規(guī)程和測(cè)定方法[3]已經(jīng)建立，并在部分出口茶葉生產(chǎn)企業(yè)和粉狀茶制品得到應(yīng)用，為企業(yè)切實(shí)解決了國內(nèi)外碎茶和茶制品緊密堆積密度測(cè)定結(jié)果不一的問題，提升了出口企業(yè)的國際市場(chǎng)競爭力。

[1]中華全國供銷合作總社杭州茶葉研究所.一種茶和茶制品堆積密度測(cè)定儀：中國，201020290506.8[P].2011-5-18.

[2]王靜，楊秀芳，鄒新武，等.茶與茶制品緊密堆積密度測(cè)定方法研究[J].中國茶葉加工， 2014（4）：25-26，31-32.

[3]全國茶葉標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).GB/T18798.5-2013 固態(tài)速溶茶第5 部分:自由流動(dòng)和緊密堆積密度的測(cè)定 [S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2013.