王 亮

（河南機(jī)電職業(yè)學(xué)院，河南 鄭州 451191）

茶葉的飲用在我國已有近萬年的歷史，茶葉作為一種綠色純天然、有益健康的飲品已深入人心，被世界各國人民所喜愛與推崇。我國作為茶葉的原產(chǎn)地，隨著國家進(jìn)一步對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整，我國原先大部分地區(qū)以人力進(jìn)行茶葉生產(chǎn)的傳統(tǒng)方式將逐步被現(xiàn)代機(jī)械自動化技術(shù)所取代，從而提高茶葉生產(chǎn)效率，促進(jìn)我國茶葉產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

1 機(jī)械自動化技術(shù)在國外茶葉生產(chǎn)加工中的應(yīng)用

國外最先把機(jī)械自動化技術(shù)應(yīng)用于茶葉生產(chǎn)加工的國家是日本。1910年，日本已開始將大剪刀應(yīng)用于茶樹栽培。日本分別在1955、1976年研發(fā)出小型采茶機(jī)和大型自走式采茶機(jī)。20世紀(jì)70年代，日本根據(jù)茶葉的不同采摘方式研制出多種形式的采茶機(jī)械。日本所研制的滾筒殺青機(jī)、滾筒炒干機(jī)、連續(xù)性發(fā)酵機(jī)等以其自動化程度高、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)而被大量應(yīng)用于茶葉生產(chǎn)。近些年，日本逐步優(yōu)化茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械的規(guī)格和效能，已成為目前世界上茶葉連續(xù)生產(chǎn)自動化程度最高的國家[1]。

1929年，蘇聯(lián)首先從日本進(jìn)口了大型采茶剪刀。1930年，蘇聯(lián)研制出三輪型采茶機(jī)。蘇聯(lián)分別在1965年和1970年研制出折斷式采茶機(jī)和切斷式采茶機(jī)。隨著近些年的發(fā)展，蘇聯(lián)也實(shí)現(xiàn)了采茶機(jī)械化作業(yè)。

世界上除中國外的其他幾大茶葉原產(chǎn)國，如斯里蘭卡、法國、土耳其、印度等，也都進(jìn)行了茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械的相關(guān)研發(fā)。隨著茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械的普及，這些國家也大多實(shí)現(xiàn)了茶葉生產(chǎn)加工的機(jī)械自動化。

2 機(jī)械自動化技術(shù)在國內(nèi)茶葉生產(chǎn)加工中的應(yīng)用

自20世紀(jì)初期，國外茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械化興起，我國開始外派相關(guān)茶葉生產(chǎn)加工技術(shù)人員到相關(guān)國家進(jìn)行學(xué)習(xí)考察。并于20世紀(jì)40年代初期，開始對國外的茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械進(jìn)行仿制，制造出了抖篩機(jī)、圓篩機(jī)等茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械。我國茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械的研制正式起步于20世紀(jì)50年代初期，當(dāng)時(shí)新成立的中國茶葉總公司提出利用茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械，提高茶葉生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，促進(jìn)貿(mào)易發(fā)展的設(shè)想。由此根據(jù)國家撥付的相關(guān)資金，安排濟(jì)南、無錫、上海等地的機(jī)械廠首先仿制，而后大規(guī)模生產(chǎn)出茶葉烘干機(jī)、揉捻機(jī)、篩分機(jī)等茶葉機(jī)械設(shè)備。20世紀(jì)70年代，我國開展大型茶葉采摘機(jī)械研制工作[2]。1980年，我國開始引進(jìn)外資聯(lián)合研制生產(chǎn)采茶機(jī)械和茶葉修剪機(jī)械設(shè)備。20世紀(jì)90年代初期，國內(nèi)茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械實(shí)用化、自動化程度進(jìn)一步提高，國內(nèi)企業(yè)先后研制出具有國際先進(jìn)水平的炒青機(jī)、速包機(jī)、烘焙機(jī)等。近年來，我國茶葉機(jī)械融合更多高新技術(shù)，先后研制出微波遠(yuǎn)紅外加熱烘干殺青技術(shù)、蒸汽熱風(fēng)殺青機(jī)。并把計(jì)算機(jī)檢測和自動控制技術(shù)嵌入茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械設(shè)備當(dāng)中，形成完整的茶葉生產(chǎn)加工全檢測控制的自動生產(chǎn)線。經(jīng)過近50年的發(fā)展，我國茶葉生產(chǎn)機(jī)械制作業(yè)已發(fā)展成為多品種、多系列、全覆蓋，集茶葉生產(chǎn)、采摘、加工、包裝等一體化的完善的先進(jìn)行業(yè)。

3 機(jī)械自動化技術(shù)在國內(nèi)茶葉生產(chǎn)加工中應(yīng)用存在的問題

雖然我國茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械設(shè)備的研制已取得不俗的成績，但是與西方發(fā)達(dá)國家相比，還存在不小的差距，主要表現(xiàn)如下。

3.1 茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械質(zhì)量水平差

傳統(tǒng)意義上，我國把茶葉生產(chǎn)加工劃歸為農(nóng)副產(chǎn)品加工系列，所以自然而然地把茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械也劃歸為農(nóng)副產(chǎn)品機(jī)械。這就導(dǎo)致茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械本身設(shè)計(jì)制造起點(diǎn)低于食品生產(chǎn)加工機(jī)械，使得茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械普遍技術(shù)含量低、質(zhì)量水平差。相關(guān)機(jī)械制造廠商設(shè)計(jì)制造茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械只單純以落后的機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行簡單的仿制疊加，不考慮先進(jìn)技術(shù)如數(shù)字控制、機(jī)電一體化等技術(shù)的使用，使制造出的茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械外形笨重、噪聲大、能耗超標(biāo)、使用效率大打折扣[3]。同時(shí)，國內(nèi)相關(guān)茶葉機(jī)械設(shè)備制造廠商存在重復(fù)生產(chǎn)的問題，使得茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械型號系列單一，缺乏完整統(tǒng)一的系列規(guī)格，進(jìn)而造成茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械人機(jī)協(xié)調(diào)性差、操作復(fù)雜。

3.2 茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械智能化、自動化程度較低

第三次工業(yè)革命將機(jī)械行業(yè)發(fā)展階段劃分為3個(gè)階段，分別是第一階段人力和半機(jī)械化、第二階段機(jī)械化和第三階段智能化、自動化。目前，國外西方發(fā)達(dá)國家茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械已發(fā)展為第三階段。我國的茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械大多還處于第二階段發(fā)展過程中。現(xiàn)今我國的茶葉生產(chǎn)加工大多還停留在單機(jī)作坊式生產(chǎn)模式中。企業(yè)制造出的茶葉機(jī)械缺乏相應(yīng)智能化、自動化技術(shù)的應(yīng)用。例如，揉捻機(jī)的緊實(shí)只能依靠操作人員手工控制；理?xiàng)l機(jī)的溫度控制只是單純的程序控制開關(guān)，具體的檢測還要依靠相關(guān)技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)；茶葉機(jī)械設(shè)備材料多選用碳鋼或鑄鐵材料，造成生產(chǎn)效率低下，難以形成規(guī)模生產(chǎn)。

3.3 茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械廠商規(guī)模小，自主創(chuàng)新不足

目前，國內(nèi)茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械廠普遍規(guī)模較小。截至2017年的統(tǒng)計(jì)資料顯示，國內(nèi)茶葉機(jī)械相關(guān)企業(yè)從業(yè)人員為6 176人，其中50人以下的企業(yè)占企業(yè)總數(shù)的81.2%。同時(shí)，企業(yè)注冊資金在500萬元以上的有6家，其中注冊資金在100萬元以下的企業(yè)占企業(yè)總數(shù)的76.6%。大多數(shù)茶葉機(jī)械企業(yè)依靠傳統(tǒng)的家庭作坊式方式進(jìn)行生產(chǎn)制造。所制造出的茶葉機(jī)械產(chǎn)品由于自身設(shè)計(jì)能力薄弱、加工工藝落后而缺乏市場競爭力。同時(shí)，大多數(shù)茶葉機(jī)械企業(yè)自主創(chuàng)新能力不足，生產(chǎn)的產(chǎn)品多數(shù)依靠仿制，缺乏核心關(guān)鍵技術(shù)。最終造成我國茶葉機(jī)械相關(guān)產(chǎn)品一直處于廉價(jià)、低效的狀態(tài)，嚴(yán)重影響了茶葉相關(guān)機(jī)械產(chǎn)品的發(fā)展。

3.4 茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械廠商人才、資金缺乏

現(xiàn)代茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)、智能化于一體的高新技術(shù)行業(yè)。相關(guān)機(jī)械企業(yè)缺乏掌握上述技術(shù)且熟悉茶葉相關(guān)生產(chǎn)加工操作的復(fù)合型人才。這就導(dǎo)致茶葉機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造不能完全契合實(shí)際生產(chǎn)要求，對產(chǎn)品的創(chuàng)新研發(fā)也只能以機(jī)械產(chǎn)品為基礎(chǔ)，缺乏以茶葉生產(chǎn)加工為特點(diǎn)的切入點(diǎn)。同時(shí)，茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械屬于技術(shù)密集型產(chǎn)品，相關(guān)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造、試驗(yàn)到最終量產(chǎn)投入市場需要很長的時(shí)間周期。其中，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研發(fā)過程涉及機(jī)械、物理、自動化、計(jì)算機(jī)等多個(gè)學(xué)科，需要企業(yè)在相關(guān)學(xué)科技術(shù)上投入大量人力、時(shí)間和資金進(jìn)行研發(fā)。而現(xiàn)今的茶葉生產(chǎn)加工企業(yè)大多缺乏資金，影響了茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械的技術(shù)革新。

4 機(jī)械自動化技術(shù)在茶葉生產(chǎn)加工中應(yīng)用的趨勢

4.1 綠色發(fā)展

綠色、節(jié)能、環(huán)保是當(dāng)今世界發(fā)展的主流，人們越來越重視綠色節(jié)能環(huán)保的發(fā)展理念，這種理念已經(jīng)深入各個(gè)發(fā)展領(lǐng)域，在茶葉機(jī)械發(fā)展中也不例外。首先，在茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械的設(shè)計(jì)研發(fā)過程中，將越來越多地考慮節(jié)能環(huán)保。降低茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械的能耗，提高其效率將是未來茶葉機(jī)械發(fā)展的首要目標(biāo)。其次，在當(dāng)前我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級、淘汰落后產(chǎn)能的大背景下，設(shè)計(jì)研發(fā)綠色、節(jié)能、環(huán)保的產(chǎn)品設(shè)備既符合當(dāng)前建設(shè)節(jié)約型社會的發(fā)展精神，又可以達(dá)到節(jié)能、環(huán)保的目的，利國利民，意義深遠(yuǎn)。

4.2 智能高新技術(shù)的應(yīng)用

21世紀(jì)是智能化、信息化高速發(fā)展的時(shí)期，越來越多的高精尖技術(shù)將運(yùn)用到生產(chǎn)生活當(dāng)中。原有的傳統(tǒng)茶葉加工生產(chǎn)方式將發(fā)生革命性的變革。例如，遠(yuǎn)紅外烘干技術(shù)、微波殺青技術(shù)等一批高新技術(shù)將在茶葉的生產(chǎn)加工中得到了應(yīng)用。另外，光伏技術(shù)、光機(jī)電一體化技術(shù)、智能控制與制造、機(jī)器人技術(shù)等也將逐步引入并應(yīng)用到茶葉的生產(chǎn)加工機(jī)械設(shè)備中?？梢灶A(yù)見，不久的將來，隨著越來越多的智能高新技術(shù)應(yīng)用到茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械設(shè)備中，將會形成一條集茶葉種植、采摘、生產(chǎn)、包裝于一體的標(biāo)準(zhǔn)化、多系列的自動化生產(chǎn)線。同時(shí)，也會大大提高茶葉的產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)茶葉行業(yè)快速發(fā)展。

4.3 朝著清潔與安全的方向發(fā)展

社會對食品安全的重視程度越來越高，作為人們的常見飲品，茶葉的清潔與安全也同樣受到關(guān)注。所以，對于茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械的清潔與安全的要求也備受關(guān)注?，F(xiàn)如今，從茶葉的單機(jī)化生產(chǎn)到自動化流水線生產(chǎn)都建立了完善的清潔與安全保障。從茶葉原產(chǎn)品選取、生產(chǎn)技術(shù)工藝改進(jìn)、執(zhí)行更嚴(yán)格的清潔安全標(biāo)準(zhǔn)等多方面保證了茶葉的衛(wèi)生與安全性。在將來的發(fā)展過程中，茶葉的清潔與安全是茶葉站穩(wěn)市場的首要先決條件，所以茶葉的生產(chǎn)加工機(jī)械將朝著清潔與安全的方向發(fā)展，以此來保證茶葉產(chǎn)品的清潔與安全性。

5 機(jī)械自動化技術(shù)在茶葉生產(chǎn)加工中應(yīng)用的對策

5.1 強(qiáng)化茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械研發(fā)能力

目前，我國茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械裝備技術(shù)落后，是制約茶葉行業(yè)快速發(fā)展的一大弊端。要想研發(fā)新型適應(yīng)市場需求的茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械，需要在了解茶葉生產(chǎn)加工技術(shù)理論的前提下才能實(shí)現(xiàn)。而目前我國對茶葉生產(chǎn)加工技術(shù)理論的相關(guān)研究相對滯后，并且對于相關(guān)茶葉生產(chǎn)加工的機(jī)械裝備研發(fā)投入有限，造成茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械研發(fā)能力薄弱，相關(guān)機(jī)械裝備技術(shù)落后。所以，政府和茶葉相關(guān)行業(yè)協(xié)會應(yīng)加大對茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械的研發(fā)投入，強(qiáng)化茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械的研發(fā)能力。自我創(chuàng)新，根據(jù)實(shí)際市場需求，研發(fā)既包含茶葉生產(chǎn)加工技術(shù)理論又包含最新技術(shù)的相關(guān)機(jī)械設(shè)備，實(shí)現(xiàn)茶葉生產(chǎn)加工與機(jī)械設(shè)備完美結(jié)合。并引入新技術(shù)、新材料、新工藝，提高茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械的質(zhì)量穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)效率，降低能耗。同時(shí)，進(jìn)一步完善相關(guān)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，建立模塊化機(jī)械裝備，降低茶葉機(jī)械的制造維護(hù)成本，提高茶葉機(jī)械的通用性。

5.2 強(qiáng)化茶葉生產(chǎn)加工機(jī)械人才培養(yǎng)

充分發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研一體化優(yōu)勢，建立校企合作人才培養(yǎng)模式。首先，茶葉生產(chǎn)制造機(jī)械相關(guān)企業(yè)可以借助高校的科研平臺，聘請高校專家、教授參與企業(yè)相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)，為新產(chǎn)品的研發(fā)提供技術(shù)支持。同時(shí)，開設(shè)有茶葉相關(guān)專業(yè)的高校可以聘請茶葉種植、采摘、銷售和茶葉機(jī)械研發(fā)的行業(yè)專家為學(xué)生授課，開設(shè)講座。使學(xué)生理論結(jié)合實(shí)際，充分掌握茶葉的相關(guān)專業(yè)知識，使學(xué)生成為既掌握理論知識又熟悉相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的茶葉行業(yè)復(fù)合型高素質(zhì)人才。

6 結(jié)語

隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整升級，政府對農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化裝備的重視度越來越高。機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)緊抓這個(gè)發(fā)展契機(jī)，在引進(jìn)國外茶葉機(jī)械先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)的同時(shí)，堅(jiān)持自主創(chuàng)新研發(fā)，構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研一體的發(fā)展模式，研發(fā)適合我國茶葉生產(chǎn)加工的相關(guān)自動化機(jī)械設(shè)備，改變我國茶葉機(jī)械落后的局面，提高國際競爭力。