劉橋輝，閆國琦，屈佳蕾，陳東宜，張德峰，沈銳群

(華南農(nóng)業(yè)大學工程學院，廣州市，510630)

0 引言

茶枝柑(Citrus reticulate Blanco)隸屬于蕓香料、柑橘屬，植物體為小喬木。在華南、西藏和臺灣省等地均有栽培[1-2]。目前主產(chǎn)區(qū)在新會，現(xiàn)已成為新會市的特色農(nóng)產(chǎn)品，又名新會柑[3]。茶枝柑的深加工產(chǎn)品主要為“廣陳皮”[4]和“柑普茶”[5]。對比其他陳皮，廣陳皮擁有更高的藥性和保健效果，具有理氣健脾，燥濕化痰功效，主治脾胃氣滯之脘腹脹滿或疼痛、消化不良[6-8]。李時珍曾在《本草綱目》中記載陳皮，“今天下以廣中(即新會)來者為勝”，新會陳皮[9](廣陳皮)在陳皮中為上等品[10]。柑普茶由茶枝柑與普洱茶結(jié)合而成，附帶柑果香氣，同時具有保健功效，近幾年消費市場增長較快[11]。

新會陳皮和新會柑均是中國國家地理標志產(chǎn)品[12]，隨著廣陳皮和柑普茶的市場不斷拓展，其生產(chǎn)規(guī)模也隨之擴大，新會茶枝柑初加工環(huán)節(jié)已由傳統(tǒng)的人工制作逐步被機械化代替。本文對新會茶枝柑初加工機械技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展問題進行綜述，通過分析茶枝柑初加工各階段機械化使用情況，總結(jié)茶枝柑初加工機械化發(fā)展存在的問題，并對初加工機械化發(fā)展提出對策。

1 茶枝柑初加工的傳統(tǒng)工藝

1.1 廣陳皮傳統(tǒng)工藝流程

廣陳皮的傳統(tǒng)工藝制作含多道工序，一般為采果洗果、開皮、殺青、反皮、曬制、倉儲、翻曬及掃瓤等。在采果的過程中，按采摘時間段選取柑樹上生長較好的柑果，分為柑胎、小青柑、青柑、二紅柑以及大紅柑，清洗過后進行開皮去肉工序。茶枝柑傳統(tǒng)開皮方法，按果柄位置分為正切法和背切法，按三瓣形狀分為三刀法和二刀法。以圖1和圖2為例，圖1為背切二刀法，其過程為先將果柄處朝上，然后從果肩兩邊分別反向弧劃兩刀，刀弧呈人字形，然后留果肩頂部相連，三瓣剝開；圖2為正切三刀法，其過程為先將果柄朝下，然后從果頂向果柄均勻劃分三刀，最后留果柄蒂部相連，三瓣剝開。兩者所開的柑皮三瓣均分，表面卷曲面積較大，便于后期反皮和曬制過程中保持柑皮的完整度[13]。開皮后，需將果皮置于陰涼通風處進行4～5 h殺青，使柑皮水分緩慢蒸發(fā)，待皮身變軟后反皮，接著放置自然陽光下曬制，進一步讓水分蒸發(fā)，達到干燥目的。柑皮曬干后，使用通風的包裝容器，如不銹鋼網(wǎng)箱、麻袋、草扎袋等，將陳皮擺置倉庫內(nèi)等待自然陳化。期間每年5月及11月，需將陳皮出庫翻曬，日曬5～6 h，然后存回倉庫繼續(xù)自然陳化[14]。反復3年，柑皮方可陳化成陳皮，此時陳皮表面顏色轉(zhuǎn)色，香味逐漸飄溢出來。最后還需要掃瓤，把陳皮全部復盤一遍，人工用刷子輕輕掃去陳皮上的瓤，達到清除雜質(zhì)和品質(zhì)再檢驗目的。

圖1 背切二刀法Fig. 1 Back-cutting two-blade method

圖2 正切三刀法Fig. 2 Positive cut three-cut method

1.2 柑普茶傳統(tǒng)工藝流程

柑普茶(圖3)的傳統(tǒng)制作工藝，一般經(jīng)歷采果洗果、開果去肉、殺青、填茶、烘曬以及包裝等工序[15]。采果選取每年7—8月份的小青柑，此時柑果尚未成熟，外皮青綠，油室點微凹且密集，質(zhì)硬皮薄且味辛氣香。將柑果進行清洗后挑選大小一致、品質(zhì)上好的柑果，人工使用開孔器先對小青柑底部開孔，再將果柄連一部分柑體切開成蓋狀后使用勺子將果肉掏空，得到果皮空殼。將果殼放在陽光下殺青，可以在殺菌消毒的同時去掉柑皮的青澀味，并將果皮里的一些苦澀物質(zhì)轉(zhuǎn)化成甘醇的香氣。待殺青結(jié)束，往柑殼填入普洱茶葉后把切除的蓋狀果柄蓋上[16]。接著放置太陽下連續(xù)天然生曬[17]3 d以上，可以蒸發(fā)掉大部分水分的同時完美保存甘油包，并保護柑皮油囊不被破壞，使柑的果香味與普洱茶的醇厚香味交匯融合。之后進行低溫烘焙，目的是確保去除柑普茶的水分。烘干結(jié)束后用棉紙包裝柑普茶，用于置存?zhèn)}庫或日后沖泡。

圖3 柑普茶Fig. 3 Citrus Tea

2 茶枝柑初加工過程機械化技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 茶枝柑初加工產(chǎn)品

隨著廣陳皮及柑普茶市場競爭的加劇，茶枝柑產(chǎn)業(yè)從傳統(tǒng)的粗放式加工逐漸邁向現(xiàn)代化、規(guī)?；藴驶较虬l(fā)展。近年來，傳統(tǒng)的茶枝柑初加工方式生產(chǎn)企業(yè)開始使用機械設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工生產(chǎn)，確保質(zhì)量的同時以提高產(chǎn)量獲取最大利潤。目前，部分茶枝柑初加工產(chǎn)品傳統(tǒng)制作流程已逐步實現(xiàn)機械化生產(chǎn)[18]，具體流程如圖4所示。

圖4 茶枝柑初加工產(chǎn)品流程圖Fig. 4 Flow chart of Citrus reticulata Blanco primaryprocessing products

2.2 茶枝柑清洗分選機械

茶枝柑在進行產(chǎn)品加工前，需對采收的茶枝柑進行清洗和分級分選，目前大部分的茶枝柑清洗分選設(shè)備以柑果類清洗分選設(shè)備原理為設(shè)計基礎(chǔ)。

茶枝柑清洗設(shè)備選用臭氧清洗方式，該設(shè)備一般由循環(huán)水泵、過濾水箱、洗槽、輸送裝置、噴淋裝置以及毛刷輥刷洗裝置等部件構(gòu)成，如圖5所示。通過電離水產(chǎn)生臭氧得到臭氧水，將茶枝柑倒入洗槽中浸泡，在高壓水流和強力氣泡的作用下，柑果被充分打散、翻滾和清洗，使表面的灰塵脫落并殺菌消毒[19]。待臭氧清洗結(jié)束后，柑果隨輸送裝置自動送料，傳送到噴淋設(shè)備以及毛刷輥刷洗裝置進行二次清洗后進入分選環(huán)節(jié)[20]。

茶枝柑分選是根據(jù)茶枝柑的大小規(guī)格進行劃分，使用滾筒式分級機，該設(shè)備一般由分級滾筒、支承裝置、收集料斗以及傳動裝置組成，如圖6所示。大小不一的茶枝柑通過料斗滾入到分級滾筒中，在其間滾轉(zhuǎn)和移動，并在此過程中通過相應(yīng)孔流出，達到分級目的。但茶枝柑按成熟度可分為多個品種，比如小青柑、大紅柑等，但常規(guī)的滾筒式分級機已無法滿足目前茶枝柑分選需求，因此研究人員需要不斷對分選設(shè)備進行優(yōu)化和改良。

施麗萍[21]設(shè)計的小青柑選果裝置解決了品種分選的問題，該裝置通過優(yōu)化分級滾筒，實現(xiàn)在保證小青柑規(guī)格大小符合標準大小的同時提高了選果效率。陳柏忠等[22]重新對清洗分選設(shè)備進行了改良，設(shè)計了柑果分選一體機，該設(shè)備可實現(xiàn)對不同尺寸茶枝柑分選的同時對柑果進行清洗，使用雙篩筒嵌套結(jié)構(gòu)，整機設(shè)備緊湊并大幅度減少了篩筒在長度方向上所占的空間，分選效率高。

目前，茶枝柑的清洗分選設(shè)備較為成熟，但仍需進一步優(yōu)化與設(shè)計，如分選過程中只對大小進行了簡單分級分選，對柑皮質(zhì)量及損耗沒有進行分選；在清洗過程中，清洗時間以及水流速度等參數(shù)固定，不是由變量控制，沒有存在茶枝柑清潔程度的在線監(jiān)測等。

圖5 茶枝柑清洗設(shè)備Fig. 5 Citrus reticulata Blanco cleaning equipment

圖6 茶枝柑分選設(shè)備Fig. 6 Citrus reticulata Blanco sorting equipment

2.3 柑普茶初加工機械

2.3.1 小青柑半自動開口去肉設(shè)備

柑普茶是由小青柑的果殼填入普洱茶所制成，以往的果殼由人工使用專用工具開口挖肉制成，生產(chǎn)效率不高。隨著柑普茶市場規(guī)模的擴大，促使當?shù)仄髽I(yè)及研究者對小青柑開口去肉專用工具(圖7)進行設(shè)計與改良，逐漸從完全手動工具轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯ぽo助的半自動設(shè)備。

圖7 小青柑半自動開口去肉設(shè)備Fig. 7 Semi-automatic opening and fleshing machine forsmall Citrus reticulata Blanco

王強等[23]在分析了傳統(tǒng)小青柑加工工藝流程后，對其進行了相應(yīng)的優(yōu)化并根據(jù)優(yōu)化流程設(shè)計了一種制作小青柑專用工具，該工具呈長方體設(shè)置，內(nèi)設(shè)取孔裝置、取芯裝置以及取肉裝置，對比傳統(tǒng)的專用工具，該工具方便使用與攜帶，生產(chǎn)效率提高了50%以上。武號洋[24]則從簡化人工挖果肉操作流程方面入手，設(shè)計了一款小青柑打孔取肉輔助裝置，該裝置由支撐底板、打孔機構(gòu)、放置機構(gòu)、推動機構(gòu)和控制機構(gòu)組成，使用時只需人工放置小青柑于裝置中固定，然后操作控制機構(gòu)，裝置就可實現(xiàn)小青柑的打孔和初步果肉去除，有效降低了工人勞動強度。

為了提高小青柑殼的生產(chǎn)效率，研發(fā)人員根據(jù)生產(chǎn)工藝不斷設(shè)計和改良相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備，使小青柑半自動開口去肉設(shè)備逐漸趨于成熟，結(jié)構(gòu)更加簡單且操作簡便。相比傳統(tǒng)的全手工柑殼生產(chǎn)，小青柑半自動開口去肉機效率更高，為生產(chǎn)企業(yè)大幅度降低了勞動成本。但是，小青柑半自動開口去肉機工作過程中仍需要人工輔助操作，并沒有完全實現(xiàn)自動化，面對大批量生產(chǎn)仍存在一定的不足之處。

2.3.2 小青柑全自動開口去肉設(shè)備

小青柑半自動開口去肉設(shè)備雖然能滿足大部分企業(yè)的生產(chǎn)需求，但面對柑普茶市場需求的不斷增加，其短板也逐漸明顯。當?shù)仄髽I(yè)需要一些能滿足大批量生產(chǎn)的小青柑全自動開口去肉設(shè)備(圖8)，降低生產(chǎn)成本以提高效益。小青柑全自動開口去肉設(shè)備相比半自動開口去肉設(shè)備有很大差別，技術(shù)含量高且研發(fā)難度更大，目前許多企業(yè)及研發(fā)者從各方面開展了一系列探索并研發(fā)了成套樣機。

蘇紅飛等[25]設(shè)計了一種小青柑殼加工機器，該機器基本實現(xiàn)小青柑自動開口去肉功能，在放置柑果后再無需人工操作，相比以往的半自動開口去肉設(shè)備自動化程度更高，但該設(shè)備仍存在一定的問題，需進一步設(shè)計與優(yōu)化，如無法批量生產(chǎn)等。王芳云[26]以提高生產(chǎn)效率為重點，設(shè)計了一種小青柑自動挖果肉裝置，該裝置由機架、固定模板、移動模板、驅(qū)動機構(gòu)以及果肉挖取機構(gòu)組成，工作時只需把批量小青柑放入移動模板中，設(shè)備就會通過果肉挖取機構(gòu)自動完成小青柑開口去肉工序，同一批次能夠批量完成多個柑殼，生產(chǎn)效率高。王建生[27]團隊從設(shè)備可控方面出發(fā)，設(shè)計了一款基于PLC的小青柑自動掏肉設(shè)備，該設(shè)備主體分上下部分，下方為電機、氣缸等部件，上方為氣缸、轉(zhuǎn)盤、小青柑底座和壓模等部件。工作時人工將小青柑放置底座后，設(shè)備通過PLC、氣動控制系統(tǒng)和電機結(jié)合控制機械機構(gòu)自動實現(xiàn)批量小青柑開口、掏肉以及卸料全過程，該設(shè)備相比其他小青柑全自動開口去肉設(shè)備生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量更高且可控性更好。

圖8 小青柑全自動開口去肉設(shè)備Fig. 8 Fully automatic opening and fleshing machine forsmall Citrus reticulata Blanco

目前，小青柑全自動開口去肉設(shè)備雖然在功能上基本實現(xiàn)小青柑開口、去肉及卸料等過程自動化，但此部分設(shè)備仍處于開發(fā)初期階段，存在一定問題，比如無法解決人工上料，需要人工放置小青柑；小青柑去肉時效果不理想，同時容易對柑皮產(chǎn)生損耗；設(shè)備結(jié)構(gòu)較為復雜，設(shè)備在長期運作中容易發(fā)生故障，返修率高等。但小青柑全自開口去肉設(shè)備使柑殼生產(chǎn)環(huán)節(jié)實現(xiàn)全程自動化，在高量生產(chǎn)中能大幅度降低人工成本和節(jié)省勞動力，在柑普茶生產(chǎn)中具有一定的開發(fā)前景。

2.4 廣陳皮初加工機械

2.4.1 半自動茶枝柑開皮設(shè)備

廣陳皮與普通陳皮除了品質(zhì)上有較大差異，外觀特征也存在一定的不同。傳統(tǒng)廣陳皮在開皮生產(chǎn)時，一般使用二刀法或三刀法，使茶枝柑皮呈三瓣均分形態(tài)。但此環(huán)節(jié)要求工人有一定熟練度，勞動成本高，且人工使用刀具存在一定的安全隱患，為解決上述問題，生產(chǎn)企業(yè)及研究人員根據(jù)傳統(tǒng)工藝進行探索，嘗試使用機械方式代替人工操作，研發(fā)了半自動茶枝柑開皮相關(guān)設(shè)備，通過機械刀片模擬人工正切三刀法，在不傷及果肉的情況下切割出三瓣茶枝柑皮，實現(xiàn)茶枝柑開皮自動化，如圖9所示。

圖9 半自動茶枝柑開皮設(shè)備Fig. 9 Semi-automatic Citrus reticulata Blanco peeling machine

吳國榮[28]設(shè)計了一種茶枝柑三刀開皮裝置，裝置由支架、氣缸、刀座組成，通過腳踩式氣閥控制開關(guān)，控制倒錐形定芯和豎直在定芯外的三刀片將茶枝柑切成三瓣，同時可調(diào)節(jié)限位板能滿足不同大小的茶枝柑加工，該裝置為氣動控制，操作簡便且適應(yīng)性強，但存在對果肉造成損傷的缺陷。鄧敏新[29]以減少果肉損傷為出發(fā)點，設(shè)計了一種柑果快捷開皮機，裝置由伸縮裝置、連接桿、鐮刀形刀片、柑果放置盤以及碰撞阻擋件等組成，其工作原理是利用彈簧拉伸回彈特性帶動連接桿，使鐮刀形刀片將茶枝柑皮劃出三瓣，碰撞阻擋件在刀片回程時阻擋柑果，使其脫離刀片，具有對果肉損傷程度低、開皮形態(tài)統(tǒng)一美觀的特點。李群東[30]研發(fā)了新的開皮刀設(shè)備，該設(shè)備由圓形安裝板、基座、頂托筒、刮板拉簧、滑套拉簧、方形滑套、橫直套管、安裝圓盤和折彎撐板組成，在茶枝柑放置底箱中心后，滑動調(diào)節(jié)塊，在連接桿的作用下調(diào)節(jié)切刀至合適角度，下壓安裝板使其沿著導向板向下滑動切除柑皮，切除結(jié)束后利用彈簧形變使安裝板帶著切刀返回原來位置。具有切刀自動復位，多次進行切皮操作的特點，同時切皮角度可調(diào)節(jié)以針對不同大小的柑果，適應(yīng)性強。陳廣才[31]針對切割力度提出相關(guān)設(shè)備方案，設(shè)計一種新型開果用開皮器，該設(shè)備由圓形安裝板、基座、頂托筒、刮板拉簧、滑套拉簧、方形滑套、橫直套管、安裝圓盤和折彎撐板組成，其操作過程簡單，只需將茶枝柑放置于頂托筒上，人工下滑方形滑套即可帶動三處帶刀尖刀片對茶枝柑進行下滑開皮。設(shè)備可適用于不同果皮厚度的茶枝柑，同時開皮結(jié)束后柑果自動脫落，無須人手收取，實用性高。談越雄[32]從設(shè)備結(jié)構(gòu)性為研究點，設(shè)計一種鮮柑開皮裝置，該裝置由底座、支架、開皮組件、安裝孔和固定組件組成，使用時只需將茶枝柑放置在開皮組件中的圓環(huán)頂端，通過按壓方式，使茶枝柑皮表面劃過刀片完成開皮，具有操作簡便的特點，同時由于刀片通過固定組件進行拆卸和更換以及調(diào)節(jié)位置大小，整體設(shè)備可維護性高。

針對廣陳皮三瓣均分的特性，許多研究者從不同的出發(fā)點設(shè)計了不同的半自動茶枝柑開皮設(shè)備，基本實現(xiàn)茶枝柑開皮環(huán)節(jié)半自動化，相比人工正切三刀法，這些設(shè)備的生產(chǎn)效率更高且安全性能更好。同時半自動茶枝柑開皮設(shè)備操作簡單，開皮效率高，許多生產(chǎn)企業(yè)已使用這些設(shè)備代替工人開皮，大幅度降低了勞動成本。不過，雖然許多半自動茶枝柑開皮設(shè)備結(jié)構(gòu)并不相同，但存在相同的缺陷，如需要人工輔助上料；不能根據(jù)柑皮厚度自適應(yīng)調(diào)節(jié)開皮深度，容易割破果肉；開皮機只能對茶枝柑進行開皮操作，后續(xù)仍需要人工進行剝皮操作等。因此，半自動茶枝柑開皮設(shè)備仍需進一步設(shè)計與優(yōu)化。

2.4.2 茶枝柑果皮果肉自動分離設(shè)備

半自動開皮設(shè)備雖然能快速高效完成茶枝柑開皮過程，但仍需要人工剝皮，相比于傳統(tǒng)的人工開皮去肉，半自動化開皮設(shè)備雖提高了生產(chǎn)效率，但在勞動成本上有效降幅不大。因此，部分研究人員通過對傳統(tǒng)茶枝柑開皮去肉環(huán)節(jié)的分析，將開皮去肉步驟相結(jié)合，對茶枝柑果皮果肉自動分離進行一系列的研究，但受傳統(tǒng)工藝影響，設(shè)備開發(fā)難度大，目前仍處于樣機開發(fā)初級階段。

吳國榮[33]以原來的半自動開皮設(shè)備為基礎(chǔ)，設(shè)計了一種茶枝柑的果皮果肉自動分離裝置，該裝置由支架、傳送帶、切瓣機、果皮果肉分離裝置以及氣動控制系統(tǒng)組成，整體呈流水線作業(yè)，先通過倒錐形頂芯及豎直在頂芯外周的三刀片將茶枝柑切成三瓣；后通過分離機氣缸兩個輸出端控制剝皮抓及三向壓桿實現(xiàn)果皮果肉分離；其中傳送帶、切瓣機及分離機均外接氣動控制器，可實現(xiàn)自動批量生產(chǎn)。設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低的特點，且果皮果肉分離效果好，但對果肉存在一定損傷的問題沒有得到解決。岳左文等[34]研發(fā)了一款自動化程度更高的茶枝柑開皮去肉設(shè)備，該裝置由輸入流水線、分果器、固定座、轉(zhuǎn)移裝置、檢測裝置、開口裝置、切割裝置以及去皮裝置組成。裝置整體同樣呈流水線作業(yè)，茶枝柑由輸入流水線到達分果器落入固定座中，通過檢測裝置檢測柑果尺寸規(guī)格，然后經(jīng)轉(zhuǎn)移裝置移動至開口裝置進行開口，使茶枝柑頂部形成漏斗狀開口，接著移送至切割裝置進行切割，最后到去皮裝置，去皮裝置的夾持部從開口處將果皮夾緊，具有吸附力固定座向上頂起，同時夾持部向下收縮，完成茶枝柑果皮果肉分離。該裝置相對其他研發(fā)設(shè)備自動化程度更高，同時能對柑果尺寸進行檢測，降低了對果肉的損傷，適應(yīng)性強且具有一定實用性。

茶枝柑果皮果肉自動分離設(shè)備(圖10)相比半自動開皮設(shè)備結(jié)構(gòu)更加復雜，研發(fā)難度更大，雖然基本實現(xiàn)果皮果肉自動分離過程，但設(shè)備處于研發(fā)階段，仍存在許多問題與缺陷。如上料問題，由于茶枝柑形態(tài)不一且柑皮生產(chǎn)有著嚴格的外觀規(guī)定，導致上料時需對茶枝柑進行人工操作；其次是在茶枝柑果肉果皮分離過程，由于茶枝柑橘絡(luò)特性，導致機械剝皮過程中容易損傷果皮，損壞率高；最后目前的設(shè)備結(jié)構(gòu)復雜，在實際生產(chǎn)中容易出現(xiàn)問題，返修率高，暫時無法應(yīng)用于實際生產(chǎn)中。因此，茶枝柑果皮果肉自動分離設(shè)備還需進一步探索與研究。

圖10 茶枝柑果皮果肉自動分離設(shè)備Fig. 10 Automatic peel and pulp separator forCitrus reticulata Blanco

2.5 集中干燥設(shè)備

茶枝柑在初加工環(huán)節(jié)中須多處使用干燥技術(shù)，傳統(tǒng)干燥方法為生曬，把柑皮放置日光下曬干，達到干燥目的。柑普茶經(jīng)過生曬后香氣沉實、口感甜潤生津且回味甘；廣陳皮經(jīng)過生曬使柑皮中柑油揮發(fā)，皮身變輕、薄且硬，內(nèi)囊浮松脫落，更顯其溫香陳和[35]。但生曬容易被天氣因素制約，所以目前大部分工廠使用烘干設(shè)備代替生曬環(huán)節(jié)，以保證質(zhì)量的同時提高產(chǎn)量。同時，為了提高茶枝柑皮干燥質(zhì)量和產(chǎn)量，研究人員根據(jù)茶枝柑初加工環(huán)節(jié)所需的干燥條件以及陳化特性等方面進行相關(guān)研究，并結(jié)合現(xiàn)有的干燥設(shè)備基礎(chǔ)上進一步設(shè)計與優(yōu)化，研發(fā)出符合茶枝柑特性的相關(guān)集中干燥設(shè)備(圖11)。

圖11 集中干燥設(shè)備Fig. 11 Centralized drying equipment

梁艷顏[36]對干燥設(shè)備的熱量分布進行分析并作出改良優(yōu)化，設(shè)計了一種用于陳皮的烘干設(shè)備。該設(shè)備通過在烘干箱內(nèi)部設(shè)計安裝均勻分布的熱氣噴頭，可以使熱量均勻的噴灑在篩網(wǎng)上的陳皮，使熱量不用從下往上逐一對柑皮烘干，提高了對柑皮烘干的速率以縮短干燥時間。陳猛棠等[37]以提高烘干效率為目的，設(shè)計了一種用于陳皮加工的烘干裝置。該裝置區(qū)別于現(xiàn)有的干燥設(shè)備，由機箱、電機、熱風機、轉(zhuǎn)軸、攪拌桿、盛裝架、支撐架、風罩以及出風口組成。通過從外界抽取空氣進行加熱產(chǎn)生熱風，然后利用熱風帶走陳皮中的水分，同時攪拌桿以一定速度勻速旋轉(zhuǎn)，將放置在盛裝架上的陳皮攪拌均勻，使陳皮受熱均勻，提高陳皮烘干效率和質(zhì)量；吳樹華等[38]采用蒸汽加熱的烘干方法設(shè)計了一種陳皮烘干裝置，該裝置由烘干箱、蒸汽鍋爐、蒸汽壓力控制器、蒸汽壓力表、溫度顯示控制裝置以及蒸汽輸送管道等組成，通過蒸汽加熱和配合雙腔體控壓法，能精確控制蒸汽的溫度，提高廣陳皮在干燥環(huán)節(jié)中的質(zhì)量，同時采用可旋轉(zhuǎn)的放料槽實現(xiàn)均勻加熱，使蒸汽的熱量更加平緩，該裝置相比其他干燥設(shè)備，解決了不穩(wěn)定干燥溫度所產(chǎn)生廣陳皮干燥質(zhì)量的影響。

使用集中干燥設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)生曬，能大幅度縮短生產(chǎn)時間，解決因天氣突變所產(chǎn)生的一系列問題，在保證質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)效率。但目前的集中干燥設(shè)備基本為定量控制，由人工設(shè)定參數(shù)與時間，沒有對柑皮揮發(fā)油、含水率等成分進行實時監(jiān)測，缺乏反饋機制及參數(shù)與時間等變量控制。實現(xiàn)茶枝柑集中干燥設(shè)備變量控制，對進一步提高茶枝柑初加工產(chǎn)品控質(zhì)控量有重大意義。

3 存在問題及對策

3.1 存在問題

目前，江門市新會區(qū)的茶枝柑初加工機械化已經(jīng)起步，但許多生產(chǎn)企業(yè)還是以人工為主，尤其在制作廣陳皮的開皮去肉環(huán)節(jié)和柑普茶中的開果去肉環(huán)節(jié)，仍是人工操作，因此茶枝柑初加工的機械化整體水平不高。同時受多方面因素影響，使茶枝柑初加工機械化進展緩慢[39]。

1) 設(shè)備研發(fā)屬于起步階段，缺乏基礎(chǔ)理論研究。由于茶枝柑初加工工藝的特殊性，其初加工設(shè)備與其他水果初加工設(shè)備的通用性不高，導致設(shè)備研發(fā)領(lǐng)域?qū)I(yè)性較強。同時目前的茶枝柑初加工設(shè)備基本為江門本地小型的設(shè)備加工企業(yè)的一些探索性產(chǎn)品開發(fā)，研究過程中基礎(chǔ)理論研究薄弱，研究成果少。缺乏相關(guān)理論基礎(chǔ)的支撐以及目前各產(chǎn)品均遇到了相應(yīng)的技術(shù)瓶頸，導致設(shè)備研發(fā)一直處于起步階段，較為嚴重制約了茶枝柑初加工機械化的發(fā)展。

2) 受傳統(tǒng)工藝標準約束，難以實現(xiàn)農(nóng)機農(nóng)藝相結(jié)合。廣陳皮的價值除了原材料以外，一定程度上還取決于它的制作工藝。如茶枝柑開皮分為傳統(tǒng)的正三刀和背切二刀，需要在茶枝柑果柄處或者底部開刀，同時切割過程中不能傷及果肉，因為茶枝柑汁含有酸性，會對柑皮造成影響。這一工藝要求，使廣陳皮開皮去肉實現(xiàn)全自動機械化變得十分困難。期間需面臨解決的問題諸如自動上料時對茶枝柑位置的識別、如何做到完整切割三刀而不傷及果肉同時使果皮果肉分離等。實現(xiàn)廣陳皮生產(chǎn)全程機械化，解決開皮去肉技術(shù)問題是關(guān)鍵[40]。

3) 加工機械技術(shù)含量低，生產(chǎn)率不高。目前本地一些設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)積累了一定的產(chǎn)品和技術(shù)，但均遇到了技術(shù)瓶頸問題。如小青柑去肉機等，本地企業(yè)嘗試用機械方式、高壓氣體、高壓水和混合方式等原理開發(fā)出幾代自動裝置產(chǎn)品，但普遍存在設(shè)備返修率高、損果率高和成品率低等問題，機械生產(chǎn)率遠遠低于人工生產(chǎn)率。導致在旺季生產(chǎn)時，許多生產(chǎn)企業(yè)寧愿多請工人也不愿使用生產(chǎn)設(shè)備。同時由于設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低，但其返修率高導致維護成本過大，許多設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)出現(xiàn)機器銷售所賺取的利潤不及維護費用，企業(yè)難以生存，嚴重阻礙了之后生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)。

3.2 對策

1) 抓住關(guān)鍵技術(shù)尋找突破口。能否有效發(fā)現(xiàn)問題，抓住關(guān)鍵技術(shù)尋找突破點是發(fā)展茶枝柑初加工機械現(xiàn)代化的首要條件。茶枝柑初加工中環(huán)節(jié)眾多，在發(fā)展茶枝柑初加工機械化時要揚長避短，在有效的條件下選用現(xiàn)有成熟的設(shè)備應(yīng)用于生產(chǎn)環(huán)節(jié)當中。要把研發(fā)的重心放在部分有著嚴格的工藝要求環(huán)節(jié)中，諸如茶枝柑上料定向問題、小青柑全自動開口去肉設(shè)備中碎肉問題優(yōu)化以及茶枝柑果皮果肉分離設(shè)備研發(fā)問題等，并從中尋找突破點。只有把這些重要的關(guān)鍵技術(shù)解決了，茶枝柑初加工機械化進程中所遇到的困難才會迎刃而解，使茶枝柑初加工更加自動化、智能化。

2) 當?shù)卣娃r(nóng)機部門政策引導需到位。有關(guān)部門的政府扶持與引導是提高機械化發(fā)展的基礎(chǔ)。目前新會區(qū)雖已建成一個規(guī)模相當?shù)膹V陳皮產(chǎn)業(yè)園，但在初加工機械這塊，引導性不足，許多大企業(yè)除了在比較成熟的清洗分選以及烘干技術(shù)上將流程機械化，但中間的部分工藝仍以人工為主，其中很大的一個問題就是政府與農(nóng)機部門對于茶枝柑初加工生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)扶持力度不夠。政府與農(nóng)機部門應(yīng)該聯(lián)合當?shù)仄髽I(yè)出臺相關(guān)政策，建立企業(yè)生產(chǎn)全自動化理念，刺激企業(yè)追求機械化的欲望，引導企業(yè)研發(fā)廣陳皮、柑普茶制作的相關(guān)設(shè)備，形成規(guī)?；a(chǎn)。

3) 推動校企合作，擴大研發(fā)生態(tài)鏈。校企聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)是解決地方企業(yè)研發(fā)能力不足、高層次技術(shù)人員缺乏的有效途徑。盡管新會當?shù)貜V陳皮生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模大，但研發(fā)生產(chǎn)設(shè)備的公司多為小眾公司，一般只為廣陳皮生產(chǎn)所設(shè)計。研發(fā)效率不高且難以突破目前技術(shù)瓶頸的根本原因是封閉式開發(fā)，缺乏高層次技術(shù)人員。針對研發(fā)能力問題，首先需要擴大研發(fā)生態(tài)鏈，讓更多技術(shù)人員投入到廣陳皮生產(chǎn)設(shè)備研發(fā)中。企業(yè)可通過與部分高校進行合作，通過聯(lián)合技術(shù)、資源整定等方式，共同攻關(guān)突破技術(shù)難題。通過校企合作，對企業(yè)能更好的發(fā)展，還能提升茶枝柑初加工機械化進程的同時，高校也能提高相關(guān)的科研水平，為日后科研積累經(jīng)驗，實現(xiàn)雙贏局面。

4) 強化茶枝柑初加工機械化示范推廣。生產(chǎn)機械自動化是廣陳皮未來可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。新會區(qū)廣陳皮生產(chǎn)企業(yè)已有部分體系成熟的企業(yè)，這些企業(yè)都有自己的生產(chǎn)標準和流程，規(guī)模度較大。但不缺乏還有許多小作坊式的廣陳皮生產(chǎn)企業(yè)，雖然產(chǎn)品制作流程都嚴格遵守傳統(tǒng)的方式走，但由于每家企業(yè)的生產(chǎn)條件和管理方式各不相同以及機械化程度低等因素，導致生產(chǎn)作業(yè)模式粗放，且容易造成資源浪費、環(huán)境污染，嚴重制約了廣陳皮的可持續(xù)性發(fā)展。要解決以上問題需從規(guī)范化入手，建立茶枝柑初加工機械化標準，同時加大機械化示范推廣力度。政府要與大企業(yè)聯(lián)合，建立機械化示范基地，引導中小型企業(yè)良好的規(guī)范化管理，才能使茶枝柑初加工機械化迅速發(fā)展起來。