我國烏龍茶加工機(jī)械的研制和發(fā)展

權(quán)啟愛

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，310008）

茶機(jī)簡史系列之六

我國烏龍茶加工機(jī)械的研制和發(fā)展

權(quán)啟愛

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，310008）

烏龍茶是中國特有的茶類，歷史悠久，長期以來一直停留在手工作業(yè)狀態(tài)。特別是烏龍茶的揉捻和包揉作業(yè)，勞動強(qiáng)度大，衛(wèi)生條件差。人們對烏龍茶加工機(jī)械化特別是包揉作業(yè)機(jī)械化極為渴望。

一、中國傳統(tǒng)的烏龍茶包揉

烏龍茶加工過程中，如閩南烏龍茶加工大部分有一道包揉工序，由于烏龍茶的鮮葉采摘本身相對較粗大，傳統(tǒng)的包揉方式是將加工葉用白布包裹，置于木凳或竹匾上，手腳并用反復(fù)包揉，極為費(fèi)力，但仍然極難揉捻和包揉成型。在20世紀(jì)80年代初期，這種人工包揉作業(yè)在烏龍茶區(qū)還很常見（圖1）。

圖1 中國傳統(tǒng)的烏龍茶包揉作業(yè)

二、傳統(tǒng)茶葉揉捻機(jī)具對烏龍茶包揉機(jī)械研制的影響

2016年初，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所原所長程啟坤研究員，在其老家江西省婺源縣茶區(qū)發(fā)現(xiàn)了一種手動木制揉茶機(jī)具，當(dāng)?shù)夭柁r(nóng)介紹，系清末民初的器物。

手動木制揉茶機(jī)具由揉捻腔體、揉盤、揉捻桌架組成。揉捻腔體類似于現(xiàn)代揉捻機(jī)的揉桶和揉桶蓋，系用一段直徑30cm的圓木刻制而成，下部挖出揉捻腔，揉捻時茶葉就放在腔內(nèi)。揉捻腔體兩側(cè)挖出容手凹坑，作為操作用的抓手。揉捻時，操作者兩手抓住兩側(cè)抓手，用力使揉捻腔體在揉盤上平動，實(shí)施揉捻。揉捻腔體上部裝有一圓木制成的揉捻腔體桿，桿上端插入揉捻桌架框架橫梁中部的圓孔內(nèi)，孔徑適當(dāng)大于桿徑，以便直桿可以在孔內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，規(guī)范揉捻腔體在揉盤上的揉搓范圍。揉盤為方形，用石頭或硬木制成，中部圓形揉捻區(qū)域內(nèi)，由周圍向中間逐漸低凹，揉捻區(qū)內(nèi)刻出如石磨般的弧形揉捻棱條，用于增加揉搓力，利于茶葉揉捻成條。揉捻桌架是一只方桌，揉盤就放在方桌上，方桌兩側(cè)置直立門架，圓木揉捻腔體上的木桿，就插在直立門架的橫梁孔內(nèi)。實(shí)際操作表明，雖然手工推動較為費(fèi)力，但比人工手腳并用揉輕松很多，并且茶葉成條效果和揉捻工效顯著提高。

近來，組織有關(guān)專家對手動木制揉茶機(jī)具進(jìn)行了研究分析。分析后認(rèn)為，這種手動木制揉茶機(jī)具的工作原理，與在桌面鋪上竹編篾墊的傳統(tǒng)手工揉捻相同。后來在江西婺源茶農(nóng)中的調(diào)查表明，這種手動木制揉茶機(jī)具曾長期在江西等茶區(qū)較普遍使用。同時研究分析還表明，這種機(jī)具的機(jī)器形態(tài)、結(jié)構(gòu)形式和工作原理，與目前臺灣省已傳入大陸的烏龍茶加工所普遍應(yīng)用的望月式烏龍茶揉捻機(jī)相當(dāng)接近。于是作出推測，可能是20世紀(jì)40年代末期這種手動木制揉茶機(jī)的工作原理被遷移臺灣的茶葉界人士帶到臺灣，從而演變發(fā)明了后來廣泛應(yīng)用的望月式烏龍茶揉捻機(jī)，形成了人工桌面篾墊揉捻—手動木制揉茶機(jī)具—望月式烏龍茶茶葉揉捻機(jī)的演變（圖2）。只是按烏龍茶揉捻工藝要求，望月式烏龍茶茶葉揉捻機(jī)采用了一種較江西手動機(jī)型更為深凹的揉盤，類似江西機(jī)型的揉捻腔改為鋼制揉碗，并使用電動機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)帶動揉碗在揉盤內(nèi)平動，實(shí)施加工葉的揉捻，實(shí)現(xiàn)了采用望月式烏龍茶揉捻機(jī)進(jìn)行烏龍茶揉捻和包揉作業(yè)的預(yù)揉。

圖2 手動木制揉茶機(jī)到望月式烏龍茶揉捻機(jī)的演變

此外，近年來貴州省湄潭縣和貴州省茶葉研究所，在整理于1942年籌建的民國中央試驗(yàn)茶場茶葉加工廠歷史檔案時，發(fā)現(xiàn)了一張當(dāng)年茶廠車間一角的照片（圖3），系一木質(zhì)揉捻設(shè)備在揉捻茶葉，圖中可清楚看到在上下揉盤之間有一只布包茶團(tuán)在接受揉捻。其作業(yè)原理和結(jié)構(gòu)形態(tài)，與現(xiàn)在已從臺灣省引進(jìn)大陸并廣泛應(yīng)用的平板式烏龍茶包揉機(jī)結(jié)構(gòu)極為相似,應(yīng)該被認(rèn)為是臺灣省平板式烏龍茶包揉機(jī)的雛形。于是經(jīng)研究后大膽推測，在新中國成立前夕，包括場長劉淦芝先生等在內(nèi)的一批民國中央試驗(yàn)茶場的茶葉技術(shù)人員遷居臺灣，這種揉捻機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)形式，可能是被帶到了臺灣，促進(jìn)了臺灣省20世紀(jì)60年代平板式烏龍茶包揉機(jī)的研制。

圖3 民國中央實(shí)驗(yàn)茶廠木質(zhì)茶葉揉捻機(jī)

當(dāng)然，包括清末民初木質(zhì)手動揉茶機(jī)和民國中央實(shí)驗(yàn)茶場茶葉加工廠似包揉機(jī)的茶葉揉捻機(jī)對我國臺灣省烏龍茶望月式揉捻機(jī)和平板式烏龍茶包揉機(jī)研制的促進(jìn)，目前尚是分析結(jié)論或者說是推測，是否如此，有待大陸、臺灣業(yè)界進(jìn)一步論證。

三、福建晉江鄭俊德發(fā)明的烏龍茶包揉機(jī)

烏龍茶產(chǎn)區(qū)分布于福建、廣東和臺灣，在臺灣烏龍茶機(jī)械尚未傳入大陸之前，為減輕閩南烏龍茶加工的繁重勞動，20世紀(jì)70年代，福建完成了竹筒式烏龍茶搖青機(jī)和綜合做青機(jī)的研制，并使用晾青架和晾青匾進(jìn)行晾青，使烏龍茶做青作業(yè)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。

20世紀(jì)70年代末，中華全國供銷合作總社下達(dá)“烏龍茶包揉機(jī)”研究課題，福建省晉江地區(qū)茶果食雜分公司組成課題組具體實(shí)施。研究工作由當(dāng)時從浙江大學(xué)調(diào)回家鄉(xiāng)的鄭俊德老師領(lǐng)銜，參加人員中有數(shù)學(xué)家陳景潤的胞兄陳景桐等。歷經(jīng)3年多時間努力，于1982年初研制成功一種6CB－23型烏龍茶包揉機(jī)（圖4），并通過鑒定在福建晉江茶區(qū)推廣應(yīng)用。這是中國大陸首次研制成功的烏龍茶包揉機(jī)，當(dāng)時在生產(chǎn)應(yīng)用中反映良好。

6CB-23型烏龍茶包揉機(jī)的主要結(jié)構(gòu)由包揉筒體、進(jìn)出茶門、機(jī)械揉手、機(jī)械揉手進(jìn)給機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)和機(jī)架組成。包揉筒體為一直徑230mm的鋼板卷制圓筒，中部壁上開有進(jìn)出茶門，兩只機(jī)械揉手就裝在筒體內(nèi)的兩端，并分別裝在穿過筒體兩端的花鍵軸上，電動機(jī)通過蝸輪蝸桿減速帶動花鍵軸轉(zhuǎn)動，并且兩揉手通過手輪可向筒體中部送給和退回。機(jī)械揉手為淺碗狀，端面形狀似人手掌，包揉過程中就是通過機(jī)械揉手的反復(fù)轉(zhuǎn)動，實(shí)施對加工葉的揉搓和擠壓，使茶葉形成顆粒狀，完成包揉。

圖4 6CB-23型烏龍茶包揉機(jī)

6CB-23型烏龍茶包揉機(jī)作業(yè)時，搖動手輪使兩只機(jī)械揉手退至包揉筒體的兩端。將完成做青、炒青、初揉，并預(yù)熱至40～50℃的5～6kg加工葉，趁熱迅速投入到包揉筒體內(nèi)，關(guān)閉進(jìn)、出茶門并鎖緊。開動機(jī)器，在傳動機(jī)構(gòu)帶動下，兩只機(jī)械揉手就會運(yùn)轉(zhuǎn)，并搖動手輪，絲桿帶動機(jī)械揉手進(jìn)給，兩只機(jī)械揉手就會如人工包揉那樣對加工葉揉搓擠壓，5～7min停機(jī)，完成包揉。打開進(jìn)出茶門，將兩機(jī)械揉手退回起始位置，從筒體內(nèi)取出包揉好的茶葉。清掃后開始下一球茶葉的包揉。

6CB－23型烏龍茶包揉機(jī)所包揉的茶葉茶條卷曲，緊結(jié)程度一般可達(dá)到人工包揉中等水平，加工葉色澤烏油潤，作業(yè)效率可比人工包揉提高6倍，并節(jié)約了大量包揉巾，減輕了茶農(nóng)的繁重包揉勞動，很受茶農(nóng)的歡迎。因作業(yè)效率仍較低，20世紀(jì)80年代后隨著臺灣省包揉機(jī)的引入，該機(jī)逐步退出使用。

該機(jī)的貢獻(xiàn)還在于，直至現(xiàn)在，其機(jī)械揉手的包揉構(gòu)件設(shè)計(jì)，仍極具參考價值。

四、臺灣省烏龍茶設(shè)備的引進(jìn)，促使大陸烏龍茶加工實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化

臺灣省烏龍茶雖由福建省傳入，但在20世紀(jì)70年代前已實(shí)現(xiàn)機(jī)械化加工。80年代末，兩岸交流日漸頻繁，不少臺灣茶機(jī)生產(chǎn)企業(yè)和茶商將臺灣省產(chǎn)烏龍茶加工設(shè)備帶至福建，特別是在安溪等地設(shè)廠進(jìn)行烏龍茶加工設(shè)備的生產(chǎn)。此后，福建安溪等地開始自行建廠，先后出現(xiàn)了如安溪佳友機(jī)械有限公司等多家烏龍茶機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)，以仿臺灣機(jī)械為主，開發(fā)生產(chǎn)出包括烏龍茶殺青機(jī)、揉捻機(jī)、速包機(jī)、包揉機(jī)、解包機(jī)、望月式烏龍茶揉捻機(jī)、烘干機(jī)、提香機(jī)等成套烏龍茶加工機(jī)械（圖5），與大陸已普遍應(yīng)用的竹筒式搖青機(jī)或做青機(jī)配套，使大陸烏龍茶特別是閩南包揉型在內(nèi)的烏龍茶加工實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。據(jù)統(tǒng)計(jì)，90年代僅在安溪縣，烏龍茶加工機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)就有數(shù)十家，福建全省廠家就更多，使福建并帶動廣東等省茶區(qū)的烏龍茶加工100%實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。90年代，就連杭州富陽茶葉機(jī)械總廠（現(xiàn)浙江春江茶葉機(jī)械有限公司）也曾成套仿制臺灣烏龍茶加工機(jī)械，滿足非烏龍茶主產(chǎn)區(qū)的烏龍茶加工設(shè)備需求。

圖5 大陸開發(fā)生產(chǎn)的烏龍茶加工設(shè)備

自臺灣引進(jìn)的烏龍茶殺青機(jī)，系一種斷續(xù)性作業(yè)的圓筒式殺青機(jī)，以燃石油液化氣為熱源，圓筒部件中部鉸接安裝在機(jī)架上，手工投葉，燃燒煤氣對筒體加熱，圓筒轉(zhuǎn)動進(jìn)行殺青，完成殺青后圓筒停止轉(zhuǎn)動，手壓筒體使其傾斜，殺青葉排出筒外。

引進(jìn)的烏龍茶速包機(jī)，系根據(jù)傳統(tǒng)手工包揉滾、壓、揉、轉(zhuǎn)、包作業(yè)原理設(shè)計(jì)而成。作業(yè)時，將7kg左右的初烘葉置于包揉布中擰成袋狀，放入4只矩形排列形似花瓶狀的立輥中間，操作腳踏開關(guān)，4只立輥開始旋轉(zhuǎn)并向內(nèi)平移，松散茶包在兩對立輥?zhàn)饔孟伦髂鏁r針旋轉(zhuǎn)，并在立輥的側(cè)向轉(zhuǎn)、搓、擠、壓及加壓手柄“輕—重—輕”的正壓力作用下，形成“南瓜”狀茶球。

引進(jìn)的烏龍茶包揉機(jī)為平板式，模仿人工作業(yè)原理設(shè)計(jì)而成，一般是將3個經(jīng)過速包的布包茶球置于裝有棱骨的上下揉盤之間進(jìn)行包揉。下盤轉(zhuǎn)動，上盤可上下移動，以實(shí)現(xiàn)加壓。茶球在棱骨和立柱的作用下被翻轉(zhuǎn)卷緊，形成顆粒狀。

引進(jìn)的烏龍茶松包機(jī)的作用是解散茶球。關(guān)鍵結(jié)構(gòu)為一內(nèi)壁裝有打棒、筒壁打孔的旋轉(zhuǎn)筒體，作業(yè)時將包揉后的茶團(tuán)放入，滾筒旋轉(zhuǎn)，在打棒打擊作用下，茶團(tuán)被解散，并篩去茶末。

同時從臺灣引進(jìn)的前述稱作望月式或星月式烏龍茶揉捻機(jī)，有機(jī)械和氣動兩種形式，對殺青葉進(jìn)行初揉，該機(jī)碎茶少，保綠性能好。

臺灣烏龍茶的烘干使用了一種燃油遠(yuǎn)紅外自動鏈板式烘干機(jī)，爐灶內(nèi)涂有專門配方的遠(yuǎn)紅外發(fā)射涂料并設(shè)在烘箱上部，結(jié)構(gòu)緊湊，熱效率高，在廈門設(shè)廠生產(chǎn)。

烏龍茶提香機(jī)的關(guān)鍵部件系一內(nèi)壁裝有遠(yuǎn)紅外電熱管的一邊開門的四方箱體，內(nèi)裝可轉(zhuǎn)動的框架。作業(yè)時，將攤有加工葉的竹匾置于箱體內(nèi)的框架上，關(guān)閉箱門，開啟電源，加工葉在遠(yuǎn)紅外線照射下，產(chǎn)生明顯的焙火香。

五、烏龍茶加工機(jī)械研發(fā)新進(jìn)展

近幾年，臺灣省烏龍茶加工機(jī)械在向著智能化方向發(fā)展，例如開發(fā)了一種梅花型包揉機(jī)，其作業(yè)原理類似于速包機(jī)，但是將速包機(jī)的包揉輥用類似于機(jī)械手的4只梅花花瓣形的包揉手所替代。作業(yè)時，茶球上方裝置有與平板式包揉機(jī)相同的氣動加壓機(jī)構(gòu)，圓周方向加壓是利用梅花形包揉手的ABS加壓動作實(shí)現(xiàn)。所謂ABS加壓動作，即是一種在自動控制機(jī)構(gòu)作用下，梅花形包揉手逐步把茶球抱住并逐步加壓、揉搓、擠緊，它的包揉動作具有漸近、緩沖、浮動的特點(diǎn)，不僅可按加工狀況調(diào)整包揉強(qiáng)度，而且克服了其他機(jī)型包揉巾易損壞的缺點(diǎn)，包揉質(zhì)量良好。

近幾年，福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院茶學(xué)系金心怡教授等，也在研究智能化做青技術(shù)，以提高烏龍茶的加工品質(zhì)。近兩年，福建省多家茶葉機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)則將烏龍茶加工機(jī)械的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了烏龍茶連續(xù)化生產(chǎn)線的開發(fā)，用于非包揉型烏龍茶的加工已較為成熟。

為了提高機(jī)械包揉工效，2010年前后福建省安溪縣研制了一種烏龍茶壓揉（成型）機(jī)（圖6），工作原理似牧草收割撿拾后的打捆機(jī)，采取對做青葉反復(fù)折疊壓擠而達(dá)到包揉目的，對于該機(jī)在生產(chǎn)中的應(yīng)用，前兩年在安溪業(yè)界爭論較大。但實(shí)際狀況是，在中低檔烏龍茶的包揉作業(yè)中，該機(jī)應(yīng)用十分普遍，原因是該機(jī)生產(chǎn)效率高，勞動強(qiáng)度小，受茶農(nóng)普遍歡迎。

圖6 烏龍茶壓揉（成型）機(jī)

可以預(yù)料，隨著茶葉生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，烏龍茶加工連續(xù)化生產(chǎn)仍然是今后烏龍茶機(jī)械研發(fā)的重點(diǎn)。并且包揉型烏龍茶連續(xù)化生產(chǎn)線及生產(chǎn)線所使用的連續(xù)化包揉單機(jī)，仍然是今后產(chǎn)品開發(fā)的難點(diǎn)，只有使原來斷續(xù)作業(yè)的包揉單機(jī)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化作業(yè)，包揉型烏龍茶連續(xù)化生產(chǎn)線的開發(fā)才能名副其實(shí)，此點(diǎn)業(yè)界應(yīng)集中攻克。