閩茶機械裝備創(chuàng)新之路

周玉璠

（福建省茶葉學(xué)會，福建 福州 350001）

1 閩茶工裝史略

1.1 加工工裝的發(fā)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(chǎn)的不斷發(fā)展，也逐步采用簡單的工具、用具產(chǎn)制和貯存茶葉。唐末五代時，周導(dǎo)（宋初中書右相）入寧德洋中，從中原為天山茶區(qū)帶來先進(jìn)的以水資源應(yīng)用到茶葉產(chǎn)制機具中。唐宋時期有產(chǎn)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(shè)備；明后更有用水激輪帶動碾磨工具；清末民國間，出現(xiàn)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(chuàng)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(jìn)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?zhí)旄Ｏ壬诟０步⒉枞~試驗場后，于1936年從日本引進(jìn)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(shè)備。1941年張?zhí)旄Ｏ壬謩?chuàng)造了適合農(nóng)村茶區(qū)應(yīng)用的“九?一八”手動木質(zhì)揉茶機，提高了茶葉揉捻的工作效率和茶葉的品質(zhì)，這是福建手動茶機的開始，也是福建茶機自主創(chuàng)新的萌芽。

1.2 設(shè)施茶業(yè)的沿革

福建茶區(qū)設(shè)施栽培發(fā)展歷史悠久，古代采用人力、水力或畜力進(jìn)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(zhuǎn)翻車”、“水轉(zhuǎn)翻車”、木架水槽的“架槽”、以竹通水的“連筒”等設(shè)施。共和國后的二十世紀(jì)五十年代，又發(fā)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(qū)。其后又創(chuàng)新滴灌技術(shù)。八十年代中、后期引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)，促進(jìn)生產(chǎn)的發(fā)展，尤其是推動早春茶和名優(yōu)茶的迅速發(fā)展。在高海拔氣溫低的茶區(qū)，示范試驗塑料薄膜小拱棚或大棚復(fù)蓋、遮陽網(wǎng)、地膜等培育良種茶苗、栽培茶樹。還實驗應(yīng)用培養(yǎng)皿、特殊設(shè)施保存茶樹種質(zhì)材料。設(shè)施茶樹栽培新技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)了茶樹早生、高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)的良好效果。

近些年來，在茶樹栽培生產(chǎn)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(yīng)用設(shè)施茶業(yè)新技術(shù)，促進(jìn)茶葉生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展。

2 當(dāng)代加工制茶工裝的變革

福建制茶機械裝備的突破性發(fā)展，是始于共和國成立初期，其后它又經(jīng)歷了三個發(fā)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(qū)分別推廣應(yīng)用張老創(chuàng)制的“53式”和“54式”木質(zhì)手推揉茶機。其后省茶科所初工室又在綠茶區(qū)創(chuàng)制手搖殺青機，在原寧德縣（今蕉城區(qū)）、羅源縣等茶區(qū)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(zhì)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(dāng)年閩東北紅茶區(qū)改制綠茶后，福建大部分茶區(qū)均生產(chǎn)烘青綠茶，為減輕制茶勞動強度，提高功效，節(jié)約能源，降低成本，茶區(qū)開展機具改革，茶葉機械化被提上議事日程。部分縣、鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)機械廠在茶業(yè)部門配合下開始創(chuàng)制茶機。茶機制造材料從木質(zhì)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)用金屬結(jié)構(gòu)。新茶機的原動力從人力，創(chuàng)新用水力、柴油機動力，電力。機械性能從單機，創(chuàng)新為多機、全機械化。制茶燃料能源從單純木柴、木炭，創(chuàng)新為柴、煤、電多種節(jié)能灶。這個時期不斷研究實驗創(chuàng)造了適應(yīng)各茶類初、精制的大量制茶機械和多種制茶節(jié)能爐灶等裝備。同時，在閩南烏龍茶區(qū)開始推廣應(yīng)用張?zhí)旄Ｏ壬妊芯康摹叭斯た刂茷觚埐枳銮嗉霸O(shè)備”，改革創(chuàng)新了烏龍茶初制裝備。茶葉精制機械也從單機作業(yè)走向聯(lián)裝。

2.3 從機械化走向連續(xù)化

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

3 閩茶工裝的創(chuàng)新

六十多年來，在各級黨政部門及茶葉業(yè)務(wù)部門的重視和指導(dǎo)下，茶葉生產(chǎn)茶園、加工的機械設(shè)備和制茶能源、不斷改革創(chuàng)新，為茶葉高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、低成本和安全生產(chǎn)打下基礎(chǔ)。

3.1 茶園機械裝備創(chuàng)新成果

當(dāng)代，已發(fā)明創(chuàng)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(shù)革新”和“技術(shù)革命”中，出現(xiàn)牛拉的中耕器，施肥器、播種機、開溝黎等簡單的生產(chǎn)器械，發(fā)展到今天，在茶區(qū)推廣應(yīng)用的機械裝備，主要有茶園開墾的挖土機、推土機、運輸?shù)耐侠瓩C或農(nóng)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(shè)施、移動噴灌機、滴灌系統(tǒng)裝置、自流噴灌設(shè)施等；茶園植保的農(nóng)藥噴霧、噴液、噴灑器械、機械設(shè)備、病蟲誘殺設(shè)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(chuàng)造、應(yīng)用、推廣還在進(jìn)行中。

3.2 制茶機械裝備的創(chuàng)新成果

1950年以來，隨著茶葉產(chǎn)銷的恢復(fù)和發(fā)展，福建省制茶機具改革、機械裝備和制茶工藝的研究、創(chuàng)新也不斷加強，并取得許多成果。本省自主創(chuàng)新的主要茶機有如下。

3.2.1 茶葉萎凋裝備的創(chuàng)新。創(chuàng)新了紅茶、白茶加溫萎凋設(shè)施，使茶葉從自然萎凋改變?yōu)槭覂?nèi)加溫、機械傳動和機械調(diào)節(jié)溫濕條件的人工調(diào)節(jié)萎凋設(shè)施裝備，為紅、白茶、綠茶、烏龍茶的生產(chǎn)連續(xù)化、自動化打下基礎(chǔ)。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(chǔ)。

3.2.2 茶葉殺青裝備的創(chuàng)新。綠茶、烏龍茶的殺青，從手工鍋炒，發(fā)展到機動鍋式（單鍋、雙鍋、三鍋、四鍋）連續(xù)殺青機。二十世紀(jì)七十年代又創(chuàng)造滾筒殺青機（瓶式滾筒殺青機、滾筒連續(xù)殺青機、汽熱殺青機、微波殺青機）等。二十世紀(jì)九十年代，又從省外引進(jìn)或創(chuàng)新了制造各種外形的炒綠茶做形機械、炒干機等。尤其是現(xiàn)代化的微波殺青機的不斷改進(jìn)創(chuàng)新，使茶葉的品質(zhì)更加穩(wěn)定和提高。

3.2.3 茶葉揉捻裝備的創(chuàng)新。茶葉揉捻過去靠手工揉茶，自張老發(fā)明“9?18”揉茶機，后改制“五三”、“五四”式揉茶機在福建茶區(qū)大量推廣。二十世紀(jì)六十年代至七十年代福鼎農(nóng)械廠創(chuàng)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(qū)亦有適制烏龍茶的金屬結(jié)構(gòu)揉茶機。創(chuàng)制多種中、小型茶葉解塊機、或解塊篩分機?，F(xiàn)有殺青、揉捻和干燥聯(lián)裝自動線。

3.2.4 茶葉干燥裝備的創(chuàng)新。二十世紀(jì)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(jìn)大型茶葉自動烘干機外，廣大農(nóng)村茶區(qū)均使用竹焙籠焙茶。二十世紀(jì)七十年代閩東綠茶區(qū)開始創(chuàng)新試驗應(yīng)用木質(zhì)焙梯式熱風(fēng)焙柜，而后發(fā)展到手拉階梯式金屬結(jié)構(gòu)烘干機、進(jìn)而出現(xiàn)在天山茶區(qū)的洋中鎮(zhèn)試驗應(yīng)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(yīng)用洋中農(nóng)城廠周玉琰設(shè)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(chuàng)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(guān)，創(chuàng)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?zhí)旄Ｖ鞒?，承?dān)省科委下達(dá)的“烏龍茶做青工藝與設(shè)備研究”。并在安溪鐵觀音茶區(qū)中試，取得成功，在烏龍茶區(qū)廣為推廣應(yīng)用，取得良好的社會和經(jīng)濟效益，本世紀(jì)以來，又引入臺灣制造烏龍茶的先進(jìn)工裝，為制造清香形烏龍茶闖出一條新路。

3.2.6 連續(xù)化現(xiàn)代化裝備的創(chuàng)新。1976年寧德縣（今蕉城區(qū)）天山山麓的洋中村茶葉初制廠建成當(dāng)時全省首所半自動化綠茶初制廠，創(chuàng)新安裝殺青和揉捻聯(lián)裝連續(xù)化，解塊和烘干聯(lián)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(xù)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(lián)裝生產(chǎn)線創(chuàng)新。近些年來，茶廠茶機清潔化，已列入議程，在加工清潔衛(wèi)生、防塵、防噪音、連續(xù)化、自動化等方面均有創(chuàng)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(xiàn)代新技術(shù)，逐步被應(yīng)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(chǎn)線；在精制方面，有福州等地花茶廠也創(chuàng)造了花茶生產(chǎn)自動流水線；應(yīng)用自動化包裝機等，提高現(xiàn)代化科學(xué)制茶水平。

3.3 爐灶能源創(chuàng)新成果

二十世紀(jì)七十年代，在閩東綠茶區(qū)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(yīng)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(qū)試驗成功燃柴的“木柴氣化”、“殺青烘干聯(lián)用灶”等，取得良好地效果，加工每100kg干茶節(jié)省柴片200-240kg，節(jié)約木炭120kg，分別節(jié)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(qū)和多個茶區(qū)廣為推廣，經(jīng)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(chuàng)新了應(yīng)用電力殺青和烘干爐灶。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，許多茶區(qū)又用上了液化氣或天然氣等燃料，既有利森林保護，又衛(wèi)生清潔。

4 福建茶機裝備的發(fā)展前景

從福建省這個多茶類茶區(qū)的茶葉機械裝備創(chuàng)新發(fā)展來看，我國當(dāng)代的茶葉裝備已獲得不斷創(chuàng)新改革和發(fā)展的成果，但在茶園耕作和茶樹栽培管理生產(chǎn)機械設(shè)施上、在茶葉加工機械裝備的全程連續(xù)化、自動化、智能化等方面，與國外先進(jìn)茶區(qū)相比仍有不少差距。隨著茶區(qū)對生產(chǎn)的省工、高效、清潔、優(yōu)質(zhì)、自動化等有迫切要求，隨著時代的發(fā)展，我們茶葉科研、管理、農(nóng)機等部門應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加強茶機裝備的科學(xué)研究，提高茶機制造企業(yè)的創(chuàng)新能力，尤其是要加強茶園機械的創(chuàng)新，加強茶葉加工機械裝備向數(shù)控、程控、智能化、設(shè)備的清潔化、燃料的節(jié)能清潔化方向發(fā)展，使各茶類加工走向連續(xù)化、自動化，使加工工藝裝備走上現(xiàn)代化。

4.1 設(shè)施茶葉的展望

現(xiàn)有茶樹栽培的農(nóng)藝耕作設(shè)施和茶園管理機械比較簡單，機械化水平，適應(yīng)不了茶葉生產(chǎn)發(fā)展的需求，隨著茶葉生產(chǎn)用工的緊張，加快茶園機械的發(fā)明創(chuàng)造和推廣普及，成為當(dāng)務(wù)之急。有關(guān)部門和茶機制造企業(yè)，應(yīng)著力于茶園耕作機械、茶園管理機械、茶園節(jié)水灌溉設(shè)施、無公害、生物、現(xiàn)代化防治設(shè)施、采茶機械等進(jìn)一步研制，逐步提高耕作機械化、現(xiàn)代化水平。

4.2 制茶裝備的展望

中國是一個多茶類的茶區(qū)，每個茶類和每一種名茶，都有其不同的制造工藝和品質(zhì)特征，茶機裝備的研制課題也繁多，我們應(yīng)加快改變茶機裝備制造粗糙，標(biāo)準(zhǔn)化程度 不高，型號混亂，機制茶質(zhì)量欠穩(wěn)定，高溫作業(yè)或人工操作勞動強度較大等問題，其發(fā)展方向主要有下幾方面。

4.2.1 加工流水線的研發(fā)。在現(xiàn)有半連續(xù)化的單機機械化的基礎(chǔ)上，研制聯(lián)裝成連續(xù)化或自動化的初、精制加工流水線。如利用屬于連續(xù)化生產(chǎn)裝備——滾筒連續(xù)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(lián)合做青機等設(shè)備。研究解決非連續(xù)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(yè)線等聯(lián)裝裝備。從而研發(fā)出適合多茶類的不同的加工流水線，逐步實現(xiàn)連續(xù)化、自動化、現(xiàn)代化。

4.2.2 制茶清潔化的研發(fā)。要逐步實現(xiàn)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(yù)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(chǎn)品清潔衛(wèi)生。要選擇生態(tài)環(huán)保的場所建設(shè)廠房，美化、綠化廠區(qū)，避免環(huán)境污染。

4.2.3 無人干預(yù)自動生產(chǎn)線的研發(fā)。在茶葉加工實現(xiàn)連續(xù)化的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步改造研制在無人工操作的、按既定的程序進(jìn)行制茶生產(chǎn)的自動化生產(chǎn)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(tǒng)，可引進(jìn)國外研究成果，應(yīng)用傳感器、工業(yè)計算機、變頻器、電控柜、終端電機、氣閥和數(shù)字化等組成自動化系統(tǒng)。從而促進(jìn)自動化程度的進(jìn)一步提高，即進(jìn)一步達(dá)到茶葉生產(chǎn)和制造的智能化、節(jié)能化、現(xiàn)代化。