机械自动化在茶叶采集及生产的应用

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茶叶在我国的发展历史，传说可以追溯到神农时期，“神农日尝百草而遇毒，得茶而解之”。尽管传说无法得到证实，但有文字的记载的，可以将茶的出现定位在2700多年以前。我国是农业大国，在漫长的历史长河中，茶从种植到采摘，再到后期的加工和生产，大部分是靠人工和简单的生产工具来完成。与机械化相比，人工生产的弊端显而易见，既不利于提高生产效率，争取利益最大化，也不利于产品质量的稳定性和对品牌的建设。在上世纪50年代，机械化开始逐渐在我国的茶产业中使用，到2000年左右，我国的大宗茶和名优茶的生产和加工，已经基本实现了机械化。随着计算机技术的高速发展，机械自动化成为了现实，也为我国茶叶产业的再度升级奠定了技术基础，指明了方向。我国是世界上最大的产茶国之一，茶产品在世界茶叶消费国中颇具影响力。因此，机械自动化在茶产业中的应用，也会对我国茶产品的出口贸易起到极大促进作用。本文将从我国传统茶叶的生产模式和弊端说起，结合机械自动化在茶产业中应用的意义和作用，为我国茶产业的进一步发展提出自己的见解来。

1我国传统茶叶生产模式的弊端

中国人的开门七件事之一，就有茶，可见茶在我国人民心目中和生活中的重要位置。千百年来，我国的茶叶生产一直延续着农耕文明的生产模式，从采摘到晒青、凉青、摇青、筛青、炒青，茶叶的每一个生产和制作环节，都倾注了劳动人民的汗水。新中国成立以后，我国的茶叶种植面积逐年增大，茶园的规模和茶叶产量逐年增加，茶叶的影响力在国际中日渐扩大。随之而来的是，我国传统茶叶生产模式的弊端也逐渐显现出来。首先体现在劳动力密集，劳动强度大上。这一点，主要体现在茶叶的采摘上，自古以来，我国的茶叶采摘多是以人工为主。和影视作品里宛如仙境的环境和画面不同的是，现实中的采茶过程是一项枯燥无味的工作，一片片茶叶，都是通过采茶女的双手来完成，工作环境色调单一，动作单调重复。一个熟练的采茶工，一天的采茶量也仅仅在两斤左右，而一斤成品茶叶，则需要4斤左右的青芽才能加工而成，可见采茶工的工作强度有多大。不仅如此，我国的产茶区多在南方地区，山中气候多变，刚才还是晴空万里，一会儿就可能是瓢泼大雨，环境上的恶劣让采茶工更为辛苦。其次体现在茶的质量很难保证稳定。影响茶的品质因素有很多，茶叶从采摘到生产过程中，每一个环节都可能会产生影响茶叶质量的因素。如在采茶时，对茶芽的采摘要求，不同的采茶人员会有不同的标准。后期的晒青、晒青、炒青等环节，对含水量、火候的把握，很大程度上取决于制茶师傅的感觉，不同批次的茶叶质量也可能会存在一定的差距。对于发酵茶来说，发酵程度的掌握，更是要靠师傅的经验来判断，发酵不足或发酵过度，将会直接影响到成品茶叶的质量，甚至会因发酵过度，导致一批茶叶原料报废的情况发生，从而造成极大的浪费。还有就是在卫生状况上，传统生产模式也存在一定的弊端。在传统的生产过程中，茶的加工过程主要由人工来完成，工作环境是开放性的，在茶的一道道加工工序中，难免会有杂质被夹杂到成品茶中，从而造成对茶叶品质上的破坏。另外一种情况就是，人工操作缺乏规范性要求。当下，我国的中小茶企甚多，这些中小茶企对工作人员的着装要求、消毒要求、传染病检查等等，都缺少严格的规定，这些都为茶叶的质量稳定性埋下了潜在的破坏因素。

2机械自动化在茶叶采集及生产中应用的必要性

今年，福建省为了促进茶叶生产了“茶八条”，让茶叶自动化生产再次进入公众视野。“茶八条”明确，要提高茶叶加工水平，实现茶叶加工设备清洁化、加工流程清洁化；要推广茶叶初制加工不落地机械化自动化生产线、自动化萎凋设备、离地晒晾青设备等，提高茶叶绿色加工的能力与水平。由此可见，机械自动化在茶叶采集及生产中的应用已经成为大势所趋。首先是来自劳动力紧缺因素的产业要求。当下，我国的人口红利已经减弱甚至消失，很多年轻人宁可在城市打工，也不愿意回到乡村，从事农业活动，劳动力紧缺的现象，在很多农业地区已经成为不可忽视的社会问题。而对于茶产业来说，茶叶人工采摘，耗费大量劳动力，而且效率低、耗时长；茶叶加工手工操作，对于过程工艺复杂的茶企来说，劳动强度巨大，且易受天气影响。在劳动力短缺、作业强度大、生产成本高的背景下，茶产业的竞争力与可持续发展正受到制约。盼望用机器代替手工操作，成为广大茶农和茶企的共同呼声。其次是食品安全茶叶标准的要求。众所周知，茶叶有非常多的保健功效，加之其背后丰富的文化内涵，茶叶成为一种与其他食品饮料不太相同的产品。也正因为如此，人们以前在饮茶时往往会忽略茶叶是否安全。随着城市污染的加重，化肥农药的泛滥使用，食品质量安全已经成为消费者的痛点，而茶叶作为一种农作物，注定逃不过被监督和关注。而机械自动化的引入，将会实现制茶全程机械化、连续化、自动化、清洁化以及种茶机械化、采茶智能化。完全可以说，茶叶的生产完全依靠电脑设定的标准来进行，最大程度上减少了的人工干预，从而保证了茶叶的食品安全要求，提升了茶叶的品质。还有就是茶叶企业品牌建设的需求。当下，我国有相当部分地区的茶农，还在坚持在自己种植，自己采摘，自己制作、自己销售的传统茶叶生产模式。企业规模小，产品质量不稳定，茶叶生产量小，都不利于企业的品牌建设。随着人们生活水平的提高，消费者对茶叶的品牌认可程度也在逐年增加，如品品香的白茶、大益的普洱茶、熙牧源的黑茶等等，凭借着品牌的优势在市场中的接受程度要明显高于同种类散茶或小品牌茶。这些茶企的成功之处就是坚持在传统工艺的基础上，把茶叶机械化、清洁化、有机化生产作为产品提档升级的主要立足点和出发点，并通过改进生产加工工艺、茶叶机械升级改造等措施，以中高档茶作为主要加工方向，不断提升产品质量档次，提升品牌影响力，打造适应消费者对产品质量、档次、安全的要求茶叶。最后是来自茶叶出口贸易的需求。我国是全球最大的茶叶生产国、消费国。据统计，2017年全国茶园面积4400多万亩，干毛茶产量258万吨，同时中国茶叶在全球茶叶贸易中也占有重要地位。2001年到2017年，我国茶叶出口量从24.97万吨增长到35.52万吨，年均增长2.23%，同期出口额从3.42亿美元增长到16.14亿美元，年均增长10.18%。我国虽然是茶叶大国，但是目前大部分茶园却依然是古老的人工采茶模式。由于我国茶园多分布于丘陵山区，地域地形复杂，机械化难度大，综合机械化作业水平不足10%，茶园管理与茶叶采摘劳动力成本超过60%，生产效益极低。茶产业综合竞争力和可持续发展受到严重制约，实现茶园生产全程机械化迫在眉睫。

3机械自动化在茶产业中的应用发展方向

因为产业的需求和地方政府的努力，目前已经有龙头企业，实现了机械自动化在茶叶采集和生产的应用，并收到了良好的效果。很多中小茶企看到了机械自动化所带来的效益，也纷纷准备上马机械自动化，以期提升自己的生产力，在市场竞争中占据一席之地。不过值得说明的是，机械自动化技术在我国茶产业中的应用尚属起步阶段，企业在进行投资时，一定要机械自动化技术在茶产业中的应用发展方向做出准确的判断，以免造成不必要的投资而贻误了最好的发展时机。本文认为，机械自动化技术在茶叶采集和生产过程中的应用，未来将向着以下几个方向发展。首先，在茶叶采集过程中，机械自动化设备将向着全地形适用发展。由于茶园种植地多为丘陵地区，地形复杂，且种植多为散户，因此实现茶叶生产机械化、标准化有一定难度。机械自动化的应用，目的是着力解决茶叶生产过程中劳动力短缺、作业强度大、生产成本高等问题。因此茶叶的机械自动化采集设备，将加强茶园田间作业机械、农艺农机融合、通过人工智能技术，使得机械自动化设备能够自动判断地形变化，并根据搜集上来的地形变化数据，并及时对采摘动作作出判断和调整。在日常的茶园管理中，也应该有意识的对茶园地形进行修整，以适应机械自动化设备在茶园中的应用。其次，在茶叶的生产过程中，单机设备将向着生产线设备发展。茶叶的生产过程工序繁多，目前机械自动化的应用，更体现在茶叶生产过程中的单一环节上。尽管实现了减少劳动强度的要求，但不能形成专业化协作强、配套能力高的产业集群，难以形成品牌效益和规模效益。因此，茶叶机械自动化的发展方向，一定是向着专业生产线的方向发展。目前，我国已经有大型茶企，如八马、魏荫、铁观音集团等，购买了专业生产线，实现了匀堆、筛分、风选、色选、目选、静电选别、烘干、金属探测、包装喷码、成品入库等工序上的全程自动化。工人只需在电脑面前动动手指，分青、晒青、摇青、杀青、揉捻……等工作全部由生产线来完成，实现原料茶到茶叶包装品的“一条龙”生产。生产线将不同环节的制茶机器整合在一起，由于茶叶全程不落地，它显得更节能、环保、卫生。成品茶的品质也得以大幅提升。最后，在茶叶的生产过程中，机械自动化技术将向着“人工智能”的方向发展。前沿科技人工智能的出现，正在严重冲击着传统行业。由于大数据的积累、云计算技术的成熟，为智能机器的深度学习奠定了坚实的基础。人工智能的发展变得更快速，通过人工智能的运用，为众多领域带来新的生机，在人工成本投入上变得更低廉。从社会就业层面来说这是一大冲击点。传统手工业，甚至作为艺术瑰宝的手工艺能否带来新的冲击？这个问题，答案是肯定的。业内人士认为，推进龙头企业与高等院校、科研单位、技术推广部门的横向合作和联合攻关，大力研发和推广茶机新产品、新技术、新工艺和新设备，尽早实现茶叶的全程机械化，最大程度化引入人工智能技术，将是茶叶产业机械自动化应用当有的方向。

4结语

因为种种客观原因的存在，机械自动化技术在茶叶的采集和生产中的应用，目前尚属于起步时期，未来还有很长的路要走。推进龙头企业与高等院校、科研单位、技术推广部门的横向合作和联合攻关，大力研发和推广茶机新产品、新技术、新工艺和新设备，尽早实现茶叶的全程机械化，是我国茶叶产业应当有的方向。从某种意义来说，发展茶叶机械成为制约我国茶产业发展顺利与否的关键因素，还望茶叶机械设备制造企业继续提高设备的自动化和智能化程度，推动茶产业做大做强。

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作者:殷冬冬 单位:郑州电力高等专科学校