機(jī)械自動(dòng)化在茶葉采集及生產(chǎn)的應(yīng)用

時(shí)間:2022-01-04 11:13:01

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機(jī)械自動(dòng)化在茶葉采集及生產(chǎn)的應(yīng)用

茶葉在我國(guó)的發(fā)展歷史,傳說(shuō)可以追溯到神農(nóng)時(shí)期,“神農(nóng)日嘗百草而遇毒,得茶而解之”。盡管傳說(shuō)無(wú)法得到證實(shí),但有文字的記載的,可以將茶的出現(xiàn)定位在2700多年以前。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó),在漫長(zhǎng)的歷史長(zhǎng)河中,茶從種植到采摘,再到后期的加工和生產(chǎn),大部分是靠人工和簡(jiǎn)單的生產(chǎn)工具來(lái)完成。與機(jī)械化相比,人工生產(chǎn)的弊端顯而易見(jiàn),既不利于提高生產(chǎn)效率,爭(zhēng)取利益最大化,也不利于產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和對(duì)品牌的建設(shè)。在上世紀(jì)50年代,機(jī)械化開(kāi)始逐漸在我國(guó)的茶產(chǎn)業(yè)中使用,到2000年左右,我國(guó)的大宗茶和名優(yōu)茶的生產(chǎn)和加工,已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展,機(jī)械自動(dòng)化成為了現(xiàn)實(shí),也為我國(guó)茶葉產(chǎn)業(yè)的再度升級(jí)奠定了技術(shù)基礎(chǔ),指明了方向。我國(guó)是世界上最大的產(chǎn)茶國(guó)之一,茶產(chǎn)品在世界茶葉消費(fèi)國(guó)中頗具影響力。因此,機(jī)械自動(dòng)化在茶產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用,也會(huì)對(duì)我國(guó)茶產(chǎn)品的出口貿(mào)易起到極大促進(jìn)作用。本文將從我國(guó)傳統(tǒng)茶葉的生產(chǎn)模式和弊端說(shuō)起,結(jié)合機(jī)械自動(dòng)化在茶產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用的意義和作用,為我國(guó)茶產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提出自己的見(jiàn)解來(lái)。

1我國(guó)傳統(tǒng)茶葉生產(chǎn)模式的弊端

中國(guó)人的開(kāi)門(mén)七件事之一,就有茶,可見(jiàn)茶在我國(guó)人民心目中和生活中的重要位置。千百年來(lái),我國(guó)的茶葉生產(chǎn)一直延續(xù)著農(nóng)耕文明的生產(chǎn)模式,從采摘到曬青、涼青、搖青、篩青、炒青,茶葉的每一個(gè)生產(chǎn)和制作環(huán)節(jié),都傾注了勞動(dòng)人民的汗水。新中國(guó)成立以后,我國(guó)的茶葉種植面積逐年增大,茶園的規(guī)模和茶葉產(chǎn)量逐年增加,茶葉的影響力在國(guó)際中日漸擴(kuò)大。隨之而來(lái)的是,我國(guó)傳統(tǒng)茶葉生產(chǎn)模式的弊端也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。首先體現(xiàn)在勞動(dòng)力密集,勞動(dòng)強(qiáng)度大上。這一點(diǎn),主要體現(xiàn)在茶葉的采摘上,自古以來(lái),我國(guó)的茶葉采摘多是以人工為主。和影視作品里宛如仙境的環(huán)境和畫(huà)面不同的是,現(xiàn)實(shí)中的采茶過(guò)程是一項(xiàng)枯燥無(wú)味的工作,一片片茶葉,都是通過(guò)采茶女的雙手來(lái)完成,工作環(huán)境色調(diào)單一,動(dòng)作單調(diào)重復(fù)。一個(gè)熟練的采茶工,一天的采茶量也僅僅在兩斤左右,而一斤成品茶葉,則需要4斤左右的青芽才能加工而成,可見(jiàn)采茶工的工作強(qiáng)度有多大。不僅如此,我國(guó)的產(chǎn)茶區(qū)多在南方地區(qū),山中氣候多變,剛才還是晴空萬(wàn)里,一會(huì)兒就可能是瓢潑大雨,環(huán)境上的惡劣讓采茶工更為辛苦。其次體現(xiàn)在茶的質(zhì)量很難保證穩(wěn)定。影響茶的品質(zhì)因素有很多,茶葉從采摘到生產(chǎn)過(guò)程中,每一個(gè)環(huán)節(jié)都可能會(huì)產(chǎn)生影響茶葉質(zhì)量的因素。如在采茶時(shí),對(duì)茶芽的采摘要求,不同的采茶人員會(huì)有不同的標(biāo)準(zhǔn)。后期的曬青、曬青、炒青等環(huán)節(jié),對(duì)含水量、火候的把握,很大程度上取決于制茶師傅的感覺(jué),不同批次的茶葉質(zhì)量也可能會(huì)存在一定的差距。對(duì)于發(fā)酵茶來(lái)說(shuō),發(fā)酵程度的掌握,更是要靠師傅的經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷,發(fā)酵不足或發(fā)酵過(guò)度,將會(huì)直接影響到成品茶葉的質(zhì)量,甚至?xí)虬l(fā)酵過(guò)度,導(dǎo)致一批茶葉原料報(bào)廢的情況發(fā)生,從而造成極大的浪費(fèi)。還有就是在衛(wèi)生狀況上,傳統(tǒng)生產(chǎn)模式也存在一定的弊端。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程中,茶的加工過(guò)程主要由人工來(lái)完成,工作環(huán)境是開(kāi)放性的,在茶的一道道加工工序中,難免會(huì)有雜質(zhì)被夾雜到成品茶中,從而造成對(duì)茶葉品質(zhì)上的破壞。另外一種情況就是,人工操作缺乏規(guī)范性要求。當(dāng)下,我國(guó)的中小茶企甚多,這些中小茶企對(duì)工作人員的著裝要求、消毒要求、傳染病檢查等等,都缺少?lài)?yán)格的規(guī)定,這些都為茶葉的質(zhì)量穩(wěn)定性埋下了潛在的破壞因素。

2機(jī)械自動(dòng)化在茶葉采集及生產(chǎn)中應(yīng)用的必要性

今年,福建省為了促進(jìn)茶葉生產(chǎn)了“茶八條”,讓茶葉自動(dòng)化生產(chǎn)再次進(jìn)入公眾視野?!安璋藯l”明確,要提高茶葉加工水平,實(shí)現(xiàn)茶葉加工設(shè)備清潔化、加工流程清潔化;要推廣茶葉初制加工不落地機(jī)械化自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)、自動(dòng)化萎凋設(shè)備、離地曬晾青設(shè)備等,提高茶葉綠色加工的能力與水平。由此可見(jiàn),機(jī)械自動(dòng)化在茶葉采集及生產(chǎn)中的應(yīng)用已經(jīng)成為大勢(shì)所趨。首先是來(lái)自勞動(dòng)力緊缺因素的產(chǎn)業(yè)要求。當(dāng)下,我國(guó)的人口紅利已經(jīng)減弱甚至消失,很多年輕人寧可在城市打工,也不愿意回到鄉(xiāng)村,從事農(nóng)業(yè)活動(dòng),勞動(dòng)力緊缺的現(xiàn)象,在很多農(nóng)業(yè)地區(qū)已經(jīng)成為不可忽視的社會(huì)問(wèn)題。而對(duì)于茶產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō),茶葉人工采摘,耗費(fèi)大量勞動(dòng)力,而且效率低、耗時(shí)長(zhǎng);茶葉加工手工操作,對(duì)于過(guò)程工藝復(fù)雜的茶企來(lái)說(shuō),勞動(dòng)強(qiáng)度巨大,且易受天氣影響。在勞動(dòng)力短缺、作業(yè)強(qiáng)度大、生產(chǎn)成本高的背景下,茶產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力與可持續(xù)發(fā)展正受到制約。盼望用機(jī)器代替手工操作,成為廣大茶農(nóng)和茶企的共同呼聲。其次是食品安全茶葉標(biāo)準(zhǔn)的要求。眾所周知,茶葉有非常多的保健功效,加之其背后豐富的文化內(nèi)涵,茶葉成為一種與其他食品飲料不太相同的產(chǎn)品。也正因?yàn)槿绱?,人們以前在飲茶時(shí)往往會(huì)忽略茶葉是否安全。隨著城市污染的加重,化肥農(nóng)藥的泛濫使用,食品質(zhì)量安全已經(jīng)成為消費(fèi)者的痛點(diǎn),而茶葉作為一種農(nóng)作物,注定逃不過(guò)被監(jiān)督和關(guān)注。而機(jī)械自動(dòng)化的引入,將會(huì)實(shí)現(xiàn)制茶全程機(jī)械化、連續(xù)化、自動(dòng)化、清潔化以及種茶機(jī)械化、采茶智能化。完全可以說(shuō),茶葉的生產(chǎn)完全依靠電腦設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行,最大程度上減少了的人工干預(yù),從而保證了茶葉的食品安全要求,提升了茶葉的品質(zhì)。還有就是茶葉企業(yè)品牌建設(shè)的需求。當(dāng)下,我國(guó)有相當(dāng)部分地區(qū)的茶農(nóng),還在堅(jiān)持在自己種植,自己采摘,自己制作、自己銷(xiāo)售的傳統(tǒng)茶葉生產(chǎn)模式。企業(yè)規(guī)模小,產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,茶葉生產(chǎn)量小,都不利于企業(yè)的品牌建設(shè)。隨著人們生活水平的提高,消費(fèi)者對(duì)茶葉的品牌認(rèn)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,憑借著品牌的優(yōu)勢(shì)在市場(chǎng)中的接受程度要明顯高于同種類(lèi)散茶或小品牌茶。這些茶企的成功之處就是堅(jiān)持在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上,把茶葉機(jī)械化、清潔化、有機(jī)化生產(chǎn)作為產(chǎn)品提檔升級(jí)的主要立足點(diǎn)和出發(fā)點(diǎn),并通過(guò)改進(jìn)生產(chǎn)加工工藝、茶葉機(jī)械升級(jí)改造等措施,以中高檔茶作為主要加工方向,不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量檔次,提升品牌影響力,打造適應(yīng)消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、檔次、安全的要求茶葉。最后是來(lái)自茶葉出口貿(mào)易的需求。我國(guó)是全球最大的茶葉生產(chǎn)國(guó)、消費(fèi)國(guó)。據(jù)統(tǒng)計(jì),2017年全國(guó)茶園面積4400多萬(wàn)畝,干毛茶產(chǎn)量258萬(wàn)噸,同時(shí)中國(guó)茶葉在全球茶葉貿(mào)易中也占有重要地位。2001年到2017年,我國(guó)茶葉出口量從24.97萬(wàn)噸增長(zhǎng)到35.52萬(wàn)噸,年均增長(zhǎng)2.23%,同期出口額從3.42億美元增長(zhǎng)到16.14億美元,年均增長(zhǎng)10.18%。我國(guó)雖然是茶葉大國(guó),但是目前大部分茶園卻依然是古老的人工采茶模式。由于我國(guó)茶園多分布于丘陵山區(qū),地域地形復(fù)雜,機(jī)械化難度大,綜合機(jī)械化作業(yè)水平不足10%,茶園管理與茶葉采摘?jiǎng)趧?dòng)力成本超過(guò)60%,生產(chǎn)效益極低。茶產(chǎn)業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力和可持續(xù)發(fā)展受到嚴(yán)重制約,實(shí)現(xiàn)茶園生產(chǎn)全程機(jī)械化迫在眉睫。

3機(jī)械自動(dòng)化在茶產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展方向

因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)的需求和地方政府的努力,目前已經(jīng)有龍頭企業(yè),實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動(dòng)化在茶葉采集和生產(chǎn)的應(yīng)用,并收到了良好的效果。很多中小茶企看到了機(jī)械自動(dòng)化所帶來(lái)的效益,也紛紛準(zhǔn)備上馬機(jī)械自動(dòng)化,以期提升自己的生產(chǎn)力,在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)一席之地。不過(guò)值得說(shuō)明的是,機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)茶產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用尚屬起步階段,企業(yè)在進(jìn)行投資時(shí),一定要機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在茶產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用發(fā)展方向做出準(zhǔn)確的判斷,以免造成不必要的投資而貽誤了最好的發(fā)展時(shí)機(jī)。本文認(rèn)為,機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在茶葉采集和生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用,未來(lái)將向著以下幾個(gè)方向發(fā)展。首先,在茶葉采集過(guò)程中,機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備將向著全地形適用發(fā)展。由于茶園種植地多為丘陵地區(qū),地形復(fù)雜,且種植多為散戶(hù),因此實(shí)現(xiàn)茶葉生產(chǎn)機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化有一定難度。機(jī)械自動(dòng)化的應(yīng)用,目的是著力解決茶葉生產(chǎn)過(guò)程中勞動(dòng)力短缺、作業(yè)強(qiáng)度大、生產(chǎn)成本高等問(wèn)題。因此茶葉的機(jī)械自動(dòng)化采集設(shè)備,將加強(qiáng)茶園田間作業(yè)機(jī)械、農(nóng)藝農(nóng)機(jī)融合、通過(guò)人工智能技術(shù),使得機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備能夠自動(dòng)判斷地形變化,并根據(jù)搜集上來(lái)的地形變化數(shù)據(jù),并及時(shí)對(duì)采摘?jiǎng)幼髯鞒雠袛嗪驼{(diào)整。在日常的茶園管理中,也應(yīng)該有意識(shí)的對(duì)茶園地形進(jìn)行修整,以適應(yīng)機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備在茶園中的應(yīng)用。其次,在茶葉的生產(chǎn)過(guò)程中,單機(jī)設(shè)備將向著生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備發(fā)展。茶葉的生產(chǎn)過(guò)程工序繁多,目前機(jī)械自動(dòng)化的應(yīng)用,更體現(xiàn)在茶葉生產(chǎn)過(guò)程中的單一環(huán)節(jié)上。盡管實(shí)現(xiàn)了減少勞動(dòng)強(qiáng)度的要求,但不能形成專(zhuān)業(yè)化協(xié)作強(qiáng)、配套能力高的產(chǎn)業(yè)集群,難以形成品牌效益和規(guī)模效益。因此,茶葉機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展方向,一定是向著專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)的方向發(fā)展。目前,我國(guó)已經(jīng)有大型茶企,如八馬、魏蔭、鐵觀(guān)音集團(tuán)等,購(gòu)買(mǎi)了專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)線(xiàn),實(shí)現(xiàn)了勻堆、篩分、風(fēng)選、色選、目選、靜電選別、烘干、金屬探測(cè)、包裝噴碼、成品入庫(kù)等工序上的全程自動(dòng)化。工人只需在電腦面前動(dòng)動(dòng)手指,分青、曬青、搖青、殺青、揉捻……等工作全部由生產(chǎn)線(xiàn)來(lái)完成,實(shí)現(xiàn)原料茶到茶葉包裝品的“一條龍”生產(chǎn)。生產(chǎn)線(xiàn)將不同環(huán)節(jié)的制茶機(jī)器整合在一起,由于茶葉全程不落地,它顯得更節(jié)能、環(huán)保、衛(wèi)生。成品茶的品質(zhì)也得以大幅提升。最后,在茶葉的生產(chǎn)過(guò)程中,機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)將向著“人工智能”的方向發(fā)展。前沿科技人工智能的出現(xiàn),正在嚴(yán)重沖擊著傳統(tǒng)行業(yè)。由于大數(shù)據(jù)的積累、云計(jì)算技術(shù)的成熟,為智能機(jī)器的深度學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。人工智能的發(fā)展變得更快速,通過(guò)人工智能的運(yùn)用,為眾多領(lǐng)域帶來(lái)新的生機(jī),在人工成本投入上變得更低廉。從社會(huì)就業(yè)層面來(lái)說(shuō)這是一大沖擊點(diǎn)。傳統(tǒng)手工業(yè),甚至作為藝術(shù)瑰寶的手工藝能否帶來(lái)新的沖擊?這個(gè)問(wèn)題,答案是肯定的。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,推進(jìn)龍頭企業(yè)與高等院校、科研單位、技術(shù)推廣部門(mén)的橫向合作和聯(lián)合攻關(guān),大力研發(fā)和推廣茶機(jī)新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備,盡早實(shí)現(xiàn)茶葉的全程機(jī)械化,最大程度化引入人工智能技術(shù),將是茶葉產(chǎn)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用當(dāng)有的方向。

4結(jié)語(yǔ)

因?yàn)榉N種客觀(guān)原因的存在,機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在茶葉的采集和生產(chǎn)中的應(yīng)用,目前尚屬于起步時(shí)期,未來(lái)還有很長(zhǎng)的路要走。推進(jìn)龍頭企業(yè)與高等院校、科研單位、技術(shù)推廣部門(mén)的橫向合作和聯(lián)合攻關(guān),大力研發(fā)和推廣茶機(jī)新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備,盡早實(shí)現(xiàn)茶葉的全程機(jī)械化,是我國(guó)茶葉產(chǎn)業(yè)應(yīng)當(dāng)有的方向。從某種意義來(lái)說(shuō),發(fā)展茶葉機(jī)械成為制約我國(guó)茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展順利與否的關(guān)鍵因素,還望茶葉機(jī)械設(shè)備制造企業(yè)繼續(xù)提高設(shè)備的自動(dòng)化和智能化程度,推動(dòng)茶產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)。

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作者:殷冬冬 單位:鄭州電力高等專(zhuān)科學(xué)校