Já na Dinastia Tang, Lu Yu introduziu sistematicamente 19 tipos de ferramentas para colher chá para bolo no “Tea Classic” e estabeleceu o protótipo de máquinas de chá. Desde a fundação da República Popular da China,ChinaO desenvolvimento de máquinas de chá tem uma história de mais de 70 anos. Com a crescente atenção do país à indústria de máquinas de chá,ChinaO processamento de chá da empresa basicamente alcançou a mecanização e a automação, e as máquinas para operação de jardins de chá também estão se desenvolvendo rapidamente.

Para resumirChinaAs conquistas da empresa no campo de máquinas de chá e promover o desenvolvimento sustentável e saudável da indústria de máquinas de chá, este artigo apresenta o desenvolvimento de máquinas de chá emChinados aspectos de desenvolvimento de máquinas de chá, uso de energia em máquinas de chá e aplicação de tecnologia de máquinas de chá, e discute o desenvolvimento de máquinas de chá na China. Os problemas são analisados ​​e as contramedidas correspondentes são apresentadas. Por fim, prospecta-se o desenvolvimento futuro das máquinas de chá.

 01Visão geral das máquinas de chá da China

A China é o maior país produtor de chá do mundo, com mais de 20 províncias produtoras de chá e mais de 1.000 províncias produtoras de chá.cidades. Sob o contexto industrial de processamento contínuo de chá e a demanda industrial de melhoria da qualidade e eficiência, a produção mecanizada de chá tornou-se o único caminho para o desenvolvimento deChinaindústria do chá. Atualmente, existem mais de 400 fabricantes de máquinas para processamento de chá emChina, principalmente nas províncias de Zhejiang, Anhui, Sichuan e Fujian.

De acordo com o processo de produção, as máquinas de chá podem ser divididas em duas categorias: máquinas para operação de jardins de chá e máquinas para processamento de chá.

O desenvolvimento de máquinas para processamento de chá começou na década de 1950, principalmente máquinas para processamento de chá verde e chá preto. No século 21, o processamento de chá verde a granel, chá preto e dos chás mais famosos foi basicamente mecanizado. No que diz respeito às seis principais categorias de chá, as principais máquinas de processamento de chá verde e chá preto estão relativamente maduras, as principais máquinas de processamento de chá oolong e chá escuro estão relativamente maduras e as principais máquinas de processamento de chá branco e chá amarelo também está em desenvolvimento.

Em contraste, o desenvolvimento de máquinas para a operação de plantações de chá começou relativamente tarde. Na década de 1970, foram desenvolvidas máquinas de operação básica, como perfilhos para jardins de chá. Mais tarde, outras máquinas operacionais, como aparadores e máquinas de colheita de chá, foram gradualmente desenvolvidas. Devido à extensa gestão da produção mecanizada da maioria das hortas de chá, a pesquisa, o desenvolvimento e a inovação de máquinas de gestão de hortas de chá são insuficientes e ainda estão no estágio inicial de desenvolvimento.

02Status de desenvolvimento de máquinas de chá

1. Máquinas para operação de jardins de chá

As máquinas para operação de jardins de chá são divididas em máquinas de cultivo, máquinas de preparo do solo, máquinas de proteção de plantas, máquinas de poda e colheita de chá e outros tipos.

Da década de 1950 até o presente, as máquinas de operação de plantações de chá passaram pelo estágio inicial, pelo estágio de exploração e pelo atual estágio inicial de desenvolvimento. Durante o período, o pessoal de P&D de máquinas de chá desenvolveu gradualmente perfilhos de jardim de chá, aparadores de árvores de chá e outras máquinas de trabalho que atendem às necessidades reais, especialmente o Instituto de Pesquisa de Mecanização Agrícola de Nanjing do Ministério da Agricultura e Assuntos Rurais desenvolveu “uma máquina com múltiplas usa ”equipamento multifuncional de gerenciamento de jardins de chá. A maquinaria de operação de jardins de chá tem um novo desenvolvimento.

Atualmente, algumas áreas atingiram o nível de produção mecanizada de plantações de chá, como a cidade de Rizhao, na província de Shandong, e o condado de Wuyi, na província de Zhejiang.

No entanto, em geral, em termos de investigação e desenvolvimento mecânico, a qualidade e o desempenho das máquinas operacionais ainda precisam de ser melhorados, e existe uma grande lacuna entre o nível geral e o Japão; em termos de promoção e uso, a taxa de utilização e popularidade não são altas, mais de90% das máquinas de colheita e cortadores de chá ainda são modelos japoneses e a gestão das plantações de chá em algumas áreas montanhosas ainda é dominada pela mão-de-obra.

1. Máquinas de processamento de chá

   ·Infância: antes da década de 1950

Nessa época, o processamento do chá permanecia na fase de operação manual, mas muitas ferramentas para fazer chá criadas nas dinastias Tang e Song lançaram as bases para o desenvolvimento subsequente de máquinas de chá.

· Período de rápido desenvolvimento: da década de 1950 ao final do século XX

Da operação manual à operação semimanual e semimecânica, durante este período, muitos equipamentos básicos autônomos para processamento de chá foram desenvolvidos, fazendo chá verde, chá preto, especialmente o famoso processamento mecanizado de chá

· Período de desenvolvimento acelerado: século 21 ~ presente

Do pequeno modo de processamento de equipamento autônomo ao modo de linha de produção limpa e contínua de alta capacidade e baixo consumo de energia, e gradualmente realizar a “substituição mecânica”.

Os equipamentos autônomos de processamento de chá são divididos em duas categorias: máquinas primárias e máquinas de refino. máquinas primárias de chá do meu país (green fixação de chámáquina, laminadora, secadora, etc.) desenvolveu-se rapidamente. A maioria das máquinas de chá tem conseguido realizar uma operação parametrizada e ainda ter a função de controle de temperatura e umidade. No entanto, em termos de qualidade de processamento de chá, grau de automação e economia de energia, ainda há espaço para melhorias. Em comparação,ChinaAs máquinas de refino (máquina de peneiramento, separador de vento, etc.) se desenvolvem lentamente, mas com a melhoria do refinamento do processamento, essas máquinas também são continuamente melhoradas e otimizadas.

O desenvolvimento de equipamentos autônomos de chá criou condições favoráveis ​​para a realização do processamento contínuo de chá e também estabeleceu uma base sólida para a pesquisa e construção de linhas de produção. Atualmente, foram desenvolvidas mais de 3.000 linhas de produção de processamento primário de chá verde, chá preto e chá oolong. Em 2016, a linha de produção de refinação e peneiramento foi também aplicada à refinação e processamento de chá verde, chá preto e chá escuro. Além disso, a pesquisa sobre o escopo de uso e processamento dos objetos da linha de produção também é mais refinada. Por exemplo, em 2020, foi desenvolvida uma linha de produção padronizada para chá verde de formato plano de médio e alto padrão, o que resolveu efetivamente os problemas das linhas de produção de chá de formato plano anteriores. e outros problemas de qualidade.

Algumas máquinas autônomas de chá não possuem funções de operação contínua (como amassadeiras) ou seu desempenho operacional não é suficientemente maduro (como máquinas de enchimento de chá amarelo), o que dificulta até certo ponto o desenvolvimento da automação das linhas de produção. Além disso, embora existam equipamentos de teste online com baixo teor de água, eles não têm sido amplamente utilizados na produção devido ao alto custo, e a qualidade dos produtos de chá em processo ainda precisa ser avaliada pela experiência manual. Portanto, a aplicação da atual linha de produção de processamento de chá pode basicamente ser automatizada, mas não alcançou inteligência realainda.

03uso de energia em máquinas de chá

A utilização normal da maquinaria do chá é indissociável do fornecimento de energia. A energia mecânica do chá é dividida em energia fóssil tradicional e energia limpa, entre as quais a energia limpa inclui eletricidade, gás liquefeito de petróleo, gás natural, combustível de biomassa, etc.

Sob a tendência de desenvolvimento de combustíveis térmicos limpos e economizadores de energia, os combustíveis de pellets de biomassa feitos de serragem, galhos florestais, palha, palha de trigo, etc. baixos custos de produção e amplas fontes. Cada vez mais utilizado no processamento de chá.

 IEm geral, as fontes de calor como a electricidade e o gás são mais seguras e fáceis de utilizar e não necessitam de outros equipamentos auxiliares. Eles são as principais fontes de energia para o processamento mecanizado de chá e operações de linha de montagem.

Embora o uso de energia para aquecimento a lenha e torrefação de carvão seja relativamente ineficiente e não ecologicamente correto, eles podem atender à busca das pessoas pela cor e aroma únicos do chá, por isso ainda são usados ​​​​atualmente.

Nos últimos anos, com base no conceito de desenvolvimento de poupança de energia, redução de emissões e redução de energia, foram feitos grandes progressos na recuperação de energia e na utilização de máquinas de chá.

Por exemplo, o secador de placa de corrente da série 6CH usa um trocador de calor de casco e tubo para recuperação de calor residual dos gases de exaustão, o que pode aumentar a temperatura inicial do ar em 20 ~ 25 ℃, o que resolve criativamente o problema de grande consumo de energia ; a máquina de mistura e fixação de vapor superaquecido usa O dispositivo de recuperação na saída da folha da máquina de fixação recupera o vapor saturado à pressão atmosférica e o auxilia novamente a formar vapor saturado superaquecido e ar quente em alta temperatura, que é conduzido de volta à folha entrada da máquina de fixação para reciclar a energia térmica, o que pode economizar cerca de 20% de energia. Também pode garantir a qualidade do chá.

04 Inovação tecnológica em máquinas de chá

O uso de máquinas de chá pode não apenas melhorar diretamente a eficiência da produção, mas também estabilizar indiretamente ou até mesmo melhorar a qualidade do chá. A inovação tecnológica pode muitas vezes trazer uma melhoria bidirecional na função mecânica e na eficiência do chá, e as suas ideias de investigação e desenvolvimento têm principalmente dois aspectos.

①Com base no princípio mecânico, a estrutura básica da máquina de chá é melhorada de forma inovadora e seu desempenho é bastante melhorado. Por exemplo, em termos de processamento de chá preto, projetamos componentes-chave, como estrutura de fermentação, dispositivo giratório e componentes de aquecimento, e desenvolvemos uma máquina de fermentação automática integrada e uma máquina de fermentação enriquecida com oxigênio visualizada, que resolveu os problemas de temperatura de fermentação instável e umidade, dificuldade de virar e falta de oxigênio. , fermentação desigual e outros problemas.

②Aplicar tecnologia de computador, tecnologia moderna de análise e detecção de instrumentos, tecnologia de chips e outras tecnologias avançadas e novas na fabricação de máquinas de chá para tornar sua operação controlável e visível, e gradualmente perceber a automação e inteligência das máquinas de chá. A prática provou que a inovação e a aplicação da tecnologia podem melhorar o funcionamento das máquinas de chá, melhorar a qualidade das folhas de chá e promover o rápido desenvolvimento da indústria do chá.

1.Tecnologia informática

A tecnologia informática torna possível o desenvolvimento contínuo, automático e inteligente de máquinas de chá.

Atualmente, a tecnologia de imagem computacional, a tecnologia de controle, a tecnologia digital, etc. foram aplicadas com sucesso na fabricação de máquinas de chá e alcançaram bons resultados.

Usando aquisição de imagens e tecnologia de processamento de dados, a forma, a cor e o peso reais do chá podem ser analisados ​​e classificados quantitativamente; usando o sistema de controle automático, a nova máquina de esverdeamento de chá com radiação de calor pode atingir a temperatura da superfície das folhas esverdeadas e a umidade dentro da caixa. Detecção on-line multicanal em tempo real de vários parâmetros, reduzindo a dependência da experiência manual；Usando tecnologia de controle lógico programável (PLC) e depois irradiada pela fonte de alimentação, a detecção de fibra óptica coleta informações de fermentação, o aparelho de fermentação converte em sinais digitais e o microprocessador processa, calcula e analisa, para que o dispositivo de empilhamento possa completar o empilhamento de as amostras de chá escuro a serem testadas. Usando controle automático e tecnologia de interação humano-computador, a laminadora CNC TC-6CR-50 pode controlar de forma inteligente a pressão, velocidade e tempo para realizar a parametrização do processo de fabricação de chá; usando a tecnologia de monitoramento em tempo real do sensor de temperatura, o chá pode ser organizado continuamente. A unidade ajusta a temperatura da panela conforme necessário para garantir que o chá na panela seja aquecido uniformemente e tenha a mesma qualidade.

2.Tecnologia moderna de análise e detecção de instrumentos

A realização da automação das máquinas de chá depende da tecnologia informática, e o monitoramento do status e dos parâmetros do processamento do chá precisa contar com a tecnologia de análise e detecção de instrumentos modernos. Através da fusão de informações de detecção de múltiplas fontes de instrumentos de detecção, pode ser realizada uma avaliação digital abrangente de fatores de qualidade, como cor, aroma, sabor e forma do chá, e a verdadeira automação e desenvolvimento inteligente da indústria do chá podem ser realizados.

Actualmente, esta tecnologia tem sido aplicada com sucesso à investigação e desenvolvimento de máquinas de chá, permitindo a detecção e discriminação on-line no processo de processamento do chá, e a qualidade do chá é mais controlável. Por exemplo, um método de avaliação abrangente para o grau de “fermentação” do chá preto estabelecido usando tecnologia de espectroscopia no infravermelho próximo combinada com sistema de visão computacional pode concluir o julgamento em 1 minuto, o que conduz ao controle dos principais pontos técnicos do preto processamento de chá; o uso da tecnologia de nariz eletrônico para determinar o aroma no processo de esverdeamento Monitoramento contínuo da amostragem e, em seguida, com base no método discriminante de Fisher, um modelo de discriminação do estado de fixação do chá pode ser construído para realizar o monitoramento e controle on-line da qualidade do chá verde; o uso de tecnologia de imagem infravermelha e hiperespectral combinada com métodos de modelagem não linear pode ser usado para a produção inteligente de chá verde Fornece base teórica e suporte de dados.

A combinação da tecnologia de detecção e análise de instrumentos com outras tecnologias também foi aplicada ao campo de máquinas de processamento profundo de chá. Por exemplo, Anhui Jiexun Optoelectronics Technology Co., Ltd. desenvolveu um classificador inteligente de cores de chá em nuvem. O classificador de cores usa tecnologia de análise espectral combinada com tecnologia olho de águia, câmera com tecnologia de nuvem, aquisição de imagens em nuvem e tecnologia de processamento e outras tecnologias. Ele pode identificar pequenas impurezas que não podem ser identificadas por classificadores de cores comuns e pode classificar com precisão o tamanho da tira, comprimento, espessura e maciez das folhas de chá. Este classificador de cores inteligente não é usado apenas na área de chá, mas também na seleção de grãos, sementes, minerais, etc., para melhorar a qualidade geral e a aparência de materiais a granel.

3.Outras tecnologias

Além da tecnologia informática e da moderna tecnologia de detecção de instrumentos,OA tecnologia T, a tecnologia de IA, a tecnologia de chips e outras tecnologias também foram integradas e aplicadas a vários elos, como gestão de jardins de chá, processamento de chá, logística e armazenamento, tornando mais rápida a pesquisa e desenvolvimento de máquinas de chá e o desenvolvimento da indústria do chá. Alcance um novo nível.

Na operação de gerenciamento de jardins de chá, a aplicação de tecnologias IoT, como sensores e redes sem fio, pode realizar o monitoramento em tempo real do jardim de chá, tornando o processo de operação do jardim de chá mais inteligente e eficiente. sensor de temperatura, sensor de crescimento do caule, sensor de umidade do solo, etc.) pode transmitir automaticamente os dados do solo do jardim de chá e das condições climáticas para o sistema de aquisição de dados, e o terminal do PC pode conduzir supervisão, irrigação precisa e fertilização a qualquer hora e em qualquer lugar através do celular APP, para realizar a gestão inteligente do chá jardins.Usando imagens de sensoriamento remoto de grandes áreas de veículos aéreos não tripulados e tecnologia de monitoramento de vídeo ininterrupto no solo, big data pode ser coletado para obter informações de crescimento de árvores de chá colhidas por máquina e, em seguida, o período de colheita adequado, rendimento e colheita por máquina o período de cada rodada pode ser previsto com a ajuda de análise e modelagem. qualidade, melhorando assim a qualidade e eficiência da colheita mecanizada de chá.

No processo de processamento e produção de chá, a tecnologia AI é usada para estabelecer uma linha de produção automática de remoção de impurezas. Através da mais avançada inspeção visual cognitiva, várias impurezas no chá podem ser identificadas e, ao mesmo tempo, a alimentação do material, transporte, fotografia, análise, colheita, reinspeção, etc. Coleta e outros procedimentos para realizar a automação e inteligência da linha de produção de refino e processamento de chá. Em logística e armazenamento, o uso da tecnologia de identificação por radiofrequência (RFID) pode realizar a comunicação de dados entre leitores e rótulos de produtos e rastrear informações de produção de chá para otimizar o gerenciamento da cadeia de suprimentos.

Como resultado, diversas tecnologias promoveram conjuntamente a informatização e o desenvolvimento inteligente da indústria do chá em termos de plantio, cultivo, produção e processamento, armazenamento e transporte de chá.

05Problemas e perspectivas no desenvolvimento de máquinas de chá na China

Embora o desenvolvimento da mecanização do chá emChinatenha feito grandes progressos, ainda existe uma grande lacuna em comparação com o grau de mecanização da indústria alimentar. As contramedidas correspondentes devem ser tomadas a tempo de acelerar a modernização e a transformação da indústria do chá.

1.problemas

 Embora a consciência das pessoas sobre a gestão mecanizada de plantações de chá e o processamento mecanizado de chá esteja aumentando, e algumas áreas de chá também estejam em um nível relativamente alto de mecanização, em termos de esforços gerais de pesquisa e status de desenvolvimento, ainda existem os seguintes problemas:

(1) O nível geral de equipamentos para máquinas de chá emChinaé relativamente baixo e a linha de produção automatizada não realizou totalmente a inteligênciaainda.

(2) A pesquisa e desenvolvimento de máquinas de cháryé desequilibrado e a maior parte do maquinário de refino tem baixo grau de inovação.

(3)O conteúdo técnico geral da máquina de chá não é alto e a eficiência energética é baixa.

(4)A maioria das máquinas de chá carece de aplicação de alta tecnologia e o grau de integração com a agronomia não é alto

(5)O uso misto de equipamentos novos e antigos apresenta riscos potenciais à segurança e carece de normas e padrões correspondentes.

2.razões econtramedidas

A partir da pesquisa bibliográfica e da análise da situação atual da indústria de máquinas de chá, os principais motivos são:

(1) A indústria de máquinas de chá está numa posição atrasada e o apoio do Estado à indústria ainda precisa de ser reforçado.

(2) A concorrência no mercado de máquinas de chá é desordenada e a construção padronizada de máquinas de chá está atrasada

(3) A distribuição de plantações de chá é dispersa e o grau de produção padronizada de máquinas operacionais não é alto.

(4) As empresas de fabricação de máquinas de chá são pequenas em escala e fracas em capacidades de desenvolvimento de novos produtos

(5) Falta de praticantes profissionais de máquinas de chá, incapazes de desempenhar plenamente a função do equipamento mecânico.

3.Cliente em potencial

Atualmente, o processamento de chá do meu país alcançou basicamente a mecanização, o equipamento de máquina única tende a ser eficiente, com economia de energia e desenvolvimento contínuo, as linhas de produção estão se desenvolvendo na direção de contínuo, automatizado, limpo e inteligente, e o desenvolvimento da horta de chá o maquinário de operação também está avançando. Altas e novas tecnologias, como a tecnologia moderna e a tecnologia da informação, foram gradualmente aplicadas a todos os aspectos do processamento do chá, e um grande progresso foi feito. Com a ênfase do país na indústria do chá, a introdução de várias políticas preferenciais, como subsídios às máquinas de chá, e o crescimento da equipe de pesquisa científica das máquinas de chá, as futuras máquinas de chá realizarão o verdadeiro desenvolvimento inteligente e a era da “substituição da máquina”. ”está ao virar da esquina!