Že v času dinastije Tang je Lu Yu sistematično uvedel 19 vrst orodij za pobiranje čaja iz kolačkov v »čajni klasiki« in vzpostavil prototip strojev za pripravo čaja. Od ustanovitve Ljudske republike Kitajske,KitajskaZgodovina razvoja strojev za čaj ima več kot 70 let. Z vse večjo pozornostjo države do industrije strojev za čaj,KitajskaPredelava čaja je v bistvu dosegla mehanizacijo in avtomatizacijo, prav tako pa se hitro razvijajo stroji za delovanje čajnih vrtov.

Če povzamemKitajskadosežke na področju čajnih strojev in spodbujanje trajnostnega in zdravega razvoja industrije čajnih avtomatov, ta članek predstavlja razvoj čajnih strojev vKitajskaz vidikov razvoja čajnih strojev, porabe energije čajnih avtomatov in uporabe tehnologije čajnih avtomatov ter razpravlja o razvoju čajnih strojev na Kitajskem. Težave se analizirajo in predlagajo ustrezni protiukrepi. Končno se obeta prihodnji razvoj strojev za pripravo čaja.

 01Pregled kitajskih strojev za pripravo čaja

Kitajska je največja država pridelovalka čaja na svetu, z več kot 20 provincami, ki pridelujejo čaj, in več kot 1000 provincami, ki proizvajajo čaj.mesta. V okviru industrijskega ozadja neprekinjene predelave čaja in industrijskih zahtev po izboljšanju kakovosti in učinkovitosti je mehanizirana proizvodnja čaja postala edini način za razvojKitajskaindustrija čaja. Trenutno obstaja več kot 400 proizvajalcev strojev za predelavo čajaKitajska, predvsem v provincah Zhejiang, Anhui, Sichuan in Fujian.

Glede na proizvodni proces lahko stroje za pripravo čaja razdelimo v dve kategoriji: stroje za delovanje čajnih vrtov in stroje za predelavo čaja.

Razvoj strojev za predelavo čaja se je začel v petdesetih letih prejšnjega stoletja, predvsem strojev za predelavo zelenega in črnega čaja. Do 21. stoletja je bila predelava zelenega čaja v razsutem stanju, črnega čaja in najbolj znanih čajev v bistvu mehanizirana. Kar zadeva šest glavnih kategorij čaja, so ključni stroji za predelavo zelenega in črnega čaja relativno zreli, ključni stroji za predelavo oolong čaja in temnega čaja so relativno zreli ter ključni stroji za predelavo belega in rumenega čaja je tudi v razvoju.

Nasprotno pa se je razvoj strojev za upravljanje čajnih vrtov začel razmeroma pozno. V sedemdesetih letih prejšnjega stoletja so bili razviti stroji za osnovno delovanje, kot so freze za čajne vrtove. Kasneje so se postopoma razvili drugi delovni stroji, kot so trimerji in stroji za pobiranje čaja. Zaradi mehaniziranega upravljanja proizvodnje večine čajnih vrtov Extensive so raziskave in razvoj ter inovacije strojev za upravljanje čajnih vrtov nezadostne in so še vedno v začetni fazi razvoja.

02Stanje razvoja strojev za pripravo čaja

1. Stroji za delovanje čajnih vrtov

Stroji za upravljanje čajnih vrtov so razdeljeni na stroje za gojenje, stroje za obdelavo tal, stroje za zaščito rastlin, stroje za obrezovanje in obiranje čaja ter druge vrste.

Od petdesetih let prejšnjega stoletja do danes so stroji za delovanje čajnih vrtov šli skozi fazo brstenja, fazo raziskovanja in trenutno začetno razvojno fazo. V tem obdobju je osebje za raziskave in razvoj čajnih avtomatov postopoma razvilo freze za čajne vrtove, obrezovalnike čajevca in druge delovne stroje, ki ustrezajo dejanskim potrebam, zlasti Inštitut za raziskave kmetijske mehanizacije Nanjing Ministrstva za kmetijstvo in podeželje je razvil »en stroj z več uporablja večnamensko opremo za upravljanje čajnih vrtov. Stroji za delovanje čajnih vrtov imajo nov razvoj.

Trenutno so nekatera območja dosegla raven mehanizirane proizvodnje čajnih vrtov, kot sta mesto Rizhao v provinci Shandong in okrožje Wuyi v provinci Zhejiang.

Vendar pa je treba na splošno v smislu mehanskih raziskav in razvoja kakovost in zmogljivost delovnih strojev še izboljšati, med splošno ravnjo in Japonsko pa obstaja velik razkorak; kar zadeva promocijo in uporabo, stopnja izkoriščenosti in priljubljenost nista visoki, Več kot90% strojev za obiranje čaja in trimerjev je še vedno japonskih modelov, upravljanje čajnih vrtov v nekaterih gorskih območjih pa še vedno prevladuje delovna sila.

1. Stroji za predelavo čaja

   ·Otroštvo: pred petdesetimi leti prejšnjega stoletja

V tem času je predelava čaja ostala na stopnji ročnega upravljanja, vendar so številna orodja za pripravo čaja, ustvarjena v dinastijah Tang in Song, postavila temelje za kasnejši razvoj čajnih strojev.

· Obdobje hitrega razvoja: 50. leta 20. stoletja do konca 20. stoletja

Od ročnega do polročnega in polmehanskega delovanja je bilo v tem obdobju razvitih veliko osnovnih samostojnih naprav za predelavo čaja, ki so izdelovali zeleni čaj, črni čaj, še posebej znano mehanizirano obdelavo čaja

· Obdobje pospešenega razvoja: 21. stoletje ~ sedanjost

Od načina obdelave majhne samostojne opreme do načina visoke zmogljivosti, nizke porabe energije, čistega in neprekinjenega načina proizvodne linije in postopne realizacije "mehanske zamenjave".

Samostojna oprema za predelavo čaja je razdeljena v dve kategoriji: primarni stroji in stroji za rafiniranje. stroji za primarno pripravo čaja v moji državi (grn čajna fiksacijastroj, valjar, sušilnik itd.) se je hitro razvil. Večina strojev za pripravo čaja je bila sposobna realizirati parametrizirano delovanje in ima celo funkcijo nadzora temperature in vlažnosti. Vendar je glede kakovosti predelave čaja, stopnje avtomatizacije, varčevanja z energijo še vedno prostor za izboljšave. V primerjavi,KitajskaStroji za rafiniranje (stroj za sejanje, separator vetra itd.) se razvijajo počasi, vendar se z izboljšanjem izpopolnjenosti obdelave tudi ti stroji nenehno izboljšujejo in optimizirajo.

Razvoj samostojne opreme za čaj je ustvaril ugodne pogoje za realizacijo neprekinjene predelave čaja in postavil tudi trdne temelje za raziskave in gradnjo proizvodnih linij. Trenutno je razvitih več kot 3000 proizvodnih linij primarne predelave za zeleni čaj, črni čaj in oolong čaj. Leta 2016 je bila proizvodna linija za rafiniranje in presejanje uporabljena tudi za rafiniranje in predelavo zelenega čaja, črnega čaja in temnega čaja. Poleg tega je bolj izpopolnjena tudi raziskava obsega uporabe in predelovalnih predmetov proizvodne linije. Na primer, leta 2020 je bila razvita standardizirana proizvodna linija za srednji in višji ravni zeleni čaj, ki je učinkovito rešila težave prejšnjih linij za proizvodnjo čaja ploščate oblike. in druga vprašanja kakovosti.

Nekateri samostojni stroji za čaj nimajo funkcij neprekinjenega delovanja (kot so stroji za gnetenje) ali pa njihova zmogljivost delovanja ni dovolj zrela (kot so stroji za polnjenje rumenega čaja), kar do določene mere ovira razvoj avtomatizacije proizvodnih linij. Poleg tega, čeprav obstaja spletna oprema za testiranje z nizko vsebnostjo vode, ni bila široko uporabljena v proizvodnji zaradi visokih stroškov, kakovost čajnih izdelkov v procesu pa je treba še vedno presojati na podlagi ročnih izkušenj. Zato je uporabo trenutne proizvodne linije za predelavo čaja v bistvu mogoče avtomatizirati, vendar ni dosegla prave inteligenceše.

03poraba energije aparata za pripravo čaja

Običajna uporaba strojev za pripravo čaja je neločljivo povezana z oskrbo z energijo. Tea mehansko energijo delimo na tradicionalno fosilno energijo in čisto energijo, med katero čista energija vključuje elektriko, utekočinjeni naftni plin, zemeljski plin, biomasno gorivo itd.

V skladu z razvojnim trendom čistih in energetsko varčnih toplotnih goriv je industrija cenjena biomasna peletna goriva iz žagovine, gozdnih vej, slame, pšenične slame itd., ki so zaradi svoje nizki proizvodni stroški in široki viri. Vedno bolj se uporablja pri predelavi čaja.

 INa splošno so viri toplote, kot sta elektrika in plin, varnejši in lažji za uporabo ter ne potrebujejo druge pomožne opreme. So glavni viri energije za mehanizirano predelavo čaja in tekoče linije.

Čeprav je poraba energije pri ogrevanju na drva in praženju oglja razmeroma neučinkovita in okolju neprijazna, lahko srečata željo ljudi po edinstveni barvi in ​​aromi čaja, zato se še vedno uporabljata.

V zadnjih letih je bil na podlagi razvojnega koncepta varčevanja z energijo, zmanjševanja emisij in zmanjševanja energije dosežen velik napredek pri pridobivanju energije in uporabi strojev za pripravo čaja.

Na primer, sušilnik z verižno ploščo serije 6CH uporablja oklepni toplotni izmenjevalnik za rekuperacijo odpadne toplote izpušnih plinov, ki lahko poveča začetno temperaturo zraka za 20 ~ 25 ℃, kar ustvarjalno rešuje problem velike porabe energije ; stroj za mešanje in fiksiranje s pregreto paro uporablja Naprava za zbiranje na izhodu iz fiksirnega stroja rekuperira nasičeno paro pri atmosferskem tlaku in ji ponovno pomaga pri oblikovanju pregrete nasičene pare in vročega zraka z visoko temperaturo, ki se vrne nazaj na list dovod fiksirnega stroja za recikliranje toplotne energije, kar lahko prihrani približno 20 % energije. Prav tako lahko zagotovi kakovost čaja.

04 Tehnološka inovacija aparata za čaj

Uporaba strojev za pripravo čaja lahko ne le neposredno izboljša učinkovitost proizvodnje, ampak tudi posredno stabilizira ali celo izboljša kakovost čaja. Tehnološke inovacije lahko pogosto prinesejo dvosmerno izboljšanje mehanske funkcije in učinkovitosti čaja, njene raziskovalne in razvojne ideje pa imajo predvsem dva vidika.

①Na podlagi mehanskega principa je osnovna struktura aparata za čaj inovativno izboljšana, njegova učinkovitost pa je močno izboljšana. Na primer, kar zadeva predelavo črnega čaja, smo zasnovali ključne komponente, kot so fermentacijska struktura, obračalna naprava in grelne komponente, ter razvili integriran avtomatski stroj za fermentacijo in vizualiziran fermentacijski stroj, obogaten s kisikom, ki je rešil težave nestabilne temperature fermentacije in vlaga, težave pri obračanju in pomanjkanje kisika. , neenakomerna fermentacija in druge težave.

②Uporabite računalniško tehnologijo, sodobno tehnologijo za analizo in odkrivanje instrumentov, tehnologijo čipov ter druge visoke in nove tehnologije pri proizvodnji čajnih avtomatov, da bo njihovo delovanje nadzorovano in vidno ter postopoma uresničite avtomatizacijo in inteligenco čajnih strojev. Praksa je dokazala, da lahko inovacije in uporaba tehnologije izboljšajo delovanje čajnih avtomatov, izboljšajo kakovost čajnih listov in spodbujajo hiter razvoj čajne industrije.

1.Računalniška tehnologija

Računalniška tehnologija omogoča stalen, samodejen in inteligenten razvoj aparatov za čaj.

Trenutno se tehnologija računalniške slike, tehnologija krmiljenja, digitalna tehnologija itd. uspešno uporabljajo pri izdelavi čajnih avtomatov in dosegajo dobre rezultate.

Z uporabo tehnologije pridobivanja slik in obdelave podatkov je mogoče kvantitativno analizirati in razvrstiti dejansko obliko, barvo in težo čaja; z uporabo avtomatskega nadzornega sistema lahko novi stroj za ozelenjevanje čaja s toplotnim sevanjem doseže površinsko temperaturo zelenih listov in vlažnost v škatli. Večkanalno spletno zaznavanje različnih parametrov v realnem času, kar zmanjšuje odvisnost od ročnih izkušenj；S programirljivo logično krmilno tehnologijo (PLC) in nato obsevano z napajanjem zaznavanje optičnih vlaken zbira informacije o fermentaciji, aparat za fermentacijo pretvori v digitalne signale, mikroprocesor pa obdela, izračuna in analizira, tako da lahko naprava za zlaganje dokonča zlaganje vzorce temnega čaja, ki jih je treba testirati. Z uporabo samodejnega krmiljenja in tehnologije interakcije med človekom in računalnikom lahko stroj za valjanje TC-6CR-50 CNC inteligentno nadzoruje tlak, hitrost in čas za uresničitev parametrizacije postopka priprave čaja; z uporabo tehnologije nadzora v realnem času s temperaturnim senzorjem lahko čaj neprekinjeno razporedite. Enota prilagodi temperaturo lonca, kot je potrebno, da zagotovi, da se čaj v loncu enakomerno segreje in ima enako kakovost.

2.Sodobna tehnologija instrumentalne analize in detekcije

Realizacija avtomatizacije čajnih strojev je odvisna od računalniške tehnologije, spremljanje stanja in parametrov predelave čaja pa se mora zanašati na tehnologijo analize in detekcije sodobnih instrumentov. S fuzijo informacij zaznavanja več virov instrumentov za odkrivanje je mogoče uresničiti celovito digitalno vrednotenje dejavnikov kakovosti, kot so barva, aroma, okus in oblika čaja, ter uresničiti pravo avtomatizacijo in inteligenten razvoj industrije čaja.

Trenutno se ta tehnologija uspešno uporablja pri raziskavah in razvoju čajnih avtomatov, kar omogoča spletno zaznavanje in diskriminacijo v procesu predelave čaja, kakovost čaja pa je bolj nadzorovana. Na primer, celovita metoda ocenjevanja stopnje "fermentacije" črnega čaja, ugotovljena z uporabo tehnologije bližnje infrardeče spektroskopije v kombinaciji s sistemom računalniškega vida, lahko zaključi presojo v 1 minuti, kar je ugodno za nadzor ključnih tehničnih točk črnega čaja. predelava čaja; uporaba tehnologije elektronskega nosu za določanje arome v procesu ozelenitve. Neprekinjeno spremljanje vzorčenja, nato pa je na podlagi Fisherjeve diskriminantne metode mogoče izdelati diskriminacijski model stanja fiksacije čaja za realizacijo on-line spremljanja in nadzora kakovosti zelenega čaja; uporabo tehnologije daljnega infrardečega in hiperspektralnega slikanja v kombinaciji z metodami nelinearnega modeliranja je mogoče uporabiti za inteligentno proizvodnjo zelenega čaja. Zagotovite teoretično osnovo in podatkovno podporo.

Kombinacija tehnologije odkrivanja instrumentov in analize z drugimi tehnologijami je bila uporabljena tudi na področju strojev za globoko obdelavo čaja. Podjetje Anhui Jiexun Optoelectronics Technology Co., Ltd. je na primer razvilo inteligentni sortirnik barv čaja v oblaku. Razvrščevalnik barv uporablja tehnologijo spektralne analize v kombinaciji s tehnologijo orlovega očesa, kamero s tehnologijo oblaka, tehnologijo za pridobivanje in obdelavo slik v oblaku ter drugimi tehnologijami. Prepozna lahko drobne nečistoče, ki jih običajni sortirniki barv ne morejo prepoznati, in lahko natančno razvrsti velikost trakov, dolžino, debelino in občutljivost čajnih lističev. Ta inteligentni sortirnik barv se ne uporablja le na področju čaja, ampak tudi pri izbiri zrn, semen, mineralov itd., da izboljša splošno kakovost in videz razsutega materiala.

3.Druge tehnologije

Poleg računalniške tehnologije in sodobne tehnologije instrumentalne detekcije IOTehnologija T, tehnologija umetne inteligence, tehnologija čipov in druge tehnologije so prav tako integrirane in uporabljene v različnih povezavah, kot so upravljanje čajnih vrtov, predelava čaja, logistika in skladiščenje, zaradi česar so raziskave in razvoj čajnih avtomatov ter razvoj čajne industrije hitrejši. Vzemite novo raven.

Pri operaciji upravljanja čajnega vrta lahko uporaba tehnologij IoT, kot so senzorji in brezžična omrežja, realizira spremljanje čajnega vrta v realnem času, zaradi česar je postopek delovanja čajnega vrta bolj inteligenten in učinkovit. Na primer, sprednji senzorji (list senzor temperature, senzor rasti stebla, senzor vlažnosti tal itd.) lahko samodejno posreduje podatke o tleh in podnebnih razmerah čajnega vrta v sistem za pridobivanje podatkov, računalniški terminal pa lahko izvaja nadzor, natančno namakanje in gnojenje kadarkoli in kjerkoli prek mobilnega telefona. APP za uresničitev inteligentnega upravljanja čajnih vrtov. Z uporabo slik brezpilotnih zračnih plovil z daljinskim zaznavanjem velikih površin in tehnologije neprekinjenega video nadzora na tleh je mogoče zbrati velike podatke za informacije o rasti strojno nabranih čajevcev in nato s pomočjo analize in modeliranja je mogoče predvideti primerno obdobje obiranja, pridelek in čas strojnega obiranja posameznega kroga. kakovosti, s čimer se izboljša kakovost in učinkovitost mehaniziranega obiranja čaja.

V procesu predelave in proizvodnje čaja se tehnologija umetne inteligence uporablja za vzpostavitev proizvodne linije za samodejno odstranjevanje nečistoč. Z najnaprednejšim kognitivnim vizualnim pregledom je mogoče identificirati različne nečistoče v čaju, hkrati pa je mogoče samodejno dokončati dovajanje materiala, transport, fotografiranje, analizo, obiranje, ponovni pregled itd. Zbiranje in drugi postopki za uresničitev avtomatizacije in inteligence proizvodne linije za rafiniranje in predelavo čaja. V logistiki in skladiščenju lahko uporaba tehnologije radiofrekvenčne identifikacije (RFID) vzpostavi podatkovno komunikacijo med čitalci in oznakami izdelkov ter sledi informacijam o proizvodnji čaja za optimizacijo upravljanja dobavne verige..

Posledično so različne tehnologije skupaj spodbujale informatizacijo in inteligenten razvoj čajne industrije v smislu sajenja, gojenja, proizvodnje in predelave, skladiščenja in transporta čaja.

05Problemi in obeti pri razvoju strojev za pripravo čaja na Kitajskem

Čeprav je razvoj čajne mehanizacije vKitajskadosegla velik napredek, še vedno obstaja velika vrzel v primerjavi s stopnjo mehanizacije živilske industrije. Pravočasno je treba sprejeti ustrezne protiukrepe, da bi pospešili nadgradnjo in preobrazbo industrije čaja.

1.težave

 Čeprav se ozaveščenost ljudi o mehaniziranem upravljanju čajnih vrtov in mehanizirani predelavi čaja povečuje in so nekatera čajna območja tudi na razmeroma visoki stopnji mehanizacije, glede na splošna raziskovalna prizadevanja in status razvoja še vedno obstajajo naslednji problemi:

(1) Splošna raven opreme za pripravo čaja vKitajskaje razmeroma nizka, avtomatizirana proizvodna linija pa ni v celoti realizirala inteligenceše.

(2) Raziskave in razvoj aparata za čajryje neuravnotežen in večina strojev za rafiniranje ima nizko stopnjo inovativnosti.

(3)Celotna tehnična vsebina aparata za čaj ni visoka, energetska učinkovitost pa nizka.

(4)Večini čajnih avtomatov manjka uporaba visoke tehnologije, stopnja integracije z agronomijo pa ni visoka

(5)Mešana uporaba nove in stare opreme predstavlja potencialno nevarnost za varnost in nima ustreznih norm in standardov.

2.razlogi inprotiukrepi

Iz raziskav literature in analize trenutnega položaja industrije čajnih avtomatov so glavni razlogi:

(1) Industrija aparatov za pripravo čaja je v zaostalem položaju in še vedno je treba okrepiti podporo države industriji.

(2) Konkurenca na trgu čajnih avtomatov je neurejena, standardizacijska konstrukcija čajnih avtomatov pa zaostaja

(3) Porazdelitev čajnih vrtov je razpršena in stopnja standardizirane proizvodnje delovnih strojev ni visoka.

(4) Podjetja za proizvodnjo aparatov za pripravo čaja so majhna po obsegu in šibka glede zmogljivosti za razvoj novih izdelkov

(5) Pomanjkanje profesionalnih strokovnjakov za pripravo čaja, ki ne morejo v celoti izkoristiti delovanja mehanske opreme.

3.Prospect

Trenutno je predelava čaja v moji državi v bistvu dosegla mehanizacijo, oprema z enim strojem je ponavadi učinkovita, varčna z energijo in stalen razvoj, proizvodne linije se razvijajo v smeri neprekinjenega, avtomatiziranega, čistega in inteligentnega ter razvoj čajnega vrta Napredujejo tudi operativni stroji. Visoke in nove tehnologije, kot sta sodobna tehnologija in informacijska tehnologija, so se postopoma uporabljale za vse vidike predelave čaja in bil dosežen velik napredek. S poudarkom države na čajni industriji, uvedbo različnih preferencialnih politik, kot so subvencije za čajne avtomate, in rastjo znanstvene raziskovalne skupine za čajne avtomate bodo prihodnji čajni stroji uresničili pravi inteligentni razvoj in dobo »nadomestnega stroja«. ” je tik za vogalom!