Ngay từ thời nhà Đường, Lu Yu đã giới thiệu một cách có hệ thống 19 loại dụng cụ hái trà làm bánh trong “Tea Classic” và thiết lập nguyên mẫu của máy pha trà. Kể từ khi thành lập nước Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa,Trung QuốcSự phát triển máy móc sản xuất chè của có lịch sử hơn 70 năm. Với sự quan tâm ngày càng tăng của đất nước đối với ngành công nghiệp máy móc sản xuất chè,Trung QuốcHoạt động chế biến chè của cơ bản đã cơ giới hóa, tự động hóa, máy móc vận hành vườn chè cũng đang phát triển nhanh chóng.

Để tóm tắtTrung Quốcthành tựu của mình trong lĩnh vực máy pha trà và thúc đẩy sự phát triển bền vững và lành mạnh của ngành máy pha trà, bài viết này giới thiệu về sự phát triển của máy pha trà trongTrung Quốctừ các khía cạnh phát triển máy pha trà, sử dụng năng lượng máy pha trà và ứng dụng công nghệ máy pha trà, đồng thời thảo luận về sự phát triển của máy pha trà ở Trung Quốc. Các vấn đề được phân tích và các biện pháp đối phó tương ứng được đưa ra. Cuối cùng, sự phát triển trong tương lai của máy móc sản xuất chè đã được dự kiến.

 01Tổng quan về máy pha trà của Trung Quốc

Trung Quốc là quốc gia sản xuất chè lớn nhất thế giới với hơn 20 tỉnh sản xuất chè và hơn 1.000 cơ sở sản xuất chèthị trấn. Trong nền tảng công nghiệp chế biến chè liên tục và nhu cầu công nghiệp nâng cao chất lượng và hiệu quả, sản xuất chè cơ giới hóa đã trở thành con đường duy nhất để phát triểnTrung Quốcngành chè. Hiện nay trên toàn quốc có hơn 400 nhà sản xuất máy chế biến chèTrung Quốc, chủ yếu ở các tỉnh Chiết Giang, An Huy, Tứ Xuyên và Phúc Kiến.

Theo quy trình sản xuất, máy móc chế biến chè có thể được chia thành hai loại: máy vận hành vườn chè và máy chế biến chè.

Sự phát triển của máy móc chế biến chè bắt đầu từ những năm 1950, chủ yếu là máy chế biến chè xanh và chè đen. Đến thế kỷ 21, việc chế biến chè xanh, chè đen và hầu hết các loại chè nổi tiếng về cơ bản đã được cơ giới hóa. Liên quan đến sáu loại trà chính, máy chế biến chính cho trà xanh và trà đen đã tương đối trưởng thành, máy chế biến chính cho trà ô long và trà đen tương đối trưởng thành và máy chế biến chính cho trà trắng và trà vàng. cũng đang được phát triển.

Ngược lại, sự phát triển của máy móc vận hành vườn chè bắt đầu tương đối muộn. Vào những năm 1970, các máy vận hành cơ bản như máy xới vườn chè đã được phát triển. Sau này, các loại máy vận hành khác như máy xén, máy hái chè dần dần được phát triển. Do hầu hết các vườn chè được cơ giới hóa quản lý sản xuất, việc nghiên cứu phát triển và đổi mới máy móc quản lý vườn chè còn thiếu và vẫn đang trong giai đoạn phát triển ban đầu.

02Tình trạng phát triển của máy móc chè

1. Máy móc vận hành vườn chè

Máy móc vận hành vườn chè được chia thành máy trồng trọt, máy làm đất, máy bảo vệ thực vật, máy cắt tỉa và hái chè và các loại khác.

Từ những năm 1950 đến nay, máy móc vận hành vườn chè đã trải qua giai đoạn chớm nở, giai đoạn thăm dò và giai đoạn phát triển ban đầu như hiện nay. Trong thời gian này, nhân viên R&D máy pha trà dần dần phát triển máy xới vườn chè, máy xén cây chè và các máy làm việc khác đáp ứng nhu cầu thực tế, đặc biệt là Viện Nghiên cứu Cơ giới Nông nghiệp Nam Kinh của Bộ Nông nghiệp và Nông thôn đã phát triển “một máy với nhiều chức năng”. sử dụng” thiết bị quản lý vườn chè đa năng. Máy móc vận hành vườn chè có bước phát triển mới.

Hiện tại, một số khu vực đã đạt đến mức độ cơ giới hóa hoạt động sản xuất vườn chè, chẳng hạn như Thành phố Nhật Chiếu ở tỉnh Sơn Đông và huyện Wuyi ở tỉnh Chiết Giang.

Tuy nhiên, nhìn chung, về mặt nghiên cứu phát triển cơ khí, chất lượng, hiệu suất vận hành máy vẫn cần phải nâng cao hơn nữa, trình độ chung so với Nhật Bản còn có khoảng cách lớn; về mặt khuyến mãi và sử dụng, tỷ lệ sử dụng và mức độ phổ biến không cao, Hơn90% máy hái chè, tông đơ vẫn là kiểu Nhật, việc quản lý vườn chè ở một số vùng miền núi vẫn chủ yếu dựa vào nhân lực.

1. Máy móc chế biến chè

   ·Thời thơ ấu: Trước những năm 1950

Vào thời điểm này, chế biến trà vẫn ở giai đoạn vận hành thủ công, nhưng nhiều công cụ pha trà được tạo ra vào thời Đường và nhà Tống đã đặt nền móng cho sự phát triển sau này của máy móc chế biến trà.

· Thời kỳ phát triển nhanh: Những năm 1950 đến cuối thế kỷ 20

Từ vận hành thủ công đến vận hành bán thủ công và bán cơ giới, trong thời kỳ này đã phát triển nhiều thiết bị cơ bản độc lập để chế biến chè, làm chè xanh, chè đen, đặc biệt là chế biến chè nổi tiếng được cơ giới hóa.

· Thời kỳ phát triển nhanh chóng: Thế kỷ 21 ~ nay

Từ chế độ xử lý thiết bị độc lập nhỏ đến chế độ dây chuyền sản xuất công suất cao, tiêu thụ năng lượng thấp, sạch và liên tục, dần dần hiện thực hóa “thay thế cơ khí”.

Thiết bị độc lập chế biến chè được chia thành hai loại: máy móc sơ cấp và máy tinh chế. máy móc sản xuất trà sơ cấp của đất nước tôi (green cố định tràmáy, máy cán, máy sấy...) phát triển nhanh chóng. Hầu hết các máy pha trà đều có thể thực hiện hoạt động được tham số hóa và thậm chí còn có chức năng kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm. Tuy nhiên, về chất lượng chế biến chè, mức độ tự động hóa, tiết kiệm năng lượng vẫn còn nhiều điểm cần cải thiện. Để so sánh,Trung QuốcMáy lọc tinh của (máy sàng, máy tách gió, v.v.) phát triển chậm, nhưng với sự cải tiến về tinh chế xử lý, các máy móc này cũng liên tục được cải tiến và tối ưu hóa.

Sự phát triển của các thiết bị chè độc lập đã tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực hiện chế biến chè liên tục, đồng thời cũng đặt nền móng vững chắc cho việc nghiên cứu và xây dựng dây chuyền sản xuất. Hiện nay, hơn 3.000 dây chuyền sản xuất sơ cấp trà xanh, trà đen và trà ô long đã được phát triển. Năm 2016, dây chuyền tinh chế và sàng lọc cũng được áp dụng để tinh chế và chế biến chè xanh, chè đen và chè đen. Ngoài ra, việc nghiên cứu phạm vi sử dụng, đối tượng gia công của dây chuyền sản xuất cũng được trau chuốt hơn. Ví dụ, vào năm 2020, một dây chuyền sản xuất tiêu chuẩn đã được phát triển cho trà xanh hình phẳng trung bình và cao cấp, giúp giải quyết hiệu quả các vấn đề của dây chuyền sản xuất trà hình phẳng trước đây. và các vấn đề chất lượng khác.

Một số máy pha trà độc lập không có chức năng hoạt động liên tục (chẳng hạn như máy nhào) hoặc hiệu suất vận hành chưa đủ thuần thục (chẳng hạn như máy nhồi chè vàng), điều này cản trở sự phát triển tự động hóa của dây chuyền sản xuất ở một mức độ nhất định. Ngoài ra, mặc dù có thiết bị kiểm tra trực tuyến với hàm lượng nước thấp nhưng chưa được sử dụng rộng rãi trong sản xuất do giá thành cao, chất lượng sản phẩm chè trong quá trình chế biến vẫn cần được đánh giá bằng kinh nghiệm thủ công. Vì vậy, việc ứng dụng dây chuyền sản xuất chế biến chè hiện nay về cơ bản có thể tự động hóa nhưng chưa đạt được độ thông minh thực sự.chưa.

03sử dụng năng lượng máy pha trà

Việc sử dụng máy pha trà bình thường không thể tách rời việc cung cấp năng lượng. Năng lượng cơ học của chè được chia thành năng lượng hóa thạch truyền thống và năng lượng sạch, trong đó năng lượng sạch bao gồm điện, khí dầu mỏ hóa lỏng, khí tự nhiên, nhiên liệu sinh khối, v.v.

Theo xu hướng phát triển của nhiên liệu nhiệt sạch và tiết kiệm năng lượng, nhiên liệu viên sinh khối làm từ mùn cưa, cành rừng, rơm rạ, rơm rạ lúa mì,… đã được ngành đánh giá cao và bắt đầu ngày càng phổ biến vì tính chất của chúng. chi phí sản xuất thấp và nguồn cung cấp rộng rãi. Ngày càng được sử dụng nhiều trong chế biến chè.

 INhìn chung, các nguồn nhiệt như điện và gas an toàn hơn, dễ sử dụng hơn và không cần các thiết bị phụ trợ khác. Chúng là nguồn năng lượng chủ đạo cho hoạt động cơ giới hóa dây chuyền chế biến và lắp ráp chè.

Mặc dù việc sử dụng năng lượng để sưởi củi và rang than tương đối kém hiệu quả và không thân thiện với môi trường, nhưng chúng có thể đáp ứng nhu cầu theo đuổi màu sắc và mùi thơm độc đáo của trà nên hiện nay chúng vẫn được sử dụng.

Trong những năm gần đây, dựa trên khái niệm phát triển về tiết kiệm năng lượng, giảm phát thải và giảm năng lượng, việc thu hồi và sử dụng năng lượng của máy móc chế biến chè đã đạt được những tiến bộ to lớn.

Ví dụ, máy sấy tấm xích dòng 6CH sử dụng bộ trao đổi nhiệt dạng vỏ và ống để thu hồi nhiệt thải của khí thải, có thể tăng nhiệt độ ban đầu của không khí lên 20 ~ 25oC, giải quyết một cách sáng tạo vấn đề tiêu thụ năng lượng lớn ; Máy trộn và cố định hơi quá nhiệt sử dụng Thiết bị thu hồi ở đầu ra của lá của máy cố định sẽ thu hồi hơi bão hòa ở áp suất khí quyển và hỗ trợ nó một lần nữa tạo thành hơi bão hòa quá nhiệt và không khí nóng nhiệt độ cao được dẫn trở lại lá đầu vào của máy cố định để tái chế năng lượng nhiệt, có thể tiết kiệm khoảng 20% ​​năng lượng. Nó cũng có thể đảm bảo chất lượng của trà.

04 Đổi mới công nghệ máy pha trà

Việc sử dụng máy móc sản xuất chè không chỉ có thể trực tiếp nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn gián tiếp ổn định hoặc thậm chí nâng cao chất lượng chè. Đổi mới công nghệ thường có thể mang lại sự cải thiện hai chiều về chức năng cơ học và hiệu quả của chè, và các ý tưởng nghiên cứu và phát triển của nó chủ yếu có hai khía cạnh.

①Dựa trên nguyên lý cơ học, cấu trúc cơ bản của máy pha trà được cải tiến một cách sáng tạo và hiệu suất của nó được cải thiện rất nhiều. Ví dụ, về mặt chế biến trà đen, chúng tôi đã thiết kế các bộ phận chính như cấu trúc lên men, thiết bị quay và bộ phận làm nóng, đồng thời phát triển máy lên men tự động tích hợp và máy lên men giàu oxy trực quan, giúp giải quyết các vấn đề về nhiệt độ lên men không ổn định và độ ẩm, khó xoay chuyển và thiếu oxy. , lên men không đồng đều và các vấn đề khác.

②Áp dụng công nghệ máy tính, công nghệ phát hiện và phân tích dụng cụ hiện đại, công nghệ chip cũng như các công nghệ cao và mới khác vào sản xuất máy pha trà để giúp hoạt động của nó có thể kiểm soát và nhìn thấy được, đồng thời dần dần hiện thực hóa tính tự động hóa và trí thông minh của máy pha trà. Thực tiễn đã chứng minh rằng việc đổi mới và ứng dụng công nghệ có thể cải thiện chức năng của máy pha trà, nâng cao chất lượng lá trà và thúc đẩy ngành chè phát triển nhanh chóng.

1.Công nghệ máy tính

Công nghệ máy tính giúp cho máy móc sản xuất chè có thể phát triển liên tục, tự động và thông minh.

Hiện nay, công nghệ hình ảnh máy tính, công nghệ điều khiển, công nghệ số,… đã được ứng dụng thành công vào sản xuất máy pha trà và đạt kết quả tốt.

Sử dụng công nghệ thu thập hình ảnh và xử lý dữ liệu, hình dạng, màu sắc và trọng lượng thực tế của trà có thể được phân tích và phân loại định lượng; Sử dụng hệ thống điều khiển tự động, máy làm xanh trà bức xạ nhiệt mới có thể đạt được nhiệt độ bề mặt của lá xanh và độ ẩm bên trong hộp. Phát hiện trực tuyến nhiều thông số khác nhau theo thời gian thực đa kênh, giảm sự phụ thuộc vào trải nghiệm thủ công；Sử dụng công nghệ điều khiển logic lập trình (PLC), sau đó được chiếu xạ bằng nguồn điện, phát hiện sợi quang thu thập thông tin lên men, thiết bị lên men chuyển đổi thành tín hiệu số và bộ vi xử lý xử lý, tính toán và phân tích để thiết bị xếp chồng có thể hoàn thành việc xếp chồng các mẫu trà đen được thử nghiệm. Sử dụng công nghệ điều khiển tự động và tương tác giữa người và máy tính, máy cán CNC TC-6CR-50 có thể điều khiển áp suất, tốc độ và thời gian một cách thông minh để hiện thực hóa thông số hóa của quy trình pha trà; sử dụng công nghệ giám sát thời gian thực của cảm biến nhiệt độ, trà có thể được sắp xếp liên tục. Thiết bị điều chỉnh nhiệt độ của ấm khi cần thiết để đảm bảo trà trong ấm được làm nóng đều và có chất lượng như nhau.

2.Công nghệ phân tích và phát hiện dụng cụ hiện đại

Việc thực hiện tự động hóa máy móc chế biến chè phụ thuộc vào công nghệ máy tính, việc giám sát trạng thái và thông số chế biến chè cần dựa vào công nghệ phân tích và phát hiện của các thiết bị hiện đại. Thông qua việc kết hợp thông tin cảm biến đa nguồn của các thiết bị phát hiện, có thể thực hiện đánh giá kỹ thuật số toàn diện các yếu tố chất lượng như màu sắc, mùi thơm, mùi vị và hình dạng của trà, đồng thời có thể thực hiện được sự tự động hóa thực sự và sự phát triển thông minh của ngành chè.

Hiện nay, công nghệ này đã được áp dụng thành công vào nghiên cứu và phát triển máy pha trà, cho phép phát hiện và phân biệt trực tuyến trong quá trình chế biến trà, chất lượng trà được kiểm soát tốt hơn. Ví dụ, một phương pháp đánh giá toàn diện về mức độ “lên men” của trà đen được thiết lập bằng công nghệ quang phổ cận hồng ngoại kết hợp với hệ thống thị giác máy tính có thể hoàn thành phán đoán trong vòng 1 phút, giúp kiểm soát các điểm kỹ thuật chính của trà đen. chế biến chè; việc sử dụng công nghệ mũi điện tử để xác định mùi thơm trong quá trình phủ xanh Giám sát lấy mẫu liên tục, sau đó dựa trên phương pháp phân biệt của Fisher, mô hình phân biệt trạng thái cố định trà có thể được xây dựng để thực hiện giám sát và kiểm soát trực tuyến chất lượng trà xanh; việc sử dụng công nghệ hình ảnh hồng ngoại xa và siêu phổ kết hợp với các phương pháp mô hình phi tuyến có thể được sử dụng để sản xuất trà xanh thông minh. Cung cấp cơ sở lý thuyết và hỗ trợ dữ liệu.

Sự kết hợp giữa công nghệ phát hiện và phân tích thiết bị với các công nghệ khác cũng đã được áp dụng cho lĩnh vực máy móc chế biến sâu chè. Ví dụ, Công ty TNHH Công nghệ Quang Điện tử An Huy Jiexun đã phát triển một máy phân loại màu trà thông minh trên nền tảng đám mây. Máy phân loại màu sử dụng công nghệ phân tích quang phổ kết hợp với công nghệ mắt đại bàng, camera công nghệ đám mây, công nghệ thu thập và xử lý hình ảnh đám mây và các công nghệ khác. Nó có thể xác định các tạp chất nhỏ mà máy phân loại màu thông thường không thể xác định được và có thể phân loại chính xác kích thước dải, chiều dài, độ dày và độ mềm của lá trà. Máy phân loại màu thông minh này không chỉ được sử dụng trong lĩnh vực trà mà còn trong việc lựa chọn ngũ cốc, hạt, khoáng chất, v.v., để cải thiện chất lượng tổng thể và hình thức bên ngoài của vật liệu rời.

3.Các công nghệ khác

Ngoài công nghệ máy tính và công nghệ phát hiện dụng cụ hiện đại, tôiOCông nghệ T, công nghệ AI, công nghệ chip và các công nghệ khác cũng đã được tích hợp và ứng dụng vào nhiều liên kết khác nhau như quản lý vườn chè, chế biến chè, hậu cần và kho bãi, giúp cho việc nghiên cứu, phát triển máy pha trà và sự phát triển của ngành chè nhanh hơn. Lên một tầm cao mới.

Trong hoạt động quản lý vườn trà, việc ứng dụng các công nghệ IoT như cảm biến và mạng không dây có thể thực hiện giám sát vườn trà theo thời gian thực, giúp quá trình vận hành vườn trà trở nên thông minh và hiệu quả hơn. Ví dụ, các cảm biến mặt trước (lá) cảm biến nhiệt độ, cảm biến phát triển thân cây, cảm biến độ ẩm đất, v.v.) có thể tự động truyền dữ liệu về điều kiện đất và khí hậu của vườn chè đến hệ thống thu thập dữ liệu và thiết bị đầu cuối PC có thể tiến hành giám sát, tưới tiêu và bón phân chính xác mọi lúc, mọi nơi thông qua thiết bị di động APP, để hiện thực hóa việc quản lý thông minh các vườn chè. Sử dụng hình ảnh viễn thám diện rộng của máy bay không người lái và công nghệ giám sát video không gián đoạn trên mặt đất, dữ liệu lớn có thể được thu thập về thông tin tăng trưởng của cây chè được hái bằng máy, và sau đó là Thời gian hái, năng suất và thời gian hái bằng máy phù hợp của mỗi vòng có thể được dự đoán với sự trợ giúp của phân tích và mô hình hóa. chất lượng, từ đó nâng cao chất lượng và hiệu quả của việc hái chè cơ giới hóa..

Trong quá trình chế biến và sản xuất chè, công nghệ AI được sử dụng để thiết lập dây chuyền sản xuất loại bỏ tạp chất tự động. Thông qua kiểm tra trực quan nhận thức tiên tiến nhất, có thể xác định được nhiều tạp chất khác nhau trong trà, đồng thời, việc nạp nguyên liệu, vận chuyển, chụp ảnh, phân tích, chọn lọc, kiểm tra lại, v.v. có thể được tự động hoàn thành. Thu thập và các thủ tục khác để hiện thực hóa tính tự động hóa và trí thông minh của dây chuyền sản xuất chế biến và chế biến chè. Trong hậu cần và kho bãi, việc sử dụng công nghệ nhận dạng tần số vô tuyến (RFID) có thể thực hiện giao tiếp dữ liệu giữa đầu đọc và nhãn sản phẩm, đồng thời theo dõi thông tin sản xuất chè để tối ưu hóa quản lý chuỗi cung ứng.

Do đó, các công nghệ khác nhau đã cùng nhau thúc đẩy quá trình thông tin hóa và phát triển thông minh của ngành chè về trồng, chăm sóc, sản xuất và chế biến, bảo quản và vận chuyển chè.

05Các vấn đề và triển vọng trong việc phát triển máy pha trà ở Trung Quốc

Mặc dù sự phát triển của cơ giới hóa chè ởTrung Quốcđã có những tiến bộ vượt bậc nhưng vẫn còn khoảng cách lớn so với mức độ cơ giới hóa của ngành thực phẩm. Cần có những biện pháp đối phó tương ứng kịp thời để đẩy nhanh quá trình nâng cấp, chuyển đổi ngành chè.

1.vấn đề

 Mặc dù nhận thức của người dân về việc cơ giới hóa các vườn chè và cơ giới hóa chế biến chè ngày càng cao và một số vùng chè cũng ở trình độ cơ giới hóa tương đối cao nhưng xét về nỗ lực nghiên cứu và hiện trạng phát triển tổng thể, vẫn còn một số vấn đề sau:

(1) Trình độ tổng thể của thiết bị máy pha trà trongTrung Quốctương đối thấp và dây chuyền sản xuất tự động chưa nhận ra đầy đủ trí thông minhchưa.

(2) Nghiên cứu và phát triển máy pha tràrykhông cân bằng và hầu hết các máy móc lọc dầu đều có mức độ đổi mới thấp.

(3)Hàm lượng kỹ thuật tổng thể của máy pha trà không cao và hiệu suất sử dụng năng lượng thấp.

(4)Hầu hết các máy pha chè đều thiếu ứng dụng công nghệ cao, mức độ tích hợp với nông học chưa cao

(5)Việc sử dụng hỗn hợp thiết bị mới và cũ tiềm ẩn những nguy cơ về an toàn và thiếu các quy chuẩn, tiêu chuẩn tương ứng.

2.lý do vàbiện pháp đối phó

Từ nghiên cứu tài liệu và phân tích hiện trạng của ngành máy pha trà, những nguyên nhân chính là:

(1) Ngành máy pha trà đang ở thế lạc hậu, cần tăng cường hỗ trợ của nhà nước cho ngành.

(2) Sự cạnh tranh trên thị trường máy pha trà diễn ra hỗn loạn, việc xây dựng tiêu chuẩn hóa máy pha trà còn tụt hậu

(3) Các vườn chè phân bố rải rác, mức độ tiêu chuẩn hóa của máy móc vận hành chưa cao.

(4) Doanh nghiệp sản xuất máy pha trà có quy mô nhỏ, năng lực phát triển sản phẩm mới yếu

(5) Thiếu người thực hành máy pha trà chuyên nghiệp, chưa phát huy hết chức năng của thiết bị cơ khí.

3.triển vọng

Hiện nay, ngành chế biến chè nước ta về cơ bản đã cơ giới hóa, thiết bị máy đơn có xu hướng hiệu quả, tiết kiệm năng lượng và phát triển không ngừng, dây chuyền sản xuất phát triển theo hướng liên tục, tự động hóa, sạch, thông minh và phát triển vườn chè. máy móc vận hành cũng tiến bộ. Các công nghệ cao, mới như công nghệ hiện đại, công nghệ thông tin dần dần được áp dụng vào mọi khâu chế biến chè và đạt được những tiến bộ vượt bậc. Với sự chú trọng của đất nước vào ngành công nghiệp chè, việc đưa ra nhiều chính sách ưu đãi khác nhau như trợ cấp máy pha trà và sự phát triển của nhóm nghiên cứu khoa học về máy pha trà, máy móc chế biến trà trong tương lai sẽ hiện thực hóa sự phát triển thông minh thực sự và kỷ nguyên “thay thế máy móc”. ” ở ngay góc đường thôi!