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茶叶机械意义

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我国茶叶机械研究进展与展望

早在唐代,陆羽就在《茶经》中系统地介绍过19种饼茶采制工具,建立了茶叶机械的雏形。自中华人民共和国成立以来,我国茶叶机械发展已有70余年的历史。随着国家对茶叶机械行业重视度的提升,我国茶叶加工现已基本实现机械化和自动化,茶园作业机械也在快速发展。

为总结我国在茶叶机械领域取得的成就,促进茶机行业持续健康发展,文章从茶叶机械发展、茶机能源使用及茶机技术应用等方面介绍我国茶叶机械的发展状况,就发展过程中暴露的问题进行剖析并提出相应对策,最后对茶叶机械未来的发展进行展望。

01我国茶叶机械概况

中国是世界最大的产茶国,拥有20多个产茶省、1000多个产茶县。在茶叶加工连续化的产业背景和提质增效的产业需求下,茶叶机械化生产成为我国茶产业发展的必经之路。目前,我国茶叶加工机械生产企业有400多家,主要集中在浙江、安徽、四川和福建等省份。

按照生产环节,可将茶叶机械分为茶园作业机械和茶叶加工机械两类。

茶叶加工机械的发展始于20世纪50年代,主要以绿茶、红茶加工机械为主。到21世纪,大宗绿茶、红茶和大部分名优茶类的加工已基本实现机械化。就六大茶类而言,绿茶、红茶的关键加工机械已较为成熟,乌龙茶、黑茶的关键加工机械相对成熟,白茶、黄茶的关键加工机械也在发展完善中。

相比之下,茶园作业机械发展起步较晚,20世纪70年代开始研制出茶园耕作机等基本作业机械,后续逐步研制了修剪机、采茶机等其他作业机械,由于大部分茶园机械化生产管理粗放,茶园管理机械研发和创新力度不足,目前还处于初步发展阶段。

02茶叶机械发展状况

1、茶园作业机械

茶园作业机械分为垦殖机械、耕作机械、植保机械、修剪和采茶机械等类型。

从20世纪50年代至今,茶园作业机械经历了萌芽阶段、探索阶段和现今的初步发展阶段。期间,茶机研发人员逐步研制了符合实际需求的茶园耕作机、茶树修剪机等作业机械,尤其以农业农村部南京农业机械化研究所为代表开发了“一机多用”的多功能茶园管理装备,使茶园作业机械有了新的发展。

目前,已有部分地区达到了茶园作业机械化生产水平,如山东日照市、浙江武义县等。

但总体而言,在机械研发方面,作业机械的机型质量和性能方面尚需进一步改进,总体水平与日本相比存在较大差距;在推广使用方面,使用率及普及度都不高,90%以上的采茶机和修剪机仍为日本机型,一些山区的茶园管理依旧以人力为主。

2、茶叶加工机械

我国茶叶加工机械发展大致分为如下三个阶段。

· 萌芽期:20世纪50年代之前

此时的茶叶加工停留于手工作业阶段,但唐宋时期创造的众多制茶工具为茶叶机械后续发展奠定了基础。

· 快速发展期:20世纪50年代~20世纪末

由手工作业转为半手工半机械作业,期间研发了众多茶叶加工的基本单机设备,使得绿茶、红茶,特别是名优茶加工实现机械化。

· 加速发展期:21世纪~至今

由小型单机设备加工模式过渡到高产能、低能耗、清洁化、连续化的生产线模式,逐步实现“机械换人”。

茶叶加工单机设备分为初制机械和精制机械两类。我国茶叶初制机械(杀青机、揉捻机、干燥机等)发展速度较快,大多数茶叶机械已能实现参数化作业,甚至具备控温控湿功能,但在茶叶加工品质、自动化程度、节能等方面还有待提高。相比而言,我国精制机械(筛分机、风选机等)发展较慢,但随着加工精细化程度的提高,该类机械也在不断改进和优化。

茶叶单机设备的发展为茶叶加工连续化的实现创造了有利条件,也为生产线的研建奠定了坚实基础。目前,研发的绿茶、红茶、乌龙茶等初加工生产线已达3000多条。2016年,精制筛分生产线也被应用于绿茶、红茶、黑茶的精制加工。此外,生产线的使用范围及加工对象方面的研究也更加精细化,如2020年针对中高档扁形绿茶研建了标准化生产线,有效地解决了以往扁形茶生产线存在的茶条不紧直、质量不稳定等品质问题。

有些茶叶单机本身还不具备连续化作业功能(如包揉机)或作业性能不够成熟(如黄茶闷黄机),一定程度阻碍了生产线的自动化发展。此外,虽然目前已有低含水量的在线检测设备,但由于成本过高还未能广泛应用于生产,茶叶在制品的品质仍需要依赖人工经验的判定。因此,目前茶叶加工生产线的应用基本能实现自动化,但尚未实现真正的智能化。

03茶机能源使用

茶叶机械的正常使用离不开能源的供给。茶叶机械能源分为传统化石能源和清洁能源两类,其中清洁能源包括电、液化石油气、天然气、生物质燃料等。

在热能燃料清洁化、节能化的发展趋势下,用锯末、森林枝条、稻草、麦秆等加工而成的生物质颗粒燃料被业界重视,又因其生产成本较低、来源广开始被越来越多地应用于茶叶加工中。

总体而言,电力燃气等热源使用更加安全、简便,无需其他辅助设备,是实现茶叶机械化加工、流水线作业的主流能源。

虽然薪柴加热和炭火烘焙的能源使用比较低效,也不够环保,但却能满足人们对茶叶独特色香味的追求,因此目前仍有应用。

近年来,基于节能减排、降低能耗的发展理念,茶叶机械的能源回收利用方面取得巨大进展。

如6CH型系列链板式烘干机,利用管壳式热交换器进行废气余热回收,可将空气初始温度提高20~25℃,创造性地解决了能源消耗大的问题;过热蒸汽混合杀青机,利用杀青机出叶口处的回收装置将常压饱和水蒸汽回收,并再次辅助加热形成过热饱和水蒸汽和高温热风,导回到杀青机进叶口处循环利用热能,能节约能源20%左右,还可保证茶叶品质效果。

04茶机技术创新

茶叶机械的使用不仅能直接提高生产效率,还能间接稳定甚至提升茶叶品质。技术创新往往能带来茶叶机械功能和效率的双向提升,其研发思路主要有两方面。

① 基于机械原理,创新性地改进茶机的基本结构,使其性能大大提升。如在红茶加工方面,对发酵结构、翻动装置和加热部件等关键部件进行设计,研发了一体化全自动发酵机、可视化富氧发酵机,解决了发酵温湿度不稳定、翻拌难、缺氧、发酵不均匀等问题。

② 将计算机技术、现代仪器分析检测技术、芯片技术等高新技术应用于茶机制造,使其操作可控、可视,逐步实现茶叶机械的自动化、智能化。实践证明,技术的创新与应用能完善茶机功能,提升茶叶品质,推动茶产业迅速发展。

1、计算机技术

计算机技术使茶叶机械的连续化、自动化、智能化发展成为可能。

目前,计算机的图像技术、控制技术、数字化技术等已被成功应用于茶机制造,并取得较佳效果。

利用图像采集、数据处理技术可对茶叶的实际形态、颜色以及重量等要素进行量化分析和等级划分;利用自动控制系统,可使新型热辐射茶叶杀青机实现杀青叶表面温度、箱体内部环境湿度等各项参数的多路实时在线检测,降低对人工经验的依赖;利用可编程逻辑控制技术(PLC),再通过电源照射,光纤探聚集发酵信息,发酵仪转换成数字信号,微处理器处理、计算和分析,能使渥堆装置完成对待测黑茶样品渥堆程度的预测;利用自动化控制和人机交互技术可使TC-6CR-50数控揉捻机智能调控压力、转速和时间,实现制茶工艺参数化;利用温度传感器实时监控技术,可使茶叶连续理条机组按需调控锅槽温度,保证锅槽内的茶叶受热均匀、品质一致。

2、现代仪器分析检测技术

茶叶机械自动化的实现有赖于计算机技术,而茶叶加工过程的状态、参数监测则需要借助现代仪器的分析检测技术。通过检测仪器的多源传感信息融合,可实现对茶叶色、香、味、形等品质因子的综合数字化评判,实现茶叶产业真正意义的自动化和智能化发展。

目前,该项技术已被成功应用于茶机研发,使茶叶加工过程实现在线检测、判别,茶叶品质更加可控。比如,利用近红外光谱技术结合计算机视觉系统建立的红茶“发酵”程度综合评价方法,可在1分钟内完成判别,有利于红茶加工关键技术点的控制;利用电子鼻技术对杀青过程中的香气连续抽样监测,再基于费舍尔判别法可构建茶叶杀青状态判别模型,实现绿茶品质的在线监测与控制;利用远红外、高光谱成像技术再结合非线性建模方法可为绿茶的智能化生产提供理论依据和数据支撑。

仪器检测分析技术同其他技术的联用,也被应用于茶叶深加工机械领域。比如,安徽捷讯光电技术有限公司研发了一种云智能茶叶色选机,该色选机利用光谱分析技术联用鹰眼技术、云技术相机、云图像采集处理技术等多项技术,可深度识别普通色选机不能识别的微小杂质,并且能对茶叶的条形大小、长短、粗细及嫩度等精细分级。这种智能色选机不仅应用于茶叶领域,还可用于粮食、种子、矿物等的精选,提高批量物料的整体质量和外观。

3、其他技术

除计算机技术、现代仪器检测技术外,物联网技术、AI技术、芯片技术等多项技术也被融合应用于茶园管理、茶叶加工、物流仓储等各个环节,使茶机研发及茶行业的发展迈上新台阶。

在茶园管理作业环节,传感器、无线网络等物联网技术的应用,可实现对茶园的实时监测,使茶园作业过程更加智能、高效。如前端传感器(叶面温度传感器、茎秆生长传感器、土壤水分传感器等)可自动将茶园土壤及气候条件等数据传输至数据采集系统,PC端通过手机APP可随时随地进行监管、精准灌溉与施肥,实现茶园智慧管理。利用无人机大面积遥感图像与地面不间断视频监测技术,可对机采茶树的生长信息进行大数据采集,再借助分析、建模便可预测每轮次的适采时期、产量及机采品质,从而提高茶叶机械化采摘的质量和效率。

在茶叶加工生产环节,应用AI技术建立自动除杂生产线,通过最先进的认知视觉检测可识别茶叶中的各类杂质,同时自动化地完成上料、输送、拍照、分析、挑拣、复检、收集等各个程序,实现茶叶精制加工生产线的自动化与智能化。在物流仓储环节,利用射频识别(RFID)技术可实现阅读器与产品标签之间的数据通信,追溯茶叶生产信息以优化供应链管理。

由此,在茶叶的种植栽培、生产加工、保管运输等方面,各项技术共同促进了茶产业信息化、智能化发展。

05我国茶叶机械发展中的问题、对策与展望

我国茶叶机械化发展虽然取得了长足进步,但与食品工业的机械化程度相比仍存在较大差距,应及时采取相应对策来加快茶产业的升级转型。

1、存在问题

虽然人们机械化管理茶园、机械化加工茶叶的意识不断增强,部分茶区也处于相对较高的机械化水平,但就整体研究力度和发展状况而言,仍存在以下问题:

(1)我国茶机装备总体水平偏低,自动化生产线尚未完全实现智能化。

(2)茶机的研究发展不平衡,大部分精制机械创新程度不高。

(3)茶机整体技术含量不高,能源使用效率低。

(4)大多茶机缺乏高新技术的应用,且与农艺融合度不高。

(5)设备新旧混用,存在安全隐患,缺乏相应的规范和标准。

2、原因及对策

从文献研究及茶机行业发展现状分析原因,主要是:

(1)茶机行业本身处于落后地位,国家对行业扶持力度仍有待加强。

(2)茶机市场竞争无序,茶机标准化建设滞后。

(3)茶园分布零散,作业机械标准化生产程度不高。

(4)茶机制造企业规模小,新产品开发能力薄弱。

(5)缺乏茶机专业从业人员,无法充分发挥机械设备的功能。

针对上述原因应尽快健全农机补贴制度,加大政策扶持力度;加快茶机标准建设,加大企业技术服务力度;建设标准茶园基地,奠定机械化生产基础;加大科研投入力度,组建更多创新科研团队;加强技术培训交流,提高茶机技术服务。

3、展望

目前,我国茶叶加工基本实现机械化,单机设备趋向于高效节能、连续化发展,生产线向着连续化、自动化、清洁化和智能化方向发展,茶园作业机械的发展也在不断推进。现代科技与信息技术等高新技术逐步被应用于茶叶加工的各个环节,并取得巨大进步。随着国家对茶叶产业的重视,茶机补贴等各项优惠政策的出台以及茶机科研人员队伍的壮大,未来的茶叶机械将实现真正意义的智能化发展,“机器换人”的时代指日可待!

作者简介:

张铭铭

硕士,中华全国供销合作总社杭州茶叶研究院工艺技术与装备研究所团队成员,茶叶加工与机械团队科技特派员,中茶装备公众号编辑,主要从事茶叶机械加工与品质调控研究。参与国家自然科学基金、国家重点研发计划等国家级项目4项,浙江省青年基金、浙江省重点研发计划等省级项目4项,地方性技术服务项目2项。以第一作者或通讯作者发表SCI/EI等科技论文10余篇,授权国家发明专利2项。

来源:中国茶叶加工

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茶叶生产全程机械化发展及茶机标准化建设探析

  茶叶作为食品行业中的一个特色产业,又系一个民生经济,而茶叶收获和加工具有很强的季节性,存在劳动强度高、效率低、占用农时多等问题,这些问题制约了茶产业进一步发展。因此,依靠科技进步,加强对茶叶生产机械的研发,实现茶叶生产机械化,使茶叶从粗放型向集约型转变,不仅是提高茶叶品质、实现茶叶现代化的关键所在,而且有利于提高生产率、节约劳力和降低劳动强度,提高我国茶业的市场竞争力,促进农村建设、农业增效、农民增收、推动茶产业的健康发展。尤其是在当前我国农村劳动力资源结构性短缺的情况下,发展茶叶生产机械化,不仅意义重大,而且非常紧迫。“工欲善其事,必先利其器”,要实现茶叶机械化,首先要加强和完善茶叶机械标准化建设,改变茶叶机械质量参差不齐、科技含量低、热能利用低等一系列问题。这是提高茶叶加工机械科技含量、食品卫生安全、建立集约型社会的要求。

  茶叶生产机械化与茶机标准化之间存在互相依赖、相互促进的关系。茶机标准化建设对茶叶生产机械化的促进作用,茶叶生产机械化是实现茶叶生产标准化、清洁化的前提,茶叶生产标准化是提高茶叶在市场上竞争力的有力保障。因此,有必要深入了解我国茶叶生产全程机械化现状及其发展瓶颈,研究影响茶叶生产机械化进程的茶机标准化建设问题,这对于研究和发展我国茶叶生产机械化,提高我国茶产业经济、社会和生态效益具有重要现实意义。

  一、我国茶园管理机械化的发展现状与存在问题

  1.1先进国家和地区的茶园管理机械化进展茶园管理包括机耕、机采、机剪、喷灌、植保、运输等机械作业。日本及台湾地区茶园管理机械化值得借鉴。日本茶叶已基本实现了机械化、标准化生产:茶园管理和采摘日本茶园管理机械多采用乘用式,配备田间铁轨,通过不同的配置可完成深耕、修剪、施肥、喷药、植保、采摘等多种栽培管理作业;为了防霜,日本茶园大多配置了防霜风机,通过搅动气流,可保证茶园温度升高3-4℃,从而促使茶树芽叶生长,提高鲜叶产量l毡重视鲜叶运输环节,运输工具均采用厢顶覆盖金属膜的微型货车。台湾茶园管理机械在方便操作、灵活轻巧等方面具有比较优势,如气压式深层松土施肥机、坡地多用途作业机、深层多用途施肥机等l引。

  1.2我国茶园管理机械化的发展现状

  茶园管理是茶叶生产的重要环节,是提高茶叶产量、质量和经济效益的前提和基础。茶园管理机械经过近几十年的发展,在提高茶园管理水平,促进茶叶生产发展,降低生产成本,提高时效,增加经济效益等方面发挥了重

  要作用。据不完全统计,我国茶园实现机械化修剪、大宗茶机械化采摘和茶园除草方面,每年可节省成本40万元左右。

  茶园耕作机械是替代手工劳动,从事茶园深翻、中耕除草、施肥等作业,要求耕作适应性强和质量好,性能稳定,价格合理。目前已有C12型茶园中耕机,采用履带行走方式,以马力柴油机为动力,但因价格较高,推广使用受限;ZCJ-150-1型茶园中耕机,其结构简单,运转灵活,维修方便和价格适中等特点,解决了个体茶农和小型茶场茶园耕作作业需要。

  茶叶采摘需要劳力大,时效性强,因此,发展茶叶采摘机械一直为各产茶国所关注。机械化采茶具有工效高、采摘及时,质量好,节约劳力和采摘成本,增加鲜叶产量、提高茶叶质量等优势,受到茶区的普遍重视。我国在引进、消化、吸收、创新的基础上,研发了适合我国的修剪机和采茶机。如浙江川崎茶业机械有限公司生产的NV45型单人平形采茶机和PHV100型双人弧形/平形采茶机、宁波电机厂生产的4CSW1000型双人弧形采茶机等。目前除没有适应深修剪作业的专用机型外,轻修剪、重修剪、台刈以及修边均有专用机械。我国目前采用的茶树修剪均为往复切割式。

  灌溉是茶叶大幅度增产的一项积极措施,并是茶叶可持续发展的关键。目前,我国茶叶灌溉的方式有以下4种:浇灌、流灌、喷灌和微灌。微灌,可比喷灌节水12%~25%,系统T作压力低,地表湿度小,可防止杂草生长和病虫害,并可实现水肥一体化。

  目前我国茶树病虫害防治常用手动喷雾器与背负式喷雾器(也称“气力式喷雾机”),前者常用于常量喷雾作业,后者是目前我国农村中最常用的植保机具,其占国内植保机械市场份额的80%以上,担负农作物70%以上的防治面积,而静电喷雾机目前在茶园施药上较少使用。

  1.3我国茶园管理机械化存在问题与发展方向

  我国目前适用于茶园栽培管理的机械严重缺乏,特别是缺乏名茶及高档茶的采摘机械,还没有一家具有自主知识产权的国产采茶机和茶树修剪机生产企业,采茶机、修剪机主要零部件还是靠国外厂家供应。因此,应当集中科技力量,采取机械T程和栽培技术相结合的研发

  模式,开发具有我国知识产权的茶园作业机械。在茶园耕作机械方面,国内主要引入国外研发制造的微耕机,进行消化、吸收、改良试制,以适合我国茶区应用的茶园动力机及其配套农具,但都还难于满足茶区需求。需要加强深度开发和研制,从而缓解农村劳动力紧张,提高效率。

  二、我国茶叶加工机械化的发展现状与存在问题

  2.1国外茶叶加工机械化进展

  日本绝大多数生产青一色的蒸青煎茶,按照制作工艺的成套设备已相当成熟。较为熟知的茶叶机械生产企业有日本寺田株式会社,其主营茶叶初加T机械设备;山益公司主营茶叶精加工机械;日本落合公司主营采茶机、修剪机等。在技术优势上体现在茶机电路设计能力强,引进其他机械行业的先进技术,如红外线鲜叶品质检定设备。实现茶叶加工生产过程工业化管理,最新型的煎茶生产线体现在高度自动化、智能控制,茶叶在线水分监测、设备模块化等方面,实现清洁化生产,保证茶叶产品卫生质量,提高市场竞争力。

  日本蒸青煎茶的精制T艺与我国炒青绿茶精制工艺类似,其中特色较凸显的是复火机械和茶叶色选机,复火加热形式有远红外、热传导、热空气、微波四种,而在精制厂中大量推广使用的是远红外一传导滚筒复火机,与我国有差异的是其导叶板螺旋角很小,滚筒轴线处安有一棒型燃气远红外发射器,下设有石油液化气加热炉具;目前采用色选机拣剔茶梗在日本茶叶精制厂已得到广泛使用,新研制的CCD(电荷耦合图像传感器)茶叶色选机,承载着更先进的高新技术。

  2.2我国茶叶加工机械化的发展现状

  20世纪80年代以后,以生产大宗茶为主的初、精制加工机械迅速得到发展,茶叶机械品种多,型号多样,初步满足了各类茶叶产品加工,促进了茶产业的发展。近年来,我国的茶叶加T机械在性能和配套机种的研制上得到不断的改进和补缺,以名优茶加丁机械发展最快并在生产中加以推广和应用。

  近年来,高新技术在茶叶生产加工上不断获得应用,同时也存在挑战。微波加远红外加热杀青干燥技术配套使用,生产加工出的茶叶产品,香高味醇品质佳。蒸汽与热风相结合的杀青机的研发,不仅保持了绿茶色泽绿翠,

  而且香高味醇效果良好,但是由于在实践应用中,存在杀青蒸汽温度和脱水t艺较难掌握等技术瓶颈,从而限制了在一些特种茶和保健茶类加工领域的应用前景;热风杀青作业杀青匀、透,杀青叶含水率亦低于一般传统杀青形式,成茶品质良好,但由于杀青时间短,对生产工艺的掌握严格,同时对热风炉的设计、制造提出了较高要求;电子计算机等检测和控制技术不仅在单个茶叶加工生产机械中得到应用,而且随着名优茶等连续化生产线得到推广与普及,开始应用于芽形名茶加T全过程的参数检测和程序控制。

  多功能集成茶机机种、新机型不断涌现,不断解决名优绿茶加T制造工艺,鲜叶摊放工序及其在制叶快速冷却等问题。研制安全化、清洁化和连续化茶叶加T设备提上了日程,如目前在国内属领先水平的一条名优绿茶连续化加工生产线,其对设备原材料严格要求,加工精度、美观程度和加T规范,形成了茶机机电一体化工程和示范,值得提倡与推广。

  2.3我国茶叶加工机械化存在问题与发展方向

  我国茶叶加T机械除了约100家茶机制造企业较规范,注重研发外,其余均为规模小,生产条件差,制造水平低,研发和设计能力薄弱。往往在市场出现较新颖的机器,很多厂家进行仿制,不注重研究和解决与制茶质量有关的品质和茶机使用安全问题。

  发展茶机是茶产业可持续发展的必然要求,加大整合“产学研”科技力量,增强扶持力度,注重茶叶食品安全和茶机操作安全,组建茶叶机械研发中心,对茶机领域重大技术难题进行攻关研究(如茶机结构性能、配套设备和操作工艺等),形成规模化、清洁化、连续化、自动化、智能化、标准化发展模式,实现最大限度地提高茶叶品质和节约制茶劳力。

  三、开展茶叶机械标准化建设

  3.1开展茶叶机械标准化建设意义

  茶叶生产离不开茶叶机械化,开展茶叶机械标准化是市场竞争的技术规则,是科技成果转化为劳动力的桥梁,是产品质量的保证,是通向新技术与市场的工具,是节省投入提高产{比的途径。在经济全球化、贸易自由化的大潮中,茶叶机械标准化是促进茶叶生产向优质、高效、低成本、名品牌的方向发展,进一步提高我国茶叶产品在国际市场竞争力的重要保证。因此,加强茶叶机械标准化建设,制定和完善茶叶机械的标准,加大新型科技含量高的茶叶机械的研发力度,对于促进茶叶加T技术的进步和发展具有重要的现实意义。

  3.2我国茶叶机械标准化建设发展现状与存在问题

  加强茶叶加T机械标准化建设是提高茶叶加工机械科技含量、食品卫生安全生产、茶叶机械行业进一步发展、建立节约型社会、增强市场竞争力的要求。目前茶叶机械与其他食品工业机械相比其生产和使用存在以下问题产品质量差,技术含量相对较低,对茶机厂的监管不到位,造成了国内市场上茶叶机械产品存在着一些先天不足,主要表现为:原材料以次充好、产品粗制滥造、质量低劣,机械安全性能差;茶叶行业的技改和研发投入不足,不能紧跟国家政策变化和市场需求,及时设计和生产能够满足用户需求的茶叶加工机械,造成了目前茶叶加T机械落后于茶叶加工工艺和生产要求的现状;茶叶加工机械在研制上基本上是模仿手工制茶,忽略节能,导致热能最大利用率在60%左右;茶叶损耗高,不能较大的保留有效营养成分;我国茶叶加工机械的标准化建设起步晚,客观上造成机械加工产品型号多、类型多、质量参差不齐、难以配套的现状。如果将市场上所有的茶叶加T机械应用统一标准,使茶叶加工机械模块化,量化,这样茶叶加工厂家就能非常简单的根据自身的茶叶特点和产量量身定做,配置到合适的生产线。

  3.3茶叶机械标准化建设发展趋势

  茶叶机械标准主要包括茶园管理机械、初加工、精加工等成套设备术语和定义、产品型号表示方法、基本参数、技术要求、试验方法、检验规则及标牌、包装、运输和贮存、产品使用说明书,从而体现茶叶产品质量。在茶叶生产的产前、产中、产后诸环节推行标准化,通过引进先进技术,加强科学管理,建立合理的生产秩序,减少废品和次品,减少其他事故,从而稳定和提高茶叶产品质量,创造新的经济附加值。为了进一步做好茶叶加工机械标准化建设,应明确茶叶加工机械归农业部门管理,强化茶叶加工机械的标准制定和改进,加强茶叶加工机械产品的质量监督,才能做到与之相配套的物流标准、生产。

  (资料来源:天骏茗风)

当我们在谈论茶叶标准化的时候我们到底在讨论什么?

本期主要内容:

·茶叶标准化的内涵是什么?

通过制定、发布和实施标准,达到统一"是标准化的实质。"获得最佳秩序和社会效益"则是标准化的目的。

·国内外茶叶农残标准的区别

在茶叶国际贸易中, 农药残留作为必要的检测指标,是最高级别的技术性贸易措施之一,作为茶叶主要出口国,农残问题越来越成为制约我国茶叶出口、影响我国茶叶国际竞争力的因素。

·茶叶标准化体系建设对茶产业的意义

通过专题研究标准制定的相关过程,使我国的茶叶标准工作者更加熟悉国际标准的相关规则,在参与国际标准制订中占有主动权,提高我国在国际标准制定上的话语权,同时为我国今后标准的制、修订如何与国际接轨提供有力的借鉴作用。

在茶圈,关于茶叶到底该走标准化的路线,还是个性化的路线,不同的人持有不同的观点。践行标准化的走工业化产业路线,赞成个性化的则强调茶的文化属性,讲究山头、古树、产区、讲制茶师傅...在这其中更承载着一份情感的温度。

但是仔细想想,当我们在探讨标准化与个性化的时候,我们谈论的到底是什么?

(1)是生产加工环节的标准化?(2)是种植采收环节的标准化?

(3)是产品品控(口感)标准化?

从中国茶行业的角度看,标准化与个性化,实际上是并不是非此即彼,更不是支持一方就要否定另一方,所谓标准化、工业化也只不过是近代工业革命以来才逐渐完善的概念。工业革命起初从根本上解决的是“效率和时间”的问题,在更短的时间里获取更高的产能,后来进阶为“效率+品控”等问题。本期茶也启示录带大家深入了解一下什么是茶叶的标准化,希望能够给你带来更多的思考和启发。

01什么是茶叶标准化

对于茶叶标准化,人们从不同的视角有不同的理解,先看看官方是如何定义标准和标准化的。

·什么是标准?GB/T 20000.1-2014《标准化工作指南 第1部分: 标准化和相关活动的通用术语》条目5.3中对“标准”描述为:

通过标准化活动,按照规定的程序经协商一致制定,为各种活动或其结果提供规则、指南或特性,供共同使用和重复使用的一种文件。

国际标准化组织(ISO)先后以“指南”的形式给“标准”的定义作出统一规定:

标准是由一个公认的机构制定和批准的文件。它对活动或活动的结果规定了规则、导则或特殊值,供共同和反复使用,以实现在预定领域内最佳秩序的效果。

·什么是标准化?全国茶叶标准化技术委员会给出的定义是:

“为在一定的范围内获得最佳秩序,对实际的或潜在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动,称为标准化。它包括制定、发布及实施标准的过程。标准化的重要意义是改进产品、过程和服务的适用性,防止贸易壁垒,促进技术合作”

简单说"通过制定、发布和实施标准,达到统一"是标准化的实质。"获得最佳秩序和社会效益"则是标准化的目的。

茶叶标准体系

我国茶叶标准体系由国家标准体系 (茶叶)、全国茶叶标准化技术委员会体系和 GH/T 1119— 2015《茶叶标准体系表》三个部分组成。

国家标准体系:

由国家标准化管理委员会统一制定, 包括体系类序号、体系类目代码、体系类目名称、分类编号、重点领域、TC 编号及名称、专业部、业务指导单位、ICS、 中标分类等内容;如下图所示:

国家标准体系(茶叶)框架表

《茶叶标准体系表》是将我国茶叶的国家标准和供销合作行业标准 (不包括茶叶机械标准),按其内在联系以一定的形式排列起来的图表,包括已有的标准、正在制定(尚未发布) 的标准和预计未来将要制订的国家和供销合作行业茶叶标准,是一种指导性的技术文件,是编制标准制、修订计划的依据,并将随着我国茶叶行业和科学技术的发展而不断更新和充实。目前茶叶现行有效的国家标准有 109 项, 基本涵盖茶产业领域的重要基础通用标准、产品标准、方法标准等。

标准体系表的第一层为茶通用(包括基础、质量、方法、物流等)标准,第二层为各茶类标准,第三层为再加工茶类标准,如下图所示:

全国茶叶标准化技术委员会体系框架图

·茶叶标准化的特点

· 专一性

茶叶标准只适用于茶叶领域的某个品类具体茶叶产品, 对非茶类或类似产品无效。因此制定茶叶标准应在明确常规技术要求的前提下, 强调所指茶叶产品的独特风味, 如特定地域、独特工艺、突出的品质特征和内含物成分等。

· 科学性

茶叶产品标准的编制是以生产企业执行的生产工艺、主要设备、原料来源、管理水平和产品的特征、特性为依据, 适当考虑设备改造、工艺革新等因素。当设备、工艺和原料来源有较大改变, 直接影响到产品特征特性时, 应及时对标准进行修订。

· 法规性

茶叶标准要求对茶叶产品及相关的方法、基础标准作出明确的统一的规定,不可有任何含糊不清的解释。标准不仅有感官审评等质的规定,还要有详细的理化指标指标、安全指标等量的规定,不仅对内容要有规定,有时对形式和对其生效的范围也要作出规定。没有明确的规定,就不称其为标准。同时,标准一经国家标准化管理委员会颁布并要求强制实施,它就是一项技术法规。茶叶强制性标准,是政府执法部门的技术依据。

· 季节性

茶产品与工业产品的最大差异是季节性差异,我国茶叶的生产季节主要是春茶、夏茶和秋茶,茶叶的生产受天气、自然环境的影响较大,同时,茶产品露天生产环境的难控性与工业产品室内生产环境的可控性,决定了茶叶标准化的实施比工业标准化的实施相对复杂与困难。

· 区域性

我国的茶叶产区主要分布在南方省份,茶叶的生产受季节与地域影响非常大,各个地方的茶叶品种又有所差异,根据茶叶的适制性,不同的茶树品种适合做不同类型的茶叶,茶叶标准的制订一定要考虑到地域性这一特点。

02

我国茶叶标准化的发展与现状

·新中国成立前

十八世纪末至十九世纪初,中国茶叶已行销欧、美、亚、非、澳五大洲,成为我国外贸的重头商品。部分经营者为谋取暴利,兴起了掺杂使假之风。为了保护消费者利益,各进口国纷纷立法,禁止掺杂假茶输入。为此,爱国茶人力荐建立茶叶检验机构,维护商品的信誉。最终于1915年,在浙江温州地区成立了永嘉茶叶检验处,制定地方性法律条文作为检验依据,这是我国茶叶标准的雏形。

1929年,当时的实业部在上海、汉口分别成立了商品检验局,并同时着手制订茶叶检验标准。

1931年,国民政府实业部基于出口检验之需要,颁布了我国第一部茶叶标准。全文仅六条,百余字。对各类茶的品质、水分、灰分和包装作了笼统的规定。

1932年至1937年, 实业部先后五次组织修订茶叶标准, 不断充实内容。1936年对茶叶采摘、制造、贮藏和卫生条款增加了限制,1937年对着色茶和不合格茶规定了取缔办法。抗日战争时期, 各省分别办理出口茶叶检验。其检验标准由各省自定, 内容差异很大,浙江、江西、福建、安徽都各有一套标准。

1941年太平洋战争爆发后,茶叶外销受阻,茶叶检验亦告暂停。

1947年, 实业部再次组织修订茶叶标准, 以加强产品检验, 拯救在战争中日趋衰落的茶叶生产。这部标准对统一全国茶叶生产、保证产品质量、维护消费者利益方面起到一定的作用。

·新中国成立后我国茶叶标准由国家标准、行业标准、地方标准和企业标准构成。我国是一个多茶类国家, 茶叶生产区域跨度大, 茶叶管理部门多。我国现行的茶叶标准是从新中国成立后开始逐步建立和完善的,最初以实物样为基准,按茶叶初制、精制的不同加工工艺和内销、外销及边销等不同销售市场分为毛茶标准样、 加工标准样和贸易标准样三类。

1950年3月,新中国贸易部在北京召开第一届全国商品检验会议,制定了《茶叶出口检验暂行标准》和《茶叶产地检验暂行办法》,恢复了由于战争而中断的茶叶检验,并增设了检验机构。

20 世纪 80 年代,国家和地方等有关部门逐步发布、 实施了各类茶叶标准。 2008 年 3 月,全国茶叶标准化技术委员会正式成立,进一步建立和完善茶叶标准体系,更好地推动茶叶标准化工作。 经过各部门几十年来在标准化方面的工作,我国现已初步建立了茶叶标准体系

截至 2021 年 7 月中旬,涉茶现行有效行业标准230余项,行业领域涉及农业(NY)、供销合作(GH)、轻工 (QB)、出入境检验检疫 (SN)、机械 (JB)、国内贸易 (SB) 等,其中涉茶农业行业标准64项、供销合作行业标准44项、出入境检验检疫行业标准38项、机械行业标准20项、轻工行业标准10项、国内贸易行业标准14项

· 毛茶标准样

毛茶标准样又称毛茶收购实物标准样, 是对样评茶、评定毛茶等级及价格的实物依据,即作为收购毛茶的质量标准,90 年代以前,国家主管茶叶收购的部门实行统一领导和分级管理。90 年代以后,由于茶叶市场放开,国家茶叶主管部门不再统一下达毛茶标准样的制订及换配计划, 改由行业主管部门下达相关的国家标准和行业标准的制修订任务, 将部分毛茶产品按照标准化管理的要求,列入国家、行业标准的管理规范中。

· 加工标准样

加工标准样,又称加工验收统一标准样,是对毛茶再加工时按照外销、内销、边销成品茶标准茶样进行对样加工,使产品质量规范化的实物依据,也是成品茶交接验收的主要依据,加工标准样茶有绿茶、红茶、 乌龙茶、压制茶等

· 贸易标准样

贸易标准样指对外贸易标准样, 是国际茶叶 贸易中成交计价和货物交接的实物依据。我国茶 72 叶的贸易标准样于 1954 年开始建立,首先从大宗 出口绿茶着手建立等级标准茶号, 接着建立外销 工夫红茶、小种红茶、乌龙茶、白茶等的等级标准 样茶,至 1962 年初步达到了贸易标准样规格化和 标准化的要求。

目前我国出口茶叶以散装茶叶和小包装茶叶为主,按照《中华人民共和国海关进出口商品规范 申报目录》(2019 年版), 进出口茶叶 (海关编码 [HS 编码]0902)主要分为绿茶(未发酵茶)、红茶 (已发酵)和半发酵茶三大类,分别执行相应标准。在实际贸易中, 进出口茶按照最相近的原则归属 到未发酵类、已发酵类或半发酵类商品中。如白茶 由于是轻发酵茶,一般归属在绿茶(未发酵)类

茶叶质量安全标准

作为世界上主要的茶叶生产、消费和贸易国, 保证茶叶的质量安全对我国茶产业的可持续发展 具有重要的意义。1982 年 6 月 1 日实施的 GBn 144—81《绿茶、红茶卫生标准》是我国最早的茶叶 卫生安全标准,规定了感官指标和理化指标,在理 化指标中对铅、 六六六和滴滴涕做了限量要求。

2005 年 1 月颁布并实 施 GB 2763—2005《食品安全国家标准 食品中农 药最大残留限量》和 GB 2762—2005《食品安全国 家标准 食品中污染物限量》,对茶叶的农药残留 限量和污染物限量做了进一步要求。

2009 年国家颁布实施了《食品安全法》,明确 要求政府有关职能部门对现行的食品农产品质量安全标准、食品卫生标准、食品质量标准和有关食品的行业标准中强制执行的标准予以整合, 统一公布为食品安全国家标准。

我国与茶叶及相关制品有关的食品安全国家标准共有 13 项, 包括农药最大残留限量、 污染物限量、标签、卫生规范、检测方法等,这是我 国茶叶质量安全监督抽检的重要依据。

目前,由国家卫生健康委、农业农村部、市场 监管总局三部门联合发布的 GB 2763—2019 《食 品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》,已 于 2020 年 2 月 15 日正式实施, 涉及茶叶的农残限量指标增加到了 65 项。

03

茶叶标准的分类

世界各国标准种类繁多,分类方法不尽统一。根据我国实际情况, 并参照国际上最普遍使用的标准分类方法,我国标准分类如下:

(1)按标准的约束力划分。我国标准分为强制性标准和推荐性标准;

(2) 按标准制定的主体划分。从世界范围来看,标准分为国际标准、区域标准、国家标准、行业标准、地方标准,团体标准与企业标准;各层次之间有一定的依从关系和内在联系,形成一个覆盖全国又层次分明的标准体系。对需要在全国范畴内统一的技术要求的,应当制定国家标准,一般表示为GB或GB/T。

对没有国家标准而又需要在全国某个行业范围内统一技术要求的,可以制定相关行业标准。如农业部标准表示为NY. 对既没有国家标准,又没有行业标准而又需要在省、自治区、直辖市范围内统一技术要求的,可以制定地方标准,一般表示为DB或DB/T。

企业生产的产品既没有国家标准和行业标准,又没有地方标准的,应当制定相应的企业标准。一般表示QB。对已有国家标准、行业标准和地方标准的,企业标准的制定严于国家标准、行业标准和地方标准的要求。

(3)按标准对象的基本属性划分。标准分为技术标准、管理标准和工作标准;

(4)按标准信息载体划分。标准分为标准文件(文字形式)和标准样品(实物形式)。标准文件的作用主要是提出要求或作出规定,作为某一领域的共同准则;标准样品的作用主要是提供实物,作为质量检验鉴定的对比依据,作为测量设备检定、校准的依据,以及作为判断测试数据准确性和精确度的依据。

企业标准有以下几种:

(1)企业生产的产品,没有国家标准、行业标准和地方标准的,制定的企业产品标准;

(2)为提高产品质量和技术进步,制定的严于国家标准、行业标准或地方标准的企业产品标准;

(3)对国家标准、行业标准的选择或补充的标准;

(4)工艺、工装、半成品和方法标准;

(5)生产、经营活动中的管理标准和工作标准。

· 根据企业的生产实际确定起草企业标准

在起草一个标准前,企业要充分的调研,一方面制定的标准不能与国家相关法律、法规和标准相抵触,另一方面标准制定要符合企业的生产实际,这样标准的制定既提高了产品的质量,又节约了成本,提高了效率。

· 根据企业产品特点制定企业标准 我国的大部分国家标准和行业标准或地方标准都是推荐性标准,企业制定的标准应根据本企业的生产实际及产品的特点来制定。起草企业标准时,应参照国内外同类产品相关标准,并结合自身的特性来拟定。制定出来的标准应在生产实际中加以检验并不断地加以修订,形成最终确认的文本,并在国家相关质检部门备案后生效,这些将作为企业今后生产的依据以及产品质量仲裁中作为有力的证据参考。

· 根据企业产品实际情况准确表述企业标准化

企业在制定产品标准时,可以考虑制定能达到较高质量要求的技术指标,企业标准一般是严于或高于国家标准或行业标准。不同类的茶产品,其技术指标要求也不一样,有时也不能盲目追求过高的指标,这样会增加企业的成本,不同的产品应有其科学合理的指标,企业要根据自身的实际情况,对产品标准要进行科学而又准确的表述。

04

国内外茶叶农药残留限量标准比对在全球进出口贸易中,关税壁垒在贸易保护中的作用逐渐体现出其局限性,而作为非关税壁垒之一的绿色贸易壁垒越来越受重视。发达国家以保护本国资源和环境为由采取了一系列绿色贸易壁垒措施限制了我国茶叶出口,我国茶叶在国际市场的竞争力被极大削弱,导致我国茶叶出口成本增加,这对我国茶叶进入国际市场造成了严重压力,抑制了我国茶叶出口的增长速度,阻碍了我国茶叶企业对国外市场的拓展。

中国与主要国家或地区茶叶农残标准情况对比

· 中国与欧盟以欧盟为例,2014—2018年欧盟对我国茶叶(不含茶饮料)出口通报农药残留超标累计135批次, 我国成为欧盟茶叶出口通报的主要来源国,农药残留超标成为被通报的首要因素。

我国在 GB 2763—2016《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》和 GB 2763.1—2018《食品安全国家标准食品中百草枯等43 种农药最大残留限量》中对茶叶的农残指标进行规定。

欧盟相关主要技术法规有:《关于加强进口饲料和非动物源性食品官方控制水平法规》[(EC)No 669/2009] 《动植物源性食品及饲料中农药最高残留限量的管理规定》[(EC)No 396/2005]。欧盟网站查询农药残留限量标准:

根据联合国粮农组织(FAO)数据显示,欧盟已制定食品中农药最大残留限量指标3万多项,其中针对茶叶的陆续增长至 486项,数量是我国茶叶农残限量指标的7.5倍。 欧盟标准是目前世界上最严格的茶叶农药MRLS标准。

中国与欧盟共有指标42 项(中国指标有“六六六”1 项,欧盟指标为“α-六六六”和“β- 六六六”2 项,本研究以中国名称为准,因此计为共有指标1 项)。在共有指标中,欧盟更严格的有26 项,中国更严格的有8 项,相同的有8 项详见下表;中国与欧盟共有指标比较结果

近年来对我国输欧茶叶产生重大影响的是蒽醌、唑虫酰胺、呋虫胺、高氯酸盐等农药。其中蒽醌我国尚未制定其限量标准, 唑虫酰胺、呋虫胺已于GB2763—2019中新增限量标准,并于2020年2月实施。

同时欧盟规定,未制定MRLs的农业化学品限量检出限标准一律为 0.01mg/kg。

· 中国与日本日本也是世界上对茶叶农残限量最严格的国家之一,日本主要在《食品卫生法》《食品安全基本法》和《食品中残留农业化学品肯定列表制度》中对茶叶农残限量做出规定,涉及的农业化学品残留。

使用的农药 MRLs 标准是《食品中残留农业化学品肯定列表制度》(PLS),于2006年5月29日正式实施,涉及800多种农药、兽药、食品添加剂等,制定了最大残留限量指标5万多种, 其中涉及茶叶的检测项目有255项,数量是我国茶叶农残限量指标的4倍。

对于未制定MRLs标准的农业化学品,其在食品中的含量不得超过 0.01mg/kg。

中日相比,中国独有指标有19 项,日本独有指标192 项。共有指标31 项。在共有指标中,中国更严格的有18 项,日本更严格的有5 项,相同的8 项。

中国与日本共有指标比较结果

目前,我国茶叶出口日本主要通报项目是氟虫腈,日本对氟虫腈(0.002mg/kg)的检测很严格,我国虽规定氟虫腈在茶叶上禁用,但尚未制定限量标准。

· 中国与摩洛哥摩洛哥是我国绿茶的最大出口国。

2019年7月1日,摩洛哥国家食品安全 局(ONSSA)开始对自我国进口的茶叶实施新的农药MRLs标准,涉及47种农药MRLs, 基本参照 CAC、欧盟标准。

摩洛哥规定 我国未准许用于茶叶的农药,一律按0.01mg/kg或定量检出限(LOQ) 实行。

摩洛哥27项农药的MRLs指标严于我国,如丁醚脲严 500倍,啶虫脒严 200倍,苯醚甲环唑严 200倍。

· 中国与美国美国的茶叶农残标准总体来说比我国宽松,规定了茶叶中 36种农药的MRLs。

美国禁止在茶叶上使用的化学农药:滴滴涕、毒死蜱、乙硫磷、氰戊菊酯、林丹、甲巯咪唑、丙溴磷、四氯杀螨砜、三唑醇、三唑磷、三氯杀螨醇、硫丹、溴虫腈。

我国和美国都有MRLs要求的农药有14种 ,其中两国农药MRLs标准相同的仅有草甘膦( 速溶茶除外) 和乙螨唑。

美国的甲氰菊酯和喹螨醚MRLs 标准比我国严格,其余相同农药的MRLs 标准均比我国更宽松。

· 中国与CACCAC标准简介

国际食品法典委员会(CAC),是FAO和 WHO共同建立的协调各成员国食品法规、技术标准的唯一政府间国际机构,我国为CAC成员国。

根据CAC官方网站提供的在线数据库,有关茶叶的农药MRLs共有24种,与我国共有项目19项。

限量值相同项目:硫丹、氯菊酯、噻螨酮、茚虫威、乙螨唑、百草枯、毒死蜱、丙溴磷、氟虫脲

我国尚无限量标准:杀扑磷、炔螨特、氟苯虫酰胺、螺甲螨酯、唑螨酯

国内外茶叶农残限量指标存在较大差异,这与茶叶生产及流通方式、农药登记与使用等具体实际有关,不同国家和组织基于食品安全、风险管理、贸易调控等多种原因,制定最符合自身需求的标准。

05

茶叶标准化的意义

随着国内经济的发展,以及人均生活水平的提高,在相当长的一段时期内,茶叶行业仍将处于规模不断扩展、质量水平不断提高的上升通道中,产业结构的调整将伴随市场的需求而继续人们对茶叶质量的要求也越来越高,这就需要一个严格的标准来控制茶叶生产,实施茶叶标准化,茶叶的质量和安全卫生等级才能有所保障。

“目前我国茶行业面临的几大问题有:产销失衡、生产劳动力成本持续走高、茶叶品质不稳定及卫生安全隐患等等,这一系列问题都需要通过科学科技手段来解决。”

· 对于茶园来说,茶园的标准化建设需要一整套的标准化规范。首先是茶树品种管理, 选择适合当地条件的优良品种。其次是茶园的环境管理、水和肥料的管理、茶树栽培管理、病虫害及农药使用的管理(当前, 茶树的病虫害要尽量采用生物防治, 农药的使用要注意采用高效低毒、允许在茶树上使用的农药, 严禁使用国家禁止在茶树 上使用的农药)等。最后还应有鲜叶采摘、保管和运输的管理等,这也是源头的标准化。

· 对茶企来说,茶叶属植物性产品, 其品质的色、香、味、形与当地的茶树品种、气候、水土等环境以及鲜叶加工的技术条件等特点密切相关。由此形成茶叶产品批量小、批次多的特点,确立标准化的生产工艺流程。茶叶加工生产的标准化, 除应有标准化的厂房、标准化的生产设备外, 确立标准化的生产工艺流程非常重要。标准化的生产工艺流程不仅能确保茶叶在加工过程中 的卫生安全, 有效防止外来污染物的侵入; 同时能提高效率, 使不同批次的原料通过特定的加工工艺 形成色、香、味、形一致的、品质稳定的茶叶产品。

一款茶产品如果能够通过科学规模化的种植加工,通过提高效率和产能的方式把控成本的同时保证品质和安全的情况下具备稳定口感和品质,这样的产品流通起来才能惠及每一个消费者以及产业链条上的每一个经营者。

标准化的意义:安全+成本+好喝

面对茶叶的跨境进出口贸易市场,提高中国茶产品的国际竞争力,建立符合国际规范和食品安全的茶叶标准化体系,从而消除贸易壁垒对我国茶叶出口带来的不利影响。

茶叶标准化、机械化、自动化、甚至智能化是为了让整个行业越走越远,与被创造出的山头、古树、小产区概念并冲突,一个良性的产业体系是允许百花齐放的,个性化和标准化相辅相成共生更能促进茶产业整体的长久繁荣。

来源:茶也加速器

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