近日，工業(yè)和信息化部、教育部、人社部等七部門聯(lián)合印發(fā)《食品工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型實施方案》（以下簡稱《方案》），加快推動數(shù)字技術(shù)全面賦能食品工業(yè)發(fā)展。
《方案》提出，到2027年，重點食品企業(yè)經(jīng)營管理數(shù)字化普及率達80%，規(guī)模以上食品企業(yè)關(guān)鍵工序數(shù)控化率、數(shù)字化研發(fā)設(shè)計工具普及率均達到75%，培育10家以上智能工廠，建設(shè)5個以上高標準數(shù)字化園區(qū)，打造百個數(shù)字化轉(zhuǎn)型典型應(yīng)用場景，培育一批高水平食品工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型服務(wù)商，形成一系列先進適用數(shù)字化解決方案。到2030年，新一代信息技術(shù)在規(guī)模以上食品企業(yè)基本實現(xiàn)全方位全鏈條普及應(yīng)用，培育一批具有國際競爭力的食品工業(yè)數(shù)字產(chǎn)業(yè)集群。
圍繞發(fā)展目標，《方案》部署實施信息技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用、新模式新業(yè)態(tài)培育、產(chǎn)業(yè)提質(zhì)升級、筑基聚力賦能4大行動，并細化為18項具體措施，對乳制品制造、釀酒、精制茶制造等細分領(lǐng)域加強分類指導(dǎo)，提出重點領(lǐng)域典型場景發(fā)掘工程、關(guān)鍵技術(shù)裝備研發(fā)推廣工程、標準體系建設(shè)工程3大工程任務(wù)，堅持因地制宜、因業(yè)施策、一企一策，推動食品工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
《方案》中與精制茶相關(guān)的工程任務(wù)
茶葉拼配作為茶葉精制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，作為提升茶葉品質(zhì)、穩(wěn)定產(chǎn)品特性、滿足市場需求的重要技術(shù)，從早期依賴人工經(jīng)驗的感官拼配，到數(shù)學(xué)模型、數(shù)字化技術(shù)的科學(xué)化應(yīng)用，再到如今人工智能與化學(xué)分析的深度融合，拼配技術(shù)不斷突破傳統(tǒng)邊界，推動茶產(chǎn)業(yè)向標準化、智能化邁進。與此同時，拼配設(shè)備的革新從半自動化走向全流程智能化，為茶葉品質(zhì)的精準控制提供了硬件支撐。
本文系統(tǒng)梳理茶葉拼配技術(shù)的發(fā)展進程，分析拼配設(shè)備的發(fā)展趨勢，探討未來技術(shù)融合與創(chuàng)新方向，旨在為茶產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供理論參考與實踐指引。
01基于傳統(tǒng)感官品質(zhì)的拼配技術(shù)
拼配技術(shù)的發(fā)展是一個不斷完善和創(chuàng)新的過程。上世紀茶葉拼配多由國營精制茶廠進行，技術(shù)人員根據(jù)毛茶收購標準樣、加工標準樣、貿(mào)易標準樣的要求，將系列茶樣基于茶葉外觀、香氣與口感等感官品質(zhì)進行簡單混合，以達到各級各等茶葉的品質(zhì)要求。當(dāng)時十分注重篩號茶（工夫紅茶的5、8、10、12孔篩號茶等）、篩路茶（如本身路、長身路、圓身路、輕身路等）的驗收、定級、歸類，從而進行人工混合拼配。
坦洋工夫茶制作技藝國家級非遺代表性傳承人林鴻在中國茶科所花果香紅茶制茶師研習(xí)班講解精制茶工序
圖源：滇紅集團
為尋求擴大我國茶葉外銷市場，爭取更高的國際聲譽，1963年，孫松祥等提出了一套從鮮葉到加工再到拼配的完整分級紅茶制造工藝，將紅茶加工過程中每一個工序的過程樣均分級分等，分級歸堆入庫，采用分類型（葉茶、碎茶）、分級別（相連等級）、同篩號進行拼和付制，同時考慮篩號茶的質(zhì)量和儲備量，以及調(diào)配各季節(jié)茶，大大提升了茶廠產(chǎn)能和效益。
20世紀80年代，隨著改革開放帶來的經(jīng)濟刺激，茶葉消費市場需求增加，對茶葉品質(zhì)的要求也隨之提升。茶葉拼配開始注重原料品質(zhì)，將半成品拼配作為茶葉拼配的重要一環(huán)。
02基于數(shù)學(xué)模型的拼配技術(shù)
20世紀90年代至21世紀初期，隨著茶葉生產(chǎn)的不斷規(guī)范化、標準化、機械化，茶葉拼配技術(shù)也開始向科學(xué)化、整體化發(fā)展。拼配更加注重從原料到成品的整體把控，以及提升與標準樣的相似度，來保證茶葉的品質(zhì)和穩(wěn)定性。
上世紀90年代前后，數(shù)學(xué)模型開始應(yīng)用于茶葉拼配中，有學(xué)者以茶廠經(jīng)濟效益為目標，建立最優(yōu)數(shù)學(xué)模型，確定拼配的最優(yōu)比例及最佳級別組合，對傳統(tǒng)的茶葉拼配進行了改進；將影響成品茶水分的因素轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)公式，提高了拼堆復(fù)火量的科學(xué)性；利用茶葉的外形、顏色、紋理特征，將拼配比例的計算轉(zhuǎn)化為多輸出回歸問題，構(gòu)建了決策樹、隨機森林和梯度提升樹3種茶葉拼配比例的深度學(xué)習(xí)計算模型，并論證了梯度提升樹算法測試集預(yù)測精度與驗證集接近，是較好的茶葉拼配模型，為茶葉拼配技術(shù)中的拼配比例設(shè)計提供參考和新思路。
03基于數(shù)字化、智能化的拼配技術(shù)
為適應(yīng)茶產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，新技術(shù)和新方法不斷得到應(yīng)用，現(xiàn)如今“數(shù)字化”“標準化”“智能化”成為拼配技術(shù)的發(fā)展趨勢。
隨著茶產(chǎn)品質(zhì)量檢測新技術(shù)和計算機處理技術(shù)的不斷發(fā)展，研究者們采用近紅外光譜、高光譜成像等檢測技術(shù)，在光譜和圖像信息融合的基礎(chǔ)上，對茶葉色澤和形狀進行數(shù)字化描述和信息融合，探索了名優(yōu)茶和出口茶的數(shù)字化拼配技術(shù)。
04基于化學(xué)分析的拼配技術(shù)
目前茶葉拼配技術(shù)更加注重科學(xué)性和精準性，通過對茶葉的化學(xué)成分、香氣成分、口感特點等進行精確的分析和測定，來確定最優(yōu)的拼配比例。有學(xué)者以秋季云抗10號大葉種鮮葉為主要原料，經(jīng)機械加工制成曬青茶，與臨滄、普洱等地的9份曬青茶進行拼配，并對拼配成品茶主要內(nèi)含成分及揮發(fā)性香氣物質(zhì)進行檢測和分析，論證了通過拼配可提高機采機制曬青茶的品質(zhì)。
小罐茶黃山智能工廠的智能檢測系統(tǒng)
（圖源：央視網(wǎng)）
05拼配設(shè)備的發(fā)展
茶葉拼配設(shè)備的發(fā)展歷程是一個從手工操作到自動化、智能化的過程。從手工半自動化到機械化、一體化、智能化的轉(zhuǎn)變，極大地提高了茶葉拼配的效率和精確度。拼配設(shè)備主要有風(fēng)選機、色選機、勻堆機、抖篩機，以及輸送帶等。
早期的茶葉拼配設(shè)備相對簡單，僅對生產(chǎn)線上的混料與傳送進行簡單的機械化改造，拼配主要依賴手工進行。
1973年，天津市糖果煙酒公司茶葉加工廠所使用的茶葉拼裝機，由儲貨斗與簡易的傳送帶組成，是為解決純手工拼堆茶葉難題而制造的，但茶葉流量還需人工控制。
1981年，電振機應(yīng)用于茶葉拼配作業(yè)中，該設(shè)備在儲料倉下設(shè)置自動計量給料機，在拼配裝箱過程中，箱子產(chǎn)生振動將裝入箱內(nèi)的茶葉振實，結(jié)合工藝要求可設(shè)置多點進料和排料，以及自動和集中控制，通過改進拼配設(shè)備的進料混勻，提高了拼配生產(chǎn)線的自動化程度。這個時期的拼配生產(chǎn)線還需要大量的人工參與，設(shè)備的進料、分級、混合、運送都需要人工干預(yù)，茶葉拼配設(shè)備處于人工與機械融合的半自動化階段。
隨著茶葉加工機械化的發(fā)展，茶葉拼配設(shè)備開始尋求整體生產(chǎn)線的布置，追求一體化與智能化。
20世紀90年代，湖北省茶葉研究所開發(fā)的茶葉微機拼配系統(tǒng)由振動式流化床烘干機、皮帶輸送機、貯茶斗、電磁振動給料機、動態(tài)沖量流量計、勻茶器、微機控制裝置等組成，使茶葉拼配生產(chǎn)線實現(xiàn)了機電一體化和初步的智能化。
1995年，云南茶廠設(shè)計了出口紅茶拼配生產(chǎn)線，其將勻堆機、倒袋機、各種圓篩機及輸送設(shè)備結(jié)合成一條完整的茶葉拼配生產(chǎn)線，極大地提高了生產(chǎn)效率，降低了拼配的勞動強度。隨著科技的進步，更多的食品加工檢測設(shè)備在茶葉精制生產(chǎn)中得以應(yīng)用，茶葉拼配設(shè)備的數(shù)字化、智能化、自動化水平不斷提高。
合肥美亞公司2008年開發(fā)生產(chǎn)出數(shù)字化智能茶葉色選機，為茶葉的篩選、分級提供了智能化的設(shè)備支持。
2014年，周天山等提出將茶葉色技術(shù)加入陜南工夫紅茶的精制工藝中，用色選技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)精制中的揀剔作業(yè)，提高拼配生產(chǎn)線的分級效率。
2023年，陳昆等在現(xiàn)有拼配設(shè)備的基礎(chǔ)上，開發(fā)出專用的智能化拼配上料輸送機和混料振動機，然后采用模塊化方式設(shè)計拼配生產(chǎn)線，并投入多家茶企使用。
施曉佳等為解決傳統(tǒng)普洱茶拼配加工中存在的問題，提出普洱茶自動化多口計量拼配設(shè)備。計量拼配機組由勻料上料輸送機、連續(xù)式稱重計量輸送機和其他單機組成，該設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)普洱茶加工拼配過程的連續(xù)化、數(shù)字化、自動化、綠色化，提高普洱茶計量拼配的準確性和穩(wěn)定性。
普洱茶自動化多口計量拼配機組
此外，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)設(shè)計了一種基于生成度量TD3的茶葉智能化拼配方法及其相關(guān)設(shè)備和介質(zhì)。該方法通過構(gòu)建GM-TD3網(wǎng)絡(luò)，設(shè)立拼配目標并對網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練，使拼配方法在茶葉拼配問題中學(xué)習(xí)到最優(yōu)策略并完成智能化拼配。
武夷學(xué)院設(shè)計了一種由電機、傳動模塊、齒輪模塊等組成的滾筒式茶葉勻堆拼配機，傳送帶能快速進行茶葉下料，通過液壓缸和彈簧的設(shè)置能夠?qū)崿F(xiàn)進料口開合的自動化，經(jīng)第一皮帶輪、第二皮帶輪、主動齒輪、從動齒輪和齒圈的設(shè)計，能夠有效轉(zhuǎn)動滾筒，完成茶葉的攪拌、勻堆，從而完成拼配工作。
相比較其他農(nóng)產(chǎn)品行業(yè)的分級混合，茶葉拼配設(shè)備的技術(shù)還處于一個較為落后的階段。茶葉拼配設(shè)備的研究及推廣應(yīng)用應(yīng)多借鑒其他食品行業(yè)較為先進的分級混合技術(shù)，不斷加快茶產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)機械化、連續(xù)化、自動化、智能化的進程，不斷推動茶產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效，促進茶產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
06展望
隨著行業(yè)技術(shù)、設(shè)備的發(fā)展，茶葉拼配的工藝與質(zhì)量有了顯著的提高，目前的拼配生產(chǎn)線雖已較為智能化、自動化，但仍存在一些亟待解決的問題。未來的拼配研究應(yīng)集中于以下幾個方面:
首先，應(yīng)對主流產(chǎn)品的拼配工藝利用感官審評相關(guān)標準做到量化、統(tǒng)一化，為拼配茶產(chǎn)品的實際生產(chǎn)提供參考標準。
其次是相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)融合，隨著新技術(shù)和新裝備的不斷出現(xiàn)，把其引入茶葉拼配是重中之重。在基于消費市場的拼配產(chǎn)品方面，國內(nèi)名優(yōu)茶和新式茶飲還將是主流。因此拼配技術(shù)的創(chuàng)新、多茶類拼配，以及原料質(zhì)量的提升將是拼配茶產(chǎn)品的發(fā)展重點。
今后要積極開發(fā)計算機視覺技術(shù)與數(shù)學(xué)模型，創(chuàng)新感官評價技術(shù)，茶葉拼配需朝著“科學(xué)化”“自動化”“智能化”的方向發(fā)展。
本文節(jié)選自《中國茶葉》2024年第9期，P1-9，《我國茶葉拼配技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用》，作者：王碩，邱桐，姜青，石震，李俊賢，李露青，宋彥，寧井銘，戴前穎*。部分圖片來源于網(wǎng)絡(luò)。
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