为评估黄山毛峰茶鲜叶原料质量，采用五分法取样，以安徽省地方标准DB34/T871-2008《黄山毛峰茶清洁化加工技术规程》为依据。通过茶叶品质分级仪对同一批茶鲜叶原料进行分级，得到特级、一级、二级、三级等4个等级的茶鲜叶原料，分级结果见表1。从表1茶鲜叶组成看，不同等级鲜叶原料的组成差异明显，得到的分级结果能够反映茶鲜叶原料嫩度的差异性。“分级付制”是茶叶加工的基本原则，加工工艺的选择和参数的设置基于对原料等级的科学评价。黄山毛峰茶地方标准显示，等级高的茶鲜叶原料，杀青时，投叶量较少；滚筒转数较小；杀青时间较短；揉捻程度较轻或不揉捻；揉捻时间较短；烘干时，烘干机温度控制也较低。综上表明，生产实践中，原料嫩度与加工中各工艺技术参数的控制存在显著的相关性，根据加工经验调整加工中各工艺技术参数与原料嫩度变化紧密相关。通过茶叶品质分级仪评价原料质量，划分等级，在此基础上确定相应加工工艺参数是完全可行的，这也是建立自动化加工控制系统的基础工作。
不同等级黄山毛峰茶加工过程中在制品含水率测定结果如表2所示。黄山毛峰茶加工过程中含水率变化主要集中在贮青、杀青、揉捻（不加温）、热风解块和干燥工序。表2结果显示，鲜叶平均含水率在77%左右，随采摘时间和天气变化略有消长。开采初期，鲜叶嫩度好，等级高，茎梗比例小，含水率平均为76%左右；采摘后期，鲜叶嫩梢萌发快，茎梗比例大，含水率平均在77%以上。由于黄山毛峰茶对摊放过程要求不高，贮青过程时间短，鲜叶水分散失少，平均控制在0.5%以下。杀青叶含水率大致在63%~66%之间，随采摘嫩度下降逐渐增高，遵循了“嫩叶老杀、老叶嫩杀”的原则。杀青作业是绿茶加工的关键工序[5-9]，杀青不足则叶子有青草气、水闷气、易红变。杀青过度则叶子变黄、焦边甚至产生烟味，控制好杀青叶含水率对茶叶品质影响巨大。随采摘嫩度的降低，鲜叶茎叶相对粗大，经揉捻、热风解块后失水量增加。解块叶含水率呈降低趋势，含水率变幅为47.60%~53.34%。初烘叶含水率大致在30.71%~37.36%之间，含水率变化与初烘时间、烘干机温度密切相关。茶叶机械化生产各工艺流程在制茶叶因存在受热不均和加工时间不一致等问题，很难保证连续加工过程中各工序含水率的均匀一致。在制茶叶经二烘得到干茶，其含水率控制在5%左右，以利于贮存。
杀青时间随加工时日的延续，原料等级的降低，由2min延长至3min；理条时间在3.5min左右；揉捻时间随采摘嫩度下降由14min增至22min；热风解块时间在3~4min左右，随在制原料嫩度降低、揉捻时间延长、加压程度的增大而增加；初烘时间大致为17min，二烘时间在20min左右。烘干工序耗时的变化由在制原料含水率决定，通过调控烘干机组的温度来控制干茶含水率。完成整个工艺流程总耗时为1.5~2h，幼嫩原料用于加工直条形特级黄山毛峰，鲜叶经杀青—理条—初烘—二烘等工艺加工成干茶，总耗时为1.5h；后期成熟度稍高的原料经杀青—揉捻—解块—初烘—二烘等工艺加工成一至三级黄山毛峰，耗时平均在2h左右。为实现黄山毛峰茶连续化生产线关键工序在制品叶温的实时监测，本文采用高温数据采集仪在线检测在制品经杀青、烘干过程中叶温变化情况，不同等级的黄山毛峰茶经杀青、烘干过程叶温变化与最高值测定结果见图3和表4。图3和表4结果显示，杀青时叶温最高值随鲜叶等级的降低，杀青时间的延长呈升高趋势。杀青过程中，不同等级在制品叶温最高值为62~73℃。初期原料嫩度高，投叶量小，杀青时间短，叶温上升较慢；随着原料日趋成熟，等级下降，将杀青机筒口封闭以增加筒内热量，使茎梗较大的原料杀匀杀透，利于叶温较快地升高；初烘工艺中，不同等级的叶温最高值变化不大，大致在83~86℃之间。随着鲜叶等级下降，茎梗比例增大，含水率增加，在制品失水较慢，叶温有波动性降低的趋势。二烘过程中，叶温变化幅度较小，最高温度随鲜叶等级降低而略有下降。将2次烘干相比较，二烘叶温最高值总体上低于初烘叶温10℃左右，这是因为二烘工序除降低在制品水分外，还具有提香的作用。通常，提香过程选用文火缓慢烘干，以使茶香逐渐显露。
为了获得不同等级黄山毛峰茶加工合理的工艺参数，根据安徽省地方标准DB34/T871-2008《黄山毛峰茶清洁化加工技术规程》和加工过程各工艺在制品含水率、叶温、加工耗时的实际检测结果，对黄山毛峰茶连续化生产线各工序加工工艺参数进行合理的调整与优化。在杀青机滚筒温度（260℃）、总电流（180A）恒定的情况下，通过调整杀青机喂料机皮带秤流量、杀青机滚筒电流输出值和滚筒转速等参数来控制杀青时间、在制品含水率和叶温变化，不同等级茶鲜叶原料杀青过程技术参数调控结果见表5。表5结果表明，根据实际加工中在制品含水率、叶温及加工耗时可以用于反馈加工技术参数的设置。杀青过程中，应用高温数据采集仪检测的杀青叶温与实际叶温（70~80℃）虽然存在一定差异，但相差不大。这与杀青时间、原料嫩度紧密相关。烘干过程中，初烘、二烘温控设定分别为85℃、75℃，与高温数据采集仪得到的叶温检测结果大致相同。这表明高温数据采集仪能够有效地应用于黄山毛峰茶连续化生产线叶温的在线监测。
对原料等级的快速准确评价是选择加工工艺、设置加工参数和实现“分级付制”的前提。当前，国内外对茶鲜叶质量的评价仍依赖专业人员的感官审评，即通过专业人员的视觉、嗅觉、触觉，结合专业知识和经验对茶鲜叶质量进行评定。近红外茶鲜叶质量评价设备[10]的研制为快速准确确定原料等级及实现标准化加工提供了可能。目前，茶叶加工过程中加热及测温的方法[11-12]主要是通过红外测温单元来实现对滚筒筒壁温度的适时测量，继而通过控制滚筒内的发热量来调节茶叶的杀青程度。由于温度的改变是逐次增加或递减的，存在明显的时滞特性，当滚筒筒壁温度达到要求且传感器再次发出指令时，其滚筒内温度实际上仍然在递增或递减，从而导致实际工作温度与理论工作温度间存在很大误差，致使滚筒温度无法精确控制，难以保证杀青质量。如何实时测定加工过程中在制品的真实温度一直是困扰茶叶加工技术研究的难题。高温数据采集仪的应用为实时在线检测加工过程中在制品温度的变化提供了新方法。
同样，茶叶加工过程中由于缺乏有效的在制品水分快速检测技术，茶叶自动化加工控制系统无法完成，制约了我国茶叶加工技术和装备水平的快速提升。茶叶加工是一个热物理化学过程，伴随着加热温度的变化，在制茶叶的水分含量不断减少，从含水率77%的鲜叶原料变成含水率5%的干茶，从最初的原料贮存、杀青、揉捻、做形，到最终的干燥提香和包装贮藏，水分的实时在线检测都是控制茶叶加工工艺参数的基础，也是构建茶叶自动化加工控制系统的核心技术。由于影响因素复杂，常规水分检测方法难以实现在线快速测量和数据传输。目前对茶叶水分测试的方法除直接称重法外，多依赖于进口设备，测量原理包括电阻式、电容式、微波式、中子源法等。其中实验室测试仪器及便携式测试仪器占较大比例，包括袖珍式水分快速测定仪、微波式水分测定仪等，在线测试仪器极少且价格昂贵，国内至今还没有一种应用在茶叶加工过程自动控制的水分检测设备和系统。
原料等级、在制品含水率、叶温及加工时间的检测是选择加工工艺和设置加工参数的基础。在此基础上研制茶叶加工机械对在制品等级、含水率、叶温、重量和传送速度的在线监测控制系统，预设了专家数据库，才能建立以PLC快速反馈调控替代传统经验判断的茶叶自动化加工控制系统。（本文作者：任广鑫、宁井铭、吴卫国、王胜鹏、王曼、张正竹 单位：国家茶叶加工技术研发分中心）
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