武夷巖茶做青自動化智能化控制關鍵技術研究及其應用.pdf

1、武夷巖茶具有濃郁的花果香，以及醇厚的滋味獨特的巖韻享譽海內外。做青工藝是武夷巖茶初加工過程中的關鍵工序，對武夷巖茶的香氣和滋味等品質特征的形成影響很大。目前，在武夷巖茶生產過程中，做青工藝掌握不易,做青過程又消耗大量人力物力財力，增大了武夷巖茶的采制難度與加工成本，從而影響武夷巖茶生產的經濟效益。針對茶葉生產“用工荒”、勞動力成本上漲、烏龍茶做青過程高強度的勞力投入以及人工控制不穩(wěn)定等問題，本論文圍繞做青自動化與智能化控制系統(tǒng)的開發(fā)及其

2、相關試驗，開展烏龍茶智能化做青系統(tǒng)關鍵技術及應用研究，主要研究結果如下。
　　1.基于觸摸屏與PLC的做青自動化控制系統(tǒng)。研發(fā)了“1拖16”基于觸控屏與PLC的做青自動化控制系統(tǒng)，建立了烏龍茶做青可控實驗室，實現(xiàn)做青機2種檔位的準確切換，操作簡單，輸入?yún)?shù)靈活多樣，投資成本低，適合于生產型做青機的自動化精細化控制。
　　2.基于PC機與PLC的做青智能化控制系統(tǒng)。研發(fā)了“1拖16”基于PC機+PLC的智能化控制系統(tǒng)，在自動化

3、做青的基礎上實現(xiàn)智能化控制做青。本系統(tǒng)包括下位機、上位機、通訊模塊等組成具有多參數(shù)的在線采集、檢測功能，實現(xiàn)做青工藝數(shù)據(jù)在線存儲。以溫度傳感器、濕度傳感器、視頻傳感器以及采用微型搖青機和壓力傳感器制成的青葉在線水分檢測裝置為在線檢測裝置，采集溫、濕、水分、現(xiàn)場視頻等因素，使做青環(huán)境監(jiān)測更加全面。
　　3.搖青、晾青模糊控制器研究。研發(fā)三輸入（溫濕度、減重率）、單輸出（搖晾青時間）的搖青、晾青模糊控制器。各參數(shù)基本論域及數(shù)學模型：做

4、青環(huán)境溫度偏差的基本論域為（-1.5℃,1.5℃）；做青環(huán)境相對濕度偏差的基本論域為（-15％,15％）；搖（晾）青時間控制量的基本論域為（-20％t搖（晾）,20％t搖（晾））。
　　三輸入單輸出搖青時間模糊控制器數(shù)學模型：U搖=（RT搖 UT+ RH搖 UH+ RL搖 UL）×F搖
　　三輸入單輸出晾青時間模糊控制器數(shù)學模型：U晾=（RT晾UT+ RH晾 UH+ RL晾 UL）×F晾
　　4.做青過程溫濕度與水分在

5、線采集。做青機溫濕度在線采集結果表明，搖青時，溫度下降，相對濕度上升；晾青時，溫度略為提高而相對濕度下降；做青前半段，溫濕度值偏低，做青后半段環(huán)境溫濕度有所上升。微型做青機青葉減重率在線采集結果表明，做青過程在制葉減重率不斷上升，做青葉減重率為17%左右；微型做青機在制葉含水率比做青機在制葉含水率低0.34%~3.48%，這是微型做青機滾筒直徑小，氣流擾動小所致，可通過采取減小測定青葉量，增大氣流速度等措施，減小在線實測值與實際值之間偏

6、差，同時通過函數(shù)擬合修正以減少誤差。
　　5.電腦自動程控做青系統(tǒng)對比試驗。電腦自動程控做青對比試驗表明，與手動控制做青方法相比，毛茶水浸出物、茶多酚、氨基酸、兒茶素、黃酮類含量的差異不顯著，自動做青毛茶的生化成分變化與手工做青毛茶的接近。同批次毛茶變異系數(shù)小于人工控制，茶葉品質的穩(wěn)定性與均一度得到有效提高，體現(xiàn)了自動做青控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。
　　6.做青自動化智能化控制技術的發(fā)展前景。自動化控制做青機比人工控制做青節(jié)