茶业机械machinery of tea industry

茶叶产、制过程中所使用的各种机械设备的总称。包括茶园机具、初制机械和精制机械三大类， 具体指茶园中耕、除草、起苗、施肥、灌溉、病虫害防治、修剪、采茶、鲜叶运送； 贮青、杀青、萎凋、揉捻、揉切、解块、发酵、干燥； 筛分、切细、拣梗、风选、炒车、匀堆装箱； 花茶窨制、紧压茶压制等生产环节和工序上应用的机械设备和运送设备。
中国茶叶生产历史悠久，创造了多种制茶工具。唐代陆羽在《茶经》中已详细记载饼茶制造工序中蒸青、碾碎、压饼、烘干等生产工具。1081～1083年创制以水力为动力的碾制茶叶机械， 是世界上最早的制茶机具。13至14世纪（元代）, 制茶技术革新， 蒸青团茶发展为炒青散茶，规模更大的水转磨已作为制茶机具，从河南推广到江西等省茶区，清咸丰年间(1850～1861)，湖北省羊楼洞茶厂开始用人力螺旋压力机压制帽盒茶（即砖茶）。清同治年间(1861～1895)，湖北省汉口砖茶厂已用蒸汽压力机压制青砖茶。1902年起， 台湾省首先应用揉捻机、烘干机、筛分机、风力选别机、切茶机等初、精制机械进行红茶制造， 对乌龙茶和包种茶制造， 应用杀青机和揉捻机。1934年安徽省原祁门改良茶场和福建省原福安茶叶改良场等， 分别从印度和日本引进杰克逊揉捻机和臼井式揉捻机。1947年， 上海市和浙江省杭州市等地开始建立机械化的精制茶厂。但在1949年以前， 中国各地农村茶区的茶叶制造， 基本上停滞在手工操作上。
1951年浙江省绍兴地区在绿茶改制红茶时推广使用木质单桶、木质双桶揉捻机和铁质手摇揉捻机。1952年安徽省茶区创制木质人力单桶、双桶揉捻机， 安徽省祁门县历口创制水力八桶揉捻机， 1953年由安徽省屯溪实验茶场改制为水力四桶揉捻机并推广使用。1953年浙江省余姚县手摇杀青机和安徽省屯溪实验茶场平锅杀青机试制成功。1954年12月， 中国召开全国茶叶产销会议， 决定由国家贷款扶助茶叶生产， 极大地促进了茶业机械的发展。1955年浙江农业大学制成电动杀青机，1957年4月浙江省余杭县建立绿茶初制厂，配置从杀青、揉捻到炒干整个初制过程的铁木结构初制机械， 到1958年中国茶区投入使用的各种机动、水力、畜力的木结构和铁木结构的初制机械设备有： 加温萎凋室、萎凋槽、杀青机、炒干机、揉捻机(单桶、双桶、四桶), 解块机， 简易烘箱和干燥机等。
60年代中国茶叶生产进入机械化阶段。1957年浙江省成立绿茶初制机械试验组，开始试制双锅杀青机、揉捻机、解块筛分机、斜锅炒干机和瓶式炒干机， 1958年定型并把这套绿茶初制机械定名为浙江58型， 1960年生产数千台。为解决绿茶杀青机连续生产的问题，1954～1958年浙江农业大学、安徽农学院研制槽式杀青机， 中国农业科学院茶叶研究所制成第一台转筒式连续杀青机（又称滚筒式杀青机）, 以后又有多种槽式和转筒式杀青机投入使用。1972年云南省农业科学院茶叶研究所正式制成槽式杀青机。1957年起浙江省开始研制珠茶炒干机， 并经三代样机改进， 于1968年在浙江省推广使用。1963～1965年中国农业科学院茶叶研究所组织有关单位成立援外茶机试制组， 试制绿茶初制机械6种、红茶初制机械7种和精制机械11种，不仅在国内推广并且开始出口。
70年代中国制茶机械的研制向采用新技术和连续化发展。❶为满足红碎茶产量增加的需要， 先后研制出英德6CRQ型翼形转子机， 浮山6CT型、贵州羊艾型、江苏705型等转子揉切机用于红碎茶揉切工序，逐步淘汰了60年代的盘式揉切机。
❷浙江省金华茶厂、福建省福州花茶厂先后研制成花茶窨制联合机、湖北省赵李桥茶厂使用青砖茶压制流水线、湖南省益阳茶厂使用称茶、蒸茶、压茶联合作业机、四川省雅安茶厂使用YA-771型压制机压制南路边茶， 使花茶和紧压茶生产实现机械化流水作业。
❸1976年安徽省研制成第一套炒青绿茶初制成套设备并在安徽省十字铺茶厂使用， 同年中国科学院茶叶研究所研制成珠茶连续化成套设备。1980年浙江农业大学研制成6CMLC-10型绿茶初制连续化设备、安徽省研制成6CL-110型炒青绿茶连续化设备， 1983年中国农业科学院茶叶研究所研制成颗粒绿茶初、精制连续化设备等，使绿茶生产由单机过渡到连续化。
❹新技术应用方面有： 高压静电拣梗机、远红外茶叶烘干机、高频茶叶烘干机、微波茶叶烘干机、振动烘干机、光电拣梗机等。
历史上中国茶园零星分散， 50年代以后， 大型国营茶场和集体茶场相继建立，茶园面积和产量激增，为解决采茶和茶园管理劳力不足的矛盾， 1957年浙江农业大学开始研究折断式采茶机， 1958年中国农业科学院茶叶研究所与南京农业机械化研究所共同研究切割式采茶机和修剪机。之后，安徽、湖南、云南，四川、江西等省和上海市相继开始采茶机和修剪机的研究。1980年起，先后投产的有XD750型单人修剪机、XS1040型双人修剪机、XS1040A型双人修剪机、4CSW910型双人采茶机、XZ-800型茶树重修剪机、XZ-1200型茶树重修剪机、CJ110茶树修剪机、CB70茶树修剪机、CZ120型茶树重修剪机、南茶-702型采茶器、浙农4号采茶机、NIC型电动采茶机、JW-325型机动采茶机、4CSW-910型双人抬式采茶机、湘茶-400型机动采茶机、XS-1040型双人抬式修剪机、XD-750型手提式修剪机等。中国茶园管理机械的研制，起步较迟， 70年代在江苏省芙蓉茶场、浙江省东方红茶场、安徽省十字铺茶场等大型国营茶场开始试制茶园拖拉机及浅耕旋耕机。1978年浙江省研制成C-12型茶园耕作机， 1979年， 中国农业科学院茶叶研究所进行茶园耕作、病虫害防治、灌溉、修剪、采茶等机具配套方案及管理技术措施、经济效益的综合研究。
1902年起， 台湾省首先建立茶机制造厂生产制茶机械， 装备机械化茶叶初制厂和茶叶精制厂。1950年以后，中华人民共和国政府用贷款形式由原华东区工业部指定上海市和浙江省杭州市等地的机械制造厂设计和制造茶叶精制机械， 到1954年已生产2456台精制机械装备浙江、安徽、福建、江西、湖北、湖南、四川、云南等主要产茶省的新建机械化精制茶厂， 同时生产大型揉捻机、解块机和箱式烘干机等。1964年杭州农机厂（今杭州茶机总厂）正式改建为中国第一个最大的茶机专业厂，也是中国最大的出口茶机厂。到1984年止， 全国有专业和非专业的茶机厂110个，其中专业茶机厂60个， 能生产70种初、精制机械。1983年共生产制茶机械23000台。大型国营茶场的机修厂， 也兼生产制茶机械和进行茶机研制工作。全国有茶叶初制厂67000余个， 拥有各类茶机408400台。1986年国营茶叶精制厂241个， 拥有各类精制机械10140台。
茶业机械的发展， 与中国政府重视茶业机械的研究和教育工作有密切关系。1958年在中国农业科学院茶叶研究所成立茶叶机械研究室， 1976年4月原第一机械工业部决定在安徽省农业机械研究所建立茶叶机械研究室，1980年成立商业部杭州茶叶加工研究所。浙江省机械研究所、杭州市茶叶机械研究所也从事茶叶机械研究工作。1984年机械工业部在杭州茶机总厂设立茶机检测中心。
红、绿茶制茶技术从中国传入日本、印度、斯里兰卡、印度尼西亚等早期种茶国家， 均采用中国手工工具， 这些国家从手工工具演变到机械化生产， 大致可分为四个阶段：
第一个阶段是改良手工工具时期。最早的有1854年英国人查尔斯·亨利 ·奥利维的改良干燥器， 1867年英国工程师肯猛特发明揉捻机， 英国的狄肯逊对干燥器和揉捻机进行探索，并出现改良的茶叶筛分机、切茶机、拣茶器等， 为红茶初、精制提供了多种形式的机种。
第二阶段是制茶机械普及时期。1872年， 印度的威廉·杰克逊创制第一台比较完善的揉捻机， 1880年加以改进成为具有近代各种机构的揉捻机。烘干机也渐趋完善， 从抽斗式向手拉百页式和链板式发展； 从直接炭火加热发展到管式热交换的热风炉和鼓风机输送热风； 热风的输送方法从吸引式改为压入式。同时有大型马歇尔链式萎凋机， 解块筛分机及供精制用的摩尔(Moore)式多层平面圆筛机。拣梗机、风选机、拼和机、装箱机等工夫红茶生产过程的成套机器，由专业茶机制造厂生产各种机型，著名的有西洛可(Siroc-co)公司、马歇尔(Marshall)制茶公司和斯里兰卡科伦坡商业公司。
绿茶机械的发展主要在日本。最早从事茶叶机械研制的是日本茶机创始人高林谦三， 他于1884年制成焙茶器， 1885年又制成蒸茶器， 茶叶搓揉器， 后来发展为初揉机。1877年出现揉茶机， 随之小型绿茶初制机械化茶厂逐渐普及。
第三个阶段是成套红碎茶机械的发展时期。从工夫红茶制茶工艺演变到切碎红茶的时期， 制茶机械产生了新的发展。1925年前后印度试用饲料切碎机， 烟草切丝机， 是将不萎凋鲜叶切成丝形， 再经揉捻机进行搓揉制成红碎茶。1931年英国的威廉·麦克邱创制成C. T. C机器 (Crushing, Tearing、Curling)，成为红碎茶专用机械的新突破， 导致红茶加工工艺的重大变革，从而使红碎茶代替了工夫红茶。1958年印度托克拉茶试站的麦克梯研制成洛托凡(Rotorvance)，产生洛托凡——C. T. C.制法。1970年以后又出现劳瑞茶叶加工机(即L.T.P.), 是按锤击原理设计的萎凋叶粉碎机，它与C.T.C.或洛托凡结合使用，对提高红碎茶品质有较显著效果。其它还有研粉机(Tritur-ator)，锡兰茶叶连续加工机， 托克拉连续揉切机， 拜坡拉揉切机(Barbora leaf conditioner) 等多种机型， 成为红碎茶加工机械重点研究对象。刚果茶树种植者台珊(De San)，研制成萎凋槽， 被大多数红茶生产国采用。苏联主要研制和使用大型萎凋机。此外有跳跃式发酵装置、容器式（或叫车式）透气发酵装置、床式连续发酵机等， 导致从发酵盘演变为机械可控发酵。烘干机也有改革， 如西洛可的两级烘干机， 使毛火、足火一次完成， 马歇尔式的加热输送带烘干机、斯里兰卡生产的流化床烘干机等， 形成了现代红碎茶制茶机械的系列产品， 制茶机械化程度有显著的提高。
第四阶段是现代化制茶技术时期， 这个时期的重要标志是制茶机械向连续化流水作业发展， 进入应用电子、自控技术的新阶段。日本自60年代开始研究煎茶连续化流水线， 到70年代进入普及阶段， 茶厂规模从个体农户的单机作业小厂向农协组合新型茶厂过渡，按茶厂规模大小， 有35、60、120、300千克套时生产能力的系列化、标准化成套机器设备。创造了厚层通风贮青技术和大型贮青装置。成套制茶机械设备的主机之间以各种输送带衔接， 从鲜叶到制成干茶， 两小时左右完成全程作业， 组成完整的流水作业线。热风炉采用自动点火自动控制温度的油燃烧器，实现流量、温度、时间三项作业指标的自动控制。精制茶厂采用2～3种作业机的组合机形式， 茶叶用抽氧充氮方法储藏， 保持茶叶的新鲜、色泽和香味。
在茶园管理机械方面， 苏联早在30年代就设有山地拖拉机研究所， 研究集体农庄茶园田间作业机械化问题， 试制自动底盘、配置各种作业机具。60年代投入使用的有：跨行式АТЛ-600型轻修剪机； АТЛ型重修剪机；ХУЛА弧形修剪机； АДВ-1.7型；АДВ-1.3型水平修剪机； 悬挂在自走底盘上的茶园耕作机；ЧСН-1.6型采茶机， 该机采指按折弯原理设计， 名为选择性采茶机。日本从60年代开始研究茶园耕作机械化问题， 由日本农林省制订以采茶机为中心的茶园耕作机械化栽培技术体系： 小规模的坡地茶园以移植通用的3～5马力耕耘机、病虫害防治应用通用的机动喷雾机、灌溉用通用喷灌机、采茶机、修剪机用切割式， 1956年奈良县首创背负式机动切割式采茶机。到1980年全日本拥有10万台左右采茶机， 生产采茶机工厂有4～5家。日本鹿儿岛等地平地茶园， 则向大型机械化发展， 应用大型自动采茶机、乘用型三行喷雾、开沟施肥机， 形成完整的机械化技术体系。