一种松针茶整形方法及整形装置与流程

本发明涉及茶叶加工，具体地说涉及一种松针茶整形方法及整形装置。背景技术：1、安化松针茶，因其形似松树针叶而得名。其茶是由湖南省安化县的茶叶试验场于1959年进行实验、总结、创新后形成的一种独特的茶叶品种，是中国特种绿茶中形似针形绿茶的代表。安化松针成品要求：外形笔直修长，其形状如松树的松针，根根长而直、圆而浑、内部紧致且细小。成品茶颜色苍翠均匀，外表的白毫明显无损伤。白毫即为茶毫。茶毫是茶叶芽尖上的细小绒毛，也叫茶毛，其含有丰富的茶氨酸、茶多酚等营养物质，这个指标也作为茶叶嫩度的一个重要指标。一般鲜叶越嫩，茶豪就越多。很多茶都有茶豪，特别是绿茶、红茶，如毛尖在冲泡过程中会产生大量的茶豪。安化松针茶因其茶毫完好而茶香浓郁，滋味甜醇；茶汤清澈明亮，可以反复冲泡。在保证茶叶该有的营养功效同时，泡茶过程也极具观赏性，兼顾视觉与味觉。为了确保安化松针的品质，除在原料采摘上有极为严苛的要求外，其在制作过程中各道工序都有一套严格的标准。工序中，尤以整形最为严苛，要求温度、湿度、时间与人手相互完美配合，也是决定松针茶品质的关键一步。2、茶叶的整形是指通过对茶叶的加工和处理，调整茶叶的形状，使其更符合消费者的需求和口感要求。茶叶整形的目的主要是改善茶叶的形状和口感，使茶叶更容易被消费者接受，提高茶叶的品质。茶叶的整形过程通常需要通过压制、揉捻、烘焙等方法来实现。揉捻则是通过外力作用将茶叶揉搓成细长的形状，捻挤出茶汁，使茶叶成条。揉捻的作用在于，使叶片揉破变轻，卷转成条，体积缩小，且便于冲泡，同时挤破茶叶的细胞壁，使得茶多酚、儿茶素等茶叶内部的有效成分更容易与空气中的氧气和有氧菌群接触，产生聚合，如龙井茶、铁观音等。挤溢出的茶汁附于茶条表面，增加粘性，利于成条，对提高茶滋味浓度也有重要作用。3、揉捻工序有冷揉与热揉之分。所谓冷揉，即杀青叶经过摊凉后揉捻；热揉则是杀青叶不经摊凉而趁热进行的揉捻。热揉捻适用于纤维素较多的茶叶，含有较多的淀粉和糖。热揉捻有利于淀粉继续糊化，有利于增加叶表物质的粘稠度，可以使纤维素软化容易成条。但热揉的温度或揉捻把控不当则容易出现叶色变黄有，水闷气等缺点。揉捻过度则茶汁浸出多糖类物质粘在茶叶上后期茶汤净度不够，茶汤出味太快，耐泡度降低；揉捻不足容易产生不必要的黄叶，茶叶内部有效成分无法释出，泡出的茶汤香气不足。4、在传统的加工工艺中，安化松针茶的整形只能人手在40℃～70℃之间的温度环境下，在特制的茶盘中不断的搓揉而成。安化松针茶整形时，因茶叶本身的温度与含水量的不同，茶叶软化的程度与含水量蒸发的速度有所不同。所以，整形只能以小批量的搓揉，每批茶叶的耗时较长，效率极其低下。揉搓温度虽不是很高，但由于历经时间长达四十分钟，热量的积累在长时间的作用下，很容易对人手造成低温灼伤，而且由于工人长期持续从事该工种通常导致这种伤害是不可逆的。5、手工整形要求工人双手来回揉搓茶叶使其成条，既要保翠绿保锋苗又带毫，难度较高，并且常会出现茶团松散、茶叶掉落的情况。在揉搓过程中，顺方向搓紧、回搓时会松散；茶条在搂与掉落摔打后进行下一次搓揉时，但由于搓揉方向可能与之前搓紧方向不一致，使得茶叶揉搓不均匀。而历时长而又要保翠绿保锋苗又带毫，难度是较高的。人手整形时茶条抖落摔打时易产生堆积，在恒温下内部茶条中的水分不易蒸发，致使茶条与茶条的干湿程度不一致。而且人工揉搓的整形效果完全依靠制茶工人的经验和技艺控制，均匀性无法得到确定。6、现有的茶叶揉捻机是通过机械揉搓部件对茶叶进行反复搓揉整形。如龙井茶，手工揉捻口感细腻，可成本高；而通过机器揉捻，速度快、成本低。杀青处理后的龙井茶在茶叶揉捻机中进行揉捻，将茶叶不断的翻动、压缩，同时让茶叶的形态变得扁平。龙井茶苗峰尖削，芽长于叶，扁平光滑挺直，体表无绒毛。茶豪虽然通常被认为是判断茶叶品质的指标之一，但龙井茶讲究的是明前、早春等细嫩标准，追求鲜爽。其在“辉锅”工序中，在干燥茶叶的同时损失或抹去了茶叶表面的茶豪，茶豪过多反而可能被视为工艺不精。而如果用于松针茶的整形，揉捻机很容易造成松针茶叶损伤，破坏其外表面的茶毫与色泽，使得茶毫中的儿茶素损失，而且破坏了松针茶的观赏性。并且，茶叶揉捻机的容器有限，茶条滚动到边缘位置必然回滚，这样导致刚刚滚紧的茶条又会因反向滚动，因揉搓的方向与茶条紧致方向不一致而变松散，导致水分蒸发不均,造成理条效果不佳。7、辉锅，变形茶叶初制最后一道工序，目的是除水分，充分干燥，增发香气滋味，使制品色泽达到灰绿油润的品质特征。在制品经过炒三青含水率在20%左右时进行。方法有用锅式炒干机炒和瓶式炒干机滚。锅式炒干的特点是条索紧密圆直、色泽油润，但炒制不当断碎较多；瓶式滚干的特点是芽叶完整峰苗好，断碎少，但紧密度较差。8、茶叶条索是指茶叶在制作过程中揉捻成型的状态。各类干茶具有的一定外形规格，条索的不同反映了茶叶品质的关注点也不同。它是干茶外形审评的判断标准之一。条索的紧结程度、色泽、形状等都与鲜叶的品质和加工工艺有关，不同产区、树种的茶叶叶型不尽相同。9、松针茶的整形实质是在保温作用下均匀的蒸发茶叶中的水份。茶条在进行手工搓揉时，需要搂与掉落摔打后进行下一次搓揉，通过搂起之后再抖散防止局部过高，利于水分和温度的散发，使茶叶重新分部，利于下次揉搓更加均匀；再掉落摔打，进一步分开局部因汁液粘在一起的茶叶，防止水分、温度不均和揉搓不充分。而现有的茶叶揉捻机不具备这个步骤和功能，这也是揉捻机搓揉无法达到手工搓揉整形效果的原因之一。10、整形时要求茶叶水分与温度的完美配合，而传统的松针茶人工揉搓整形中存在诸多问题。在整形初期温度把控十分重要，若温度过高，水分蒸发过快，不利于后续的茶条的继续搓紧；若温度过低，水分蒸发较慢，则茶条揉搓时易于破碎。而在整形中期，此时茶条中的含水量减少，茶条因干燥而变硬，不易搓紧，若温度过低，茶条更难以揉搓成形，还容易产出碎屑，导致泡出的茶汤沉淀物较多。整形后期则是整形的收尾阶段，温度过高则得到的茶叶条素不够分明。由于受经验、手法、温度、湿度等诸多因素的影响，整形的控制很容易出现偏差，烘干后所制的松针茶等级降低，严重影响茶农的经济收入，又无需茶农们太劳神费劲，已成为一个亟需解决的问题。技术实现思路1、本发明的目的是提供整形均匀、使用安全，能连续性生产的一种松针茶整形方法及整形装置。2、本发明是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种松针茶整形装置，包括设于机壳内的机架，所述的机架上设有整形揉搓机构，所述的整形揉搓机构设有由电源供电的主控器，主控器连接控制有传动机构、温湿度控制单元、图像检测单元；3、所述的整形揉搓机构包括逐级衔接的揉搓组件，所述的揉搓组件包括由传动机构驱动的上皮带轮组、下皮带轮组，所述的上皮带轮组、下皮带轮组上分别套设有上揉搓输送带、下揉搓输送带，由传动机构驱动控制上皮带轮组、下皮带轮组的转速，从而控制上揉搓输送带、下揉搓输送带的揉搓及输送速度；4、所述的上揉搓输送带、下揉搓输送带采用乳胶等柔性材料，且表面设有条纹凸起，模拟人类皮肤弹性，减轻对茶叶的过度损伤；5、为了准确测量温湿度，所述的机壳内对应各级搓揉组件分隔为各级腔室，上一级腔室由位于其内的下揉搓输送带的末端处的开口与下一级腔室连通。6、本发明所述的机架上设有入料斗，所述的入料斗的下端开口位于首一级揉搓组件的下揉搓输送带的起始端的上方；7、沿揉搓输送方向，位于同一级搓揉组件的上揉搓输送带的起始端的投影位置位于下揉搓输送带的起始端的后方，且下一级搓揉组件的下揉搓输送带的起始端位于上一级搓揉组件的下揉搓输送带的末端的投影位置的前方。8、本发明所述的温湿度控制单元包括连接于主控器的预加热器（预加热器可采用热风风机、线圈电磁、电热管等加热方式）、温湿度传感器、限温器、声光报警器，所述的主控器经限温器连接有揉搓加热器（所述的揉搓加热器为恒温加热器）；9、所述的预加热器设于入料斗，对入料斗中的茶叶进行50℃恒温预热,使茶叶初步软化；所述的温湿度传感器、揉搓加热器分别设于各级搓揉组件；当主控器获取的温湿度传感器感应到的实时温度过高时，主控器控制限温器断开，此时揉搓加热器停止加热；10、所述的图像检测单元包括ai图像识别检测仪，所述的图像识别检测仪设有摄像头，所述的摄像头分别设于各级搓揉组件的下揉搓输送带的末端的正上方，当检测到质量不达标时搓揉组件反转输送，茶叶反向回送整形直到检测质量达标后才进入下一级搓揉组件继续进行整形，从而保证装置的整形质量。11、ai图像识别主要是基于图像处理和计算机视觉技术，通过对待识别图像进行预处理、特征提取和分类，实现对图像中各种对象的识别和分类。ai图像识别技术的原理主要包括图像采集、特征提取和模式识别三个步骤。利用摄像头或其他图像采集设备获取图像信息，将图像转换为数字信号传输给计算机系统；从图像中提取具有代表性的特质信息；利用机器学习和深度学习等技术对提取出的信息进行分析和对比，从而识别出图像中的物体、场景和特征。12、本发明所述的传动机构还包括输送带张紧器、输送带角度调节件；13、所述的输送带角度调节件包括分别设于上皮带轮组、下皮带轮组的上托架、下托架，所述的上托架、下托架的端部铰接有伸缩杆，上托架、下托架经伸缩杆连接于机架；所述的伸缩杆为气动升降杆或由步进电机驱动的滑动丝杆，从而控制上揉搓输送带、下揉搓输送带入料端和出料端的间距和夹角，使得逐步增加茶条的搓紧程度及力度；14、所述的输送带张紧器包括分别设于上揉搓输送带、下揉搓输送带的张紧轮，通过下压作用于上揉搓输送带、下揉搓输送带4㎜～7㎜（或通过水平外移上入料皮带轮组、下入料皮带轮组1㎝～2㎝）而调节上揉搓输送带、下揉搓输送带的张紧度，从而调节揉搓压强。15、本发明所述的搓揉组件的上一级的下揉搓输送带的输送末端与下一级的下揉搓输送带的输送起始端的高度差为20㎝～40㎝，模拟手工揉搓时的抖摔和捡拾动作的转换，帮助散发水分，使茶叶中的酶与空气中的氧充分反应，促进发酵和增香，节约时间提高效率，解决加热与揉搓不均匀的问题；16、沿揉搓输送方向，位于同一级搓揉组件的上揉搓输送带与下揉搓输送带之间的距离逐渐减小且使上揉搓输送带与下揉搓输送带之间具有夹角；位于同一级搓揉组件的的上揉搓输送带与下揉搓输送带之间的距离为0.5㎜～1.5㎜；优选的，上揉搓输送带与下揉搓输送带之间的夹角为2°；17、所述的上入料皮带轮组、下入料皮带轮组中的皮带轮为两端边缘的半径大于中间的半径；当上揉搓输送带、下揉搓输送带张紧后，边缘处高而中间凹陷，上揉搓输送带与下揉搓输送带组合模拟两手搂抱茶叶搓揉的姿势。18、本发明所述的入料斗内设有送料轮，以调节进料速度，控制预热软化程度。19、本发明所述的上揉搓输送带前端的上方、下揉搓输送带前端的下方设有清洁刷，以清理上揉搓输送带、下揉搓输送带上粘附的汁液及茶叶碎屑。20、一种松针茶整形方法，采用了如上所述的松针茶整形装置，包括以下步骤：21、（1）预热软化：先将茶叶送入松针茶整形装置（的入料斗）预热到50℃，低温加热使茶叶中的水分适量蒸发，以软化茶叶，便于揉搓；22、若温度过高水分蒸发过快不利于后续的茶条的继续搓紧，若温度过低水分蒸发较慢，则茶条揉搓时易于破碎；23、（2）温度分级揉搓：按50℃～60℃、60℃～70℃、70℃～50℃、50℃～40℃（分别优选60℃、70℃、50℃、40℃）不同温度区间分四级进行逐级连接输送，各级严格控制湿度进行恒温揉搓，保证揉搓过程茶叶对温度的需求，将茶叶中的水分控制在适当的范围内；24、（3）速力调节揉搓：通过调节松针茶整形装置的（上揉搓输送带与下揉搓输送带的相对）运动方向及运动速度，并调节松针茶整形装置的上揉搓输送带与下揉搓输送带的间距或/和夹角，即调节揉搓力度进行揉搓，得到茶条；25、（4）质检返工：以预先采集的标准茶条图像数据为基准进行分析对比，检测各级（整形揉搓机构）出料端处的茶条，对整形效果进行实时检测，当检测质量不达标时松针茶整形装置的相应级段的上揉搓输送带、下揉搓输送带进行反向输送，对不合格茶条进行复揉搓返工，再次检测质量达标后才可进入下一级进行整形，从而保证装置的整形质量，直至得到符合揉搓标准的茶条。26、本发明所述的一种松针茶整形方法，其所述的步骤（3）中进行揉搓时，当：27、①上揉搓输送带的运动方向与下揉搓输送带的运动方向相反，上揉搓输送带的运动速度（v1）与下揉搓输送带的运动速度（v2）相等（即v1=-v2）时，28、此时茶叶在原地不断的旋转，然后通过（张紧轮下压作用于上揉搓输送带、下揉搓输送带）调节缩小上揉搓输送带与下揉搓输送带的间距，施加一定的力度，将茶叶进一步搓紧；29、②上揉搓输送带的运动方向与下揉搓输送带的运动方向相同，沿揉搓输送方向同向运动，上揉搓输送带的运动速度（v1）大于下揉搓输送带的运动速度（v2）时（即v1>v2），茶叶搓紧的同时在上揉搓输送带的带动下沿揉搓输送方向逐渐向下一级移动。30、本发明所述的步骤（3）中，调节上揉搓输送带与下揉搓输送带的两端之间的距离，使上揉搓输送带与下揉搓输送带形成夹角，即上揉搓输送带与下揉搓输送带的间距沿揉搓输送方向逐渐减小，而对茶叶搓紧施加的力度逐步增大；通过控制调节上揉搓输送带与下揉搓输送带的间距或/和夹角从而控制搓揉的力度达到变换手法的目的。31、由于采用上述技术方案，本发明较好地实现了发明目的，其根据松针茶的特点和工艺要求，整形揉搓机构以不同温度分级并多级衔接进行揉搓，控制茶叶的温度和含水量，使茶叶以适宜的软化程度利于进行揉搓；揉搓组件的上揉搓输送带、下揉搓输送带采用模拟人类皮肤弹性的柔性材料，减轻对茶叶的过度损伤；且皮带轮为两端边缘的半径大于中间的半径，使上揉搓输送带、下揉搓输送带缘处高而中间凹陷，上揉搓输送带与下揉搓输送带组合模拟两手搂抱茶叶搓揉的姿势，同时防止茶叶堵塞，能有效的保证茶叶顺畅输送并搓揉；通过传动机构调节上揉搓输送带、下揉搓输送带的方向、速度，及二者间的间距、夹角，控制搓揉力度；相邻两级间的高度差模拟手工揉搓时的抖摔和捡拾动作，帮助散发水分，使茶叶中的酶与空气中的氧充分反应，促进发酵和增香；且图像检测单元在整形过程中对各级进行实时监测并及时返工，有效把控整形效果，固定茶香，减轻对茶叶成分与茶毫的损伤，提高了成品茶叶的品质；各级量少不层叠，蒸发均匀性较好；各温度区间级之间衔接连贯，不需停顿，实现连续性生产，省时省力，生产效率高。