利用計(jì)算機(jī)技術(shù)控制茶葉烘干實(shí)踐的策略分析

鄧小盾（西安外事學(xué)院，陜西西安710077）

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利用計(jì)算機(jī)技術(shù)控制茶葉烘干實(shí)踐的策略分析

鄧小盾
（西安外事學(xué)院，陜西西安710077）

摘要：在茶葉生產(chǎn)制造加工過程中，一個(gè)重要的工序就是茶葉的干燥過程。當(dāng)前隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)也在茶葉烘干領(lǐng)域獲得了的廣泛應(yīng)用，并在茶葉烘干進(jìn)度控制方面取得了顯著成果。這對(duì)于提升茶葉產(chǎn)品質(zhì)量，保障茶葉企業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展有著積極作用。本文就茶葉烘干的相關(guān)機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)分析，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)控制茶葉烘干機(jī)，從而控制茶葉烘干實(shí)踐進(jìn)行詳細(xì)分析探討。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù)；茶葉烘干進(jìn)度；實(shí)踐策略；分析

隨著人們生活水平的提高，作為具有悠久飲食文化歷史的中國，近年來我國飲食領(lǐng)域獲得了蓬勃的發(fā)展，尤其是隨著人們生活工作壓力的增大，追求高質(zhì)量生活也越來越為熱衷，品茶成為時(shí)下最為流行的一類飲食文化。在這樣一個(gè)大背景下，近年來我國茶葉生產(chǎn)加工企業(yè)有了很大的發(fā)展，不僅在茶葉生產(chǎn)總量方面獲得了最大的提升，在茶葉生產(chǎn)加工工藝水平方面也得到了質(zhì)的飛躍，茶葉產(chǎn)品質(zhì)量也由此得到了極大的提高。在茶葉生產(chǎn)制造加工過程中，茶葉的干燥工序是十分重要的，該工序需要消耗大量的能耗，約占整個(gè)茶葉加工能耗的近七成，同時(shí)茶葉烘干質(zhì)量的高低及烘干進(jìn)度的控制，對(duì)于茶葉的含水率變化都有著重要影響。因此科學(xué)合理的控制茶葉烘干進(jìn)度，對(duì)于提升茶葉質(zhì)量及降低能耗成本等，都有著積極意義。當(dāng)前隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及在茶葉加工領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其通過有效控制茶葉烘干機(jī)的溫度與時(shí)間，從而有效地提升茶葉的產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)茶葉生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益，有著重要的作用。

1　茶葉烘干機(jī)理分析

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展及其在茶葉加工領(lǐng)域中的不斷應(yīng)用，其主要機(jī)理是借助計(jì)算機(jī)技術(shù)控制茶葉烘干機(jī)的轉(zhuǎn)速來達(dá)到控制茶葉烘干進(jìn)度的目的。而茶葉質(zhì)量的高低，則取決于在茶葉加工的各個(gè)環(huán)節(jié)，茶葉水分蒸發(fā)的速率是與茶葉溫度提高的速率有很大關(guān)系，也就是在茶葉烘干過程中，茶葉的生化變化對(duì)其品質(zhì)有很大關(guān)系。

結(jié)合熱物理學(xué)理論，茶葉的干燥過程，即水分散失過程，實(shí)質(zhì)是傳熱的動(dòng)力學(xué)過程。茶葉在烘干機(jī)烘干過程中，由于獲得了足夠熱量，使得茶葉中水分子激活能得到提升，茶葉作為一種植作物，其內(nèi)部持水情況也有很大差異。從而使得茶葉在烘干的過程中，其不同的烘干階段，及不同的烘干速度，影響茶葉的烘干質(zhì)量及茶葉產(chǎn)品的質(zhì)量。按照其烘干速率與時(shí)間的關(guān)系，我們可以將茶葉烘干過程分為如下三個(gè)階段：一是預(yù)熱烘干階段；二是等速烘干階段；三是降速烘干階段。而各個(gè)烘干階段之間，又存在相應(yīng)的臨界點(diǎn)，相應(yīng)的茶葉含濕量，又被稱為臨界含濕量[1]。

總之，茶葉的烘干過程實(shí)質(zhì)上是一系列物化脫水過程，可以發(fā)現(xiàn)，影響茶葉烘干進(jìn)度的一個(gè)重要因素就是葉溫的變化情況，因?yàn)椴枞~葉溫在很大程度上會(huì)影響到茶葉的含水量，同時(shí)對(duì)于茶葉在烘干過程中，其他一系列的物化反應(yīng)速率，及其反應(yīng)方向等，葉溫的變化都起到關(guān)鍵的制約作用。因此在茶葉烘干過程中，實(shí)時(shí)監(jiān)控葉溫變化，并借助計(jì)算機(jī)技術(shù)有效的控制烘干溫度的相關(guān)設(shè)置，保障葉溫的合理變化，對(duì)于提升茶葉的干燥質(zhì)量，有效控制茶葉的烘干進(jìn)度，提升茶葉產(chǎn)品的最終質(zhì)量等，都有著積極作用[2]。

2　計(jì)算機(jī)技術(shù)控制茶葉烘干實(shí)踐的策略分析

計(jì)算機(jī)技術(shù)控制茶葉烘干進(jìn)度，其實(shí)質(zhì)上是借助計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)茶葉烘干機(jī)進(jìn)行相關(guān)參數(shù)設(shè)置，然后再通過茶葉烘干機(jī)對(duì)茶葉的烘干進(jìn)度進(jìn)行有效的控制，從而達(dá)到提升茶葉干燥質(zhì)量，提升茶葉產(chǎn)品質(zhì)量的最終目的。

2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備、材料和方法

本實(shí)驗(yàn)主要采用的茶葉烘干機(jī)是6-CH-20A型，實(shí)驗(yàn)所選用的茶葉種類主要有紅碎茶，烘青和炒青等。6-CH-20A型烘干機(jī)，其屬于多層連續(xù)干燥烘干機(jī)，結(jié)合該型烘干機(jī)的特點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)的需要，本實(shí)驗(yàn)在控制模型方面，選擇一般通用模型，即（M-Me）/（M0-Me）＝e-Kt。其中，t為時(shí)間，單位為min，K為干燥常數(shù)，M為烘干含水率，單位為千基，M0為初始含水率，Me為平衡含水率。在不考慮高級(jí)次項(xiàng)的前提下，上述控制模型可轉(zhuǎn)變?yōu)椋篤＝k1-k2M0＋k3M＋k4T＋k5t葉，其中T為熱風(fēng)變化幅度，t葉為葉溫變化幅度，V為烘干機(jī)鏈速，k1、k2、k3、k4、k5等，均為各干燥系數(shù)。在對(duì)葉含水率，及風(fēng)溫等進(jìn)行一系列實(shí)驗(yàn)后，結(jié)合茶葉加工的基本要求，可獲得風(fēng)溫反饋系統(tǒng)。此外，經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，葉含水率，在一定程度上與葉溫存在強(qiáng)負(fù)關(guān)系，這對(duì)于在茶葉烘干過程中，對(duì)葉溫的實(shí)時(shí)情況，提供了重要的參考作用，由此可構(gòu)建葉溫反饋控制系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)建，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有，葉溫設(shè)置值、葉層厚度、烘干時(shí)間和出葉溫度等，這些重要指標(biāo)，通過計(jì)算機(jī)設(shè)置，可隔5秒依次顯示，其相關(guān)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)精度較高，葉層厚度誤差范圍內(nèi)±4.5mm，葉溫誤差范圍小于1℃，風(fēng)溫誤差范圍小于1℃等[3]。

2.2結(jié)果與分析

2.2.1計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)于茶葉烘干進(jìn)度的控制效果

在使用茶葉烘干機(jī)對(duì)茶葉進(jìn)行烘干時(shí)，茶葉的干燥質(zhì)量及后續(xù)的茶葉加工質(zhì)量，在很大程度上受到烘葉含水率，及風(fēng)溫的變化所影響，因?yàn)檫@些因素會(huì)導(dǎo)致茶葉烘后的含水量出現(xiàn)較大范圍的波動(dòng)，從而降低茶葉干燥質(zhì)量，影響茶葉成品的質(zhì)量。傳統(tǒng)的采用人工方式對(duì)茶葉烘干機(jī)進(jìn)行操作時(shí)，由于種種因素制約，工作人員很難適時(shí)掌握到烘葉含水率，及風(fēng)溫的適時(shí)變化情況，并及時(shí)給予相應(yīng)設(shè)置處理，從而使得該情況下，烘二青其含水率，出現(xiàn)較大的變化，其變化幅度超過了25％；而采用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)茶葉的烘干進(jìn)度進(jìn)行有效控制，取得了顯著效果，其可以適時(shí)監(jiān)控烘葉含水率，及風(fēng)溫的變化情況，并及時(shí)予以相應(yīng)調(diào)整，使其烘葉含水率變化較為平穩(wěn)，變化幅度不大，很好的滿足了制茶工藝的要求，提升了茶葉干燥質(zhì)量，保障了茶葉成本質(zhì)量[4]。

2.2.2風(fēng)溫反饋及葉溫反饋功能效果

在風(fēng)溫變化幅度不超過10℃的情況下，維持其溫度在101-111℃范圍內(nèi)時(shí)，其上葉的含水率，一直保持在62％-65％之間，相對(duì)較為穩(wěn)定，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)筑的風(fēng)溫反饋模型，能夠有效的保障茶葉含水率的數(shù)值，不會(huì)因?yàn)轱L(fēng)溫的大幅變化，而產(chǎn)生顯著改變，本實(shí)驗(yàn)中烘二青的含水率，也一直處于較為穩(wěn)定的數(shù)值；在利用計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)建的葉溫反饋系統(tǒng)，其可以有效的應(yīng)對(duì)上烘葉含水率的改變，從而保障茶葉的干燥質(zhì)量，其茶葉產(chǎn)品相較于人工操作具有更高的穩(wěn)定性，其誤差變化幅度只有1.88，而在大生產(chǎn)情況下，其烘二青品質(zhì)的誤差高達(dá)6.01。

2.2.3計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)茶葉品質(zhì)評(píng)價(jià)及經(jīng)濟(jì)性分析

借助計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)茶葉的烘干進(jìn)度進(jìn)行有效控制，其在對(duì)紅碎茶進(jìn)行烘干時(shí)，其烘干強(qiáng)度值設(shè)置為149.8kg/臺(tái)時(shí)，其在對(duì)烘二青進(jìn)行烘干時(shí)，其烘干強(qiáng)度設(shè)置為221.8-223.6kg/臺(tái)時(shí)，其烘干強(qiáng)度，都在6-CH-20A烘干機(jī)的預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)茶葉烘干進(jìn)度進(jìn)行控制，相較于人工大生產(chǎn)模式，其茶葉在外形方面明顯要更好，其毛茶重實(shí)，且二青葉的勻度也較好，其茶葉成品質(zhì)量提高。在經(jīng)濟(jì)效益方面，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)控制的茶葉，其烘干機(jī)工作效率高，其茶葉價(jià)值也提高，總體的經(jīng)濟(jì)效益較為顯著。

3　結(jié)　論

由以上可以看出，計(jì)算機(jī)技術(shù)在茶葉烘干進(jìn)度控制中的有效應(yīng)用，能夠有效的提升茶葉干燥質(zhì)量，提升茶葉成品質(zhì)量，為茶葉加工企業(yè)降低成本，創(chuàng)造更大經(jīng)濟(jì)效益，因此加大對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)在茶葉烘干進(jìn)度的實(shí)踐應(yīng)用，并進(jìn)一步研究，有著積極的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]吳曉強(qiáng)，李亞莉，周紅杰，趙永杰.基于模糊PID的茶葉烘干機(jī)恒溫控制系統(tǒng)研究[J].食品與機(jī)械，2015，（04）:111-113.

[2]侯偉華.茶葉烘干機(jī)理與烘干機(jī)的節(jié)能改進(jìn)[D].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013：20-23.

[3]吳澤球，陶中南.茶葉烘干機(jī)械的技術(shù)現(xiàn)狀及研究進(jìn)展[J].食品與機(jī)械，2014，（01）:263-266.

[4]韓余，肖宏儒，秦廣明，宋志禹，丁文芹，趙映.紅茶加工工藝及機(jī)械設(shè)備研究進(jìn)展[J].中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2013，（02）:20-25.

作者簡介：鄧小盾（1979-），女，陜西涇陽人，碩士，講師，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)。