茶葉采摘機文獻綜述

1、上海海洋大學(xué)2015屆畢業(yè)設(shè)計報告（文獻綜述） 茶葉自動摘采裝置設(shè)計文獻綜述報告（2015屆本科） 學(xué) 院：工程學(xué)院 專 業(yè)：物流工程 班 級：2011物工1 姓 名：許戰(zhàn)勝 學(xué) 號：1128124 指導(dǎo)教師：呂超2015年5月 3 /8茶葉自動摘采裝置設(shè)計摘要：本文梳理國內(nèi)外關(guān)于茶葉采摘設(shè)計和發(fā)展前景的參考文獻，通過分析茶葉市場需求、自動采摘機發(fā)展過程、人工采茶的缺點和茶葉的機械化采摘發(fā)展前景來為茶葉采摘機的設(shè)計改進提供幾點建議。為以后的設(shè)計改進打下基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：茶葉；市場需求；機械化采摘；發(fā)展前景 茶葉生產(chǎn)是我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，茶葉已經(jīng)成為全球三大飲料之一。隨著人們物質(zhì)水平的提高，對健康飲食的要

2、求也越來越高。而茶葉富含的營養(yǎng)價值也越來越被人們推崇和喜愛。2014年，我國茶葉產(chǎn)量175萬噸，居世界首位?？刹枞~的生產(chǎn)采摘大多數(shù)依賴人工采摘，這無形為茶產(chǎn)業(yè)增加了不少人工成本和降低了生產(chǎn)效率。所以一款方便快捷茶葉采摘機成為茶農(nóng)不可或缺的工具，也可以打破采茶葉的發(fā)展瓶頸。1 茶葉的發(fā)展狀況和市場需求1.1茶葉的發(fā)展中國是茶葉的故鄉(xiāng)，茶文化也是源遠流長。全國種植茶葉的地區(qū)越來越多。特別是近些年來，我國茶葉的發(fā)展取得了驚人的成就。早期的茶葉種植是以農(nóng)戶個體經(jīng)營為主體，采用原始的人工采茶和加工，生產(chǎn)效率低下，極大程度限制了茶葉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。茶葉的加工技術(shù)水平落后，無法有效的形成規(guī)模化生產(chǎn)和銷售。由于當

3、時的茶葉生產(chǎn)水平限制，在采摘、加工、運輸和銷售的過程中浪費了大量的人力物力，而且產(chǎn)品的品質(zhì)也得不到保證。茶葉的生產(chǎn)效率低于國際平均水平，茶農(nóng)大多是依靠自己的經(jīng)驗來進行采摘加工，缺乏專業(yè)的技能培訓(xùn)。而且茶葉的品牌也是良莠不齊，大大小小品牌數(shù)千個，而知名的就那么幾個。但是隨著茶葉的需求越來越大，中國的茶葉產(chǎn)業(yè)逐漸走進了人們的實現(xiàn)并且被重視起來。隨著現(xiàn)代機械化農(nóng)業(yè)發(fā)展和國家對茶葉產(chǎn)業(yè)的大力扶持，我國茶葉的生產(chǎn)逐漸走向現(xiàn)代化和產(chǎn)業(yè)化。茶農(nóng)們也逐漸使用機械化生產(chǎn)工具對茶葉進行采摘和加工，茶葉的品質(zhì)也在不斷提高。隨著越來越多的資本注入，茶葉企業(yè)已經(jīng)意識到現(xiàn)有的茶葉生產(chǎn)規(guī)模難以滿足市場需求，于是大規(guī)模的茶葉

4、種植基地孕育而生。茶葉也從開始的個體化、手工化、家庭式經(jīng)營逐漸走向了產(chǎn)業(yè)化、機械化、品牌化。茶葉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展隨著時代的腳步在不斷擴大，對茶葉附屬的設(shè)備機械要求也越來越高，而茶葉采摘機作為當中不可或缺的一步也逐漸走進了茶農(nóng)的平常生活勞作當中。1.2 茶葉的市場需求據(jù)統(tǒng)計2014年，我國茶葉總產(chǎn)量高達到175萬噸，產(chǎn)量達到世界首位。茶葉的消費市場也是逐年上漲。世界人均年消費茶葉近500克，英國人均年消費2460克，日本人1005克，愛爾蘭3170克，中國330克，香港特別行政區(qū)1370克。由此可見，茶葉市場還具有一定的發(fā)展前景。隨著生活水平的不斷提高，人們對茶葉品質(zhì)的要求越來越高。在消費往往傾向于那

5、些名優(yōu)茶、名牌茶葉。從長遠來看，我國茶葉產(chǎn)業(yè)雖然競爭會越來越激烈，但是市場需求量是不容小覷的。喝茶已經(jīng)成為中國人名的一種生活習(xí)慣，每家每戶都會備點茶葉，接待客人或者自己小酌。而且走親訪友時，茶葉也成為時尚健康的送禮佳品。所以各地對茶葉產(chǎn)業(yè)也越來越重視。像貴州、福建、浙江、江蘇等地都在大力扶持茶葉種植產(chǎn)業(yè)和茶葉附屬產(chǎn)品的開發(fā)規(guī)劃。2茶葉采摘的機械化發(fā)展過程2.1早期的人工采摘在茶葉產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，農(nóng)用機器發(fā)展落后，茶葉的采摘大多采用人工采摘。人工采摘這是傳統(tǒng)的采摘方法。它的優(yōu)點是易掌握，缺點是費時費力、動成本高。難以做到及時采摘。目前細嫩名優(yōu)茶的采摘，由于采摘標準要求高，還不能實行機械采茶，仍用手

6、工采茶。人工采摘往往伴隨著一系列的問題，比如效率低下、人工成本高、無法滿足市場需求等。而且人工采摘茶葉對采摘者的技術(shù)要求十分高。茶農(nóng)在采摘時出現(xiàn)用手扭采、揪采、抓采等現(xiàn)象，破壞樹冠培養(yǎng)、損傷茶芽、老嫩不一、芽葉破壞、混雜等嚴重，即影響茶樹生長，又影響品質(zhì)的提高。所以采摘者往往需要經(jīng)過一段時間的技能培訓(xùn)才可以勝任這項任務(wù)，但這又無形中提高了茶葉的生產(chǎn)成本，遏制了小型茶農(nóng)的發(fā)展。而且隨著市場需求量的不斷增加，人工采摘已經(jīng)無法滿足當今茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展擴大。2.2日本茶葉采摘機的介紹 在世界產(chǎn)茶國中,日本茶葉機械發(fā)展很快。在全國76.9萬畝采摘茶園中,除少數(shù)覆蓋茶,玉露茶,碾茶等高級茶用手采外,其它的茶園

7、幾乎都用機采。平均畝產(chǎn)277斤。是世界上單產(chǎn)最高的國家。由于日本勞動力缺乏，所以日本對機械化農(nóng)業(yè)發(fā)展十分重視。日本早在上世紀20年代就開始了茶葉機械化采摘機的研制和改進。從剛開始的攜帶型采茶機到最后的自走式采茶機都能比較有效的幫助茶農(nóng)進行采摘生產(chǎn)。2.2.1攜帶型采茶機  攜帶型采茶機的采摘方式有3種,既往復(fù)動刃型(現(xiàn)在的可搬型采茶機多采用這種方式)圓盤狀的水平回轉(zhuǎn)刃型以及圓桶刃型,到1965年止,全日本該機械的普及臺數(shù)超過了100萬臺。攜帶型的機械,機身重6-12公斤,采摘幅度25-45厘米。采摘勞動強度相對較大,工作效率也相對較低,但現(xiàn)在日本的山地茶園還有不少是沿用該機

8、械的,1小時可采40-60公斤鮮葉。2.2.2可搬型采茶機  可搬型采茶機也被稱為雙人采茶機。1965年鹿兒島松元機工開發(fā)了可搬型茶葉采摘機,最初采用的是圓筒刃型,現(xiàn)在的話,不銹鋼的往復(fù)動刃型已經(jīng)成為主流,該機械采用送風(fēng)的方式,將采摘下的茶葉送到機身后的布袋中。隨著新型材料的運用,機身的重量也由當初的超過20公斤,演變到現(xiàn)在的10公斤的程度。該機械一次采過,就可以完成半個茶樹蓬面的采摘任務(wù),快捷便利,售價不高,是日本當前最普及的茶葉采摘機型。一小時可采250-370公斤的鮮葉。2.2.3自走式步行型采茶機1970年，開始發(fā)行可走行裝置的采摘機。主要采用車輪走行和履帶走行的模

9、式,這樣就可以實現(xiàn)單人操作了,而不用非2人抬著不可了。這種機械的單人效率是可搬型機種的1。8倍。不過該機型的普及率不很高,賣的不是很好。2.2.4軌道走性型采摘機  1985年,開始在茶園鋪設(shè)軌道進行軌道走行型采摘機的研究,1990年,該技術(shù)進入實用化階段,這種機型的突出優(yōu)點是:采摘精度較高,可以采摘不混入茶莖和老葉的嫩葉部分,現(xiàn)在靜岡縣有380公頃的茶園普及了該機型。該機型1小時可采360公斤鮮葉。2.2.5乘用型采摘機  1961年,鹿兒島茶葉實驗場開始進行乘用型采摘機機械的研究,此后其他研究機構(gòu)和機械制造企業(yè)共同象實用性方向邁進,開始采用的是車輪型

10、,但是車輪型在軟弱的土壤中行走非常不便,之后,又改用履帶式的。1997年,這種采摘機械在平坦而寬闊的茶園地區(qū)的普及數(shù)超過了1000臺。同年,落合刃物工業(yè)開發(fā)成功了只有之前機械重量3分之一的小型乘用型機械,這樣搬送容易,還是價格也是一般中規(guī)模的農(nóng)戶所能承受的,2007年開始,共有4家企業(yè)開始制造販賣該型號的機械,價格從幾十萬人民幣到幾百萬人民幣的都有。1小時可采10-20A的面積,產(chǎn)量可達到500_1500公斤呢。該機械還有一個限制,就是茶園除了要求平坦,寬闊外,行間距要在180厘米。2.3我國采茶機械的發(fā)展 早在上個世紀50年代，我國就開始了對茶葉機械化采摘的研究。從開始研發(fā)到投入生產(chǎn)，大概分

11、為三個時期。第一時期為50年代到60年代，這一階段大都處于摸索階段。大家互相合作，研制除了不少采茶機型。采摘原理有滾折式、切割式等。而采用的動力也是各種各樣，有人力、電力和依靠于拖拉機發(fā)動機產(chǎn)生的動力旋轉(zhuǎn)。其中最著名的實驗產(chǎn)品有南茶702、浙農(nóng)4號等。不過由于資金有限，這類產(chǎn)品都沒有大規(guī)模投入生產(chǎn)使用。第二時期為60年代到70年代初，以 NIC型(電動往復(fù)切割式)采茶機為代表 。當時茶葉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求已經(jīng)越來越大，而現(xiàn)有的茶葉生產(chǎn)已經(jīng)跟不上市場的需求，所以更加快捷的茶葉采摘機已經(jīng)迫切需求。各個采茶機研發(fā)機構(gòu)通力合作，總結(jié)了前一階段經(jīng)驗和成果，在動力和采摘原理上進行了大幅度的優(yōu)化改良，研制出了N

12、IC型采茶機。這是我國第一臺定型的采茶機。第三時期則是從80年代至今，隨著科技的快速發(fā)展，國家也加大了對農(nóng)用機械的扶持和研發(fā)。各個茶葉大省都先后研制除了方便快捷的采茶機。目前我國有大大小小十幾種采茶機，其工作原理大多為切割式采茶，采用的動力有手動、電動、機動等。3采茶機的發(fā)展前景和利弊3.1采茶機的發(fā)展前景隨著我國人們生活水平的提高，對健康生活的不斷追求，茶葉生產(chǎn)中的名優(yōu)茶的生產(chǎn)呈現(xiàn)快速增長的趨勢，產(chǎn)量從 1999 年的2.7 萬噸增長到 2006 年 20.3 萬噸，而產(chǎn)值從 1999 年的 6.4 億 元增長到 2006 年的 104.1 億元。 近年來名優(yōu) 茶加工機械的發(fā)明和使用，解決了

13、傳統(tǒng)的手工制茶質(zhì)量參差不齊的缺點， 簡化了操作程序， 大大提高了生產(chǎn)效率， 使得名優(yōu)茶的生產(chǎn)步入機械化，而名優(yōu)茶鮮葉采摘成為了限制名優(yōu)茶機械化生產(chǎn)發(fā)展的瓶頸。 要解決名優(yōu)茶的采摘問題，根本出路在于實現(xiàn)機械化采茶。現(xiàn)階段推行機械化采茶的難點在 于，名優(yōu)茶鮮葉原料要求高，且標準不統(tǒng)一，有單芽型，有一芽一葉初展為主型，有一芽二葉初展為主型， 基本上所有名優(yōu)茶葉原料都要求鮮葉原料芽葉完整，芽葉成朵，而現(xiàn)階段在生產(chǎn)實踐 中普遍采用的采茶機都是針對大宗茶鮮葉原料設(shè)計和生產(chǎn)的，機械采摘的鮮葉一致性差，老嫩不一，很難找到一個有效的鮮葉處理和分級措施。一些茶區(qū)由于茶季采工緊缺， 茶農(nóng)只好看著茶樹新梢老在樹上，望

14、茶興嘆，好的茶樹長勢卻難以產(chǎn)生經(jīng)濟效益。要實行機械化采摘名優(yōu)茶，應(yīng)從幾方面著手：（1）改造現(xiàn)有茶園面貌，使之適應(yīng)機械化采茶。 如選擇優(yōu)良茶樹品種，擴大無性系栽培面積，加強茶園管理， 培養(yǎng)合適的樹形和采摘面。 （2） 改進現(xiàn)有采茶機械或深入研究名優(yōu)茶采茶機，提高采摘茶葉鮮葉的質(zhì)量，尤其是提高采摘芽葉的完整性和一致性，使之能基本符合名優(yōu)茶鮮葉質(zhì)量要求；我們應(yīng)該加大對名優(yōu)茶采茶的研究力度，如利用茶樹不同成熟度的芽葉或葉片之間在顏色、 纖維木質(zhì)化程度、 葉片面積等因素上的差異，采用智能化自動識別技術(shù)，使新一代名優(yōu)茶采茶機械采茶時對芽葉新梢具備一定程度的選擇性，且能較好地保持芽葉的完整性。（3）改進和提

15、高現(xiàn)有鮮葉處理和分級措施，提高機械采摘鮮葉的適制性。（4）改革傳統(tǒng)茶葉加工工藝技術(shù)，使機械化采茶和機械化加工相互適應(yīng)，綜合改進和提高茶葉制成品的品質(zhì)和風(fēng)格。 我國茶園面積居世界首位， 全國名優(yōu)茶生產(chǎn)效益早已超過茶葉行業(yè)總體經(jīng)濟效益的五成，實施名優(yōu)茶機械化采茶，是逐步實現(xiàn)茶葉生產(chǎn)由傳統(tǒng)的勞動密集型行業(yè)向現(xiàn)代技術(shù)密集型行業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵，其前景十分廣闊。3.2機械化采茶的利弊機械化采茶的主要利弊目前國內(nèi)外普遍采用的采茶機都是針對大宗茶生產(chǎn)時采摘茶樹鮮葉用的，其基本原理是利用機械動力帶動刀片運動，快速剪切并收集茶樹芽葉，從而達到采摘茶葉的目的。機械化采茶的優(yōu)勢是明顯的：（1）有效減少因采摘不及時帶來的經(jīng)

16、濟損失； （2）效率高，據(jù)測算，一臺單人采茶機每天能采摘鮮葉 400 多 kg， 相當于人工采摘量的8 倍，而雙人采茶機每天可采摘鮮葉 9001500kg，相當于人工采摘量的18 倍;機械采茶 （簡稱機采）工效是人工的 10 倍以上。據(jù)筆者調(diào)查了解，目前在浙江省金華市一帶,機械化采茶普遍,有些茶區(qū)也形成了不少機械采茶專業(yè)化。茶區(qū)專業(yè)化采茶，一般以 6 人 為一組,自帶一臺雙人采茶機,春茶季節(jié)一天 (約 工作 10 小時) 可采茶葉 4500kg 左右，夏秋茶可采葉 38004000kg。 （注： 鮮葉原料基本上是以 適合做中低檔炒青綠茶或低檔珠茶鮮葉為主。）通常一般采茶費用標準為，如自帶機械和

17、油料， 則按鮮葉 0.3 元/kg 收取采摘費， 效益可觀。機械采茶的不利因素:1、鮮葉品質(zhì)不及手工采摘的好；沒有選擇性，老嫩不一， 部分葉張破損，完整性差。 2、 采摘批次少， 每年剪采以 8 12 批為宜，機采以 46 批為宜，而手工采摘批 次可達 20 批以上。對名優(yōu)茶而言，春茶早一 天上市，就意味著多一分經(jīng)濟效益，多批次采摘，有利于提高經(jīng)濟效益。機械化采茶還必須具備一定的條件：（1）茶樹品種要純，最好是無性繁殖和培育的茶園， 茶樹品種應(yīng)適合機采，芽葉萌發(fā)時間相對較勻齊。（2） 要有良好的樹冠和采摘面。 對茶園的平整度，茶樹扦插、樹形修剪、樹冠培養(yǎng)、修剪技術(shù)等都有較高技術(shù)要求。 這就要求

18、從茶園基礎(chǔ)、 幼齡茶樹或茶樹重修剪開始，歷經(jīng) 35 年時間培 養(yǎng)適合機采的樹冠和采摘面。（3） 要有較高的肥料成本投入和較高茶園栽培管理水平。 機械采 摘強度大，芽葉損傷嚴重， 使茶樹養(yǎng)分消耗多， 需要適時及時補充。（4）對采茶機械的選擇、采摘間隔期、采摘技術(shù)、采摘鮮葉的后期處理等也都要有較高的要求。4 結(jié)語茶葉采摘機作為茶農(nóng)們越來越不可缺少的生產(chǎn)設(shè)備之一，在未來的茶葉產(chǎn)業(yè)必將發(fā)揮著不可或缺的作用。所以，一款對名優(yōu)茶較小損害的采茶機是十分有發(fā)展前景的。參考文獻1 唐小林. 機械化采茶的利弊分析及發(fā)展前景J. 中國茶葉加工,2008,04:10-12.2 袁海波,魯成銀,毛祖法,尹軍峰,楊建燦,許勇泉,陸德彪,石元值. 便攜式名優(yōu)茶采摘機采摘效果初步研究J.中國茶葉,2008,11:26-28.3 唐萌. 茶園名優(yōu)茶機械化采摘集成技術(shù)研究D.浙江大學(xué),2007.4 良茗. 名優(yōu)茶機械化采摘現(xiàn)場會舉行J.中國茶葉,2012,04:16-18.5 朱向陽. 茶葉機械化采摘技術(shù)的分析與探討J.農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備,