武夷巖茶做青自動(dòng)化智能化控制關(guān)鍵技術(shù)研究及其應(yīng)用.pdf

1、武夷巖茶具有濃郁的花果香，以及醇厚的滋味獨(dú)特的巖韻享譽(yù)海內(nèi)外。做青工藝是武夷巖茶初加工過程中的關(guān)鍵工序，對(duì)武夷巖茶的香氣和滋味等品質(zhì)特征的形成影響很大。目前，在武夷巖茶生產(chǎn)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(cái)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(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)茶葉生產(chǎn)“用工荒”、勞動(dòng)力成本上漲、烏龍茶做青過程高強(qiáng)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(dòng)化與智能化控制系統(tǒng)的開發(fā)及其

2、相關(guān)試驗(yàn)，開展烏龍茶智能化做青系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究，主要研究結(jié)果如下。
　　1.基于觸摸屏與PLC的做青自動(dòng)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(dòng)化控制系統(tǒng)，建立了烏龍茶做青可控實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)做青機(jī)2種檔位的準(zhǔn)確切換，操作簡(jiǎn)單，輸入?yún)?shù)靈活多樣，投資成本低，適合于生產(chǎn)型做青機(jī)的自動(dòng)化精細(xì)化控制。
　　2.基于PC機(jī)與PLC的做青智能化控制系統(tǒng)。研發(fā)了“1拖16”基于PC機(jī)+PLC的智能化控制系統(tǒng)，在自動(dòng)化

3、做青的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)智能化控制做青。本系統(tǒng)包括下位機(jī)、上位機(jī)、通訊模塊等組成具有多參數(shù)的在線采集、檢測(cè)功能，實(shí)現(xiàn)做青工藝數(shù)據(jù)在線存儲(chǔ)。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(jī)和壓力傳感器制成的青葉在線水分檢測(cè)裝置為在線檢測(cè)裝置，采集溫、濕、水分、現(xiàn)場(chǎng)視頻等因素，使做青環(huán)境監(jiān)測(cè)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(shí)間）的搖青、晾青模糊控制器。各參數(shù)基本論域及數(shù)學(xué)模型：做

4、青環(huán)境溫度偏差的基本論域?yàn)椋?1.5℃,1.5℃）；做青環(huán)境相對(duì)濕度偏差的基本論域?yàn)椋?15％,15％）；搖（晾）青時(shí)間控制量的基本論域?yàn)椋?20％t搖（晾）,20％t搖（晾））。
　　三輸入單輸出搖青時(shí)間模糊控制器數(shù)學(xué)模型：U搖=（RT搖 UT+ RH搖 UH+ RL搖 UL）×F搖
　　三輸入單輸出晾青時(shí)間模糊控制器數(shù)學(xué)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(jī)溫濕度在線采集結(jié)果表明，搖青時(shí)，溫度下降，相對(duì)濕度上升；晾青時(shí)，溫度略為提高而相對(duì)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(jī)青葉減重率在線采集結(jié)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(jī)在制葉含水率比做青機(jī)在制葉含水率低0.34%~3.48%，這是微型做青機(jī)滾筒直徑小，氣流擾動(dòng)小所致，可通過采取減小測(cè)定青葉量，增大氣流速度等措施，減小在線實(shí)測(cè)值與實(shí)際值之間偏

6、差，同時(shí)通過函數(shù)擬合修正以減少誤差。
　　5.電腦自動(dòng)程控做青系統(tǒng)對(duì)比試驗(yàn)。電腦自動(dòng)程控做青對(duì)比試驗(yàn)表明，與手動(dòng)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(dòng)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(zhì)的穩(wěn)定性與均一度得到有效提高，體現(xiàn)了自動(dòng)做青控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。
　　6.做青自動(dòng)化智能化控制技術(shù)的發(fā)展前景。自動(dòng)化控制做青機(jī)比人工控制做青節(jié)