TGXAS-工夫红茶连续化加工生产线设计与安装技术规范编制说明

工夫红茶连续化生产线设计与安装技术规范编制说明一、任务来源本标准是根据广西标准化协会关于《广西标准化协会关于下达2023年第11批团体标准制修订项目计划的通知》（桂标协〔2023〕51号）精神，由广西职业技术学院、广西农垦茶业集团有限公司提出。广西职业技术学院、广西农垦茶业集团有限公司、广西西林京桂古道茶业有限公司、广西隆林三冲茶茶业有限公司、广西红茶加工工程技术研究中心等共同起草的团体标准。项目背景及目的意义广西茶园面积136.92万亩，毛茶产量8.83万吨，全区毛茶产值78.93亿元，茶产业综合产值约260亿元，综合实力排名全国第二位。茶产业作为广西的优势特色农业产业，在脱贫攻坚中发挥了重要作用，有效促进了边远山区、少数民族地区经济发展和农民增收。广西14个市48个产茶县中，80%以上的茶园分布在边远山区，有979个村、超过20万户农户种植茶叶，茶产业已成为农民脱贫致富的支柱产业。但我区茶产业却大而不强，大部分红茶加工企业，以小型加工企业和农户加工为主，应用的茶叶加工机械设备主要有萎凋、揉捻、发酵、干燥等设备。大部分茶叶加工企业的茶叶加工以单机加工为主，各单机作业完成的在制叶往往直接放置在地面，再由人工转运至下道工序进行加工。随着国家对食品安全卫生管理的不断加强，以及茶叶加工生产人力成本的不断攀升，这种粗放式的加工生产模式已经越来越不能适应当前的茶叶加工生产的发展形势。考虑到功夫红茶生产加工传统制茶工艺中的萎凋、揉捻、发酵、烘干四个重要工序的特点，为了保证自动化、智能化生产的功夫红茶品质不下降，并且最大程度地模拟传统制茶工艺，缩小自动化、智能化生产的功夫红茶与传统的半机械化生产的功夫红茶的品质差距，在进行工艺及装备设计时应遵循以下原则：（1）制茶工艺与茶叶机械相结合。既考虑传统制茶工艺的要求，在自动化、智能化可实现的前提下，尽量实现传统工艺，以提高自动化、智能化生产的红茶品质，同时也要在保证品质的前提下，对传统工艺进行有利的改革与创新，以适应功夫红茶自动化、智能化生产的要求。（2）保持在制品传统特性。自动化、智能化加工时各工序茶叶在制品的萎凋程度、发酵程度、发酵时温度、湿度和含水率等关键参数与传统工艺保持一致。（3）改进现有设备。对“功夫红茶”生产加工的萎凋槽、发酵室等关键装备加以改进设计，与功夫红茶生产加工特点相适应，避免红叶、焦叶或发酵过度、不匀等现象产生。（4）充分借鉴多茶类加工技术和理念。连续萎凋技术使鲜叶在运动中完成萎凋，借鉴了乌龙茶做青技术；实行两段式变温发酵，其原理与传统工艺一致。通过对相关资料收集，项目组对功夫红茶生产加工的传统制茶工艺进行分析，并考察了目前茶叶机械化生产加工的相关机械后，提出了“功夫红茶”自动化、智能化初加工关键技术研发与应用的关键设备设计方案，并邀请茶机厂和茶叶加工等相关专家对项目设计方案进行论证及改进设计后，最终研制建立了一条功夫红茶初制自动化生产线。茶叶加工连续化生产线的设计与安装，需要考虑适应不同地区的茶叶加工工艺、加工规模等方面的要求。如果茶叶加工连续化生产线的设计不合理、设备安装不规范，往往会带来机器间不能良好匹配，茶叶品质不稳定，浪费机器设备资源等问题。本标准根据广西红茶的特点，提出工夫红茶连续化加工生产线设计与安装技术规范，以此来指导生产线的建设，对于推行茶叶安全卫生的生产方式、提高茶叶品质、提高生产效率、降低工人劳动强度、提升茶叶加工企业的经济效益均具有积极意义。标准的起草过程（一）成立标准编制工作组团体标准《工夫红茶连续化加工生产线设计与安装技术规范》项目任务下达后，广西职业技术学院成立了标准编制工作组，起草单位制定了起草编写方案与进度安排，明确任务职责，确定工作技术路线，开展标准研制工作。具体标准编制工作由广西职业技术学院、广西农垦茶业集团有限公司、广西西林京桂古道茶业有限公司、广西隆林三冲茶茶业有限公司、广西红茶加工工程技术研究中心起草单位组成标准编制工作组，编制工作组成员如下：编制人员与分工黄秀兰女68推广研究员茶叶广西职业技术学院主持梁裕男51教授计算机广西职业技术学院参与编制蒋旭雄男51农艺师茶叶广西农垦茶业集团有限公司参与编制陈恩海男46教授农学广西职业技术学院参与编制杨磊女42高级工程师食品科学南宁职业技术学院参与编制黄水有女43农艺师茶叶广西农垦茶业集团有限公司参与编制黄佑红男42农艺师农学广西农垦茶业集团有限公司参与编制陶思艺女36农艺师茶叶广西隆林三冲茶茶业有限公司参与编制张泽曦男28茶艺师金融广西职业技术学院参与编制杨婷女41农艺师茶叶广西农垦茶业集团有限公司参与编制编制工作组下设三个组，分别是调研与信息收集组、草案编写组、标准实施组。调研与信息收集组：负责国内有关对区内茶叶机械主要生产企业进行了实地调研及用户走访，通过对相关资料收集，项目组对功夫红茶生产加工的传统制茶工艺进行分析，并考察了目前茶叶机械化生产加工的相关机械后，提出了“工夫红茶”自动化、智能化初加工关键技术研发与应用的关键设备设计方案，并邀请茶机厂和茶叶加工等相关专家对项目设计方案进行论证及改进设计。草案编写组：草案编写组召开了第2次工作会议。研究确定了标准制定的原则、标准的使用范围、需要协调相关标准，完成了标准草案、征求意见稿和标准编制说明的编写。四、标准制定原则（一）、基本要求《茶叶质量安全信息追溯编码及标识规范》严格按GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》的要求和规定编写本标准内容，与国家相关法规、标准及行业标准匹配协调。（二）、技术要求的编写原则1、科学性原则（二）、技术要求的编写原则1、合理的界定标准的适用范围，保证地方标准的适用性。2、系统、科学的规定红茶连续化加工生产线设计、安装方面的基本要求，满足国家对食品安全、保护人体健康和人身财产安全的要求。3、能引导并推动行业的技术进步，最大限度地满足使用要求，尽可能体现技术先进、经济合理、安全可靠的原则。4、贯彻标准化工作导则和指南的有关规定。、5、贯彻广西团体标准管理办法的有关规定。五、主要内容及依据来源（一）.范围本标准规定了工夫红茶连续化加工生产线的术语和定义、设计与安装技术规范本标准适用于由工夫红茶红茶叶萎凋、揉捻、发酵、干燥等主要加工设备和茶叶摊青、提升、输送、解块、冷却回潮、筛分、风选等辅助设备组成的红茶连续化加工生产线(以下简称生产线)的设计和安装。（二）.规范性引用文件依据正文中规范性采纳的标准列出规范性引用文件，排列顺序符合GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求。（三）术语和定义本标准给出了“工夫红茶连续化加工生产线”的术语定义，其它术语采标GH/T1124-2016《茶叶加工术语》、JB/T7683-2016《茶叶机械术语》。团体标准《工夫红茶连续化加工生产线设计与安装技术规范》主要章节内容包括：术语和定义、连续化加工生产线、设计规范、安装技术规范，其中术语和定义“连续化加工生产线”主要依据《智能化自动化功工夫红茶生产线研制与应用》研究成果。工夫红茶的自动化生产线简介：整个生产线分为萎凋模块、揉捻模块、发酵模块和烘干模块。1.萎凋模块由茶叶提升机、移动往复平输机、连续萎凋机等设备构成循环式鲜叶萎凋机组。可设置所需温度和风量，让鲜叶在机械上连续循环走动,实现上下左右立体翻动,当萎凋达到所需程度就可自动传送到下道工序。2、揉捻模块由茶叶提升机、缓冲回潮机、抛振振动槽、移动往复平输机、自动揉捻机组和平输机构成。在自动揉捻机组前增加了缓冲回潮机，使茶叶进行回潮。揉捻模块采用6CRZ55自动揉捻机组，由程序控制自动加料、自动加压、自动出茶，揉捻压力自动轻一重一轻控制,减轻劳动强度,实现揉抢叶品质的一致。3、发酵模块由茶叶提升机、解块机、连续发酵机等设备构成连续化红茶发酵机。实行整体设计，发酵室内各点B的温湿度保持均匀，实现发酵全过程连续不间断，设定在规定时间内自动翻叶,可实现控温、控湿、控时，确保发酵茶叶的芽叶品质一致，为后期的红茶做型创造条件，实现整条生产线均衡、等量生产。4、连续烘干模块由茶叶提升机、翻板烘干机、翻板回潮机和摊晾平台等设备构成连续自动翻板烘干机组。实行一端进另一端出模式，节约占地面积及配套设备,增加烘干面积,烘箱进行保温处理，在节能的同时也降低加工场所的环境温度。5、自动控制系统。控制系统在控中心的作用下，对生产线实现统一决策、协调控制，单台设备控制参数可通过点击主界面修改相应设置获得相应的运行状态数据、工艺数据等。同时，各单元控制器具备分散控制功能,可在设备上设置参数，即使在控制中心失效的情况下，也可以继续生产，提高整条生产线的可靠性及维护性能。根据项目研究成果得出红茶全自动生产线各工序控制数据（表1），此工艺数据为生产线设备的配置提供科学依据。表1红茶全自动生产线工艺参数序号工序重量（kg）含水量（%）耗时（h）1储青90750-122萎凋56.360(±2)8-123揉捻56.360(±2)0.7-1.54解块56.360(±2)0.25发酵56.360(±2)4-66初烘37.535(±2)0.2-0.37足火37.54-50.4-0.8经多年试验研究，确定主要各工序的技术关键：1、分段式动态萎凋此萎凋方式的设计保证了生产的连续化；鲜叶在运动中可以使叶表面空气流动加快，缩短萎凋进程，提高生产效率；萎凋机（附图1）进叶端口叶耙的设计保证了萎凋过程鲜叶的厚度均匀，避免了传统萎凋中人工摊叶的随意性造成的摊叶厚度不均匀的问题；萎凋机设计有利于鲜叶萎凋，机体框架呈楔形，顶部倾斜30°~45°，机体框架内通过隔板形成多个萎凋腔室，机体框架两侧的上部设有带网孔的传送带，传送带穿过每个萎凋腔室，机体框架内设有整体热风管道，整体热风管道穿过每个萎凋腔室并可进行调节，解决了红茶萎凋中温度不均，萎凋不均、萎凋叶有烟味的问题。（附图1萎凋机）连续渐进式加压揉捻工夫红茶连续生产线也采用由单片机控制的一套鲜叶称量和自动分配系统，对每台揉捻机揉桶定时、定量投料，然后自动加压揉捻，并可完成无压、轻压、中压、重压过程的自动转换、自动下料和出茶，使原来不能连续作业的单机，实现断续〈脉冲）性连续（见图2）。使得揉捻变得自动化和标准化，自动化上叶极大的减轻了工作强度、减少了工作量；标准化的称量可以促使揉捻后的茶叶条索及细胞破碎率相对一致，为自动化生产的茶叶提供了稳定的形状和质量保证。（附图2揉捻机）3.高速旋转式解块由高速旋转辊轴式解块机完成，揉捻后的叶子通过高速旋转辊轴式解块机（见附图3），瞬间解散其中的团块；

（附图3解块机）4.变温动态发酵发酵采用两台发酵机室，每台发酵机室中设有一台发酵机，发酵机的进叶口设有匀叶板，发酵机内部为多层细孔状网带且发酵机为非密封式设计（见附图4）。通过超声波加湿器进行增湿，通过电加热设备进行增温，同时有换气装置，连续式摊青机位于发酵房内。内部装有控温控湿糸统，温度20~40℃精确可控，相对湿度湿度60~99%可控。通过控制自动发酵装置上下部位不同的温度，下低20℃、高≤温度≤30℃，揉捻叶自上而下进入发酵机，在先高后低的温度环境中运行并发酵，时间2~4h，变温发酵有利于发酵初期茶黄素的大量积累而又不至于茶黄素过多的转化为茶红素，随后的低温长时发酵有利于茶黄素相对较慢的转化为茶红素并有利于发酵程度的控制，使得茶红素和茶黄素含量水平都高且比例适当，从而达到较好的发酵质量，形成功夫红茶滋味浓醇香甜，汤色、叶底红亮的优良品质特点。实现不同发酵阶段不同温度的变温发酵，并且通过叶子运行中翻动的动态发酵方式，使叶子充分供氧，显著提高红茶品质。解决现有红茶发酵过程中，因为采用静态发酵，使得发酵不够完全、发酵效果较差，影响茶叶品质的问题。（（附图4发酵机）干燥在毛火烘干机和足火烘干机之间加了回潮机，回潮机的运用解决了传统干燥工艺毛火、摊放回潮、足火不能连续化生产的问题；同时茶叶在回潮机中进行适度回潮摊凉可促进茶叶内部水分向外部散发，使水分分布均勾，提高了足火的烘干效果。（附图5烘干机））红茶自动化生产线特点经多年技术推广，建立3处示范基地：1.西林红茶清洁化、自动化生产线基地2.大明山红茶清洁化、自动化生产线基地广西职业技术学院红茶清洁化、自动化科创型中试生产线基地（四）.设计规范本标准针对红茶连续化生产线的特点，根据我区红茶加工的特点，结合我区红茶加工的典型工艺及目前区内红茶连续化加工生产线的实际情况，给出了红茶连续化加工生产线设备选型和配置的基本设计原则。同时，结合我区红茶加工生产线的特点，对于设备使用的能源、运转动力等方面的设计给出了基本要求。此外，本标准还从生产线设备的卫生要求、安全防护、电气安全、安全信息等方面给出了具体的设计要求。其主要依据为我国食品机械安全、机械安全、电气安全的有关国家标准。（五）、安装技术规范本标准根据区内红茶连续化加工生产线设备安装的实际，并结合国家机械设备、输送设备、电气装置安装的有关标准：GB50231-2009《机械设备安装工程及验收通用规范》，GB50270-2010《输送设备安装工程施工及验收规范》，GB501692016《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》、GB50185-2010《工业设备及管道绝热工程施工质量验收规范》等的要求，给出了红茶连续化加工生产线设备安装的具体要求。此外，本标准按照我国对承压锅炉特种设备安装的管理规定及GB50273《锅炉安装工程施工及验收规范》给出了其安装要求六、与现行法律、法规、国家相关标准和产业政策等协调情况的说明（一）与现行法律、法规、和产业政策的协调情况1、满足食品加工、农产品质量安全方面的法律、法规的规定茶叶加工属于食品加工，加工过程应该清洁化，具体要求为：加工过程中对产品（茶叶）的污染尽量降到最低。因此，本标准规定生产线的设备，其与茶叶接触部分采用符合食品卫生要求的材料，以满足我国《食品安全法》、《农产品质量安全法》的有关规定。2、符合特种设备安全法律法规的有关规定生产线所用承压锅炉的安装应符合《特种设备安全法》，《特种设备安全监察条例》、《锅炉安全技术监察规程》（TSGG0001）《锅炉水(介)质处理监督管理规则》（TSGG5001），本标准明确了承压锅炉安装及配置的特殊要求。3、贯彻国家机械、电气安全相关标准规定生产线的设计、安装涉及到机械设备安全及电气安全，本标准贯彻了有关我国机械、电气安全等方面的相关标准要求。（详见标准采标情况说明）（二）标准采标情况1、安全要求本标准主要采标了国家有关机械安全、电气安全、食品机械安全等方面安全技术要求的标准。GB5226.1机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件GB10396农林拖拉机和机械、草坪和园艺动力机械安全标志和险图形总则GB12265.3机械安全避免