关键词:
茶叶摊青
汽热风微域
机理-数据双驱动
绝对水势
PID控制
摘要:
茶叶摊青是茶叶加工中的首要环节,也是影响茶叶品质的关键环节。然而,传统摊青工艺往往依赖经验操作,且难以精准调控环境参数,导致后续加工质量不稳定。为寻求茶叶加工高质量发展,智能化、精准化的茶叶摊青技术及工艺是目前行业内亟待解决的问题。
本研究选择恩施玉露为研究对象,通过正交试验模拟不同摊青条件下的茶叶加工环境,以品质和能耗协同调控为目的,优选出绝对水势作为理想耦合因子,并建立响应曲面模型。试验结果表明,在初始含水率77.5%、温度25℃、湿度60%与风速0.5m/s的条件下,茶鲜叶的多酚含量提高15.8%,儿茶素保留率提升12.3%。基于正交试验的理想耦合因子及模型,本研究设计并实现了一种机理与数据双驱动的汽热风微域自动控制系统。机理模型通过热力学方程描述茶鲜叶与环境的热质交换规律;数据模型基于正交试验数据和实时传感器采集数据,持续反馈并优化参数,实现温湿度、风速的精准控制。
为确保控制系统可行性,通过实际作业验证了系统能在短时间内将温度、湿度及风速稳定至设定值,整体波动范围小于±1%;通过观察茶叶的微观结构发现,本研究设计的自动控制系统相比传统摊青工艺,可显著降低叶片损伤,气孔开度与蜡质纹饰变化更为均匀。通过双驱动模型的闭环调控,系统将传统人工经验转化为基于环境参数与品质指标的量化控制,为茶叶加工的标准化提供了技术保障。
本研究的创新点在于提出了一种通过精确调控茶叶摊青环境的方案,并利用试验验证了其提高茶叶品质的效果。试验结果显示,该系统在改善恩施玉露等特色茶叶品质方面展现了一定潜力,并有助于提升恩施茶叶的市场竞争力。同时,为恩施茶业的技术升级提供了一条可行路径,也为地方经济发展和乡村振兴提供了初步支持,未来有望得到更广泛的推广和应用。