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89年8月(第98期)

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條形包種茶精選機之開發


茶業改良場 李清柳 黃謄鋒 廖慶樑

  突破條形包種茶製造過程中精選之瓶頸,行政院農業委員會茶業改良場與機械製造廠商昇泉有限公司合作,共同研發「條形包種茶精選機」,目前已完成雛形機即將進入量產階段,對於台灣北部文山包種茶之製造成本,可大幅降低,並紓解農村勞力不足問題,提高台茶競爭力。

  台灣茶葉特色茶甚多,如文山包種茶、木柵鐵觀音、新竹北埔椪風茶、凍頂烏龍茶、松柏長青茶……等等,其中包種茶大致可分為條形包種茶與半球形包種茶,條形茶以文山包種茶為代表,半球形以凍頂烏龍茶為代表。目前機械化加工製造方面,半球形茶的機械化程度比條形茶普及。粗製完成後挑梗及去除黃片與粉末等精選作業,是茶葉商品化銷售的必要過程,早期都是以人工處理,但近年來半球形茶精選機─撿枝機,已陸續開發,因此大幅降低生產成本。這方面條形茶的精選則未能突破,一直維持在人工撿除的階段。

  條形包種茶的精選,過去都是以人工處理,由於外觀呈條索狀極易斷裂破碎,其條形的外觀特性在精選後須儘量保持完整,故很難利用半球形包種茶已普遍採用之選別機以替代人工精選。又近年來工商業發達,吸引大量農村勞力,以致造成茶區勞力不足,勞動力老化現象,因此,北部文山茶區茶農產製之粗製茶已很難在當地雇工挑選,大多須運送至非產茶之外縣市以外包方式請人代工;人工挑梗精選效率極低,平均每人每日僅約10~12公斤能量,費用400~600元,不但耗費成本,且精挑時間未能把握,往往須耗費數天時間才能完成取回茶葉,對於銷售時效的爭取極難把握,因而造成損失。另外,人工挑梗精選的作業時間長,茶葉長時間暴露於空氣中,極易因吸收濕氣及雜味而造成品質劣變而降低價格。因此,茶葉的精選成為文山茶區生產條形包種茶亟待解決的一大產製瓶頸。

  行政院農業委員會茶業改良場為解決文山包種茶精選之困境,自87年開始於坪林、石碇等地區,以中南部各茶區已普遍採用的半球形包種茶各式選別機如電子式、光學式及機械式等作為條形包種茶精選比較試驗,結果都不理想,耗損率太大,但是以光電式色彩選別機與機械式撿梗機較為可行。因此,本年度與國內產製茶葉撿梗機之昇泉有限公司合作,以該公司取得專利之半球形茶葉撿梗機為藍本,配合條形茶特性及精選需要,建議部份零組件酌予改良及調整結構位置,完成「條形包種茶精選機」,經多次測試精選效果已能達到文山包種茶精選之需求,並獲得文山地區茶農認同。

  茶業改良場為使本機能早日量產上市,特將此一成果提早發表,期能於本年夏季推出供農民使用,將可大幅降低茶農生產成本,提高收益。

機械結構及作業原理

一、機械結構

  本機械由進料部分、前段枝梗分離裝置、旋轉圓盤脫梗器、後段枝梗分離裝置及輸出機構等部分組合。

(一)進料部分:包括進料斗、進料螺旋、斜面輸送帶。

(二)前段枝梗分離裝置:由長形槽滾筒2支(滾筒長75cm、直徑18cm、槽長32mm及寬11~13mm)、外表光滑滾筒1支及圓形毛刷2支共同組成(排列如圖1)。

(三)旋轉圓盤脫梗器:由旋轉撥板、篩網及圓筒組成。

(四)後段枝梗分離裝置:由圓形孔滾筒 (直徑11~13mm)、外表光滑滾筒及圓形毛刷各一支組成。

(五)輸出機構:包括上、下層振動輸送器,(如圖3)良級品及粉末、枝梗輸出導槽,側邊輸出導槽。

二、作業原理及流程

  將原料茶投入進料斗後,經由可調節轉速之進料螺旋,可將原料茶定量自斜面輸送帶送至前段分離器,原料茶在3度傾斜角之滾筒、毛刷持續轉動的滾筒通路中前進,完整的條形茶葉逐一掉入兩邊向外方旋轉 滾筒之長形槽中被帶離,並導入良級品輸出槽。枝梗、粉末則從平面滾筒與兩側長槽滾筒間的間隙掉下,經枝梗粉末輸出導槽輸出。較粗長之枝梗及條索未完全掉入長形槽者,由反向迴轉的毛刷撥出,於通道繼續向末端移動,並導入旋轉圓盤,經篩網排出後,再由第二階段分離器,如同前段分離器方式持續進行梗、粉末、良級品的分離。未能再分離之茶葉則由側邊的導槽輸出,此茶如以平面輸送帶輸送,可利用人工將梗及黃片剔除,再併入良級品,提高良級品的比例,也可再次投入進料斗,繼續精選,惟精選後,仍有部份含梗茶會再由側邊導槽排出。由於再次經過進料螺旋擠壓及旋轉圓盤脫梗,造成再精選後條形茶葉比較破碎情形,宜斟酌其經濟價值,決定是否再次投入精選,或配合以人工撿除。作業流程如圖所示。

作業流程

測試結果

  製造條形包種茶所使用之茶菁原料有傳統式的手採茶菁及機械採收之茶菁,因採摘方式不同,而有機採茶及手採茶兩種,製成之毛茶不論條索形狀或含梗量兩者略有不同,本試驗將手採與機採所製成之條形包種茶分別予以測試,以比較其精選效率,良級品與枝梗、粉末等比率。茲將測試結果列如附表。

  附表中將毛茶投入後經作業過程被分為前出口、側出口及枝梗粉末出口等三部份輸出,前出口輸出之良級品量,雖含有1~2%之少許枝梗,比率甚微,應可讓業者接受;惟側出口之精選茶仍含5~10%之枝梗,若能"配合人工挑梗"將枝梗撿出,則良級品總量,機採或手採茶葉分別可達到86.16%與87.90%,已可符合一般茶葉精製的要求。

附表 條形包裝種茶精選機作業效能比較

調 查 項 目 機   採 手   採
前出口    
良級品量(公斤) 66.08 68.93
含梗量(公斤) 1.02 0.70
側出口    
精選茶量(公斤) 20.08 18.93
含梗量(公斤) 1.54 0.85
良級品總量(公斤) 86.16 87.90
副茶*梗、粉末)(公斤) 13.84 12.10

以100公斤毛茶投入量換算

精選效率:每小時可精選44.51~46.758公斤毛茶

檢討與建議

一、優點 本機對條形茶精選之效率每小時精選毛茶44~47公斤,人工每人每日僅能撿除10~12公斤。

  1. 本機精製率達85%以上已為茶農所接受。
  2. 本機購置成本低廉,預計商品機在新台幣100萬元左右,且操作維修容易;目前利用光電式色彩選別機雖也可用於條形茶精選,但其購置成本全套高達新台幣1,000萬元以上,且操作維護技術性高,尚無法為小本經營茶農所採用。

二、缺點

  1. 本機對於黃片仍無法撿除,需配合人工作業。
  2. 本機採螺旋輸送進料方式,先以外力強制分離枝梗後再挑梗,易造成條形斷碎,有待進一步改良,使條形茶經精選後,儘量保持其完整性。

三、建議

  以本機作業時前出口有1~2%之枝梗,側出口有5~10%之枝梗未能撿除,建議採用人工1~2人輔助撿梗,即可將前出口及側出口精選茶葉中殘存之枝梗挑除,而提高良級品至85%以達到精選的要求。

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