Page 24 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2022年第5期
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               2.1  红茶在制品状态在线感知技术的研究                            2.2  精准化加工装备的研制
                   传统红茶加工仍以人工“一看二摸三闻”的主观                            加工装备是红茶工艺技术的载体，直接影响工
               判断为主，脱离不开老师傅的主观经验，导致制茶省                          艺技术调控的精准性及红茶产品品质的稳定性和优
               力不省心，为此学者们对红茶加工各个工序茶在制                           异性。现有红茶加工装备存在参数控制精准性差、
                                                   ［3］
               品的状态进行了系统分析，应用机器视觉 、近红外                          波动大、连续化程度低等问题，为此学者们研制出多
               光谱、高光谱、电特性等高新技术对红茶在制品的品                          台精准调控的红茶加工新设备并进行产业化应用。
               质状态进行在线感知，取得了较大的进展，部分技术                              针对日光萎凋、室内自然萎凋、萎凋槽萎凋等传
               已在产业上进行了应用。                                      统萎凋方式存在的劳动强度大、可控性差等缺陷，业
                                                     ［4］
                   红茶萎凋状态在线感知方面，宁井铭等 提出了                        界研发了控光萎凋机、设施复式萎凋、链板式萎凋等
               一种基于图像和光谱信息融合的萎凋程度定性判别                           系列新装置     ［13-16］ ，控光萎凋机解决了日光萎凋光质
               及儿茶素与氨基酸比值定量预测模型，判别准确率                           和光强不可控的弊端，设施复式萎凋解决了自然萎
                                ［5］
               达到 94.64%；An等 研究获得了一种基于机器视觉                      凋对环境参数的不可控性，链板式萎凋同时解决了
               技术的萎凋叶含水率在线检测预测模型，模型的相                           参数不可控性以及劳动强度大的问题，通过温湿度
               关系数（R p ）和外部验证集均方根误差（RMSEP）分                     调控、自动翻拌基本实现了萎凋作业的自动化与连
                                          ［6］
               别为 0.995 7 和 9.578 1；Shen 等 开发了一种基于微             续化。通过流体力学进行环境温湿度场模拟分析，
               近红外光谱技术的红茶萎凋含水率在线检测方法， 创制出具有“广域控温控湿”“微域风控排湿”特点的
               建立了萎凋叶含水率快速定量预测模型，模型预测                           新型茶叶萎凋机，与传统萎凋机相比，层间温度偏差
               准确率达99.3%。                                       由±4.35 ℃降低至±1.5 ℃，风速偏差由±2.18 m/s
                   红茶揉捻状态在线感知方面的研究较少，叶阳                         降至±0.21 m/s，实现了萎凋参数的精准控制              ［16］ 。
                 ［7］
               等 通过揉捻过程中揉捻叶电特性相关参数的系统                               针对传统揉捻机需手动上叶加压、不可连续化
               分析，研发了一种基于电特性的揉捻叶程度在线检                           等问题，研究人员开发基于 PLC 控制的自动化茶叶
               测技术，模型判别率达 95%。红茶发酵状态在线感                         揉捻机组   ［17］ ，实现揉捻工序的连续化作业。针对无
                             ［8］
               知方面，Dong 等 应用机器视觉技术对发酵过程叶                        法调控环境参数的难题，研究人员创制出揉捻发酵
               片的色彩空间变化的非线性捕捉，建立了红茶发酵                           一体机  ［18］ ，可精准控制物料温湿度，具有增氧和拌堆
                                                    ［9］
               程度的判别模型，准确率超过 93%；Zhu 等 利用数                      功能，使揉捻更加均匀。
               字电桥检测发酵叶电特性参数对儿茶素和茶色素的                               针对传统室内发酵温湿度调控能力差，且需手
               变化响应，建立了一套基于发酵叶电特性的发酵程                           动翻叶、劳动强度大等问题，开发连续化发酵机、自
               度判别技术。Li等       ［10］ 提出了基于微近红外光谱和机               动发酵机等新装备        ［19-20］ ，实现了对温度、相对湿度、
               器视觉系统融合的红茶发酵品质的在线检测技术， 通气等发酵参数的调控，并可连续化作业。针对现
               基于颜色和光谱融合数据判别红茶发酵程度，预测                           有红茶发酵机空间内“热湿”混合不匀、层间温差大
               准确率达89.19%。                                      等问题，创制出具有“隧道式控温控湿”特点的新型
                   红茶干燥状态在线感知方面，陈琳等                 ［11］ 提出了    发酵设备    ［21-22］ ，显著提高了温湿度等参数在空间分
               基于近红外光谱技术利用全局偏最小二乘法和联合                           布的均匀性和稳定性（温度波动≤1.5 ℃，相对湿度波
               区间偏最小二乘法分别构建水分近红外预测模型， 动≤3.0%），实现了连续化加工，减轻了劳动强度。
               实现了干燥叶含水率的快速检测；吴继忠等                    ［12］ 基于   针对现有发酵设备易产生堆温、发酵不均匀等问题，
               近红外光谱分析技术，应用遗传偏最小二乘模型、竞                          开发了滚筒发酵机         ［23］ ，基于 PLC 对参数的自动控
               争性自适应加权抽样偏最小二乘模型等建立了干燥                           制、湿热技术的创新应用及筒体的持续滚动，实现温
               过程茶在制品含水率的预测模型。                                  湿度调控的均匀性、发酵品质的稳定性，可连续化作
                   总体来看，机器视觉和近红外光谱技术在红茶                         业，避免了堆温造成汤色浑暗、香气不高、滋味不醇
               在制品状态的在线感知上具有较好的应用前景，后                           等问题。
               续研究应将响应迅速、预测能力优异的感知技术在                               针对传统干燥设备热效率低的问题，开发出电
               红茶实际生产中进行落地与推广，最终实现红茶生                           磁滚烘机   ［24］ ，可精准调控筒壁温度、热风温度和热风
               产由制造向“智造”升级。                                     风量等参数，与传统链板烘干机相比，其温控精准性
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