乌龙茶包揉叶力学特性及其影响因素试验研究

论文摘要

造型是加工过程的重要工艺,包揉叶的力学特性及造型机械作用力与造型质量优劣密切相关,茶叶力学指标包括弹性模量、应力、应变、弹性、塑性、柔软性、容重等参数,基本反映出茶叶自身造型的难易程度和造型质量。目前乌龙茶力学特性的研究尚属空白,开展对乌龙茶的力学特性研究,对于合理控制包揉作用力,掌握包揉时机,减少茶叶加工断碎损耗,提高茶叶质量,提高生产效率和经济效益等方面具有重要意义。本文应用HD-609电脑式单柱拉力试验机对不同季节若干乌龙茶品种的包揉叶拉伸力学特性参数进行测定,深入探讨乌龙茶包揉叶在不同含水率、叶位、温度条件下的力学特性变化规律,探明乌龙茶力学特性对包揉质量的影响机理,为进一步研究乌龙茶包揉技术与工艺,开发包揉新设备提供理论科学依据；通过对两种乌龙茶包揉工艺的包揉在制叶叶力学特性研究,探明乌龙茶不同包揉方式造型叶的弹性、塑性、柔软性、容重的差异。试验研究结果如下：（1）铁观音、毛蟹、黄旦、福鼎大白茶和肉桂不同季节、不同叶位的粗纤维含量在10.3%～25.44%之间。茶叶力特性与其粗纤维含量关系密切,铁观音、毛蟹、黄旦、福鼎大白茶和肉桂的最大应力、断裂应力与弹性模量随着粗纤维含量的增加而增大；最大力点应变与断裂应变随着纤维素含量的增加而减小。（2）对乌龙茶鲜叶粗纤维含量及力学特性的试验研究表明,铁观音、毛蟹、黄旦、福鼎大白茶和肉桂的不同叶位的弹性模量在4158.88-14849.11Kpa之间,最大应力在870.00～1842.97Kpa之间,断裂应力在673.33-1639.62Kpa之间,叶位对弹性模量、最大应力与断裂应力的影响达到极显著水平,大小排序为：1叶>2叶>3叶。鲜叶最大力点应变在10.61%-18.36%之间,断裂应变在12.19%～26.95%之间,叶位对最大应力与断裂应力的影响达到极显著水平,大小排序为：3叶>2叶>1叶,不同品种有所差异。（3）对乌龙茶包揉叶不同含水率的力学特性研究表明,包揉叶的弹性模量、应力随着含水率的降低而递增,而应变呈现“低——高——低”的变化趋势。黄旦叶与铁观音叶不同含水率的弹性模量在5068.62-22841.84Kpa之间；最大应力在1003.47～2715.60Kpa之间；断裂应力在824.66～1724.60Kpa之间；最大应变在14.18%～28.06%之间；断裂应变在3.78%～29.46%之间。造型前期含水率较高,茶叶弹性和塑性较低,造型力太大易产生扁条或团块,应控制包揉力度；造型中期含水率降低,茶叶弹性和塑性增大,适当增加力度仍不易产生扁条；造型后期含水率较低,茶叶弹性增大但塑性降低,减少力度,以定型为主,以减少破碎率。（4）对乌龙茶包揉叶不同叶位的力学特性试验研究表明,包揉叶的弹性模量、应力随着叶位顺序的增加而增加；应变随着叶位顺序的增加而降低。春夏秋季黄旦与铁观音弹性模量在3407.79-22713.97Kpa之间；最大应力在871.72～2560.61Kpa之间；断裂应力757.49-1602.02Kpa之间；最大应变10.97%～40.78%之间；断裂应变在15.83%～45.3%之间。在造型过程嫩叶只需要较小的力就可以达到较大的变形,老叶则相反。（5）对乌龙茶包揉过程不同叶温的力学特性研究表明,茶叶包揉过程（初包叶、初烘叶、复烘叶）,弹性模量、应力随着温度升高而降低；应变随着温度的升高而增大。秋季黄旦与铁观音包揉叶不同叶温的弹性模量在3880.87～13990.77Kpa之间；最大应力在818.60～1877.79Kpa范围之间变化；断裂应力在618.30～967.34Kpa之间；最大应变在20.74%～29.57%之间；断裂应变在22.85%～32.85%之间。通过提高乌龙茶包揉叶的叶温,包揉叶的柔软性、弹性、塑性大大提高,较小的力就可以达到较大的变形,能大大提高生产效率。（6）对乌龙茶包揉叶与压揉叶的力学特性研究表明,乌龙茶包揉与压揉过程,含水率、容重在不断变化。随着含水率下降,容重逐渐提高；包揉叶的柔软性、塑性是随着造型过程含水率下降而逐渐下降,弹性随着含水率下降而呈先上升后趋于平缓规律。前3-5次包揉,使得茶叶逐渐由最初的扁片状被逐渐包揉成团,容重、弹性逐渐提高；而初烘后随着茶叶转变为颗粒状,且逐渐定型,随着含水率的降低,进一步促进茶叶的定型,故弹性逐渐下降,容重逐渐提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 农业物料学在农业中的应用及进展
• 1.1.1 农业物料力学特性及其在农业中的应用
• 1.1.2 茶叶物理特性应用研究进展
• 1.2 茶叶力特性的研究进展
• 1.2.1 茶叶的应力与应变
• 1.2.2 茶叶弹性模量
• 1.2.3 茶叶容重与“三性”研究进展
• 1.2.4 茶叶力特性在茶叶加工中应用
• 1.3 茶叶造型技术与设备的研究进展
• 1.3.1 名优绿茶造型技术与设备的研究进展
• 1.3.2 乌龙茶造型机械研制概况
• 1.3.3 乌龙茶造型技术的研究进展
• 1.4 茶叶粗纤维含量与茶叶品种、嫩度、季节关系的研究进展
• 1.5 本论文研究意义与研究内容
• 1.5.1 本论文研究意义
• 1.5.2 本课题研究内容
• 1.5.3 本课题研究创新之处
• 第二章 试验材料与方法
• 2.1 试验材料与设备
• 2.1.1 试验原料、地点、时间
• 2.1.2 主要试验仪器及设备
• 2.2 试验设计方案
• 2.2.1 乌龙茶鲜叶与包揉叶力学特性试验设计方案
• 2.2.2 乌龙茶包揉叶与压揉叶力学特性试验设计方案
• 2.3 试验取样方法
• 2.3.1 乌龙茶包揉在制叶力学特性试验及鲜叶粗纤维含量取样方法
• 2.3.2 乌龙茶包揉叶与压揉叶力学特性试验取样方法
• 2.4 测定项目、方法与步骤
• 2.5 数据分析处理
• 第三章 茶树新梢粗纤维含量及其力学特性
• 3.1 不同茶树品种嫩梢的粗纤维含量
• 3.1.1 黄旦嫩梢不同季节粗纤维含量的变化
• 3.1.2 铁观音嫩梢不同季节粗纤维含量的变化
• 3.1.3 黄旦与铁观音粗纤维含量的变化
• 3.2 茶鲜叶拉伸应力——应变曲线
• 3.3 不同茶树品种嫩梢的力学特性
• 3.3.1 茶树嫩梢不同品种的弹性模量
• 3.3.2 茶树嫩梢不同品种的最大应力与断裂应力
• 3.3.3 茶树嫩梢不同品种最大力点应变与断裂应变
• 3.4 茶叶不同季节的力学特性
• 3.4.1 黄旦叶不同季节的力学特性
• 3.4.2 铁观音叶不同季节的力学特性
• 3.5 茶树嫩梢粗纤维含量与力学特性的关系
• 3.6. 小结与讨论
• 第四章 乌龙茶包揉叶不同含水率的力学特性
• 4.1 黄旦叶不同含水率的力学特性
• 4.1.1 春季黄旦叶不同含水率的力学特性
• 4.1.2 夏季黄旦叶不同含水率的力学特性
• 4.1.3 秋季黄旦叶不同含水率的力学特性
• 4.1.4 黄旦叶不同季节不同含水率的力学特性
• 4.2 铁观音叶不同含水率的力学特性
• 4.2.1 春季铁观音叶不同含水率的力学特性
• 4.2.2 夏季铁观音叶不同含水率的力学特性
• 4.2.3 秋季铁观音叶不同含水率的力学特性
• 4.2.4 铁观音叶不同季节的力学特性
• 4.3 黄旦叶与铁观音叶不同含水率的力学特性
• 4.4 小结与讨论
• 第五章 乌龙茶包揉叶不同叶位的力学特性
• 5.1 黄旦包揉叶不同叶位的力学特性
• 5.1.1 黄旦初包叶不同叶位的力学特性
• 5.1.2 黄旦初烘叶不同叶位的力学特性
• 5.1.3 黄旦复烘叶不同叶位的力学特性
• 5.1.4 黄旦包揉过程不同叶位的力学特性
• 5.2 铁观音包揉叶不同叶位的力学特性
• 5.2.1 铁观音初包叶不同叶位的力学特性
• 5.2.2 铁观音初烘叶不同叶位的力学特性
• 5.2.3 铁观音复烘叶不同叶位的力学特性
• 5.2.4 铁观音不同叶位的力学特性
• 5.3 小结与讨论
• 第六章 乌龙茶包揉叶不同叶温的力学特性
• 6.1 黄旦叶不同叶温的力学特性
• 6.1.1 黄旦叶初包叶不同叶温的力学特性
• 6.1.2 黄旦初烘叶不同叶温的力学特性
• 6.1.3 黄旦复烘叶不同叶温的力学特性
• 6.1.4 黄旦包揉过程不同叶温的力学特性
• 6.2 铁观音包揉叶不同叶温的力学特性
• 6.2.1 铁观音初包叶不同叶温的力学特性
• 6.2.2 铁观音初烘叶不同叶温的力学特性
• 6.2.3 铁观音复烘叶不同叶温的力学特性
• 6.2.4 铁观音包揉造型过程不同叶温的力学特性
• 6.3 小结与讨论
• 第七章 乌龙茶包揉叶与压揉叶的力学特性试验
• 7.1 乌龙茶包揉与压揉过程含水率的变化
• 7.2 乌龙茶包揉与压揉过程容重的变化
• 7.3 乌龙茶包揉与压揉过程柔软性、塑性和弹性的变化
• 7.4 小结与讨论
• 第八章 总结与讨论
• 8.1 茶树新梢粗纤维含量与乌龙茶新梢力学特性试验
• 8.2 乌龙茶不同含水率的力学特性试验
• 8.3 乌龙茶包揉造型过程不同叶位的力学特性
• 8.4 乌龙茶包揉叶不同叶温的力学特性
• 8.5 乌龙茶包揉与压揉力学特性试验
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的相关论文