CN116046995A

CN116046995A - 基于青叶物理特性及挥发物的岩茶智能做青判别方法

Info

Publication number: CN116046995A
Application number: CN202310091401.1A
Authority: CN
Inventors: 郝志龙; 魏子淳; 林宏政; 庄加耘; 毕婉君; 陈倩莲; 封娇; 庄莉萍; 林冬纯; 孙志琳; 谭艳娉; 孙云
Original assignee: Fujian Agriculture and Forestry University
Current assignee: Fujian Agriculture and Forestry University
Priority date: 2023-02-03
Filing date: 2023-02-03
Publication date: 2023-05-02

Abstract

本发明涉及一种基于青叶物理特性及挥发物的乌龙茶智能做青判别方法。做青时有摇青、晾青和做青三种判别模式，三种模式下分别采集的叶温、CO₂浓度、不同数量的在制叶电参数及叶层有机挥发物含量，分别标记为Y_1‑n、Y_2‑n、Y_3‑n……Y_20‑n、Y_21‑n、L_1‑n、L_2‑n、L_3‑n……L_18‑n、L_19‑n、S_1‑n、S_2‑n、S_3‑n……S_17‑n；在摇、晾过程中相应参数数量的70%满足参数变化最小值要求时，即可判定摇、晾或做青达到适度标准，其计算公式以Y_1‑n为例：Y_1‑n/Y_1‑1‑100%=Min摇青完成（n=1，2，3……n）。本发明可高效、智能的对下一步工序的进行与否提供决策支持，进行武夷岩茶智能化做青，克服武夷岩茶做青过程工艺判别人工依赖性强，做青质量不稳定，加工效率低等问题。

Description

基于青叶物理特性及挥发物的岩茶智能做青判别方法

技术领域

本发明涉及一种基于青叶物理特性及挥发物的岩茶智能做青判别方法。

背景技术

武夷岩茶属于乌龙茶的一种，是国家地理标志产品,是武夷山市最具特色的农产品，已成为该地区最为重要的农业支柱产业之一，其初制工艺为：鲜叶、萎凋、做青、杀青、揉捻、干燥，通过复杂的做青工艺逐渐形成“岩骨花香”的品质特征。做青工艺作为提升乌龙茶品质的关键环节，长期采用“看天做青”与“看青做青”的方法，即凭借制茶师的加工经验在季节、时段、区域以及青叶原料不同的情况下不断调节或改变做青工艺，做青叶品质高低受制于加工者的经验、加工时精神状态等因素。

做青是武夷岩茶品质形成的关键工序，武夷岩茶做青工艺包含摇青和晾青两个工序，这两个工序反复交替最终完成做青工艺，摇青和晾青程度的判断目前主要依赖做茶技术人员对在制叶气味、叶态的变化来判断，对工人的感官灵敏度和经验要求较高，且人员个体间差异较大，不利于做青工艺的标准化和智能化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于青叶物理特性及挥发物的乌龙茶智能做青判别方法，采用传感器实时监测在制叶的物理特性参数和叶层挥发性有机物的变化量，根据这些参数中满足变化量要求的参数数量来判定做青工艺进行的程度，从而对做青工艺做出判定，对下一步工序的进行与否提供决策支持，可解决武夷岩茶做青过程工艺判别人工依赖性强，做青设备智能化程度低的问题，显著提高武夷岩茶加工品质稳定性、设备智能化程度，降低茶叶生产用工量，应用前景广阔。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于基于青叶物理特性及挥发物的乌龙茶智能做青判别方法，在做青时，采集叶层CO₂浓度、10种在制叶电特性参数(CP、Cs、Lp、RS、X、G、B、Z、θd(°)、Y)大小、10种叶层挥发性有机物(乙醛、异戊腈、二甲基硫、异戊醛、2-甲基丁醇、正丁烷、丁醇、乙酸乙酯、环戊烷、正丁醇)，其含量依次标记为Y_1-n、Y_2-n、Y_3-n、、、、、Y_20-n、Y_21-n(其中n为测量次数，n＝1，2，3、、、N，n＝1时为参数初始值)。做青过程进行摇青、晾青和做青三种判别模式，摇青时叶层CO₂浓度为变量Y_1-n(其中n为测量次数，n＝1，2，3、、、N，n＝1时为测量初始值)，10种在制叶电参数(CP、Cs、Lp、RS、X、G、B、Z、θd(°)、Y)大小为变量Y_2-n、Y_3-n、Y_4-n、、、、、Y_11-n，检测10种叶层有机挥发物(乙醛、异戊腈、二甲基硫、异戊醛、2-甲基丁醇、正丁烷、丁醇、乙酸乙酯、环戊烷、正丁醇)含量为变量Y_12-n、Y_13-n、Y_14-n、、、、、Y_21-n；晾青判别模式下，采集叶层CO₂浓度、晾青叶叶温、8种在制叶电特性参数(Lp、RS、X、G、B、Z、θd(°)、Y)大小、9种叶层挥发性有机物(乙醛、异戊腈、二甲基硫、异戊醛、正丁烷、丁醇、乙酸乙酯、环戊烷、正丁醇)含量标记为L_1-n、L_2-n、L_3-n、、、、、L_18-n、L_19-n(其中n为测量次数，n＝1，2，3、、、N，n＝1时为参数初始值)；做青判别模式下，采集叶层CO₂浓度、在制叶叶温，8种在制叶电参数(CP、Cs、Lp、RS、B、Z、θd(°)、Y)大小，7种叶层有机挥发物(乙醛、二甲基硫、正丁烷、丁醇、乙酸乙酯、环戊烷、正丁醇)含量标记为S_1-n、S_2-n、S_3-n、、、、、S_17-n(其中n为测量次数，n＝1，2，3、、、N，n＝1时为参数初始值)。摇青、晾青开始时测得原始值，当相应参数数量的70％满足其变化量的最小值时，即可判定摇青、晾青或做青程度达到工艺要求，即Min_摇青完成、Min_晾青完成、Min_做青完成，可进入下一步工艺操作，其计算公式以Y_1-n为例：Y_1-n/Y_1-1-100％＝Min_摇青完成(n＝1，2，3、、、N)。。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明的判别方法，有效地解决了武夷岩茶做青过程中长期依赖技术人员“看青做青”以及由于“感官疲劳”而导致工艺判别不够准确的问题，同时可以较好的消除不同加工人员间的判别误差，具有较好的客观性和科学性，判别过程方便快捷，消耗时间短，耗费的人工成本低。本发明具有很好的实用价值，对武夷岩茶智能化生产技术具有重要意义。

附图说明

图1为本发明方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

如图1所示，本发明一种基于青叶物理特性及挥发物的乌龙茶智能做青判别方法，包括如下步骤：

(1)在距叶面3cm位置安置相应的传感器检测叶温、二氧化碳浓度、有机挥发物浓度，检测在制叶第二叶的各项电特性参数。

(2)采用AR8200 CO₂浓度传感器，AS882红外温度传感器，HPS2816A电参数传感器，测得摇青时叶层CO₂浓度为变量Y_1-n(其中n为测量次数，n＝1，2，3、、、N，n＝1时为测量初始值),10种在制叶电参数(CP、Cs、Lp、RS、X、G、B、Z、θd(°)、Y)大小为变量Y_2-n、Y_3-n、Y_4-n、、、、、Y_11-n，通采用GT-903型复合气体传感器检测各有机挥发物含量，10种叶层有机挥发物(乙醛、异戊腈、二甲基硫、异戊醛、2-甲基丁醇、正丁烷、丁醇、乙酸乙酯、环戊烷、正丁醇)含量为变量Y_12-n、Y_13-n、Y_14-n、、、、、Y_21-n；测得晾青判别模式时叶层CO₂浓度为变量L_1-n，叶温为变量L_2-n,8种在制叶电参数(Lp、RS、X、G、B、Z、θd(°)、Y)大小为变量L_3-n、L_4-n、L_5-n、、、、、L_10-n，9种叶层有机挥发物(乙醛、异戊腈、二甲基硫、异戊醛、正丁烷、丁醇、乙酸乙酯、环戊烷、正丁醇)含量为变量L_11-n、L_12-n、L_13-n、、、、、L_19-n；测得做青判别模式阶段叶层CO₂浓度为变量S_1-n，叶温为变量S_2-n，8种在制叶电参数(CP、Cs、Lp、RS、B、Z、θd(°)、Y)大小为变量S_3-n、S_4-n、S_5-n、、、、、S_10-n，7种叶层有机挥发物(乙醛、二甲基硫、正丁烷、丁醇、乙酸乙酯、环戊烷、正丁醇)含量为变量S_11-n、S_12-n、S_13-n、、、、、S_17-n。

(3)变量Y_1-n、L_1-n、S_1-n、Y_12-n、Y_13-n、Y_14-n、、、、、Y_21-n、L_11-n、L_12-n、L_13-n、、、、、L_19-n、S_11-n、S_12-n、S_13-n、、、、、S_17-n的单位为ppm(part per million)，变量Y_2-n、Y_3-n、S_3-n、S_4-n的单位为pf，变量Y_4-n、L_3-n、S_5-n的单位为mh，变量Y_5-n、Y_6-n、L_4-n、L_5-n、S_6-n的单位为kΩ，变量Y_7-n、L_6-n的单位为us。

(4)在制叶电参数主要由含水率决定，收集叶层CO₂浓度以显示在制叶呼吸强度，叶层环境中变量Y_12-n、Y_13-n、Y_14-n、、、、、Y_21-n、L_11-n、L_12-n、L_13-n、、、、、L_19-n、S_11-n、S_12-n、S_13-n、、、、、S_17-n代表挥发性成分含量变化，体现了摇、晾与做青适度的气味变化，是武夷岩茶做青工艺判断的重要指标，上述参数是武夷岩茶智能化做青工艺适度判别的主要依据。

(5)经过试验收集到各变量在摇、晾青与做青适度时的变化最低值(Min_摇青完成、Min_晾青完成、Min_做青完成),当摇、晾过程中相应参数数量的70％满足参数变化最小值要求时，即可判定摇、晾或做青达到适度标准，即可进入下一道工序，其计算公式以Y_1-n为例：Y_1-n/Y_1-1-100％＝Min_摇青完成(n＝1，2，3、、、n)，各参数需上升或下降的变化量最小值如表1所示。

表1做青工艺判别参数最小变化值(％)

注：数字前标注“-”符号表示参数值下降，不标注表示参数值上升。

本发明适用于武夷岩茶加工。本发明方法使用方式实例：

乌龙茶做青过程中，当摇青工序开始时，各项传感器开始进行参数测定，测得Y_1-1、Y_2-1、Y_3-1、、、、、Y_21-1等参数值，摇青过程中传感器不断采集参数，当相应参数数量的70％满足参数变化最小值时，视为此次摇青结束，进入晾青工序。晾青工序开始时，各项传感器进行双模式目标参数测定，获得L_1-1、L_2-1、L_3-1、、、、、L_19-1参数值与S_1-1、S_2-1、S_3-1、、、、、S_17-1参数值，首先进行做青工序判别，当相应参数数量的70％满足参数变化最小值时，判定此次做青完成，可进行杀青工序，如未满足做青结束参数变化条件则进入晾青判别模式，当相应参数数量的70％满足参数变化最小值时，判定为此次晾青结束，其具体流程如图1所示。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种基于青叶物理特性及挥发物的岩茶智能做青判别方法，其特征在于，

(1)在距叶面3cm位置安置相应的传感器检测叶温、二氧化碳浓度、有机挥发物浓度，以及检测在制叶第二叶的各项电特性参数；

(2)测得摇青时叶层CO₂浓度为变量Y_1-n，其中n为测量次数，n＝1，2，3、、、N，n＝1时为测量初始值，10种在制叶电参数即CP、Cs、Lp、RS、X、G、B、Z、θd(°)、Y的大小为变量Y_2-n、Y_3-n、Y_4-n、、、、、Y_11-n，10种叶层有机挥发物即乙醛、异戊腈、二甲基硫、异戊醛、2-甲基丁醇、正丁烷、丁醇、乙酸乙酯、环戊烷、正丁醇的浓度为变量Y_12-n、Y_13-n、Y_14-n、、、、、Y_21-n；

测得晾青时叶层CO₂浓度为变量L_1-n，叶温为变量L_2-n，8种在制叶电参数即Lp、RS、X、G、B、Z、θd(°)、Y的大小为变量L_3-n、L_4-n、L_5-n、、、、、L_10-n，9种叶层有机挥发物即乙醛、异戊腈、二甲基硫、异戊醛、正丁烷、丁醇、乙酸乙酯、环戊烷、正丁醇的浓度为变量L_11-n、L_12-n、L_13-n、、、、、L_19-n；

测得做青时叶层CO₂浓度为变量S_1-n，叶温为变量S_2-n，8种在制叶电参数即CP、Cs、Lp、RS、B、Z、θd(°)、Y的大小为变量S_3-n、S_4-n、S_5-n、、、、、S_10-n，7种叶层有机挥发物即乙醛、二甲基硫、正丁烷、丁醇、乙酸乙酯、环戊烷、正丁醇的浓度为变量S_11-n、S_12-n、S_13-n、、、、、S_17-n；

(3)在制叶电参数由含水率决定，收集叶层CO₂浓度以显示在制叶呼吸强度，叶层环境中变量Y_12-n、Y_13-n、Y_14-n、、、、、Y_21-n、L_11-n、L_12-n、L_13-n、、、、、L_19-n、S_11-n、S_12-n、S_13-n、、、、、S_17-n代表挥发性成分浓度变化，体现摇、晾与做青适度的气味变化，是武夷岩茶做青工艺判断的重要指标，这些参数是武夷岩茶智能化做青工艺适度判别的主要依据；

(4)经过试验收集到各变量在摇青、晾青与做青适度时的变化最低值即Min_摇青完成、Min_晾青完成、Min_做青完成，当摇青、晾青过程中相应参数数量的70％满足参数变化最小值要求时，即可判定摇青、晾青或做青达到适度标准，即可进入下一道工序。

2.根据权利要求1所述的基于青叶物理特性及挥发物的岩茶智能做青判别方法，其特征在于，采用AR8200CO₂浓度传感器、AS882红外温度传感器、HPS2816A电参数传感器、GT-903型复合气体传感器分别测量二氧化碳浓度、叶温、在制叶第二叶的各项电特性参数、各有机挥发物浓度。

3.根据权利要求1所述的基于在制叶物理特性和叶层挥发性气体的武夷岩茶智能化做青判别方法，其特征在于，变量Y_1-n、L_1-n、S_1-n、Y_12-n、Y_13-n、Y_14-n、、、、、Y_21-n、L_11-n、L_12-n、L_13-n、、、、、L_19-n、S_11-n、S_12-n、S_13-n、、、、、S_17-n的单位为ppm，变量Y_2-n、Y_3-n、S_3-n、S_4-n的单位为pf，变量Y_4-n、L_3-n、S_5-n的单位为mh，变量Y_5-n、Y_6-n、L_4-n、L_5-n、S_6-n的单位为kΩ，变量Y_7-n、L_6-n的单位为us。