近年来，随着物理科学和生物科学的发展，先进的生产技术和生产工艺提高了茶叶的利用效率，促进茶叶饮品向专业化、高端化发展，这不但拓宽了茶叶的应用范围，丰富了茶叶制品的种类和数量，还促进茶叶制品质量的提升。在茶叶加工过程中使用先进技术，必将加快茶叶产业向现代化、集约化发展，进一步促进茶农增收。

1、茶叶初加工领域

人工智能是计算机科学的一个分支，期望了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。

 

在茶叶加工领域研究最多的是机器学习和计算机视觉。结合当前计算机技术来说，在整个茶叶加工过程中，增加茶叶产品形状的具体参数，在优化神经网络算法的应用基础上，实现茶叶品质的自动化、智能化识别。在检测和评定茶叶色泽过程中，通过使用图像分析技术，从而对茶叶品质中的茶多酚和茶氨酸等成分形成有效分析，尤其是借助PLS算法，构建反映茶叶品质成分含量的关系分析模型，从而获得相关检测标准，能够快速有效的评定茶叶的色泽与品质。

PLS：(Partial Least Squares method)偏最小二乘法，是一种数学优化技术，它通过最小化误差的平方和找到一组数据的最佳函数匹配。用最简的方法求得一些绝对不可知的真值，而令误差平方之和为最小。很多其他的优化问题也可通过最小化能量或最大化熵用最小二乘形式表达。

机器学习

计算机视觉

高震宇等研究了基于卷积神经网络的鲜茶叶智能分选系统。针对风选、筛选等分选方法难以做到精确细分的问题，结合计算机视觉技术和深度学习方法，设计了一套鲜茶叶智能分选系统，搭建了基于7层结构的卷积神经网络识别模型，通过共享权值和逐渐下降的学习速率，提高了卷积神经网络的训练性能。经过实验验证，该分选系统可以实现鲜茶叶的自动识别和分选，识别正确率不低于90%，可对鲜茶叶中的单芽、一芽一叶、一芽二叶、一芽三叶、单片叶、叶梗进行有效的类别分选。

*高震宇, 王安, 刘勇,等. 基于卷积神经网络的鲜茶叶智能分选系统研究[J]. 农业机械学报, 2017, 48(7):53-58.

付贤树等发明了基于深度学习的武夷岩茶产地鉴别方法。基于具有深度学习功能的神经网络ELM模型，将不同产地岩茶稳定同位素、微量元素、电子舌数据以及三者的融合数据，以相同方法建立ELM分析模型，提取试样后利用模型客观、准确的判定岩茶产地，采用三者融合数据所建的模型，其识别率最高达100%，远高于单种数据建立的神经网络模型判别结果，且对盲样的识别率达100%，具有较好应用前景，可作为武夷岩茶产地溯源识别技术方法。

*付贤树, 叶子弘, 俞晓平,等. 基于深度学习的武夷岩茶产地鉴别方法:, CNA[P]. 2017.

ELM：（Extreme Learning Machines）极限学习机，又名超限学习机，为人工智能机器学习领域中的一种人工神经网络模型，是一种求解单隐层前馈神经网络的学习算法。

吴晓民等发明了一种基于深度学习和图像边缘信息的茶叶嫩芽检测方法。首先将原始边缘检测算法检测图像边缘，对于进行边缘检测后的图片，用如下两种方法提取出候选窗口：(1)根据图片中属于图像边缘的像素个数占图像总像素个数的百分比，(2)根据图片中不属于图像边缘的像素个数占总像素个数的百分比。接下来将提取到的候选窗口输入训练好的深度学习网络，判定哪些属于茶叶嫩芽。此发明能够大大改善现有茶叶嫩芽检测任务的效果，也可以应用到其他目标检测任务中。

*吴晓民, 任鹏. 一种基于深度学习和图像边缘信息的茶叶嫩芽检测方法:, CNA[P]. 2016.

董春旺等研究了基于机器视觉和工艺参数的针芽形绿茶外形品质评价。以针芽形绿茶自动化生产线为载体，采集加工中关键工序的在制品温度、水分和时间等工艺参数信息，并利用机器视觉系统获取成品茶外形的可见光图像，提取其纹理和颜色特征，探讨工艺、图像信息和专家感官评分间的关联作用关系。进而联合线性的偏最小二乘法(PLS)和非线性的极限学习机(ELM)神经网络，分别建立基于机器视觉和工艺参数的针芽形绿茶外形品质智能表征方法，并进行模型性能比较。此研究对拓展茶叶感官品质评价方法，提供了一种有效的技术途径和思路，为今后在智能化生产中专家工艺决策支持系统和标准化加工技术的研发，提供理论依据和数据支撑，并在茶叶加工、贸易和精制拼配技术上具有较大的产业前景。

*董春旺, 朱宏凯, 周小芬,等. 基于机器视觉和工艺参数的针芽形绿茶外形品质评价[J]. 农业机械学报, 2017, 48(9):38-45.

 

2、茶叶深加工领域

膜分离技术是根据对膜两侧物质成分在密度、溶剂对于溶质、液体流速等不同条件所产生的压力差，采用天然或人工合成的薄膜，对溶质与液体进行分离、浓缩、提纯的技术。膜分离技术在茶叶加工领域应用最广泛的是超滤技术和反渗透技术。

 

膜分离技术

超滤技术可以提高茶饮料澄清率。在茶叶加工过程中，工作人员在低温的状态下，使用低密度的分子膜来阻止茶叶中高分子物质通过，来达到茶叶溶液中固体物质分离的目的。这项技术可以有效保留茶叶中茶多酚、氨基酸等有效成分，可以更好的保留茶叶中所具有的纯正香气。

 

超滤技术

反渗透技术主要指在低温的条件下对提取液中有效成分以及液体溶液进行浓缩的技术。它的主要功能是提高茶汁的浓缩效率。反渗透技术可以在茶叶饮料加工中更好地保持原有茶叶的营养成分，减少对茶叶资源浪费，提升茶叶资源的利用效率。反渗透技术在速溶茶、液体茶饮品的生产和加工中应用最广。

 

反渗透技术

生物酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物。特定的生物酶只对特定的物质起作用。在特定的温度下生物酶具有催化速度快、催化效率高的特点。纤维素酶、半纤维素酶等生物酶技术应用不仅可以解决在茶叶饮品中茶汁的澄清问题，还可以解决在浸泡的过程中出现的蛋白质水解速度快、茶叶有效成分扩散慢的问题。

 

生物酶促反应

纤维素酶和半纤维素酶在对红茶茶汤的分解过程中，可以有效地降低茶多酚、咖啡碱等物质在热水中的溶解速度，增强对茶多酚、咖啡碱等细胞壁破坏的速度和程度，更好地促进茶多酚、咖啡碱物质扩散和析出。纤维素酶和半纤维素酶不仅可以增加红茶饮品中有效成分的固体含量，还可以保持红茶饮品芳香的气味，增加红茶饮品的透明度。

【培训通知】

中茶院2018年第二期“机械制茶师”培训班将于9月16日开班

为提高茶叶加工人员职业技能，提升茶叶品质，加快 “机器换人”，加速推进茶叶加工机械化连续化自动化，实现茶产业健康持续发展，中华全国供销合作总社杭州茶叶研究院将于9月16日举办2018年第二期“机械制茶师”培训班。

培训宗旨，提高参训学员采用现代新型装备加工茶叶的理论水平和实际操作技能。

培训内容，茶叶品质形成原理、典型名优绿茶及红茶机械加工关键技术、名优茶生产线成套设备工作原理及关键技术、茶叶自动生产线加工技术规程等。

培训形式，由业内具有深厚理论基础和丰富实践经验的专家、教授授课，指导学员理论结合实际现场实践操作等，热忱欢迎有意参加者届时前来杭州交流学习。培训合格，将统一颁发机械制茶师结业证书。

培训报名及课程安排等，点击底部阅读原文

（来源：中茶装备）