全 文 ：湖南农业科学·下半月推广刊 • 43
云南晒青毛茶物理特性研究
张永华，张海东，赵玉清，宁旺云
（云南农业大学工程技术学院，云南 昆明 650201）
摘 要：为了获得云南晒青毛茶的基本物理特性数据，以不同等级的晒青毛茶为试验材料，分别采用量筒法、注入法、斜面法和直剪法研究毛
茶的容重、休止角、静摩擦角和抗剪强度。研究结果表明，晒青毛茶容重为115.2～155.8 kg/m3；休止角的变化范围为52.3°～55.2°；毛
茶与不同茶机材料的静滑动摩擦角随着毛茶等级的降低逐渐增大；随着毛茶等级的降低，抗剪强度显著增大，毛茶内摩擦角均小于休
止角，高等级毛茶的内摩擦角与休止角数值差距较大。
关键词：晒青毛茶；容重；休止角；静摩擦角；抗剪强度
中图分类号：F323 文献标识码：A 文章编号：1006-060X（2013）04-0043-02
收稿日期：2012-11-14
基金项目：云南省教育厅项目（09C0277）
作者简介：张永华（1974- ），男，云南曲靖市
人，讲师，主要从事农业机械研究。
通讯作者：宁旺云
云南晒青毛茶是经过初加工后的半
成品，通常选取大叶种茶的鲜叶，杀
青、揉捻后，采用日光晒干而成，是制
作普洱茶的初级原料。用于加工普洱茶
的晒青毛茶以外形的条索、色泽、整碎
和净度，以及内质的香气、滋味、汤色
和叶底作为评价指标，划分为特级、一
至十级共11个等级。
研究茶叶的物理特性可以为茶机
的设计提供依据，改善茶机性能，还
可为自动化控制茶叶加工提供重要信
息，对提升茶叶加工效果和茶叶品质
有重要意义。
通过研究不同等级晒青毛茶的容
重、休止角、静摩擦角和抗剪强度等
物理参数，获得普洱茶加工过程的基
础数据，并分析其变化规律，以期为
普洱茶加工工艺的优化提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验材料为宁洱茶厂提供的2012年
春二、四、六、八、十级共5种晒青毛
茶（以下简称“毛茶”），试验毛茶湿基
含水率为10±2%。
1.2 试验方法
茶叶加工过程为：鲜叶采摘→杀青
→揉捻→日光干燥。
1.2.1 容重的测定 采用量筒法测定茶
叶容重。茶叶加料方法有自然堆放法、
压重法和振实法等。试验选择自然堆放
法，手工加料，使供试材料表面基本和
容器刻度线平齐，读取容积数值，称量
茶叶质量。茶叶容重计算公式为：
γ= G/V （1）
式中，γ为茶叶容重（kg/m3）；G为茶
叶质量（kg）；V为茶叶所占量筒容
积（m3）。
1.2.2 休止角的测定 休止角的常用测
定方法有注入法、排除法和倾斜法等。
试验采用注入法测定茶叶的休止角。茶
叶经漏斗从0.5 m 高处自然连续下落至
圆形料盘上，形成圆锥体。测量茶叶锥
体高度和料盘直径。茶叶休止角计算公
式为：
tanα= （2）
式中，α为茶叶休止角（°）；H为锥体
高度（mm），D为料盘直径（mm）。
1.2.3 静摩擦角的测定 采用斜面法测定
毛茶与常用茶机材料铝板、不锈钢板和
镀锌铁皮的静摩擦角。毛茶在不同材料
上开始滑动的倾斜角度，即为茶叶与不
同材料的静摩擦角。
1.2.4 抗剪强度的测定 参照土壤和稻
谷等农业物料的抗剪强度测定方法，采
用直剪仪测定茶叶的抗剪强度，直接剪
切仪如图1所示。根据库伦定律，茶叶
的抗剪强度与滑动面上受到的正应力成
正比，计算公式为：
τ=c+σtanφ （3）
式中，τ为任意截面上的剪应力（kPa）；
σ为任意截面上的法向应力（kPa）；c
为茶叶的黏聚力（kPa），茶叶属于散
粒物料，一般认为茶叶不存在黏聚力，
即c=0；φ为茶叶内摩擦角（°）。
2 结果与讨论
黄志农 云南晒青毛茶Picture:
2H
D
科技与产业 TECHNOLOGY&INDUSTRY
DOI:10.16498/j.cnki.hnnykx.2013.04.016
44 • HUNAN AGRICUTURAL SCIENCE
2.1 毛茶容重
容重测定结果显示：二级、四级、
六级、八级、十级毛茶的容重分别为
115.2±3.2、126.7±3.0、144.3±3.7、
151.2±4.1、155.8±5.6 kg/m3；其中，二
级毛茶容重最小，十级毛茶容重最大。
其原因主要是随着毛茶等级的降低，碎
茶和梗片所占的比例越来越大，致使毛
茶容重增大。
2.2 毛茶休止角
休止角测定结果显示：二级、四
级、六级、八级、十级毛茶的休止角分
别为52.3±2.1°、52.8±3.2°、52.9±3.3°、
53.7±4.4°、55.2±4.2°；二至六级毛茶休
止角变化不显著，八级和十级毛茶休止
角明显增大。这主要是由于八级和十级
毛茶条索较粗实、疏松，叶片之间的钩
挂现象严重，致使休止角增大。
2.3 毛茶静摩擦角
从表1中可以看出，毛茶的静摩擦角
受材料的表面粗糙度影响显著，与不同
茶机材料的静摩擦角均随着毛茶等级的
降低逐渐增大。
2.4 毛茶抗剪强度
在法向应力10～40 kPa的范围内对
试验毛茶进行剪切试验，试验结果如
图2所示。对试验数据进行线性回归
处理，回归直线的倾角即为茶叶的内
摩擦角，结果显示：二级、四级、六
级、八级、十级毛茶的内摩擦角分别为
33.13°、37.62°、38.95°、43.46°、46.12°。
从试验结果中可以看出，随着毛茶
等级的降低，毛茶的内摩擦角显著增
大。这主要是因为低等级的毛茶中含有
较多的梗片，梗片的抗剪强度明显大于
叶片。
毛茶的内摩擦角随着等级的降低逐
渐增大，内摩擦角随着法向压力的增大
而减小。一般认为，茶叶属于缺乏黏
聚力的散粒物料，其休止角等于内摩擦
角。但试验所得的毛茶内摩擦角均小于
休止角，高等级毛茶的内摩擦角与休止
角数值差距较大。
剪切试验的结果还反映了不同等级
毛茶的流动特性。高等级毛茶的抗剪强
度曲线靠近σ轴，其抗剪强度较低，而
且抗剪强度随物料的压实程度增加缓
慢，因此具有较好的流动性。
从图2中还可以看出，由于茶叶的
非均质性，其不是理想体，试验结果呈
现一定的离散性。试验拟合强度直线与
纵坐标的截距并不为0，即c≠0，供试毛
茶表现出一定的黏聚性。需要指出的
是，由于受供试材料和条件的影响，结
果往往存在较大差异，晒青毛茶存在黏
聚性是否为普遍现象有待进一步研究。
3 结 论
试验以不同等级的云南晒青毛茶为
材料，对其物理参数进行测定分析，
得出以下结论：（1）二至十级晒青毛
茶容重为115.2～155.8 kg/m3；（2）二
至六级毛茶休止角变化不显著，在52.3
°～52.9°范围内波动，八级和十级毛茶
由于条索较粗实、疏松，叶片之间的钩
挂现象严重，致使休止角分别增大到
53.7°和55.2°；（3）毛茶与不同茶机材
料的静摩擦角随着毛茶等级的降低逐渐
增大；（4）随着毛茶等级的降低，抗
剪强度显著增大，流动性变差，毛茶内
摩擦角均小于休止角，高等级毛茶的内
摩擦角与休止角数值差距较大。
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