邹新武 ， 杨秀芳 ， 孔俊豪 ， 王静

（1.中华全国供销合作总社杭州茶叶研究院，浙江杭州 310016；2.浙江省茶资源跨界应用技术重点实验室，浙江杭州 310016；3.国家茶叶质量监督检验中心，浙江杭州 310016）

TD-01型茶与茶制品紧密堆积密度测定仪是中华全国供销合作总社杭州茶叶研究院 （以下简称“中茶院”）研制的一种专门用于碎茶和粉状茶制品（如固态速溶茶、茶多酚、茶黄素、茶氨酸等）紧密堆积密度测定的仪器。

1 研发背景

紧密堆积密度是碎茶出口中的重要指标，以往碎茶产品紧密堆积密度的测定主要由手工振实的方法来测定，其结果稳定性、重现性很差，因此我国出口碎茶产品经常因紧密堆积密度测定结果与外商发生分歧而影响正常的原料收购、国际贸易。随着茶叶深加工行业的蓬勃发展，超微茶粉、固态速溶茶、茶多酚、茶黄素等茶叶深加工产品在国内外贸易过程中也需要紧密堆积密度这个指标评价产品质量。

针对以上问题，中茶院于2009年7月成立了“碎茶紧密堆积密度测定仪开发小组”，开展相关研究开发工作。在“十二五”国家科技支撑计划子课题和国家质检公益项目“茶制品质量标准研究”的支持下，课题组开展了碎茶和粉状茶制品紧密堆积密度测定仪的研发。2011年5月18日，“一种茶和茶制品堆积密度测定仪”获得国家知识产权局颁发的实用新型专利证书（实用新型专利号：ZL 201020290506.8）[1]。 2013 年 11月，“茶与茶制品紧密堆积密度仪研究开发”项目通过部级科研成果鉴定。经过三代升级，课题组试制了“茶与茶制品紧密堆积密度测定仪”（代号：TD-01型）[1]，用于测定碎茶和粉状茶制品的紧密堆积密度，为碎茶出口贸易中堆积密度的测定和茶制品质量指标控制提供了参考和依据。

2 设计原理

图1 紧密堆积密度测定仪结构示意图Fig.1 Structure of close packing density meter

图2 茶与茶制品紧密堆积密度测定仪Fig.2 Actual picture of close packing density meter

将装有碎茶或粉状茶制品的量筒固定在机械振动装置上，电机带动机械振动装置上下振动，量筒随机械振动装置而发生有节拍的振动，随着振动次数的增加，量筒里的碎茶或粉状茶制品逐渐振实，振动次数达到设定的次数后，机械振动装置停止振动，读出量筒内碎茶或粉状茶制品的体积，根据密度的定义：质量除以体积，从而求出振实后碎茶或粉状茶制品密度。示意图和实物图见图1、图2。

3 装置结构和适用范围

TD-01型茶与茶制品紧密堆积密度测定仪由定时系统、控制系统、驱动机构、执行机构以及附属备件等组成，具有振动频率和振动次数可调并可读（以适用不同的碎茶和茶制品）、操作简便、经久耐用等特点，适用于各种碎茶、片末茶及固态速溶茶、茶多酚、茶黄素等粉状茶制品的紧密堆积密度的测定。

4 基本指标

（1）重复性误差：≤1%；

（2）准确性误差：≤1%；

（3）被测试样重量：≤500.0 g；

（4）停机后惯性转动：≤1次；

（5）振动次数：可显示（0～999次连续可调）；

（6）振实试样体积：≤500.0 mL；

（7）振动幅度：3±0.1 mm；

（8）振动频率：最大 250次/min（0～250rad/min连续可调）。

5 操作步骤

5.1 碎茶紧密堆积密度的测定步骤

通过粉末漏斗，转移约200 mL 的样品到250 mL 的量筒中。称量量筒及样品的质量m1，减去量筒的质量m2，得到量筒内样品的质量m，精确到0.1 g。把量筒固定到茶与茶制品紧密堆积密度测定仪上。设定振动频率为200次/min，振动次数为150次[2]，停机后读取量筒内样品的体积V，精确到1 mL。样品做两次平行测定。

5.2 茶制品紧密堆积密度的测定步骤

通过粉末漏斗，转移约100 mL 的样品到100 mL 的量筒中。称量量筒及样品的质量m1，减去量筒的质量m2，得到量筒内样品的质量m，精确到0.1g。把量筒固定到茶与茶制品紧密堆积密度测定仪上。设定振动频率为200次/分，振动次数为100次[2-3]，停机后读取量筒内样品的体积V，精确到1 mL。样品做两次平行测定。

5.3 计算方法

茶与茶制品紧密堆积密度按下式计算：

式中：ρ为紧密堆积密度（g/mL）；m 为量筒内样品的质量（g）；V 为样品振实后的体积（mL）。

如果符合重复性的要求，则取同一样品的两个平行测定所得的算术平均值作为测定结果 （结果保留小数点后三位）。

5.4 重复性

同一样品的两次测定值之差，每100 mL 不得超过2 g。

6 测定重复性[2]

选取2种不同的碎茶样品和2种不同的茶制品，使用TD-01型茶和茶制品紧密堆积密度仪，按照“5 操作步骤”开展了紧密堆积密度的重复性测定和分析，结果分析见表1。

表1 碎茶与茶制品紧密堆积密度测定结果分析表（n=10）Table 1 The analysis results of broken tea and tea products(n=10)

从实验结果可以看出，对不同碎茶（颗粒型和片末型）和不同茶制品（固态速溶绿茶和茶多酚）样品分别开展紧密堆积密度的测定试验，10次试验结果的变异系数均小于1%，表明利用该仪器开展茶与茶制品紧密堆积密度测定所用方法的重复性良好。

7 应用前景

TD-01型茶与茶制品紧密堆积密度测定仪已实现批量生产，相应的操作规程和测定方法[3]已经建立，并在部分出口茶叶生产企业和粉状茶制品得到应用，为企业切实解决了国内外碎茶和茶制品紧密堆积密度测定结果不一的问题，提升了出口企业的国际市场竞争力。

[1]中华全国供销合作总社杭州茶叶研究所.一种茶和茶制品堆积密度测定仪：中国，201020290506.8[P].2011-5-18.

[2]王静，杨秀芳，邹新武，等.茶与茶制品紧密堆积密度测定方法研究[J].中国茶叶加工， 2014（4）：25-26，31-32.

[3]全国茶叶标准化技术委员会.GB/T18798.5-2013 固态速溶茶第5 部分:自由流动和紧密堆积密度的测定 [S].北京:中国标准出版社,2013.