王帅 杨天园 周继荣 郭帅庆 聂占一 舒庆宁 吴丽莉

摘要：针对目前温度和湿度对红茶发酵的影响和季节对红茶发酵的限制，设计了基于PID的智能化红茶发酵系统。该系统采用自动控制技术，使其能根据PID预设参数自动调控温度、湿度和空气交换流量，并实时显示在LCD彩屏上，实现对温度和湿度的精确调节，达到红茶发酵不受环境条件制约的目的。

关键词：红茶；发酵系统；PID算法

中图分类号：TS272.3 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）05-1284-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.05.050

Design of Intelligent Fermentation System of Black Tea Based on PID

WANG Shuaia，YANG Tian-yuana，ZHOU Ji-rongb，GUO Shuai-qingb，NIE Zhan-yib，SHU Qing-ningb，WU Li-lib

（a.College of Engineering and Technology；b.College of Horticulture and Forestry Sciences，Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070，China）

Abstract： In view of the influences of fermentation temperature and humidity on black tea and the seasonal restrictions to fermentation of black tea， an intelligent fermentation system of black tea based on PID was designed. Automatic control technology was adopted to automatically adjust and control the temperature， humidity and the flow of air exchange according to PID preset parameters， which were displayed on the LCD color screen to regulate the temperature and humidity accurately， so as to achieve the purpose of black tea fermentation not affected by any environmental conditions.

Key words： black tea；fermentation system； PID arithmetic

近年来中国红茶发展非常迅速，年产量持续增加[1，2]。发酵过程是红茶加工工艺中最为重要的部分，也是对红茶品质影响最大的环节。中国的高档红茶发酵一般在春季和秋季进行，由于环境温度低，湿度达不到要求，难以完成发酵过程，因此需要通过发酵装置创造适当的温度、湿度和通气条件。如果采用水蒸气加湿，发酵箱内充满雾气，且蒸汽在茶叶表面凝结，氧气交换不充分，导致发酵不充分；如果采用常温下超声加湿，通过热风加温，发酵箱内环境不稳定，发酵效果也会受到影响。而且温室环境系统由于自身的复杂性，各种环境因素之间相互影响，采用传统的控制方法很难达到最佳的效果[3]。

针对以上问题，设计了一种由PID自动控制的单通道加温加湿通氣发酵系统，该系统具有良好的稳定性和可操作性，通过PID自动控制技术，可实现对红茶发酵环境的自动调节。

1 智能化红茶发酵系统总体结构

该茶叶发酵温湿度自动调节装置包括超声波雾化器、水深传感器、风机、气体流量计、气体缓冲箱、恒温预热箱、水温控制模块、温湿度传感器、温控模块、气体流量计、电机、发酵箱（图1）。……