IoT技術を利用して、お茶の製造プロセスの品質を向上させる

お茶は迅速に水を超え、人気のある飲み物です。世界中で1,000万人以上がお茶から生計を立てています。お茶にはいくつかのフレーバーがありますが、紅茶は最も広く消費され、世界中のすべてのお茶の78%以上を占めています。

お茶は最初に淹れられ、次に乾燥させます。厚く、傾いた葉は、この段階で約30%の水分を失います。2つの方法があります。

自然乾燥：葉はリーフジュート、ワイヤー、またはナイロンメッシュで覆われた旋盤に広げられます。葉の湿度と天候は、葉が乾く速度に影響します。これには14時間から18時間かかることがあります。
現代の乾燥方法では、長さ25〜30メートルのワイヤーグリッドで覆われた大きなピットで行われ、強力な換気装置によって風通しを良くします。これらは葉の再加熱にも使用でき、必要に応じて乾燥時間を8〜12時間に短縮できます。

オーソドックスなアプローチ

従来の手法では、培地の紡錘またはローラーを使用して、まだ緑色の葉が開いた状態で分裂し、放出された細胞液が空気中の酸素と反応します（リンゴは噛み傷の酸化を再現します）。これらのステップは3回繰り返され、各ステップには30分かかります。徐々に濃い緑色で湿ったでこぼこした葉は、振とう機またはふるい機を使用して広げられます。

CTC（Crush, Tear, Curl）メソッドは、茶葉の製造プロセスで使用される手法で、破砕、引き裂き、およびカールを意味します。

茶葉を30分間転がした後、特注のトゲドラムで引き裂きます。茎と葉の肋骨をできるだけ分離し、葉の裂けた「肉」だけをさらに加工します。この簡単な操作による歩留まりは、従来の生産技術よりも大幅に高くなります。国内需要が大きいため、現在、すべての加工の50%がこの技術を使用してインドで行われています。葉の質にもよりますが、機械部品は厚さ5〜8 cmのマソライズされた葉板を45分から3時間転がします。40°Cの温度の特別な部屋を使用し、葉を厚さ10〜15 cmの層で広い板の上に置き、2〜3時間水を噴霧します。加湿器または冷風を使用して、24°Cから27°Cの範囲の温度を調節します。

その結果、葉は赤銅色から茶色に成長し、お茶を飲んだ後に味わうことができる独特の香りを放ち始めます。適切な発酵は、最高の品質のお茶に不可欠です。

発酵段階の後、お茶は乾燥プロセスを経て流し込まれます。乾燥プロセスは約20分かかります。発酵中、葉は金属製のコンベアベルト上を移動するいわゆるタイヤ乾燥機を通過します。お茶を80〜90°Cの温風で約20分間乾燥させると、細胞液が葉に付着し、お茶が濃い茶色がかった黒色になります。葉の最終的な湿度は約5〜6%の範囲です。IoTは今やほぼ広く利用されています。

乾燥の主な目的は、葉の水分含有量を減らして柔らかくすることです。大きな円盤で広げた茶葉を加熱し、水分を取り除くために熱風送風機を使用します。温度と湿度は乾燥時間に影響を与え、約18時間から24時間続きます。葉は柔らかくなり、薄緑色から濃い色に変化します。乾燥によってもたらされる生化学的および生理学的な変化は、反転と発酵に役立ちます。

ここでは、温度や湿度をリアルタイムに監視することで、お茶の品質確保をIoTでサポートします。報告によると、低温(10°C〜15°C)で短時間(12時間)乾燥させると、高温(25〜30°C)で長時間(20〜30時間)乾燥させるのとは対照的に、風味豊かなお茶ができ、色は良くなりますが、化学的および味の特性に悪影響を及ぼします。ここでは、IoTを使用して温度や湿度をリアルタイムに監視し、お茶の品質を確保しています。報告によれば、低温(10°C〜15°C)で短時間(12時間)乾燥させると、風味豊かなお茶ができ、色も良くなりますが、一方で高温(25〜30°C)で長時間(20〜30時間)乾燥させると、化学的および味の特性に悪影響を及ぼすとされています。

お茶の品質に与える影響の重要性から、お茶の発酵プロセスは研究者の注目を集めており、機械学習と画像処理の組み合わせによる多くのアイデアが浮かび上がっています。お茶の生産中の温度と湿度の監視は、現在、インターネットのおかげでますます注目を集めています。しかし、提案されているほとんどの手法は、実際のお茶の発酵条件でテストされていないコンピューターモデルです。ディープラーニングは、その知識と転移学習を利用して、異なるドメイン間の課題を解決する能力により、伝統的な機械学習分類器よりもお茶の処理を監視する上でますます人気が高まっています。