夏秋茶因多酚含量较高,导致口感和色泽差、产品价格低廉,进而影响到夏秋茶的采摘比率,大量的夏秋茶资源没有得到利用。夏秋茶精深加工是高效利用夏秋茶资源的重要方向,其中以速溶茶粉的生产加工为代表,能够最大限度的实现低值夏秋茶资源的高值化利用。现有的夏秋茶生产加工速溶茶粉工艺,其生产条件大多通过人工经验判定和控制,但人工控制生产条件带来的问题是主观性强、产品的质量不稳定。综上所述,为解决夏秋茶精深加工中产品质量不稳定、效率低等问题,本研究在夏秋茶氧化发酵工艺实验的基础上,结合无损检测技术和模糊控制理论,开展夏秋茶氧化发酵监控技术的系统研发,提升夏秋茶精深加工的自动化和智能化水平,提高产品质量稳定性、降低生产能耗和人力成本。主要的研究内容和结论如下:1.夏秋茶氧化发酵参数优化试验。针对夏秋茶发酵条件不明确的问题,采用正交实验和响应面实验方法,开展了夏秋茶氧化发酵参数优化试验研究。设计了三因素三水平二次正交实验,以发酵结束后的总糖和茶多酚利用率作为响应指标,控制发酵条件:温度、pH、接种量。结果显示,茶多酚消耗率的响应面二次多项式模型方程决定系数为0.92,模型具有显著性;总糖消耗率的响应面二次多项式模型方程决定系数为0.8564,模型具有显著性。研究表明,通过正交实验和响应面实验确定了最合适的发酵参数范围,为实现夏秋茶氧化发酵参数的控制模型预测建立了基础。2.夏秋茶氧化发酵过程的在线监测技术研究。针对夏秋茶发酵过程中茶多酚、总糖、颜色值等状态参数难以在线监测的问题,采用可见/近红外光谱技术,开展了夏秋茶氧化发酵过程快速监测技术的研究;同时实现了基于夏秋茶发酵液可见/近红外光谱的处理和建模,用于在线检测发酵液的成分;使用SNV和2阶9点SG平滑光谱预处理算法叠加处理可见/近红外光谱,竞争自适应加权抽样算法(CARS)筛选光谱波长,并建立CARS-PLS定量模型;结果显示,茶多酚的光谱预测模型相关系数0.9065、均方根误差0.0867mg/ml;总糖的光谱预测模型相关系数0.9078、均方根误差0.3151mg/ml。采用光谱中的可见波段经过等波长间隔法计算发酵液颜色值,并采用L*a*b*颜色空间表示,结果显示,预测颜色值的平均相对误差为1.15%。研究表明,采用可见/近红外光谱检测夏秋茶发酵液的茶多酚和总糖含量以及颜色值是可行的,建立的光谱预测模型能够准确预测夏秋茶发酵液的状态,为夏秋茶氧化发酵控制系统的在线监控提供了理论和技术支持。3.夏秋茶氧化发酵过程的模糊控制方法研究。针对人工经验控制发酵参数的主观性强、稳定性差的问题,采用模糊决策方法,开展了夏秋茶氧化发酵过程模糊控制方法研究。研究基于Mamdani型模糊推理方法,构建了具有三个输入参数和四个输出参数的模糊控制系统。仿真结果显示,本研究模糊控制系统能够精准调控发酵参数。研究表明,模糊控制方法能够用于夏秋茶氧化发酵过程参数的决策控制,为夏秋茶氧化发酵控制系统确立了科学的控制方法。4.夏秋茶氧化发酵过程监控系统研发。针对夏秋茶发酵过程参数控制精确度不高的问题,在前述研究的基础上,采用软件和硬件联合开发的方式,研发夏秋茶氧化发酵在线监控系统。硬件系统主要包括发酵罐、可见/近红外光谱仪、光源、下位机控制柜等。软件系统是运行于Windows系统的夏秋茶氧化发酵监控软件,功能是采集和处理可见/近红外光谱数据,执行模糊控制程序并且返回控制参数。使用本研究开发的系统进行夏秋茶氧化发酵试验,结果显示,本系统能够精确预测发酵过程中的茶多酚、总糖含量、颜色(L*a*b*)值:茶多酚含量的预测平均绝对误差(MAE)为0.134mg/ml,平均相对误差(MRE)为6.24%,预测值的变异系数最大为4.23%;总糖含量的预测平均绝对误差(MAE)为0.176mg/ml,平均相对误差(MRE)为6.68%,预测值的变异系数最大为2.55%;颜色值的预测平均绝对误差(MAE)为0.257,平均相对误差(MRE)为1.15%;发酵控制参数平均相对误差均小于5%。研究表明,使用本研究研发的夏秋茶氧化发酵在线监控技术及系统能够高质量氧化发酵夏秋茶。本论文主要研究了夏秋茶氧化发酵过程的最佳参数,以及夏秋茶氧化发酵的无损检测方法,并结合模糊控制理论实现夏秋茶氧化发酵的智能化控制,最终研发了一套夏秋茶氧化发酵控制系统。研究结论表明研发的夏秋茶氧化发酵控制系统能够有效提高夏秋茶氧化发酵过程的自动化水平,符合研究预期。