茶叶微波加工技术及设备的研究

一、 微波技术用于茶叶杀青、干燥的可行性 　　自1945年人们发现微波热效应以来，微波加热的应用日益广泛。由于茶叶中含有水分，水分子在微波电磁场中被极化，具有偶极子特性，并随着电磁场的频率不断地改变极性方向，分子作高速振动，产生摩擦热，使茶叶从内部深层升温，并且各处温度一致。利用微波加热的这一特性，能使茶叶快速升温，达到钝化酶的临界点温度，加速茶叶结构水的迁移，非常适合于绿茶杀青工艺和茶叶后期干燥作业。日本、韩国将微波用于茶叶加工，制成的绿茶有效营养成分能基本不损失，而且色、香、味均好于传统的加工方法。由此可见，微波技术用于茶叶的杀青和后期干燥是一种比较理想的方式，应用的关键是如何匹配微波频率、功率、物料运行速度、微波加热设备的结构及研究出微波技术用于茶叶杀青、干燥工艺的技术规范等。 　　二、 茶叶微波杀青、干燥机理 　　微波杀青、干燥是微波发生器将微波辐射到杀青、干燥的物料并穿透到内部，诱使物料的水等极性分子随之同步旋转，例如采用915MHz微波干燥蔬菜类物料制品，其体内极性分子每秒钟旋转9.15亿次。如此高速旋转的结果，使物料瞬时产生摩擦热，导致物料表面与内部同时升温，且内部温度高于物料表面温度，使大量的水分子从物料中逸出而被蒸发带走，达到杀青、干燥目的。这种杀青、干燥方法的特点是加热时间短，内外温度一致，其热传递方向从内向外与湿传递方向也一致，不同于常规加热方式需要一定时间才能将热量从外部加热到物料内部，存在内外温度差和湿、热传递方向相反的问题。微波能透入物料内部加热以及无需高温热介质的特点，当应用于茶叶加工时，从根本上改变了依赖高温介质和热传导方式加热升温的常规加热方式，同时由于微波电磁场在杀青、干燥过程中具有非热效应，大大缩短了加工时间，显示出微波的独特优势。 　　三、 茶叶微波杀青、干燥机的设计 　　1. 机型形式的选择　微波技术是比较成熟的技术，就目前国内情况而言，微波杀青干燥机可供选择的形式主要有箱式（又称微波炉)微波干燥机、行波场导式微波干燥器、辐射型微波干燥器、慢波型微波干燥器等几种形式。根据以上各种微波干燥器的特点、形式，综合考虑设备加工、操作、维护、物料等因素，我们采用连续式多谐振腔式微波干燥器形式为茶叶杀青、干燥机基本设计机型，其优点为：通过单个谐振腔的叠加组合，可得到理论设计所需功率，便于茶叶杀青、干燥工艺的研究和确定，即微波功率大小在设定的范围内可按需调节；可简化整机设计，板块形式，组合安装，加工、运输、维修方便；用户使用既可小批量生产，又可连续不断大批量生产；防微波泄漏性能好；设备制造成本相对较低等。 　　2.茶叶微波杀青干燥机工作频率的选定　我国目前用于工业加热最广泛使用的微波频率是915MHz和2450MHz，两者的特点对比。由于茶叶叶片较薄，同时考虑到茶叶加工企业生产名优茶的批量不会太大的实际，结合两种微波频率的特点，本设计选择频率为2450MHz的微波用于茶叶的杀青和干燥作业。 　　3. 杀青所需功率、时间的选择　不同季节、不同品种、不同时间采摘的茶叶，其初始含水量、鲜嫩程度等均有所不同，因而将微波功率、杀青时间等均设计成可调式，从而使各种茶叶均能达到理想的杀青效果。     微波技术改变了制茶工人的劳作方式，减轻了劳动强度，对茶叶加工技术的进步有着一定的推动作用。微波技术应用于茶叶加工，目前才刚刚起步，但它的优越性已经显示出来，无论是经济效益、生态效益还是社会效益，都预示着很好的前景。 · 行业聚焦：  　　目前，国内制药企业，只要是生产中成药的，一般都有颗粒剂型，少数有粉散剂。国内生产的包装机品牌众多，从功能、配置、各方面来比较，差异比较大，选择适合本企业产品的颗粒、粉剂包装机是生产产量和包装质量的关键。 　　目前国内的包装机从封口方式来分，可分为夹板式和辊筒式。从产能来分，可分为单列机和多列机。从走膜方式来分，可分为立式机和水平机。目前小袋包装的主要形式为：三边封、四边封、背封。 　　下面将各种机型的特点分别作一下描述： 　　夹板式立式单列包装机：间歇封口，容积式计量，充填下料，夹板封口，机型较小，操作简单，使用寿命较短。厂家不同，品牌、配置不同，价格不同，目1 概述 　　中国农民一般都是通过日晒、自然风来干燥收获后粮食谷物，但由于受场地限制粮食不能得到较好的凉晒，我国整体商品粮含水量高低偏差大，导致粮食的储藏管理难度大，稍有不慎就会引起粮食的霉烂、变质，经济损失巨大。 　　2 烘干原理 　　GGHT塔式烘干机，采用混流式烘干工艺，即利用热风对流的形式进行烘干。在预热段，粮食受热升温，粮食含水率变化小，干燥速度加快；烘干段，在混流热风的作用下，粮食内部水分以气态或液态形式沿毛细管转移到粮食表面，再由表面蒸发到干燥介质中去；缓苏段，主要起到缓解粮食直接接触干燥介质、间歇干燥的作用，热闷一段时间，平衡粮食内外温湿，消除水分梯度，使粮粒 　　干燥领域近年来陆续取得了一些研究成果，有些成果颇受业界关注。总结后发现，干燥技术作为一种古老的操作技术日益为制造业所重视。据国际干燥技术专业期刊发表的论文报道，干燥产业是一个值得关注和投入精力进行研究的领域。期刊重点阐述了冷冻干燥系统、喷雾干燥、超临界干燥系统、折射窗干燥等一系列热点干燥技术的研究发展。 　　首先看冷冻干燥系统。国外研究人员开始把喷雾干燥和冷冻干燥结合起来，从而形成了新的干燥技术，即喷雾冷冻干燥技术。据不完全统计，喷雾干燥技术每年在我国喷雾干燥设备制造产业的产值在3亿元以上，涉及了化工、医药、食品、陶瓷、生化、环保、纳米材料等诸多行业。目前在干燥领域运用的1　热泵式低温干燥装置的原理与特点 　　随着对生物物料加工质量要求的提高，药物制剂（如丸剂）、生物活性制品（如血液制品）、菇菌制品（如香菇）及其它农副产品的低温加工（≤60℃）是基本发展趋势[1]。干燥是生物物料加工的基本环节，应用低温干燥装置能较好地保持其色、香、味及营养、质构，对保证生物物料的加工质量具有重要意义。 　　目前常用的低温干燥方式中，冷冻干燥、微波干燥成本高，真空干燥温度不易做到太低，自然阴干直接受天气影响，利用吸湿剂（分子筛、硅胶等）制取冷干空气的方法易污染生物物料。因此研制物料干燥质量好（介于冷冻干燥和热风干燥之间）、初投资适中、运行费用低、干燥时间短的新型低温　工艺技术先进，1000t/a属国内首创，已达国际当代水平。（乌鲁木齐市1000t/a已投产运行。） 　　主要干燥机： 　　由液态物料获得粉状产品的系列压力式喷雾干燥机、系列气流式喷雾干燥机、系列旋转式喷雾干燥机由液态物料获得大颗粒产品的系列流化床喷雾造粒干燥机；由滤饼或膏糊状物料获得粉状产品的系列旋转快速干燥机；玉米等谷物干燥的系列谷物干燥机；粉粒体物料干燥的系列空心桨叶式干燥机、卧式多室流化床干燥机等。

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