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： 近年来，随着饲料工业的逐步发展，水产饲料也越来越被广大饲料厂所看好。由于水产动物摄食量小，消化道短，消化能力差，通常要求水产饲料粉碎得相对畜禽料来说比较细。因为颗粒越细，其表面积越大，则水产动物的消化液与之接触面积就越大，从而提高了饲料的消化率，增加其营养报酬。因此，粉碎工段在整个生产工艺中占 　　有极其重要的地位。 　　据报道，通常鱼饲料在制粒之前应粉碎至几何平均粒度0.5mm或以下，如普通淡水鱼粉，要求全通过20目筛、40目筛上物不大于30%；河蟹、虾等饲料要求全通过40目筛、80%过60目筛；鳗、鳖料要求全通过60目筛、95%过80目筛。因此在水产饲料的生产中，必须采 真空带式干燥机的使用范围很广，各个工业领域都广泛使用，选购时应该注意的问题有以下几点： 　　一、 真空带式干燥机的选型 　　前言中已经提到 ，真空带式干燥机的使用范围很广，目前在制药、食品、生物、化工等领域已经有了它的用武之地。但在每个领域中其选型的标准却不尽相同，这是因为各个领域的干燥物料的要求及参数有较大的区别 。例如：在制药行业（特别是中药），浸膏一般粘度都较大，而且干燥的温度要求较严格，熔点的控制要精确（尤其是多糖类的物料），真用微波对药品进行干燥、灭菌处理，大大优于传统的高温干燥灭菌工艺。 　　一 : 口服液灭菌 　　近年来市场上出现了一种新的营养保健品——口服液。众所周知，口服液中含有糖、生物制剂和丰富的营养物质，很容易被污染。市场上的某些口服液，因为没有很好的灭菌，在贮藏中细菌繁殖，产生气体，用户在使用时发生中毒及爆瓶事故。一些口服液生产厂家，为了防止细菌繁殖，在口服液中添加防腐剂，结果产品不能出国。采用微波杀菌的方法，能有效解决上述问题，下面就口服液用微波杀菌方法进行分析。 　　1 ）灭菌效果 　　传统方法为用高温蒸汽灭菌，需要加温到 120 ℃ ，保持 20 分钟以上方能将细菌杀死。导热油 　　有机高温载热体加燃烧炉换热是干燥常用的换热设备，这种被称为导热油炉的换热器有其它工业炉不能比拟的优点。当生产工艺要求在180～250℃时的高温加热，若采用蒸汽换热，则饱和蒸汽压力需要4 Mpa，工作温度也仅能达到250℃。但采用导热油炉，饱和蒸汽压力在小于0.7MPa时就可以达到 280 ℃，所以导热油炉换热具有低压高温的特点。 　　以间接方式将热量从加热器传递到干燥器的传热介质称为热载体，工业热载体可分为有机热载体和无机热载体两大类，有机热载体俗称导热油。 　　早在1931年，美国道生化学公司研究并创制了载热体，命名为“道生油”。道生油通常是联苯和联苯醚的混合物、粉剂、颗粒、冲剂、水丸、包装瓶、颜料染料、脱水蔬菜、瓜果干、香肠、塑料树脂、电器元件、烘漆等。 　　(7)冷冻干燥机 　　冷冻干燥机是将料液先冷却冻结，随后减压使冰升华而获得干物料。由于整个过程在冰点以下进行，常用于热敏物品的干燥。因真空下对冻结物料的给热比较困难，以及在减压下冷凝升华的水蒸汽需要较大的制冷系统，因此干燥费用较大。冷冻高热敏性物料中的水分，并将在高真空下保持到冰点以下温度。使水分升华而与物料分离。物料中有效成分损失少，但干燥速率低。 　　以上为若干常见干燥装置的基本类型，我们可以根据用户以及物料干燥工艺的具体要求需求在原有基本机型的基础之上对其进行变型开发。

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