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： 为确保机组正常运行和有更长的使用寿命,良好的维护保养是关键。因此,必须认真地执行空压机保养规程。在着手进行维护之前,至少做好以下准备： 　　1. 切断主机电源并在电源开关处挂上标志。 　　2. 关闭通向供气系统的截止阀以防压缩空气到流回被检修的部分。（决不要依靠单向阀来隔离供气系统） 　　3. 打开手动放空阀,排空系统内的压力,保持放空阀处于开启状态。 　　4. 对于水冷机器,必须关闭供水系统,释放水管路压力。 　　5. 确保压缩机组已冷却,防止烫伤、灼伤。 　　6. 擦净地面油痕、水迹以防滑到。 　　“警告” 　　1、不要以为机器停机,就认为可热空气干燥法就是用加热的空气来干燥涂层，也称之为热风干燥。由于受木材的限制，木材涂漆为了加快干燥速度，通常将涂膜加热到40~60℃。热风干燥的优点是涂膜受热均匀，温度稳定，只是要求热空气必须干净。采用热风干燥必须要有干燥室，干燥室的结构材料要保证能够绝热。为了不使热量散发，可以用双层壁的空心板，以矿渣棉填充，也可用砖砌成干燥室。 　　热空气可以采用蒸汽、热水、电或煤气待方式加热空气，热空气由鼓风机送入干燥室来加热涂层，再通过排风装备，部分排出污染了的空气，再按一定比例补充新鲜空气，加热过滤来进行循环。干燥室的大小要根据涂料的干燥性能，工件大小、生产量来决定。热风的温度、流通量也是根据上述一、 真空耙式干燥机 　　真空耙式干燥机是一种传导传热干燥器。物料不直接与加热介质接触，适用于干燥少量的、不耐高温和易于氧化的泥状、膏状物料，含水率为15%~90%。干燥器内水平耙式搅拌器的叶片是由铸铁或钢制成，安装在方形轴上，一半叶片方向向左，另一半向右。轴的转速为7~8r/min，它是由带减速箱的电机带动。同时采用自动转向装置，使轴的转动方向、在每隔5~8min改变一次搅拌器的转动方向。 　　操作时，先开动搅拌器，加入被干燥的物料，并将加料口关闭。同时通入蒸汽加热，加热蒸汽的压力一般为0.2~0.4Mpa （表压）。用真空泵抽出水蒸汽和不凝气体   (1)粉碎机应固定在水泥基础上。如经常变动工作地点，粉碎机和电动机要安装在用角钢制成的机座上。    (2)粉碎机安装后要检查各部件的紧固情况，同时要检查传动带松紧度是否合适，电动机轴和粉碎机轴是否平行。    (3)粉碎机启动前，先用手转动转子，检查运转是否灵活正常，机壳内有无碰撞现象，转子的旋转方向是否正确，电机及粉碎机润滑是否良好等。    细粉碎技术在天然动植物资源开发中的应用是中药、食品加工业的一种新尝试，对于传统工艺、配方的改进，新产品的开发必将带来巨大的推动力。作为一种新型的资源加工方法，在发达国家超细粉碎技术的应用领域已相当广泛，许多天然资源加工方法的改进或创新并不鲜见，日本、美国市售的果味凉茶、冻干水果粉、超低温速冻龟鳖粉等等都是应用超细粉碎技术加工而成的。     日本、韩国及东南亚一些国家已将中药原料超细粉碎到30-50μm以下，分别制成冲剂、胶囊或片剂直接服用，成功地解决了中药材的方便使用和提高吸收效率等问题，大大地提高了中药材的利用率及疗效，给使用者带来了极大的方便。

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